CN109986981A - 充电总成和利用安装到车轮的充电端口的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“充电总成和利用安装到车轮的充电端口的方法”。一种示例性充电总成除了其他之外包括车轮内的充电端口。所述充电端口贯穿所述车轮的旋转轴线。一种示例性充电方法除了其他之外包括将充电器耦接到在贯穿车轮的旋转轴线的位置处的充电端口。

Description

充电总成和利用安装到车轮的充电端口的方法
技术领域
本公开总体涉及电气化车辆的充电端口。具体地，本公开涉及安装到电气化车辆的车轮的充电端口。
背景技术
电气化车辆不同于常规的机动车辆，因为电气化车辆是使用由牵引电池供电的一个或多个电机选择性地驱动的。代替内燃发动机或者除了内燃发动机之外，电机可驱动电气化车辆。示例性电气化车辆包括混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、燃料电池车辆(FCV)和电池电动车辆(BEV)。
牵引电池是相对高压的电池，其为电机和电气化车辆的其他电负载选择性地供电。牵引电池可包括电池阵列，每个电池阵列包括储存能量的多个互连电池单元。一些电气化车辆(诸如PHEV)可通过外部电源(诸如电网电源)对牵引电池进行充电。
当通过外部电源对牵引电池进行充电时，充电器可耦接到电气化车辆的充电端口。通常，充电端口定位在电气化车辆的围侧板或护板中。
发明内容
一种根据本公开的示例性方面的充电总成除了其他之外包括车轮内的充电端口。所述充电端口贯穿(intersect)所述车轮的旋转轴线。
在前述总成的另外的非限制性实施例中，所述车轮围绕所述旋转轴线旋转。
在前述总成中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述车轮的轮辋和轮胎被配置为相对于所述充电端口旋转。
前述总成中的任一个的另外的非限制性实施例包括端帽总成，所述端帽总成被配置来在闭合位置与打开位置之间来回转换。所述充电端口被所述闭合位置中的所述端帽总成覆盖。所述充电端口未被所述打开位置中的所述端帽总成覆盖。
前述总成中的任一个的另外的非限制性实施例包括所述端帽总成的多个门。所述门当在所述打开位置与所述闭合位置之间来回移动时各自相对于所述旋转轴线径向移动。
前述总成中的任一个的另外的非限制性实施例包括所述端帽总成的多个门。所述门围绕所述旋转轴线环形地分布。
在前述总成中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述车轮是非从动车轮。
前述总成中的任一个的另外的非限制性实施例包括致动器，所述致动器使充电器自动移动到具有所述充电端口的充电位置。
在前述总成中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述致动器被配置为响应于车轮传感器与充电站传感器对准而对准所述充电插头。
在前述总成中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述车轮传感器和所述充电站传感器都是基于电容的传感器。
在前述总成中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述车轮是电气化的车轮。
一种根据本公开另一个示例性方面的充电方法除了其他之外包括将充电器耦接到在贯穿车轮的旋转轴线的位置处的充电端口。
前述方法的另外的非限制性实施例包括：在驱动具有所述车轮的车辆时使所述车轮围绕所述旋转轴线旋转。
在前述方法中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述充电端口直接附接到所述车轮。所述方法还包括：在驱动具有所述车轮的车辆时使所述车轮的轮辋和轮胎相对于所述充电端口旋转。
前述方法中的任一个的另外的非限制性实施例包括：在所述耦接之前，将端帽总成从所述充电端口被所述端帽总成覆盖的闭合位置转换到所述充电端口未被所述端帽总成覆盖的打开位置。
在前述方法中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述端帽总成包括多个门，所述多个门在从所述闭合位置移动到所述打开位置时各自相对于所述旋转轴线径向向外移动。
在前述方法中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述车轮是非从动车轮。
前述方法中的任一个的另外的非限制性实施例包括：在所述耦接期间，利用致动器使所述充电器从与所述充电端口未耦接的位置自动移动到与所述充电端口耦接的位置。
前述方法中的任一个的另外的非限制性实施例包括：在所述耦接期间，至少部分地基于车轮传感器相对于充电站传感器的对准将所述充电器与所述充电端口对准。
在前述方法中的任一个的另外的非限制性实施例中，所述车轮是电气化的车轮。
附图说明
根据具体实施方式，所公开的示例的各种特征和优点将对于本领域技术人员将变得显而易见。随附于具体实施方式的附图可简要描述如下：
图1示出充电站附近的电气化车辆。
图2示出来自图1的电气化车辆的车轮的侧视图。
图3示出图2的车轮，其中端帽总成的多个门转换到打开位置以不覆盖车轮内的充电端口。
图4示出在图2中的线4-4处截取的剖视图。
图5示出在图3中的线5-5处截取的剖视图。
图6示出图4所示截面的透视图。
图7示出图5所示截面的透视图。
图8示出图1的车辆邻近自动充电站并且使充电器处于非耦接位置的后视图。
图9示出图8的车辆邻近自动充电站并且使充电器处于耦接位置的后视图。
具体实施方式
本公开总体涉及安装到车轮的充电端口。
除了其他之外，将充电端口安装到车轮可提供美观上的增强设计，并且可促进与充电器的自动接合。
参考图1，示例性车辆10是包括牵引电池12的插电式混合动力电动车辆(PHEV)。车辆10的功率分流的动力传动系统采用第一驱动系统和第二驱动系统。第一驱动系统和第二驱动系统产生扭矩以驱动一组或多组车辆驱动轮14。第一驱动系统可包括内燃发动机和发电机的组合。第二驱动系统可至少包括马达、发电机和牵引电池12。
有时，需要或期望对牵引电池12进行充电。当车辆10移动时，来自再生制动的电力可用于对牵引电池12进行充电。当车辆10处于静止时，外部电源(诸如来自充电站22的充电器18)可以耦接到车辆10。充电器18在耦接时可将来自例如电网电源26的电力传送到车辆10以对牵引电池12进行充电。
尽管示例性车辆10是PHEV，但是本公开的教导可以与包括可充电牵引电池的其他电气化车辆结合来使用。例如，车辆10可以是包含牵引电池的电池电动车辆(BEV)。
车辆10包括一对非从动轮30，其在此示例中是后轮。车轮30中的至少一个包括充电端口34和具有多个门42的端帽总成38。
具有充电端口34的车轮30具有旋转轴线R。当车辆10被驱动时，车轮30的轮辋46和轮胎50围绕旋转轴线R旋转。在此示例中，轮辋46和轮胎50相对于充电端口34旋转。充电端口34贯穿车轮30的旋转轴线R。
除了其他之外，充电端口34的这种定位可以为车辆10提供美观增强。例如，将充电端口34定位在车轮30内避免了在车辆10的车身面板中使用可见的切割线来限定充电端口。
此外，将充电端口34定位在此区域中而不是例如在车辆10的车身面板内可以将充电端口34定位成更接近车辆10的牵引电池12。更接近的定位可以节省与将充电端口34电耦接到牵引电池12的线路54相关联的成本。
现参考图2至图6，并继续参考图1，门42可以沿着径向延伸的轴线在打开位置与闭合位置之间来回转换。可通过端帽总成38进一步改善美观，所述端帽总成38在处于图2、图4和图6的闭合位置时从视野上隐藏了充电端口34。另外，端帽总成38可保护充电端口34免受灰尘、污垢、湿气、腐蚀的影响。
如图1、图3、图5和图7所示，当门42处于打开位置时，门42不覆盖充电端口34。当门42处于打开位置且充电端口34未被覆盖时，充电器18可耦接到充电端口34。
例如，机械致动器可用于使门42在打开位置与闭合位置之间来回转换。本领域以及受益于本公开的技术人员可开发此类机械致动器，或者开发使门42在打开位置与闭合位置之间来回转换的一些其他方式。
车轮30经由悬架转向节58耦接到车辆10的其他部分。在此示例中，充电端口34接收在悬架转向节58的开口62内。在操作期间，轮毂66和轴承布置70允许轮辋46和轮胎50相对于充电端口34和悬架转向节58旋转。同样，在车辆10的操作期间，充电端口34在车轮30围绕旋转轴线R旋转时保持相对静止。
在一些示例中，将充电端口34定位在车辆10的车轮30内可以促进自动充电过程。现参考图8和图9，自动充电过程可涉及自动充电器18a，所述自动充电器18a通过致动器80从与充电端口34未耦接的位置自动移动到与充电端口34耦接的位置。
自动充电器18a可包括充电站传感器84，所述充电站传感器84传输和接收来自车轮传感器88的定位信号。充电站传感器84和车轮传感器88可以是基于电容的感测机构。在一些示例中，代替充电站传感器84或者除了充电站传感器84之外，传感器安装到致动器80。
在自动充电过程期间，车辆10的驾驶员可以首先将车辆10定位在具有自动充电器18a的充电站22a的旁边。然后驾驶员可以调节车辆10的位置，直到传感器84和传感器88指示车辆10和充电站22对准为止。这将自动充电器18a和充电端口34沿着X轴对准，所述X轴在图8和图9中以垂直于Y轴和Z轴的方式延伸出页面。
然后，致动器80可以通过沿着Z轴和Y轴进一步调节自动充电器18a的位置来将自动充电器18a移动到与充电端口34(图1)耦接的位置。充电站22a与充电端口34之间的距离可以相对较短，与手动耦接到充电端口34的充电器相比，这可以缩短线路。
可通过将充电端口34定位在车轮30内来帮助自动充电过程。也就是说，车轮30内的充电端口34可以比车辆10的另一区域内的充电端口更容易定位。除了其他之外，车轮30内的充电端口34远离车辆10直接侧向向外。因此，该定位可基本上只需要利用致动器80沿着X轴和Z轴定位自动充电器18a，而不需要倾翻或倾斜自动充电器18a。
通常包括充电端口的其他车辆的区域(诸如护板或围侧板)可能是倾斜的，使得充电端口不直接侧向向外面对。因此，定位此类充电端口将需要对自动充电器18a进行更复杂的操纵。
前面的描述在本质上是示例性的而不是限制性的。对于本领域的技术人员来说，可能显而易见的是，对所公开的示例做出的变化和修改不一定脱离本公开的实质。因此，赋予本公开的法律保护范围仅可通过研究以下权利要求来确定。
根据本发明，提供了一种充电总成，其具有：车轮内的充电端口，所述充电端口贯穿所述车轮的旋转轴线。
根据一个实施例，所述车轮围绕所述旋转轴线旋转。
根据一个实施例，所述车轮的轮辋和轮胎被配置为相对于所述充电端口旋转。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于端帽总成，所述端帽总成被配置为在闭合位置与打开位置之间来回转换，所述闭合位置中的所述端帽总成覆盖所述充电端口，所述打开位置中的所述端帽总成不覆盖所述充电端口。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于所述端帽总成的多个门，所述门当在所述打开位置与所述闭合位置之间来回移动时各自相对于所述旋转轴线径向移动。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于所述端帽总成的多个门，所述门围绕所述旋转轴线环形地分布。
根据一个实施例，所述车轮是非从动车轮。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于致动器，所述致动器使充电器自动移动到具有所述充电端口的充电位置。
根据一个实施例，所述致动器被配置为响应于车轮传感器与充电站传感器对准而对准所述充电插头。
根据一个实施例，所述车轮传感器和所述充电站传感器都是基于电容的传感器。
根据一个实施例，所述车轮是电气化的车轮。
根据本发明，一种充电方法包括将充电器耦接到在贯穿车轮的旋转轴线的位置处的充电端口。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于：在驱动具有所述车轮的车辆时使所述车轮围绕所述旋转轴线旋转。
根据一个实施例，所述充电端口直接附接到所述车轮，并且其还包括：在驱动具有所述车轮的车辆时使所述车轮的轮辋和轮胎相对于所述充电端口旋转。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于：在所述耦接之前，将端帽总成从所述充电端口被所述端帽总成覆盖的闭合位置转换到所述充电端口未被所述端帽总成覆盖的打开位置。
根据一个实施例，所述端帽总成包括多个门，所述多个门在从所述闭合位置移动到所述打开位置时各自相对于所述旋转轴线径向向外移动。
根据一个实施例，所述车轮是非从动车轮。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于：在所述耦接期间，利用致动器使所述充电器从与所述充电端口未耦接的位置自动移动到与所述充电端口耦接的位置。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于：在所述耦接期间，至少部分地基于车轮传感器相对于充电站传感器的对准将所述充电器与所述充电端口对准。
根据一个实施例，所述车轮是电气化的车轮。

Claims (15)

1.一种充电总成，其包括：
车轮内的充电端口，所述充电端口贯穿所述车轮的旋转轴线。
2.如权利要求1所述的充电总成，其中所述车轮围绕所述旋转轴线旋转，并且可选地，其中所述车轮的轮辋和轮胎被配置为相对于所述充电端口旋转。
3.如权利要求1所述的充电总成，其还包括端帽总成，所述端帽总成被配置为在闭合位置与打开位置之间来回转换，所述闭合位置中的所述端帽总成覆盖所述充电端口，所述打开位置中的所述端帽总成不覆盖所述充电端口，可选地，其还包括所述端帽总成的多个门，所述门当在所述打开位置与所述闭合位置之间来回移动时各自相对于所述旋转轴线径向移动。
4.如权利要求3所述的充电总成，其还包括所述端帽总成的多个门，所述门围绕所述旋转轴线环形地分布。
5.如权利要求1所述的充电总成，其中所述车轮是非从动车轮。
6.如权利要求1所述的充电总成，其还包括致动器，所述致动器使充电器自动移动到具有所述充电端口的充电位置，可选地，其中所述致动器被配置为响应于车轮传感器与充电站传感器对准而对准所述充电插头。
7.如权利要求6所述的充电总成，其中所述车轮传感器和所述充电站传感器都是基于电容的传感器。
8.如权利要求1所述的充电总成，其中所述车轮是电气化的车轮。
9.一种充电方法，其包括：
将充电器耦接到在贯穿车轮的旋转轴线的位置处的充电端口。
10.如权利要求9所述的充电方法，其还包括：在驱动具有所述车轮的车辆时使所述车轮围绕所述旋转轴线旋转。
11.如权利要求9所述的充电方法，其中所述充电端口直接附接到所述车轮，并且其还包括：在驱动具有所述车轮的车辆时使所述车轮的轮辋和轮胎相对于所述充电端口旋转。
12.如权利要求9所述的充电方法，其还包括：在所述耦接之前，将端帽总成从所述充电端口被所述端帽总成覆盖的闭合位置转换到所述充电端口未被所述端帽总成覆盖的打开位置，并且可选地，其中所述端帽总成包括多个门，所述多个门在从所述闭合位置移动到所述打开位置时各自相对于所述旋转轴线径向向外移动。
13.如权利要求9所述的充电方法，其中所述车轮是非从动车轮。
14.如权利要求9所述的充电方法，其还包括：在所述耦接期间，利用致动器使所述充电器从与所述充电端口未耦接的位置自动移动到与所述充电端口耦接的位置，并且可选地，其还包括：在所述耦接期间，至少部分地基于车轮传感器相对于充电站传感器的对准将所述充电器与所述充电端口对准。
15.如权利要求9所述的充电方法，其中所述车轮是电气化的车轮。
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