CN111497657A - 一种电动汽车充电桩及充电座 - Google Patents

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张国华
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Guangzhou Langhua Automobile Electronic Technology Co ltd
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Abstract

本发明实施例涉及一种电动汽车充电桩及充电座，所述充电桩包括防护套、防护盖、防护盖底座、充电头、充电头驱动装置、导线、信号接收器和充电桩控制器；防护套上端开口，用于容置充电头和充电头驱动装置；防护盖底座固定连接在所述防护套的上端；防护盖铰接在防护盖底座上，能够在开启位置和闭合位置之间切换；充电头用于对电动汽车的电池进行充电；充电头驱动装置用于驱动充电头往复运动；导线用于充电头与电源电连接；防护盖内设置有信号接收器，信号接收器连接充电桩控制器，充电控制器根据信号接收器接收到指示充电的信号后控制充电头驱动装置驱动充电头运动至充电位置。本发明实施例的充电桩主体埋入地下，能够避免车辆停车充电时碰撞。

Description

一种电动汽车充电桩及充电座
技术领域
本发明属于充电装置技术领域，具体涉及一种电动汽车充电桩及充电座。
背景技术
近年来，电动汽车行业发展迅速，电动汽车走入千家万户。电动汽车在使用过程中的一个重要环节是充电，目前，公共场所大多会配备电动汽车充电装置，以满足电动汽车的充电需求。但是，现有技术中的充电装置还存在较大的缺陷。一方面，电动汽车充电装置一般安装在车位的端部，固定在地面上，需要将车辆停入车位，才能对汽车进行充电，在汽车停入车位过程中，容易产生车辆与充电桩发生碰撞的情况，造成车辆、充电装置的损伤，甚至导致爆炸，安全性差。另一方面，阴雨天气时，充电装置的充电接口容易积水，从而造成车辆充电时的安全隐患，甚至在进行充电操作时造成用户触电，产生人身伤害。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种电动汽车充电桩及充电座。
根据本发明的第一方面，本发明实施例提出一种用于埋入地下的电动汽车充电桩，包括防护套、防护盖、防护盖底座、充电头、充电头驱动装置、导线、信号接收器和充电桩控制器；防护套，用于容置充电头和充电头驱动装置，防护套上端开口；防护盖底座呈环状结构，中部具有通孔，固定连接在所述防护套的上端；所述防护盖铰接在防护盖底座上，能够绕轴转动，从而在开启位置和闭合位置之间切换；充电头，用于对电动汽车的电池进行充电；充电头驱动装置，用于驱动充电头往复运动，能够在充电控制器的控制下使充电头在充电位置和回收位置之间切换；所述导线用于充电头与电源电连接；所述防护盖内设置有信号接收器，信号接收器连接充电桩控制器，信号接收器接收到指示充电的信号后，发送信号给充电控制器，充电控制器能够控制充电头驱动装置驱动充电头运动至充电位置。
进一步，所述防护盖具有顶盖、与顶盖连接的圆筒状侧壁和防护盖的中部向下突出设置的圆柱形柱塞，侧壁与柱塞之间形成环形槽；所述防护盖底座周向上形成与防护盖的环形槽对应的环形凸边，盖上防护盖时，环形凸边能够嵌入防护盖的环形槽。
进一步，所述防护盖的柱塞的外侧壁上还设置有密封圈，密封圈能够与环形凸边的内侧密封相接。
进一步，所述顶盖的中部向上凸起，形成中间高，四周低的结构；和/或，
所述防护盖为透明防护盖；和/或，
所述防护盖的一侧设置有防护盖连接部，防护盖底座的一侧设置有底座连接部，防护盖连接部通过铰链铰接在防护盖底座的底座连接部上；和/或，
铰链的转轴上还设置有扭簧，扭簧的一端连接在防护盖上，另一端连接在防护盖底座上，从而使防护盖与防护盖底座通过扭簧的弹力保持闭合状态；和/或，
所述防护盖的顶盖上具有透明部，所述信号接收器为激光接收器，激光接收器与透明部对应设置，能够经透明部接收外部入射的激光信号；所述电动汽车充电桩还包括与所述充电桩控制器电连接的车辆检测器和充电桩位置调整装置，所述车辆检测器用于检测充电区域上是否存在车辆；所述充电桩位置调整装置用于在所述充电桩控制器接收到所述车辆检测器发送的确认充电区域上停放有待充电的车辆的信号后，驱动所述充电桩进行平移，定位于激光接收器能够接收到充电座的激光发射器发出的信号的位置上。
进一步，所述充电头驱动装置包括液压泵，液压泵具有缸套和活塞杆，液压泵固定设置在防护套的底部，活塞杆滑动套接在缸套内，活塞杆能够往复运动，充电头固定连接在活塞杆上；液压泵经第一通孔连接充电桩控制器。
进一步，所述充电头能够在活塞杆的带动下，沿竖直方向往复运动；和/或，
所述导线为螺旋导线，螺旋导线套设在所述缸套的外壁上，在充电头上下运动时，能够跟随充电头伸缩运动。
进一步，所述防护盖的顶盖上具有透明部，所述信号接收器为光接收器，更优选为激光接收器，光接收器与透明部对应设置，能够经透明部接收外部入射的光信号。
根据本发明的第二方面，本发明实施例还提出一种电动汽车充电座，包括外壳、充电接口、外壳驱动装置、信号发射器和充电座控制器；所述充电座能够与电动汽车的电池电连接，用于与上述的充电桩之一电连接，以对电动汽车的电池进行充电；所述外壳的外端部具有开口，外壳内设置有充电接口，所述充电接口能够与电动汽车的电池电连接；所述外壳驱动装置能够在充电座控制器的控制下，驱动外壳在充电位置和回收位置之间切换；外壳的外壁上还设置有信号发射器，能够在充电座控制器的控制下发射信号，所发射的信号能够被上述的电动汽车充电桩之一的信号接收器接收；优选的，所述信号发射器为光发射器，更优选为激光发射器。
进一步，外壳的外端具有中空部，使充电接口与外壳的外端部的开口具有一定距离；和/或，
所述充电座能够固定安装在电动汽车底部；更优选的，所述充电座能够容纳于电动汽车底部的容置凹槽内。
进一步，所述外壳驱动装置包括电机、第一齿轮和第二齿轮。所述电机的电机轴连接第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，外壳固定连接第二齿轮，能够随着第二齿轮的转动而转动，所述外壳能够在外壳驱动装置的驱动下，在充电位置和回收位置之间切换，所述外壳处于充电位置时，充电头伸出时，能够与充电接口电连接；优选的，所述电机为伺服电机；优选的，所述第二齿轮为半圆齿轮，所述电机能够向顺时针和逆时针两个方向转动，从而使外壳经齿轮带动在一定角度范围内往复转动；优选的，所述外壳能够在0°-90°范围内转动；优选的，当所述外壳的外端部的开口竖直向下时，所述外壳处于充电位置。
本发明实施例的有益效果：本发明实施例提出的电动汽车充电桩主体埋入地下，能够避免车辆停车充电时碰撞；通过设置充电桩防护盖能够防止雨水积聚在充电桩处，避免了安全隐患；充电操作时，通过电控方式自动进行电连接，操作方便。
附图说明
图1是本发明实施例提出的电动汽车充电桩示意图。
图2是本发明实施例提出的电动汽车充电座处于回收位置的示意图。
图3是本发明实施例提出的电动汽车充电座处于充电位置时与充电桩对置状态示意图。
图4是本发明实施例提出的电动汽车充电桩电路结构框图。
图5是本发明实施例提出的电动汽车充电座电路结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于附图和以下实施例。
电动汽车充电桩
参照图1-5，本发明实施例提出了一种电动汽车充电桩10，包括防护套11、防护盖12、防护盖底座13、充电头14、充电头驱动装置、导线15、信号接收器16和充电桩控制器17。所述充电桩的至少一部分设置在地面以下。
所述防护套11，用于容置充电头14和充电头驱动装置，防护套11的上端开口，防护套11例如呈圆筒状。防护套11的下端设置有第一通孔111和第二通孔112。
所述防护盖12具有顶盖121、与顶盖121连接的圆筒状侧壁122和防护盖12的中部向下突出设置的圆柱形柱塞123，侧壁122与柱塞123之间形成环形槽。优选的，所述顶盖121的中部向上凸起，形成中间高，四周低的结构，能够将落在防水盖12上的水导向四周。优选的，所述防护盖12为透明防护盖，例如由透明PC(聚碳酸酯)材料制成。所述防护盖12的一侧设置有防护盖连接部，防护盖连接部通过铰链铰接在防护盖底座13的底座连接部上，防护盖12能够绕铰链的转轴转动，从而在开启位置和闭合位置之间切换。优选的，铰链的转轴上还设置有扭簧，扭簧的一端连接在防护盖12上，另一端连接在防护盖底座13上，从而使防护盖12与防护盖底座13通过扭簧的弹力保持闭合状态，保持更好的密封效果。优选的，防护盖12的柱塞123的外侧壁上还设置有密封圈124。
防护盖底座13固定连接在所述防护套11的上端，防护盖底座13呈环状结构，中部具有通孔，周向上形成与防护盖12的环形槽对应的环形凸边。盖上防护盖12时，环形凸边嵌入防护盖12的环形槽，密封圈124与环形凸边的内侧密封相接，防止水汽进入。
充电头14用于与汽车充电座20电连接，以对电动汽车的电池进行充电。
充电头驱动装置用于驱动充电头14上下往复运动，在一个实施方式中，充电头驱动装置包括液压泵101，液压泵101具有缸套102和活塞杆103，液压泵101固定设置在防护套11的底部，缸套102的底面设置有通孔，通孔与液压泵101的加压液体的出口连通，活塞杆103滑动套接在缸套102内，活塞杆103能够上下往复运动，充电头14固定连接在活塞杆12上。液压泵101经第一通孔111连接充电桩控制器17，由此，当活塞杆103在液压泵的驱动下，上下往复运动时，能够带动充电头14上下往复运动，从而使充电头14在充电位置和回收位置之间切换。优选的，所述充电头14能够在活塞杆103的带动下，沿直线方向往复运动。
所述充电头通过导线15和通断开关与充电电源电连接。充电桩控制器17的信号线穿过第二通孔112，控制通断开关的导通与断开，进行充电控制。优选的，所述导线15为螺旋导线，螺旋导线15套设在所述缸套102的外壁上，在充电头14上下运动时，能够跟随充电头14伸缩运动。优选的，所述螺旋导线为带有镀锡铜丝编制屏蔽层的屏蔽导线。
所述防护盖12内设置有信号接收器16，用于接收设置在充电座20的信号发射器23发出的信号，信号接收器16连接到充电桩控制器17，信号接收器16能够将从信号发射器23接收到的信号发送给充电桩控制器17。充电桩控制器17根据从信号接收器16接收到的信号控制充电头驱动装置，从而驱动充电头14伸出至充电位置或者退回至回收位置，从而能够对电动汽车的电池进行充电。优选的，所述防护盖12的顶盖121上具有透明部，所述信号接收器16为光接收器，更优选为激光接收器，光接收器与透明部对应设置，能够经透明部接收外部入射的光信号。
电动汽车充电座
参照图1-5，所述充电座20包括外壳21、充电接口22、外壳驱动装置、信号发射器23和充电座控制器(图中未示出)。所述充电座与电动汽车的电池电连接，用于与前述充电桩电连接，以对电动汽车的电池进行充电。
所述外壳21的外端部具有开口，外壳21例如呈圆筒状结构，外壳21内设置有与上述充电桩10的充电头14的形状相匹配的充电接口22，所述充电接口22能够与电动汽车的电池电连接，当充电座20与充电桩10电连接时，能够对电动汽车的电池进行充电。优选的，外壳21的外端具有中空部，使充电接口22与外壳的外端部的开口具有一定距离，有利于保护充电接口22，充电时，充电头14插入外壳21与充电接口22电连接。
外壳驱动装置包括电机(图中未示出)、第一齿轮201和第二齿轮202。所述电机的电机轴连接第一齿轮201，第一齿轮201与第二齿轮202啮合，第二齿轮202固定在外壳21的与所述充电接口22相对的一侧上，由此外壳21能够随着第二齿轮202的转动而转动，所述外壳21能够在外壳驱动装置的驱动下，在充电位置和回收位置之间切换，所述外壳21处于充电位置时，充电头14伸出时，能够与充电接口22电连接。优选的，所述电机为伺服电机。优选的，所述第二齿轮202为半圆齿轮，所述电机能够向顺时针和逆时针两个方向转动，从而使外壳21经齿轮带动在一定角度范围内往复转动，例如在0°-90°范围内转动。优选的，当所述外壳21的外端部的开口竖直向下时，所述外壳21处于充电位置。
外壳21的外壁上还设置有信号发射器23，信号发射器23发射的信号能够被充电桩10的信号接收器16接收。优选的，所述信号发射器23为光发射器，更优选为激光发射器。
所述外壳驱动装置、信号发射器23分别与充电座控制器(图中未示出)连接。
优选的，所述充电座20固定安装在电动汽车底部。更优选的，所述充电座20能够容纳于电动汽车底部的容置凹槽内。
需要说明的是，本发明实施例中的防护盖12和防护盖底座13的结构、充电头驱动装置和外壳驱动装置的具体组成仅为优选的实施方式，不作为对本发明的限制。
下面，对本发明实施例提出的电动汽车充电桩及充电座的基本工作方式进行说明。
电动汽车停泊到充电位，对准充电桩与充电座，当电动汽车的充电按钮被按下时，充电座控制器17控制伺服电机转动，带动外壳21转动至充电位置，信号发射器23发射信号，信号被信号接收器16接收后，充电桩控制器17控制液压泵101启动，活塞杆103将充电头14顶出，推开防护盖12，充电头14插入到充电接口22中，与充电接口22电连接，充电桩控制器17控制通断开关的导通，对电动汽车的电池进行充电；充电完毕后，充电桩控制器17控制液压泵101启动，活塞杆103带动充电头14退回，防护盖12在扭簧的弹力作用下闭合。
在另一个优选实施方式中，所述信号发射器为激光发射器，所述信号接收器为激光接收器，例如，所述激光发射器和激光接收器为FU-JGDS-10-30V-M12-NPN型激光对射传感器，所述充电桩10还包括与充电桩控制器电连接的车辆检测器和充电桩位置调整装置。车辆检测器能够检测充电区域上是否存在车辆。所述车辆检测器例如可以是压力传感器，例如，当检测到充电区域上的压力值大于阈值时，确认停放有待充电的车辆；所述车辆检测器例如还可以是光线传感器，包括一组或多组相对设置的发射端和接收端，在检测状态时常开，接收端能够接收到发射端反射的光信号，当一个或多个接收端无法接收到相应发射端发生的光信号时，确认充电区域上停放有待充电的车辆。充电桩位置调整装置用于在充电桩控制器接收到车辆检测器发送的确认充电区域上停放有待充电的车辆的信号后，驱动所述充电桩进行平移，定位于激光接收器能够接收到充电座的激光发射器发出的信号的位置上。其中所述充电桩位置调整装置通过电机驱动所述充电桩在限定区域内沿弓字形轨迹运动，以定位充电桩的位置。
上述优选实施方式的工作方式如下：电动汽车停在充电区域上时，电动汽车的充电按钮被按下时，充电座控制器17控制伺服电机转动，带动外壳21转动至充电位置，激光发射器23发射信号，车辆检测器检测到车辆，充电桩控制器接收到充电区域上停放有待充电车辆的信号，控制充电桩位置调整装置平移，以对准充电桩与充电座，激光接收器16接收到激光发射器23发射的信号，充电桩控制器17控制液压泵101启动，活塞杆103将充电头14顶出，推开防护盖12，充电头14插入到充电接口22中，与充电接口22电连接，充电桩控制器17控制通断开关的导通，对电动汽车的电池进行充电；充电完毕后，充电桩控制器17控制液压泵101启动，活塞杆103带动充电头14退回，防护盖12在扭簧的弹力作用下闭合。该优选实施方式中，采用充电桩位置调整装置调节充电桩位置，激光发射器和激光接收器除用于触发充电头驱动装置驱动充电头运动外，还起到确认充电桩位置，以对准充电桩与充电座的作用，方便用户充电。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于埋入地下的电动汽车充电桩，其特征在于，包括防护套、防护盖、防护盖底座、充电头、充电头驱动装置、导线、信号接收器和充电桩控制器；
防护套，用于容置充电头和充电头驱动装置，防护套上端开口；
防护盖底座呈环状结构，中部具有通孔，固定连接在所述防护套的上端；
所述防护盖铰接在防护盖底座上，能够绕轴转动，从而在开启位置和闭合位置之间切换；
充电头，用于对电动汽车的电池进行充电；
充电头驱动装置，用于驱动充电头往复运动，能够在充电控制器的控制下使充电头在充电位置和回收位置之间切换；
所述导线用于充电头与电源电连接；
所述防护盖内设置有信号接收器，信号接收器连接充电桩控制器，信号接收器接收到指示充电的信号后，发送信号给充电控制器，充电控制器能够控制充电头驱动装置驱动充电头运动至充电位置。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩，其特征在于，所述防护盖具有顶盖、与顶盖连接的圆筒状侧壁和防护盖的中部向下突出设置的圆柱形柱塞，侧壁与柱塞之间形成环形槽；所述防护盖底座周向上形成与防护盖的环形槽对应的环形凸边，盖上防护盖时，环形凸边能够嵌入防护盖的环形槽。
3.根据权利要求2所述的电动汽车充电桩，其特征在于，所述防护盖的柱塞的外侧壁上还设置有密封圈，密封圈能够与环形凸边的内侧密封相接。
4.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩，其特征在于，所述顶盖的中部向上凸起，形成中间高，四周低的结构；和/或，
所述防护盖为透明防护盖；和/或，
所述防护盖的一侧设置有防护盖连接部，防护盖底座的一侧设置有底座连接部，防护盖连接部通过铰链铰接在防护盖底座的底座连接部上；和/或，
铰链的转轴上还设置有扭簧，扭簧的一端连接在防护盖上，另一端连接在防护盖底座上，从而使防护盖与防护盖底座通过扭簧的弹力保持闭合状态；和/或，
所述防护盖的顶盖上具有透明部，所述信号接收器为激光接收器，激光接收器与透明部对应设置，能够经透明部接收外部入射的激光信号；所述电动汽车充电桩还包括与所述充电桩控制器电连接的车辆检测器和充电桩位置调整装置，所述车辆检测器用于检测充电区域上是否存在车辆；所述充电桩位置调整装置用于在所述充电桩控制器接收到所述车辆检测器发送的确认充电区域上停放有待充电的车辆的信号后，驱动所述充电桩进行平移，定位于激光接收器能够接收到充电座的激光发射器发出的信号的位置上。
5.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩，其特征在于，所述充电头驱动装置包括液压泵，液压泵具有缸套和活塞杆，液压泵固定设置在防护套的底部，活塞杆滑动套接在缸套内，活塞杆能够往复运动，充电头固定连接在活塞杆上；液压泵经第一通孔连接充电桩控制器。
6.根据权利要求5所述的电动汽车充电桩，其特征在于，所述充电头能够在活塞杆的带动下，沿竖直方向往复运动；和/或，
所述导线为螺旋导线，螺旋导线套设在所述缸套的外壁上，在充电头上下运动时，能够跟随充电头伸缩运动。
7.根据权利要求1所述的电动汽车充电桩，其特征在于，所述防护盖的顶盖上具有透明部，所述信号接收器为光接收器，更优选为激光接收器，光接收器与透明部对应设置，能够经透明部接收外部入射的光信号。
8.一种电动汽车充电座，其特征在于，包括外壳、充电接口、外壳驱动装置、信号发射器和充电座控制器；
所述充电座能够与电动汽车的电池电连接，用于与权利要求1-7之一所述的充电桩电连接，以对电动汽车的电池进行充电；
所述外壳的外端部具有开口，外壳内设置有充电接口，所述充电接口能够与电动汽车的电池电连接；
所述外壳驱动装置能够在充电座控制器的控制下，驱动外壳在充电位置和回收位置之间切换；
外壳的外壁上还设置有信号发射器，能够在充电座控制器的控制下发射信号，所发射的信号能够被如权利要求1-7所述的电动汽车充电桩的信号接收器接收；优选的，所述信号发射器为光发射器，更优选为激光发射器。
9.如权利要求8所述的一种电动汽车充电座，其特征在于，外壳的外端具有中空部，使充电接口与外壳的外端部的开口具有一定距离；和/或，
所述充电座能够固定安装在电动汽车底部；更优选的，所述充电座能够容纳于电动汽车底部的容置凹槽内。
10.如权利要求9所述的一种电动汽车充电座，其特征在于，所述外壳驱动装置包括电机、第一齿轮和第二齿轮。所述电机的电机轴连接第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，外壳固定连接第二齿轮，能够随着第二齿轮的转动而转动，所述外壳能够在外壳驱动装置的驱动下，在充电位置和回收位置之间切换，所述外壳处于充电位置时，充电头伸出时，能够与充电接口电连接；优选的，所述电机为伺服电机；优选的，所述第二齿轮为半圆齿轮，所述电机能够向顺时针和逆时针两个方向转动，从而使外壳经齿轮带动在一定角度范围内往复转动；优选的，所述外壳能够在0°-90°范围内转动；优选的，当所述外壳的外端部的开口竖直向下时，所述外壳处于充电位置。
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