本發(fā)明涉及車載動(dòng)力電池電能計(jì)量領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種電動(dòng)汽車換電模式下動(dòng)力電池接插電表及其電能計(jì)量方法。

背景技術(shù)：

目前，電動(dòng)汽車的普及已經(jīng)是不可阻擋的趨勢(shì)。采用換電模式對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行電能補(bǔ)給也是目前不可或缺的一種方式，那么在換電時(shí)如何對(duì)電動(dòng)汽車本次換電使用的電能進(jìn)行計(jì)量就成為目前一個(gè)比較熱點(diǎn)的問(wèn)題。

電能計(jì)量裝置作為法定計(jì)量裝置，可安裝在電動(dòng)汽車上對(duì)使用的電能進(jìn)行計(jì)量，但是由于電動(dòng)汽車屬于車主所有，而電能計(jì)量裝置涉及金錢結(jié)算，會(huì)存在竊電的風(fēng)險(xiǎn)；也可以將計(jì)量裝置安裝在動(dòng)力電池內(nèi)部，但是由于電能計(jì)量裝置自身工作需要電能，這樣就會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力電池存儲(chǔ)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的電能消耗，另外，每臺(tái)動(dòng)力電池內(nèi)置電能計(jì)量裝置，對(duì)電池成本也會(huì)有一定的影響，對(duì)動(dòng)力電池的回收利用不利。

因此，提供一種電動(dòng)汽車換電模式下能夠更加快捷、安全、節(jié)能的電能計(jì)量的方式，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種電動(dòng)汽車換電模式下安裝快捷、安全防竊電同時(shí)又節(jié)能的接插電表。

為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：電動(dòng)汽車換電模式下動(dòng)力電池接插電表，包括底殼和上蓋，

所述的底殼與上蓋之間設(shè)有一固定在底殼上的pcb板；

所述的底殼、上蓋及pcb板上均開有正極穿孔、負(fù)極穿孔和接地極穿孔；所述上蓋的正極穿孔內(nèi)置用于電壓正極采樣的正極接觸彈片連接器，負(fù)極穿孔內(nèi)置用于電壓負(fù)極采樣的負(fù)極接觸彈片連接器；所述pcb板上的正極穿孔處設(shè)有穿心式電流傳感器；

所述的底殼上裝有一用于與動(dòng)力電池上的針孔耦合式電池箱連接器插頭的所有弱電信號(hào)接口連接的插接式連接頭，該插接式連接頭通過(guò)轉(zhuǎn)接線與pcb板連接，用于將動(dòng)力電池的弱電信號(hào)接入pcb板中；

所述的上蓋上設(shè)有一用于與電池箱上的針孔耦合式電池箱連接器插座的所有接口插槽連接的弱電信號(hào)轉(zhuǎn)接器，該弱電信號(hào)轉(zhuǎn)接器對(duì)動(dòng)力電池提供的弱電信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)接，從而將弱電信號(hào)傳輸給針孔耦合式電池箱連接器插座；

通過(guò)正、負(fù)極接觸彈片連接器采樣得到的電壓數(shù)值信號(hào)傳輸給pcb板上的計(jì)量模塊，通過(guò)穿心式電流傳感器采樣得到的電流數(shù)值信號(hào)傳輸給pcb板上的計(jì)量模塊，通過(guò)計(jì)量模塊計(jì)算或結(jié)算電量。

在動(dòng)力電池與電池箱之間插入本發(fā)明的接插電表，實(shí)現(xiàn)換電模式下動(dòng)力電池更換時(shí)的電量計(jì)量和結(jié)算。更換動(dòng)力電池后，動(dòng)力電池通過(guò)電池箱與電動(dòng)汽車動(dòng)力機(jī)構(gòu)相連，完成動(dòng)力輸出。

進(jìn)一步地，所述的弱電信號(hào)連接器包括本體、設(shè)置在本體上的低壓輔助電源端子、通訊信號(hào)端子和給pcb板提供在位檢測(cè)信號(hào)的復(fù)用端子；低壓輔助電源端子受pcb板發(fā)出的在位檢測(cè)信號(hào)控制，在動(dòng)力電池未接入電動(dòng)汽車或未進(jìn)行充電時(shí)切斷低壓輔助電源，降低在動(dòng)力電池存貯期間的電能消耗。通訊信號(hào)端子用于連接電動(dòng)汽車can總線，與電動(dòng)汽車進(jìn)行通訊。

進(jìn)一步地，所述的低壓輔助電源端子包括低壓輔助電源a+端子和低壓輔助電源a-端子。

進(jìn)一步地，所述的上蓋上安裝一用于實(shí)時(shí)顯示計(jì)量模塊計(jì)算或結(jié)算電量結(jié)果的lcd顯示屏。

進(jìn)一步地，所述的pcb板上設(shè)有備用電源，給動(dòng)力電池未接入時(shí)pcb板提供電源。

進(jìn)一步地，所述的備用電源，結(jié)合接插電表在位檢測(cè)信號(hào)、計(jì)量模塊的內(nèi)部事件記錄和異常報(bào)警記錄實(shí)現(xiàn)接插電表的防竊電功能。

進(jìn)一步地，所述底殼的兩側(cè)均設(shè)有一卡槽，動(dòng)力電池上設(shè)有分別與兩個(gè)卡槽配合使用的兩個(gè)倒鉤。通過(guò)卡槽與倒鉤的配合使用，將本發(fā)明的底殼固定在動(dòng)力電池上。

進(jìn)一步地，所述針孔耦合式電池箱連接器插頭上設(shè)有動(dòng)力電池的正極、負(fù)極、接地極及定位導(dǎo)向柱，所述的底殼上設(shè)有分別與動(dòng)力電池的正極、負(fù)極、接地極及定位導(dǎo)向柱配合使用的定位管；所述的底殼、上蓋及pcb板上還開有定位導(dǎo)向柱穿孔。本發(fā)明使用時(shí)，動(dòng)力電池的正極、負(fù)極、接地極及定位導(dǎo)向柱穿過(guò)底殼、電路板及上蓋后伸出，再與電池箱上的針孔耦合式電池箱連接器插座配合使用，拆裝快速。

進(jìn)一步地，所述的動(dòng)力電池上設(shè)有定位柱，所述的電池箱上設(shè)有與定位柱配合使用的定位孔。

本發(fā)明采用的另一技術(shù)方案為：上述電動(dòng)汽車換電模式下動(dòng)力電池接插電表進(jìn)行電能計(jì)量的方法，其內(nèi)容如下：

當(dāng)動(dòng)力電池未接入時(shí)，接插電表進(jìn)入低功耗模式，定時(shí)喚醒檢測(cè)接插電表的在位狀態(tài)；

當(dāng)動(dòng)力電池接入及接插電表在位時(shí)，計(jì)量模塊啟動(dòng)任務(wù)管理功能，進(jìn)行電能計(jì)量處理，接著進(jìn)行通訊處理和顯示處理，即將計(jì)量模塊計(jì)算或結(jié)算的電量結(jié)果通過(guò)pcb板顯示在lcd顯示屏上；

當(dāng)接插電表失位時(shí)，凍結(jié)當(dāng)前電能計(jì)量信息，記錄接插電表失位開始、結(jié)束的時(shí)間及失位前電能計(jì)量信息，lcd顯示屏顯示接插電表在位異常信息，同時(shí)將該異常信息通過(guò)通訊信號(hào)端子上傳給車載電腦。

本發(fā)明具有如下有益效果：解決了在電動(dòng)汽車換電模式下動(dòng)力電池能耗計(jì)量的問(wèn)題，能夠快速地安裝在標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力電池上，實(shí)現(xiàn)了快速更換，及時(shí)計(jì)量；同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)了無(wú)需每臺(tái)動(dòng)力電池或者電動(dòng)汽車安裝計(jì)量裝置的功能，節(jié)省了換電站的運(yùn)營(yíng)成本；降低了動(dòng)力電池存貯期間的電能消耗；實(shí)現(xiàn)了防竊電功能。

附圖說(shuō)明

圖1-2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)分解圖；

圖3為本發(fā)明正面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明背面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖3中a部的放大圖；

圖6為圖4中b部的放大圖；

圖7-8為本發(fā)明使用時(shí)的結(jié)構(gòu)分解圖；

圖9為現(xiàn)有針孔耦合式電池箱連接器插頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為現(xiàn)有針孔耦合式電池箱連接器插座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本發(fā)明接插電表的工作流程圖。

圖中，1-底殼，2-上蓋，3-pcb板，4-正極穿孔，5-負(fù)極穿孔，6-接地極穿孔，7-正極接觸彈片連接器，8-負(fù)極接觸彈片連接器，9-穿心式電流傳感器，10-動(dòng)力電池，11-針孔耦合式電池箱連接器插頭，12-插接式連接頭，13-電池箱，14-針孔耦合式電池箱連接器插座，15-弱電信號(hào)轉(zhuǎn)接器，21-lcd顯示屏，23-卡槽，24-倒鉤，25-正極，26-負(fù)極，27-接地極，28-定位導(dǎo)向柱，29-定位管，30-定位導(dǎo)向柱穿孔，31-定位柱，32-定位孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1-8所示的電動(dòng)汽車換電模式下動(dòng)力電池接插電表，底殼1與上蓋2之間設(shè)有一固定在底殼上的pcb板3，所述的底殼1、上蓋2及pcb板3上均開有正極穿孔4、負(fù)極穿孔5和接地極穿孔6；上蓋2的正極穿孔內(nèi)置用于電壓正極采樣的正極接觸彈片連接器7，負(fù)極穿孔內(nèi)置用于電壓負(fù)極采樣的負(fù)極接觸彈片連接器8，通過(guò)正、負(fù)極接觸彈片連接器7、8采樣得到的電壓數(shù)值信號(hào)傳輸給pcb板3上的計(jì)量模塊；pcb板3上的正極穿孔處設(shè)有穿心式電流傳感器9，通過(guò)穿心式電流傳感器9采樣得到的電流數(shù)值信號(hào)傳輸給pcb板3上的計(jì)量模塊，通過(guò)計(jì)量模塊計(jì)算或結(jié)算電量。

動(dòng)力電池10上的針孔耦合式電池箱連接器插頭11(如圖9所示)與電池箱13上的針孔耦合式電池箱連接器插座14(如圖10所示)匹配使用。

所述的底殼1上裝有一用于與針孔耦合式電池箱連接器插頭11的所有弱電信號(hào)接口連接的插接式連接頭12，該插接式連接頭12通過(guò)轉(zhuǎn)接線與pcb板3連接，用于將動(dòng)力電池的弱電信號(hào)接入pcb板3中。

所述的上蓋2上設(shè)有一用于與孔耦合式電池箱連接器插座14的所有接口插槽連接的弱電信號(hào)轉(zhuǎn)接器15，該弱電信號(hào)轉(zhuǎn)接器15對(duì)動(dòng)力電池提供的弱電信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)接，從而可將弱電信號(hào)傳輸給針孔耦合式電池箱連接器插座14。所述的弱電信號(hào)連接器15包括本體，設(shè)置在本體上的低壓輔助電源a+、a-端子，通訊信號(hào)s+、s-端子，給pcb板提供在位檢測(cè)信號(hào)的復(fù)用端子cc2；低壓輔助電源端子受pcb板發(fā)出的在位檢測(cè)信號(hào)控制，在動(dòng)力電池未接入電動(dòng)汽車或未進(jìn)行充電時(shí)切斷低壓輔助電源，降低在動(dòng)力電池存貯期間的電能消耗。

所述的pcb板2上設(shè)有備用電源，給動(dòng)力電池未接入時(shí)pcb板提供電源。所述的備用電源，結(jié)合接插電表在位檢測(cè)信號(hào)、計(jì)量模塊的內(nèi)部事件記錄和異常報(bào)警記錄實(shí)現(xiàn)接插電表的防竊電功能。

所述的上蓋2上安裝一用于實(shí)時(shí)顯示計(jì)量模塊計(jì)算或結(jié)算電量結(jié)果的lcd顯示屏21。所述底殼1的兩側(cè)均設(shè)有一卡槽23，動(dòng)力電池10上設(shè)有分別與兩個(gè)卡槽配合使用的兩個(gè)倒鉤24。

所述針孔耦合式電池箱連接器插頭11上設(shè)有動(dòng)力電池的正極25、負(fù)極26、接地極27及定位導(dǎo)向柱28，所述的底殼上設(shè)有分別與動(dòng)力電池的正極、負(fù)極、接地極及定位導(dǎo)向柱配合使用的定位管29；所述的底殼、上蓋及pcb板上還開有定位導(dǎo)向柱穿孔30。所述的動(dòng)力電池10上設(shè)有定位柱31，所述的電池箱13上設(shè)有與定位柱31配合使用的定位孔32。

如圖11所示，電動(dòng)汽車換電模式下動(dòng)力電池接插電表的工作流程，其內(nèi)容如下：

當(dāng)動(dòng)力電池未接入時(shí)，接插電表進(jìn)入低功耗模式，定時(shí)喚醒檢測(cè)接插電表的在位狀態(tài)；

當(dāng)動(dòng)力電池接入及接插電表在位時(shí)，計(jì)量模塊啟動(dòng)任務(wù)管理功能，進(jìn)行電能計(jì)量處理，接著進(jìn)行通訊處理和顯示處理，即將計(jì)量模塊計(jì)算或結(jié)算的電量結(jié)果通過(guò)pcb板顯示在lcd顯示屏上；

當(dāng)接插電表失位時(shí)，凍結(jié)當(dāng)前電能計(jì)量信息，記錄接插電表失位開始、結(jié)束的時(shí)間及失位前電能計(jì)量信息，lcd顯示屏顯示接插電表在位異常信息，同時(shí)將該異常信息通過(guò)通訊信號(hào)端子上傳給車載電腦。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白本發(fā)明包括但不限于附圖和上面具體實(shí)施方式中描述的內(nèi)容。任何不偏離本發(fā)明的功能和結(jié)構(gòu)原理的修改都將包括在權(quán)利要求的范圍中。