CN106515495B - 一种电动汽车充电桩以及充电系统 - Google Patents

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Abstract

一种电动汽车充电系统，包括电动汽车以及充电桩；电动汽车包括：驱动装置，用于电动汽车行进以及后退；动力电池，用于给驱动装置提供动力；车载充电机，用于对动力电池进行充电；车载充电机包括充电电缆以及充电插头；充电电缆为螺旋弹簧电缆；电动汽车的充电插头能够插入充电桩的充电插座；电动汽车还包括长度传感器以及车辆控制系统，长度传感器检测所述充电电缆的长度，车辆控制系统对于长度传感器的检测值进行监测，在电动汽车进行充电时，当该检测值大于长度阈值时，车辆控制装置保持所述动力电池与驱动装置处于断开状态。

Description

一种电动汽车充电桩以及充电系统
技术领域
本发明涉及一种电动汽车充电技术，尤其是涉及一种电动汽车充电系统以及电动汽车。
背景技术
在环境问题与能源危机越来越严重的今天，节能减排已成为全世界面临的新课题。绿色交通成为各国发展节能减排工作的一个重点方向。电动汽车作为绿色交通的代表，与传统燃油汽车相比具有节约能源，环保，清洁等优点，降低了汽车使用的环保成本、经济成本，越来越受到政府，企业以及民众的关注。
受制于当前的动力电池技术，电动汽车充电后单次行驶里程相对较短，在一般行驶环境下大多数的续航能力在150公里左右，因而需要建设一个广泛的充电设施网络，为电动汽车用户提供方便快捷的电能补给服务。电动汽车充电系统为电动汽车运行提供能量补给，是电动汽车产业的重要基础支撑系统，也是电动汽车实现商业化、产业化过程中的重要环节。充电设施建设数量的多少、布局的广泛程度会对电动汽车的应用范围产生重要影响，因此各国政府都十分重视充电基础设施建设，采取了一系列措施加快建设步伐，旨在为发展电动汽车扫清障碍。
电动汽车充电设备是给电动汽车充电的配套设施，包括充电站、充电桩、电池调度、计费监控及电池设备维护等系统，是推动电动汽车发展的基础设施，属新兴产业之一，是和电动汽车产业化同步发展的。如果没有完善的配套基础充电设施，尤其是作为电动汽车充电设备的主流代表电动汽车充电桩得不到发展，电动汽车技术再先进也难于推广。
现有技术中，常规的电动汽车的充电接口，通常都是将充电插口设置与电动汽车上，而将充电插头设置于充电桩上。在电动汽车需要充电时，将其行驶到充电桩附近，将充电桩的充电插头取出拉伸插入电动汽车充电插口上，从而进行充电；在充电结束后，关闭电源，将充电桩的充电插头拔出。但是，现有技术中的上述技术方案中，汽车驾驶员充电完毕后如果忘记拔出充电插头而直接开车，可能导致充电桩或者电线损坏，甚至发生漏电事故。
现有技术中，为了避免充电桩损害导致的触电事故，ABB公司在201180064618.9的发明专利提出了一种具有传感器的充电桩以及充电系统，通过传感器检测充电桩的加速度或者倾斜角度，在传感值超过临界值判断充电桩发生损害，关闭电源从而避免触电。该发明的技术方案能够在电动汽车自助充电时提供安全操作，但是其实际上是一种被动操作，仅在充电桩发生损害后进行阻止，不能够主动防止充电桩损害。
本发明提供了一种电动汽车充电系统，能够主动避免汽车驾驶员充电完毕后忘记拔出充电插头直接开车而导致的充电桩或者电线的损害。
发明内容
作为本发明的一个方面，提供了一种电动汽车充电系统，包括电动汽车以及充电桩；所述电动汽车包括：驱动装置，其能够驱动所述电动汽车行进以及后退；动力电池，其给所述驱动装置提供动力；车载充电机，其能够对于所述动力电池进行充电；所述车载充电机包括充电电缆以及充电插头，所述充电电缆与充电插头连接；所述充电电缆为螺旋弹簧电缆；所述充电桩上设置有充电插座；所述电动汽车的充电插头能够插入充电桩的充电插座，从而对电动汽车进行充电；所述电动汽车还包括长度传感器以及车辆控制系统，所述长度传感器检测所述充电电缆的长度，所述车辆控制系统对于长度传感器的检测值进行监测，在电动汽车进行充电时，当该检测值大于长度阈值时，所述车辆控制装置保持所述动力电池与所述驱动装置处于断开状态。
优选的，所述驱动装置为电动机。
优选的，所述充电插头设置有锁紧装置。
优选的，所述锁紧装置为多根绝缘插齿，所述充电桩上设置有对应的插孔。
作为本发明的另外一个方面，提供一种电动汽车，包括：驱动装置，其能够启动所述电动汽车行进以及后退；动力电池，其给所述驱动装置提供动力；车载充电机，其能够对于所述动力电池进行充电；所述车载充电机包括充电电缆以及充电插头，所述充电电缆与充电插头连接；所述电动汽车的充电插头能够插入充电桩的充电插座；所述充电电缆为螺旋弹簧电缆；所述电动汽车还包括长度传感器以及车辆控制系统，所述长度传感器检测所述充电电缆的长度，所述车辆控制系统对于长度传感器的检测值进行监测，在电动汽车进行充电时，当该检测值大于长度阈值时，所述车辆控制装置保持所述动力电池与所述驱动装置处于断开状态。
作为本发明的另外一个方面，提供一种电动汽车充电桩，所述充电桩上设置有插座，电动汽车通过充电插头连接到所述充电桩的插座进行充电。
作为本发明的另外一个方面，提供一种电动汽车，包括：驱动装置，其能够启动所述电动汽车行进以及后退；动力电池，其给所述驱动装置提供动力；车载充电机，其能够对于所述动力电池进行充电；所述车载充电机包括充电电缆以及充电插头，所述充电电缆与充电插头连接，所述充电插头能够插入充电桩的充电插座；所述充电电缆为螺旋弹簧电缆；所述充电电缆为中空结构，其中空结构内部设置直线形的弹性元件，所述弹性元件的首尾分别与所述充电电缆螺旋段的首尾相连，其静态长度与所述充电电缆螺旋段的静态长度相等；所述弹性元件的杨氏模量大于所述充电电缆的杨氏模量；还包括长度传感器以及车辆控制系统，所述长度传感器检测所述弹性元件的长度，所述车辆控制系统对于长度传感器的检测值进行监测，在电动汽车进行充电时，当该检测值大于长度阈值时，所述车辆控制装置保持所述动力电池与所述驱动装置处于断开状态。
优选的，所述弹性元件的杨氏模量大于所述螺旋弹簧电缆的杨氏模量的5倍以上。
优选的，所述弹性元件包括皮筋。
优选的，所述充电插头设置有锁紧装置，所述锁紧装置的锁紧应力大于所述弹性元件在拉长到充电电缆螺旋段展开长度时所产生的弹力。
优选的，所述弹性元件两端分别设置力传感器，用于检测弹性元件两端的拉力，所述车辆控制系统对于弹性元件两端的拉力进行监测，当两端拉力不一致时，所述车辆控制系统给出所述长度传感器检测值不准确的报警信号。
附图说明
图1是本发明实施例电动汽车充电系统的系统框图。图2是本发明另一实施例电动汽车充电系统的系统框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
实施例一
本发明一个实施例的电动汽车充电系统，参见图1，包括电动汽车100以及充电桩200其中，电动汽车100包括：驱动装置1、动力电池2、车载充电机3、长度传感器4以及车辆控制系统5。
驱动装置1可以是电动机，用于驱动所述电动汽车行进以及后退。动力电池2，作为电动车的能量来源，用于给驱动装置1提供动力。动力电池2可以是磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂或者镍钴锰三元电池。
车载充电机3，其能够对于动力电池2进行充电。车载充电机3包括充电电缆31以及充电插头32，充电电缆31与充电插头32连接。充电电缆31为螺旋弹簧电缆，在需要进行充电时，将充电电缆31拉伸到充电桩200，充电桩200上设置有充电插座201，从而电动汽车100的充电插头32能够插入充电桩200的充电插座201，从而对电动汽车100进行充电。优选的，可以在充电插头32设置有锁紧装置，例如在充电插头32上设置多根绝缘插齿，在充电插座201上设置相应的插孔，从而增加充电插头32和充电插座201之间的耦合力度，避免电动汽车100充电时充电插头32脱落。
长度传感器4用于检测充电电缆31的长度，在充电时，长度传感器4检测充电电缆的31长度。车辆控制系统5对于长度传感器4的检测值进行监测，在电动汽车100进行充电时，当该检测值大于长度阈值时，表示电动汽车100的充电插头32还没有从充电插座201拔出，此时车辆控制装置5保持动力电池2与驱动装置1处于断开状态，从而即使充电完成，驾驶员也无法在充电插头32与充电插座201保持连接的情况下启动汽车，保证充电桩200的安全。
实施例二
上述实施例一中的螺旋弹簧电缆，通常弹性较小，导致回弹不及时并且容易扭结从而导致长度测量不准确。优选的，为了准确确定充电插头与充电插座之间的连接关系，提出了本发明实施例二的技术方案。
参见图2，本发明实施例二的技术方案中，与实施例一不同的是，充电电缆31为中空结构，其中空结构内部设置直线形的弹性元件33，弹性元件33的首尾分别与充电电缆31螺旋段的首尾相连，其静态长度与充电电缆31螺旋段的静态长度相等。弹性元件33可以是例如皮筋，将其杨氏模量设置为远大于充电电缆31的杨氏模量；例如弹性元件33的杨氏模量设置为大于充电电缆31的5倍以上。在电动汽车100进行充电时，长度传感器4检测充电电缆的31长度，车辆控制系统5对于长度传感器4的检测值进行监测，当该检测值大于第二长度阈值时，此时车辆控制装置5保持动力电池2与驱动装置1处于断开状态。通过实施例二的上述设置，避免螺旋弹簧电缆扭结等原因导致的长度测量不准确。优选的，为了避免弹性元件33导致充电插头脱落，设置锁紧装置的锁紧应力，使其大于弹性元件33在拉长到充电电缆31螺旋段展开长度时所产生的弹力。
优选的，为了避免充电电缆中间段被卡住或者被压住导致弹性元件无法及时回弹，可以在弹性元件33两端分别设置力传感器，用于检测弹性元件33两端的拉力，车辆控制系统5对于弹性元件33两端的拉力进行监测，当两端拉力不一致时，车辆控制系统5给出长度传感器4检测值不准确的报警信号。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电动汽车充电系统，包括电动汽车以及充电桩；所述电动汽车包括：驱动装置，其能够驱动所述电动汽车行进以及后退；动力电池，其给所述驱动装置提供动力；车载充电机，其能够对于所述动力电池进行充电；其特征在于：所述车载充电机包括充电电缆以及充电插头，所述充电电缆与充电插头连接，所述充电插头能够插入充电桩的充电插座；所述充电电缆为螺旋弹簧电缆；所述充电电缆为中空结构，其中空结构内部设置直线形的弹性元件，所述弹性元件的首尾分别与所述充电电缆螺旋段的首尾相连，其静态长度与所述充电电缆螺旋段的静态长度相等；所述弹性元件的杨氏模量大于所述充电电缆的杨氏模量；还包括长度传感器以及车辆控制系统，所述长度传感器检测所述弹性元件的长度，所述车辆控制系统对于长度传感器的检测值进行监测，在电动汽车进行充电时，当该检测值大于长度阈值时，所述车辆控制装置保持所述动力电池与所述驱动装置处于断开状态。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电系统，其特征在于：所述驱动装置为电动机。
3.根据权利要求2所述的电动汽车充电系统，其特征在于：所述充电插头设置有锁紧装置。
4.根据权利要求3所述的电动汽车充电系统，其特征在于：所述锁紧装置为多根绝缘插齿，所述充电桩上设置有对应的插孔。
5.一种电动汽车，包括：驱动装置，其能够启动所述电动汽车行进以及后退；动力电池，其给所述驱动装置提供动力；车载充电机，其能够对于所述动力电池进行充电；其特征在于：所述车载充电机包括充电电缆以及充电插头，所述充电电缆与充电插头连接，所述充电插头能够插入充电桩的充电插座；所述充电电缆为螺旋弹簧电缆；所述充电电缆为中空结构，其中空结构内部设置直线形的弹性元件，所述弹性元件的首尾分别与所述充电电缆螺旋段的首尾相连，其静态长度与所述充电电缆螺旋段的静态长度相等；所述弹性元件的杨氏模量大于所述充电电缆的杨氏模量；还包括长度传感器以及车辆控制系统，所述长度传感器检测所述弹性元件的长度，所述车辆控制系统对于长度传感器的检测值进行监测，在电动汽车进行充电时，当该检测值大于长度阈值时，所述车辆控制装置保持所述动力电池与所述驱动装置处于断开状态。
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