CN109066242A - 充电枪、充电装置以及充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及充电枪、充电装置和充电方法。所述充电枪包括：枪头，其与用于为电池充电的接口接合；连接部件，其与电源和所述枪头相连，并且具有中空腔体，所述中空腔体具有至少两个彼此电绝缘的流道，所述流道的两端封闭且被构造成用于分别与所述电源和所述枪头形成电连接，所述流道具有至少一个开口以供从所述充电枪外部供应的流体导电介质流入所述流道或从所述流道输出，所述流道在所述流体导电介质流入后形成用于从所述电源向所述电池充电的导电通道。应用本发明能极大改进现有充电枪的结构及充电操作方式，显著提高操作便捷性、安全性以及工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及充电技术领域，尤其涉及充电枪、充电装置以及充电方法。
背景技术
随着科技进步和社会发展，例如纯电动汽车、混合动力汽车等多种类型的新能源车辆以及各种飞行器、水运工具、轨道列车等日益获得广泛使用。就此类运动设备以及例如电力设备等来讲，其中涉及到充电等方面的技术越来越成为人们关注和研究的课题。
例如，对于充电桩或充电站中配置的充电枪来讲，它的充电枪线缆重量是与充电枪功率相关的，当充电枪功率越大时，充电枪线缆就会越粗，由于这些线缆通常是使用截面很大的铜金属，这样就导致线缆重量越重，从而造成人们在使用充电枪进行充电时拖拽或搬运此类线缆相当不方便，致使充电操作相当困难，工作效率不高。此外，目前使用充电枪进行充电不仅需要投入较多的人工操作，而且在充电操作的安全性、电磁信号干扰等方面还存在不足，形成了安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了充电枪、充电装置以及充电方法，从而有效解决了现有技术中存在的上述问题和其他方面问题中的一个或多个。
首先，根据本发明的第一方面，它提供了一种充电枪，所述充电枪包括：
枪头，其与用于为电池充电的接口接合；
连接部件，其与电源和所述枪头相连，并且具有中空腔体，所述中空腔体具有至少两个彼此电绝缘的流道，所述流道的两端封闭且被构造成用于分别与所述电源和所述枪头形成电连接，所述流道具有至少一个开口以供从所述充电枪外部供应的流体导电介质流入所述流道或从所述流道输出，所述流道在所述流体导电介质流入后形成用于从所述电源向所述电池充电的导电通道。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述流体导电介质是通过泵被输入或输出所述流道，所述泵单独设置或者设置在所述连接部件上或用于提供所述电源的充电装置中，所述充电装置包括充电桩、充电站、换电站、充换电站、充电车、一体式充电机或整流设备。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述充电枪设有控制部件，其与所述泵相连以控制所述泵的运行来使得所述流体导电介质流入或流出所述流道。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述中空腔体内布置有用于信息通讯的控制线路，所述信息包括用于控制所述流体导电介质流入或流出所述流道的指令，所述控制部件通过所述控制线路与所述泵相连。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述控制部件设置在所述枪头上。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述至少一个开口设置在所述流道的侧部。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述流道具有一个开口，所述流体导电介质经由该开口流入或流出所述流道；或者
每一个流道具有至少一个第一开口和至少一个第二开口，所述流体导电介质经由所述第一开口流入该流道，并经由所述第二开口流出该流道。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述流道的两端各自设有用于分别与所述电源的接口和所述枪头的接口相配合形成电连接的导电接口，位于所有流道的一个相同端的所述导电接口被构造成不同于位于所有流道的另一个相同端的所述导电接口。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述流体导电介质为液态金属、导电液体或导电气体，所述液态金属包括常温液态金属汞，所述导电液体包括高离子浓度的盐溶液。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述连接部件为线缆，所述线缆的外部设有电绝缘层。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述电池为运动设备上的电池，所述运动设备包括车辆、飞行器、水运工具，所述车辆包括纯电动车辆、混合动力车辆、轨道车辆。
其次，根据本发明的第二方面，它还提供了一种充电枪，所述充电枪包括：
连接部件，其与电源和用于为被充电对象充电的接口相连，并且具有中空腔体，所述中空腔体具有至少两个彼此电绝缘的流道，所述流道的两端封闭且被构造成用于分别与所述电源和所述接口形成电连接，所述流道具有至少一个开口以供从所述充电枪外部供应的流体导电介质流入所述流道或从所述流道输出，所述流道在所述流体导电介质流入后形成用于从所述电源向所述被充电对象充电的导电通道。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述接口设置在用于提供充放电控制的电力电子设备上，所述电力电子设备与所述被充电对象相连或者设置在所述被充电对象上。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述流体导电介质是通过泵被输入或输出所述流道，所述泵单独设置或者设置在所述连接部件上或用于提供所述电源的充电装置中，所述充电装置包括充电桩、充电站、换电站、充换电站、充电车、一体式充电机或整流设备。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述充电枪设有控制部件，其与所述泵相连以控制所述泵的运行来使得所述流体导电介质流入或流出所述流道。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述中空腔体内布置有用于信息通讯的控制线路，所述信息包括用于控制所述流体导电介质流入或流出所述流道的指令，所述控制部件通过所述控制线路与所述泵相连。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述控制部件设置在所述枪头上。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述至少一个开口设置在所述流道的侧部。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述流道具有一个开口，所述流体导电介质经由该开口流入或流出所述流道；或者
每一个流道具有至少一个第一开口和至少一个第二开口，所述流体导电介质经由所述第一开口流入该流道，并经由所述第二开口流出该流道。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述流道的两端各自设有用于分别与所述电源的接口和所述枪头的接口相配合形成电连接的导电接口，位于所有流道的一个相同端的所述导电接口被构造成不同于位于所有流道的另一个相同端的所述导电接口。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述流体导电介质为液态金属、导电液体或导电气体，所述液态金属包括常温液态金属汞，所述导电液体包括高离子浓度的盐溶液。
在根据本发明提供的充电枪中，可选地，所述连接部件为线缆，所述线缆的外部设有电绝缘层。
此外，根据本发明的第三方面，它提供了一种充电装置，所述充电装置配置有一个或多个如以上任一项所述的充电枪。
另外，根据本发明的第四方面，还提供了一种用于对运动设备的电池充电的方法，所述方法包括步骤：
提供如以上根据本发明第一方面中的任一项所述的充电枪，其中所述充电枪的连接部件与电源和所述充电枪的枪头相连；
使所述枪头与用于为所述电池充电的接口接合；
使流体导电介质经由所述连接部件的所述至少一个开口流入所述流道，形成从所述电源向所述电池充电的导电通道；以及
使用所述充电枪向所述电池充电。
在根据本发明提供的方法中，可选地，所述方法还包括步骤：
使所述流体导电介质经由所述至少一个开口流出所述流道，并使所述枪头与所述接口脱离接合，以结束电池充电操作。
在根据本发明提供的方法中，可选地，使用泵将所述流体导电介质输入或输出所述流道。
在根据本发明提供的方法中，可选地，使所述泵与布置在所述充电枪的所述中空腔体内的控制线路相连，并通过所述控制线路向所述泵传递指令来控制其运行，以将所述流体导电介质输入或输出所述流道。
在根据本发明提供的方法中，可选地，所述流体导电介质为液态金属、导电液体或导电气体，所述液态金属包括常温液态金属汞，所述导电液体包括高离子浓度的盐溶液。
在根据本发明提供的方法中，可选地，所述运动设备包括车辆、飞行器、水运工具，所述车辆包括纯电动车辆、混合动力车辆、轨道车辆。
在根据本发明提供的方法中，可选地，所述电源由充电装置提供，所述充电装置包括充电桩、充电站、换电站、充换电站、充电车、一体式充电机或整流设备。
另外，根据本发明的第五方面，还提供了一种用于对被充电对象进行充电的方法，所述方法包括步骤：
提供如以上根据本发明第二方面中的任一项所述的充电枪；
使所述充电枪的连接部件与用于为所述被充电对象充电的接口接合；
使流体导电介质经由所述连接部件的所述至少一个开口流入所述流道，形成从所述电源向所述被充电对象充电的导电通道；以及
使用所述充电枪向所述被充电对象充电。
在根据本发明提供的方法中，可选地，所述接口设置在用于提供充放电控制的电力电子设备上，所述电力电子设备与所述被充电对象相连或者设置在所述被充电对象上。
在根据本发明提供的方法中，可选地，所述方法还包括步骤：
使所述流体导电介质经由所述至少一个开口流出所述流道，并使所述连接部件与所述接口脱离接合，以结束对所述被充电对象的充电操作。
在根据本发明提供的方法中，可选地，使用泵将所述流体导电介质输入或输出所述流道。
在根据本发明提供的方法中，可选地，使所述泵与布置在所述充电枪的所述中空腔体内的控制线路相连，并通过所述控制线路向所述泵传递指令来控制其运行，以将所述流体导电介质输入或输出所述流道。
在根据本发明提供的方法中，可选地，所述流体导电介质为液态金属、导电液体或导电气体，所述液态金属包括常温液态金属汞，所述导电液体包括高离子浓度的盐溶液。
在根据本发明提供的方法中，可选地，所述电源由充电装置提供，所述充电装置包括充电桩、充电站、换电站、充换电站、充电车、一体式充电机或整流设备。
本发明创新性地改进了现有充电枪的结构构造，能够使得充电枪线缆的重量不仅与充电枪的充电功率无关，而且也不需要在线缆中设置金属芯线，由此能够极其显著地减轻充电枪线缆的重量，使得线缆在不充电或者充电完毕后呈中空状态，从而使其可仅具有相当轻的绝缘层本体重量，因此使用者可以非常省力、方便且快捷地对其进行收放、拖拽或搬运等操作，使得充电过程非常简便、安全可靠且高效，并且有效提高了安全性和可靠性。应用本发明能够极大地改进现有充电枪的结构及充电操作方式，显著提高操作便捷性和工作效率，可将本发明广泛运用到诸如充电桩、充电站、换电站、充换电站、充电车、一体式充电机或整流设备等各种类型的充电装置上。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1是将一个根据本发明提供的充电枪实施例用来准备对运动设备的电池充电的示意图，此时在充电枪的连接部件中未注入流体导电介质。
图2是使用图1所示的充电枪实施例对运动设备的电池充电的示意图，此时在充电枪的连接部件中已经注入了流体导电介质。
图3是一个根据本发明提供的用于对运动设备的电池充电的方法实施例的基本流程图。
图4是一个根据本发明提供的用于对被充电对象进行充电的方法实施例的基本流程图。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明根据本发明提供的充电枪、充电装置以及充电方法的结构组成、步骤、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将它们理解为对本发明形成任何的限制。
此外，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本发明仍然允许在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，在附图中有可能省略了一部分结构，并且相同或相类似的零部件和特征在同一附图中可能仅在一处或若干处进行标示。
另外，还应当理解的是，在本文中所使用的技术术语“运动设备”包括但不限于车辆（如纯电动车辆、混合动力车辆、轨道车辆）、飞行器（如无人机）、水运工具等；技术术语“电池”包括但不限于为此类运动设备提供动力的可进行充电的电池、电池组、电池包等；技术术语“充电的接口” 包括但不限于设置在电池/电力电子设备/被充电对象上和/或设置在电池/电力电子设备/被充电对象的外部用于充电操作的接口电路、插口等；技术术语“充电枪”泛指用于为例如电池、电力设备等补充或提供电能的器件、装置或设备。
请结合参考图1和图2，通过这两个附图示意性地大致示出了一个根据本发明提供的充电枪实施例的基本结构组成情况，下面就对此进行详细说明。
在这个给出的实施例中，该充电枪1包括枪头2、连接部件3、泵5和控制部件6。其中，枪头2是装设在连接部件3的一个端部上，用来与例如新能源车辆等运动设备10上的电池进行接合来实施充电操作。通常来讲，是将该枪头2构造成能与设置在电池上的相应充电接口进行可拆卸地接合，并在完成充电操作后可将枪头2与电池二者脱离接合。
在该充电枪1中，连接部件3是采用了创新性的设计，它具有完全不同于现有充电枪线缆的结构构造。具体来讲，如图1和图2所示，该连接部件3采用线缆形式并被设置成具有中空腔体，并且在该连接部件3的外部设置了电绝缘层14，以便在进行充电操作时实现防电保护，这样的电绝缘层14可采用例如橡胶等绝缘材料来形成。
对于该连接部件3的中空腔体，可以根据实际应用需要将其构造成具有两个或更多个流道7，这些流道7的具体配置数量通常是与电源（例如可以通过设置充电桩、充电站、换电站、充换电站、充电车、一体式充电机或整流设备等充电装置来提供）的相应接口中的电极数量以及枪头的相应接口中的电极数量相互对应的。由于在大多数应用环境下，电源的接口和枪头的接口是被设置成具有正极端（D+）、负极端（D-）和接地端（PE），因此在所给出的实施例中就是示例性地设置了3个流道来对应匹配以上这三个电极。然而，应当理解，本发明也允许在一些实施例中采用仅有2个流道或者具有超过3个流道的结构配置，以便满足各种可能存在的应用需求。
对于连接部件3的内部腔体中的这些流道7，它们是被设置成彼此之间保持电绝缘，这可以例如通过在它们之间布置电绝缘层14（可采用例如橡胶等绝缘材料来形成）来实现，以此使得这些流道7能够形成各自独立的导电通道，这将在后文中进行更详细描述。
请再参阅图1和图2，连接部件3中的每一个流道7的两端是被封闭的，并且在每一个流道7的两端上各自设置了导电接口12、导电接口13。通常来讲，这样的导电接口12、13可以全部或者其中的一部分采用各种适宜的导电材料（如金属）来制成，以便与电源或枪头2的相应接口进行接触配合来形成电连接。如上所述，通过由这些流道7在充电枪的连接部件3的一端部所提供的导电接口12，能够使得该端部与电源的相应接口之间形成电连接，并且通过这些流道7在连接部件3的另一端部所提供的导电接口13，可以使得在该端部与枪头2的相应接口之间形成电连接。如此，在需要对电池进行充电操作时，就可以通过连接部件3来提供用于连通上述电源与电池的导电通路。
可以理解的是，由于人们已经提供了大量的众多类型的电连接器接口形式，因此在根据本发明的各实施例中，对于电源和电池来讲，它们各自与充电枪之间电连接接口的构造形式有可能是完全相同的，但也可能并不相同。因此，在它们的电连接接口的构造形式存在区别的情况下，那么由上述的这些流道7在连接部件3的一端部所形成的导电接口12的构造形式也被允许不同于在该连接部件3的另一端部所形成的导电接口13的构造形式。
为了提供上述的导电通路，可在连接部件3中的每一个流道7上设置一个或多个开口11，然后可以例如借助泵5来将流体导电介质8经由上述开口11输入该流道7或者输出该流道7。在一些实施例中，可以将泵5直接设置在连接部件3上。在另外一些实施例中，也可以将泵5设置在充电装置9上，这样的充电装置9是用来提供电源，其包括但不限于充电桩、充电站等。当然，在一些应用场合下，本发明也允许将泵5进行单独设置，例如将其布置在位于充电枪1附近的任何适宜位置。
此外，就流体导电介质8来讲，它可以采用流体金属或者导电液体。具体的流体金属或导电液体的选择可以是多种多样的，例如流体金属可以选择常温流体金属汞等，导电液体可以选择高离子浓度的盐溶液，其能够提供导电功能并且具有相当好的导电性能。在一些实施例中，可以将流体导电介质8存储一个或多个存储容器（未示出）内，并将此类存储容器安装在上述充电装置9内或其附近，当需要使用流体导电介质8时，可以使用例如泵5等装置将其从存储容器抽取出来并输入到充电枪1的连接部件3内的各流道7，在充电操作结束后，仍然可以借助于泵5等装置来使得流体导电介质8从各流道7输出并返回到原先的存储容器。
当将流体导电介质8输入到一个流道7后，流体导电介质8将填充该流道7并与上述的导电接口12、13进行接触，从而使得该流道7此时形成为一个导电通道。当该充电枪的连接部件3中的这些流道7形成为彼此之间电绝缘的多个导电通道时，就可以通过连接部件3来使得电源和电池之间形成电连通，即使得充电枪1中的连接部件3此时已经具备了导电功能，这样就可以使用该充电枪从电源向电池进行充电操作。同样，可以理解的是，在给出的实施例中，如果使用泵5将流体导电介质8从上述开口11抽离出这些流道7，那么就使得这些流道7不再成为导电通道，从而致使电源和电池二者之间不再形成电连通，此时将无法通过充电枪从电源向电池进行充电，这符合了诸如已经完成充电等不需要使用该充电枪进行充电操作的需求。
在可选情形下，可以将开口11设置在流道7的侧部，例如设置在流道侧部的中间位置处，或者设置在流道侧部的靠近于连接部件3与电源相连一端的位置等处。当然，根据实际应用需要，本发明也完全允许将上述开口11中的一个或多个设置任何其他的适宜位置处，例如流道7的端部与侧部之间的过渡区域等。
此外，在可选情形下，可以非常方便地在每一个流道7上仅设置一个开口11。例如图2所示，当需要使用充电枪1进行电池充电操作时，就可以启动泵5将流体导电介质8经由该开口11输入到流道7中，并且在不需要进行充电操作时，还可以使用泵5来将流体导电介质8经由该开口11抽离出该流道7，以将流道7内的流体导电介质8排空。
在给出的充电枪示例中，可以设置与泵5相连的控制部件6，以便用来对泵5的运行进行控操，这样就可以根据需要来控制泵5使得流体导电介质8流入或流出流道7。在一些实施例中，上述的控制部件6可以采用例如开关等器件来加以实现，即在充电过程中，使用者可以直接操控该开关器件来开启或关闭泵5，从而控制流体导电介质8流入或流出充电枪连接部件3内部的流道7。
在可选情形下，可以将控制部件6设置在充电枪1的枪头2上。此外，可以在连接部件3的中空腔体内可选地布置一个或多个控制线路用来进行信息通讯，此类信息包括但不限于用来控制流体导电介质流入或流出流道的指令，这样的控制线路可以仅具有导线，也允许还具有例如信号屏蔽器、信号放大器、信号分支器等其他的适宜元器件。因此，在一些实施例中，可以通过采用上述控制线路方式来连接控制部件6和泵5，从而可以将控制部件6布置在与连接部件3相分离或相对远离的位置处，使得控制部件6避免受到流经连接部件3的大功率充电电流产生的强辐射影响，这有助于减少或消除电磁信号干扰，提高并保证电池充电操作控制的可靠性和安全性。
通过结合参阅图1和图2中示出的充电枪示例，以上已经详细说明了根据本发明提供的充电枪的大致结构组成、设计原理和技术优势等内容，但是必须说明在不脱离本发明主旨的情况下，本发明允许根据实际应用情况来进行各种可能的灵活设计、改变和调整。
举例而言，尽管在所给出的实施例中示出了泵5和控制部件6，然而它们在本发明技术方案中并不是必须配置的。例如，如果在连接部件3的流道7与流体导电介质8之间形成相对高度差的话，那么就可以利用由此产生的势能来促使流体导电介质8流入或流出流道7。具体来讲，当移动充电枪使得流道7处于比放置在存储容器内的流体导电介质的高度更低的位置时，就可以借助此时形成的势能来促使流体导电介质8流出容器，并经过连接管路流入到充电枪的流道7中；以此相反，当希望将已注入流道7中的流体导电介质8排出时，可以移动充电枪来使得流道7处于比上述存储容器内的流体导电介质的高度更高的位置，由此来产生势能而促使位于流道7内的流体导电介质8流入到存储容器内，从而将流道7内的流体导电介质排空。
再举例来讲，在前文中讨论了可在每一个流道7上仅设置一个开口11的情况，但在一些实施例中，也可以在一些流道7或者所有的流道7上设置两个或更多个开口11，以便能够同时通过这些开口将流体导电介质8更快速地输入或输出流道7，从而有助于提高使用充电枪进行充电操作的工作效率。
此外，在一些可选的实施例中，还可以在一个流道7上同时设置一个或多个第一开口以及一个或多个第二开口，其中的第一开口是专门用来供泵5将流体导电介质8输入流道7，第二开口则是专门用来供泵5将流体导电介质8输出流道7。如此，有利于缓解并平衡由于长期使用而可能造成流体导电介质8对于连接部件3上的唯一开口的附近区域的持续冲击磨损，从而可以更好延长充电枪的使用寿命，保证其具有更可靠的性能。
另外，还要说明的是，尽管在前文中提及了流体导电介质可以采用流体金属或者导电液体，然而在一些应用环境下，也有可能采用导电气体来充当流体导电介质。应当理解，本发明中的流体导电介质包含了呈液态的导电介质、呈气态的导电介质。
此外，对于充电枪1中的连接部件3来讲，它虽然被示例为采用线缆方式以便进行收纳、储放或拖动，但是根据一些应用需要，本发明也允许使用例如塑料、金属或者混合材料等来制成用于充电枪的连接部件，这样连接部件可被制成直杆、弯杆等任何可能形状，由于此时具有足够的刚性而能够在整体上长期保持初始设计的固定形状，因而不会像普通线缆一样易于在整体上改变形状。
根据本发明的设计思想，已经考虑到在一些应用场合下可能无需为充电枪配置枪头用来连接被充电对象（如电力设备等），例如可以将充电枪的连接部件构造成直接连接到用于为被充电对象充电的接口上，从而为被充电对象补充或提供电能。因此，本发明还提供了另一类型的充电枪，其具有与以上讨论的充电枪不完全相同的结构构造。
具体来讲，此类充电枪可以不必设置枪头，但设置有例如采用线缆形式的连接部件，通过该连接部件用来连接电源和用于为被充电对象充电的接口。该连接部件具有中空腔体，该中空腔体具有与前文中所讨论的充电枪中的中空腔体相同或相类似的结构构造，其具有两个或更多个彼此电绝缘的流道，每一流道的两端封闭并被构造成用于分别与电源和用于为被充电对象充电的接口形成电连接，即可将从充电枪的外部供应的流体导电介质经由设置在每一流道上的一个或多个开口输入到该流道中，由此形成用于从电源向被充电对象充电的导电通道，流体导电介质可以被控制再经由上述开口流出这些流道。
作为举例说明，可以采用例如电力电子设备等在使用以上类型的充电枪对被充电对象充电时进行充放电控制，即可通过此类电力电子设备提供用于与充电枪的连接部件相连来为被充电对象充电的接口。对于这样的电力电子设备，可将其直接装设在被充电对象上，也可将其仅作为单独的外部装置与被充电对象连接在一起。
另外，需要说明的是，除非在本文中特别指出，在前文中关于前一类型的充电枪的结构构造、功能、连接配合、材料选择以及流体导电介质等相关说明同样适用于以上讨论的充电枪，由于这些技术内容都已在前文中进行了非常详尽的介绍，完全可以直接参阅前述各部分的详细说明，因此不再赘述。
为了能够更好地理解根据本发明提供的这些充电枪所具备的突出技术优势，下面给出一个与现有充电枪进行对比的具体示例。首先，对于根据本发明提供的充电枪中的连接部件来讲，在不需要进行充电操作的情况下，由于在连接部件的内部腔体中无须填充注入流体导电介质，并且也没有常规的充电枪线缆内部用于导电的金属芯体（如铜芯），因此整个连接部件的重量可以仅是该连接部件的外部和内部电绝缘层的重量，这就使其相当轻而具有突出的便携性，非常易于进行拖动、搬运等操作。与此对比，对于一个采用铜芯的常规充电枪线缆来讲，由于铜的密度是8.9×10³千克/立方米，当例如采用3根铜线（D+、D-和PE）且长度为5米、横截面为4平方厘米并且按照100-200A电流来计算的话，那么这样的常规充电枪线缆的重量大致为53.4kg（=8.9×10³×0.004×3×5）。这样就是说，在上述示例情形下，采用根据本发明提供的充电枪在使用时能够减少不低于50Kg的重量，这样的操作负担减轻程度是相当可观的，因此本发明提供的充电枪具有极强的实用性。
本发明还提供了一种充电装置，其中配置有一个或多个根据本发明所设计提供的充电枪，以便能够充分利用本发明技术方案所具备的如前所述的这些明显技术优势。对于根据本发明的充电装置来讲，其可以包括但不限于充电桩、充电站、换电站、充换电站、充电车、一体式充电机或整流设备等。
另外，作为明显优于现有技术的又一个方面，本发明还提供了一种用于对运动设备的电池充电的方法。作为举例说明，请参阅图3，根据本发明提供的电池充电方法可以包括以下步骤：
首先，在步骤S11中，提供根据本发明所设计提供的充电枪。此时，该充电枪的连接部件的一端已经与电源（例如由充电桩、充电站、换电站、充换电站、充电车、一体式充电机或整流设备等充电装置来提供）进行连接，但是在该连接部件的中空腔体内还没有注入流体导电介质，因此它的重量相当轻，使用者可以非常轻松省力地对该充电枪进行拖曳、搬运等操作。
其次，在步骤S12中，当需要对运动设备的电池充电时，将充电枪的枪头与用于为运动设备的电池充电的接口接合在一起。虽然此时充电枪已经同时连接了电源和电池，但是由于在充电枪的连接部件内尚未输入流体导电介质，该连接部件还不具备导电功能，因此在电源和电池之间还没有形成可供电池充电的电连接通路。
接着，在步骤S13中，将流体导电介质经由充电枪的连接部件上的一个或多个开口输入该连接部件内的流道，由此使得这些流道形成导电通道，即该充电枪的连接部件此时已经具备了导电功能，这样就在电源和电池之间建立起电连接通路。
然后，在步骤S14中，就可以使用该充电枪从电源向运动设备的电池进行充电操作。
此外，在需要结束充电操作的情况下，可以将上述流体导电介质经由充电枪的连接部件上的一个或多个开口从该连接部件的流道输出。当充电枪连的接部件内部已经排空了流体导电介质之后，其此时重量将会很轻，在将充电枪的枪头与用于电池充电的接口脱离接合后，就可以非常容易且省力地对充电枪进行拖曳、搬运等操作，可将该充电枪放置到适宜位置处，以便等待进行下一次电池充电操作。
可以理解的是，由于在前文中已经针对根据本发明设计提供的例如充电枪及其组成部分的结构构造、流体导电介质及其输入或输出控制、充电枪的连接部件内的控制线路布置、充电枪导电功能的实现、泵、控制部件等方面技术内容进行了详尽说明，所以可以直接参阅前述相应部分的具体描述，在此不重复说明。
此外，本发明还提供了一种用于对被充电对象进行充电的方法，这样的被充电对象包括但不限于电力设备等。作为举例说明，如图4中所示，该方法可以包括以下步骤：
首先，在步骤S21中，提供以上所讨论的根据本发明设计提供的另一类型的充电枪，即此类充电枪可不必设置枪头，而直接通过例如采用线缆形式的连接部件来进行充电连接操作。此时，该充电枪的连接部件的一端已经与电源（例如由充电桩、充电站、换电站、充换电站、充电车、一体式充电机或整流设备等充电装置来提供）进行连接，由于在它的中空腔体内尚未注入流体导电介质，因此其重量相当轻，使用者可以非常轻松省力地对该充电枪进行拖曳、搬运等操作；
其次，在步骤S22中，当需要对被充电对象进行充电时，将充电枪的连接部件与用于为被充电对象充电的接口接合在一起。就上述接口来讲，可以通过例如用于提供充放电控制的电力电子设备等来提供，在本发明方法示例中不仅允许可将此类电力电子设备直接装设在被充电对象上，而且也允许可将此类电力电子设备作为单独的外部装置与被充电对象连接在一起，从而使得充电枪的连接部件经由此类电力电子设备与被充电对象相连。此时，虽然充电枪已经同时连接了电源和用于为被充电对象充电的接口，但是由于在充电枪的连接部件内还没有输入流体导电介质，该连接部件也就暂不具备导电功能，因此在电源和被充电对象之间还没有形成可向被充电对象补充或提供电能的电连接通路。
随后，在步骤S23中，将流体导电介质经由充电枪的连接部件上的一个或多个开口输入该连接部件内的流道，由此使得这些流道形成导电通道，即该充电枪的连接部件此时已经具备了导电功能，这样就在电源和被充电对象之间建立起电连接通路。
然后，在步骤S24中，就可以使用该充电枪从电源向被充电对象进行充电操作。
此外，在需要结束充电操作的情况下，可以将上述流体导电介质经由充电枪的连接部件上的一个或多个开口从该连接部件的流道输出。当充电枪连的接部件内部已经排空了流体导电介质之后，其此时重量将会很轻，在将充电枪的连接部件与用于为被充电对象充电的接口脱离接合后，就可以非常容易且省力地对充电枪进行拖曳、搬运等操作，可将该充电枪放置到适宜位置处，以便等待进行下一次充电操作。
需要说明的是，由于在前文中已在多处并且多次针对根据本发明设计提供的充电枪及其组成部分的结构构造、流体导电介质及其输入或输出控制、充电枪的连接部件内的控制线路布置、充电枪导电功能的实现、泵、控制部件等方面技术内容进行了详尽说明，因此除非在本文中特别指出，在根据本发明的用于对被充电对象进行充电的方法中允许以单独的或者任意组合的方式应用这些技术。关于这些技术的具体内容，可以参阅前文中相应部分的详细描述，在此不做重复说明。
鉴于根据本发明提供的充电枪、充电装置以及充电方法具有如上所述的明显优于现有技术的突出优势，尤其成功克服了现有技术中存在的弊端和不足之处，能够极大地减轻使用者的充电操作负担、提高工作效率以及安全可靠性、便携性等，因此本发明具备非常良好的推广应用价值。同时，需要指出的是，本发明不仅可以应用到例如纯电动车辆、混合动力车辆等新能源车辆的电池充电，而且可以将其应用到例如水运工具、飞行器、轨道车辆等众多其他类型的运动设备的电池充电，还可以用于为例如电力设备等进行充电。
以上仅以举例方式来详细阐明根据本发明提供的充电枪、充电装置以及充电方法，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。
Claims (24)
1.一种充电枪，其特征在于，所述充电枪包括：
枪头，其与用于为电池充电的接口接合；
连接部件，其与电源和所述枪头相连，并且具有中空腔体，所述中空腔体具有至少两个彼此电绝缘的流道，所述流道的两端封闭且被构造成用于分别与所述电源和所述枪头形成电连接，所述流道具有至少一个开口以供从所述充电枪外部供应的流体导电介质流入所述流道或从所述流道输出，所述流道在所述流体导电介质流入后形成用于从所述电源向所述电池充电的导电通道。
2.一种充电枪，其特征在于，所述充电枪包括：
连接部件，其与电源和用于为被充电对象充电的接口相连，并且具有中空腔体，所述中空腔体具有至少两个彼此电绝缘的流道，所述流道的两端封闭且被构造成用于分别与所述电源和所述接口形成电连接，所述流道具有至少一个开口以供从所述充电枪外部供应的流体导电介质流入所述流道或从所述流道输出，所述流道在所述流体导电介质流入后形成用于从所述电源向所述被充电对象充电的导电通道。
3.根据权利要求2所述的充电枪，其中，所述接口设置在用于提供充放电控制的电力电子设备上，所述电力电子设备与所述被充电对象相连或者设置在所述被充电对象上。
4.根据权利要求1、2或3所述的充电枪，其中，所述流体导电介质是通过泵被输入或输出所述流道，所述泵单独设置或者设置在所述连接部件上或用于提供所述电源的充电装置中，所述充电装置包括充电桩、充电站、换电站、充换电站、充电车、一体式充电机或整流设备。
5.根据权利要求4所述的充电枪，其中，所述充电枪设有控制部件，其与所述泵相连以控制所述泵的运行来使得所述流体导电介质流入或流出所述流道。
6.根据权利要求5所述的充电枪，其中，所述中空腔体内布置有用于信息通讯的控制线路，所述信息包括用于控制所述流体导电介质流入或流出所述流道的指令，所述控制部件通过所述控制线路与所述泵相连。
7.根据权利要求5所述的充电枪，其中，所述控制部件设置在所述枪头上。
8.根据权利要求1、2或3所述的充电枪，其中，所述至少一个开口设置在所述流道的侧部。
9.根据权利要求1、2或3所述的充电枪，其中，所述流道具有一个开口，所述流体导电介质经由该开口流入或流出所述流道；或者
每一个流道具有至少一个第一开口和至少一个第二开口，所述流体导电介质经由所述第一开口流入该流道，并经由所述第二开口流出该流道。
10.根据权利要求1、2或3所述的充电枪，其中，所述流道的两端各自设有用于分别与所述电源的接口和所述枪头的接口相配合形成电连接的导电接口，位于所有流道的一个相同端的所述导电接口被构造成不同于位于所有流道的另一个相同端的所述导电接口。
11.根据权利要求1、2或3所述的充电枪，其中，所述流体导电介质为液态金属、导电液体或导电气体，所述液态金属包括常温液态金属汞，所述导电液体包括高离子浓度的盐溶液。
12.根据权利要求1、2或3所述的充电枪，其中，所述连接部件为线缆，所述线缆的外部设有电绝缘层。
13.根据权利要求1、2或3所述的充电枪，其中，所述电池为运动设备上的电池，所述运动设备包括车辆、飞行器、水运工具，所述车辆包括纯电动车辆、混合动力车辆、轨道车辆。
14.一种充电装置，其特征在于，所述充电装置配置有一个或多个如权利要求1-13中任一项所述的充电枪。
15.一种用于对运动设备的电池充电的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
提供如权利要求1和4-13中任一项所述的充电枪，其中所述充电枪的连接部件与电源和所述充电枪的枪头相连；
使所述枪头与用于为所述电池充电的接口接合；
使流体导电介质经由所述连接部件的所述至少一个开口流入所述流道，形成从所述电源向所述电池充电的导电通道；以及
使用所述充电枪向所述电池充电。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述方法还包括步骤：使所述流体导电介质经由所述至少一个开口流出所述流道，并使所述枪头与所述接口脱离接合，以结束电池充电操作。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述运动设备包括车辆、飞行器、水运工具，所述车辆包括纯电动车辆、混合动力车辆、轨道车辆。
18.一种用于对被充电对象进行充电的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
提供如权利要求2-13中任一项所述的充电枪；
使所述充电枪的连接部件与用于为所述被充电对象充电的接口接合；
使流体导电介质经由所述连接部件的所述至少一个开口流入所述流道，形成从所述电源向所述被充电对象充电的导电通道；以及
使用所述充电枪向所述被充电对象充电。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述方法还包括步骤：使所述流体导电介质经由所述至少一个开口流出所述流道，并使所述连接部件与所述接口脱离接合，以结束对所述被充电对象的充电操作。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述接口设置在用于提供充放电控制的电力电子设备上，所述电力电子设备与所述被充电对象相连或者设置在所述被充电对象上。
21.根据权利要求15-20中任一项所述的方法，其中，使用泵将所述流体导电介质输入或输出所述流道。
22.根据权利要求15-20中任一项所述的方法，其中，使所述泵与布置在所述充电枪的所述中空腔体内的控制线路相连，并通过所述控制线路向所述泵传递指令来控制其运行，以将所述流体导电介质输入或输出所述流道。
23.根据权利要求15-20中任一项所述的方法，其中，所述流体导电介质为液态金属、导电液体或导电气体，所述液态金属包括常温液态金属汞，所述导电液体包括高离子浓度的盐溶液。
24.根据权利要求15-20中任一项所述的方法，其中，所述电源由充电装置提供，所述充电装置包括充电桩、充电站、换电站、充换电站、充电车、一体式充电机或整流设备。
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