CN103318044B - 机动车辆充电系统 - Google Patents

Abstract

一种机动车辆充电系统，包括：基座板，所述基座板具有倾斜表面，该倾斜表面限定凹槽的至少一部分；臂装置，具有可动地连接到基座板的基座端、车辆端、附于基座端并与基座板接触的弹簧承载元件、连接到车辆端的初级充电板。所述臂装置具有收回位置和伸出位置，在收回位置，初级充电板的至少一部分设置在凹槽中，在伸出位置，初级充电板与基座板隔开。弹簧承载元件被布置为随着臂装置在收回位置和伸出位置之间运动而沿着倾斜表面运动。

Description

机动车辆充电系统

技术领域

本公开涉及一种用于机动车辆电池的感应充电器。

背景技术

电动车通过充电装置进行充电。特定的充电装置可包括坞站，所述坞站与相应的车辆端口对准并且连接到车辆端口以便于充电。其他充电装置可包括与车辆上的充电线圈对准的充电线圈。这些充电线圈不需要直接接触而方便充电。

发明内容

一种车辆充电系统，包括初级充电板、基座和臂装置，所述基座包括倾斜表面，该倾斜表面限定凹槽的至少一部分，所述臂装置与基座和初级充电板可动地连接。所述臂装置包括与基座接触的弹簧承载元件。所述臂装置具有收回位置以及伸出位置，其中，在收回位置，初级充电板的至少一部分设置在所述凹槽中，在伸出位置，初级充电板与基座隔开。弹簧承载元件被布置为随着臂装置在收回位置和伸出位置之间运动而沿着倾斜表面运动。

其中，所述基座还可包括与倾斜表面的底部相邻的底部表面，所述倾斜表面和底部表面被布置为相互配合，以在臂装置处于伸出位置时限制弹簧承载元件的运动。

其中，所述基座还可包括与倾斜表面的顶端相邻的凹面，所述凹面被构造为当臂装置处于收回位置时容纳弹簧承载元件。

其中，所述倾斜表面和弹簧承载元件可被布置为相互配合以抵抗施加到初级充电板或臂装置的使得臂装置从伸出位置旋转少于预定量的力，从而在所述力去除时，臂装置返回到伸出位置。

其中，所述倾斜表面的角度可确定所述预定量。

其中，所述倾斜表面和弹簧承载元件可被布置为与施加到初级充电板或臂装置的使得臂装置从伸出位置旋转超过预定量的力相配合，从而在所述力去除时臂装置继续朝着收回位置运动。

其中，所述臂装置可动地连接到基座，从而在臂装置从伸出位置运动到收回位置时弹簧承载元件在倾斜表面上上行。

其中，所述倾斜表面和所述弹簧承载元件可被布置为相互配合以抵抗臂装置从伸出位置向收回位置的运动。

其中，所述弹簧承载元件是滚轮，其中，当臂装置在收回位置和伸出位置之间运动时，滚轮可沿着所述倾斜表面滚动。

其中，所述初级充电板可包括初级充电线圈，所述系统还可包括次级充电板，所述次级充电板可包括次级充电线圈，其中，当所述初级充电线圈被激励时，在所述次级充电板处于所述初级充电板附近时，所述初级充电线圈产生与次级充电线圈耦合的电磁场。

根据本发明的又一方面，提供了一种充电系统，所述充电系统包括：基座，所述基座形成有斜坡；臂装置，所述臂装置可旋转地连接到基座，并且包括充电板和弹簧承载元件，所述弹簧承载元件被布置为沿着所述斜坡运动，所述弹簧承载元件和所述斜坡配合，以抵抗施加到臂装置的使所述臂装置从伸出位置旋转少于预定量的力，从而在所述力去除时，所述臂装置返回到伸出位置。

附图说明

图1是感应充电系统和机动车辆的局部剖视侧视图。

图2是图1的感应充电系统的一部分的装配分解视图。

图3至图6是在与机动车辆碰撞过程中以及碰撞之后图1的感应充电系统的局部剖视侧视图。

图7是图1的感应充电系统的局部剖视侧视图。

图8是图7的感应充电系统的一部分的局部剖视主视图。

图9是配备有底部感应充电器的机动车辆的仰视图。

图10是图9的底部感应充电器的侧视图。

图11是图9的底部感应充电器以及收回地面中的相关联的充电站的主视图。

图12和图13分别是处于收回位置和伸出位置的图11的充电站的主视图。

图14和图15分别是处于收回位置和伸出位置的另一充电站的主视图。

具体实施方式

下面描述本公开的实施例。然而，应该理解的是，所公开的实施例仅仅是示例，其他实施例可以采用各种和替代形式。附图不必按比例绘制；为了示出特定组件的细节，会夸大或最小化一些特征。因此，这里公开的特定结构和功能性细节不应该被解释为是限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以多种方式使用本发明的代表性基础。本领域普通技术人员应该理解，参照任一附图示出和描述的各种特征可以与在一个或更多个其他附图中示出的特征相结合，以得出没有明确地示出或描述的实施例。所示出的特征的结合为典型应用提供了代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改可能是特定应用或实施所期望的。

图1是充电站9的局部剖视侧视图。充电站9连接到地面安装座7。地面安装座7可以由任何合适的材料制成。地面安装座(基座板)7是车库或停车区域中的固定装置。地面安装座7可以永久地直接固定(未示出)到地中。地面安装座7形成有凹槽8。充电站9包括通过滚轮11附着到地面安装座7的臂装置5。臂装置5包括对准臂16和竖直柱20。

此外，参考图1，次级充电线圈10可位于车辆前保险杠4上。然而，次级充电线圈10可以置于车辆上任何位置。初级线圈12位于充电站9上。初级充电线圈12嵌入于初级线圈板14中，初级线圈板14连接到臂装置5。枢转连接件13的母端可以位于初级线圈板14上，而公连接件可结合到对准臂16上。枢转连接件13允许初级线圈板14在圆周方向上动作，使得同一充电站9适应不同尺寸和形状的很多车辆。

由于初级线圈板14的角度可以转动以提供两个充电线圈之间的最佳耦合，因此初级线圈板14也将允许与次级充电线圈10更有效地耦合。在从初级充电线圈12接收电流之后，次级线圈10为插电式混合动力车辆(PHEV)或电动车辆(BEV)充电。

在过去，通过利用插电系统为混合和光电车辆的电池充电。这些插电式系统可导致“驶离”问题，即，驾驶员在插电系统插入到壁装插座的状态下将车辆开走的问题。图1中的充电站9能够在发生“驶离”的事件时自动地与次级充电线圈10解耦合，而充电站9以及车辆均不受影响。

臂装置5包括竖直柱20，所述竖直柱20在肘接连接件(elbow joint)22处具有铰接连接件。肘接连接件22上的铰链连接件允许对准臂16围绕竖直柱20枢转，以针对各种车辆高度和位置进行调整。

竖直柱20通过弹簧安装座24而保持竖直，所述弹簧安装座24通过弹簧安装销23附于竖直柱20。在竖直柱20中有连接到弹簧安装座24的弹簧安装杆28。竖直柱20可以是内部中空的金属杆。弹簧安装杆28的顶部固定到竖直柱20。

图2是竖直柱装配分解视图。竖直柱20通过插入到一组销槽27中的一组圆柱销26被固定到地面安装座7。这防止竖直柱20从地面安装座7组件中脱离。滚轮11安置在斜坡30的底部。所述地面安装座7还包括与斜坡30的底部相邻的底部表面，其中，斜坡表面和所述底部表面被布置为相互配合，以在臂装置处于伸出位置时限制滚轮11的运动。滚轮11连接到弹簧安装座24。弹簧安装座24将弹簧安装杆28固定到位。弹簧安装杆28借助弹簧安装板29而附于竖直柱20。弹簧安装杆28利用一组弹簧安装销23附于弹簧安装板29。偏心弹簧线圈36装载到弹簧安装杆28上。弹簧安装杆28还连接到弹簧安装板29。当竖直柱20处于直立位置时，弹簧安装板29将偏心弹簧线圈36保持在压缩状态。当偏心弹簧线圈36伸展时，弹簧被迫再次压缩，从而偏心弹簧线圈36帮助竖直柱20返回直立位置。地面安装座7包括斜坡30和凹面32。凹槽8被成形为容纳竖直柱20以及对准臂16。

图3至图6示出了与汽车碰撞后竖直柱落入凹槽8中的顺序。参照图3，滚轮11位于斜坡30上。在斜坡30的顶点，凹面32被成型为保持住滚轮11。斜坡30倾斜特定角度。在特定条件下，所述特定角度为45度。如果车辆保险杠4与充电站9碰撞，并且碰撞导致竖直柱20枢转小于45度，则竖直柱20爬到斜坡30上，并立即滑下斜坡30，返回其竖立位置。

传统的充电系统可包括坞充电器。然而，这些坞充电器为了进行恰当的操作需要精确对准。一些驾驶员缺少这种精确定位所需的技能。而且，如果驾驶员错过了充电坞的位置并且碰撞到充电坞的话，则充电坞会被损坏。

参照图6，在与车辆碰撞的情况下，竖直柱20被构造为向后运动并落入凹槽所处的地面安装座7中。在该过程中，竖直柱20的角动量(angularmomentum)会使得对准臂16回转，并位于与竖直柱20平行的位置。地面安装座7吸收竖直感应充电器的冲击。然后车辆能够从倒落的竖直柱20上驶过，而不会损坏竖直柱20。

参照图4，车辆保险杠4碰撞竖直柱20，使得竖直柱20倾斜大于45度的角度。滚轮11爬上斜坡30并落在凹面32中。由于凹面32具有防止滚轮11滚下斜坡30的凹坑形状，因此滚轮11不再滚下斜坡30。这也确保了在与充电站9的第一次碰撞之后，竖直柱20不会再站起来经受再次碰撞。

参照图5，在车辆保险杠4碰撞竖直柱20之后，对准臂16枢转到与竖直柱20成180度角度的位置。此外，对准臂16朝着地面安装座7收回的角动量还将滚轮11推上斜坡30并进入凹面32中。这防止了竖直柱20滑下斜坡30。

尽管滚轮11用于使竖直柱20运动通过斜坡30，但是，滚轮11可以用允许运动通过斜坡30的其他结构代替。例如，附着到斜面的滑动件也可以被用于实现同样的功能。

用于实现相同功能的另一可替换结构可具有通过可装有弹簧的铰链连接件连接到地面的竖直柱20。当弹簧伸展到一个点时，弹簧上的力将把竖直柱20推回直立位置。竖直柱背后的地面可以依然包含允许竖直柱落入其中凹槽8。

参照图6，在滚轮位于凹面32中之后，对准臂16上的力使竖直柱20落入凹槽8中。凹槽8按照其吸收下落的冲击的方式成形。如果车辆从竖直充电器上驶过，则由于地面安装座7将吸收这种力，因此，竖直充电器不会被损坏。

图7是配备有弹簧安装座24的竖直柱20的局部侧视图。弹簧安装杆28通过铰链连接到滚轮11。偏心弹簧线圈36围绕弹簧安装杆28。弹簧安装杆28通过弹簧安装销23而固定到位。滚轮11停留在斜坡30的底部。

图8是配备有弹簧安装架24的竖直柱20的局部主视图。竖直柱20被限制为通过一对滑轨40进行一个自由度的运动。滑轨40通过铰链槽(见图2)与竖直柱20连接。滑轨40防止竖直柱20沿另一方向倒落。这确保了竖直柱20落入凹槽8中，从而防止充电站9在碰撞时被损坏。

尽管在本实施例中，在车辆与充电站碰撞以进行充电的过程中，偏心弹簧线圈36被用于保持对准臂16直立，但是，其他可行的方法也可以用于将对准臂保持直立。例如，可以利用活塞将对准臂16连接到滑动件接合部(sliderjoint)。活塞可以通过压缩使滑动件接合部后退，并且可缩减对准臂的高度。在一定压缩之后，活塞还可倒下收回以使得对准臂16落入地面安装座7中。

图9是指充电系统配备有底部充电器的另一个替代实施例。车辆102配备有次级充电线圈110。次级感应线圈110可位于车辆102的底部。

图10是车辆轮胎驶过底部充电站的侧视图。底部充电站109(见图11)附着到地。当车辆轮胎从底部充电站109上驶过时，底部充电站109收回到与地面平齐。在“驶离”事件中，底部充电站109自动地与次级充电线圈110脱离耦合。

图11是收回地中的底部充电站的主视图。在该特定实施例中，车辆102当前驻扎在停车位上。次级感应线圈110可位于车辆底部。当底部充电站109处于收回位置时，其与地面平齐。底部充电站109带有初级充电线圈112。初级充电线圈板114可连接到剪叉式升降机115。剪叉式升降机115可将初级充电线圈112举升到很多不同的位置。这使得同一底部充电站109被用于具有不同高度的很多不同的汽车。剪叉式升降机115连接到对准杆116。弹簧线圈136旋装在对准杆116上。弹簧线圈136允许剪叉式升降机115水平移动，以更好地与次级充电线圈110耦合。对准杆116连接到地面安装座108。地面安装座108将底部充电站109固定安装到停车位或车库。

图12和图13示出了升高后与次级感应线圈耦合的底部充电站。图12描述了底部充电器109处于其收回位置。剪叉式升降机115处于其收回位置。图13描述了底部充电器109处于其升起位置。剪叉式升降机115处于其升起位置。

图14-15示出了底部充电站的替代实施例。图14描述了处于其收回位置的底部充电器的替代实施例。在图14中，初级感应线圈212正好位于地面下在初级线圈板214上。初级线圈板214置于活塞215上。活塞215启动活塞杆216。在该图中，活塞杆216处于其压缩状态。活塞215置于地面安装座208上。地面安装座208被固定于地中。

图15描述处于其升起位置的另一替代底部充电器。在附图15中，活塞杆216已经升起。初级线圈板214包含初级充电线圈212。初级感应线圈212已经被升起而与次级感应线圈210电耦合。

虽然上面描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了由权利要求包含的所有可能形式。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，在不脱离权利要求以及本公开的精神和范围的情况下可以做出各种改变。如前面所描述的，可以将不同实施例的特征进行组合来形成没有明确地描述或示出的本发明的其他实施例。尽管已经将各种实施例描述为提供了优点，或者相对于一个或更多个期望的特点比其他实施例或现有技术实施方式更为优选，但是，本领域普通技术人员能够认识到可以包含一个或多个特征或特点以获得期望的总体系统特质，这取决于特定应用和实施。这些特质可包括(但不限于)成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、封装、尺寸、维护保养方便性、重量、可制造性、组装难度等。这样，所描述的针对一个或更多个特征比其他实施例或现有技术实施方式效果差的实施例并不在本公开的范围之外，而是能够适合于特定应用。

Claims (8)

1.一种车辆充电系统，其特征在于，所述系统包括：

基座板，所述基座板包括倾斜表面，该倾斜表面限定凹槽的至少一部分；

臂装置，具有可动地连接到基座板的基座端、车辆端、附于基座端并与基座板接触的弹簧承载元件以及连接到车辆端的初级充电板，其中，所述臂装置具有收回位置和伸出位置，在收回位置，初级充电板的至少一部分设置在所述凹槽中，在伸出位置，初级充电板与基座板隔开，其中，弹簧承载元件被布置为随着臂装置在收回位置和伸出位置之间运动而沿着倾斜表面运动。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述基座板还包括与倾斜表面的底部相邻的底部表面，其中，倾斜表面和所述底部表面被布置为相互配合以在臂装置处于伸出位置时限制弹簧承载元件的运动。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述基座板还包括与倾斜表面的顶端相邻的凹面，所述凹面被构造为在臂装置处于收回位置时容纳弹簧承载元件。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述倾斜表面和弹簧承载元件被布置为相互配合以抵抗施加到臂装置的使得臂装置从伸出位置旋转少于预定量的力，从而在所述力被去除时，臂装置返回到伸出位置。

5.如权利要求1所述的系统，其中，所述倾斜表面和弹簧承载元件被布置为与施加到臂装置的使臂装置从伸出位置旋转超过预定量的力相配合，使得在所述力去除时臂装置继续朝着收回位置运动。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述弹簧承载元件是滚轮，当臂装置在收回位置和伸出位置之间运动时，滚轮沿着所述倾斜表面滚动。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述基座端可动地连接到基座板，从而在臂装置从伸出位置运动到收回位置时弹簧承载元件在倾斜表面上上行。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述倾斜表面和弹簧承载元件被布置为相互配合以抵抗臂装置从伸出位置向收回位置的运动。