CN1207602A

CN1207602A - 用于电动车辆的充电连接器

Info

Publication number: CN1207602A
Application number: CN98106958A
Authority: CN
Inventors: 九鬼平次; 近田一元; 嶋田俊郎
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1998-04-21
Publication date: 1999-02-10
Also published as: EP0874378A3; EP0874378A2; JPH10304583A

Abstract

用于电动车辆的充电连接器,包括连接器壳体和第一线圈。连接器壳体可连接到形成在电动车辆上的电源接收部分。第一线圈设置在连接器壳体内,并与第二线圈电磁耦合,第二线圈设置在电动车辆的电源接收部分。当连接器壳体连接到电源接收部分时,两个线圈电磁耦合在一起,通过电磁感应将电源从第一线圈输送到第二线圈,从而使蓄电池充电。并设有打开连接器壳体并连接到电源接收部分的活门。

Description

用于电动车辆的充电连接器

本发明涉及通过电磁感应系统给电动车辆的蓄电池充电的充电连接器。

最近已提出了采用电磁感应系统给电动车辆的蓄电池充电的方法。这种充电方法的一个例子示于图11-13。

如图11所示，在电动车辆1的车体上设有一电能接收部分2，其与电池(未示出)相连。也参照图12，该电能接收部分2包括设置在电动车辆1上形成的凹口3附近的第二线圈4，并且充电连接器5插入该凹口3内。充电连接器5经电缆7连接到设置在车库等地方中的充电电源6。

如图13所示，充电连接器5具有包容在连接器壳体9内的第一线圈8，该壳体9最好由合成树脂制成，当充电连接器5插入凹口3内时，第一线圈8与第二线圈4电磁耦合，从而将电能从充电电源6经充电连接器5和电能接收部分2输送到电池中，如图11所示。

在电动车辆中，大量的电能输送到电池，以缩短充电时间，因此从第一线圈8传输给第二线圈4的电流强度很高，并且由两线圈8、4和芯部所产生的热量趋于很大。

充电连接器5的结构设计应尽量紧凑以易于操纵，因此其散热能力就非常差，这样就会在线圈附近和芯部中产生高温。

连接器壳体9具有一开口(未示出)，它能使线圈和芯部连接到相配的线圈和芯部。连接器壳体9内的线圈8和芯部通过该开口易于露出到外部，因此可能会损坏线圈8和芯部，并可在其上沉积外界物质，因此，可能影响其应有的性能。

本发明包括用于电动车辆的充电连接器，它可防止操作者意外地触及到充电连接器的加热部分。该充电连接器可防止连接器内的线圈和芯部经过连接开口的损坏。

充电连接器也可防止经连接器开口而在其上沉积外界物质。用于电动车辆的充电连接器包括一连接器壳体，该壳体可与在电动车辆上形成的一电能接收部分相连。在连接器壳体内设有一第一线圈，第一线圈可与设置在电动车辆的电能接收部分的第二线圈电磁耦合。当连接器壳体连接于电能接收部分时，两线圈电磁耦合到一起，以便于通过电磁感应将电能由第一线圈传输给第二线圈，由此对电动车辆的蓄电池进行充电。在连接器壳体的连接开口设置有一可操作的活门，经此活门安放电能接收部分。该活门设有一联锁机构，当连接器壳体与电动车辆的电能接收部分相连时，该活门打开。

本发明的这些和其它特征及优点在对优选实施例的下列详细描述中予以叙述，并且通过下面的叙述可更加清楚本发明的这些和其它特征及优点。

附图中相同的参考数字标示相应的零件，下面对照附图详述最佳实施例。

图1A，1B是本发明第一实施例的充电连接器的垂直剖视详图；

图2是本发明第一实施例的电能接收部分的主视图；

图3是本发明第一实施例的充电连接器的局部剖视主视图；

图4是本发明第一实施例的充电连接器的侧视图；

图5是本发明第一实施例的活门的右顶侧透视图；

图6是处于连接状况下的本发明第一实施例的充电连接器的垂直剖视详图；

图7A，7B是本发明第二实施例的充电连接器的垂直剖视详图；

图8是本发明第二实施例的活门的右前顶侧透视图；

图9是本发明第三实施例的充电连接器的局部剖视主视图；

图10是本发明第三实施例的充电连接器的水平剖视详图；

图11是本发明用于电动车辆的充电系统的垂直示意图；

图12是图11的充电系统的局部平面图；

图13A，13B是图11的充电连接器的放大的右前顶侧透视图。

现参照图1-6来描述本发明的第一实施例。

在一电动车辆的车体1000的外表面100设有一向外开口的电能接收部分10，用于容纳一将在下面更详细地描述的充电连接器。一开口102可由盖子11封闭。下面将要描述的第二装置20安装在电能接收部分10内。

第二装置20包括第二芯部22和第二线圈23，第二芯部可由例如铁素体制造，第二芯部和第二线圈23两者都被封装在装置壳体21内。第二线圈23的输出端子(未示出)连接到充电线路上，用以对电动车辆的蓄电池(未示出)进行充电。产生在第二线圈23内感应的高频电动力是已整流的，所以可对电池进行充电。

如图1所示，在从侧面看时，第二芯部22大体上具有L形状。该L形的第二芯部22的水平部分构成一连接支柱22A，它具有在相应于充电连接器30的A方向延伸的圆筒形状。L形的第二芯部的垂直部分从支柱22A处大体上垂直地延伸，构成具有棱柱形的连接部分22B。最好连接部分22B的宽度稍大于连接支柱22A的直径。第二线圈23是由在第二芯部22的连接支柱22A上层层缠绕的交织线形成。

将第二芯部22与第二线圈23容纳在一护壳24内，扩壳最好是由合成树脂制成。护壳24固定在一装置壳体21上，这样第二芯部22与第二线圈23就相对于车体1000安装固定。连接支柱22A的末端222从护壳24中稍微突出。在连接部分22B向前设有一开口224，由此而使第二芯部22露出。在装置壳体21的左右侧内表面，形成有用于放置充电连接器30的活门打开销44的一对导槽25。

充电连接器30包括一第一芯部32和一第一线圈33，它们被封装在连接器壳体31内。第一芯部32和第一线圈33与第二芯部22和第二线圈23在结构上分别相似。第一芯部32包括一连接支柱32A，它具有在充电连接器30的连接方向A延伸的圆筒形状；和一连接部分32B，它具有从连接支柱32A基本上垂直延伸的棱柱形状。第一线圈33缠绕在连接支柱32A上。第一线圈33经充电电缆(未示出)连接到充电电源，并由例如100Hhz的高频电流来激励。

在连接器壳体31上设有一手柄36，这样该连接器壳体31就可手动插入第二装置20的壳体21内。一上连接开口31A使第一芯部32的连接支柱32A的末端表面320朝向连接器壳体31的前端310。一下连接开口31B朝向连接器壳体31的前端310内的连接部分32B的前侧表面322。

设有用于分别关闭连接开口31A和31B的一上活门40和一下活门41。如图5所示，上活门40具有多个矩形部段42，这些部段沿活门宽度方向可转动地连接。上活门40整体上很象一百叶门，并且可弯曲。每一部段42的相对端420和422插入导槽37中，如图1所示，导槽37形成在连接开口31A的周边。采用这一结构，活门40可滑动地支承在连接器壳体31上，由螺旋弹簧43推压到关闭位置。上活门40通常关闭连接器壳体31内的上连接开口31A。当活门40打开时，它压缩螺旋弹簧43。活门打开销44相当于一联锁机构，它从上活门40的左右侧突出，并通过形成在连接器壳体31左右侧壁上的销导槽38向外延伸。活门打开销44与第二装置20的壳体21上形成的导槽25相配。

下活门41具有一最好由合成树脂制造的平板，其由充电连接器30的前侧310上的枢轴45可转动地支承。该活门41通常由一扭转螺旋弹簧(未示出)沿顺时针方向推压，以关闭下连接开口31B，其自由端则靠在连接器壳体31的接收部分31C上。

参照图6，将描述具有上述结构的实施例的操作。为给电动车辆充电，用手握住手柄36并将充电连接器30的末端部分500插入第二装置20的壳体21内，而盖子11已被预先打开。第二装置20的护壳24的端部接触到下活门41，并使其绕枢轴45转动地上移，由此打开下连接开口31B。活门打开销44进入装置壳体21的导槽25内，并且向上接触到导槽25的最内部分，随着充电连接器30的插入，活门40后移。百叶型活门40从上连接开口31A移动直到连接开口31A完全打开。当充电连接器30完全插入时，露出的第二芯部32的连接支柱32A的末端320，抵靠到第二芯部22的连接部分22B上。第一芯部32的连接部分32B的前表面322，也抵靠到第二芯部22的连接支柱22A的末端222上。结果，由两个芯部22和32形成了矩形的闭合磁回路。当第一线圈33被激励时，就会在第二线圈23内感应电动力，从而产生可对电池充电的电流。

在充电结束后，用手握住手柄36，并从第二装置20中拔出充电连接器30。活门40在螺旋弹簧43的作用下沿关闭连接开口31A的方向滑动。活门41在扭转螺旋弹簧的作用下，沿关闭连接开口31B的方向转动。这样，两个开口31A和31B被完全关闭。即使线圈23和33以及芯部22和32在充电操作中产生热量，而使得这些元部件的温度升高，但由于其被活门40和41掩盖，因此能可靠的防止操作者意外地接触到这些元部件。而且，也能可靠地防止外界物质进入连接器壳体31内，因此可防止由于在第一芯部32的表面上沉积外界物质，而在第一芯部32与第二芯部22之间形成间隙，也可防止损坏第一芯部的表面。

在该实施例中，活门打开销44设置在活门40上，活门41可转动，第二装置20的护壳24可抵靠在活门41上，并且由于这一结构，活门40和41随着充电连接器30的插入而打开。因此，在充电连接器30插入第二装置20之前，无需先打开活门40和41。而且，随着充电连接器30的拔出，设置在活门40上的螺旋弹簧43和设置在活门41上的扭转弹簧，用来自动地关闭活门40和41。因此，在完成充电后，无需进行为关闭活门40和41的任何单独操作即可获得活门40和41的保护功能。

上活门40具有多个矩形部段42，它们沿其宽度方向连接在一起，以便形成一“百叶门”，该百叶门可在这些矩形部段的连接方向弯曲，每一部段的相对端，可滑动地支承在连接开口31A的周边部分的槽25内。因此，上活门40可在窄的连接器壳体中使用。

图7和图8表示了本发明的第二实施例。该实施例区别于第一实施例的是上活门40由不同方法来驱动。其它结构则与第一实施例的相同，因此省去对它的详细描述。

可随活门40变形的从动齿条部分47，整体地形成在活门40的左、右边缘部分。与从动齿条部分47相配的操作杆46，以伸出的方式设置在第二装置20上。用于与相应的从动齿条部分47啮合的驱动齿条部分46A，形成在每一操作杆46的末端。当一充电连接器30插入第二装置20内时，驱动齿条部分46A与从动齿条部分47啮合，以向后滑动活门40。活门40随着充电连接器30的插入而打开，并且活门40随着充电连接器30的拔出而关闭，因此可获得与第一实施例类似的效果。

图9和图10表示本发明的第三实施例。该实施例区别于第一实施例的是活门的滑动方向。在该实施例中，两个活门50垂直地设置，并且相互接触以关闭连接器壳体31内的连接开口31A和31B。这两个活门50可大体上水平地滑动，以打开两个连接开口31A和31B。与第一实施例中活门40相似，每一活门50包括多个矩形部段51，它们沿其宽度方向可转动地连接在一起，以形成一百叶门。两个活门50共同打开和关闭两个连接开口31A和31B，这样部段51可垂直地设置。在每一活门50的后端设有一螺旋弹簧52，并且通常沿关闭方向推压活门50。容纳在导槽中的打开销53形成在其后端的活门50的上、下边缘，导槽设置在第二装置(未示出)的壳体内。活门50随着充电连接器30的插入和拔出而打开与关闭，因此可防止操作者意外地接触到发热部分，并且防止外界物质沉积和损坏连接器的内部。

本发明的其它实施例包括，例如安装在活门上的刷子，从而每当活门打开和关闭时，可由该刷子清扫芯部的接触表面。在该实施例中，芯部的接触表面总是保持正常情况，从而可保持良好的磁耦合状况。

本发明的再一实施例包括采用活门来覆盖两个连接开口，每一活门均采用一平板的形式。或者，两个连接开口都可由百叶门覆盖。

活门可采用柔性叶片形式，可通过卷绕该柔性叶片而打开。

虽然本发明结合上述具体的实施例作了描述，但显而易见，本领域的普通技术人员可作多种选择、修改及变更。因此本发明的上述最优实施例只是示例性的而非限定性的。只要不脱离权利要求书限定的实质和范围，可作出各种变化。

Claims

1.用于电动车辆的充电连接器，包括：

一连接器壳体，它可连接到在电动车辆上形成的一电能接收部分；

一第一线圈，它设置在所述连接器壳体内，并且可与设置在所述电动车辆的电能接收部分内的第二线圈电磁耦合，从而当所述连接器壳体连接到所述电能接收部分时，所述的第一和第二线圈电磁地耦合在一起，由此通过电磁感应将电能从所述第一线圈传输到所述第二线圈，以给电动车辆的蓄电池充电；和

一活门，它设置在所述连接器壳体内的连接开口上，所述的连接器壳体经所述连接开口可连接到所述的电能接收部分。

2.如权利要求1所述的充电连接器，其中，所述活门包括一联锁机构，随着所述连接器壳体连接到所述电动车辆的所述电能接收部分上，该联锁机构打开所述活门。

3.如权利要求1所述的充电连接器，其中，所述活门包括多个矩形部段，它们沿活门的宽度可转动地相连，每一所述部段的相对端，可滑动地支承在所述连接开口的周边部分的槽中，所述活门打开和关闭所述连接开口。

4.一种电源输送装置，包括：

一壳体；

一第一线圈，它安装在所述壳体内；和

一第一活门，其可移动地安装在所述壳体的开口处，可选择地提供经过所述开口到达所述第一线圈的通道。

5.如权利要求4所述的电源输送装置，其中，所述第一活门是百叶型、铰链门型和可滚动叶片型中的至少一种。

6.如权利要求4所述的电源输送装置，其中，当所述电源输送装置安放在电源接收器内时，所述第一活门适于移动。

7.如权利要求4所述的电源输送装置，其中，所述第一活门包括销子，其适于安放在电源接收器壳体的槽内。

8.如权利要求4所述的电源输送装置，其中，所述第一活门包括第一齿条，其适于与电源接收器壳体内的第二齿条啮合，并由第二齿条驱动。

9.如权利要求4所述的电源输送装置，其中，所述第一线圈包括：

一第一部分，它适于与第二线圈的第一部分感应耦合；和

一第二部分，它适于与第二线圈的第二部分感应耦合；

由此当它们感应耦合时，所述第一线圈和第二线圈构成一电磁回路。

10.如权利要求9所述的电源输送装置，其中，

所述第一线圈的所述第一部分具有圆筒形状，它带有可与所述第二线圈的所述第一部分的平面相接触的圆形平面；和

所述第一线圈的所述第二部分具有一平面，它可与所述第二线圈的所述第二部分的圆筒形的平径向表面相接触。

11.如权利要求9所述的电源输送装置，其中，还包括第二活门，所述第一活门提供到达所述第一线圈的所述第一部分的通道，而所述第二活门则提供到达所述第一线圈的所述第二部分的通道。

12.如权利要求11所述的电源输送装置，其中，所述第二活门为百叶型、铰链门型或可滚动叶片型中的至少一种。

13.一种充电系统，包括：

一电源输送装置，该装置包括：

一壳体；

一第一线圈；和

一第一活门，它可移动地安装在所述壳体的开口上，可选择地提供到达所述第一线圈的通道；和

一电源接收装置，该装置包括一第二线圈；

其中，所述第一线圈适于电磁地感应所述第二线圈。

14.如权利要求13所述的充电系统，其中，所述第一活门为百叶型、铰链门型或可滚动叶片型中的至少一种。

15.如权利要求13所述的充电系统，其中，当所述电源接收装置接收所述电源输送装置时，所述第一活门适于移动。

16.如权利要求13所述的充电系统，其中，所述电源接收装置还包括安装在所述第二线圈上的具有一槽的壳体；和

所述第一活门包括一销子，它适于安放在所述槽内。

17.如权利要求13所述的充电系统，其中，所述第一活门包括第一齿条；和

所述电源接收装置还包括第二齿条，它与所述第一齿条相啮合。

18.如权利要求13所述的充电系统，其中，所述第一线圈包括第一部分和第二部分；和

所述第二线圈包括第一部分和第二部分；

其中所述第一线圈的所述第一部分适于与所述第二线圈的所述第一部分感应地耦合；和

所述第一线圈的所述第二部分适于与所述第二线圈的所述第二部分感应地耦合；

从而当它们感应地耦合时，所述第一线圈和第二线圈构成电磁回路。

19.如权利要求18所述的充电系统，其中，

20.如权利要求18所述的电源输送装置，其中，还包括所述壳体上的第二活门，所述第一活门提供到达所述第一线圈的所述第一部分的通道，而所述第二活门则提供到达所述第一线圈的所述第二部分的通道。

21.如权利要求20所述的电源输送装置，其中，所述第二活门为百叶型、铰链门型或可滚动叶片型中的至少一种。