CN205248860U - 充电系统及其充电连接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电系统及其充电连接器，充电系统包括可充电的充电座，定位模块位于充电座正面下方且可固定电动载具的轮胎，移动模块设置于充电座内并电性连接充电座，充电连接器具有一正极充电接头及负极充电接头并设置于移动模块上，充电连接器电性连接至充电座，当电动载具固定于定位模块后，充电座可感测出电动载具的电池种类并控制移动模块移动至充电座外，以使分开设置的正极充电接头及负极充电接头接合至电动载具中的可充电位置，以形成充电回路，充电系统则可对电动载具进行充电。本实用新型可自动固定电动载具且能够避免各种充电时误接而触电的情况发生。

Description

充电系统及其充电连接器

技术领域

本实用新型涉及一种可固定电动载具并对电动载具充电的系统，特别是一种分开设置充电正极接头及充电负极接头的充电系统及其充电连接器。

背景技术

二十世纪中，温室效应及能源危机导致原本以石油为能源供应的汽车或机车不得不转向以电能为主要供应源，并使能源供应以电能供应为主的汽车或机车普及化，因此能源危机促进了各式产生电能的电动汽车或电动机车的发展，以及为电动汽车或电动机车供应电能的技术也随之进步。

电能供应的方式有许多种，例如设计成类似一般的加油站的电能供应站，里面设有可对电动汽车或电动机车等电动载具充电的充电装置，提供电能的方式如同加油，手动将充电装置上的供电元件连接至电动载具中的电池的充电连接处以进行充电；或者，可以直接手动交换电动载具中的电池，以使电动载具充满电能。无论上述哪一种充电方式，皆须通过人力进行充电，无论是使用者自行手动充电，或是需要电池的供应者对电池进行更换或充电，皆提高了人力资源成本并造成负担，倘若是使用者自行手动充电，更加具有危险性，例如供电元件漏电或是不慎接错正、负极等，皆会对电动载具及使用者的安全造成危害，轻则触电，重则发生爆炸导致车毁人亡。

因此，有鉴于目前充电的困扰，本实用新型提供一种充电系统及其充电连接器，通过对电动载具自动固定及充电，再将充电连接器的正极充电接头与负极充电接头分开设置，以避免以上所述的各种危险。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种充电系统及其充电连接器，充电系统可固定电动载具的轮胎，并自动感测电动载具上的可充电位置，以使充电连接器对电动载具的可充电位置进行自动接合及固定，固定电动载具的位置后则可准确的进行连接充电，可以使电动载具充电的厂商或使用者节省人力资源的消耗，还可避免使用如一般加油站般，需人力进行加油的充电方式，相较于一般电池交换站或充电站，本实用新型还可以避免使用者自行对电动载具充电造成漏电而触电，或是自行接合时，正、负极连接错误而造成电池短路或漏电的现象。

本实用新型的另一目的在于提供一种充电系统及其充电连接器，除了上述可以避免正、负极的连接错误外，本实用新型中的正极充电接头与负极充电接头分开设置，以增加中间的绝缘空间，并藉此改善传统同轴电缆线的不足，如在小体积的线体上要做绝缘的难度会提升而使操作更加困难，本实用新型可彻底改善这一缺点，及在一般的情况下更不会使两极相接触，进而导致触电或是漏电，以便于使用者在操作上可以更加轻松简易及兼具安全性，同时，由于对电动载具进行充电的电流具有非常大的电流，分开设置正极充电接头与负极充电接头还可以避免电磁干扰(ElectroMagneticInterference，EMI)。

本实用新型的再一目的在于提供一种充电系统及其充电连接器，除了节省人力资源的消耗外，对使用者而言更是操作简单、使用方便及具有极高的安全性，使用者仅须将电动载具移动至充电座前，即可通过本实用新型中的定位模块固定自身的电动载具，固定及接合后即可自动进行充电，除了保护使用者及电动载具，本实用新型还使得整个充电过程更加简易化，当充完电以及使用者选择付费的方式后，即可移开电动载具离去，整个操作过程及充电过程相当安全及简易。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种充电系统，其可提供电能至电动载具中，并包括一充电座、定位模块、移动模块及充电连接器；充电座用于提供充电电能；定位模块位于充电座的正面下方，且定位模块可固定电动载具的至少一轮胎；移动模块设置于充电座内并电性连接充电座，移动模块控制充电座朝向上、下、左、右、前及后移动；充电连接器设置于移动模块上，并具有一正极充电接头及一负极充电接头，其分别电性连接至充电座，以接收充电座所传输的充电电能，当电动载具的轮胎固定在定位模块后，充电座可以感测出电动载具的电池种类，充电座则控制移动模块移动至充电座外，以将正极充电接头及负极充电接头对应接合至电动载具的两个可充电位置进行充电。

如上所述的充电座还包括一电能转换器、一传感器及一处理器；电能转换器电性连充电连接器及一交流电，以将交流电转换成充电电能，并将充电电能传输至充电连接器中；传感器可经无线传输以感测电动载具的电池种类；处理器电性连接电能转换器、传感器及移动模块，处理器经由传感器感测电动载具的电池种类后，处理器可控制移动模块移动，以将移动模块上的充电连接器接合至电动载具的两个可充电位置，正极充电接头、负极充电接头、两个可充电位置及电池形成一充电回路，以对电动载具进行充电。

如上所述的充电座还设有一触控屏幕，其可显示电动载具的充电信息，例如电池的电压及电流大小或所需充电时间，并可供使用者进行操作确认。

如上所述的电动载具中的两个可充电位置中分别设有一充电正极及一充电负极，充电正极接合正极充电接头及充电负极接合负极充电接头。

如上所述的移动模块还包括一滑轨组及一移动杆，滑轨组设置于充电座内，移动杆设置于滑轨组上并电性连接充电座，移动杆可通过充电座的控制于滑轨组上朝向上、下、左、右、前及后移动。

如上所述的定位模块还包括一底座及一固定体，底座固定于充电座的正面下方，且底座具有一阻挡部，其自底座的底部向上延伸，阻挡部可容置电动载具的轮胎，固定体设置于底座上及位于底座远离充电座的一端，电动载具的轮胎移动经固定体后，固定体可固定轮胎，以使轮胎固定于阻挡部及固定体之间。

如上所述的充电座的正面还设有一开关，开关用于开启或关闭移动模块。

为了达到上述目的，本实用新型亦提供一种充电连接器，其设置于充电系统上，充电连接器包含一座体、一正极充电接头及一负极充电接头，座体设置于充电系统上，正极充电接头及负极充电接头分开设置于座体的两侧，以分别对应接合至电动载具的两个可充电位置，以使充电系统、正极充电接头、负极充电接头、两个可充电位置及电动载具的电池形成一充电回路，以对电动载具充电。

如上所述的充电座还可传输一侦测电流至充电回路，以侦测电池的残余电量。

如上所述的座体包含至少一侦测器，其位于座体上以侦测电动载具的两个可充电位置，侦测器可为红外线传感器、激光传感器或超声波传感器，且电动载具的两个可充电位置上分别还设有一侦测区域，以供侦测器侦测。

如上所述的可充电位置为漏斗状凹槽。

下面通过具体实施例配合所付的图式详加说明，当更容易了解本实用新型的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1为本实用新型的立体示意图；

图2为本实用新型中的移动模块及充电连接器的示意图；

图3为本实用新型欲充电的电动机车的正面示意图；

图4为本实用新型提供的充电连接器已接合至电动机车的示意图；

图5为本实用新型中方充电座及其内部的电能转换器、传感器及处理器的示意图；

图6为本实用新型使用定位模块固定车轮的另一实施例的示意图；

图7为本实用新型提供的充电连接器已接合至电动汽车的示意图。

附图标记说明：10-充电系统；12-充电座；122-正面；124-开口；126-开关；128-传感器；14-定位模块；16-移动模块；162-滑轨组；164-移动杆；18-充电连接器；182-座体；184-正电极插头；186-负电极插头；188a、188b、188c-侦测器；20-电动载具；202-轮胎；204-可充电位置；206-可充电位置；207-侦测区域；208-侦测区域；22-储电器；24-传感器；26-处理器；28-触控屏幕；30-底座；302-阻挡部；32-横杆；34-旋转架；36-电动汽车；362-后轮；364-可充电位置。

具体实施方式

伴随着以消耗电能为主的电动载具出现，各种不同类型的电动载具开始快速成长，如两轮的电动机车或四轮的电动汽车出现，电动载具的主要技术除了提升能源供应的电池的续航力，或是研究电池的快速充电或是电池的交换技术，皆为电动载具的成长带来快速的进步，然而本实用新型则增加电池在快速充电时的稳定性及自动化技术，以及改善目前充电时的充电连接器的构造，无论是自动或手动充电，都可以避免触电或是正、负极相接触时所产生的线路短路。

首先，如图1及图2所示，本实用新型提供的充电连接器18包含一座体182、正极充电插头184及负极充电插头186，座体182位于充电系统10的移动模块16上，正极充电插头184及负极充电插头186分开设置于座体182的两侧并电性连接充电系统10中的充电座12，于本实施例中正极充电插头184及负极充电插头186分开设置的距离可大于五厘米，但不应以此距离为限制。座体182上还包含一侦测器188a，其位于正极充电插头184及负极充电插头186之间，另外于正极充电插头184及负极充电插头186上分别设有侦测器188b及侦测器188c，本实用新型不以三个侦测器188a、188b、188c为限制，只要一个以上的侦测器即可实施，于本实施例中侦测器188a、188b、188c为红外线传感器，但不以此为限制，另外亦可使用激光传感器或超声波传感器等达成相同的目的。正极充电插头184及负极充电插头186可分别对应接合至电动载具20，此时请同时参照本实用新型图3所示，此时正极充电插头184及负极充电插头186接合至电动载具20中的两个可充电位置204、206中，于本实施例中可充电位置204、206为漏斗状座的凹槽，且可充电位置204、206中各自设有一充电正极(图中未示)及一充电负极(图中未示)，充电正极与充电负极可电性连接至电动载具20中的电池(图中未示)中。

承上，说明完充电连接器18的结构及连接关系后，接续说明充电连接器18的使用方式，充电连接器18的座体182可被移动模块16所承载，以移动至可充电位置204、206，充电连接器18上的侦测器188a、188b、188c可分别侦测可充电位置204、206上的侦测区域207、208，例如侦测器188a可以侦测前后的距离，侦测器188b、188c可以侦测左右的距离，以感测出更精确的距离，于本实施例中的侦测区域207、208为金属材质。最后，正极充电插头184及负极充电插头186则可各自接合至两个可充电位置204、206之中，正极充电接头184接合至设有充电正极的可充电位置204及负极充电接头186接合至设有充电负极的可充电位置206之中，以使充电系统10的充电座12、正极充电插头184、负极充电插头186、两个可充电位置204、206及电动载具20的电池(图中未示)形成一充电回路，充电座12则可传输一侦测电流至充电回路以侦测电池的残余电量，侦测后则可以对电动载具20充电。

接着，说明完本实用新型的充电连接器18之后，接着详细说明充电连接器18与充电系统10的关系。如图4及图5所示并同时参照图1所示，本实用新型提供的充电系统10包括一充电座12、一定位模块14、一移动模块16及一充电连接器18，充电系统10可提供电能至电动载具20，其可为两轮以上的电动车，于本实施例中电动载具20以两轮电动车中的电动机车为例。充电座12中还包括一电能转换器22、传感器24及一处理器26，电能转换器22电性连接充电连接器18及一交流电(图中未示)，于本实施例中的交流电可为一般市电所供应的交流电，处理器26电性连接电能转换器22、传感器24及移动模块16，且充电座12的正面122设有一开口124，于开口124外还可设有一开关126，开关126可开启或关闭以打开或遮蔽开口124，充电座12还设有一触控屏幕28，于本实施例中触控屏幕28设置于开口124的正上方位置；定位模块14位于充电座12的正面122下方，以用来固定电动载具20的至少一轮胎，于本实施例以前轮轮胎202为例，移动模块16设置于充电座12内并电性连接充电座12，以通过充电座12控制移动模块16朝向上、下、左、右、前及后移动，充电连接器18设置于移动模块16上并电性连接充电座12，以接收充电座12的充电电能。

承接上段，如图2所示，以详加说明移动模块16及充电连接器18。移动模块16包括一滑轨组162及一移动杆164，滑轨组162设置于充电座12内，移动杆164设置于滑轨组162上并电性连接充电座12。充电连接器18具有一座体182、一正极充电接头184及一负极充电接头186，座体182设置于充电系统10的移动模块16的移动杆164上，座体182还包含一侦测器188a，正极充电接头184及一负极充电接头186分开设置于座体182的两侧，侦测器188a位于正极充电接头184及一负极充电接头186之间，另外于正极充电插头184及负极充电插头186上分别设有侦测器188b及侦测器188c，于本实施例正极充电接头184及负极充电接头186的距离大于五厘米，及侦测器188a、188b、188c为红外线传感器，但不应以此为限制。

其中更进一步针对本实用新型于图1中使用的定位模块14作说明，并请同时参照本实用新型图1及图2所示，定位模块14还包括一底座30及一固定体，于本实施例中固定体以横杆32为例，底座30固定于充电座12的正面122下方，且底座上30还具有一阻挡部302，其自底座30的底部向上延伸，横杆32设置于底座30上及位于底座30远离充电座12的开口端下，本实用新型不限制固定体的样式及形状，例如可参照本实用新型图6所示，固定体另外可为一旋转架34。

说明完本实用新型的整体及细部结构与连接关系后，接着说明本实用新型的自动充电方法，请同时参照本实用新型图1、图2、图3、图4及图5所示。首先，使用者可以将电动载具20移动至充电系统10附近，并将电动载具20往定位模块14底座30的开口端推入，轮胎202会顺着较宽的开口端往内侧的阻挡部302前进，再将轮胎202前侧容置于阻挡部302，并通过定位模块14中的横杆32卡固住轮胎202后侧，以使轮胎202固定于定位模块14中的阻挡部302及横杆32之间，而电动载具20则会固定在一个特定位置上；固定完电动载具20之后，充电座12中的传感器24可以经由无线传输感测出电动载具20的电池种类，于本实施例中无线传输为无线射频(RadioFrequency，RF)传输，但不应以此为限制。当感测出电池种类之后，请同时再参照本实用新型图3所示，处理器26可控制移动模块16朝向上、下、左、右、前及后移动，以自开关126中移动，再通过充电连接器18中的侦测器188a、188b、188c对电动载具20的两个可充电位置204、206上的侦测区域207、208进行更详细位置的侦测，侦测器188a可侦测前后距离，侦测器188b、188c可侦测左右的距离，本实施例中的侦测区域207、208为金属材质。当侦测出详细的可充电位置204、206后，移动模块16则会承载充电连接器18移动并接合至电动载具20的两个可充电位置204、206中，于本实施例中可充电位置204、206为漏斗状的凹槽设计，且可充电位置204中还设有一充电正极(图中未示)及可充电位置206中还设有一充电负极(图中未示)，充电正极与充电负极再电性连接电动载具20的电池(图中未示)，接着设有充电正极的可充电位置204与正极充电接头184接合，设有充电负极的可充电位置206与负极充电接头186接合；接合之后，正极充电接头184、负极充电接头186、两个可充电位置204、206及电动载具20的电池可以形成一充电回路，充电座12则可以传输一侦测电流流经充电回路，以侦测电池的残余电量，并可将残余电量及电池种类显示于触控屏幕28中，另外还可得到如电池电压及电流大小或所需充电时间等充电信息于触控屏幕28，以供用户确认，确认之后充电系统10的充电座12则可以通过电能转换器22将交流电转换成充电电能，经由充电回路对电动载具20充电。充电完之后使用者可以依照自身需求选择付费方式，本实施例中以悠游卡付费为例说明，但不应以此为限制，付费方式可依照使用者需求进行设计，充电座12的正面122可设有一传感器128，其可通过感应的方式感应使用者的悠游卡，以执行收费的方式，以便利使用者的充电过程，感应付费完即可直接将电动载具20移出。

承接上段，因可充电位置204、206为漏斗状的凹槽，即便正极充电接头184及负极充电接头186位置稍微有偏差，仍可以顺利经由凹槽的弧度以滑进最深处的可充电位置204、206中。另外，在充电时，发生下列五种情况时，自动充电则会停止：(1)充电时间到之后，自动充电则会自动断电；(2)当充电的电压达到预设值之后，自动充电则会自动断电；(3)当流经侦测电流发现电动载具20电池的电芯有问题时，或是充电时电芯发生问题，则不会进行自动充电；(4)当充电回路一短路时，则会自动断电；(5)当用户不当使用充电系统10，例如充电中撞击到充电连接器18或是其他地方，或是充电中自行将电动载具20移出，亦会自动断电。上述情况发生时停止自动充电以保护充电系统10、用户及电动载具20。

综上所述，本实用新型虽以两轮电动车为例，但电动载具亦可为四轮电动车，此时请参照本实用新型图7及图1所示，使用者可以驾驶电动汽车36至充电座12前，可依据使用者的电动汽车36的可充电位置，进行倒车接近充电座12或是直接车头朝充电座12的位置前进，本实用新型先以倒车方式为例，但不以此为限制，仍可依照不同车型做变化。当电动汽车36的后轮362碰触到地上的定位模块14后，此时的定位模块14则与上述的实施例不同，因针对电动汽车36的停车方便性，可以将定位模块14设计为车挡，图中为三角状的车挡，但不以此形状为限制，可以依照使用者需求做改变，电动汽车36的后轮362被定位模块14固定后则无法再往后移动并以固定在充电座12的前方，此时充电座12可以感测得知电动汽车36的电池种类，以控制移动模块16移动至充电座12外，连带将移动模块16上的充电连接器18移动至外部，再通过充电连接器18中的侦测器188a、188b、188c侦测电动汽车36的可充电位置364，以使正极充电接头184及负极充电接头186分别接合至电动汽车36的可充电位置364中的充电正极(图中未示)及充电负极(图中未示)中。电动汽车36接合及感测的方式亦可相同于电动机车，本实用新型主要的技术特征仍是充电连接器18上分开设置的正极充电接头184及负极充电接头186，当正极充电接头184及负极充电接头186接合至电动汽车36之后，则可形成充电回路以进行充电。对电动汽车36充电的充电座12可以设置在各种停车场或是各个停车格，当使用者停好车后，可以于离去前对电动汽车36进行充电，大大节省使用者再绕到其它充电站的时间。即便本实用新型设置在充电站之中，也可如前述的优点，达到自动充电的效果，节省人力成本、提高充电时的安全性以及操作更加便利性。

常见的两轮电动车除了电动机车外，还有电动自行车，而四轮电动车可为电动汽车或电动高尔夫球车，若将来更有不同形式的电动车出现，仍然可适用于本实用新型之中，因此不以电动车的类型为限制条件，固定电动载具的轮胎也不以一个为限制，可依照不同的电动载具作不同的设计。本实用新型的主要精神在自动固定电动载具及自动连接至电动载具中可以充电的位置，并开始自行充电，以避免使用者的操作不当而造成自身或是电动载具的毁损，或是雨天时，使用者不用下车充电，不用担心漏电而触电，且充电座方面也不用担心雨水会进入充电接头中而造成装置毁损。另外，更通过充电连接器上的正极充电接头及负极充电接头的分开设置，即便使用者因为使用不慎误触其中一接头，仍不会造成触电或是漏电的情况，将充电接头分开设置可以保障使用者的安全，并且容易接合至电动载具之中，最后因为正极充电接头及负极充电接头的分开设置，还可以避免电磁干扰，并且制造其中的绝缘体的空间也相对提高，更使得使用者于操作上更佳便利、安全及节省制造成本，上述的实施例仅为本实用新型的使用说明，不应以此为限制。

以上所述实施例仅为说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本实用新型之内容并据以实施，当不能以之限定本实用新型的保护范围，即大凡依本实用新型所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种充电系统，其可固定电动载具并对该电动载具充电，其特征在于，该充电系统包括：

一充电座，其用于提供充电电能；

一定位模块，其位于该充电座的正面下方，且该定位模块用于固定该电动载具的至少一轮胎；

一移动模块，其设置于该充电座内并电性连接该充电座，该移动模块控制该充电座朝向上、下、左、右、前及后移动；及

一充电连接器，其具有一正极充电接头及一负极充电接头，并设置于该移动模块上，该正极充电接头及该负极充电接头分别电性连接该充电座，以接收该充电座所传输的该充电电能，当该电动载具的该至少一轮胎固定于该定位模块后，该充电座能够感测出该电动载具的电池种类，该充电座控制该移动模块移动至该充电座外，以将该正极充电接头及该负极充电接头对应接合至该电动载具的两个可充电位置进行充电。

2.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，该充电座还包括：

一电能转换器，其电性连该充电连接器及一交流电，该电能转换器将该交流电转换成该充电电能，以将该充电电能传输至该充电连接器；

一传感器，其通过无线传输方式感测该电动载具的该电池种类；及

一处理器，其电性连接该电能转换器、该传感器及该移动模块，该处理器经由该传感器感测该电动载具的该电池种类后，该处理器控制该移动模块进行移动，以将该移动模块上的该充电连接器接合至该电动载具的该两个可充电位置，通过该正极充电接头、负极充电接头、该两个可充电位置及该电池形成一充电回路，以对该电动载具进行充电。

3.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，该电动载具为两轮以上的电动车。

4.根据权利要求1述的充电系统，其特征在于，该两个可充电位置为漏斗状凹槽。

5.根据权利要求4述的充电系统，其特征在于，该电动载具的该两个可充电位置中分别设有一充电正极及一充电负极，该充电正极接合该正极充电接头及该充电负极接合该负极充电接头。

6.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，该定位模块还包括：

一底座，其固定于该充电座的该正面下方，且该底座具有一阻挡部，其自该底座的底部向上延伸，该阻挡部能够容置该电动载具的该轮胎；及

一固定体，其设置于该底座上及位于该底座远离该充电座的一端，该固定体能够固定该轮胎，以使该轮胎固定于该阻挡部及该固定体之间。

7.一种充电连接器，其设置于充电系统上，其特征在于，该充电连接器包含：

一座体，其设置于该充电系统上；及

一正极充电接头及一负极充电接头，其分开设置于该座体的两侧并电性连接该充电系统，以分别对应接合至该电动载具的两个可充电位置，以使该充电系统、该正极充电接头、该负极充电接头、该两个可充电位置及该电动载具的电池形成一充电回路，以对该电动载具充电。

8.根据权利要求7所述的充电连接器，其特征在于，该充电系统还包含：

一移动模块，其设于该座体下以承载该座体，该移动模块能够承载该座体移动至该两个可充电位置，并使该正极充电接头及该负极充电接头接合至该两个可充电位置；及

一充电座，其电性连接该正极充电接头及该负极充电接头，以与该正极充电接头、该负极充电接头、该两个可充电位置及该电动载具的该电池形成该充电回路，以对该电动载具的该电池进行充电。

9.根据权利要求7所述的充电连接器，其特征在于，该座体还包含至少一侦测器，其设置于该座体上，以侦测该电动载具的该两个可充电位置。

10.根据权利要求7所述的充电连接器，其特征在于，该正极充电接头与该负极充电接头的距离大于五厘米。

11.根据权利要求7所述的充电连接器，其特征在于，该两个可充电位置为漏斗状凹槽。

12.根据权利要求11所述的充电连接器，其特征在于，该两个可充电位置内分别设有一充电正极及一充电负极，该充电正极接合该正极充电接头及该充电负极接合该负极充电接头。