CN106004474B - 车辆和用于车辆的充电系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种车辆和用于车辆的充电系统。提供了一种车辆，所述车辆包括：充电端口，被构造为结合到外部电源的连接器以对电池再充电；锁，将连接器固定到充电端口；电致动器，被配置为在通电时使所述锁在锁定状态和解锁状态之间切换并在失电时保持锁定状态或解锁状态；机械的锁超驰装置，被配置为使所述锁切换到解锁状态。

Description

车辆和用于车辆的充电系统

技术领域

本公开涉及用于电动车辆或混合动力车辆的充电系统。

背景技术

电池电动车辆(BEV)和插电式混合动力车辆(PHEV)通常包括在电池再次充电期间将外部电源的连接器固定到车辆的充电端口的系统。

发明内容

提供一种车辆充电系统。所述车辆充电系统包括：充电端口，被构造为结合到外部电源的连接器，以便对电池再充电；锁，被构造为在处于锁定状态时将连接器固定到充电端口；致动器，被配置为在通电时使所述锁在锁定状态和解锁状态之间切换，并在失电时保持锁定或解锁状态；机械的超驰装置，被配置为将所述锁解锁。

根据本发明，提供了一种车辆。所述车辆包括：充电端口，被构造为结合到外部电源的连接器，以对电池再充电；锁，被构造为将连接器固定到充电端口；电致动器，被配置为在通电时使所述锁在锁定状态和解锁状态之间切换，并在失电时保持锁定状态或解锁状态；机械的锁超驰装置，被配置为将所述锁切换到解锁状态。

根据本发明的一个实施例，致动器是被配置为使锁定销在伸出位置和退回位置之间移动的螺线管。

根据本发明的一个实施例，致动器是被配置为使锁定销在伸出位置和退回位置之间移动的电动马达。

根据本发明的一个实施例，所述机械的锁超驰装置与充电端口隔开。

根据本发明的一个实施例，所述车辆还包括进入门，所述进入门被布置为在关闭时遮住所述机械的锁超驰装置而在打开时允许接触到机械的锁超驰装置。

根据本发明的一个实施例，所述机械的锁超驰装置还包括手柄，其中，所述锁被配置为在用户拉动手柄时解锁。

根据本发明的一个实施例，所述车辆还包括将所述手柄机械地连接到所述锁的拉线。

根据本发明的一个实施例，所述车辆还包括控制器，所述控制器被配置为响应于指示进入门打开的信号，终止电池再充电操作。

根据本发明，提供了一种电动车辆。所述电动车辆包括：充电端口，被构造为结合到外部电源的连接器以对牵引电池再充电；锁，被构造为在处于锁定状态时将连接器固定到充电端口；电致动器，被配置为在通电时使所述锁在锁定状态和解锁状态之间切换，并且在失电时保持锁定状态或解锁状态；松开装置，被构造为机械地超驰电致动器以将所述锁从锁定状态切换为解锁状态；进入门，被布置为在关闭时遮住机械的松开装置并在打开时允许接触到机械的松开装置；控制器，被配置为响应于指示进入门打开的信号，终止牵引电池再充电操作。

根据本发明的一个实施例，所述松开装置还包括手柄，其中，所述锁被配置为在用户拉动所述手柄时从锁定状态切换到解锁状态。

根据本发明的一个实施例，所述电动车辆还包括将所述手柄机械地连接到所述锁的拉线。

附图说明

图1为示出车辆充电系统的示意图；

图2A为用于BEV或PHEV的充电端口的第一实施例的前视图；

图2B为固定到图2A的充电端口的锁定装置的轴测图；

图3为示出外部电源的连接器以及该连接器与图2A的充电端口之间的结合的第一实施例的侧视图；

图4A为用于BEV或PHEV的充电端口的第二实施例的前视图；

图4B为固定到图4A的充电端口的锁定装置的轴测图；

图5为示出外部电源的连接器以及该连接器与图4A的充电端口之间的结合的第二实施例的侧视图；

图6为锁定装置的分解视图；

图7为示出锁定装置和机械的锁超驰装置之间的机械连接的示意图；

图8A-8D示出了机械的锁超驰装置和机械的锁超驰装置的处于打开位置和关闭位置的进入门。

具体实施方式

在此描述了本公开的多个实施例。然而，应当理解，公开的实施例仅仅为示例并且其它实施例可采取各种和可替代的形式。附图不需要按比例绘制；一些特征可被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被认为是限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。如本领域技术人员将理解的，参考任一附图说明和描述的各种特征可与一个或更多个其它附图中说明的特征结合，以产生未明确说明或描述的实施例。说明的特征的组合提供了用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可期望用于特定应用或实施方式。

参考图1，示出了车辆10。车辆10可以是BEV或PHEV。车辆10包括充电系统12。充电系统12被配置为便于对车辆电池14再充电。车辆电池14可以是向马达提供电力的牵引电池。马达可以向车辆动力传动系统和车轮提供动力。电动马达还可以用作发电机以对电池14再充电，在这种情况下它将被称为马达/发电机。在多种情况下可利用马达/发电机对电池14再充电。例如，马达/发电机可以在再生制动期间、通过在下山期间重新回收动力能、在连接到马达/发电机的发动机使马达/发电机旋转时或本领域中已知的马达/发电机用于对电动车辆或混合动力车辆中的电池14再充电的任何其它方法来对电池14再充电。

充电系统12还包括被配置为与外部电源的连接器结合以对电池14再充电的充电端口16。充电系统12还可包括连接到电池14和充电端口16两者并与电池14和充电端口16两者通信的控制器18(诸如车载充电器)。控制器18被配置为监测和控制充电系统12的多种功能。例如，控制器18可用于根据多种因素来执行、调节和终止电池充电。所述多种因素可包括但不局限于：电池的当前电荷水平、电池的充电速率、包括保护充电系统12的组件和/或电路的因素(例如，过载保护)或安全因素(例如，充电端口16和外部电源的连接器之间的适当的连接)。

充电端口16可包括用于在电池再充电操作期间将外部电源的连接器固定到充电端口16的锁定装置(或锁)。锁定装置还可连接到控制器18并与控制器18通信。锁定装置可包括电致动器，该电致动器在通电时使锁定装置在锁定状态和解锁状态之间切换并在失电时保持锁定状态或解锁状态。机械的锁超驰装置20(也被称为“机械的超驰装置”或“松开装置”可以连接到锁定装置并被配置为机械地超驰电致动器，从而使锁定装置切换到解锁状态。在电致动器变为不起作用并且锁定装置处于锁定状态的情况下，可要求机械的锁超驰装置20将外部电源的连接器与充电端口16分离。在用户正试图手动超驰锁定装置以将外部电源的连接器与充电端口16分离时，机械的锁超驰装置20可充分地与充电端口16分隔开以便提供到充电连接的安全距离。

机械的锁超驰装置20可包括进入门(access door)。传感器22可被配置为确定进入门的打开状态或关闭状态。传感器22可连接到控制器18并与控制器18通信。控制器18可被配置为响应于接收到指示进入门处于打开位置的信号而终止电池再充电操作。将在下文中更详细地讨论锁定装置和机械的锁超驰装置20。

虽然控制器18示出为一个控制器，但是控制器18可以是较大控制系统的一部分并且可以通过遍布车辆10中的各种其他控制器(例如，车辆系统控制器(VSC))控制。因此，应理解控制器18和一个或更多个其他控制器可以统称为“控制器”，所述“控制器”响应于来自各种传感器的信号而控制车辆10的各种功能和/或各种致动器。控制器18可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。例如，计算机可读存储装置或介质可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储。KAM是可以用于在CPU掉电时存储各种操作变量的持久或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可以使用任意数量的已知存储装置实现，例如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、闪存或能够存储数据的任何其他电、磁、光学或组合的存储装置，所述数据中的一些代表由控制器使用以控制车辆的可执行指令。

参考图2A、图2B和图3，示出了充电端口24、连接到外部电源28的连接器26和锁定装置30的第一实施例。充电端口24包括将要与连接器26的匹配的轮廓细节和电气连接配合的轮廓细节和电气连接。充电端口24的轮廓包括接合连接器26上的至少一个配合部件35的第一容纳空间32和接合连接器26上的保持夹36的倾斜部分34(ramping portion)。保持夹36可以偏置在降低的位置38并被配置为在用户启动连接器26上的松开按钮42时切换到升高的位置40。

在保持夹36处于升高的位置40的同时连接器26可被插入到充电端口24内。保持夹36在处于升高位置40的同时运动经过倾斜部分34。一旦连接器26完全被插入到充电端口24内，然后就可松开松开按钮42，以将保持夹36切换到降低的位置38。保持夹36的末端向下进入位于倾斜部分34一边的空隙44并接合倾斜部分34的背侧，从而将连接器26固定到充电端口24。在保持夹36处于升高的位置40的同时，连接器26可从充电端口24退回。

锁定装置30连接到充电端口24。锁定装置30在解锁状态和锁定状态之间切换，从而将连接器26锁定到充电端口24或使连接器26与充电端口24解锁。锁定装置30包括锁定销46。锁定销46在处于退回位置48时位于第一容纳空间32外部，并被配置为在处于伸出位置(advancedposition)50时伸入到第一容纳空间32内。锁定装置30可包括电致动器，在电致动器通电时使锁定销46在退回位置48和伸出位置50之间移动并且在电致动器失电时保持退回位置48或伸出位置50。锁定销46被配置为在处于伸出位置50时通过在保持夹36的末端伸入到空隙44并且接合倾斜部分34的背侧时阻止保持夹36切换到升高的位置40而将连接器26锁定到充电端口24。在锁定销46处于退回位置48时，连接器26可通过启动松开按钮42并将保持夹36切换到升高的位置40而自由地插入充电端口24或从充电端口24退回。

参考图4A、图4B和图5，示出了充电端口52、连接到外部电源28的连接器54和锁定装置56的第二实施例。充电端口52包括将要与连接器54的匹配的轮廓细节和电气连接配合的轮廓细节和电气连接。充电端口52的轮廓包括接合连接器54上的配合部件60的第一容纳空间58。

锁定装置56连接到充电端口52。锁定装置56在解锁状态和锁定状态之间切换，从而将连接器54锁定到充电端口52或使连接器54与充电端口52解锁。锁定装置56包括锁定销62。锁定销62在处于退回位置64时位于第一容纳空间58外部，并被配置为在处于伸出位置66时伸入到第一容纳空间58内。锁定装置56可包括电致动器，在电致动器通电时使锁定销62在退回位置64和伸出位置66之间移动，并且在电致动器失电时保持退回位置64或伸出位置66。锁定销62被配置为在锁定销62处于伸出位置66时，通过伸进位于连接器54的配合部件60上的窗口68而将连接器54锁定到充电端口52。在锁定销62处于退回位置64时，连接器54可以自由地插入充电端口52或从充电端口52退回。

锁定销62被设置为使得锁定销62与位于配合部件60的侧部上的窗口68对齐。然而，锁定销62和窗口68可重新定位为连接器54的配合部件60(或其它配合的部件)和充电端口52上的其它相应地对齐的位置。例如，在锁定装置56位于充电端口52的顶部的同时，窗口68可位于配合部件60的顶部，以使锁定销62此刻与位于配合部件60顶部上的窗口68对齐。

外部电源28可以是包括发电厂、电池、发电机或能够对电池再充电的任何其它外部电源的电力网。所述外部电源可以是由直流或交流组成的电力电源。

在此描述的充电端口、将充电端口连接到外部电源的连接器和锁定装置的多种实施之间的机械连接和电气连接意为说明性的并且不应被解释为限制。本公开应该被解释为包括具有锁定装置和相应的连接器(将电动车辆充电端口连接到外部电源)的所有电动车辆充电端口。

参考图6，描绘了锁定装置70的分解视图。锁定装置70的描述可同样适用于两个在先描述的锁定装置30和56。锁定装置70包括第一外壳72和第二外壳74。锁定装置70还包括被配置为在退回位置和伸出位置(锁定销76的退回位置和伸出位置可与锁定装置70的解锁状态和锁定状态对应)之间切换的锁定销76。电致动器78可用于在通电时使锁定销76在退回位置和伸出位置之间切换并且在失电时保持退回位置或伸出位置。电致动器78可由螺线管、电动马达或能够使锁定销76在退回位置和伸出位置之间切换的任何类型的致动器组成。可包括电连接器80以向电致动器78提供电力和/或提供在锁定装置70和控制器18之间的通信线路。

锁定装置70可包括位于电致动器78和锁定销76之间的机械联动装置82(诸如齿轮传动链)以使锁定销76在退回位置和伸出位置之间切换。机械联动装置可包括齿轮(例如，小齿轮、锥齿轮、扇形齿轮、齿条等)、闩、棘轮、轴、凸轮、弹簧或被配置为在电致动器78通电时使锁定销伸出和退回并且在电致动器78失电时保持退回位置或伸出位置的其它硬件。

在此描述的锁定装置70的机械联动装置82的部件、电致动器78和锁定销76之间的机械连接和电连接意为说明性的并且不应被解释为限制。本公开应该被解释为包括具有致动器的所有锁定装置。

参考图7，示出了机械的锁超驰装置20和锁定装置70之间的连接。机械的锁超驰装置20可包括机械地连接到锁定装置70的手柄84，使得在用户拉动手柄84时锁定销76从伸出位置切换到退回位置(锁定装置70还从锁定状态切换到解锁状态)。所述机械连接可包括将机械的锁超驰装置20的手柄84连接到位于锁定装置70上的松开机构88的拉线(pullcable)86，诸如博登拉线(Bowden cable)。松开机构88可以是杆、滑动机构或允许锁定销76从伸出位置切换到退回位置的任何其它装置。例如，松开机构88可连接到棘轮、凸轮或用于将位于电致动器78和锁定销76之间的机械联动装置82锁定的其它部件，而同时锁定销76连接到将锁定销76偏置在退回位置的偏置元件(诸如弹簧)。启动松开机构88可使锁定机械联动装置82的组件松开，以允许偏置元件退回锁定销76。

在此描述的机械的锁超驰装置20和锁定装置70之间的机械连接意为说明性的并且不应被解释为限制。本公开应该被解释为包括具有锁定装置、使锁定装置在锁定状态和解锁状态之间切换的致动器以及被配置为超驰致动器以使锁定装置从锁定状态切换成解锁状态的机械的锁超驰装置的所有系统。

参考图8A、图8B、图8C和图8D，进一步示出了机械的锁超驰装置20。进入门90被布置为在处于关闭位置时遮住机械的锁超驰装置20并在处于打开位置时允许接触到机械的锁超驰装置20。传感器22被配置为确定进入门90处于打开位置或关闭位置。控制器18可与传感器22通信，并被配置为响应于来自传感器22的指示进入门处于打开位置的信号而终止电池再充电操作。传感器22可由限位开关、微动开关、接近开关或能够确定进入门90处于打开位置或关闭位置的任何其它装置组成。

图8A是机械的锁超驰装置20的前视图，处于关闭位置的进入门90遮住机械的锁超驰装置20。直观的标识92附着到进入门90的表面，以帮助用户识别机械的锁超驰装置20的功能。

图8B是具有处于关闭位置的进入门90的机械的锁超驰装置20的侧视图。示出了与控制器18通信的传感器22。在这种布置中，传感器22应确定进入门90处于关闭位置。控制器18不应因为进入门90处于关闭位置而终止电池再充电操作。

图8C是具有处于打开位置的进入门90的机械的锁超驰装置20的前视图。在进入门90处于打开位置时机械的锁超驰装置20的手柄84暴露出来并且使用户便于接触到。

图8D是具有处于打开位置的进入门的机械的锁超驰装置的侧视图。示出了与控制器18通信的传感器22。在这种布置中，传感器22应确定进入门90处于打开位置，并且应向控制器18发送指示进入门90处于打开位置的信号。控制器18应该基于从传感器22接收到的进入门90处于打开位置的信号而终止电池再充电操作。

说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可作出各种改变。如之前描述的，可组合多个实施例的特征以形成本发明的可能没有明确描述或说明的进一步实施例。虽然关于一个或多个期望特性，多个实施例可被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员认识到，可以折中一个或多个特征或特性以实现期望的整体系统属性，其取决于具体应用和实施方式。这些属性可包括但不限于：成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、装配的便利性等等。这样，关于一个或多个特性被描述为比其它实施例或现有技术实施方式更不令人期望的实施例并不在本公开的范围之外并且可能期望用于特定应用。

Claims (5)

1.一种车辆充电系统，包括：

充电端口，被构造为结合到外部电源的连接器以对电池再充电；

锁，被构造为将连接器固定到充电端口；

致动器，被配置为使所述锁在锁定状态和解锁状态之间切换；

机械的超驰装置，设置在进入门之后并且被配置为使所述锁解锁；以及

控制器，被配置为响应于所述进入门的打开，终止电池再充电操作。

2.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述锁包括锁定销，所述致动器是被配置为使锁定销在伸出位置和退回位置之间移动的螺线管。

3.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述锁包括锁定销，所述致动器是被配置为使锁定销在伸出位置和退回位置之间移动的电动马达。

4.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述机械的超驰装置还包括手柄，所述锁被配置为在用户拉动手柄时从锁定状态切换到解锁状态。

5.根据权利要求4所述的车辆充电系统，进一步包括将手柄机械地连接到所述锁的拉线。

Images