CN102629716A - 用于给电动车电池充电的电源插座组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种插座组件，包括用于覆盖插座(12)的铰接盖(17)和用于控制单个闩锁(22)运动的单个线性致动器(23)，该闩锁(22)具有两个在相反方向上延伸的闭锁元件：用于在充电过程中闭锁插入到插座(12)中的插头(A)的销(24)和用于以可释放方式将盖(17)闭锁在覆盖插座(12)的关闭位置的闭锁齿(21)。

Description

用于给电动车电池充电的电源插座组件
技术领域
本发明涉及用于给电动车的电池充电的电源插座组件。
背景技术
具有电源插座的充电站越来越普遍，电驱动和/或混合动力的机动车辆和摩托车可以连接到其上。尤其在充电站是公共充电站的情况下，电源插座通常用铰接的或者滑动的盖保护，这能够在该充电未被授权时防止接近插座。为了安全的原因，插座与两个可释放的闭锁装置相关联，每个闭锁装置具有相应的致动器：第一闭锁装置，该第一闭锁装置包括第一闩锁，该第一闩锁用于在充电过程中，在连接到车辆上的插头插入到插座中时暂时锁定该插头；第二闭锁装置，该第二闭锁装置包括第二闩锁，该第二闩锁能够将铰接盖保持在关闭位置。在其他解决方案中，使用双稳态致动器，但是这需要相关的备用电池，以便在充电过程中，一旦需要中断时释放插头。
发明内容
本发明的目的是提供一种更通用和简化的插座组件，该插座组件由比现有技术中更少数量的零件组成。
根据本发明，如在下面更清楚理解到的，本发明的这个目的与其他目的和优点一起将通过一种插座组件来实现，该电源插座组件包括：
盖，所述盖围绕轴铰接以覆盖插座；
第一闭锁元件，该第一闭锁元件用于在充电过程中闭锁插入到插座中的插头；
第二闭锁元件，该第二闭锁元件用于将盖可释放地在覆盖插座的关闭位置；
致动器装置，该致动器装置用于将第一和第二闭锁装置在锁定位置和释放位置之间移动，在所述锁定位置，所述闭锁元件与插头和盖接合，而在所述释放位置，所述闭锁元件从插头和盖脱开；
所述致动器装置包括单独一个线性致动器；以及
所述第一闭锁元件和第二闭锁元件都与由致动器所控制的单个闩锁成一体，并且第一闭锁元件朝向轴延伸，而第二闭锁元件沿相反方向背离轴延伸。
附图说明
本发明的特征和优点经从下面参照附图提供的本发明实施方式的详细描述中变得更清楚，该附图仅作为非限定性实施例提供，并且图中：
图1和2是从不同视角观察的根据本发明的插座组件的实施方式的透视图；
图3是根据图1和2的插座组件的分解透视图；
图4、5、6和7是示出在四个不同工作位置的插座组件的垂直剖面图；以及
图4A至7A分别是放大比例的图4-7的细节的视图。
具体实施方式
首先参照图1至3，电源插座组件包括框架(或者凸缘)10，其整体具有矩形板形式，在方向x上延伸，并且在使用过程中是垂直的。附图标记11是框架的外侧，即在插座组件安装到通常为柱状的充电设备(未示出)或者电气面板上的条件下能够指向外(并因此朝向用户)的一侧。在本说明书和所附的权利要求书中，术语“外”和“内”应参照与安装到设备上或垂直墙壁上的插座组件相对站立的观察者来理解。
优选地由塑料制成的框架10居中地设置标准类型(在这种情况下，符合标准IEC 62196-1-ED.1 E IEC 62196-2ED.2)的电源插座12，这将不再详细描述。框架10在其中居中地形成有通孔13，该通孔13由相应形状的壁14围绕，壁14从内侧15伸出。开口13和壁14一起形成一个接收座，插座12的主体借助于螺钉16固定到其中。
铰接盖或者翻盖17围绕水平轴y被铰接到框架10的上部上，并且能够交替地采取覆盖插座12的垂直关闭位置(图4中所示)和露出插座的升高位置。在盖17的自由端附近、在处于关闭条件下的盖17的面对插座的一侧32上，盖形成一个接合座18，该接合座18在铰接轴y的方向上开口。在关闭盖的条件(图4)下，接合座18指向上。在这个实施例中，接合座18通过具有吊钩形式的凸起19形成，并且在盖17处于下降位置时具有与闭锁齿21相接合的功能，以便防止接近插座，这将在下面进一步解释。
可垂直移动的闩锁体22和相关的电动机械螺线管类型的线性致动器安装在框架的内侧15上、在用于插座的开口13的下方。
闩锁体22具有闭锁齿21和进一步的销状的闭锁元件24，该闭锁齿连接到闩锁体22上，并优选地形成为一件，具有将盖17锁定的功能，而闭锁元件24从闩锁22的顶部垂直伸出，以便在充电过程中，在插头A插入到插头接收座时固定插头A(图7)。
闭锁齿21向下延伸，同时闭锁销24在平行于齿21延伸的方向(或者与齿21延伸的方向重合)的方向上向上延伸，但是相反指向。在所示的特定实施方式中，闭锁元件21和24在垂直方向上不对齐。在本发明的进一步变型(未示出)中，这些元件可以沿着相同的直线对齐。
在所示的实施方式中，闩锁22形成为基本上矩形的边沿，其围绕螺线管致动器23并且从压缩弹簧25接收指向下的弹性推力，该压缩弹簧25布置在闩锁的底部26和容纳螺线管的线圈并固定到框架10上的盒体27之间。
构型部36从框架的内侧15突出，并且被设计成导引闩锁22在垂直方向上的交替线性运动。闩锁22具有相对于电枢28的作用线基本上对称的形状，具有两个相对平行的笔直部分22a、22b，所述笔直部分22a、22b在构型部36的导引下确保平衡和均匀地滑动运动，防止卡住。另一个导引构型部(未示出)设置在外罩38(图3中可见)上，该外罩例如通过螺钉39固定到框架10上。除了作为闩锁22的导引件之外，外罩38封闭和保护整个致动器23和闩锁22，以便改善这些零件与框架10一起在一个操作步骤中组装到充电站上。
电动机械螺线管类型的线性致动器23包括螺线管35和电枢或芯部28，在供能时，由于螺线管线圈所产生的电磁感应，电枢或芯部28可垂直移动。可移动的电枢或元件28连接到闩锁22的底部26上，以使得螺线管被供能时它升高。
用于探测何时盖关闭的传感器29和用于探测插座的闭锁的微型开关30固定到框架的内侧15。传感器29优选地由在盖出于关闭位置时能够探测到固定到盖的内侧32上的金属体31的感应接近传感器构成。在闩锁22处于其上部位置时，微型开关30能够被与闩锁22成一体的凸起33触发，在该上部位置，使得插头A借助于闭锁销24而锁定。闩锁22用于交替地作用在插头A和作用在盖17上，相对于彼此锁定和释放它们，如后面进一步解释的。销状闭锁元件24被设计成穿过插座的壁14内形成的开口34，并且接合座插头A的标准孔B内，由此只要供电就防止插头被从插座拔出。
致动器23的电枢的并因此闩锁22的运动是由于形成电站的一部分的处理器(未示出)所发出的电控制信号的作用而产生的。处理器电连接到螺线管35、微型开关30、接近传感器29和设置在插座中用于探测插头引脚插入的一对标准控制触头(未示出)。整体上管理插座组件并也供电的处理器电连接到一个或多个识别/使能装置，如RFID接收器，以在电站是公共的情况下使用它们。控制触头以及微型开关30和接近传感器29都是本领域公知的，并且在此不需要详细描述。
现在描述插座组件的工作顺序。最初，充电站被闩锁22锁定在关闭条件下(图4)。盖17处于由闩锁的闭锁齿21锁定的其下降和关闭位置，该闩锁借助弹簧25的作用而被推下的并保持稳定地接合在座18的内侧，而不消耗任何能量。控制闩锁的运动的螺线管35没有被供能。处于下降位置的插头闭锁销24不突出到插座的接收座内侧(图4A)。
当用户获得进行充电的授权时，例如，在借助于RFID卡识别之后或者通过支付充电费，处理器允许向螺线管35供电，从而克服弹簧25的弹性作用延伸电枢28并升高闩锁22.
在升高时，闩锁22从盖的座18中脱开闭锁齿21，使得用户能够打开盖。在这个位置(图5)，闩锁被升高并且闭锁销24突出到插座的接收座内侧(图5A)。一旦接近传感器29探测到盖17上的金属体31已经移开并因此盖已经被打开，电站中断向螺线管的供电，以允许弹簧25将闩锁移回到下降位置，以便将闭锁销24从插座的接收座中抽出，并从而允许插头A插入到插座中(图6和6A)。
当插头被插入时，插座的控制触头(未示出)发送“插头插入”信号到处理器，该处理器响应于这个信号再次向螺线管35传送电力，导致闩锁22的升高并在升高位置将闭锁销24插入到插头A的主体内设置的保持孔B中(图7和7A)。闩锁的向上运动通过凸起33导致微型开关30触发。处理器然后接收和处理两个信号，即：控制触头所产生的插头插入信号和微型开关30所产生的插头闭锁信号。当这两个信号被接收和处理时，处理器确认插头被正确闭锁在插座中。当这个条件被探测到时，充电站开始向插座供电，以便给电池充电。在电池被充电时，螺线管35被供电，并且闩锁22仍处于升高位置，将插头闭锁在插座中，弹簧25被压缩。
当充电已经结束时，借助于键盘(未示出)或者如RFID接收器的其他装置，用户在供电结束时向充电站发出同意指令。在向插座的供电中断之后，电站也中断向螺线管的供电，弹簧25自由扩张，并且导致闩锁降低，闭锁销24从插头保持孔B中抽出。插头现在可以从插座上拔出。借助于控制触头，插头的拔出向处理器发出信号，这再次允许向螺线管传送电力，以便升高闩锁并允许盖17再次关闭在框架10上。当传感器29探测到盖关闭条件时，向处理器发出信号，向螺线管的供电被最后中断，以允许闩锁降低，并且将盖闭锁在最初关闭位置(图4)。
如将理解到的，与现有技术相比，本发明提供了多个优点。在部件和管理、组装和电连接成本方面实现的节省，这是由于该组件包括单个致动器装置，该致动器装置有效地连接单个闩锁体，该闩锁体具有两个闭锁元件，即一个用于插头且一个用于盖。闩锁及其致动器预先组装到框架上并且被外罩38封闭，使得整个组件然后在单个操作步骤中有利地利用多个螺钉配合到供电设备上，该螺钉可以插入到在框架的四个角内的圆柱形座37内。该组件实际上可以安装到任何类型的充电设备上。将电动机械螺线管线性致动器布置在插座下方允许插座组件的整体宽度被减小。相同的组件可以提供有不同的插座设计。当电站不执行充电操作时，插座的盖保持锁定在关闭位置，而不消耗任何能量。在向充电站的供电中断(断开)的情况下，将闩锁保持在插头锁定位置的螺线管的电源也中断，使得插头可以拔出，并且车辆可以再次自由移开。另一方面，根据现有技术，双稳态螺线管的使用需要备用电池，以便在断电的情况下操作和释放插头。换言之，没有电力的未供电或无效位置是唯一的稳定位置(单稳态条件)。另外，在双稳态螺线管致动器的情况下，尽管闭锁是通过磁铁的力来执行的，但是单稳态致动器通过弹簧保持着未供电位置，并因此，对它来说更困难的是它会借助于有可能的碰撞而释放。
虽然在上面的详细描述中已经说明了示例性的实施方式，但是应该理解到多种变型都是有可能的。也应该理解到所示的实施方式仅仅构成一个例子，并且在任何情况下都不应认为是限制范围、适用性或者结构。例如，插座的类型可以有别于在此说明的“类型3”。但是上面的附图和详细描述将向本领域技术人员提供实施本发明的方便的指导，可以理解到在本实施方式的实例中所描述的零件的功能和结构中可以做出各种改进，而不会背离如所附的权利要求书及其等价物所限定的本发明的范围。

Claims (12)

1.一种用于给电动车的电池充电的电源插座组件，包括：
盖(17)，所述盖围绕轴(y)铰接以覆盖插座(12)；
第一闭锁元件(24)，该第一闭锁元件用于在充电过程中锁定插入到插座(12)中的插头(A)；
第二闭锁元件(21)，该第二闭锁元件用于可释放地将盖(17)锁定在覆盖插座(12)的关闭位置；
致动器装置，该致动器装置用于将第一和第二闭锁装置在锁定位置和释放位置之间移动，在所述锁定位置，所述闭锁元件与插头和盖接合，而在所述释放位置，所述闭锁元件从插头和盖脱开；
其特征在于：
所述致动器装置包括单独一个线性致动器(23)；以及
所述第一闭锁元件(24)和第二闭锁元件(21)都与由致动器(23)所控制的单个闩锁(22)成一体，并且第一闭锁元件(24)朝向轴(y)延伸，而第二闭锁元件(21)沿相反方向背离轴(y)延伸。
2.如权利要求1所述的插座组件，其特征在于，所述铰接盖(17)围绕轴(y)铰接在支撑框架(10)的上端处，该支撑框架(10)提供插座(12)或用于安装插座(12)的至少一个座(13，14)，并且所述线性致动器(23)和闩锁(22)安装在框架上、所述插座之下。
3.如权利要求2所述的插座组件，其特征在于，所述第一闭锁元件(24)从闩锁(22)的上部向上延伸，而第二闭锁元件从所述闩锁(22)的上部向下延伸。
4.如权利要求1、2或3所述的插座组件，其特征在于，所述闭锁元件(24、21)被构造成当第一闭锁元件(24)处于闭锁位置时，所述第二闭锁元件(21)处于释放位置，反之亦然。
5.如权利要求2至4中任一项所述的插座组件，其特征在于，所述闩锁(22)以基本上矩形边沿的形式成形，其围绕线性致动器(23)可滑动安装在所述框架(10)的一侧(15)上。
6.如权利要求5所述的插座组件，其特征在于，所述闩锁(22)具有相对于所述线性致动器(23)的作用线基本上对称的形状。
7.如前述权利要求中任一项所述的插座组件，其特征在于，所述第一闭锁元件(24)和第二闭锁元件(21)与闩锁(22)形成为一件。
8.如前述权利要求中任一项所述的插座组件，其特征在于，所述线性致动器(23)是电动机械螺线管类型的线性致动器。
9.如权利要求8所述的插座组件，其特征在于，所述电动机械螺线管类型的线性致动器包括螺线管(35)和连接到闩锁(22)的下部(26)上的可活动电枢(28)，以便在螺线管被供能时导致闩锁(22)的提升。
10.如前述权利要求中任一项所述的插座组件，其特征在于，它包括弹簧元件(25)，该弹簧元件在闩锁(22)上施加背离插座(12)指向的力，用于将第一闭锁元件(24)从所述插头(A)脱开。
11.如权利要求2所述的插座组件，其特征在于，在框架(10)上还固定有：
传感器装置(29)，该传感器装置与固定到盖(17)上的元件(31)相互作用，用于探测盖的打开/关闭条件；
开关装置(30)，当闩锁到达对应于第一闭锁元件(24)锁定在插头(A)内的位置时，该开关装置(30)能够被闩锁(22)所开关。
12.如权利要求11所述的插座组件，其特征在于，所述闩锁(22)还具有用于触发所述开关装置(30)的凸起(33)。
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