CN103419728A

CN103419728A - 一种电动汽车充电插座门盖自动开关控制设施

Info

Publication number: CN103419728A
Application number: CN2013103917200A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Chongqing University of Arts and Sciences
Current assignee: Chongqing University of Arts and Sciences
Priority date: 2013-09-02
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2033-09-02
Also published as: CN103419728B

Abstract

<b/>一种电动汽车充电插座门盖自动开关控制设施。<b/>本发明公开了一种电动汽车充电插座门盖自动开关控制设施，所述电动汽车充电插座门盖自动开关控制设施包括：电动汽车自动充电插座门盖密，电动汽车侧壁自动充电插座口，密封橡胶垫，电动汽车自动充电插座门盖连接杆，开关门连杆，关门电磁铁，开门弹簧，齿条连杆，行程开关，杠门电磁铁，电机，控制电路，齿轮。本发明解决电动汽车自动充电插座门盖密闭防尘、防水的问题，解决电动汽车自动充电插座门盖在充电插头和插座连接前自动打开，充电完毕后自动关闭的问题。

Description

一种电动汽车充电插座门盖自动开关控制设施

技术领域

本发明涉及电动汽车自动充电的设施。

背景技术

本发明为一种电动汽车充电插座门盖自动开关控制设施，为多个部件组合构件。一般传统电动汽车的充电插座门盖在充电是向外面打开，密封防尘、防水处理比较困难，另外，一般是打开人工和接插充电插头，相对自动充电而言，这不便于电动汽车自动充电时减少或不需人工干预，人工接插充电插头如果操作不当，有潜在触电和接插不良的问题。本发明是实现无人管理充电站、自动充电和收费的电动汽车自动充电系统，在充电前自动打开电动汽车自动充电插座门盖就可减少人工操作和干预工作量，这样，在电动汽车自动充电时驾驶员不需下车，实现充电插座门盖自动打开和关闭。

发明内容

发明要解决的问题

本发明解决电动汽车自动充电插座门盖密闭防尘、防水的问题，解决电动汽车自动充电插座门盖在充电插头和插座连接前自动打开，充电完毕后自动关闭的问题。电动汽车自动充电插座门盖开关控制电路和控制信号处理也是本发明要解决的问题。

解决问题的方案

电动汽车自动充电插座门盖设计成内大外小的梯形剖面，电动汽车侧面自动充电插座口设计形状与之匹配，开关门盖是电动汽车侧面内完成。开关门操作过程为：在中心管理服务器得到合法用户回复的购电量和密码并验证密码正确后，中心管理服务器发送自动充电臂启动信号的同时发送一个电动汽车自动充电插座门盖开门信号给中央处理器，中央处理器输出一个信号使电动汽车自动充电插座门盖的杠门电磁铁通电，杠门电磁铁铁芯缩回，解除电动汽车自动充电插座门盖的锁定，中央处理器同时输出一个信号使电动汽车自动充电插座门盖的关门电磁铁通电，关门电磁铁铁芯缩回，由于与电动汽车自动充电插座门盖相连的开关门连杆在开门弹簧的作用下打开，中央处理器输出一个信号使开关门电机通电，开关门电机齿轮与齿条配合，齿条联动电动汽车自动充电插座门盖移动，使电动汽车自动充电插座完全显露出来；电动汽车自动充电插座门盖关闭过程相反。

有益效果

电动汽车自动充电插座门盖开关设施自动打开和关闭电动汽车自动充电插座门盖，这避免和减少人工操作，为实现电动汽车自动充电起了关键的作用，同时，门盖与充电车侧壁相配合的内大外小的斜边口形状可使的密封更加严密，避免灰尘或雨水进入车内，从而避免车内侧灰尘污染或金属腐蚀。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1：本发明提供的电动汽车自动充电停车通道结构图；

1-充电信息输入终端、2-充电汽车、3-充电汽车后轮停止异形档块、4-自动充电臂、5-充电通道两侧挡墙、6-充电汽车后轮定位凹槽、7-车牌识别摄像机安装座、8-电动汽车自动充电插座门盖；

图2：本发明提供的电动汽车与自动充电臂配合的结构图；

10-自动充电臂安装基座、11-自动充电臂垂直升高组件外壳、12-第一支臂转动轴、13-第一支臂、14-第二支臂转动轴、15-第二支臂、16-第三支臂转动轴、17-第三支臂、18-第三支臂伸缩部件、19-电动汽车侧壁自动充电插座口；

图3：本发明提供的电动汽车自动充电插座门盖关门状态结构图；

图4：本发明提供的图3中A1局部放大结构图；

图5：本发明提供的图3中A-A剖视图；

图6：本发明提供的电动汽车自动充电插座门盖开门锁定释放状态结构图；

图7：本发明提供的电动汽车自动充电插座门盖完全打开状态结构图；

图8：本发明提供的图7中B-B剖视图；

20-电动汽车自动充电插座门盖连接杆、21-开关门连杆、22-关门电磁铁铁芯连杆、23-弹簧、24-关门电磁铁、25-开门弹簧、26-支柱、27-开门弹簧固定柱、28-齿条连杆、29-齿条连杆运动滑槽、30-限位滑块、31-齿条连杆稳定快、32-固定螺钉、33-电机、34-电机齿轮、35-中间齿轮、36-齿条配合齿轮、37-齿条、38-充电插座、39-开关门连杆限定档块、40-连接轴、41-杠门块、42-弹簧、43-杠门电磁铁、44-行程开关A、45-行程开关B、46-密封橡胶垫、47-开关门连杆限位挡板；

图9：本发明提供的开关门连杆限位挡板透视图；

48-开门限位挡板、49-关门限位挡板、50-连接轴透过孔、51-固定套；

图10：本发明提供的电动汽车内部控制电路方框图；

中央处理器、I/O控制电路、通信电路、信号监测电路、输出驱动电路、充电控制电路、语音提示电路、显示驱动电路、中心管理服务器。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的实施方式：

图1为本实施例的电动汽车自动充电停车通道结构图，包括充电信息输入终端1、充电汽车2、充电汽车后轮停止异形档块3、自动充电臂4、充电通道两侧挡墙5、充电汽车后轮定位凹槽6、车牌识别摄像机安装座7、电动汽车自动充电插座门盖8；

图2为本实施例的电动汽车与自动充电臂配合的结构图，包括自动充电臂安装基座10、自动充电臂垂直升高组件外壳11、第一支臂转动轴12、第一支臂13、第二支臂转动轴14、第二支臂15、第三支臂转动轴16、第三支臂17、第三支臂伸缩部件18、电动汽车侧壁自动充电插座口19；

图3、图4、图5、图6、图7、图8为本实施例的电动汽车自动充电插座门盖设施结构图，包括电动汽车自动充电插座门盖连接杆20、开关门连杆21、关门电磁铁铁芯连杆22、弹簧23、关门电磁铁24、开门弹簧25、支柱26、开门弹簧固定柱27、齿条连杆28、齿条连杆运动滑槽29、限位滑块30、齿条连杆稳定快31、固定螺钉32、电机33、电机齿轮34、中间齿轮35、齿条配合齿轮36、齿条37、充电插座38、开关门连杆限定档块39、连接轴40、杠门块41、弹簧42、杠门电磁铁43、行程开关A44、行程开关B45、密封橡胶垫46、开关门连杆限位挡板47；

图9为本实施例的开关门连杆限位挡板透视图；

开门限位挡板48、关门限位挡板49、连接轴透过孔50、固定套51；

图10为本实施例的控制电路方框图，包括中央处理器、I/O控制电路、通信电路、信号监测电路、输出驱动电路、充电控制电路、语音提示电路、显示驱动电路、中心管理服务器。

本实施例提供的电动汽车充电插座门盖自动开关控制设施具体实施步骤如下：

步骤1：电动汽车侧壁自动充电插座口为内大外小的开口，位于电动汽车尾部一边侧壁；

步骤2：电动汽车自动充电插座门盖为内大外小的圆形金属件，梯形剖面，与电动汽车自动充电插座门盖形状匹配；

步骤3：密封橡胶垫为电动汽车侧面充电口的口面平行的薄垫，固定在电动汽车侧面充电口上；

步骤4：电动汽车自动充电插座门盖连接杆为金属条，一端与电动汽车自动充电插座门盖中央连接且固定，另一端有一个小孔；

步骤5：开关门连杆为金属条，两端都有小孔，一端通过可转动的连接轴与电动汽车自动充电插座门盖连接杆连接，另一端通过开门弹簧固定柱与齿条连杆连接，它可绕开门弹簧固定柱转动；

步骤6：连接轴为金属柱，作用于电动汽车自动充电插座门盖连接杆和开关门连杆连接固定，开关门连杆可绕连接轴转动；

步骤7：关门电磁铁与控制电路输出驱动电路电磁铁控制电路连接，通电时铁芯缩回，此时杠门电磁铁也通电，解除电动汽车自动充电插座门盖的锁定，顶在开关门连杆一侧的关门电磁铁铁芯连杆也缩回，开关门连杆在开门弹簧的作用下向开门电磁铁方向转动，由于开关门连杆与电动汽车自动充电插座门盖连接，因而将电动汽车自动充电插座门盖打开；未通电时，由于弹簧的作用使电磁铁铁芯释放，关门电磁铁铁芯连杆由此前伸，使关门电磁铁铁芯连杆向前推动开关门连杆，由于开关门连杆与电动汽车自动充电插座门盖连接，因而将电动汽车自动充电插座门盖关闭；

步骤8：开门弹簧为由开门弹簧固定柱固定在齿条连杆上，开门弹簧一端别在开关门连杆一侧，另一端由支柱限定，当关门电磁铁通电关门电磁铁铁芯连杆缩回时，在张力作用下使开关门连杆绕开门弹簧固定柱转动；

步骤9：开关门连杆限定档块设计为与齿条连杆为一体垂直折边，高于开关门连杆厚度，当关门连杆在开门弹簧张力作用下绕开门弹簧固定柱转动时，开关门连杆限定档块限定其转动最大角度；

步骤10：齿条连杆为有一个齿条连杆运动滑槽，一端设计成齿条，齿条与电机齿轮组配合，使它在电机作用下运动；

步骤11：限位滑块为圆角矩形柱体，固定在齿条连杆运动滑槽中，使齿条连杆只能沿圆角矩形柱体轴线方向运动；

步骤12：行程开关A和行程开关B与控制电路信号监测电路连接，分别固定在限位滑块两端，为在重力挤压下关闭，无重力挤压下打开，当齿条连杆移动到一端时，齿条连杆运动滑槽一端与行程开关A或行程开关B接触，在一定压力下行程开关A或行程开关B将闭合；

步骤13：齿条连杆稳定块为设计成异形块，有一个U型滑槽，齿条连杆嵌入此滑槽内，齿条连杆稳定块通过固定螺钉固定在托架上，齿条连杆稳定块支撑齿条连杆同时可在其滑槽内滑动；

步骤14：电机与控制电路输出驱动电路电机控制电路连接

步骤15：电机齿轮固定于电机主轴上，电机齿轮与中间齿轮配合，中间齿轮与齿条配合齿轮配合，齿条配合齿轮与齿条配合，使齿条连杆运动；

步骤16：杠门电磁铁为通电时，与其铁芯连接的杠门块缩回，释放电动汽车自动充电插座门盖锁定；当失去电力时，杠门块在弹簧的作用下向前伸展，锁定电动汽车自动充电插座门盖；杠门块与电动汽车自动充电插座门盖接触面都设计成倾斜面，在弹簧张力作用下，电动汽车自动充电插座门盖关闭更加严密；

步骤17：开关门连杆限位挡板通过连接轴、连接轴透过孔和固定套固定到开关门连杆，连接轴穿过连接轴透过孔，开门限位挡板和关门限位挡板使电动汽车自动充电插座门盖连接杆旋转位置限定在一定范围。

本发明提供的电动汽车自动充电插座门盖自动开关设施电路控制具体实施步骤如下：

步骤1：中心管理服务器为位于自动充电站管理中心，可通过电信网络接收中心管理服务器的信号，可通过电信网络将信号发送到中心管理服务器；

步骤2：中央处理器为处理所有I/O控制信号，从而控制电机和电磁铁的动作；

步骤3：信号监测电路为用于充电状态、行程开关电机运行状态以及充电电池类型和充电状态等信息；

步骤4：电机控制信号电路为用于控制电机顺时针转动或逆时针转动；

步骤5：电磁铁控制信号电路为用于控制各个电磁铁的通电或断电，以及控制通电或断电得顺序；

步骤6：语音提示电路为用于提示充电是否完毕，故障报警等；

步骤7：显示驱动电路为驱动显示屏显示充电状态、充电量、充电电池温度、行程开关A或行程开关B开闭状态、电机顺时针或逆时针旋转状态、电动汽车自动充电插座门盖开闭状态；

步骤8：激光发射控制信号电路为控制激光发射电路，用于充电插座与充电插头对准；

步骤9：通信电路是同自动充电臂端的充电控制电路之间通信，将充电信息发送给充电控制电路，如充电电池类型、充电电池温度、充电故障、电池充满等信息；

控制电路方框图虚线框内部分电路安装在电动汽车上。

本发明提供的电动汽车自动充电插座门盖自动开关控制方法具体实施步骤如下：

步骤1：中心管理服务器确认充电用户为合法用户后，通过电信网络发送一个电动汽车自动充电插座门盖开门信号给中央处理器，或用户可用用户开关输入开门信号；

步骤2：中央处理器处理开门信号，输出电磁铁通电信号，电磁铁解除电动汽车自动充电插座门盖锁定以及开关门连杆的作用；

步骤3：开关门连杆在开门弹簧的作用下将电动汽车自动充电插座门盖打开；

步骤4：中央处理器发送电机逆时针旋转信号，电机通过齿轮组带动齿条连杆往箭头A方向移动；

步骤5：齿条连杆往箭头A方向移动，将行程开关A在齿条连杆的齿条连杆运动滑槽一端接触，使行程开关A闭合，行程开关与I/O控制电路连接，I/O控制电路将行程开关A闭合信号传输给中央处理器，中央处理器处理该信号后输出电机停止运转信号，这样电动汽车自动充电插座门盖完全往箭头方向打开，露出充电插座。

电动汽车自动充电插座门盖关闭和上述步骤相反，其中电机旋转为顺时针方向，行程开关B闭合。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所述技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.本发明提出一种电动汽车充电插座门盖自动开关控制设施，所述电动汽车充电插座门盖自动开关控制设施包括一个电动汽车自动充电插座门盖（8），一个电动汽车侧壁自动充电插座口（19），一个述密封橡胶垫（46），一个电动汽车自动充电插座门盖连接杆（20），一个开关门连杆（21），一个连接轴（40），一个关门电磁铁（24），一个开门弹簧（25），一个开关门连杆限定档块（39），一个齿条连杆（28），一个限位滑块（30），行程开关A（44）和行程开关B（45），一个齿条连杆稳定块（31），一个电机（33），杠门电磁铁（43），一个开关门连杆限位挡板，一个控制电路，一个电动汽车自动充电插座门盖自动开关控制方法。

2.根据权利要求1所述的电动汽车侧壁自动充电插座口，其特征为内大外小的开口，位于电动汽车尾部一边侧壁。

3.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电插座门盖，其特征为内大外小的圆形金属件，梯形剖面，与电动汽车自动充电插座门盖形状匹配。

4.根据权利要求1所述的密封橡胶垫，其特征为电动汽车侧面充电口的口面平行的薄垫，固定在电动汽车侧面充电口上。

5.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电插座门盖连接杆，其特征为金属条，一端与电动汽车自动充电插座门盖中央连接且固定，另一端有一个小孔。

6.根据权利要求1所述的开关门连杆，其特征为金属条，两端都有小孔，一端通过可转动的连接轴与电动汽车自动充电插座门盖连接杆连接，另一端通过开门弹簧固定柱与齿条连杆连接，它可绕开门弹簧固定柱转动。

7.根据权利要求1所述的连接轴，其特征为金属柱，作用于电动汽车自动充电插座门盖连接杆和开关门连杆连接固定，开关门连杆可绕连接轴转动。

8.根据权利要求1所述的关门电磁铁，其特征为与控制电路输出驱动电路电磁铁控制电路连接，通电时铁芯缩回，此时杠门电磁铁也通电，解除电动汽车自动充电插座门盖的锁定，顶在开关门连杆一侧的关门电磁铁铁芯连杆也缩回，开关门连杆在开门弹簧的作用下向开门电磁铁方向转动，由于开关门连杆与电动汽车自动充电插座门盖连接，因而将电动汽车自动充电插座门盖打开；未通电时，由于弹簧的作用使电磁铁铁芯释放，关门电磁铁铁芯连杆由此前伸，使关门电磁铁铁芯连杆向前推动开关门连杆，由于开关门连杆与电动汽车自动充电插座门盖连接，因而将电动汽车自动充电插座门盖关闭。

9.根据权利要求1所述的开门弹簧，其特征为由开门弹簧固定柱固定在齿条连杆上，开门弹簧一端别在开关门连杆一侧，另一端由支柱限定，当关门电磁铁通电关门电磁铁铁芯连杆缩回时，在张力作用下使开关门连杆绕开门弹簧固定柱转动。

10.根据权利要求1所述的开关门连杆限定档块，其特征为设计为与齿条连杆为一体垂直折边，高于开关门连杆厚度，当关门连杆在开门弹簧张力作用下绕开门弹簧固定柱转动时，开关门连杆限定档块限定其转动最大角度。

11.根据权利要求1所述的齿条连杆，其特征为有一个齿条连杆运动滑槽，一端设计成齿条，齿条与电机齿轮组配合，使它在电机作用下运动。

12.根据权利要求1所述的限位滑块，其特征为圆角矩形柱体，固定在齿条连杆运动滑槽中，使齿条连杆只能沿圆角矩形柱体轴线方向运动。

13.根据权利要求1所述的行程开关A和行程开关B，其特征为与控制电路信号监测电路连接，分别固定在限位滑块两端，为在重力挤压下关闭，无重力挤压下打开，当齿条连杆移动到一端时，齿条连杆运动滑槽一端与行程开关A或行程开关B接触，在一定压力下行程开关A或行程开关B将闭合。

14.根据权利要求1所述的齿条连杆稳定块，其特征为设计成异形块，有一个U型滑槽，齿条连杆嵌入此滑槽内，齿条连杆稳定块通过固定螺钉固定在托架上，齿条连杆稳定块支撑齿条连杆同时可在其滑槽内滑动。

15.根据权利要求1所述的电机，其特征为与控制电路输出驱动电路电机控制电路连接，是开关充电插座门盖的动力。

16.根据权利要求1所述的电机齿轮，其特征为固定于电机主轴上，电机齿轮与中间齿轮配合，中间齿轮与齿条配合齿轮配合，齿条配合齿轮与齿条配合，使齿条连杆运动。

17.根据权利要求1所述的杠门电磁铁，其特征为通电时，与其铁芯连接的杠门块缩回，释放电动汽车自动充电插座门盖锁定；当失去电力时，杠门块在弹簧的作用下向前伸展，锁定电动汽车自动充电插座门盖；杠门块与电动汽车自动充电插座门盖接触面都设计成倾斜面，在弹簧张力作用下，电动汽车自动充电插座门盖关闭更加严密。

18.根据权利要求1所述的开关门连杆限位挡板，其特征为通过连接轴、连接轴透过孔和固定套固定到开关门连杆，连接轴穿过连接轴透过孔，开门限位挡板和关门限位挡板使电动汽车自动充电插座门盖连接杆旋转位置限定在一定范围。

19.根据权利要求1所述的控制电路，其特征为具体实施步骤如下：

步骤9：通信电路是同自动充电臂端的充电控制电路之间通信，将充电信息发送给充电控制电路，如充电电池类型、充电电池温度、充电故障、电池充满等信息。

20.根据权利要求1所述的电动汽车自动充电插座门盖自动开关控制方法具体实施步骤如下：

步骤5：齿条连杆往箭头A方向移动，将行程开关A在齿条连杆的齿条连杆运动滑槽一端接触，使行程开关A闭合，行程开关与I/O控制电路连接，I/O控制电路将行程开关A闭合信号传输给中央处理器，中央处理器处理该信号后输出电机停止运转信号，这样电动汽车自动充电插座门盖完全往箭头方向打开，露出充电插座；

步骤6：电动汽车自动充电插座门盖关闭和上述步骤相反，其中电机旋转为顺时针方向，行程开关B闭合。