CN107696900A - 一种用于新能源汽车充电线定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于新能源汽车充电线定位系统，包括充电座，充电座上连接有柔性的充电线，充电线的顶端连接有充电插头；充电线由若干刚性的充电结串联而成，每两个充电结之间可绕着充电线的轴线自由偏转；充电结之间设置用于充电结偏转的驱动机构；汽车充电座上设置有充电插座，充电插座设置有引导充电插头的引导光源，充电插头上设置有多个用于检测充电插座位置的位置检测装置。解决了纯电动汽车需要手动充电的问题，实现了充电的自动化；实现了充电线的自动快速运动，方便人们实用汽车，不会出现因忘记充电而无法使用；采用气动方式实现充电线的自由运动，充电线的运动结构简单，成本低廉，经济效益高。

Description

一种用于新能源汽车充电线定位系统

技术领域

本发明涉及一种充电系统，特别是涉及一种用于新能源汽车充电线定位系统。

背景技术

随着社会的快速发展，城市环境逐渐变差，为了保护我们生活环境，新能源汽车特别是纯电动车逐渐普及开来。汽车工业的快速发展在促进着世界经济的发展和给人们带来便捷的同时，也展现出了其双刃剑的另一面，给能源和环境带来了严重的问题。“能源、环境和安全成为了21世纪世界汽车工业发展的3大主题”。其中能源和环境问题作为全球面临的重大挑战和制约汽车行业持续发展的症结所在，更成为重之重。电动汽车使用电能作为动力能源，而电能具有来源广、清洁无污染等特点，电动汽车将逐步代替传统汽车，成为21世纪汽车行业的发展热点。

电动汽车的续航里程短，充电时间长，经常需要在停止使用时进行充电，充电时需要手动连接电源线，操作过程麻烦，需要花费额外的时间，对汽车的使用带来极大的不便。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于新能源汽车充电线定位系统，解决了需要手动充电的问题，解决了自动化充电的效率问题，解决了停车忘记充电的问题，解决了设备充电插头自动紧固的问题，解决了插入时，控制设备稳定的问题，解决了插座定位的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于新能源汽车充电线定位系统，包括充电座，充电座上连接有柔性的充电线，充电线的顶端连接有充电插头；充电线由若干刚性的充电结串联而成，每两个充电结之间可绕着充电线的轴线自由偏转；充电结之间设置用于充电结偏转的驱动机构；汽车充电座上设置有充电插座，充电插座设置有引导充电插头的引导光源，充电插头上设置有多个用于检测充电插座位置的位置检测装置；充电座内设置有控制装置，控制装置包括中央控制单元、驱动机构控制电路、位置检测电路，驱动机构与驱动机构控制电路的输出端信号相连，驱动机构控制电路的输入端与中央控制单元信号相连；位置检测装置与位置检测电路的输入端信号相连，位置检测电路的输出端与中央控制单元信号相连。

进一步地，本是本发明还公开了一种用于新能源汽车充电线定位系统的优选结构，所述位置检测装置包括基座、传输电极，传输电极设置在基座上，基座呈圆形，基座上设置有圆弧形的外壳，外壳为透光的光学材料，基座上外壳内部设置多个用于感应光强的光感器，每个光感器与外壳之间设置有光线通道，光线通道之间的光线不相互干扰，光线通道的朝向均不相同，光线通道的朝向呈球形辐射状；光感器通过传输电极与位置检测电路信号相连。

进一步地，所述充电插头包括用于紧密连接汽车充电座的永磁体；充电插头一端与充电结相连，充电插头上设置有若干导向管，导向管上活动连接有用于实现到点通路的接触头，接触头可在导向管内做线性移动，导向管内底部与接触头之间设置有用于提供弹力的弹簧。

进一步地，所述充电插座包括导凹槽，充电插头可插入凹槽与充电插座相连；充电插座上设置有电触点，电触点通过导电电极与汽车充电输入端相连，充电插头与充电插座相连时，接触头刚好与电触点紧密相连。

进一步地，所述充电插座上设置有软磁体，充电插头与充电插座相连时，软磁体可与永磁体相吸合，充电插头与充电插座紧固相连；所述充电插头上设置有若干永磁体，永磁体上均设置有逆磁线圈。

进一步地，所述充电座包括电源电路，电源电路的电能输出端通过电缆与导向管电力连接，电缆设置在充电线内；控制装置通过导线与电源电路的信号输入端相连，控制装置包括用于驱动逆磁线圈的线圈驱动电路，线圈驱动电路的输出端通过导线与逆磁线圈电连接，线圈驱动电路的输入端与中央控制单元信号相连。

进一步地，所述逆磁线圈上设置有线圈检测装置，线圈检测装置通过导线与中央控制单元信号相连；电源电路上连接有导线通电检测电路、电压电流检测电路，导线通电检测电路的输入端与电源电路信号相连，导线通电检测电路的输出端与中央控制单元电连接；电压电流检测电路的输入端与电源电路点连接，电压电流检测电路的输出端与中央控制单元电连接。

进一步地，所述引导光源为不可见光源，引导光源与汽车电路系统相连；外壳为选择性透光材料，最佳透光波长与引导光源的相同。

进一步地，所述驱动机构为气动驱动机构，气动驱动机构连接有导气管，充电座内设置有气泵，气泵的气压输出端与导气管相连，气泵的转轴连接有气泵电机；控制装置包括电机驱动电路，电机驱动电路通过导线与气泵电机电连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、通过设备本发明，解决了纯电动汽车需要手动充电的问题，实现了充电的自动化；

2、通过设置本发明，实现了充电线的自动快速运动，方便人们实用汽车，不会出现因忘记充电而无法使用；

3、通过设置本发明，采用气动方式实现充电线的自由运动，充电线的运动结构简单，成本低廉，经济效益高；

4、通过设置逆磁线圈，可抵消永磁体的磁场，保证充电插头插入时，永磁体不会影响插入的准确性；并能够节约电能，便于插头拔出。

通过设置定位装置，可为充电线提供充电插座准确的位置信息，引导充电插头准确插入充电插座。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是充电插头结构示意图；

图3是充电座结构示意图；

图4是充电插座与充电插头结构示意图；

图5是位置检测装置结构示意图；

图6是控制装置结构框图。

图中标记：1是充电座，2是充电线，3是充电插头，4是充电节，5是充电插座，6是导电电极，7是导电触点，8是软磁体，9是凹槽，10是永磁体，11是逆磁线圈，12是弹簧，13是导向管，14是接触头，15是电源电路，16是控制装置，17是气泵电机，18是气泵，19是导气管，20是电缆，21是位置检测装置，22是基座，23是传输电极，24是光感器，25是光线通道，26是外壳，27是引导光源。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图6所示，一种用于新能源汽车充电线定位系统，包括充电座1，充电座1上连接有柔性的充电线2，充电线2的顶端连接有充电插头3；充电线2由若干刚性的充电结4串联而成，每两个充电结4之间可绕着充电线的轴线自由偏转；充电结4之间设置用于充电结4偏转的驱动机构；汽车充电座上设置有充电插座5，充电插座5设置有引导充电插头3的引导光源27，充电插头3上设置有多个用于检测充电插座5位置的位置检测装置21；充电座1内设置有控制装置16，控制装置包括中央控制单元、驱动机构控制电路、位置检测电路，驱动机构与驱动机构控制电路的输出端信号相连，驱动机构控制电路的输入端与中央控制单元信号相连；位置检测装置21与位置检测电路的输入端信号相连，位置检测电路的输出端与中央控制单元信号相连。

进一步地，本是本发明还公开了一种用于新能源汽车充电线定位系统的优选结构，所述位置检测装置21包括基座22、传输电极23，传输电极23设置在基座22上，基座22呈圆形，基座22上设置有圆弧形的外壳26，外壳26为透光的光学材料，基座22上外壳26内部设置多个用于感应光强的光感器24，每个光感器24与外壳26之间设置有光线通道25，光线通道25之间的光线不相互干扰，光线通道25的朝向均不相同，光线通道25的朝向呈球形辐射状；光感器24通过传输电极23与位置检测电路信号相连。

进一步地，所述充电插头3包括用于紧密连接汽车充电座的永磁体10；充电插头3一端与充电结4相连，充电插头3上设置有若干导向管13，导向管13上活动连接有用于实现到点通路的接触头14，接触头14可在导向管13内做线性移动，导向管13内底部与接触头14之间设置有用于提供弹力的弹簧12。

进一步地，所述充电插座5包括导凹槽9，充电插头3可插入凹槽9与充电插座5相连；充电插座5上设置有电触点7，电触点7通过导电电极6与汽车充电输入端相连，充电插头3与充电插座5相连时，接触头14刚好与电触点7紧密相连。

进一步地，所述充电插座5上设置有软磁体8，充电插头3与充电插座5相连时，软磁体8可与永磁体10相吸合，充电插头3与充电插座5紧固相连；所述充电插头3上设置有若干永磁体10，永磁体10上均设置有逆磁线圈11。

进一步地，所述充电座1包括电源电路15，电源电路15的电能输出端通过电缆20与导向管13电力连接，电缆20设置在充电线2内；控制装置16通过导线与电源电路15的信号输入端相连，控制装置16包括用于驱动逆磁线圈11的线圈驱动电路，线圈驱动电路的输出端通过导线与逆磁线圈11电连接，线圈驱动电路的输入端与中央控制单元信号相连。

进一步地，所述逆磁线圈11上设置有线圈检测装置，线圈检测装置通过导线与中央控制单元信号相连；电源电路15上连接有导线通电检测电路、电压电流检测电路，导线通电检测电路的输入端与电源电路15信号相连，导线通电检测电路的输出端与中央控制单元电连接；电压电流检测电路的输入端与电源电路15点连接，电压电流检测电路的输出端与中央控制单元电连接。

进一步地，所述引导光源27为不可见光源，引导光源27与汽车电路系统相连；外壳26为选择性透光材料，最佳透光波长与引导光源27的相同。

进一步地，所述驱动机构为气动驱动机构，气动驱动机构连接有导气管19，充电座1内设置有气泵18，气泵18的气压输出端与导气管19相连，气泵18的转轴连接有气泵电机17；控制装置16包括电机驱动电路，电机驱动电路通过导线与气泵电机17电连接。

具体使用时，将设备与电源相连，并设置在停车位附近，充电插座5设置在汽车上，即可实现电动汽车的自动充电。

具体运行过程，当汽车运行到充电座附近后，位置检测装置检测到引导光源27的光信号后，位置检测装置将充电接口的位置信息发送给控制装置。控制装置控制气泵电机17转动，气泵电机17带动气泵18运转，进而能通过导气管19向驱动机构输送气动能，驱动机构可驱动充电线2运动。控制装置根据接收到的位置信息，控制驱动机构运行，进而控制充电插头3向充电插座5方向移动。

当接近充电插座5后，软磁体8被永磁体10磁化，永磁体10与软磁体8相互作用，逆磁线圈11的磁通量发生变化，逆磁线圈11内产生微弱的电流；线圈检测装置能检测到，逆磁线圈11中电流变化，线圈检测装置将检测到的电流变化转化成数字信号传递给中央控制单元，中央控制单元即可得知逆磁线圈接近充电插座5。

中央控制单元向逆磁线圈11发送出电流，逆磁线圈11产生磁场，逆磁线圈11的磁场与永磁体10的磁场刚好相反，当逆磁线圈11的磁场达到永磁体10相同的磁场时，磁场相互叠加抵消，整个永磁体10与逆磁线圈11的组合呈现无磁场状态。这样充电插头3插入充电插座5时，永磁体10就不会与软磁体8产生磁力而导致插入不准确的问题。充电插头3插入充电插座5后，控制装置切断逆磁线圈11中的电流，逆磁线圈11中的磁场消失，永磁体10与软磁体8相吸合，将充电插头3牢牢固定在充电插座5上。当电缆20与导电触点6导通后，导线通电检测电路即可检测到电路导通，并通过数字信号将信息发送给中央控制单元，中央控制单元控制电源电路输出电能，为汽车充电；充电过程中，电压电流可检测充电电路的电压电流变化，并将电压电流信号发送给中央控制单元，中央控制单元可根据需要自动调节电源电路的电流电压，实现充电的稳定性。

充电完成后，，中央控制单元通过线圈驱动电路控制逆磁线圈11通电，逆磁线圈11产生磁场，逆磁线圈11的磁场与永磁体10的磁场刚好相反，当逆磁线圈11的磁场达到永磁体10相同的磁场时，磁场相互叠加抵消，整个永磁体10与逆磁线圈11的组合呈现无磁场状态。永磁体10与软磁体8无相互作用力，充电插头3可顺利的从充电插座5中拔出，完成充电过程。

这样，通过设备本发明，解决了纯电动汽车需要手动充电的问题，实现了充电的自动化；实现了充电线的自动快速运动，方便人们实用汽车，不会出现因忘记充电而无法使用；采用气动方式实现充电线的自由运动，充电线的运动结构简单，成本低廉，经济效益高；通过设置逆磁线圈，可抵消永磁体的磁场，保证充电插头插入时，永磁体不会影响插入的准确性；并能够节约电能，便于插头拔出。

实施例1：

所述位置检测装置21包括基座22，基座22呈圆形，基座22上设置有圆弧形的外壳26，外壳26为透光的光学材料，基座22上外壳26内部设置多个用于感应光强的光感器24，每个光感器24与外壳26之间设置有光线通道25，光线通道25之间的光线不相互干扰，光线通道25的朝向均不相同，光线通道25的朝向呈球形辐射状。

当引导光源27发射出的光线照射到位置检测装置21，光通过光线通道25进入到位置检测装置21内部，并照射在光感器24，光感器24将光信号转换成电信号。当光强度越高，电信号越强。光线通道25朝着引导光源27的方向时，此光线通道25所对应的光感器24所产生的信号最强，这样就能确定引导光源27的方向。通过多个位置检测装置21的配合，即可确定充电插座的位置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于新能源汽车充电线定位系统，其特征在于：包括充电座（1），充电座（1）上连接有柔性的充电线（2），充电线（2）的顶端连接有充电插头（3）；充电线（2）由若干刚性的充电结（4）串联而成，每两个充电结（4）之间可绕着充电线的轴线自由偏转；充电结（4）之间设置用于充电结（4）偏转的驱动机构；汽车充电座上设置有充电插座（5），充电插座（5）设置有引导充电插头（3）的引导光源（27），充电插头（3）上设置有多个用于检测充电插座（5）位置的位置检测装置（21）；充电座（1）内设置有控制装置（16），控制装置包括中央控制单元、驱动机构控制电路、位置检测电路，驱动机构与驱动机构控制电路的输出端信号相连，驱动机构控制电路的输入端与中央控制单元信号相连；位置检测装置（21）与位置检测电路的输入端信号相连，位置检测电路的输出端与中央控制单元信号相连。

2.如权利要求1所述的一种用于新能源汽车充电线定位系统，其特征在于：所述位置检测装置（21）包括基座（22）、传输电极（23），传输电极（23）设置在基座（22）上，基座（22）呈圆形，基座（22）上设置有圆弧形的外壳（26），外壳（26）为透光的光学材料，基座（22）上外壳（26）内部设置多个用于感应光强的光感器（24），每个光感器（24）与外壳（26）之间设置有光线通道（25），光线通道（25）之间的光线不相互干扰，光线通道（25）的朝向均不相同，光线通道（25）的朝向呈球形辐射状；光感器（24）通过传输电极（23）与位置检测电路信号相连。

3.如权利要求2所述的一种用于新能源汽车充电线定位系统，其特征在于：所述充电插头（3）包括用于紧密连接汽车充电座的永磁体（10）；充电插头（3）一端与充电结（4）相连，充电插头（3）上设置有若干导向管（13），导向管（13）上活动连接有用于实现到点通路的接触头（14），接触头（14）可在导向管（13）内做线性移动，导向管（13）内底部与接触头（14）之间设置有用于提供弹力的弹簧（12）。

4.如权利要求3所述的一种用于新能源汽车充电线定位系统，其特征在于：所述充电插座（5）包括导凹槽（9），充电插头（3）可插入凹槽（9）与充电插座（5）相连；充电插座（5）上设置有电触点（7），电触点（7）通过导电电极（6）与汽车充电输入端相连，充电插头（3）与充电插座（5）相连时，接触头（14）刚好与电触点（7）紧密相连。

5.如权利要求4所述的一种用于新能源汽车充电线定位系统，其特征在于：所述充电插座（5）上设置有软磁体（8），充电插头（3）与充电插座（5）相连时，软磁体（8）可与永磁体（10）相吸合，充电插头（3）与充电插座（5）紧固相连；所述充电插头（3）上设置有若干永磁体（10），永磁体（10）上均设置有逆磁线圈（11）。

6.如权利要求5所述的一种用于新能源汽车充电线定位系统，其特征在于：所述充电座（1）包括电源电路（15），电源电路（15）的电能输出端通过电缆（20）与导向管（13）电力连接，电缆（20）设置在充电线（2）内；控制装置（16）通过导线与电源电路（15）的信号输入端相连，控制装置（16）包括用于驱动逆磁线圈（11）的线圈驱动电路，线圈驱动电路的输出端通过导线与逆磁线圈（11）电连接，线圈驱动电路的输入端与中央控制单元信号相连。

7.如权利要求6所述的一种用于新能源汽车充电线定位系统，其特征在于：所述逆磁线圈（11）上设置有线圈检测装置，线圈检测装置通过导线与中央控制单元信号相连；电源电路（15）上连接有导线通电检测电路、电压电流检测电路，导线通电检测电路的输入端与电源电路（15）信号相连，导线通电检测电路的输出端与中央控制单元电连接；电压电流检测电路的输入端与电源电路（15）点连接，电压电流检测电路的输出端与中央控制单元电连接。

8.如权利要求7所述的一种用于新能源汽车充电线定位系统，其特征在于：所述引导光源（27）为不可见光源，引导光源（27）与汽车电路系统相连；外壳（26）为选择性透光材料，最佳透光波长与引导光源（27）的相同。

9.如权利要求8所述的一种用于新能源汽车充电线定位系统，其特征在于：所述驱动机构为气动驱动机构，气动驱动机构连接有导气管（19），充电座（1）内设置有气泵（18），气泵（18）的气压输出端与导气管（19）相连，气泵（18）的转轴连接有气泵电机（17）；控制装置（16）包括电机驱动电路，电机驱动电路通过导线与气泵电机（17）电连接。