CN113285319B - 一种电动车辆用的充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车辆用的充电系统，设置在车体上的且设置有充电插座的充电槽口、充电枪，充电枪上设置有充电插头，充电插头与充电插座配合，所述充电槽口处固定连接有一个卡环，所述充电插座滑动套接在卡环内，所述充电插座的外形制成球体割去小半形状，所述卡环设置为与充电插座球面配合的环形结构，所述充电枪上设置有两个锁孔，所述充电插座上设置有两个锁杆。优点在于：使用时充电枪会连同充电座同步转动，使得充电枪朝向与线缆共线或近似共线，从而降低锁孔与锁杆在垂直与充电枪方向的负荷力，降低充电系统各部件在使用时的损耗，延长使用寿命。

Description

一种电动车辆用的充电系统

技术领域

本发明涉及电动车辆技术领域，尤其涉及一种电动车辆用的充电系统。

背景技术

当前，电动车辆大多通过将充电插头插入充电插座来进行充电。充电缆线和与其连接的插头除了插入充电插座中的一小段外大部分都自由向下垂挂。特别是在以大功率(例如DC充电>50kW)充电时，充电缆线的自重非常高。

由于自重高以及充电插头和充电插座的因制造商而异、与生产相关的公差，同时由于自重高，充电插头与充电插座配合存在较大竖直方向压力，该竖直方向压力垂直与插头与插座的连接方向，故而该压力可能进一步导致充电插头在充电插座中扭转或倾斜的情况，进而导致无法开始充电过程，或充电过程中稍有震动便中止充电。

经检索，公开号为CN112572181A的发明公开了一种用于电动车辆的充电系统，该文件的方案主要为使用支撑件对充电插头的线缆产生支撑效果，但该支撑件仅能对线缆产生竖直方向的支撑力，在实际充电过程中，很多时候由于车辆停放空间较小导致车辆与充电插座距离较远，此时充电线缆则很有可能出现悬空状态，而悬空状态的线缆不仅对充电插头产生竖直向下的拉力，还可能产生平行于车辆前进方向的横向力，上述专利公开的支撑件无法对该力产生应力消除效果，故而使用场所较为有限，为此我们提出了一种可应对横向力较大时也不会影响充电效果的电动车辆充电系统。

发明内容

本发明是为了解决现有技术无法消除沿车辆前进方向应力的问题，而提出的一种电动车辆用的充电系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种电动车辆用的充电系统，包括设置在车体上的充电插座以及充电枪，充电插座上设置有充电槽口，充电枪上设置有充电插头，充电插头与充电插座配合，所述充电槽口处固定连接有一个卡环，所述充电插座滑动套接在卡环内，所述充电插座的外形制成球体割去小半形状，所述卡环设置为与充电插座球面配合的环形结构；

所述充电枪上设置有两个锁孔，所述充电插座上设置有两个锁杆。

在上述的电动车辆用的充电系统中，所述锁杆包括柱体以及球锁头，二者之间胶合固定，所述柱体、球锁头均使用软质材料制成且内部灌装有流体；

每个所述锁杆均通过一根中管连通有一个补液管，所述补液管设置在车体内，所述中管与充电插座的线缆捆绑并拢。

在上述的电动车辆用的充电系统中，所述补液管内密封滑动连接有活塞，所述活塞的一端固定连接有金属弹簧，所述金属弹簧的另一端固定连接在补液管的内壁。

在上述的电动车辆用的充电系统中，所述球锁头远离柱体的一侧固定嵌设有凹状的触电槽，所述触电槽通过导线与金属弹簧电连接，两个所述补液管内的金属弹簧靠近活塞的一端通过恒导线电连接；

所述锁孔包括互相连通的杆孔以及头孔，所述头孔位于杆孔靠近充电枪内部的一侧，所述头孔内固定连接有一个可与触电槽配合的弹性触头，两个所述弹性触头与外界直流电源的正负极连通。

在上述的电动车辆用的充电系统中，所述触电槽连接的导线设置为双层线；所述双层线包括设置在内部的导电内芯、包裹在导电内芯外的绝缘层以及包覆在绝缘层外的外导电层；所述触电槽内壁包覆有绝缘膜且导电内芯贯穿绝缘膜而与触电槽电连接；

所述球锁头靠近柱体一侧的球形面嵌设有多个触电片，所述触电片通过锁头导线与外导电层电连接，所述头孔靠近杆孔的侧壁嵌设有导电环；所述外导电层远离锁头导线的一端延伸至中管并电连接有外导线，所述活塞上设置有控压组件，所述外导线与控压组件连接。

在上述的电动车辆用的充电系统中，所述锁杆内的流体使用电流变液，所述控压组件包括与活塞固定的支架，所述活塞上开设有通孔且通孔处密封胶合有软板，所述支架包覆在软板外，所述软板靠近支架的一侧附有导电膜，所述支架上设置有两个接电端，其中一个接电端与外导线电连接，另一个所述接电端电连接有内导线，两个所述补液管的内导线互相电连接，所述软板受压鼓起时与两个接电端接触。

在上述的电动车辆用的充电系统中，所述杆孔为外大内小的结构，所述杆孔靠近头孔一端的截面为圆形且该圆形的直径小于头孔的球形直径，所述双层线位于柱体内的部分设置为折叠部。

在上述的电动车辆用的充电系统中，所述头孔靠近杆孔一侧的平直侧壁设置有让位板，所述让位板上固定有硬质的卡板，所述卡板上开设有多个卡槽，所述球锁头上设置有可与卡槽配合的卡接组件。

在上述的电动车辆用的充电系统中，所述卡接组件包括多个固定嵌设在球锁头上的硬质环，所述硬质环为空心结构且其内滑动连接有卡块，所述硬质环远离卡块的一端密封连通有胶套。

在上述的电动车辆用的充电系统中，所述让位板设置成橡胶材质的弹性板。

与现有的技术相比，本发明优点在于：

1、使用时充电枪会连同充电插座同步转动，使得充电枪朝向与线缆共线或近似共线，从而降低锁孔与锁杆在垂直与充电枪方向的负荷力，降低充电系统各部件在使用时的损耗，延长使用寿命。

2、当外界因素导致充电枪受剧烈拉扯时，充电枪与充电插座脱离避免连接处应力过大而受损，同时也避免充电枪对外界造成损伤。

附图说明

图1为本发明提出的一种电动车辆用的充电系统的结构示意图；

图2为本发明提出的一种电动车辆用的充电系统中充电枪的结构示意图；

图3为本发明提出的一种电动车辆用的充电系统中充电枪与充电插座配合状态的结构示意图；

图4为本发明提出的一种电动车辆用的充电系统中充电插座的剖视图；

图5为本发明提出的一种电动车辆用的充电系统中锁杆与补液管部分的放大示意图；

图6为本发明提出的一种电动车辆用的充电系统中锁孔部分的放大示意图；

图7为本发明提出的一种电动车辆用的充电系统中双层线的部分结构示意图；

图8为本发明提出的一种电动车辆用的充电系统中硬质环部分的结构示意图。

图中：1车体、2充电枪、3卡环、4充电插座、5锁杆、51柱体、52球锁头、53触电片、54触电槽、55双层线、551导电内芯、552绝缘层、553外导电层、56锁头导线、57折叠部、58中管、6锁孔、61杆孔、62头孔、7弹性触头、8导电环、9补液管、10活塞、11软板、12支架、13金属弹簧、14外导线、15内导线、16恒导线、17卡板、171卡槽、18硬质环、19胶套、20卡块、21让位板。

具体实施方式

参照图1、图4，一种电动车辆用的充电系统，包括设置在车体1上的充电插座4以及充电枪2，充电插座4上设置有充电槽口，充电枪2上设置有充电插头，充电插头与充电插座4配合，二者配合可对电动车进行充电，充电槽口处固定连接有一个卡环3，充电插座4滑动套接在卡环3内，充电插座4的外形制成球体割去小半形状，卡环3设置为与充电插座4球面配合的环形结构，使得充电插座4可在卡环3内进行转动，转动角度受充电插座4的线缆限制，即转动的最大角度为线缆与卡环3壁相抵处；

参照图1-3，充电枪2上设置有两个锁孔6，充电插座4上设置有两个锁杆5，锁杆5卡设在锁孔6内完成二者的锁止，实际使用时，若充电枪2部分对应线缆自重较大，以及线缆产生沿车辆前进方向的拉力时，则充电枪2会连同充电插座4同步转动（图3所示为转动后状态），使得充电枪2朝向与线缆共线或近似共线，此时充电枪2所受线缆拉力在垂直于充电枪2方向的力会大幅缩减甚至消失，从而降低锁孔6与锁杆5在垂直与充电枪2方向的负荷力，降低充电系统各部件在使用时的损耗，延长使用寿命。

参照图5，锁杆5包括柱体51以及球锁头52，二者之间胶合固定，柱体51、球锁头52均使用软质材料制成且内部灌装有流体，每个锁杆5均通过一根中管58连通有一个补液管9，补液管9可向锁杆5内补充流体而使其膨胀，使得锁杆5可与锁孔6更加完美的配合，降低各配件因制造公差等情况产生的配合误差，补液管9设置在车体1内，中管58与充电插座4的线缆捆绑并拢，补液管9的位置并不受限定，只需设置在充电插座4附近即可。

补液管9内密封滑动连接有活塞10，活塞10的一端固定连接有金属弹簧13，金属弹簧13的另一端固定连接在补液管9的内壁，金属弹簧13通电时会在其各匝金属处产生同向磁场而互相吸引，进而使得金属弹簧13收缩带动活塞10移动，从而将补液管9内的流体挤压至锁杆5内进行补充，使锁杆5膨胀而与锁孔6更好地配合。

球锁头52远离柱体51的一侧固定嵌设有凹状的触电槽54，触电槽54通过导线与金属弹簧13电连接，两个补液管9内的金属弹簧13靠近活塞10的一端通过恒导线16电连接，用于向金属弹簧13供电；

参照图6，锁孔6包括互相连通的杆孔61以及头孔62，头孔62位于杆孔61靠近充电枪2内部的一侧，头孔62内固定连接有一个可与触电槽54配合的弹性触头7，两个弹性触头7与外界直流电源的正负极连通，弹性触头7与触电槽54配合时，金属弹簧13通电使补液管9内的流体挤压至锁杆5内。

参照图7，触电槽54连接的导线设置为双层线55；双层线55包括设置在内部的导电内芯551、包裹在导电内芯551外的绝缘层552以及包覆在绝缘层552外的外导电层553；触电槽54内壁包覆有绝缘膜且导电内芯551贯穿绝缘膜而与触电槽54电连接，导电内芯551持续向金属弹簧13供电，保证在整个充电过程中金属弹簧13均有收缩的趋势；

参照图5，球锁头52靠近柱体51一侧的球形面嵌设有多个触电片53，触电片53通过锁头导线56与外导电层553电连接，头孔62靠近杆孔61的侧壁嵌设有导电环8，锁杆5装配至锁孔6内部后，触电片53与导电环8直接接触，从而使得外导线14与导电环8电连接；外导电层553远离锁头导线56的一端延伸至中管58并电连接有外导线14，活塞10上设置有控压组件，外导线14与控压组件连接，当锁杆5内压强达到设定值时，外导线14通电而使锁杆5内的电流变液处于电场作用下，电流变液通电变为固态则无法变形，且此时锁杆5与锁孔6完全接触，可抵抗更大的侧向力而不侧移，避免充电枪2与充电插座4因横向位移而导致充电中止。

锁杆5内的流体使用电流变液，电流变液在处于电场环境下时，会产生从液相到固相的状态变化，控压组件包括与活塞10固定的支架12，活塞10上开设有通孔且通孔处密封胶合有软板11，支架12包覆在软板11外，软板11靠近支架12的一侧附有导电膜，支架12上设置有两个接电端，其中一个接电端与外导线14电连接，另一个接电端电连接有内导线15，两个补液管9的内导线15互相电连接，软板11受压鼓起时与两个接电端接触，金属弹簧13收缩使锁杆5和中管58内的压强增大，而外导电层553的端部位于中管58处，即为当压强增大使软板11膨胀至导电膜与两个接电端接触时，锁杆5和中管58处的电流变液感受到电场并固化，由于补液管9为硬质材质制成，故而其内的液态电流变液无法再受挤压而运动至中管58内。

参照图2，杆孔61的外侧为腰圆形，而其靠近头孔62的一侧为正圆形（此正圆形在图中无法看出），故而杆孔61为外大内小的结构，使得在进行充电枪2插接时，无需精确对准即可将锁杆5插入至杆孔61内，且在插接完成后，锁杆5会膨胀而使其与杆孔61充分接触，故而外大内小的结构并不会影响二者之间的连接稳定性，杆孔61靠近头孔62一端的截面为正圆形且该圆形的直径小于头孔62的球形直径，双层线55位于柱体51内的部分设置为折叠部57，值得说明的是：此处的折叠部不可设为单股螺旋状，否则通电会产生类似与金属弹簧13的收缩效果，可弯折成双股后绕设成螺旋或直接乱序堆放；

参照图6，头孔62靠近杆孔61一侧的平直侧壁设置有让位板，让位板上固定有硬质的卡板17，卡板17上开设有多个卡槽171，球锁头52上设置有可与卡槽171配合的卡接组件；卡接组件可使得锁杆5更好的锁止在锁孔6内；

参照图8，卡接组件包括多个固定嵌设在球锁头52上的硬质环18，硬质环18为空心结构且其内滑动连接有卡块20，硬质环18远离卡块20的一端密封连通有胶套19；胶套19受锁杆5内压强增大而收缩，从而其内的流体（此处为气体即可）推动卡块20进入卡槽171，完成锁止。

进一步说明的是：当充电枪2的线缆因人为踩踏或自行车行驶碾压时，充电枪2会受到瞬间很大的拉力，此拉力会传递至锁杆5处会瞬间压让位板而使得锁杆5相对锁孔6运动一段距离，此时触电片53与导电环8脱离接触，电流变液断电恢复液态（弹性触头7可伸长而保持金属弹簧13处于通电状态），锁杆5可在巨大拉力下伸长（充电插头会与充电插座4脱离），伸长时补液管9会同步向其内补充液态，从而保证卡接装置保持锁止状态，即为虽然充电枪2与车体1的位置脱离，但二者之间仍有锁杆5的连接，避免脱离的充电枪2崩至行人造成伤害、或弹射至车体1表面造成车漆受损。从而实现了：当外界因素导致充电枪2受剧烈拉扯时，充电枪2与充电插座4脱离避免连接处应力过大而受损，同时也避免充电枪2对外界造成损伤。

Claims (5)

1.一种电动车辆用的充电系统，包括设置在车体（1）上的充电插座（4）以及充电枪（2），充电插座（4）上设置有充电槽口，充电枪（2）上设置有充电插头，充电插头与充电插座（4）配合，其特征在于，所述充电槽口处固定连接有一个卡环（3），所述充电插座（4）滑动套接在卡环（3）内，所述充电插座（4）的外形制成球体割去小半形状，所述卡环（3）设置为与充电插座（4）球面配合的环形结构；

所述充电枪（2）上设置有两个锁孔（6），所述充电插座（4）上设置有两个锁杆（5）；

所述锁杆（5）包括柱体（51）以及球锁头（52），二者之间胶合固定，所述柱体（51）、球锁头（52）均使用软质材料制成且内部灌装有流体；

每个所述锁杆（5）均通过一根中管（58）连通有一个补液管（9），所述补液管（9）设置在车体（1）内，所述中管（58）与充电插座（4）的线缆捆绑并拢；

所述补液管（9）内密封滑动连接有活塞（10），所述活塞（10）的一端固定连接有金属弹簧（13），所述金属弹簧（13）的另一端固定连接在补液管（9）的内壁；

所述球锁头（52）远离柱体（51）的一侧固定嵌设有凹状的触电槽（54），所述触电槽（54）通过导线与金属弹簧（13）电连接，两个所述补液管（9）内的金属弹簧（13）靠近活塞（10）的一端通过恒导线（16）电连接；

所述锁孔（6）包括互相连通的杆孔（61）以及头孔（62），所述头孔（62）位于杆孔（61）靠近充电枪（2）内部的一侧，所述头孔（62）内固定连接有一个可与触电槽（54）配合的弹性触头（7），两个所述弹性触头（7）与外界直流电源的正负极连通；

所述触电槽（54）连接的导线设置为双层线（55）；所述双层线（55）包括设置在内部的导电内芯（551）、包裹在导电内芯（551）外的绝缘层（552）以及包覆在绝缘层（552）外的外导电层（553）；所述触电槽（54）内壁包覆有绝缘膜且导电内芯（551）贯穿绝缘膜而与触电槽（54）电连接；

所述球锁头（52）靠近柱体（51）一侧的球形面嵌设有多个触电片（53），所述触电片（53）通过锁头导线（56）与外导电层（553）电连接，所述头孔（62）靠近杆孔（61）的侧壁嵌设有导电环（8）；所述外导电层（553）远离锁头导线（56）的一端延伸至中管（58）并电连接有外导线（14），所述活塞（10）上设置有控压组件，所述外导线（14）与控压组件连接；

所述锁杆（5）内的流体使用电流变液，所述控压组件包括与活塞（10）固定的支架（12），所述活塞（10）上开设有通孔且通孔处密封胶合有软板（11），所述支架（12）包覆在软板（11）外，所述软板（11）靠近支架（12）的一侧附有导电膜，所述支架（12）上设置有两个接电端，其中一个接电端与外导线（14）电连接，另一个所述接电端电连接有内导线（15），两个所述补液管（9）的内导线（15）互相电连接，所述软板（11）受压鼓起时与两个接电端接触。

2.根据权利要求1所述的一种电动车辆用的充电系统，其特征在于，所述杆孔（61）为外大内小的结构，所述杆孔（61）靠近头孔（62）一端的截面为圆形且该圆形的直径小于头孔（62）的球形直径，所述双层线（55）位于柱体（51）内的部分设置为折叠部（57）。

3.根据权利要求1所述的一种电动车辆用的充电系统，其特征在于，所述头孔（62）靠近杆孔（61）一侧的平直侧壁设置有让位板，所述让位板上固定有硬质的卡板（17），所述卡板（17）上开设有多个卡槽（171），所述球锁头（52）上设置有可与卡槽（171）配合的卡接组件。

4.根据权利要求3所述的一种电动车辆用的充电系统，其特征在于，所述卡接组件包括多个固定嵌设在球锁头（52）上的硬质环（18），所述硬质环（18）为空心结构且其内滑动连接有卡块（20），所述硬质环（18）远离卡块（20）的一端密封连通有胶套（19）。

5.根据权利要求3所述的一种电动车辆用的充电系统，其特征在于，所述让位板（21）设置成橡胶材质的弹性板。

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