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

背景技術：

目前，電動汽車的普及已經(jīng)是不可阻擋的趨勢。采用換電模式對電動汽車進行電能補給也是目前不可或缺的一種方式，那么在換電時如何對電動汽車本次換電使用的電能進行計量就成為目前一個比較熱點的問題。

電能計量裝置作為法定計量裝置，可安裝在電動汽車上對使用的電能進行計量，但是由于電動汽車屬于車主所有，而電能計量裝置涉及金錢結(jié)算，會存在竊電的風險；也可以將計量裝置安裝在動力電池內(nèi)部，但是由于電能計量裝置自身工作需要電能，這樣就會導致動力電池存儲過程中會產(chǎn)生一定的電能消耗，另外，每臺動力電池內(nèi)置電能計量裝置，對電池成本也會有一定的影響，對動力電池的回收利用不利。

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

技術實現(xiàn)要素：

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

為此，本發(fā)明采用如下的技術方案：電動汽車換電模式下動力電池接插電表，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，負極穿孔內(nèi)置用于電壓負極采樣的負極接觸彈片連接器；所述pcb板上的正極穿孔處設有穿心式電流傳感器；

所述的底殼上裝有一用于與動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接口連接的插接式連接頭，該插接式連接頭通過轉(zhuǎn)接線與pcb板連接，用于將動力電池的弱電信號接入pcb板中；

所述的上蓋上設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轉(zhuǎn)接器，該弱電信號轉(zhuǎn)接器對動力電池提供的弱電信號進行轉(zhuǎn)接，從而將弱電信號傳輸給針孔耦合式電池箱連接器插座；

通過正、負極接觸彈片連接器采樣得到的電壓數(shù)值信號傳輸給pcb板上的計量模塊，通過穿心式電流傳感器采樣得到的電流數(shù)值信號傳輸給pcb板上的計量模塊，通過計量模塊計算或結(jié)算電量。

在動力電池與電池箱之間插入本發(fā)明的接插電表，實現(xiàn)換電模式下動力電池更換時的電量計量和結(jié)算。更換動力電池后，動力電池通過電池箱與電動汽車動力機構相連，完成動力輸出。

進一步地，所述的弱電信號連接器包括本體、設置在本體上的低壓輔助電源端子、通訊信號端子和給pcb板提供在位檢測信號的復用端子；低壓輔助電源端子受pcb板發(fā)出的在位檢測信號控制，在動力電池未接入電動汽車或未進行充電時切斷低壓輔助電源，降低在動力電池存貯期間的電能消耗。通訊信號端子用于連接電動汽車can總線，與電動汽車進行通訊。

進一步地，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。

進一步地，所述的上蓋上安裝一用于實時顯示計量模塊計算或結(jié)算電量結(jié)果的lcd顯示屏。

進一步地，所述的pcb板上設有備用電源，給動力電池未接入時pcb板提供電源。

進一步地，所述的備用電源，結(jié)合接插電表在位檢測信號、計量模塊的內(nèi)部事件記錄和異常報警記錄實現(xiàn)接插電表的防竊電功能。

進一步地，所述底殼的兩側(cè)均設有一卡槽，動力電池上設有分別與兩個卡槽配合使用的兩個倒鉤。通過卡槽與倒鉤的配合使用，將本發(fā)明的底殼固定在動力電池上。

進一步地，所述針孔耦合式電池箱連接器插頭上設有動力電池的正極、負極、接地極及定位導向柱，所述的底殼上設有分別與動力電池的正極、負極、接地極及定位導向柱配合使用的定位管；所述的底殼、上蓋及pcb板上還開有定位導向柱穿孔。本發(fā)明使用時，動力電池的正極、負極、接地極及定位導向柱穿過底殼、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。

進一步地，所述的動力電池上設有定位柱，所述的電池箱上設有與定位柱配合使用的定位孔。

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

當動力電池未接入時，接插電表進入低功耗模式，定時喚醒檢測接插電表的在位狀態(tài)；

當動力電池接入及接插電表在位時，計量模塊啟動任務管理功能，進行電能計量處理，接著進行通訊處理和顯示處理，即將計量模塊計算或結(jié)算的電量結(jié)果通過pcb板顯示在lcd顯示屏上；

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

本發(fā)明具有如下有益效果：解決了在電動汽車換電模式下動力電池能耗計量的問題，能夠快速地安裝在標準動力電池上，實現(xiàn)了快速更換，及時計量；同時能夠?qū)崿F(xiàn)了無需每臺動力電池或者電動汽車安裝計量裝置的功能，節(jié)省了換電站的運營成本；降低了動力電池存貯期間的電能消耗；實現(xiàn)了防竊電功能。

附圖說明

圖1-2為本發(fā)明的結(jié)構分解圖；

圖3為本發(fā)明正面的結(jié)構示意圖；

圖4為本發(fā)明背面的結(jié)構示意圖；

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)明使用時的結(jié)構分解圖；

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-負極穿孔，6-接地極穿孔，7-正極接觸彈片連接器，8-負極接觸彈片連接器，9-穿心式電流傳感器，10-動力電池，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-弱電信號轉(zhuǎn)接器，21-lcd顯示屏，23-卡槽，24-倒鉤，25-正極，26-負極，27-接地極，28-定位導向柱，29-定位管，30-定位導向柱穿孔，31-定位柱，32-定位孔。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1-8所示的電動汽車換電模式下動力電池接插電表，底殼1與上蓋2之間設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，負極穿孔內(nèi)置用于電壓負極采樣的負極接觸彈片連接器8，通過正、負極接觸彈片連接器7、8采樣得到的電壓數(shù)值信號傳輸給pcb板3上的計量模塊；pcb板3上的正極穿孔處設有穿心式電流傳感器9，通過穿心式電流傳感器9采樣得到的電流數(shù)值信號傳輸給pcb板3上的計量模塊，通過計量模塊計算或結(jié)算電量。

動力電池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的所有弱電信號接口連接的插接式連接頭12，該插接式連接頭12通過轉(zhuǎn)接線與pcb板3連接，用于將動力電池的弱電信號接入pcb板3中。

所述的上蓋2上設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轉(zhuǎn)接器15，該弱電信號轉(zhuǎn)接器15對動力電池提供的弱電信號進行轉(zhuǎn)接，從而可將弱電信號傳輸給針孔耦合式電池箱連接器插座14。所述的弱電信號連接器15包括本體，設置在本體上的低壓輔助電源a+、a-端子，通訊信號s+、s-端子，給pcb板提供在位檢測信號的復用端子cc2；低壓輔助電源端子受pcb板發(fā)出的在位檢測信號控制，在動力電池未接入電動汽車或未進行充電時切斷低壓輔助電源，降低在動力電池存貯期間的電能消耗。

所述的pcb板2上設有備用電源，給動力電池未接入時pcb板提供電源。所述的備用電源，結(jié)合接插電表在位檢測信號、計量模塊的內(nèi)部事件記錄和異常報警記錄實現(xiàn)接插電表的防竊電功能。

所述的上蓋2上安裝一用于實時顯示計量模塊計算或結(jié)算電量結(jié)果的lcd顯示屏21。所述底殼1的兩側(cè)均設有一卡槽23，動力電池10上設有分別與兩個卡槽配合使用的兩個倒鉤24。

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

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

當動力電池未接入時，接插電表進入低功耗模式，定時喚醒檢測接插電表的在位狀態(tài)；

當動力電池接入及接插電表在位時，計量模塊啟動任務管理功能，進行電能計量處理，接著進行通訊處理和顯示處理，即將計量模塊計算或結(jié)算的電量結(jié)果通過pcb板顯示在lcd顯示屏上；

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

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