CN104659570A - 用于对电动车进行充电的充电插头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对电动车进行充电的充电插头，其可以按照规定保持在用于实施充电操作的充电站(100)上，并且可以与对应插头进行电气接触以便对电动车的电池进行充电，所述充电插头包含闭锁元件(2)及锁紧元件(3)，所述闭锁元件用于在充电时将所述充电插头(1)锁定在所述对应插头上并可以借助操纵而解锁，所述锁紧元件用于将所述闭锁元件(2)阻塞在其闭锁状态中。其中，所述闭锁元件(2)预张至其闭锁状态，并可以被所述锁紧元件(3)阻塞在其预张的闭锁状态中。

Description

用于对电动车进行充电的充电插头
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的，用于对电动车进行充电的充电插头。
例如可以按照规定将这种充电插头保持在用于实施充电操作的充电站上，且可以将这种充电插头与一对应插头进行电气接触以便对电动车的电池进行充电。
背景技术
为防止充电插头与对应插头在充电操作过程中相互分离，充电插头具有闭锁元件，在该闭锁元件的闭锁状态中，充电插头例如可以在充电操作过程中锁定在对应插头上，并可以借助操纵而解锁，以便在充电操作结束后将充电插头从对应插头拔下。还设置有锁紧元件，用于将闭锁元件阻塞在其闭锁位置中，从而防止闭锁元件在充电操作过程中被不当地或意外地解锁。
DE 43 43 209 A1公开过包含供电侧及接收侧插头的供电连接器装置，该供电侧插头具有可借助手柄操纵的杠杆，通过操纵该杠杆便能将供电侧插头与接收侧插头相卡合。其中，该杠杆配设有钻孔，其中可插入一可电气操纵的挺杆，以便将杠杆保持在其闭锁位置中，从而使得供电侧插头与接收侧插头相互卡合。这样便能避免这两个插头间的连接在充电或供电操作的过程中解除。但该装置未提供针对充电站上的其他类型的误操作或不当使用的保护措施。
发明内容
因此，本发明的课题在于，在避免误操作及不当使用方面对本文开篇所述类型的充电插头进行进一步改进。
本发明用以达成上述课题的解决方案是，提供一种具有权利要 求1所述特征的充电插头。
根据本发明，所述充电插头的闭锁元件预张至其闭锁状态以及可以被配属的锁紧元件阻塞在该预张的闭锁状态中。为此，所述锁紧元件可以(按照规定)进入一位置，该锁紧元件在该位置中将所述闭锁元件阻塞在预张的闭锁状态中。
亦即，采用本发明的充电插头时，所述闭锁元件在未经操纵的状态中自动进入其闭锁位置，并且可以相应地借助配属的锁紧元件将所述闭锁元件阻塞在该位置中，从而无法解除所述闭锁位置。
因此，不仅能通过将所述充电插头侧的闭锁元件卡入配属的对应插头的对应闭锁部位的方式，防止误操纵或不当使用造成进行中的充电操作中断，还能避免所述充电插头被不当地从充电站拔出，以及/或者，避免所述充电插头被不当地插入对应插头。
这样便能将所述充电插头闭锁在充电站上，具体方式是，将所述预张至其闭锁状态的闭锁元件就地卡入一对应的，设置于所述充电站上的闭锁部位，并借助所述充电插头侧锁紧元件确保该闭锁状态。当所述充电插头处于预张的闭锁状态中，并被所述锁紧元件阻塞在该状态中时，还能避免所述充电插头被不当地与对应插头插接在一起，因为此时无法针对充电操作将所述充电插头与对应插头卡合。
所述闭锁元件优选可供手动操纵，因此，所述充电插头的使用者可以借助手动作用对该闭锁元件进行解锁，例如以便将所述充电插头从充电柱取出，以及将所述充电插头与对应插头卡合及进行电气接触来对电动车的电池进行充电，或者以便在充电操作结束后重新解除所述充电插头与对应插头的卡合。但只有在所述闭锁元件未被所述锁紧元件阻塞在闭锁状态中时，才能实现这一点。亦即，所述闭锁元件必须经过相应释放，以便从闭锁状态送入解锁状态；因此，必须先通过对所述锁紧元件施加相应影响来将所述闭锁元件的可能存在的受阻塞状态解除。
所述闭锁元件可以简单地实施为回转式支承的杠杆，其一杠杠杆区段用作使得该闭锁元件进入闭锁或解锁状态的操纵区段，且其另一杠杆区段实施为锁定区段，其用于以锁定的方式将所述闭锁元件与 配属的，例如对应插头上的或充电柱上的闭锁部位锁定地卡合。
在此情形下，所述闭锁元件可以借助至少一个形式例如为压力弹簧或拉伸弹簧的弹簧弹性元件预张至闭锁状态。采用闭锁元件实施为闭锁杆的技术方案时，所述弹簧弹性元件例如可以对所述闭锁杆的操纵区段造成影响。
为使所述闭锁元件从闭锁状态进入解锁状态而进行的手动操纵，不必通过对所述闭锁元件本身的直接手动作用来进行。为此，可以设置有例如形式为操纵柄的独立操纵构件。采用闭锁元件实施为闭锁杆的技术方案时，所述操纵构件可以与所述闭锁杆的操纵区段共同起作用。
为实现与(对应插头上的或充电站上的)闭锁部位的锁定式卡合，所述闭锁元件可以具有一卡合区段，该卡合区段可以与实施为卡合部位的闭锁部位卡合。为此，在所述闭锁元件上可以设置有例如一卡钩，该卡钩卡入配属的，形式为卡口的卡合部位，或卡到形式为凹切部的卡合部位后。相反地，所述充电插头的闭锁元件上的卡合区段也可以实施为可与(对应插头上的或充电站上的)卡钩卡合。采用闭锁元件实施为闭锁杆的技术方案时，将所述闭锁元件的锁定区段实施为卡合区段。
在此情形下，如上文所述，只有在所述闭锁元件未被配属的锁紧元件阻塞在其闭锁状态中时，才能操纵所述充电插头的闭锁元件来将其解锁。
优选地，所述锁紧元件可以借助分配给所述充电站的控制装置可选地进入一(第一)状态，在该状态中，所述锁紧元件对预张至其闭锁位置的的闭锁元件进行阻塞，或者进入一(第二)状态，在该状态中，所述锁紧元件允许对预张至其闭锁位置的闭锁元件进行操纵，以便将所述闭锁元件解锁。这种控制装置例如可以整合至所述充电站本身，或者作为独立的单元与所述充电站建立起作用性连接，如此一来，例如(中央)控制装置便能承担对多个充电站上的充电插头的控制工作。
利用控制装置来对所述锁紧元件进行控制便能确保以下情形： 只有排除了误操作或不当使用时，闭锁元件才被锁紧元件释放以便实施操纵，即进入解锁状态。因此，例如在使用与对应插头卡合，并锁定于该对应插头上的充电插头时，只有在充电操作正常结束或中断时，(控制装置)才允许在充电插头上借助对闭锁元件的手动操纵进行解锁。相应地，只有在以下情况下，(控制装置)才允许对保持于充电站上的充电插头进行解锁，以便将该充电插头与对应插头卡合来对电动车的电池进行充电：例如通过输入代码，将信用卡插入对应卡槽或其他措施对充电站上的充电操作进行了授权，从而使得相应的充电操作正常开始后。
在上述情形中，所述控制装置用于确保：根据充电站的具体状态(“充电操作进行中”、“充电操作结束”、“对新的充电操作进行授权”)，与充电插头上的闭锁元件共同起作用的锁紧元件要么对预张至其闭锁状态的闭锁元件进行阻塞，要么将该闭锁元件释放以便实施解锁。
为此，所述锁紧元件分配有致动器，其用于对锁紧元件进行外力操纵，亦即，在不对锁紧元件进行手动作用的情况下，该锁紧元件可以在其第一位置(在该位置中，锁紧元件将闭锁元件阻塞在闭锁状态中)与第二位置(在该位置中，锁紧元件释放闭锁元件以便实施解锁)之间来回运动。所述致动器可以包括例如一可电气操纵的磁体，一驱动电动机或一气动驱动器。
分配给所述锁紧元件的致动器还例如通过电气线路与分配给对应充电站的控制装置建立起作用性连接，以便通过该控制装置触发所述致动器，从而使得所述锁紧元件进入其第一位置或第二位置。
因此，例如在将所述致动器实施为可电气操纵的磁体或驱动电动机时，可以采用以下方案：在致动器通电时，所述锁紧元件处于其第一位置，在该位置中锁紧元件能将充电插头的闭锁元件阻塞，而在致动器未通电的情形下，锁紧元件进入其第二位置，在该位置中，锁紧元件允许对闭锁元件进行解锁。
在本发明的一种改进方案中，可以设置有例如形式为弹簧的预张构件，所述锁紧元件借助这些预张构件预张至其第一位置或第二位 置，因此，所配属的致动器用于使得锁紧元件沿与预应力相反的方向进入相应的另一位置。
所述锁紧元件可以与配属的致动器的组件整合成一结构单元。这样便能例如将该锁紧元件实施为磁体的突出部，该突出部在致动器通电时进行运动，从而使得所述锁紧元件从其第一位置进入第二位置，或从第二位置进入第一位置。
一般而言，所述锁紧元件可以以下方式实施：在所述充电插头的闭锁元件闭锁后，该锁紧元件卡在该闭锁元件的上方、下方或后方，或者卡入该闭锁元件，以便将该闭锁元件阻塞在闭锁状态中，并防止该闭锁元件进入解锁状态。具体而言，所述锁紧元件例如可以实施为保险螺栓、固定钩或锁紧杆。
权利要求15的特征定义了一种用于对电动车或其电池进行充电的充电站。
所述充电站的有利技术方案由权利要求15的附属权利要求给出。
下面结合附图所示实施例的相关描述来对本发明的其他细节及优点进行说明。
附图说明
图1为包含附属充电插头的充电站的示意图；
图2A为图1所示充电站的壳体被局部移除的，处于第一状态中的充电插头；
图2B为图2A中的一个细节；
图3A为图1所示充电站的壳体被局部移除的，处于第二状态中的充电插头；
图3B为图3A中的一个细节；以及
图4为图2A及3A所示充电插头的透视图。
具体实施方式
图1示出用于电动车的充电站100，其在本实施例中采用充电柱 的形式作为示范。所述充电站用于对电动车，确切而言用于对相应电动车的电池进行充电。为此，使用者驾驶其电动车靠近充电站100，打开其车辆上的相应封盖，并将设置于充电站100上的充电插头1插入位于车辆的封盖后的对应插头。
例如可从电网获得用于对电动车或附属的电池进行充电的电流。
如图1所示，充电插头1通过充电电缆102与充电站100连接，以便通过充电电缆102和插头1以及电动车上的对应插头，将从电网获得的电流输入该电动车的电池。在此情形下，在所述充电站上的插口105中为使用者准备了充电插头1。
此外，充电站100分配有控制装置200。该控制装置可以整合至充电站100，或作为独立的单元与所述充电站连接。在另一种情形下，控制装置200例如可以与多个充电站连接。下文将结合根据图2A、2B与3A、3B及图4对插式连接器1的详细描述，对控制装置200的功能进行进一步的详细说明。
如图2A及图4所示，充电插头1包括一壳体10，为更好地辨识充电插头1的其他细节，该壳体在图2中以被局部移除的方式示出。
充电插头1还具有一手柄12，使用者可以借助该手柄握住所述充电插头，并例如将充电插头从充电站100取出，以及插入电动车的与之匹配的对应插头。此外，在充电插头1上设置有一包含公式或母式插接面的插接区域14，该插接区域能够建立与汽车上的相应的对应插头的电气接触。
此外，在充电插头1上，在本实施例中更确切地说是在所述充电插头的壳体10内，布置有闭锁元件2。其用于将充电插头1与一同该充电插头卡合的汽车对应插头闭锁在一起，以及/或者，将充电插头1闭锁在充电站100上，更确切而言闭锁在该充电站的插口105中。在本实施例中，闭锁元件2实施为以可围绕轴线20回转的方式支承的闭锁杆。
在闭锁元件2的锁定或卡合区段22上配设有一卡合元件23，其用于将闭锁元件2锁定在对应插头或充电站的配属的闭锁或卡合部 位上。在本实施例中，卡合元件23实施为一卡钩，可以借助该卡钩将闭锁元件2卡入配属的，形式为卡口的卡合部位，或者卡到配属的，形式为卡合突出部的卡合部位后或将其环扣。在将闭锁元件2实施为闭锁杆时，如图2A所示，锁定区段22同时形成闭锁杆2的杠杆区段。
图2A示出处于其闭锁状态中的闭锁元件2，其中，该闭锁元件的锁定或卡合元件23按照规定以卡合的方式与(汽车的对应插头上或充电站上)配属的卡合部位共同起作用。在该状态中，闭锁元件2预张。亦即，在图2A所示的闭锁状态中，闭锁元件2自动处于预应力的作用下。
为产生该预应力，设置有至少一个在本实施例中形式为压力弹簧的弹簧弹性元件28，其以某种方式对闭锁元件2产生影响，使得该闭锁元件进入图2A所示的闭锁位置。在图2A所示的，闭锁元件2实施为闭锁杆的实施例中，弹簧弹性元件28对闭锁杆2的第二杆臂24产生影响，并以某种方式对闭锁元件2施加负荷，使得该闭锁元件进入其闭锁状态。
将图2A与图2B中放大示出的图2A的部分相结合，可以看出，闭锁元件2被一锁紧元件3阻塞在图2A所示的闭锁状态中。在本实施例中，该锁紧元件实施为保险螺栓。
锁紧元件3以某种方式对闭锁元件2产生影响，使得该闭锁元件无法从图2A所示的闭锁状态进入图3A所示的解锁状态。亦即，锁紧元件3对闭锁元件2从闭锁状态向解锁状态的切换进行阻塞。
在实施为闭锁杆的闭锁元件2的示范性技术方案中，锁紧元件3卡在设置于第二杆臂24上的突出部25下，借此防止闭锁元件2围绕回转轴20回转，从而避免该回转导致闭锁元件2进入解锁状态。
锁紧元件3分配有一致动器4，在本实施例中该致动器的形式为可电气操纵的磁体40，更确切地说是螺线管，锁紧元件3可以通过该致动器在图2A所示的第一位置(在该位置中，锁紧元件3将闭锁元件2阻塞在其闭锁状态中)与图3A所示的第二位置(在该位置中，锁紧元件3释放闭锁元件2以便实施解锁)之间来回运动。在本实施例中，锁紧元件3实施为致动器4的可动式支承的磁体40的突出部。 在分别示出图2A及3A在锁紧元件3的区域内的一部分的图2B与3B中，相应的运动方向分别通过双向箭头V来表示。
图2A与3A中示出的磁体40(“螺线管”)例如可以实施为一电磁体，在通电时借助磁力使得该电磁体运动至例如图2A所示的第一位置。作为替代方案，该磁体也可以是可动式支承的，与可通电的电磁体共同起作用的永磁体。
在闭锁元件2的如图2A所示的，还被锁紧元件3确保(“阻塞”)的闭锁状态中，参阅图2B，充电插头1例如可以锁定在电动车的对应插头上或充电站100上，而只要闭锁元件2的闭锁状态被锁紧元件3阻塞，该锁定便不会因误操作或不当使用而被解除。为此，仅需要将闭锁元件2的(被锁紧元件3阻塞的)锁定或卡合元件23卡入所述对应插头上或充电站100上的对应锁定或卡合部位。
这样便能特别是防止充电插头1在进行充电操作的过程中被(不当地或意外地)从配属的对应插头拔下，或者在未事先就充电操作的开始进行授权的情况下被从对应的充电站100取出。为此，首先需要对闭锁元件2进行释放，具体方式是，使得锁紧元件3进入图3A与3B所示的(第二)位置，在该位置中，锁紧元件3不再对闭锁元件2进行阻塞，亦即，在本实施例中不再卡在所述闭锁元件的突出部25下。在该状态中，可以通过手动作用(沿与弹性元件28的弹力相反的方向)，以及借助围绕支承轴20对形式为闭锁杆的闭锁元件2进行回转，使得闭锁元件2进入图3A所示的解锁状态，在该解锁状态中，所述闭锁元件以不与对应的锁定或卡合构件卡合的方式位于对应插头上或充电柱上。
为对闭锁元件2进行手动操纵，在充电插头1上，特别是在所述充电插头的壳体10上，以与闭锁元件2邻接，特别是以与所述闭锁元件的第二杆臂24邻接的方式设置有一可变形区域15(例如壳体10的柔性组件)，该可变形区域可以借助例如用手指进行的手动操纵以某种方式发生变形，使得对闭锁元件2产生影响并将其解锁。
此外，在闭锁元件2的如图2A与2B所示的闭锁状态中，还能防止充电插头1与汽车上的对应插头错误地或不当地卡合，为此，闭 锁元件2首先必须进入解锁状态。
为能将闭锁元件2解锁，从而将充电插头1从对应的充电柱100取出并与汽车的对应插头卡合，以及为能将充电插头1从汽车的对应插头拔出，关键之处在于，锁紧元件3进入图3A与3B所示的第二位置。例如可以通过对致动器4进行相应通电来实现这一点。例如一种可行的方案是，在致动器4未通电的状态中，磁体40与锁紧元件3一起(例如在磁力或弹性预应力的影响下)进入图3A与3B所示的第二位置，而在所述致动器通电时，进入图2A与2B所示的第一位置，在该第一位置中，锁紧元件3不对闭锁元件2进行阻塞。另一方面，锁紧元件3可以(例如借助磁力或借助至少一个弹簧弹性元件)预张至第一位置，在该第一位置中，所述锁紧元件将闭锁元件2阻塞在闭锁状态中，以及，所述锁紧元件可以借助对致动器4的通电进入第二位置，在该第二位置中，所述锁紧元件允许对闭锁元件2进行解锁。
在此情形下，可以借助分配给充电站100的控制装置200对致动器4进行控制。为此所需的控制线例如可以是用充电电缆105(参阅图1)整合而成的线束。
这样便可以采用以下方案：只有在充电操作已正常结束时，才(通过对锁紧元件3的相应操纵)对锁定于对应插头上的充电插头1的闭锁元件2进行释放以便解锁。其中，以对充电操作进行监控的控制装置200为基础，借助配属的致动器4对锁紧元件3进行操纵来进行释放。
可以以相应的方式实现以下方案：只有在已就相应的，同样可以借助控制装置200来监控的充电操作的开始进行过授权时，锁定于对应充电站上的充电插头1的锁紧元件3才能进入图3A所示的第二位置，在该第二位置中能够将导引元件2解锁，从而将充电插头1从充电站100取下，以便将充电插头1与待充电电动车的对应插头卡合。

Claims (18)

1.一种用于对电动车进行充电的充电插头，其可与对应插头进行电气接触以便对电动车的电池进行充电，包含
闭锁元件(2)，其可进入闭锁状态并可借助操纵而解锁，及
锁紧元件(3)，其用于将所述闭锁元件(2)阻塞在其闭锁状态中，
其特征在于，所述闭锁元件(2)预张至其闭锁状态以及可以被所述锁紧元件(3)阻塞在其预张的闭锁状态中。
2.根据权利要求1所述的充电插头，其特征在于，所述闭锁元件(2)只有在未被所述锁紧元件(3)阻塞时才能从所述闭锁状态进入所述解锁状态。
3.根据权利要求1或2所述的充电插头，其特征在于，所述闭锁元件(2)实施为供手动操纵，以便所述闭锁元件借助手动作用从所述闭锁状态进入所述解锁状态。
4.根据上述权利要求中任一项所述的充电插头，其特征在于，所述闭锁元件(2)实施为回转式支承的闭锁杆。
5.根据上述权利要求中任一项所述的充电插头，其特征在于，所述闭锁元件(2)具有卡合区段(22)，用于将所述闭锁元件(2)卡合在对应插头的或充电站(100)的闭锁部位上。
6.根据上述权利要求中任一项所述的充电插头，其特征在于，所述闭锁元件(2)借助至少一个弹簧弹性元件(28)预张至所述闭锁状态。
7.根据上述权利要求中任一项所述的充电插头，其特征在于，所述锁紧元件(3)分配有致动器(4)，用于使得所述锁紧元件(3)可选地进入第一位置或者进入第二位置，在所述第一位置中，所述锁紧元件将所述闭锁元件(2)阻塞在所述闭锁状态中，在所述第二位置中，所述锁紧元件允许对所述闭锁元件(2)进行解锁。
8.根据权利要求7所述的充电插头，其特征在于，所述致动器(4)包括一可电气操纵的磁体(40)、一驱动电动机或一气动驱动器。
9.根据权利要求7或8所述的充电插头，其特征在于，所述充电插头(1)的致动器(4)按照规定与一用于控制所述致动器(4)的控制装置(200)连接。
10.根据权利要求9所述的充电插头，其特征在于，所述充电插头(1)的致动器(4)可以由所述控制装置(200)根据所述充电站(100)的工作状态来控制。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的充电插头，其特征在于，所述锁紧元件(3)可以借助对所述致动器(4)的操纵进入所述第一位置。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的充电插头，其特征在于，当所述闭锁元件处于所述闭锁状态中时，所述锁紧元件(3)预张至第一位置，在所述第一位置中，所述锁紧元件对所述闭锁元件(2)进行阻塞。
13.根据权利要求7和12所述的充电插头，其特征在于，所述锁紧元件(3)可以借助对所述致动器(4)的操纵进入所述第二位置，在所述第二位置中，所述锁紧元件将所述闭锁元件(2)释放以便进行解锁。
14.根据上述权利要求中任一项所述的充电插头，其特征在于，所述充电插头(1)按照规定通过充电电缆(102)与用于电动车的充电站(100)连接。
15.一种用于对电动车进行充电的充电站，包含如上述权利要求中任一项所述的充电插头。
16.根据权利要求15所述的充电站，其特征在于，所述充电站(100)具有插口(105)，所述充电插头(1)可以借助所述闭锁元件(2)闭锁在所述插口中。
17.根据权利要求15或16所述的充电站，其特征在于，所述充电站(100)分配有控制装置(200)，其用于根据所述充电站(100)的工作状态对所述充电插头(1)的锁紧元件(3)进行控制。
18.根据权利要求7和权利要求17所述的充电站，其特征在于，所述控制装置(200)用于对分配给所述锁紧元件(3)的致动器(40)进行控制。
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