CN110962638A - 一种车辆充电用车载充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆充电用车载充电装置，包括用于安装在车辆上的转动支承结构，转动支承结构上设有极板安装架，车载充电装置还包括用于驱动极板安装架通过转动支承结构相对车辆进行转动调整的转动驱动机构，所述极板安装架上设有用于与地面充电桩上的地面受电弓对应连通以进行充电操作的车载极板。车辆充电用车载充电装置在使用时，可通过车载极板的转动调整，协调车载极板与相应车辆的倾斜角度，进而适应不同类型的受电弓，有效提高车载充电装置对应不同受电弓的适应性，方便电动车辆进行充电操作。

Description

一种车辆充电用车载充电装置
技术领域
本发明涉及一种车辆充电用车载充电装置。
背景技术
随着国家对新能源车辆的普及推广，以及市场对车辆充电快速化的要求，大电流快速充电接口已成为行业发展趋势，充电自动化、智能化及多样性，已经成为产品亮点。但是，充电接口多样化发展，也造成不同车企充电接口的差异，彼此之间兼容性较差。
现有电动车辆的充电系统如图1所示，包括固定在地面上的充电桩，充电桩包括立柱101和通过伸缩架102对应悬吊装配有的受电弓103，充电系统还包括固设在车辆105顶部的车载充电装置104，车载充电装置的结构如图2所示，包括通过绝缘子109固定安装在车辆上的底座支架110，底座支架110上通过支撑立柱108固定安装有极板安装架107，极板安装架107上固设有相应的车载极板106，车载极板用于与受电弓上的受电极板对应连通，实现充电操作。这种充电系统较为常见，如授权公告号为CN207311147U的实用新型专利中所公开的充电系统。
实际上，从目前市场调研来看，不同车企生产的车辆上的车载充电装置并不相同，不同之处主要集中在车载极板相对于车辆的摆放角度及长度，不同车辆的极板摆放角度及长度存在较大差异，对应地面充电桩上的地面受电弓也各有特色，单个车辆上的车载充电装置不容易与其他车企配套的地面受电弓对接充电，电动车辆充电较为不便，限制相关电动车辆在市场上的普及推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通用性较好的车辆充电用车载充电装置，以解决现有技术中固定在车辆上的车载充电装置不容易与不同角度的受电弓配合的技术问题。
为实现上述目的，本发明所提供的车辆充电用车载充电装置的技术方案是：一种车辆充电用车载充电装置，包括用于安装在车辆上的转动支承结构，转动支承结构上设有极板安装架，车载充电装置还包括用于驱动极板安装架通过转动支承结构相对车辆进行转动调整的转动驱动机构，所述极板安装架上设有用于与地面充电桩上的地面受电弓对应导电连通以进行充电操作的车载极板。
本发明的有益效果是：本发明所提供的车辆充电用车载充电装置中，可通过车载极板的转动调整，协调车载极板在相应车辆上的摆放角度，进而适应不同类型的受电弓，有效改善车载充电装置对应不同受电弓的适应性，提高通用性，方便对电动车辆进行充电。
所述转动支承结构包括用于固定安装在车辆上的固定底座及通过轴承结构转动装配在所述固定底座上的转台，所述极板安装架固设在所述转台上。转动支承结构包括固定底座及转台，整体结构简单，生产制作成本低。
所述极板安装架为框架结构。在轻量化设计理念下，采用框架结构可减轻车载充电装置的整体重量。
车载充电装置包括用于固定安装在车辆上的底座支架，所述转动支承结构设置在所述底座支架上。利用底座支架方便实现车载充电装置的预装，也方便将其固定安装在车辆上。
所述车载极板可直线往复移动地装配于极板安装架上，车载充电装置还包括用于驱动车载极板移动调整至与地面受电弓上的受电弓极板对应位置处的移动驱动机构。车载极板可直线往复移动地进行调整，这样可以根据实际需要，利用移动驱动机构驱动调整车载极板的位置，以使其与相应受电弓极板位置对应，进一步地改善车载充电装置的通用性。
所述移动驱动机构包括固设于车载极板上的齿条，还包括与齿条啮合传动的输出齿轮，移动驱动机构还包括设于极板安装架上且与输出齿轮传动相连的移动驱动电机。利用齿轮齿条啮合具有较高传动精度的特点，在驱动机构整体上结构简单的情况下，保证调整精度。
所述极板安装架上设有车载极板组，车载极板组包括沿所述车载极板的移动调整方向间隔布置的两个所述车载极板，同一车载极板组内的两个车载极板所对应的移动驱动机构共用一个所述的移动驱动电机及输出齿轮，同一车载极板组内的两个车载极板上固设的所述齿条分设于同一输出齿轮的两侧，以实现两车载极板的相对移动调整。共用移动驱动电机及输出齿轮的结构，可进一步简化传动机构，降低成本。
所述极板安装架上设有引导车载极板直线往复移动的滑轨。利用滑轨实现对车载极板的直线移动导向，可提高车载极板的直线移动精度。
附图说明
图1为现有技术中车辆充电系统的结构示意图；
图2为图1中车载充电装置的结构示意图；
图3为本发明所提供的车辆充电用车载充电装置的一种实施例的结构示意图；
图4为图3所示充电装置的侧视图；
图5为图3所示充电装置中的车载极板收缩状态图；
图6为将图3所示车载充电装置安装在车辆上的结构示意图；
图7为图3中转动驱动机构的结构示意图。
附图标记：101-立柱，102-伸缩架，103-受电弓，104-车载充电装置，105-车辆，106-车载极板，107-极板安装架，108-支撑立柱，109-绝缘子，110-底座支架；1-车载极板，2-绝缘支架，3-滑轨，4-极板安装架，5-转台，6-移动驱动电机，7-壳体，70-固定板，71-清扫刷旋转电机，72-转台旋转电机，720-输出轴，8-控制盒，9-清扫刷，90-回转盘，91-支撑杆，10-连接器，11-固定底座，12-底座支架，13-支撑绝缘子，15-车载充电装置，16-车辆，17-控制装置，18-地面充电桩，19-地面受电弓，20-滑块，100-齿条。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，但并不以此为限。
本发明的所提供的车辆充电用车载充电装置的具体实施例，如图3至图7所示，该实施例中的车载充电装置包括底座支架12，底座支架12可通过支撑绝缘子13固定安装在相应车辆16上，底座支架12上通过转动支承结构可转动的装配有极板安装架4，此处的可转动指的是可相对于底座支架进行转动调整，进而可相对于车辆进行转动调整。在极板安装架4上设有四个车载极板1，极板安装架转动时，可调整车载极板相对于车辆的摆动方向。
转动支承结构具体包括固定安装在底座支架12上的固定底座11，以及通过轴承结构转动装配在固定底座11上的转台5，极板安装架4固定安装在转台5上。并且，本实施例中，车载充电装置还包括用于驱动极板安装架通过转动支承结构相对于车辆进行转动调整的转动驱动机构，该转动驱动机构具体包括固定设置在转台5上的壳体7，壳体7中固设有固定板70，固定板70上设有清扫刷旋转电机71和转台旋转电机72，此处的清扫刷旋转电机71用于驱动清扫刷9转动，以以对车载极板进行清扫。清扫刷为两个，其设置在回转盘90上，回转盘90由双输出轴旋转驱动电机的相应输出轴驱动旋转，清扫刷具体包括固定安装在回转盘上的支撑杆91和沿支撑杆延伸方向布置的刷头。转台旋转电机72较为特殊，采用外转子电机，转台旋转电机72的电机壳与固定板70固定装配，进而使得电机壳与转台5固定装配，转台旋转电机72的输出轴720与固定底座11固定装配，这样，在转台旋转电机72输出动力时，可使得转台5相对固定底座11转动，转台5带着极板安装架4连同车载极板转动，最终调整车载极板相对于车辆的摆放角度。
本实施例中，车载极板1沿转动支承结构的中心轴线布置有四个，四个车载极板1均沿前后方向延伸，四个车载极板1两两一组形成两个车载极板组，两个车载极板组对应布置在转动支承结构的中心轴线左右两侧，且同一组中的两车载极板1均沿前后方向间隔分布。
并且，本实施例中，各车载极板1均沿前后方向可直线往复移动地装配在极板安装架4上，具体来讲，在极板安装架4上对应各车载极板1分别设有沿前后方向延伸以引导车载极板1直线往复移动的滑轨3，对应的，在极板安装架4上设有用于驱动车载极板1移动调整至与地面受电弓19上的受电弓极板对应位置处的移动驱动机构，此处的移动驱动机构具体包括与车载极板1固定装配的齿条100，以及固设在极板安装架4上的移动驱动电机6，移动驱动电机6的输出轴上连接有与相应齿条100传动连接的输出齿轮。
实际上，同一车载极板组中的两车载极板1所对应的移动驱动机构共用一个移动驱动电机6及输出齿轮，而同一车载极板组内的两个车载极板1上固设有的齿条分设于同一输出齿轮的两侧，以实现两车载极板1的相对移动调整。这样不仅可以节省成本，还可保证同组中两车载极板的动作一致性。
本实施例中，车载极板1通过绝缘支架2以及固定在绝缘支架2底部的滑块20滑动装配在相应滑轨3上，车载极板1固设在绝缘支架2上，滑块20则与相应滑轨3导向配合，以实现对车载极板1的导向。并且，在绝缘支架2上还设有连接器10，该连接器10实现车载极板1与相应车辆电池高压线的连接。
本实施例中，在极板安装架4上设有控制盒8，由控制盒8包括用于控制清扫刷旋转电机71、转台旋转电机72以及移动驱动电机6工作的相应电机控制器，电机控制器与相应的电机控制连接，进而实现相应转动及移动操作。
本实施例所提供的车载充电装置在使用时，如图6所示，车载充电装置15安装在车辆16顶部，当车辆16需要充电时，司机将车辆停靠在安装有地面受电弓19的地面充电桩18下，并使该车载充电装置15中心与地面受电弓19的中心对齐或保持在一定偏差范围内，车辆16的仪表台处安装有控制装置17，控制装置17与控制盒8中的电机控制器信号连接，通过摁压控制装置17上的按钮，向控制盒8中的电机控制器发出相应控制信号，进而控制相应的电机动作，最终调整车载充电装置15的摆放方向、极板间距以及清扫刷工作。
如果车载充电装置15和地面受电弓19极板方向垂直且两两极板间距一致，则操作控制装置17选择“清洁极板”，清扫刷旋转电机71驱动清扫刷9转动以清理车载极板1上的障碍物，清洁完成后，操作控制装置17选择“开始充电”，则触发地面充电桩的地面受电弓降落以与车载充电装置15上的车载极板1接触进行充电。此处的触发指的是无线触发，即控制装置17向地面充电桩发出相应触发信号，地面充电桩收到相应信号后，相应驱动装置驱动地面受电弓降落以与车载极板1接触，最终实现充电操作。
如果车载充电装置15和地面受电弓19极板方向垂直但两两极板间距不一致，则操作控制装置17选择“极板间距调整”，并输入对应的受电弓极板间距值，驱动车载充电装置15中的移动驱动电机6转动，进而带动车载极板1在前后方向上移动，使其与地面受电弓19间距一致，然后再选择“清洁极板”，清扫刷清扫车载极板1，清洁完成后选择“开始充电”，则触发地面充电桩的地面受电弓降落与车载充电装置15上的车载极板1接触进行充电。
如果车载充电装置15和地面受电弓19极板间距一致但方向平行，则操作控制装置17选择“旋转极板”，并输入旋转角度，车载充电装置15中的转台旋转电机72转动，带动转台5转动，使车载充电装置15和地面受电弓19极板垂直且正负极对应，然后再选择“清洁极板”，清扫刷9清扫车载极板1，清洁完成后选择“开始充电”，则触发地面充电桩的地面受电弓降落与车载充电装置上的车载极板接触进行充电。
如果车载充电装置15和地面受电弓19极板方向不平行且两两极板间距不一致，则操作控制装置17选择“旋转极板”，并输入旋转角度，车载充电装置15中的转台旋转电机72转动，带动转台5转动，使车载充电装置15上的车载极板1和地面受电弓19上的受电弓极板垂直且正负极对应，同时在操作控制装置17选择“极板间距调整”，并输入对应的间距值，驱动车载充电装置15中移动驱动电机6转动，进而带动车载极板1直线移动，使其与地面受电弓19间距一致，然后再选择“清洁极板”，清扫刷清扫车载极板，清洁完成后选择“开始充电”，则触发地面充电桩的地面受电弓降落与车载充电装置上的车载极板接触进行充电。
本实施例所提供的车载充电装置中，可通过车载极板的转动调整以及在极板安装架上的移动调整，有效提高车载充电装置对应不同受电弓的适应性，方便电动车辆进行充电操作。
上述车载的控制装置具体可包括单片机及与单片机对应的相应控制面板，在控制盒内设置相应的电机控制器，通过控制面板向单片机输出信息，控制电机控制器工作，进而通过电机控制器控制相应的驱动电机工作。
本实施例中，车载极板通过绝缘支架以及滑块滑动装配在相应滑轨上，滑块可以分体设置在绝缘支架上，也可以一体设置在绝缘支架上。当然，在其他实施例中，也可以直接在绝缘支架上一体或分体设置滑轨结构，而将滑块固设在转台上，同样可以实现对车载极板的直线导向。
本实施例中，极板安装架为框架结构，体现轻量化设计理念。在其他实施例中，极板安装架也可以采用其他的结构如箱体结构。本实施例中，极板安装架上设有四个车载极板，在其他实施例中，极板安装架上也可设置两个以上的车载极板，只要可满足受电弓与充电装置的正常接触充电即可。本实施例中，转动支承结构通过底座支架可安装在车辆上，在其他实施例中，也可以省去底座支架，而直接将转动支承结构的固定底座安装在车辆上。

Claims (8)

1.一种车辆充电用车载充电装置，其特征在于：包括用于安装在车辆上的转动支承结构，转动支承结构上设有极板安装架，车载充电装置还包括用于驱动极板安装架通过转动支承结构相对车辆进行转动调整的转动驱动机构，所述极板安装架上设有用于与地面充电桩上的地面受电弓对应导电连通以进行充电操作的车载极板。
2.根据权利要求1所述的车辆充电用车载充电装置，其特征在于：所述转动支承结构包括用于固定安装在车辆上的固定底座及通过轴承结构转动装配在所述固定底座上的转台，所述极板安装架固设在所述转台上。
3.根据权利要求2所述的车辆充电用车载充电装置，其特征在于：所述极板安装架为框架结构。
4.根据权利要求1或2或3所述的车辆充电用车载充电装置，其特征在于：车载充电装置包括用于固定安装在车辆上的底座支架，所述转动支承结构设置在所述底座支架上。
5.根据权利要求1或2或3所述的车辆充电用车载充电装置，其特征在于：所述车载极板可直线往复移动地装配于极板安装架上，车载充电装置还包括用于驱动车载极板移动调整至与地面受电弓上的受电弓极板对应位置处的移动驱动机构。
6.根据权利要求5所述的车辆充电用车载充电装置，其特征在于：所述移动驱动机构包括固设于车载极板上的齿条，还包括与齿条啮合传动的输出齿轮，移动驱动机构还包括设于极板安装架上且与输出齿轮传动相连的移动驱动电机。
7.根据权利要求6所述的车辆充电用车载充电装置，其特征在于：所述极板安装架上设有车载极板组，车载极板组包括沿所述车载极板的移动调整方向间隔布置的两个所述车载极板，同一车载极板组内的两个车载极板所对应的移动驱动机构共用一个所述的移动驱动电机及输出齿轮，同一车载极板组内的两个车载极板上固设的所述齿条分设于同一输出齿轮的两侧，以实现两车载极板的相对移动调整。
8.根据权利要求5所述的车辆充电用车载充电装置，其特征在于：所述极板安装架上设有引导车载极板直线往复移动的滑轨。
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