CN114784579B

CN114784579B - 一种安全性高的新能源汽车充电枪及使用方法

Info

Publication number: CN114784579B
Application number: CN202210551295.6A
Authority: CN
Inventors: 卢佳园; 程鹏; 陈龙; 鲁守卿
Original assignee: Chongqing Vocational College of Transportation
Current assignee: Chongqing Vocational College of Transportation
Priority date: 2022-05-18
Filing date: 2022-05-18
Publication date: 2023-05-09
Anticipated expiration: 2042-05-18
Also published as: CN114784579A; JP7384499B2; JP2023040254A

Abstract

本发明公开了一种安全性高的新能源汽车充电枪及使用方法，属于新能源汽车充电技术领域，一种安全性高的新能源汽车充电枪，包括枪体和充电头，所述枪体包括外壳主体和空心握柄，所述空心握柄设置于外壳主体下侧，且空心握柄内设置有充电模块，通过设置的枪体和充电头，枪体和充电头的分离式结构，便于根据需求更换不同型号接头的充电头，提高了充电枪的适用范围，通过设置的紧急分离机构，紧急分离机构能够在过载高温或者进水等故障时触发，通过起爆器引爆爆炸气体发生剂将分离座推出，实现推动枪体与充电头分离的功能，能够在充电枪故障时，及时有效的断开电源与新能源汽车之间的电路，避免事故进一步升级，减少人员和经济损失。

Description

一种安全性高的新能源汽车充电枪及使用方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车充电技术领域，具体是一种安全性高的新能源汽车充电枪及使用方法。

背景技术

随着能源的消耗与环境的污染，越来越多的新能源汽车出现在路上，新能源汽车对比于传统的燃油车来说，不需要燃烧汽油，没有排放，且电能可以通过许多可再生的清洁能源获得，因此新能源汽车更加环保，而对于新能源汽车来说，电能是必不可少能源，需要使用充电枪为其提供行驶所需的电能。

现有技术中，安全问题是充电枪设计过程中需要重点考虑的，充电枪应具备过欠压保护、防雷保护、输出短路保护、漏电保护及过流保护等保护装置，并且内有漏电保护器，在待机或充电过程中如出现漏电情况会及时跳闸，保护用户人身安全。但是由于漏电保护器的保护作用有限，无法及时将充电枪与汽车充电口断开，存在一定的安全隐患，如漏电保护器故障或者充电枪防水圈失效导致进水，此时过载电流会保持持续接通，导致汽车电路烧毁，甚至会导致起火事故，十分危险，为此，我们提出了一种安全性高的新能源汽车充电枪及使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全性高的新能源汽车充电枪，它可以实现异常状态自动断开保障新能源汽车充电的安全性。

本发明的第二个目的在于提供上述充电枪的使用方法。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种安全性高的新能源汽车充电枪，包括，

枪体，所述枪体包括外壳主体和空心握柄，所述空心握柄设置于外壳主体下侧，且空心握柄内设置有充电模块，所述外壳主体后端设置有负压固定机构，所述外壳主体的内腔前端设置有插头接电座；以及，

充电头，所述充电头包括充电插头和连接插块，所述充电插头与新能源汽车充电口相匹配，且连接插块插设于外壳主体的前端，所述充电插头通过连接插块与插头接电座接触通电；以及，

紧急分离机构，所述紧急分离机构埋设于插头接电座的中心，且紧急分离机构与连接插块接触。

作为本发明的一种优选方案，所述紧急分离机构包括分离座、爆炸气体发生剂、起爆器和异常监测器，所述分离座设置于插头接电座的前侧圆形插槽最前端，所述分离座的后端空腔内填充有爆炸气体发生剂，且分离座后端设置有出气孔，所述分离座的后端空腔前端设置有起爆器，且分离座的后端中心设置有异常监测器，所述异常监测器与起爆器电性连接。

作为本发明的一种优选方案，所述分离座的后端固定连接有膨胀气囊，所述分离座的后端出气孔与膨胀气囊内腔连通。

作为本发明的一种优选方案，所述异常监测器包括温度传感器、水浸传感器和纽扣电池。

作为本发明的一种优选方案，所述充电模块包括充电电路板和漏电保护器，所述充电电路板通过空心握柄下端导线连接电源，所述插头接电座的前端埋设有多个枪体接触导电块，且充电电路板的输出端通过漏电保护器与插头接电座内多个枪体接触导电块电性连接。

作为本发明的一种优选方案，所述充电插头的前端开设有多个接电槽，且每个接电槽内均设置有接电杆，所述充电插头的后端设置有连接插块，所述连接插块的后侧设置有多个充电头接触导电块，多个所述充电头接触导电块和多个所述接电杆一一对应电性连接，多个充电头接触导电块与枪体接触导电块一一对应接触导电。

作为本发明的一种优选方案，所述负压固定机构包括负压活塞、抽气阀和抽气嘴，所述负压活塞滑动连接于外壳主体内腔后端，且抽气阀和抽气嘴设置于外壳主体的后端中心。

作为本发明的一种优选方案，所述充电插头朝向外壳主体的一侧边缘设置有充电头磁力吸附块，且外壳主体朝向充电插头的一侧边缘卡接固定有枪体磁力吸附块，所述充电头磁力吸附块与枪体磁力吸附块位置对应，且充电头磁力吸附块和枪体磁力吸附块相对一侧磁极相反。

作为本发明的一种优选方案，所述外壳主体朝向充电插头的一侧设置有接触密封垫。

上述一种安全性高的新能源汽车充电枪的使用方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

S1、选取对应新能源汽车充电口型号的充电头，并且充电头插入汽车充电口中；

S2、将枪体与充电头对接固定；

S3、通过负压固定机构将外壳主体的后端空腔抽负压，使得负压活塞后移，继而使外壳主体的内腔前侧保持负压状态；

S4、开启将充电模块连接电源，使得枪体和充电头配合向充电口输入电流对新能源汽车进行充电；

S5、当充电过程没有异常状况时，正常充电直到完成后，反向操作，取下枪体和充电头并放回；

S6、当新能源汽车充电口过载或者进水时，漏电保护器产生感应断开电源，电源供应设备发出报警信号，工作人员收到报警信号进行进给处理；

S7、当漏电保护器断开失效，导致充电口处电流持续过载时，枪体接触导电块和充电头接触导电块接触处产生大量热量，异常监测器感应高温后驱动起爆器触发，引爆爆炸气体发生剂，使得膨胀气囊充气膨胀，将分离座顶出，从而推动连接插块，使得充电头与枪体分离，彻底断开电源，完成对新能源汽车和充电设备的保护，避免事故进一步升级，枪体与充电头物理断开时，电源供应设备发出报警信号，工作人员收到报警信号进行进给处理。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本方案通过设置的枪体和充电头，枪体和充电头的分离式结构，便于根据需求更换不同型号接头的充电头，提高了充电枪的适用范围，并且枪体和充电头通过负压吸附固定，固定结构更加牢固，同时内部接电处的负压环境隔绝氧气，能够有效降低火灾的发生概率，并且降低内部元件的老化速度，通过设置的紧急分离机构，紧急分离机构能够在过载高温或者进水等故障时触发，通过起爆器引爆爆炸气体发生剂将分离座推出，实现推动枪体与充电头分离的功能，能够在充电枪故障时，及时有效的断开电源与新能源汽车之间的电路，避免事故进一步升级，减少人员和经济损失。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为本发明的侧剖视图。

图3为本发明图2中A处的放大图。

图4为本发明中对应插头接电座中心的截面结构图。

图5为本发明的使用流程图。

图中标号说明：

100、枪体；101、外壳主体；102、空心握柄；103、充电电路板；104、漏电保护器；105、插头接电座；106、枪体接触导电块；107、枪体磁力吸附块；108、负压活塞；109、抽气阀；110、抽气嘴；111、接触密封垫；200、充电头；201、充电插头；202、接电槽；203、接电杆；204、连接插块；205、充电头接触导电块；206、充电头磁力吸附块；300、紧急分离机构；301、分离座；302、爆炸气体发生剂；303、起爆器；304、异常监测器；305、膨胀气囊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

请参阅图1-4，一种安全性高的新能源汽车充电枪，包括枪体100、充电头200和紧急分离机构300，所述枪体100包括外壳主体101和空心握柄102，所述空心握柄102设置于外壳主体101下侧，且空心握柄102内设置有充电模块，所述充电模块包括充电电路板103和漏电保护器104，所述充电电路板103通过空心握柄102下端导线电性连接电源，且充电电路板103的输出端通过漏电保护器104与插头接电座105内多个枪体接触导电块106电性连接，充电电路板103和漏电保护器104与现有技术充电枪中的充电功能模块相同，能够直接使用现有技术中的电气元器件制成。

所述外壳主体101内设置有插头接电座105，所述插头接电座105的前端埋设有多个枪体接触导电块106，且多个枪体接触导电块106呈环形阵列设置，所述外壳主体101后端设置有负压固定机构，所述负压固定机构包括负压活塞108、抽气阀109和抽气嘴110，所述负压活塞108滑动连接于外壳主体101内腔后端，且抽气阀109和抽气嘴110设置于外壳主体101的后端中心，所述抽气阀109的前端与外壳主体101的内腔后端连通，且抽气嘴110与抽气阀109的后端连通；通过设置的抽气泵莲莲姐抽气嘴110能够快速的将外壳主体101内腔后端气体抽出，抽气阀109能够使用类似气门芯结构的阀门，在抽气阀109完成后期后保持密封，使得抽气泵无需长期保持工作，使用完毕后直接打开抽气阀109排气，便于拆卸。

所述充电头200包括充电插头201和连接插块204，所述充电插头201的前端开设有多个接电槽202，且每个接电槽202内均设置有接电杆203，所述充电插头201的后端设置有连接插块204，所述连接插块204的后侧设置有多个充电头接触导电块205，多个所述充电头接触导电块205和多个所述接电杆203一一对应电性连接，所述连接插块204插设于外壳主体101的前端，且多个充电头接触导电块205与对应的枪体接触导电块106接触导电，通过设置的不同位置和数量接电槽202配合充电插头201前端的不同形状，能够匹配不同的新能源汽车充电口，提高充电枪的适用范围，枪体接触导电块106的数量对应充电枪导线的最大数量设置，不同型号的充电头200能够根据需求选择对应枪体接触导电块106数量进行接触通电，实现枪体接触导电块106对不同型号充电头200的输出。

所述紧急分离机构300埋设于插头接电座105的中心，且插头接电座105的前侧中心对应紧急分离机构300设置有圆形插槽，所述紧急分离机构300包括分离座301、爆炸气体发生剂302、起爆器303、异常监测器304和膨胀气囊305，所述分离座301设置于插头接电座105的前侧圆形插槽最前端，且分离座301的后端固定连接有膨胀气囊305，所述分离座301的后端设置有充气腔，且充气腔后端对应膨胀气囊305设置有连通孔，所述分离座301的后端空腔内填充有爆炸气体发生剂302，且分离座301的后端空腔前端设置有起爆器303，所述分离座301的后端中心设置有异常监测器304，所述异常监测器304与起爆器303电性连接；起爆器303为电子起爆器，内含供电蓄电池，异常监测器304包括温度传感器、水浸传感器纽扣电池，通过纽扣电池供电，能够在温度异常和进水感应后触发，发出电信号，驱动起爆器303打火，将爆炸气体发生剂302引爆，引爆产生的大量气体从分离座301的里侧喷出，为膨胀气囊305充气，使得膨胀气囊305膨胀，将分离座301顶出，通过分离座301与充电头200的接触，将充电头200推开，并且爆炸产生的氮气还具有一定的保护效果，进一步避免过热导致充电枪内部起火。

具体的，所述充电插头201朝向外壳主体101的一侧边缘设置有充电头磁力吸附块206，且外壳主体101朝向充电插头201的一侧边缘卡接固定有枪体磁力吸附块107，所述充电头磁力吸附块206与枪体磁力吸附块107位置对应，且充电头磁力吸附块206和枪体磁力吸附块107相对一侧磁极相反，所述外壳主体101朝向充电插头201的一侧设置有接触密封垫111；通过充电头磁力吸附块206和枪体磁力吸附块107的初步吸附，保持枪体100和充电头200的固定，保持外壳主体101和充电插头201接触面的对齐密封，便于后续对负压驱动机构的操作，接触密封垫111的设置，保证了外壳主体101和充电插头201接触面的密封效果。

参照图5，该一种安全性高的新能源汽车充电枪的使用方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

S1、选取对应新能源汽车充电口型号的充电头200，并且充电头200插入汽车充电口中；

S2、将枪体100与充电头200对接固定；

S3、通过负压固定机构将外壳主体101的后端空腔抽负压，使得负压活塞108后移，继而使外壳主体101的内腔前侧保持负压状态；

S4、开启将充电模块连接电源，使得枪体100和充电头200配合向充电口输入电流对新能源汽车进行充电；

S5、当充电过程没有异常状况时，正常充电直到完成后，反向操作，取下枪体100和充电头200并放回；

S6、当新能源汽车充电口过载或者进水时，漏电保护器104产生感应断开电源，电源供应设备发出报警信号，工作人员收到报警信号进行进给处理；

S7、当漏电保护器104断开失效，导致充电口处电流持续过载时，枪体接触导电块106和充电头接触导电块205接触处产生大量热量，异常监测器304感应高温后驱动起爆器303触发，引爆爆炸气体发生剂302，使得膨胀气囊305充气膨胀，将分离座301顶出，从而推动连接插块204，使得充电头200与枪体100分离，彻底断开电源，完成对新能源汽车和充电设备的保护，避免事故进一步升级，枪体100与充电头200物理断开时，电源供应设备发出报警信号，工作人员收到报警信号进行进给处理。

工作原理：通过设置的枪体100和充电头200，枪体100和充电头200的分离式结构，便于根据需求更换不同型号接头的充电头200，提高了充电枪的适用范围，并且枪体100和充电头200通过负压吸附固定，固定结构更加牢固，同时内部接电处的负压环境隔绝氧气，能够有效降低火灾的发生概率，并且降低内部元件的老化速度，通过设置的紧急分离机构300，紧急分离机构300能够在过载高温或者进水等故障时触发，通过起爆器303引爆爆炸气体发生剂302将分离座301推出，实现推动枪体100与充电头200分离的功能，能够在充电枪故障时，及时有效的断开电源与新能源汽车之间的电路，避免事故进一步升级，减少人员和经济损失。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种安全性高的新能源汽车充电枪，其特征在于：包括，

枪体（100），所述枪体（100）包括外壳主体（101）和空心握柄（102），所述空心握柄（102）设置于外壳主体（101）下侧，且空心握柄（102）内设置有充电模块，所述外壳主体（101）后端设置有负压固定机构，所述外壳主体（101）的内腔前端设置有插头接电座（105）；以及，

充电头（200），所述充电头（200）包括充电插头（201）和连接插块（204），所述充电插头（201）与新能源汽车充电口相匹配，且连接插块（204）插设于外壳主体（101）的前端，所述充电插头（201）通过连接插块（204）与插头接电座（105）接触通电；以及，

紧急分离机构（300），所述紧急分离机构（300）埋设于插头接电座（105）的中心，且紧急分离机构（300）与连接插块（204）接触；

所述紧急分离机构（300）包括分离座（301）、爆炸气体发生剂（302）、起爆器（303）和异常监测器（304），所述分离座（301）设置于插头接电座（105）的前侧圆形插槽最前端，所述分离座（301）的后端空腔内填充有爆炸气体发生剂（302），且分离座（301）后端设置有出气孔，所述分离座（301）的后端空腔前端设置有起爆器（303），且分离座（301）的后端中心设置有异常监测器（304），所述异常监测器（304）与起爆器（303）电性连接；

所述充电模块包括充电电路板（103）和漏电保护器（104），所述充电电路板（103）通过空心握柄（102）下端导线连接电源，所述插头接电座（105）的前端埋设有多个枪体接触导电块（106），且充电电路板（103）的输出端通过漏电保护器（104）与插头接电座（105）内多个枪体接触导电块（106）电性连接；

所述充电插头（201）的前端开设有多个接电槽（202），且每个接电槽（202）内均设置有接电杆（203），所述充电插头（201）的后端设置有连接插块（204），所述连接插块（204）的后侧设置有多个充电头接触导电块（205），多个所述充电头接触导电块（205）和多个所述接电杆（203）一一对应电性连接，多个充电头接触导电块（205）与枪体接触导电块（106）一一对应接触导电；

所述负压固定机构包括负压活塞（108）、抽气阀（109）和抽气嘴（110），所述负压活塞（108）滑动连接于外壳主体（101）内腔后端，且抽气阀（109）和抽气嘴（110）设置于外壳主体（101）的后端中心。

2.根据权利要求1所述的一种安全性高的新能源汽车充电枪，其特征在于：所述分离座（301）的后端固定连接有膨胀气囊（305），所述分离座（301）的后端出气孔与膨胀气囊（305）内腔连通。

3.根据权利要求1所述的一种安全性高的新能源汽车充电枪，其特征在于：所述异常监测器（304）包括温度传感器、水浸传感器和纽扣电池。

4.根据权利要求1所述的一种安全性高的新能源汽车充电枪，其特征在于：所述充电插头（201）朝向外壳主体（101）的一侧边缘设置有充电头磁力吸附块（206），且外壳主体（101）朝向充电插头（201）的一侧边缘卡接固定有枪体磁力吸附块（107），所述充电头磁力吸附块（206）与枪体磁力吸附块（107）位置对应，且充电头磁力吸附块（206）和枪体磁力吸附块（107）相对一侧磁极相反。

5.根据权利要求1所述的一种安全性高的新能源汽车充电枪，其特征在于：所述外壳主体（101）朝向充电插头（201）的一侧设置有接触密封垫（111）。

6.一种根据权利要求1所述的安全性高的新能源汽车充电枪的使用方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

S1、选取对应新能源汽车充电口型号的充电头（200），并且充电头（200）插入汽车充电口中；

S2、将枪体（100）与充电头（200）对接固定；

S3、通过负压固定机构将外壳主体（101）的后端空腔抽负压，使得负压活塞（108）后移，继而使外壳主体（101）的内腔前侧保持负压状态；

S4、开启将充电模块连接电源，使得枪体（100）和充电头（200）配合向充电口输入电流对新能源汽车进行充电；

S5、当充电过程没有异常状况时，正常充电直到完成后，反向操作，取下枪体（100）和充电头（200）并放回；

S6、当新能源汽车充电口过载或者进水时，漏电保护器（104）产生感应断开电源，电源供应设备发出报警信号，工作人员收到报警信号进行进给处理；

S7、当漏电保护器（104）断开失效，导致充电口处电流持续过载时，枪体接触导电块（106）和充电头接触导电块（205）接触处产生大量热量，异常监测器（304）感应高温后驱动起爆器（303）触发，引爆爆炸气体发生剂（302），使得膨胀气囊（305）充气膨胀，将分离座（301）顶出，从而推动连接插块（204），使得充电头（200）与枪体（100）分离，彻底断开电源，完成对新能源汽车和充电设备的保护，避免事故进一步升级，枪体（100）与充电头（200）物理断开时，电源供应设备发出报警信号，工作人员收到报警信号进行进给处理。