CN105186612A - 一种无人值守快速充电亭 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人值守快速充电亭，包括一充电亭主体，该充电亭主体顶部具有一个沿水平方向伸出的顶板；一直流充电桩，所述直流充电桩包括位于充电亭顶板下方的桩体，以及通过充电线缆与桩体连接的充电枪，所述充电枪悬挂在充电亭顶板上；一收放枪机构，该收放枪机构安装在充电亭顶板内部，并可驱动充电枪在充电亭顶板下方沿竖直方向上进行上下收放枪运动。本发明的优点在于：本充电亭可以实现快速充电，能够避免充电枪被车辆压损或充电枪被雨水及其他导电介质接触而造成短路现象，而且充电枪移动方便。

Description

一种无人值守快速充电亭

技术领域

本发明涉及一种充电亭，特别涉及一种无人值守快速充电亭。

背景技术

电动汽车的发展趋势，是全球都在共同努力的大方向，但是目前影响电动汽车发展的就是充电基础设施建设的问题，那么如何普及电动汽车，打造更好的充电基础设施，也成为国家和政府非常重视的问题。

充电桩按照安装地点，可分为公共充电桩和专用充电桩。公共充电桩是建设在公共停车场(库)结合停车泊位，为社会车辆提供公共充电服务的充电桩。而专用充电桩则是建设单位(企业)自有停车场(库)，为单位(企业)内部人员使用，或者建设在个人自有车位(库)，为私人用户提供充电的充电桩。

充电桩按充电方式分充电桩可分为直流充电桩、交流充电桩和交直流一体充电桩，截至目前，我国电动汽车充电站大多局限于电动公交汽车或内部集团用车，真正面向不同用户的公共充电站服务网络非常少，只集中在数个大型城市，且远远达不到覆盖的程度。

其原因在于：

(1)交流充电桩充电效率低下，充满一般需要6小时左右，一般用户不愿意在公共充电站长时间逗留进行充电，建成后造成无人使用的尴尬局面；而直流充电桩由于充电站需要配备大量的设备，其占地面积相对较大，此外，由于直流充电桩的输出功率较大，因此同时需要铺设专用用电网路，因此建设成本较高，投入大，资金回收较难，其成为快充式直流充电桩快速发展的瓶颈；

(2)更重要的是，充电站的充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，其同样具有一个与加油枪类似的充电插头，很多使用者在冲完电后直接将随意放置，而不是放回原位；后来车辆在进站时可能由于未仔细观察周边环境而将其压坏，增加充电站的正常运行以及维护成本；此外，若在雨天或者下雪天，随意放置的充电插头在接触到水或者其他导电介质后极易造成短路等严重的安全事故，存在较大的安全隐患。

(3)充电枪与充电桩之间通过非常粗的电缆连接实现电力输送以及其他相关控制，而充电时，充电枪需要移至电动汽车的充电口处进行充电，这对于女性或者年纪较大的用户来说带来很大的麻烦。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无人值守快速充电亭，可以快速充电，能够避免充电枪被车辆压损或充电枪被雨水机其他导电介质接触而造成短路现象，且方便充电枪移动。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种无人值守快速充电亭，其创新点在于：包括一充电亭主体，该充电亭主体顶部具有一个沿水平方向伸出的顶板；一直流充电桩，所述直流充电桩包括位于充电亭顶板下方的桩体，以及通过充电线缆与直流充电桩桩体连接的充电枪，所述充电枪从充电亭顶板上垂下；与充电枪对应的收放枪机构，该收放枪机构安装在充电亭内部，并可驱动充电枪在充电亭顶板下方沿铅直方向上进行上下收放枪运动。

优选的，所述收放枪机构为自动收放枪机构。

优选的，所述自动收放枪机构采用滑轮组提升结构，其包括一提升动滑轮、至少一改向定滑轮，一个用于固定充电线缆的固定端，以及一驱动提升动滑轮沿铅直方向移动的动滑轮驱动机构；所述改向定滑轮和固定端分别位于提升动滑轮的两侧；充电线缆与固定端连接限位后依次绕过提升动滑轮和改向定滑轮，充电线缆靠近固定端的一端接入直流充电桩的供电接口，靠近改向定滑轮的一端与与充电枪连接；所述提升动滑轮由动滑轮驱动机构驱动沿铅直方向升降实现充电枪的垂直移动。

优选的，所述动滑轮驱动机构为沿铅直方向设置的驱动气缸或驱动油缸。

优选的，所述动滑轮驱动机构为电机驱动丝杆副组件。

优选的，所述自动收放枪机构采用滑轮组提升结构，其包括一对相互配合的驱动轮，一个用于固定充电线缆的固定端，以及一个位于驱动轮与固定端之间且低于两者的配重动滑轮；所述充电线缆与固定端连接限位后依次绕过配重动滑轮和一对驱动轮，充电线缆靠近固定端的一端接入直流充电桩的供电接口，靠近驱动轮的一端与与充电枪连接。

优选的，所述自动收放枪机构包括一缠绕有充电线缆的插座圆盘，该插头圆盘的轴心具有一个与充电线缆内端电连接的插座接口，充电线缆的外端与充电枪连接；所述插头圆盘由一插头圆盘驱动机构驱动转动实现充电线缆的收卷和放卷；一与插座圆盘对称设置的插头，该插头通过线缆与直流充电桩的供电接口电连接，所述插头可由离合机构驱动远离或插入插座圆盘的插座接口中。

优选的，所述收放枪机构为手动或半自动收放枪机构。

优选的，所述手动或半自动收放枪机构采用滑轮组提升结构，其包括至少一改向定滑轮，一个用于固定充电线缆的固定端，以及一个位于改向定滑轮与固定端之间且低于两者的配重动滑轮；所述充电线缆与固定端连接限位后依次绕过配重动滑轮和改向定滑轮，充电线缆靠近固定端的一端接入直流充电桩的供电接口，靠近改向定滑轮的一端与与充电枪连接。

优选的，所述快速充电亭还包括一个二维找车驱动机构，该二维找车驱动机构安装在充电亭顶板内，其可驱动充电枪在顶板下表面上进行平面移动。

优选的，所述二维找车驱动机构采用至少两个在水平面上相互垂直设置的气缸或油缸组组成。

优选的，所述二维找车驱动机构采用至少两个在水平面上相互垂直设置的丝杆传动机构组成。

优选的，所述直流充电桩上配备的显示屏为多媒体显示屏与人机互动操作屏相互结合的二合一显示屏。

优选的，所述直流充电桩采用一亭一桩二枪或者一亭一桩四枪的配置。

优选的，所述直流充电桩与充电亭主体为一体化结构，且直流充电桩作为充电亭顶板的支承部分。

本发明的优点在于：本发明中，充电枪通过直流充电桩供电，可以实现快速充电；通过收放枪机构进行收放，使得充电枪由机器带动，无需人为的搬运，非常的方便，而且充电枪在充完电后，可由收放枪机构自动收取断电，节约能源，提高安全保障。

充电枪采用悬置于顶板下方的方式，一方面，可以避免在使用者在冲完电后将充电枪随意乱放而导致被压损、压坏的情况的发生，另一方面，可以通过顶板对充电枪进行保护，避免雨水及其他导电杂质与充电枪接触而造成短路现象。

更重要的是，收放枪机构能够采用自动或者半自动的方式将充电枪提升至初始位置，无需人工进行，避免操作人员因特殊情况未将充电枪复位造成的不良影响。通过收放枪机构的设置，可以根据车辆的不同，便于将充电枪移至对应的车辆充电口的上方或者附近，方便充电，无需人工手动拖拽，降低充电时发生的劳动强度，给年老体弱者或者女性带来极大的便利性；此外，充电枪也可由操作台操控进行手动控制的半自动移动，也可以通过加装检测仪对车辆进行扫描后自动移动。

本发明中，利用充电桩采用直流式充电机，容量大，充电速度快，充满80％仅需15～20min，大大降低了电动汽车车主的充电等待时间，提高效率，并为真正的无人值守提供重要的核心保障。

本发明中，收放枪机构采用滑轮组提升机构，其可根据场地实际情况采用不同结构的滑轮组，适用范围广。

将充电设备设置在路灯附近，进而利用路灯形成的供电网路进行供电，具有路灯电力网络覆盖面广、线路易于改造的优点；使其能够有效的避免用地难、电路设施铺设难以及成本高的问题，相较独立的充电桩设备更加容易推广，为直流充电桩的发展提供重要先决条件。

附图说明

图1为本发明的无人值守快速充电亭的示意图。

图2为本发明第二实施例的收放枪机构结构示意图。

图3为本发明第三实施例的收放枪机构结构示意图。

图4为本发明第四实施例的收放枪机构结构示意图。

图5为本发明第五实施例的收放枪机构结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1所示的示意图可知，本发明的无人值守快速充电亭包括充电亭主体1、直流充电桩2、收放枪机构及二维找车驱动机构。

在充电亭主体1顶部具有一个沿水平方向伸出的顶板4。

直流充电桩2包括位于充电亭顶板4下方的桩体，以及通过充电线缆3与桩体连接的充电枪6，充电枪6悬挂在充电亭顶板4上，直流充电桩2上配备的显示屏为多媒体显示屏与人机互动操作屏相互结合的二合一显示屏。

本发明中的直流充电桩2采用一亭一桩二枪或者一亭一桩四枪的配置。

本发明中，直流充电桩与充电亭主体1为一体化结构，且直流充电桩作为充电亭顶板的支承部分。当然，这里不是局限性的。

收放枪机构5安装在充电亭顶板4的内部，并可驱动充电枪6在充电亭顶板4下方沿竖直方向上进行上下收放枪运动，收放枪机构5包括一收取卷筒51，该收取卷筒51安装在充电亭顶板4的下端，充电线缆3的一端与直流充电桩2相连，另一端经收取卷筒缠绕后与充电枪6相连。该结构中，需要将充电线缆3通过一根钢丝绳悬挂起来，在充电线缆3上安装与钢丝绳滑动配合的滑环或吊钩，并且收取卷筒51与直流充电桩的供电接口之间的充电线缆3需要留一定的余量。当然，本领域技术人员应当了解，这里收放枪机构的结构仅仅是一个示例性的，不是局限性的。

二维找车驱动机构安装在充电亭顶板4内，其可驱动充电枪6在充电亭顶板4下表面上进行平面移动。

在本发明中，二维找车驱动机构可以采用至少两个在水平面上相互垂直设置的气缸或油缸组组成；也可以采用至少两个在水平面上相互垂直设置的丝杆传动机构组成。具体情况可根据现场状况进行选择安装，这里不再赘述。

工作原理：在进行充电时，将待充电的车辆行驶至充电亭顶板4的下方，然后根据车辆的充电口，通过操控直流充电桩2上的显示屏控制二维找车驱动机构将充电枪6移动充电口的上方，再通过收取卷筒5正转，将充电枪6放下，当充电枪6放置车辆充电口处时，停止下放，并将充电枪6插入充电口内对车辆进行充电，待充电完成后，将充电枪6拔出，此时，收取卷筒5自动反转，将充电枪6自动收回，同时将充电枪6自动断电。

在上述充电枪6移动时，除了可以通过操作台2手动操作进行移动外，还可以通过加装一检测仪对待充电的车辆进行检测，判断其充电口的位置，从而自动将充电枪6移动至充电口的上方，以方便进行充电。

实施例二

图2示出了第二种结构的收放枪机构：收放枪机构5为采用滑轮组提升结构的自动收放枪机构，具体如下：

其包括一提升动滑轮52、至少1个改向定滑轮53，一个用于固定充电线缆的固定端54，以及一驱动提升动滑轮52沿铅直方向移动的动滑轮驱动机构7；本实施例中，动滑轮驱动机构7为沿铅直方向设置的驱动气缸或驱动油缸，也可以是电机驱动丝杆副组件。

一对改向定滑轮53和固定端54分别位于提升动滑轮的两侧；充电线缆3与固定端54连接限位后依次绕过提升动滑轮52和改向定滑轮53，充电线缆3靠近固定端54的一端接入直流充电桩的供电接口，靠近改向定滑轮53的一端与与充电枪6连接；提升动滑轮52由动滑轮驱动机构驱动沿铅直方向升降实现充电枪的垂直移动。

需要收枪时：通过控制系统或手机APP控制动滑轮驱动机构开启，带动提升动滑轮52沿铅直方向下降，或者近似铅直方向下降，由于固定端54充电线缆无法移动，进而使得与充电枪6侧的充电线缆收回，进而实现充电枪6的收起，放枪时工作原理与之相反。

实施例三

如图3所示，本实施例示出了第三种收放枪机构结构，其同样为自动收放枪机构，具体为：自动收放枪机构采用滑轮组提升机构，滑轮组提升机构包括一对相互配合并夹住充电线缆3的驱动轮55，一个用于固定充电线缆的固定端54，以及一个位于驱动轮55与固定端54之间且低于两者的配重动滑轮56；配重动滑轮56通过一垂直方向的导向机构8进行运动导向。本实施例中，配备了一个改向定滑轮53。

充电线缆3与固定端54连接限位后依次绕过配重动滑轮56和一对驱动轮55，充电线缆3靠近固定端54的一端接入直流充电桩的供电接口，靠近驱动轮55的一端与与充电枪6连接。驱动轮55由一驱动轮驱动机构驱动转动。

需要收放枪时：通过控制系统控制驱动轮驱动机构开启，使得一对驱动轮55夹住充电线缆3转动，进而带动充电枪6垂直移动实现收放枪。这里，配重动滑轮56的重量与充电枪6重量基本一致，进而使得驱动轮55在驱动的时候，可以减少驱动机构的功率，降低能耗。

上述实施例二、三中，滑轮组提升机构的滑轮数量不仅仅局限于上述示例，亦可根据实际需要增加滑轮的数量，实现充电枪下垂位置的改变，或者内部布局的优化，这里不再赘述。

实施例四

如图4所示，其示出了本发明第四实施例的收放枪机构5结构示意图。其同样采用自动收放枪机构，包括：

一缠绕有充电线缆的插座圆盘57，该插头圆盘57的轴心具有一个与充电线缆3内端电连接的插座接口，充电线缆3的外端与充电枪6连接；插头圆盘57由一插头圆盘驱动机构(图中未示出)驱动转动实现充电线缆的收卷和放卷；

一与插座圆盘对称设置的插头58，该插头58通过线缆与直流充电桩的供电接口电连接，插头可由离合机构(图中未示出)驱动远离或插入插座圆盘57的插座接口中。

此外，本实施例中，配备了两个改向定滑轮53。

收放枪原理：放枪时，插座圆盘绕着线缆转动，插头保持分离状态；利用充电桩控制系统或者手机APP控制转动停止(也是就是说转到自己想要的位置后)，利用离合机构将插头与插座圆盘相合，通电，用户即可给汽车充电。等充完电了，通过程序控制充电枪自动断电，插头、插座圆盘自动分离，并且在用户操作确认后，插座圆盘自动转动绕紧回收电缆。

当然，这里插头和插座接口尽量采用圆形或者呈环形分布的接口形式，以便插座在旋转至不同的角度均能够顺利与插头对接。这里的插头圆盘驱动机构以及离合机构属于机械领域公知的技术方案，这里就不在赘述。

实施例五

上述各实施例中收放枪机构主要采用自动收放枪机构，当然，其仅仅是示例性的，不是局限性的，本发明中的收放枪机构同样可以采用手动或半自动的收放枪机构。

如图5所示，手动或半自动收放枪机构采用利用配重的滑轮组提升结构，其结构与实施例三类似，但不设置驱动轮，具体结构如下：

包括至少一改向定滑轮53，一个用于固定充电线缆的固定端54，以及一个位于改向定滑轮53与固定端54之间且低于两者的配重动滑轮56，且配重动滑轮56由一个垂直方向的导向滑轨进行垂直导向；充电线缆3与固定端54连接限位后依次绕过配重动滑轮56和改向定滑轮53，充电线缆3靠近固定端54的一端接入直流充电桩的供电接口，靠近改向定滑轮53的一端与与充电枪3连接。

本实施例中，需要对配重动滑轮56的重量进行配置、调整：

在充电枪3被拉至最长状态时，将充电枪3至最接近充电枪3的一改向定滑轮53之间的充电线缆3重量记做M1，此时固定端54与最接近配重动滑轮56的一个改向定滑轮53之间的充电线缆3重量记做M2，M1与充电枪3的重量和必须小于等于M2与配重动滑轮56的重量和。

进而，在配重动滑轮56的作用下，充电枪3在初始状态被拉向充电亭顶部，当需要对汽车充电时，充电人员手动将充电枪3拉下，由于配重动滑轮56的存在，此时无需太大的力即可完成，顺利的实现充电枪的插入；在完成充电后，只要将充电枪从充电汽车的充电接口内拔出，在配重的作用下，充电枪被自动拉起上升至初始位置，无需人工放回原位。

此外，手动或半自动收放枪机构还可采用发条弹簧、拉簧或者压缩弹簧等利用弹性形变来提供充电枪上升复位动力的结构，这里就不再一一赘述。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (15)

1.一种无人值守快速充电亭，其特征在于：包括

一充电亭主体，该充电亭主体顶部具有一个沿水平方向伸出的顶板；

一直流充电桩，所述直流充电桩包括位于充电亭顶板下方的桩体，以及通过充电线缆与直流充电桩桩体连接的充电枪，所述充电枪从充电亭顶板上垂下；

与充电枪对应的收放枪机构，该收放枪机构安装在充电亭内部，并可驱动充电枪在充电亭顶板下方沿铅直方向上进行上下收放枪运动。

2.根据权利要求1所述的无人值守快速充电亭，其特征在于：所述收放枪机构为自动收放枪机构。

3.根据权利要求2所述的无人值守快速充电亭，其特征在于：所述自动收放枪机构采用滑轮组提升结构，其包括一提升动滑轮、至少一改向定滑轮，一个用于固定充电线缆的固定端，以及一驱动提升动滑轮沿铅直方向移动的动滑轮驱动机构；

所述改向定滑轮和固定端分别位于提升动滑轮的两侧；充电线缆与固定端连接限位后依次绕过提升动滑轮和改向定滑轮，充电线缆靠近固定端的一端接入直流充电桩的供电接口，靠近改向定滑轮的一端与与充电枪连接；所述提升动滑轮由动滑轮驱动机构驱动沿铅直方向升降实现充电枪的垂直移动。

4.根据权利要求3所述的无人值守快速充电亭，其特征在于：所述动滑轮驱动机构为沿铅直方向设置的驱动气缸或驱动油缸。

5.根据权利要求3所述的无人值守快速充电亭，其特征在于：所述动滑轮驱动机构为电机驱动丝杆副组件。

6.根据权利要求2所述的无人值守快速充电亭，其特征在于：所述自动收放枪机构采用滑轮组提升结构，其包括一对相互配合的驱动轮，一个用于固定充电线缆的固定端，以及一个位于驱动轮与固定端之间且低于两者的配重动滑轮；

所述充电线缆与固定端连接限位后依次绕过配重动滑轮和一对驱动轮，充电线缆靠近固定端的一端接入直流充电桩的供电接口，靠近驱动轮的一端与与充电枪连接。

7.根据权利要求2所述的无人值守快速充电亭，其特征在于：所述自动收放枪机构包括

一缠绕有充电线缆的插座圆盘，该插头圆盘的轴心具有一个与充电线缆内端电连接的插座接口，充电线缆的外端与充电枪连接；所述插头圆盘由一插头圆盘驱动机构驱动转动实现充电线缆的收卷和放卷；

一与插座圆盘对称设置的插头，该插头通过线缆与直流充电桩的供电接口电连接，所述插头可由离合机构驱动远离或插入插座圆盘的插座接口中。

8.根据权利要求1所述的无人值守快速充电亭，其特征在于：所述收放枪机构为手动或半自动收放枪机构。

9.根据权利要求8所述的无人值守快速充电亭，其特征在于：所述手动或半自动收放枪机构采用滑轮组提升结构，其包括至少一改向定滑轮，一个用于固定充电线缆的固定端，以及一个位于改向定滑轮与固定端之间且低于两者的配重动滑轮；

所述充电线缆与固定端连接限位后依次绕过配重动滑轮和改向定滑轮，充电线缆靠近固定端的一端接入直流充电桩的供电接口，靠近改向定滑轮的一端与与充电枪连接。

10.根据权利要求1所述的无人值守快速充电亭，其特征在于：所述快速充电亭还包括一个二维找车驱动机构，该二维找车驱动机构安装在充电亭顶板内，其可驱动充电枪在顶板下表面上进行平面移动。

11.根据权利要求8所述的无人值守快速充电亭，其特征在于：所述二维找车驱动机构采用至少两个在水平面上相互垂直设置的气缸或油缸组组成。

12.根据权利要求8所述的无人值守快速充电亭，其特征在于：所述二维找车驱动机构采用至少两个在水平面上相互垂直设置的丝杆传动机构组成。

13.根据权利要求1所述的无人值守快速充电亭，其特征在于：所述直流充电桩上配备的显示屏为多媒体显示屏与人机互动操作屏相互结合的二合一显示屏。

14.根据权利要求1所述的无人值守快速充电亭，其特征在于：所述直流充电桩采用一亭一桩二枪或者一亭一桩四枪的配置。

15.根据权利要求1所述的无人值守快速充电亭，其特征在于：所述直流充电桩与充电亭主体为一体化结构，且直流充电桩作为充电亭顶板的支承部分。