CN110014920A - 充电装置和充电桩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电装置和充电桩，该充电装置包括：至少两组接线端子，每组接线端子包括：正极接线端子和负极接线端子；控制器，控制器选择性地控制至少两组接线端子中的一组传输电流。根据本发明的充电装置，能够有效防止接线端子过温，从而保障充电正常进行。

Description

充电装置和充电桩
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种充电装置和一种充电桩。
背景技术
目前，能源问题和环境问题推动新能源汽车爆发性成长，新能源汽车保有量不断攀升。与传统燃油汽车相比，新能源汽车具有节能环保的巨大优势。然而，新能源汽车中的重点发展对象电动汽车存在充电时间周期长的缺陷。现阶段利用增大充电功率来缩短电动汽车的充电时间是普遍使用的方案之一，但与之而来的问题是充电接口的接线端子发热严重，导致接线端子烧毁或充电故障，整车无法进行正常充电。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种充电装置，能够有效防止接线端子过温，从而保障充电正常进行。
本发明的第二个目的在于提出一种充电桩。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种充电装置，其包括：至少两组接线端子，每组所述接线端子包括：正极接线端子和负极接线端子；控制器，所述控制器选择性地控制至少两组接线端子中的一组传输电流。
根据本发明实施例的充电装置，通过设置至少两组接线端子，并在充电装置进行充电工作时，通过选择至少两组接线端子中的一组传输电流，能够防止因始终使用同一接线端子传输电流导致该接线端子过温，从而保障充电正常进行。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种充电桩，其包括本发明第一方面实施例提出的充电装置。
根据本发明实施例的充电桩，能够防止因始终使用同一接线端子传输电流导致该接线端子过温，从而保障充电正常进行。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过对本发明的实践了解到。
附图说明
图1为根据本发明实施例的充电装置的方框示意图；
图2为根据本发明一个实施例的充电装置的结构示意图；
图3为根据本发明一个实施例的继电器控制系统的拓扑图；
图4为根据本发明一个实施例的充电装置的结构示意图；
图5为根据本发明一个实施例的充电装置的本体的结构示意图；
图6为根据本发明另一个实施例的充电装置的本体的结构示意图；
图7根据本发明一个实施例的充电装置的本体内空气流通示意图；
图8为根据本发明一个实施例的充电座的结构示意图；
图9为根据本发明一个实施例的充电座的主视图；
图10为根据本发明实施例的充电桩的方框示意图。
附图标记：
接线端子10、正极接线端子11和负极接线端子12，
控制器20、变压器21、第一整流滤波单元22、第一直流电源23、第一三极管24、第一电桥25和第二整流滤波单元26，
本体30、空气槽31、进气通道32、进气口01、送风道02、避让槽33，
散热片40，
壳体50、注射孔51，
液态金属相变材料筒60，
充电装置100，
充电桩1000、充电枪1100、充电柜1200，
充电座2100、充电座本体2110、安装在充电座本体2110内的接线端子2120、防水盖2130、一组正极电缆2140、一组负极电缆2150。
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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图来描述本发明实施例的充电装置和充电桩。
图1为根据本发明实施例的充电装置的方框示意图。
如图1所示，本发明实施例的充电装置包括至少两组接线端子10和控制器20。
其中，每组接线端子10包括正极接线端子11和负极接线端子12，控制器20选择性地控制至少两组接线端子10中的一组传输电流。
在本发明的一个实施例中，充电装置可设置在充电桩中。本发明实施例的充电桩可为直流充电桩，其可将交流电源进行直流转换以为连接该充电桩的待充电设备如电动汽车提供充电电源。
进一步地，每组接线端子10的正极接线端子11连接到充电电源的正极输出端、负极接线端子12连接到充电电源的负极输出端。待充电设备可包括充电座，当充电装置与充电座相连接时，充电电源可通过至少两组接线端子10中的一组向待充电设备传输电流，以对待充电设备进行充电。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，充电装置可包括两组接线端子，其中，两组接线端子中的第一组接线端子包括正极接线端子DC1+和负极接线端子DC1-，两组接线端子中的第二组接线端子包括正极接线端子DC2+和负极接线端子DC2-。
其中，如图2所示，第一组接线端子的正极接线端子DC1+可通过第一可控开关K1和第一电阻R1连接到充电电源的第一正极输出端a，第一组接线端子的负极接线端子DC1-可通过第二可控开关K2和第二电阻R2连接到充电电源的第一负极输出端b，第二组接线端子的正极接线端子DC2+可通过第三可控开关K3和第三电阻R3连接到充电电源的第二正极输出端c，第二组接线端子的负极接线端子DC2-可通过第四可控开关K4和第四电阻R4连接到充电电源的第二负极输出端d。
在本发明的一个实施例中，参照图2，充电装置的接线端子可设置在充电桩的充电枪1100中，在充电装置连接到待充电设备后，即充电枪1100插枪后，充电装置的接线端子可与充电座2100中对应的接线端子相连。
在本发明的一个实施例中，第三可控开关K3和第四可控开关K4可为继电器。如图2所示，充电装置还可包括用以控制继电器的继电器控制系统。控制器20可包括延时断路器，从而可通过延时断路器实现对第一可控开关K1和第二可控开关K2的控制。如图2所示，第一至第四可控开关K1至K4、控制器20、继电器控制系统、第一至第四电阻R1至R4和充电电源均可设置在充电桩的充电柜1200中。
进一步地，如图3所示，第三可控开关K3的线圈和第四可控开关K4的线圈相互串联构成继电器线圈支路，继电器控制系统可包括：变压器21、第一整流滤波单元22、第一直流电源23、第一三极管24、第一电桥25和第二整流滤波单元26。
如图3所示，变压器21包括初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组，其中，初级绕组的两端连接到交流电源(如AC220V)；第一整流滤波单元22的两个输入端与第一初级绕组相连，第一整流滤波单元22的直流正极输出端与继电器线圈支路的一端相连；第一直流电源23的正极端与继电器线圈支路的另一端相连，第一直流电源23的负极端与第一整流滤波单元22的直流负极输出端相连；第一三极管24的集电极与第一直流电源23的正极端相连，第一三极管24的发射极与第一直流电源23的负极端相连；第一电桥25包括热敏电阻RT构成的第一桥臂、第五电阻R5构成的第二桥臂、串联的第六电阻R6和可调电位器RP构成的第三桥臂、第七电阻R7构成的第四桥臂，第一桥臂和第二桥臂间的节点与第一三极管24的基极相连，第三桥臂和第四桥臂间的节点与第一三极管24的发射极相连；第二整流滤波单元26的两个输入端与第二初级绕组相连，第二整流滤波单元26的直流正极输出端与第一桥臂和第四桥臂间的节点相连，第二整流滤波单元26的直流负极输出端与第二桥臂和第三桥臂间的节点相连。
如图3所示，第一整流滤波单元22可包括二极管D1、D2、D3和D4构成的整流桥、连接在整流桥的两个输出端之间的滤波电容C1、两端作为第一整流滤波单元22的两个直流输出端的滤波电容C2以及连接在滤波电容C1一端和C2一端的第八电阻R8。第二整流滤波单元26可包括整流二极管D5、连接在整流二极管D5的阴极和第二初级绕组一端之间的滤波电容C3、两端作为第二整流滤波单元26的两个直流输出端的滤波电容C4以及连接在滤波电容C3一端和C4一端的第九电阻R9。在第一整流滤波单元22的两个直流输出端之间和第二整流滤波单元26的两个直流输出端之间还分别连接有第一保护二极管D6和第二保护二极管D7。
其中，热敏电阻RT可对应第一组接线端子设置，并且，在充电装置未开始充电工作时通过调节可调电位器RP的电阻值大小以使第一电桥25处于平衡状态。
基于图2和图3所示的结构，控制器20可在充电装置开始充电工作时控制第一可控开关K1和第二可控开关K2闭合以通过第一组接线端子DC1+和DC1-传输电流。在充电装置充电工作的时间相对较短时，第一组接线端子的温度接近环境温度，热敏电阻RT的阻值变化不大，第一电桥25仍处于相对平衡的状态。因此，第一三极管24的基极与发射极之间的电位差为0，第一三极管24处于截止状态，继电器线圈支路未通电，第三可控开关K3和第四可控开关K4处于断开状态。而随着第一组接线端子的温度的升高，热敏电阻RT的阻值不断减小，第一电桥25失去平衡，第一三极管24的基极电流增加、集电极电流相应增加。当第一组接线端子的温度大于第一温度阈值时，集电极电流随之增加到一定值，从而继电器线圈支路通电，继电器控制系统控制第三可控开关K3和第四可控开关K4闭合，第二组接线端子和第一组接线端子同时向充电座2100中对应的接线端子传输电流。
控制器20可实时检测第三可控开关K3和第四可控开关K4的状态，并在第三可控开关K3和第四可控开关K4闭合时，延时第一预设时间时控制第一可控开关K1和第二可控开关K2断开，以通过第二组接线端子DC2+和DC2-传输电流。具体地，第三电阻R3和第四电阻R4的阻值可远大于第一电阻R1和第二电阻R2的阻值，由此，充电电源通过第二组接线端子传输的电流相对较大，而通过第一组接线端子传输的电流相对较小。控制器20中的延时断路器在第三可控开关K3和第四可控开关K4闭合、第二组接线端子接入充电电源的输出端后，延时第一预设时间(如30s)控制第一可控开关K1和第二可控开关K2断开，以切换为单独通过第二组接线端子传输电流。通过上述延时断开的策略，可避免第一组接线端子在大电流断电时产生拉弧。
根据本发明实施例的充电装置，通过设置至少两组接线端子，并在充电装置进行充电工作时，通过选择至少两组接线端子中的一组传输电流，能够防止因始终使用同一接线端子传输电流导致该接线端子过温，从而保障充电正常进行。
进一步地，如图4至图7所示，本发明实施例的充电装置中至少两组接线端子10之间竖向间隔分布，且每组接线端子10内的正极接线端子和负极接线端子之间横向排布(图4至图7中以充电装置包括两组接线端子为例)。
如图4和图5所示，本发明实施例的充电装置还可包括本体30，至少两组接线端子安装在本体30内，本体30在每个正极接线端子和负极接线端子处设置有空气槽31，本体30上还形成有进气通道32，进气通道32与空气槽31连通。并且，空气槽31还环绕正极接线端子或负极接线端子设置。
进一步地，如图6和图7所示，进气通道32可包括进气口01和送风道02，进气口01与外部环境连通，送风道02设置在本体30的外表面上且与空气槽31连通。在本发明的一个实施例中，送风道02呈弧形且与每个空气槽31均连通。
如图5至图7所示，本体30的上表面可设置有向下凹入的避让槽33，避让槽33与进气口01连通，还与空气槽31连通。避让槽33在本体30的轴向延伸，送风道02为多个且在本体上的轴向分布。
由此，通过设置空气槽和进气通道，在充电装置连接到待充电设备后，可使空气进出充电装置的本体，并在进气通道中流通(图7所示的箭头可表示空气流通方向)，实现对接线端子的冷却，并且，本发明实施例的上述结构使得接线端子与空气接触面积较大，散热效果相对较好，从而能够有效防止接线端子过温，从而保障充电正常进行。
进一步地，如图4所示，本发明实施例的充电装置还可包括散热片40和壳体50，散热片40贴设在本体30的后表面上，本体30位于壳体50内，壳体50和本体30之间充满有导热材料。并且，壳体50上还形成有注射导热材料的注射孔51。在本发明的一个具体实施例中，导热材料可为导热硅胶，通过注射孔51向壳体50内注射导热硅胶，能够有效对本体30进行导热；散热片40可为石墨散热片，其能够最大化吸收本体30的热量，并将热量传导至导热硅胶。
并且，如图4所示，本发明实施例的充电装置还可包括充电线束(图中未示出)和液态金属相变材料筒60，充电线束与接线端子相连，液态金属相变材料筒60套设在充电线束上。
由此，通过设置散热片并在本体周围填充导热材料，以及通过将液态金属预先填充至环形的液态金属相变材料筒中，并固定在本体尾部，能够吸收导热硅胶的热量，从而能够有效对充电装置进行散热，进一步防止接线端子过温，从而保障充电正常进行。
综上所述，本发明实施例的充电装置，结构简单，成本较低，容易安装和维护，控制策略稳定可靠，不仅能够防止接线端子过温，而且不存在诱发充电接口漏电的风险，兼具较高的安全性、可靠性和实用性。
对应上述实施例的充电装置，在待充电设备上可设置充电座。如图8和图9所示，充电座可包括充电座本体2110、安装在充电座本体2110内，且与充电装置的接线端子一一对应的接线端子2120、可旋转以打开或闭合的防水盖2130以及与接线端子2120对应的一组正极电缆2140和一组负极电缆2150。该充电座与上述实施例的充电装置相配合，可实现对电动汽车的插枪充电。
上述一些实施例以接线端子为两组为例，在本发明的其他实施例中，接线端子为两组以上时的实施方式可参照上述接线端子为两组的实施方式，在此不再赘述。
对应上述实施例，本发明还提出一种充电桩。
如图10所示，本发明实施例的充电桩1000，包括本发明上述实施例提出的充电装置100，其具体的实施方式可参照上述实施例。
根据本发明实施例的充电桩，能够防止因始终使用同一接线端子传输电流导致该接线端子过温，从而保障充电正常进行。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (18)

1.一种充电装置，其特征在于，包括：
至少两组接线端子，每组所述接线端子包括：正极接线端子和负极接线端子；
控制器，所述控制器选择性地控制至少两组接线端子中的一组传输电流。
2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，至少两组所述接线端子之间竖向间隔分布，且每组所述接线端子内的所述正极接线端子和所述负极接线端子之间横向排布。
3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，还包括：本体，所述至少两组接线端子安装在所述本体内，所述本体在每个所述正极接线端子和所述负极接线端子处设置有空气槽，所述本体上还形成有进气通道，所述进气通道与所述空气槽连通。
4.根据权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述空气槽环绕所述正极接线端子或所述负极接线端子设置。
5.根据权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述进气通道包括：进气口和送风道，所述进气口与外部环境连通，所述送风道设置在所述本体的外表面上且与所述空气槽连通。
6.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述送风道呈弧形且与每个所述空气槽均连通。
7.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述本体的上表面设置有向下凹入的避让槽，所述避让槽与所述进气口连通，还与所述空气槽连通。
8.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，所述避让槽在所述本体的轴向延伸，所述送风道为多个且在所述本体上的轴向分布。
9.根据权利要求3所述的充电装置，其特征在于，还包括：散热片，所述散热片贴设在所述本体的后表面上。
10.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，还包括：壳体，所述本体位于所述壳体内，所述壳体和所述本体之间充满有导热材料。
11.根据权利要求10所述的充电装置，其特征在于，所述壳体上形成有注射导热材料的注射孔。
12.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，还包括：充电线束和液态金属相变材料筒，所述充电线束与所述接线端子相连，所述液态金属相变材料筒套设在所述充电线束上。
13.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，包括两组接线端子，其中，所述两组接线端子中的第一组接线端子的正极接线端子通过第一可控开关和第一电阻连接到充电电源的第一正极输出端，所述第一组接线端子的负极接线端子通过第二可控开关和第二电阻连接到充电电源的第一负极输出端，所述两组接线端子中的第二组接线端子的正极接线端子通过第三可控开关和第三电阻连接到充电电源的第二正极输出端，所述第二组接线端子的负极接线端子通过第四可控开关和第四电阻连接到充电电源的第二负极输出端。
14.根据权利要求13所述的充电装置，其特征在于，所述第三可控开关和所述第四可控开关为继电器，所述第三可控开关的线圈和所述第四可控开关的线圈相互串联构成继电器线圈支路，所述充电装置还包括继电器控制系统，所述继电器控制系统包括：
变压器，所述变压器包括初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组，其中，所述初级绕组的两端连接到交流电源；
第一整流滤波单元，所述第一整流滤波单元的两个输入端与所述第一初级绕组相连，所述第一整流滤波单元的直流正极输出端与所述继电器线圈支路的一端相连；
第一直流电源，所述第一直流电源的正极端与所述继电器线圈支路的另一端相连，所述第一直流电源的负极端与所述第一整流滤波单元的直流负极输出端相连；
第一三极管，所述第一三极管的集电极与所述第一直流电源的正极端相连，所述第一三极管的发射极与所述第一直流电源的负极端相连；
第一电桥，所述第一电桥包括热敏电阻构成的第一桥臂、第五电阻构成的第二桥臂、串联的第六电阻和可调电位器构成的第三桥臂、第七电阻构成的第四桥臂，所述第一桥臂和所述第二桥臂间的节点与所述第一三极管的基极相连，所述第三桥臂和所述第四桥臂间的节点与所述第一三极管的发射极相连；
第二整流滤波单元，所述第二整流滤波单元的两个输入端与所述第二初级绕组相连，所述第二整流滤波单元的直流正极输出端与所述第一桥臂和所述第四桥臂间的节点相连，所述第二整流滤波单元的直流负极输出端与所述第二桥臂和所述第三桥臂间的节点相连。
15.根据权利要求14所述的充电装置，其特征在于，其中，在所述充电装置未开始充电工作时通过调节所述可调电位器的电阻值大小以使所述第一电桥处于平衡状态。
16.根据权利要求15所述的充电装置，其特征在于，所述热敏电阻对应所述第一组接线端子设置，其中，当所述第一组接线端子的温度大于第一温度阈值时，所述继电器控制系统控制所述第三可控开关和所述第四可控开关闭合。
17.根据权利要求16所述的充电装置，其特征在于，所述控制器在所述充电装置开始充电工作时控制所述第一可控开关和所述第二可控开关闭合以通过所述第一组接线端子传输电流，并实时检测所述第三可控开关和所述第四可控开关的状态，以及在所述第三可控开关和所述第四可控开关闭合时，延时第一预设时间时控制所述第一可控开关和所述第二可控开关断开，以通过所述第二组接线端子传输电流。
18.一种充电桩，其特征在于，包括根据权利要求1-17中任一项所述的充电装置。
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