CN103036109B - 用于电动车辆充电连接器的锁定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于电动车辆充电连接器的锁定装置，所述锁定装置防止充电连接器(例如)在电池充电过程中与电动车辆的充电端口未经许可地分离。锁定构件设置在电动车辆上，并可在锁定位置和解锁位置之间移动，在锁定位置，锁定构件阻止充电连接器与充电端口分离，在解锁位置，所述锁定构件允许所述充电连接器与所述充电端口分离。与充电端口相邻地布置的锁定制动器能够被手动地驱动，以使锁定构件运动到锁定位置。设置在车辆车厢内的解锁致动器能够被手动地驱动，以使锁定构件运动到解锁位置。这确保只有接近车辆内部的人才能进行解锁并使充电连接器与车辆分离。

Description

用于电动车辆充电连接器的锁定装置
技术领域
本发明涉及一种电动车辆，所述电动车辆在静止时利用可拆卸的充电连接器和线缆布置进行再充电，更具体地讲，涉及一种防止所述连接器与充电端口未经许可地分离的新颖的装置。
背景技术
电池电动车辆、插电混合动力电动车辆和燃料电池车辆通常包括高压蓄电池。在操作中，蓄电池供电，以使车辆中的各种组件(例如，用于驱动车辆的驱动轮的电动机)运行。当蓄电池失电荷或者放电(这主要是由于车辆的运转而发生)时，电池的荷电状态(SOC)降低。当蓄电池放电时，会期望或者需要对蓄电池进行再充电。因此，常常使用车辆外的电源对蓄电池进行充电，以增加蓄电池的总体SOC。
已经提出了各种连接器组件，以将蓄电池电连接到用于对蓄电池进行充电的车外电源。例如，连接器组件可包括车辆侧连接器壳体和车辆侧端子，车辆侧连接器壳体和车辆侧端子一起常常被称为充电端口。充电端口通常安装在车辆的车身上，端子电连接到车辆的蓄电池。此外，连接器组件可包括电源侧充电连接器，电源侧充电连接器通常包括电源侧连接器壳体和电源侧端子。电源侧连接器壳体与车辆侧连接器壳体配合，使得电源侧端子可连接到车辆侧端子。
在充电连接器与充电端口配合之后，人们可能不会想密切监视电池充电过程。例如，人们可能不会想去注意在电池充电过程中确保充电连接器和充电端口保持正确的配合。类似地，人们可能不会期望去注意防止其他未经许可的人中断电池充电。
在充电连接器与充电端口配合之后，会期望或者需要防盗或者制止盗窃。例如，防止或者制止充电连接器和/或相关的电缆被盗窃。此外，会有利于防止或者制止通过充电连接器从充电源输出的电被盗窃。例如，这会在以下情况下在充电站发生，即，当第一个人不关注留在充电站的车辆，第二个未经许可的人决定使用第一个人拥有、被第一个人支付或者与第一个人另外关联的电力对第二个人的车辆进行充电时。
发明内容
提供系统和装置的各个实施例，以防止充电连接器与电动车辆上的充电端口或者插座之间的未经许可的分离。
根据公开于此的特点，用于将充电连接器固定到电动车辆的充电端口的锁定装置包括锁定构件，锁定构件设置在电动车辆上，并可在锁定位置和解锁位置之间移动，在锁定位置，锁定构件阻止所述充电连接器与所述充电端口分离，在解锁位置，所述锁定构件允许所述充电连接器与所述充电端口分离。锁定致动器与充电端口相邻地布置，并能够被手动地驱动，以使锁定构件运动到锁定位置。解锁致动器设置在车辆车厢内，并能够被手动地驱动，以使锁定构件运动到解锁位置。这在充电过程开始时允许人们简单地并且容易地将充电连接器锁定为与充电端口接合，并确保只有进入车辆内部的人才能进行解锁并使充电连接器与车辆分离。
根据公开于此的另一特点，用于对电动车辆的电池进行充电的装置包括：充电端口，安装在电动车辆上；充电连接器，能够与充电端口接合，并可被锁定为与充电端口接合。通过与充电端口关联并可在锁定位置和解锁位置之间移动的锁定构件来实现锁定，在锁定位置，锁定构件与所述充电连接器接触，以阻止所述充电连接器与所述充电端口分离，在解锁位置，所述锁定构件允许所述充电连接器与所述充电端口分离。能够从车辆外接触到锁定致动器，并且锁定致动器能够被手动地驱动，以使锁定构件运动到锁定位置。能够在车辆车厢内接触到解锁致动器，并且所述锁定致动器能够被手动地驱动，以使锁定构件运动到解锁位置。
根据公开于此的另一特点，用于将充电连接器锁定到电动车辆的充电端口的装置包括：锁定构件，设置在电动车辆上，邻近充电连接器，所述锁定构件具有解锁位置，在该解锁位置，所述锁定构件允许所述充电连接器与所述充电端口分离，所述锁定构件可手动地移动到锁定位置，在该锁定位置，该锁定构件阻止所述充电连接器与所述充电端口分离；解锁致动器，设置在车辆车厢内，并能够被手动地驱动，以使锁定构件运动到解锁位置。
附图说明
现在将仅参照附图通过示例的方式描述本发明的实施例，其中：
图1是示出根据一个实施例的具有充电端口和充电连接器的电动车辆的示意图；
图2是示出车辆上的处于中间状态的充电连接器和充电端口的示意图；
图3是示出处于锁定状态的图2的充电连接器和充电端口的示意图；
图4是示出处于锁定状态的图2和图3的充电连接器和充电端口的示意图；
图5是示出处于锁定状态的充电连接器和车辆充电端口的第二实施例的示意性示图；
图6是处于解锁状态的图5的充电连接器和充电端口的示意图。
具体实施方式
根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，应该理解的是，公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以以各种及替代的形式实施。附图未必按比例绘制；一些特征可能会被夸大或最小化，以显示特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能上的细节不应该被解释为限制，而仅仅被解释为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基准。
参照图1，电动车辆10(以下，称为“车辆”)设置有车载电池12、充电端口14以及位于电池和充电端口之间的内部电连接件16。充电端口14位于车身面板18中或者车身面板18上，并可包括铰接或者其他方式的可移动盖(未示出)，当不使用充电端口时，可关闭所述铰接或者其他方式的可移动盖以隐藏充电端口。车辆10可以是具有用于接收电力的充电端口14的任何类型的电动车辆，例如，插电电动车辆、插电混合动力电动车辆、电池电动车辆、燃料电池车辆等。
充电连接器20与充电端口14可操作地接合，以使得电能从车外电源21传输到电池12。电源21可以是(例如)家用电源出口或者充电站。电缆22从电源延伸到充电连接器20，当充电连接器与充电端口14正确地接合时，电源21和电池12之间保持电连接。如电动车辆领域公知的那样，其他电调节设备(power-conditioning apparatus)(未示出)可与电池12相连。可使用其他导电线缆或者装置以代替电缆22或者除了电缆22之外还可使用其他导电线缆或者装置，以将电源21和充电连接器20电连接。
参照图2，以示意性方式示出电池充电安全装置包括与充电端口14接合的充电连接器20，充电端口14设置在车辆外部车身面板18中或者车辆外部车身面板18上。充电端口14被示意性地绘制为位于车身面板18上的凹入区域18a中。当不使用凹入区域18a时，凹入区域18a被铰接门24可选地覆盖，以隐藏充电端口14。充电连接器20被示出为充分插入到充电端口14中，使得充电连接器的端子20a与插座的匹配的端子14a电连接，但是锁定装置处于解锁位置/状态。
锁定装置包括锁定构件28、第一曲拐件(toggle)30、从动件32和第二曲拐件34。锁定构件28被合适的引导结构(未示出)保持，以沿着水平(左/右)方向直线运动，如图2示意性地所示。组件28-34通过销(pin)36或者类似的装置相互连接，以允许相邻的组件之间的角运动。锁定致动器38可相对于车辆车身结构沿着竖直方向移动，如图2示意性地所示。旋转链接件40安装到车辆车身结构，以围绕枢转点40a进行枢转运动。锁定致动器38的向下运动迫使旋转链接件40与第二曲拐件34接触。
凸轮表面42刚性地安装到车辆车身结构。通过偏置元件44(例如，拉伸弹簧)迫使从动件32与凸轮表面接触，但是从动件32能够在凸轮表面上滑动，这将在下面进行更加充分的描述。偏置元件44支持从动件32处于凸轮表面42的最高点的中间位置左边(如图2所示)的过中心位置。
不能伸展的构件46(例如，线、绳或者线缆)连接到第二曲拐件34，并延伸到车辆内(优选地，乘客舱)的位置，在所述位置，不能伸展的构件46连接到枢转的解锁曲拐件48。解锁致动器50安装在内部面板52上，并且相对于内部面板52可移动，以将枢转力施加在解锁曲拐件48上，这将在下面进行描述。
内部面板52和解锁致动器50可位于车辆10内的车辆操作者或者其他被许可的人能够方便地接触到以负责或者监视车辆电池12的再充电的任何位置。解锁致动器50最好位于乘客舱内，从而只有能够解锁车辆或者车辆门的人才能操作解锁致动器50。
覆盖凹入区域18a、充电端口14和锁定致动器38的门24可具有锁定/闭锁系统(总体上由标号58指示)，锁定/闭锁系统可以为汽车领域公知的类型。门锁定/闭锁系统58可通过手动或者通过车辆中央锁定系统(未示出)被解锁/开锁。
现在参照图3，图2的装置通过锁定过程被部分地示出。为了将充电连接器20锁定成与充电端口14接合，当充电连接器完全插入到充电端口中时，处理给车辆充电事务的车辆操作者或者其他被许可的人向下压迫锁定致动器38。锁定致动器38的向下运动使旋转链接件40如图所示逆时针旋转，从而迫使第二曲拐件34如箭头所示向右运动。第二曲拐件34的左端通过合适的引导结构(未示出)被保持，以沿着水平(左/右)方向直线运动，如图3示意性地所示，但是第二曲拐件的右端并没有被这样约束，而是可随着第二曲拐件被迫向右而向上运动。
随着第二曲拐件34向右运动，第二曲拐件34强迫从动件32在凸轮表面42上滑动，偏置元件44伸长以允许从动件朝着凸轮表面的中间位置或者中心点向上运动。由于组件28-34通过销36连接，第一曲拐件30和锁定构件28也被迫向右，如图2和图3所示，从而锁定构件开始延伸到充电端口14的开口中，以与形成在充电连接器20中的槽口54接合。
现在转到图4，锁定机构被示出为处于锁定位置，其中，锁定构件28完全延伸至与充电连接器20的槽口54接合。在锁定状态下，从动件32相对于凸轮表面42运动通过中间位置并到达相对的“过中心”位置。偏置元件44的拉力支持从动件处于示出的过中心位置，从而组件28-34保持在锁定位置。在该锁定状态下，锁定装置防止或者阻止充电连接器20相对于充电端口14从接合的充电位置分离。
通过将图4与图2进行比较可以看出，锁定装置可仅通过压迫解锁致动器50从而向左拉动线缆46而从锁定状态运动到解锁状态。线缆46的该运动将组件28-34向左拉，使从动件32运动到凸轮表面42的刚过中间位置的(左边的)点，在该点处，在拉力的作用下，偏置元件44将从动件32拉动到图2中所示的位置。接着，锁定构件28完全从与充电连接器20的接合退出，然后，当期望时/如果期望，充电连接器可与充电端口14分离。
图5和图6示出了锁定装置的第二实施例的示意性形式。参照图5，充电连接器120被示出为插入到充电端口114中，并与匹配的连接器160电连接。充电连接器120和匹配的连接器160总体上被示出为与第12/796,256号美国同时待审的专利申请中公开的对应组件相似，上述专利申请公开的内容通过引用被包含于此。充电连接器120包括可移动爪或者可移动闩162，当充电连接器完全被插入以与匹配的连接器接合时，所述可移动爪162与形成在匹配的连接器160上的对应位置中的匹配棘爪164接合。当爪162处于图5中所示的接合位置时，作用在锁定致动器38上的向下的压力使锁定机构28-40操作并使锁定构件28运动到延伸位置或者锁定位置。在该锁定位置，锁定构件28位于可移动闩162之上的阻挡位置，从而不会向上升起而脱离与棘爪164的接合。
为了使可移动闩162与棘爪164脱离，锁定构件28必须退回到解锁位置。这通过压迫或者另外驱动解锁致动器50以使链接件28-48按照与参照图2至图4的第一实施例描述的方式相似的方法运行而被实现，如图6所示。当锁定构件28处于图6中所示的解锁、退出状态时，可移动闩162可如图所示向上旋转以与棘爪164分离。如在上面参照的共同待审的申请中所描述的那样，通过压迫位于充电连接器120上的便利位置处的按钮166，可移动闩162可旋转到向上、解锁位置。
从上面的描述可以看出，公开的实施例的车辆充电安全装置允许被许可的人开始对车辆电池进行充电，并且只要车门被锁定，就可确信只通过已经进入车辆内部的人才能将充电连接器与车辆分离。
尽管在上面描述了示例性实施例，但是这并非意味着描述了本发明所有可能的形式。相反，在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。另外，实现的各个实施例的特征可被结合，以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (14)

1.一种将充电连接器锁定到电动车辆的充电端口的装置，包括：
锁定构件，设置在电动车辆中，并可在锁定位置和解锁位置之间移动，在锁定位置，锁定构件阻止所述充电连接器与所述充电端口分离，在解锁位置，所述锁定构件允许所述充电连接器与所述充电端口分离；
锁定致动器，与充电端口相邻，并能够被手动地驱动，以使锁定构件运动到锁定位置；
解锁致动器，设置在车辆车厢内，并能够被手动地驱动，以使锁定构件运动到解锁位置；和
凸轮机构，所述凸轮机构通过锁定致动器的驱动而被起动，以使锁定构件保持在锁定位置，
其中，所述凸轮机构包括：凸轮表面；从动件，与锁定构件可操作地连接，并可相对于所述凸轮表面在第一过中心位置和第二过中心位置之间移动，在第一过中心位置，锁定构件处于锁定位置，在第二过中心位置，所述锁定构件处于解锁位置，
其中，不能伸展的构件将解锁致动器与从动件连接，并且解锁致动器的驱动将拉力施加到不能伸展的构件，以迫使从动件到达第二过中心位置。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置还包括偏置元件，当所述从动件处于中间位置的第一侧上时，所述偏置元件迫使所述从动件朝着第一过中心位置运动，当所述从动件处于中间位置的第二侧上时，所述偏置元件迫使所述从动件朝着第二过中心位置运动。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述不能伸展的构件是柔性的线缆。
4.如权利要求1所述的装置，其中，当锁定构件处于锁定位置时，锁定构件延伸到充电连接器中的匹配的孔中。
5.如权利要求1所述的装置，其中，充电连接器包括可移动闩，所述可移动闩能够操作以与充电端口选择性地接合和分离，处于锁定位置的锁定构件防止所述可移动闩运动而脱离与充电端口的接合，其中，当锁定构件位于锁定位置时，所述锁定构件处于防止所述可移动闩运动而脱离与所述充电端口的接合的阻挡位置。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述锁定构件在锁定位置和解锁位置之间可直线地移动。
7.如权利要求1所述的装置，其中，所述锁定致动器是推动按钮。
8.一种用于给电动车辆的电池充电的装置，包括：
充电端口，安装在电动车辆中；
充电连接器，能够与充电端口接合；
锁定构件，相对地运动到充电端口中，并可在锁定位置和解锁位置之间移动，在锁定位置，锁定构件接触充电连接器以阻止所述充电连接器与所述充电端口分离，在解锁位置，所述锁定构件允许所述充电连接器与所述充电端口分离；
锁定致动器，能够从车辆的外部接触到，并能够被手动地驱动，以使锁定构件运动到锁定位置；
解锁致动器，能够从车辆车厢内接触到，并能够被手动地驱动，以使锁定构件运动到解锁位置；和
凸轮机构，所述凸轮机构通过锁定致动器的驱动而被起动，以使锁定构件保持在锁定位置，所述凸轮机构包括：凸轮表面；从动件，与锁定构件可操作地连接，并可相对于所述凸轮表面在第一过中心位置和第二过中心位置之间移动，在第一过中心位置，锁定构件处于锁定位置，在第二过中心位置，所述锁定构件处于解锁位置，
其中，不能伸展的构件将解锁致动器与从动件连接，并且解锁致动器的驱动将拉力施加到不能伸展的构件，以迫使从动件到达第二过中心位置。
9.如权利要求8所述的装置，其中，当锁定构件处于锁定位置时，锁定构件延伸到充电连接器中的匹配的孔中。
10.如权利要求8所述的装置，其中，充电连接器包括可移动闩，所述可移动闩能够操作以与充电端口选择性地接合和分离，处于锁定位置的锁定构件防止所述可移动闩运动而脱离与充电端口的接合，其中，当锁定构件位于锁定位置时，所述锁定构件处于防止所述可移动闩运动而脱离与所述充电端口的接合的阻挡位置。
11.一种将充电连接器锁定到电动车辆的充电端口的装置，包括：
锁定构件，设置在电动车辆中，邻近充电连接器，所述锁定构件具有解锁位置，在解锁位置，所述锁定构件允许所述充电连接器与所述充电端口分离，所述锁定构件可手动地从车辆外移动到锁定位置，在锁定位置，所述锁定构件阻止所述充电连接器与所述充电端口分离；
解锁致动器，设置在车辆车厢内，并能够被手动地驱动，以使锁定构件运动到解锁位置；
锁定致动器，与充电端口相邻，并能够被手动地驱动，以使锁定构件运动；和
凸轮机构，所述凸轮机构通过锁定致动器的驱动而被起动，以使锁定构件保持在锁定位置，所述凸轮机构包括：凸轮表面；从动件，与锁定构件可操作地连接，并可相对于所述凸轮表面在第一过中心位置和第二过中心位置之间移动，在第一过中心位置，锁定构件处于锁定位置，在第二过中心位置，所述锁定构件处于解锁位置，
其中，不能伸展的构件将解锁致动器与从动件连接，并且解锁致动器的驱动将拉力施加到不能伸展的构件，以迫使从动件到达第二过中心位置。
12.如权利要求11所述的装置，其中，锁定构件通过锁定致动器的手动驱动而运动到锁定位置。
13.如权利要求11所述的装置，其中，当锁定构件处于锁定位置时，锁定构件延伸到充电连接器中的匹配的孔中。
14.如权利要求11所述的装置，其中，充电连接器包括可移动闩，所述可移动闩能够操作以与充电端口选择性地接合和分离，处于锁定位置的锁定构件防止所述可移动闩运动而脱离与充电端口的接合，其中，当锁定构件位于锁定位置时，所述锁定构件处于防止所述可移动闩运动而脱离与所述充电端口的接合的阻挡位置。
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