CN112436362B - 一种充电模块热插拔方法及其结构 - Google Patents

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Abstract

一种充电模块热插拔方法及其结构，属于充电桩领域。将充电桩模块借助连接件可拆卸的设于充电桩的桩体上，设有数个用于功率输出或信号传输的功率端子和信号端子，将所述信号端子中的一对设为短针端子，使所述连接件进行对插连接时，所述短针端子的连接晚于其余端子的连接，或者是在讲所述充电桩模块从所述桩体上拔出时，所述短针端子的断开早于晚于其余端子；而位于插框侧输出接插件上的所述短针端子被短接，并且位于模块侧输出接插件上所述模块上设置的检测设于所述模块上的短针端子的状态，并根据所述控制电路检测到的所述短针端子的状态控制所述模块是否开机。实现了可在带电满载状态下进行充电模块热插拔效果。

Description

一种充电模块热插拔方法及其结构
技术领域
本发明涉及充电桩领域，尤指一种充电模块热插拔方法及其结构。
背景技术
随着电动车辆的普及，越来越多的充电桩被设立，其维护工作日益繁重，通常为了便于现场维护，充电桩通常采用模块化设计，而由于充电模块电流较大，因而现有充电桩的模块不支持热插拔。
所谓的热插拔即带电插拔，热插拔功能就是允许用户在不关闭系统，不切断电源的情况下取出和更换损坏的硬盘、电源或板卡等部件，从而提高了系统对灾难的及时恢复能力、扩展性和灵活性等
为了进一步提高充电桩的维护速度，解决当前的技术存在的充电桩维护时，模块不能带电满载热插拔的缺陷，发明人研制了本方案。
发明内容
为解决上述问题，本发明主要目的在于，提供一种充电模块热插拔方法，以解决当前的技术存在的充电桩维护时，模块不能带电满载热插拔等缺陷。
本发明提供了一种充电模块热插拔方法,其是将充电桩模块可拆卸的设于充电桩的桩体上，所述充电桩模块和所述桩体之间采用配套的连接件对接方式连接，并于所述连接件上设有数个用于功率输出或信号传输的功率端子和信号端子，将所述信号端子中的一对设为短针端子，使所述连接件进行对插连接时，所述短针端子的连接晚于其余端子的连接，或者是在讲所述充电桩模块从所述桩体上拔出时，所述短针端子的断开早于晚于其余端子；而位于插框侧输出接插件上的所述短针端子被短接，并且位于模块侧输出接插件上所述模块上设置的检测设于所述模块上的短针端子的状态，并根据所述控制电路检测到的所述短针端子的状态控制所述模块是否开机。
其中，较佳的是，所述充电桩的桩体上设有插框，所述模块是通过前面板配合所述桩体的插框而插入所述桩体，使所述模块在安装进该插框或者从该插框拔出时，借助设于一个限位结构使前面板与桩体的插框相配合插入或拔出时，不能一次性直接插到位，而是需要首先插到限位位置，才能再次进行插入或拔出的操作，而且该限位装置需配合模块拔出或者插入时的所述述短针端子与其余端子之间的差值进行设计。
另外，为了确保安全，进一步的，所述限位装置还包含有限位阀，在所述面板插拔到限位位置后，需要拨动所述限位阀，才能再次进行插入或拔出的操作。
本发明还提供了一种可应用于上述方法的充电模块热插拔结构,所述结构用于充电桩与充电桩模块热插拔连接，该结构包含能相互对插的连接件，所述连接件包含位于桩体上的插框侧输出接插件及模块上的模块侧输出接插件，所述连接件上设有数个连接端子，所述连接端子分为用于功率输出或信号传输的功率端子和信号端子，所述信号端子中包含有一对短针端子，当所述连接件进行对插连接时，所述短针端子的连接晚于其余端子的连接，其中，位于插框侧输出接插件上的所述短针端子被短接，而位于模块侧输出接插件上的短针的模块与所述模块上设置的控制电路连接，所述控制电路检测到的所述短针端子短路状态控制所述模块是否开机；在所述充电桩与充电桩模块之间还设有插接限位装置，所述插接限位装置能使所述模块在安装或者拔出时，首先卡滞到限位位置，然后，才能再次进行插入或拔出的操作，该限位装置的限位位置是处于使短针端子未连接，而其余端子已经相互连接状态。
并且在上述方法及结构中，较佳的是所述控制电路是将模块侧短针端子中的一个模块侧信号针接信号地，另一个通过一个限流电阻后接电源产生上拉信号，并送至控制器的信号接口，使该控制电路能根据电平高低控制所述模块是否开机。
进一步的，所述插接限位装置还包含有限位阀，所述模块插入或者拔出时，在插到限位位置后，需要拨动限位阀，才能再次进行插入或拔出的操作。
并且上述短接操作可于所述插框侧输出接插件的对应信号端子的一侧设有一个信号端子转接板，所述转接板上用短路针将信号针的短针端子短路。
进一步的，所述控制电路与模块侧信号端子的一个端子接信号地，而另一个端子通过一个限流电阻后接电源产生上拉信号，并送至控制器的信号接口以控制模块开机与否。
其中较佳的是，所述端子是采用插针插孔结构，所述短针端子的长度比功率针短3mm。
本发明有益效果在于，本发明借助上述技术方案，实现了可在带电满载状态下进行充电模块热插拔效果。
附图说明
图1为本发明一种充电模块热插拔结构的结构示意图。
图2为本发明一种充电模块热插拔结构的一具体实施例的插框与模块分离时的结构示意图。
图3为本发明一种充电模块热插拔结构的一具体实施例的插框与模块插合过程中的结构示意图。
图4、图5为本发明一种充电模块热插拔结构的一具体实施例的插框与模块结合后的两个角度立体结构示意图。
图6-图8为为本发明一种充电模块热插拔结构的一具体实施例的插框与模块面板之间配合的限位结构局部示意图。
其中：
1…插框侧输出接插件
11…带导线的插框侧输功率针
2…模块侧输出接插件
21…输出正功率针 22…输出负功率针
3…转接板 31短路线
4…控制器接口或相关模拟电路
A、B…插框侧信号针 A’、B’…模块侧信号针。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案做进一步具体的说明。
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明提供了一种充电模块热插拔方法及结构。请参见图1所示，本发明的充电模块热插拔方法是应用于充电桩，该充电桩包含桩体及至少一个充电桩模块，所述充电桩模块和所述桩体之间采用配套的连接件对接方式连接。所述连接件包含位于桩体上的插框侧输出接插件1及模块上的模块侧输出接插件2。
在本具体实施例中，是以对插的插针插孔为例，其中，在输出接插件(插框侧输出接插件1及模块侧输出接插件2)两端上分设插针及插孔，且所述插针插孔可分别定义为功率针和信号针以分别用于功率输出及信号传输。在本具体实施例中，所述插框侧输出接插件1的对应插孔(A、B)的一侧可焊接有一个信号针的转接板3；本发明是将所述信号针组中增设了一组短针，即是将信号插针(A’、B’)的长度，设置为比正常长度的功率针短3mm，并且在转接板3上用短路针31将此组信号针短路(暂定A、B两针)。
然后，在所述模块内部设计有控制电路，该控制电路将模块侧信号针(A’、B’)的两个针中的一个模块侧信号针A’接GND(信号地)，另一个模块侧信号针B’针通过一个限流电阻后接3.2V上拉信号，并送至控制器的信号接口4(也可以用模拟电路实现类似功能)。并且当该信号接口4接收的信号为高电平时，该控制电路能控制所述模块不开机。而当信号为低电平时，该控制电路控制模块开机(本领域技术人员可知晓的是，该逻辑也可反向设置，即高电平开机，低电平关机)。
为了确保热插拔的可靠性，本发明设有相对应的限位结构，即将前面板配合桩体的插框做限位装置，使所述模块在安装进该插框或者从该插框拔出时，不能一次性直接插到位，而是需要首先插到限位位置，然后，需要拨动限位阀，才能再次进行插入或拔出的操作。而模块拔出或者插入时，该限位装置需配合上述长短针之间的差值来设计。
以下具体实施例是以高电平开机，低电平关机为例进行举例说明。当本发明的该具体实施例的模块插入上述插框时，功率针(输出正功率针21、输出负功率针22及导线11之间的触点)先接触，在到达限位装置时，模块处于关机状态，无电流，不会拉弧，而后(拨动限位阀)，再次推进模块，此时信号针AB及A’B’相互接触，此时信号口电平被拉低至GND，控制器接收到低电平后，使模块开机。而当模块拔出时，由于信号针ABA’B’的针较短，会先断开，而到达限位装置锁定的限位位置时，所述功率长针还未断开，此时信号口电位恢复至3.2V，因而所述控制器控制模块关机，而后，继续拔出模块，因此时模块处于关机状态，不会拉弧，可安全拔出。由于模块控制开关机速度远大于人为操作限位阀的速度，所以此设计可以实现模块带电满载热插拔。
参见图2-8所示，分别为本发明一具体实施例的模块与插箱概括示意图，及限位结构局部示意图。模块前面板有可滑动的定位销钉，销钉配合插箱Z型槽控制模块两阶段插入或拔出。模块插入时，销钉进入Z型槽到达一阶段限位，模块功率针全部接插到位，信号针还未接触，不开机，无电流，不会有拉弧。
然后，左右滑动前面板限位开关，使销钉进入Z型槽第二阶段，此时模块可继续推入，最终功率针与信号针均接插到位，模块开机。
而拔出时与插入相反，即先断开信号针，模块关机，滑动限位开关，并于关机状态下拔出整个模块。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种充电模块热插拔结构,所述结构用于充电桩与充电桩模块热插拔连接，该结构包含能相互对插的连接件，所述连接件包含位于桩体上的插框侧输出接插件及模块上的模块侧输出接插件，所述连接件上设有数个连接端子，所述连接端子分为用于功率输出或信号传输的功率端子和信号端子，其特征在于：
所述信号端子中包含有一对短针端子，当所述连接件进行对插连接时，所述短针端子的连接晚于其余端子的连接，
其中，位于插框侧输出接插件上的所述短针端子被短接，而位于模块侧输出接插件上的短针的模块与所述充电桩模块上设置的控制电路连接，所述控制电路检测到的所述短针端子短路状态控制所述充电桩模块是否开机；
在所述充电桩与充电桩模块之间还设有插接限位装置，所述插接限位装置能使所述充电桩模块在安装或者拔出时，首先卡滞到限位位置，然后，才能再次进行插入或拔出的操作，该限位装置的限位位置是处于使短针端子未连接，而其余端子已经相互连接状态；
所述插接限位装置还包含有限位阀，所述充电桩模块插入或者拔出时，在插到限位位置后，需要拨动限位阀，才能再次进行插入或拔出的操作；
所述插框侧输出接插件的对应信号端子的一侧设有一个信号端子转接板，所述转接板上设有短路针将短针端子短路；
一个模块侧信号端子接信号地，而另一个模块侧信号端子通过一个限流电阻后接电源产生上拉信号，并送至控制器的信号接口以控制模块开机与否。
2.根据权利要求1所述的一种充电模块热插拔结构，其特征在于：所述端子是采用插针插孔结构，所述短针端子的长度比功率端子短3mm。
3.一种如权利要求1所述的充电模块热插拔结构的方法, 其特征在于，将充电桩模块可拆卸的设于充电桩的桩体上，所述充电桩模块和所述桩体之间采用配套的连接件对接方式连接，并于所述连接件上设有数个用于功率输出或信号传输的功率端子和信号端子，将所述信号端子中的一对设为短针端子，使所述连接件进行对插连接时，所述短针端子的连接晚于其余端子的连接，或者是在所述充电桩模块从所述桩体上拔出时，所述短针端子的断开早于晚于其余端子；而位于插框侧输出接插件上的所述短针端子被短接，并且位于模块侧输出接插件上的短针的模块与充电桩模块上设置的控制电路连接，并根据控制电路检测到的所述短针端子的状态控制所述充电桩模块是否开机。
4.根据权利要求3所述的一种充电模块热插拔方法，其特征在于，所述充电桩的桩体上设有插框，所述充电桩模块是通过前面板配合所述桩体的插框而插入所述桩体，使所述充电桩模块在安装进该插框或者从该插框拔出时，借助设于一个限位装置使前面板与桩体的插框相配合插入或拔出时，不能一次性直接插到位，而是需要首先插到限位位置，才能再次进行插入或拔出的操作，而且限位装置需配合模块拔出或者插入时的所述述短针端子与其余端子之间的差值进行设计。
5.根据权利要求4所述的一种充电模块热插拔方法，其特征在于，所述限位装置还包含有限位阀，在所述前面板插拔到限位位置后，需要拨动所述限位阀，才能再次进行插入或拔出的操作。
6.根据权利要求5所述的一种充电模块热插拔方法，其特征在于：所述限位阀可带动模块前面板上的可滑动的定位销钉，该定位销插入箱底部前端设置的一个Z型槽，销钉配合插箱Z型槽控制模块两阶段插入或拔出；模块插入时，销钉进入Z型槽到达一阶段限位，模块功率针全部接插到位，信号针还未接触，不开机，无电流，不会有拉弧；
然后，左右滑动前面板限位开关，使销钉进入Z型槽第二阶段，此时模块可继续推入，最终功率针与信号针均接插到位，模块开机；
而拔出时与插入相反，即先断开信号针，模块关机，滑动限位开关，并于关机状态下拔出整个模块。
7.根据权利要求3-6任意一项所述的一种充电模块热插拔方法，其特征在于：所述控制电路是将模块侧短针端子中的一个模块侧信号针接信号地，另一个通过一个限流电阻后接电源产生上拉信号，并送至控制器的信号接口，使该控制电路能根据电平高低控制所述充电桩模块是否开机。
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