CN114475309A - 一种自动断电保护型汽车充电桩 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动断电保护型汽车充电桩，包括充电桩主体以及与充电桩主体电连接的充电枪，所述充电桩主体连接有输电管，输电管延伸至充电桩主体外部的一端连接有断电防护机构，且断电防护机构和充电枪之间通过防拉扯连接机构可拆卸式连接。该自动断电保护型汽车充电桩，可对充电枪和充电桩主体之间的电连接进行控制，充电时控制两者连接诶，充电结束后控制两者断开，安全性更高，且断电防护机构具有一定的抗拉扯缓冲功能，当充电枪与车辆未断开连接且车辆移动时，可以具有一定的延展效果防止充电枪被拉断，若车辆施加充电枪的拉力过大时，防拉扯连接机构和断电防护机构直接断开，可减少充电桩的损伤，降低危险程度。

Description

一种自动断电保护型汽车充电桩
技术领域
本发明属于充电桩领域，具体涉及一种自动断电保护型汽车充电桩。
背景技术
充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。
按安装方式分可分为落地式充电桩、挂壁式充电桩。落地式充电桩适合安装在不靠近墙体的停车位。挂壁式充电桩适合安装在靠近墙体的停车位。按安装地点分按照安装地点，可分为公共充电桩和专用充电桩。公共充电桩是建设在公共停车场(库)结合停车泊位，为社会车辆提供公共充电服务的充电桩。专用充电桩是建设单位(企业)自有停车场(库)，为单位(企业)内部人员使用的充电桩。自用充电桩是建设在个人自有车位(库)，为私人用户提供充电的充电桩。充电桩一般结合停车场(库)的停车位建设。安装在户外的充电桩防护等级不应低于IP54。安装在户内的充电桩防护等级不应低于IP32。按充电接口数分可分为一桩一充和一桩多充。按充电方式分充电桩(栓)可分为直流充电桩(栓)，交流充电桩(栓)和交直流一体充电桩(栓)。
目前常见的充电桩均具备电路安全控制系统，当出现短路等情况时可以自动切断电路，但是充电桩主体和充电枪的连接大多是固定连接，无法自动化控制充电枪和充电桩主体的连接或断开过程，若充电桩内部电路出现故障而无法控制电路通断时，充电枪则任会处于供电状态，使用者使用时较为危险，而当驾驶者未将车辆和充电枪断开连接时，就启动车辆驶离时，常规的充电枪会被拉断甚至会将充电桩主体拉倒，危险性较高。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的一种自动断电保护型汽车充电桩。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种自动断电保护型汽车充电桩，包括充电桩主体以及与充电桩主体电连接的充电枪，所述充电桩主体连接有输电管，输电管延伸至充电桩主体外部的一端连接有断电防护机构，且断电防护机构和充电枪之间通过防拉扯连接机构可拆卸式连接，所述断电防护机构用于控制输电管与充电枪连接以及断开过程，所述充电桩主体内设有温度传感器，温度传感器与断电防护机构电连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述断电防护机构包括连接在输电管一端外壁上的第一连接板、连接在第一连接板一侧壁上防护囊体、连接在防护囊体一端的第二连接板、连接在第一连接板和第二连接板之间的弹簧和调节机构以及连接在第一连接板一侧壁上的限位机构，所述调节机构用于调节第一连接板和第二连接板之间的距离，所述限位机构用于限制弹簧的伸展，所述第二连接板通过防拉扯连接机构与充电枪可拆卸式连接，弹簧、限位机构和调节机构均位于防护囊体内。
作为本发明的进一步优化方案，所述调节机构包括连接在第一连接板一侧壁上的第一电机、连接在第一电机输出轴上的丝杆、连接在第二连接板一侧壁上的套管以及设于套管内的螺纹孔，螺纹孔与丝杆相配合设置。
作为本发明的进一步优化方案，所述限位机构包括连接在第一连接板一侧壁上的支架、控制器、连接在控制器上的连接管、连接在连接管上的第二电机、设于支架上的旋转槽、活动连接在旋转槽内的主动齿轮和从动齿轮、设于从动齿轮上的扇形切槽、连接在扇形切槽处的连接杆以及连接在连接杆一端的限位件，所述第二电机的输出轴上连接有第一转轴，第一转轴与主动齿轮连接，所述从动齿轮和旋转槽之间连接有第二转轴，主动齿轮和从动齿轮啮合，所述充电桩主体、温度传感器、第一电机和第二电机均与控制器电连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述防拉扯连接机构包括连接在第二连接板另一侧壁上的第一连接环体、连接在充电枪一端外壁上的固定环体、连接在固定环体外壁上的连接环板、连接在连接环板外壁的内旋环体以及活动连接在内旋环体上的第二连接环体，所述第二连接环体内壁上设有与内旋环体相配合的环形旋转槽，第一连接环体和第二连接环体可拆卸式连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述第一连接环体的内壁上设有内螺纹，第二连接环体的外壁上设有与内螺纹相配合的外螺纹。
作为本发明的进一步优化方案，所述第一连接板上设有若干个第一通气孔，第一通气孔内设有防水透气薄膜，所述第二连接板上设有第二通气孔，第一连接板和充电桩主体可拆卸式连接，第二通气孔和充电桩主体内部连通。
作为本发明的进一步优化方案，所述第二连接板的中部设有供充电枪一端插入的插孔，插孔处设有防水密封件，所述充电枪的一端设有第一硬性管，第一硬性管上设有卡槽，且卡槽上设有若干个导电插孔，充电枪内的电线分别与相应的导电插孔电连接，所述输电管的一端连接有第二硬性管，第二硬性管的一端设有与卡槽相配合的卡块，卡块上连接有若干个与导电插孔相配合的导电插杆，输电管内的电线分别与相对应的导电插杆电连接。
本发明的有益效果在于：
1)本发明可对充电枪和充电桩主体之间的电连接进行控制，充电时控制两者连接，充电结束后控制两者断开，配合充电桩电路充电的自动控制使用，安全性更高，且断电防护机构具有一定的抗拉扯缓冲功能，当充电枪与车辆未断开连接且车辆移动时，可以具有一定的延展效果防止充电枪被拉断，若车辆施加充电枪的拉力过大时，防拉扯连接机构和断电防护机构直接断开，可减少充电桩的损伤，降低危险程度；
2)本发明结构简单，稳定性高，设计合理，便于实现。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的断电防护机构的结构示意图；
图3是本发明主动齿轮和从动齿轮的相配合视图；
图4是本发明支架和限位件的相配合视图；
图5是本发明图2中A处的放大视图；
图6是本发明的第一连接环体和第二连接环体的相配合视图；
图7是本发明的充电枪和输电管的相配合视图。
图中：1、充电桩主体；101、输电管；1010、导电插杆；2、充电枪；201、卡槽；202、导电插孔；3、断电防护机构；301、第一连接板；3010、第一通气孔；302、第二连接板；3020、第二通气孔；303、防护囊体；304、弹簧；305、第一电机；306、丝杆；307、套管；3070、螺纹孔；308、控制器；309、连接管；310、第二电机；311、支架；312、旋转槽；313、主动齿轮；314、第一转轴；315、从动齿轮；3150、扇形切槽；316、第二转轴；317、连接杆；318、限位件；4、防拉扯连接机构；401、第一连接环体；4010、内螺纹；402、固定环体；403、连接环板；404、内旋环体；405、第二连接环体；4050、外螺纹。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1-7所示，一种自动断电保护型汽车充电桩，包括充电桩主体1以及与充电桩主体1电连接的充电枪2，充电桩主体1连接有输电管101，输电管101延伸至充电桩主体1外部的一端连接有断电防护机构3，且断电防护机构3和充电枪2之间通过防拉扯连接机构4可拆卸式连接，断电防护机构3用于控制输电管101与充电枪2连接以及断开过程，充电桩主体1内设有温度传感器，温度传感器与断电防护机构3电连接。
可对充电枪2和充电桩主体1之间的电连接进行控制，充电时控制两者连接，充电结束后控制两者断开，配合充电桩电路充电的自动控制使用，安全性更高，且断电防护机构3具有一定的抗拉扯缓冲功能，当充电枪2与车辆未断开连接且车辆移动时，可以具有一定的延展效果防止充电枪2被拉断，若车辆施加充电枪2的拉力过大时，防拉扯连接机构4和断电防护机构3直接断开，可减少充电桩的损伤，降低危险程度，温度传感器检测到充电桩主体1内出现温度过高的情况时，也会向断电防护机构3传输信号，使得充电枪2和充电桩主体1断开连接，安全性较高。
其中，如图2所示，断电防护机构3包括连接在输电管101一端外壁上的第一连接板301、连接在第一连接板301一侧壁上防护囊体303、连接在防护囊体303一端的第二连接板302、连接在第一连接板301和第二连接板302之间的弹簧304和调节机构以及连接在第一连接板301一侧壁上的限位机构，调节机构用于调节第一连接板301和第二连接板302之间的距离，限位机构用于限制弹簧304的伸展，第二连接板302通过防拉扯连接机构4与充电枪2可拆卸式连接，弹簧304、限位机构和调节机构均位于防护囊体303内。
如图2所示，调节机构包括连接在第一连接板301一侧壁上的第一电机305、连接在第一电机305输出轴上的丝杆306、连接在第二连接板302一侧壁上的套管307以及设于套管307内的螺纹孔3070，螺纹孔3070与丝杆306相配合设置。
如图2、图3和图4所示，限位机构包括连接在第一连接板301一侧壁上的支架311、控制器308、连接在控制器308上的连接管309、连接在连接管309上的第二电机310、设于支架311上的旋转槽312、活动连接在旋转槽312内的主动齿轮313和从动齿轮315、设于从动齿轮315上的扇形切槽3150、连接在扇形切槽3150处的连接杆317以及连接在连接杆317一端的限位件318，第二电机310的输出轴上连接有第一转轴314，第一转轴314与主动齿轮313连接，从动齿轮315和旋转槽312之间连接有第二转轴316，主动齿轮313和从动齿轮315啮合，充电桩主体1、温度传感器、第一电机305和第二电机310均与控制器308电连接。控制器308为现有技术，在此不再赘述。
如图2和图7所示，第二连接板302的中部设有供充电枪2一端插入的插孔，插孔处设有防水密封件，充电枪2的一端设有第一硬性管，第一硬性管上设有卡槽201，且卡槽201上设有若干个导电插孔202，充电枪2内的电线分别与相应的导电插孔202电连接，输电管101的一端连接有第二硬性管，第二硬性管的一端设有与卡槽201相配合的卡块，卡块上连接有若干个与导电插孔202相配合的导电插杆1010，输电管101内的电线分别与相对应的导电插杆1010电连接。充电枪2和输电管101连接时，导电插杆1010插入导电插孔202内，断开时，导电插杆1010从导电插孔202中拔出。
断电防护机构3在工作时，分别为通电工作状态和断电工作状态；
通电工作状态具体为，控制器308接收信号并控制第一电机305工作，第一电机305驱动丝杆306转动并使得丝杆306旋入套管307内，与此同时套管307沿着丝杆306相向运动并带动第二连接板302向第一连接板301的位置移动，缩短两者之间的距离，随着距离的缩小，直至输电管101和充电枪2连接后，充电枪2和充电桩主体1之间电连接，同时控制第二电机310工作，通过第二电机310驱动第一转轴314驱动主动齿轮313转动，主动齿轮313转动后驱动从动齿轮315转动并带动连接杆317和限位件318进行一定角度的转动，直至限位件318卡在压缩的弹簧304上，并对弹簧304进行限位，此时断开第一电机305和第二电机310的供电即可，充电枪2和充电桩主体1之间处于稳定的电连接状态；
断电工作状态具体为，控制器308接收断电信号后驱动第二电机310反转，第二电机310驱动主动齿轮313转动，主动齿轮313驱动从动齿轮315反向转动并带动限位件318从弹簧304上脱离，此时弹簧304伸展，第一连接板301和第二连接板302距离拉长，输电管101和充电枪2断开连接，安全性较高，同时弹簧304具有一定的缓冲效果，可以防止充电枪2受外力影响而扯断，同时，防护囊体303可以防护充电枪2和输电管101的连接处，免受外界因素的影响，安全性较高，需要注意的是，第一连接板301和第二连接板302距离增加时，第二连接板302带动套管307移动，此时的丝杆306是处于可转动的状态，随着套管307移动，丝杆306在套管307内做适应性的转动。
其中，如图2、图5和图6所示，防拉扯连接机构4包括连接在第二连接板302另一侧壁上的第一连接环体401、连接在充电枪2一端外壁上的固定环体402、连接在固定环体402外壁上的连接环板403、连接在连接环板403外壁的内旋环体404以及活动连接在内旋环体404上的第二连接环体405，第二连接环体405内壁上设有与内旋环体404相配合的环形旋转槽，第一连接环体401和第二连接环体405可拆卸式连接。其中，连接环板403的厚度较小，但足以抵抗弹簧304所施加的最大力度，当连接环板403受力大于弹簧304所能施加的最大力时，此为一个范围，可根据充电桩主体1所能承受的最大外力来进行适应性的设置，通过调节连接环板403的材质或厚度即可，确保充电桩主体1不受到影响而断裂或倾倒的前提下，连接环板403在此外力作用下断裂，第二连接环体405和固定环体402之间脱离，此时，充电枪2和断电防护机构3脱离，可以有效的防止车辆拉扯充电枪2而将充电枪2扯断或将充电桩主体1拉倒，安全性更高。
第一连接环体401的内壁上设有内螺纹4010，第二连接环体405的外壁上设有与内螺纹4010相配合的外螺纹4050。
第一连接板301上设有若干个第一通气孔3010，第一通气孔3010内设有防水透气薄膜，第二连接板302上设有第二通气孔3020，第一连接板301和充电桩主体1可拆卸式连接，第二通气孔3020和充电桩主体1内部连通。
当出现驾驶者未将车辆和充电枪2断开连接就直接将车辆驶离充电桩的情况时，充电枪2随着车辆的移动而移动，随着车辆施加给充电枪2的拉力逐渐增大，弹簧304随之伸展变形，起到一定的缓冲效果，随着力度的逐渐增加，连接环板403在此外力作用下断裂，第二连接环体405和固定环体402之间脱离，此时，充电枪2和断电防护机构3脱离，可以有效的防止车辆拉扯充电枪2而将充电枪2扯断或将充电桩主体1拉倒，安全性更高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动断电保护型汽车充电桩，包括充电桩主体(1)以及与充电桩主体(1)电连接的充电枪(2)，其特征在于：所述充电桩主体(1)连接有输电管(101)，输电管(101)延伸至充电桩主体(1)外部的一端连接有断电防护机构(3)，且断电防护机构(3)和充电枪(2)之间通过防拉扯连接机构(4)可拆卸式连接，所述断电防护机构(3)用于控制输电管(101)与充电枪(2)连接以及断开过程，所述充电桩主体(1)内设有温度传感器，温度传感器与断电防护机构(3)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动断电保护型汽车充电桩，其特征在于：所述断电防护机构(3)包括连接在输电管(101)一端外壁上的第一连接板(301)、连接在第一连接板(301)一侧壁上防护囊体(303)、连接在防护囊体(303)一端的第二连接板(302)、连接在第一连接板(301)和第二连接板(302)之间的弹簧(304)和调节机构以及连接在第一连接板(301)一侧壁上的限位机构，所述调节机构用于调节第一连接板(301)和第二连接板(302)之间的距离，所述限位机构用于限制弹簧(304)的伸展，所述第二连接板(302)通过防拉扯连接机构(4)与充电枪(2)可拆卸式连接，弹簧(304)、限位机构和调节机构均位于防护囊体(303)内。
3.根据权利要求2所述的一种自动断电保护型汽车充电桩，其特征在于：所述调节机构包括连接在第一连接板(301)一侧壁上的第一电机(305)、连接在第一电机(305)输出轴上的丝杆(306)、连接在第二连接板(302)一侧壁上的套管(307)以及设于套管(307)内的螺纹孔(3070)，螺纹孔(3070)与丝杆(306)相配合设置。
4.根据权利要求2所述的一种自动断电保护型汽车充电桩，其特征在于：所述限位机构包括连接在第一连接板(301)一侧壁上的支架(311)、控制器(308)、连接在控制器(308)上的连接管(309)、连接在连接管(309)上的第二电机(310)、设于支架(311)上的旋转槽(312)、活动连接在旋转槽(312)内的主动齿轮(313)和从动齿轮(315)、设于从动齿轮(315)上的扇形切槽(3150)、连接在扇形切槽(3150)处的连接杆(317)以及连接在连接杆(317)一端的限位件(318)，所述第二电机(310)的输出轴上连接有第一转轴(314)，第一转轴(314)与主动齿轮(313)连接，所述从动齿轮(315)和旋转槽(312)之间连接有第二转轴(316)，主动齿轮(313)和从动齿轮(315)啮合，充电桩主体(1)、温度传感器、第一电机(305)和第二电机(310)均与控制器(308)电连接。
5.根据权利要求2所述的一种自动断电保护型汽车充电桩，其特征在于：所述防拉扯连接机构(4)包括连接在第二连接板(302)另一侧壁上的第一连接环体(401)、连接在充电枪(2)一端外壁上的固定环体(402)、连接在固定环体(402)外壁上的连接环板(403)、连接在连接环板(403)外壁的内旋环体(404)以及活动连接在内旋环体(404)上的第二连接环体(405)，所述第二连接环体(405)内壁上设有与内旋环体(404)相配合的环形旋转槽，第一连接环体(401)和第二连接环体(405)可拆卸式连接。
6.根据权利要求5所述的一种自动断电保护型汽车充电桩，其特征在于：所述第一连接环体(401)的内壁上设有内螺纹(4010)，第二连接环体(405)的外壁上设有与内螺纹(4010)相配合的外螺纹(4050)。
7.根据权利要求2所述的一种自动断电保护型汽车充电桩，其特征在于：所述第一连接板(301)上设有若干个第一通气孔(3010)，第一通气孔(3010)内设有防水透气薄膜，所述第二连接板(302)上设有第二通气孔(3020)，第一连接板(301)和充电桩主体(1)可拆卸式连接，第二通气孔(3020)和充电桩主体(1)内部连通。
8.根据权利要求2所述的一种自动断电保护型汽车充电桩，其特征在于：所述第二连接板(302)的中部设有供充电枪(2)一端插入的插孔，插孔处设有防水密封件，所述充电枪(2)的一端设有第一硬性管，第一硬性管上设有卡槽(201)，且卡槽(201)上设有若干个导电插孔(202)，充电枪(2)内的电线分别与相应的导电插孔(202)电连接，所述输电管(101)的一端连接有第二硬性管，第二硬性管的一端设有与卡槽(201)相配合的卡块，卡块上连接有若干个与导电插孔(202)相配合的导电插杆(1010)，输电管(101)内的电线分别与相对应的导电插杆(1010)电连接。
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