CN205531794U - 一种插卡式直流充电桩枪端机械电磁联锁控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动汽车充电桩，具体地说涉及一种插卡式直流充电桩枪端机械电磁联锁控制装置。本实用新型包括充电枪国标插头（1）、机械锁锁扣（2）、充电枪枪体（3）、机械锁扣复位压簧（4）、机械锁微动开关S1（5）、充电枪机械锁解锁扳机（6）、电磁阀铁芯锁销（7）、电磁铁铁芯复位压簧（8）、电磁阀体（9）、第一电磁阀屏蔽体（10）、电磁阀微动开关S2（11）、第二电磁屏蔽体（12）、充电电缆入口（13）。本实用新型有如下有益效果：可保证充电桩的安全可靠运行，降低设备生产成本和充电桩运营人工成本，为加速推广新能源电动汽车打下基础。

Description

一种插卡式直流充电桩枪端机械电磁联锁控制装置

技术领域

本实用新型涉及电动汽车充电桩，具体地说是涉及一种插卡式直流充电桩枪端机械电磁联锁控制装置。

背景技术

国家发改委、能源局等四部委于2015年11月17日联合下发《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》；2016年1月初中国国家质检总局、国家标准委联合国家能源局、工信部、科技部等五部门联合发布了新修订的GB/T18487.1-2015《电动汽车传导充电桩控制系统 第1部分：通用要求》、GB/T20234.1-2015《电动汽车传导充电用连接装置 第1部分：通用要求》、GB/T20234.2-2015《电动汽车传导充电用连接装置 第2部分：交流充电接口》、GB/T20234.3-2015《电动汽车传导充电用连接装置 第3部分：直流充电接口》、GB/T27930-2015《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》五项电动汽车充电接口及通讯通信协议国家标准。

新标准明确规定“交流充电电流大于16A时，供电接口和车辆接口应具有锁止功能，供电插头和车辆插头应安装电子锁止装置，防止充电过程中的意外断开，当电子锁未可靠锁止时，供电设备或电动汽车应停止充电或不启动充电。直流充电时，车辆接口应具有锁止功能，车辆插头应安装机械锁止装置，供电设备应能判断机械锁是否可靠锁止。车辆插头应安装电子锁止装置，电子锁处于锁止位置时，机械锁应无法操作，供电设备应能判断电子锁是否可靠锁止。当机械锁或电子锁未可靠锁止时，供电设备应停止充电或不启动充电。”由此可见，机械和电子联锁可为电动汽车充电的安全性提供保证，

目前，充电设备机械锁装置、车端电子锁（安装在车辆插座端电子锁）和桩端电子锁（安装在充电桩插座端电子锁），均有部分应用，只有枪端电子锁作为新标准规范要求，尚未应用。

为解决这些问题，需发明适用的一种充电桩枪端机械电磁联锁控制装置。

发明内容

本实用新型的目的是针对新标准对（枪端）机械和电子联锁的要求，避免充电过程中充电电流产生的电磁场对电磁阀供电锁止时产生的影响，提供了一种充电桩枪端机械电磁联锁控制装置。

本实用新型提供一种充电桩枪端机械电磁联锁控制装置，包括充电枪国标插头（1）、机械锁锁扣（2）、充电枪枪体（3）、机械锁扣复位压簧（4）、机械锁微动开关S1（5）、充电枪机械锁解锁扳机（6）、电磁阀铁芯锁销（7）、电磁铁铁芯复位压簧（8）、电磁阀体（9）、第一电磁阀屏蔽体（10）、电磁阀微动开关S2（11）、第二电磁屏蔽体（12）、充电电缆入口（13），其中，当车辆需要充电时，在插卡式充电桩上插入充电卡后，启动充电桩控制系统，进入人机对话界面，经人工屏幕设置后，可从所述充电桩的充电枪仓中拔出所述充电枪，而后将充电枪国标插头（1）插入到所述车辆相应的充电插座上，当所述机械锁锁扣（2）锁止后所述机械锁微动开关S1（5）闭合，所述充电桩控制系统自动控制辅助电源供电并将电磁锁断电释放锁止，当所述电磁锁锁止后所述电磁阀微动开关S2（11）闭合，车辆控制器检测到所述电磁阀微动开关S2（11）闭合后，反馈给所述充电桩控制系统并可进入充电状态；充电结束后，当人工选择继续充电，所述机械电磁联锁装置保持不动，当人工选择充电结束后，所述辅助电源断开、所述电磁锁供电吸合解锁，此时可通过所述充电枪机械锁解锁扳机（6）人工控制所述机械锁扣复位压簧（4）打开所述机械锁锁扣（2）并从所述车辆插座上拔出所述充电枪，并将所述充电枪国标插头（1）插入到所述充电桩枪仓插座上，当完全就位且所述机械锁锁止后，所述机械锁微动开关S1（5）闭合，所述充电桩控制系统控制所述电磁锁断电释放锁止，所述充电桩控制系统检测到所述电磁阀微动开关S2（11）闭合后，控制所述辅助电路供电，所述充电枪复位指示灯亮起，表明充电枪完全就位并将机械锁和电磁锁锁止，此时通过人机对话可退出充电卡，退卡后，所述充电桩控制系统控制所述辅助电路断电指示灯灭，系统进入初始状态。

进一步地，所述电磁阀体（9）是一种与所述辅助电路电压和电流相适应的微型电磁铁；所述电磁阀体（9）锁销部分需与复位弹簧在电磁阀筒体同一端。

进一步地，所述第一电磁阀屏蔽体（10）、第二电磁屏蔽体（12）是指在充电电缆和电磁铁之间设置的两道屏蔽效果较好的电磁屏蔽体，所述第一电磁阀屏蔽体（10）紧挨所述充电电缆，所述第二电磁屏蔽体（12）在所述电磁阀体（9）周围，呈圆筒桩或方筒状所述电磁阀铁芯锁销（7）、电磁阀体（9）包裹在内。

进一步地，所述插卡式充电桩为直流或交流充电桩。

进一步地，所述插卡式充电桩使用时须将充电卡插入到充电桩控制系统卡槽内，方能启动所述充电桩控制系统，根据人机对话提示，给电动汽车充电；当充电结束后，必须将所述充电枪放回原位，所述机械电磁联锁后，所述人机对话提示退卡，否则，不退卡并进一步提示放好所述充电枪。

进一步地，所述枪端机械电磁联锁控制装置，在锁止时，所述机械锁先锁止，之后所述电磁锁方可锁止，解锁时，所述电磁锁先解锁，之后所述机械锁方可解锁。

本实用新型提供的一种充电桩枪端机械电磁联锁控制装置有如下有益效果：可保证充电桩的安全可靠运行，避免充电枪被意外拔出，避免在桩端和车端两处设置电子锁，降低设备生产成本和充电桩运营人工成本，有利于自助式的、无人值守充电桩在省际远程公路和高速公路服务区以及偏远西部山区加油站等普及应用，消除电动汽车司机远程充电顾虑，保证电动汽车续航里程，为加速推广新能源电动汽车打下基础。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型所述的一种充电桩枪端机械电磁联锁控制装置的结构示意图；

图2是本实用新型所述的一种充电桩枪与车端接口锁止控制原理图；

图3是本实用新型所述的一种充电枪与桩端接口锁止控制原理图；

图4是本实用新型所述的充电枪机械电磁锁止状态示意图。

图5是本实用新型所述的充电枪机械电磁联锁控制装置与解锁状态示意图。

具体实施方式

本实用新型要解决的技术是针对新标准对（枪端）机械和电子联锁的要求，以及插卡式直流充电桩枪端机械电磁联锁装置及其控制方法，为避免充电过程中，充电电流产生的电磁场对电磁阀供电锁止时的影响，本实用新型设计电磁阀为不充电状态线圈供电铁芯吸合解锁、充电状态线圈断电铁芯释放锁止。为保证电磁阀的工作可靠性和铁芯（锁销）不被磁化，分别在充电电缆线和电磁阀之间设置两道电磁屏蔽体，为充电桩提供一种可靠、稳定、安全、成本低，适用于插卡式直流充电桩枪端机械电磁联锁装置，为充电枪在充电过程中和不充电状态回位到充电桩枪仓时，实现可靠锁止，提供一种新的锁止和控制方法。

结合图1－图5说明本实施方式，本实施方式一种充电桩枪端机械电磁联锁控制装置，充电枪国标插头（1）、机械锁锁扣（2）、充电枪枪体（3）、机械锁扣复位压簧（4）、机械锁微动开关S1（5）、充电枪机械锁解锁扳机（6）、电磁阀铁芯锁销（7）、电磁铁铁芯复位压簧（8）、电磁阀体（9）、第一电磁阀屏蔽体（10）、电磁阀微动开关S2（11）、第二电磁屏蔽体（12）、充电电缆入口（13），其中，当车辆需要充电时，在插卡式充电桩上插入充电卡后，启动充电桩控制系统，进入人机对话界面，经人工屏幕设置后，可从所述充电桩的充电枪仓中拔出所述充电枪，而后将充电桩国标插头（1）插入到所述车辆相应的充电插座上，当所述机械锁锁扣（2）锁止后所述机械锁微动开关S1（5）闭合，所述充电桩控制系统自动控制辅助电源供电并将电磁锁断电释放锁止，当所述电磁锁锁止后所述电磁阀微动开关S2（11）闭合，车辆控制器检测到所述电磁阀微动开关S2（11）闭合后，反馈给所述充电桩控制系统并可进入充电状态；充电结束后，当人工选择继续充电，所述机械电磁联锁装置保持不动，当人工选择充电结束后，所述辅助电源断开、所述电磁锁供电吸合解锁，此时可通过所述充电枪机械锁解锁扳机（6）人工控制所述机械锁扣复位压簧（4）打开所述机械锁锁扣（2）并从所述车辆插座上拔出所述充电枪，并将所述充电枪国标插头（1）插入到所述充电桩枪仓插座上，当完全就位且所述机械锁锁止后，所述机械锁微动开关S1（5）闭合，所述充电桩控制系统控制所述电磁锁断电释放锁止，所述充电桩控制系统检测到所述电磁阀微动开关S2（11）闭合后，控制所述辅助电路供电，所述充电枪复位指示灯亮起，表明充电枪完全就位并将机械锁和电磁锁锁止，此时通过人机对话可退出充电卡，退卡后，所述充电桩控制系统控制所述辅助电路断电指示灯灭，系统进入初始状态。

进一步地，所述电磁阀体（9）是一种与所述辅助电路电压和电流相适应的微型电磁铁；所述电磁阀体（9）锁销部分需与复位弹簧在电磁阀筒体同一端。为满足充电时线圈断电铁芯释放锁止、不充电状态下线圈通电铁芯吸合解锁的设计要求，锁销部分需与复位弹簧在电磁阀筒体同一端，与常规的微型电磁铁正相反。

进一步地，所述第一电磁阀屏蔽体（10）、第二电磁屏蔽体（12）是指在充电电缆和电磁铁之间设置的两道屏蔽效果较好的电磁屏蔽体，所述第一电磁阀屏蔽体（10）紧挨所述充电电缆，所述第二电磁屏蔽体（12）在所述电磁阀体（9）周围，呈圆筒桩或方筒状所述电磁阀铁芯锁销（7）、电磁阀体（9）包裹在内，防止在充电过程中，充电电流产生的电磁场对电磁阀的影响和对铁芯的磁化。

进一步地，所述插卡式充电桩为直流或交流充电桩。

进一步地，所述插卡式充电桩使用时须将充电卡插入到充电桩控制系统卡槽内，方能启动所述充电桩控制系统，根据人机对话提示，给电动汽车充电；当充电结束后，必须将所述充电枪放回原位，所述机械电磁联锁后，所述人机对话提示退卡，否则，不退卡并进一步提示放好所述充电枪。

进一步地，所述枪端机械电磁联锁控制装置，在锁止时，所述机械锁先锁止，之后所述电磁锁方可锁止，解锁时，所述电磁锁先解锁，之后所述机械锁方可解锁。通过所述电磁锁锁止所述机械锁，避免在充电过程中所述充电枪意外拔出。

所述机械电磁联锁控制，在新国标充电控制引导电路原理图的基础上，增加了充电时由非车载充电机控制器控制的枪端电磁阀和检测微动开关Ｓ２的功能；增加了充电结束后，由非车载充电机控制器控制的充电枪入仓、枪端电磁阀、检测微动开关Ｓ２和充电枪就位指示灯的功能。

图2给出了所述充电枪与车端接口锁止控制原理，枪内电磁阀供电由辅助电源提供，接触器K7、K8由非车载充电机控制器控制，S1为机械锁反馈信号微动开关，S2为电磁阀反馈信号微动开关。当插卡系统启动后，按人机对话的提示“请插入充电枪”时，非车载充电机控制器控制接触器K7、K8闭合，给枪内电磁阀供电，此时电磁阀吸合解锁，电动车司机可扣动扳机打开机械锁，拔出充电枪，插入到车辆端充电插座上，并释放机械锁，机械锁锁止后，微动开关S1闭合，非车载充电机控制器系统检测UI点相应电压值以确认机械锁锁止，之后断开接触器K7、K8和闭合接触器K3、K4，此时电磁阀锁止，车端控制器供电工作，当微动开关S2闭合，表明电磁锁锁止正常，车端控制器可检测到U2点相应电压值确认电磁锁锁止正常后，并控制接触器K5、K6闭合，完成充电准备工作，点击屏幕人机对话“开始充电”按钮后，非车载充电机控制器控制接触器K1K2闭合，进入充电状态；当本次充电完成并确认结束后，车辆控制器控制接触器K5K6断开、非车载充电机控制器控制接触器K1K2断开、接触器K3K4断开、接触器K7K8闭合，电磁阀供电吸合解锁，此时电动车司机可解除机械锁拔出充电枪，准备放回到充电桩桩枪仓内。

图3是给出了所述充电枪与桩端接口锁止控制原理，为了保证在充电结束后，电动车司机能够完好的将充电枪放回到充电桩原位再离开，避免乱丢乱放的现象发生，枪端控制装置不变，在充电桩枪仓处增加了接近开关和充电枪相应位置设置感应铁片，在充电桩枪仓插座内把CC1和CC2短接并A+和A-之间设置一个充电枪就位指示灯。当接近开关感应到充电枪进入充电桩枪仓、非车载控制器检测到微动开关S1闭合后的UI点相应电压值后，控制接触器K7K8断开，电磁阀铁芯释放锁止，微动开关S2闭合，非车载控制器再次检测UI点相应电压值，判断电磁锁完好锁止，之后控制接触器K3K4闭合，充电枪就位指示灯亮起，提示电动车司机充电枪已就位，可在屏幕人机对话窗口点击退卡按钮，退卡后，非车载控制器退出系统，系统进入初始状态。

图4给出了充电枪机械电磁锁止状态示意图，图5给出了充电枪机械电磁解锁状态示意图。

本实用新型要解决的技术是针对新标准对（枪端）机械和电子联锁的要求，以及插卡式直流充电桩枪端机械电磁联锁装置及其控制方法，为避免充电过程中，充电电流产生的电磁场对电磁阀供电锁止时的影响，本实用新型设计电磁阀为不充电状态线圈供电铁芯吸合解锁、充电状态线圈断电铁芯释放锁止。

本实用新型提供的一种充电点桩枪端机械电磁联锁控制装置有如下有益效果：可保证充电桩的安全可靠运行，避免充电枪被意外拔出，避免在桩端和车端两处设置电子锁，降低设备生产成本和充电桩运营人工成本，有利于自助式的、无人值守充电桩在省际远程公路和高速公路服务区以及偏远西部山区加油站等普及应用，消除电动汽车司机远程充电顾虑，保证电动汽车续航里程，为加速推广新能源电动汽车打下基础。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种插卡式直流充电桩枪端机械电磁联锁控制装置，其特征在于，包括：充电枪国标插头（1）、机械锁锁扣（2）、充电枪枪体（3）、机械锁扣复位压簧（4）、机械锁微动开关S1（5）、充电枪机械锁解锁扳机（6）、电磁阀铁芯锁销（7）、电磁铁铁芯复位压簧（8）、电磁阀体（9）、第一电磁阀屏蔽体（10）、电磁阀微动开关S2（11）、第二电磁屏蔽体（12）、充电电缆入口（13），其中，当车辆需要充电时，在插卡式充电桩上插入充电卡后，启动充电桩控制系统，进入人机对话界面，经人工屏幕设置后，可从所述充电桩的充电枪仓中拔出所述充电枪，而后将充电枪国标插头（1）插入到所述车辆相应的充电插座上，当所述机械锁锁扣（2）锁止后所述机械锁微动开关S1（5）闭合，所述充电桩控制系统自动控制辅助电源供电并将电磁锁断电释放锁止，当所述电磁锁锁止后所述电磁阀微动开关S2（11）闭合，车辆控制器检测到所述电磁阀微动开关S2（11）闭合后，反馈给所述充电桩控制系统并可进入充电状态；充电结束后，当人工选择继续充电，所述机械电磁联锁装置保持不动，当人工选择充电结束后，所述辅助电源断开、所述电磁锁供电吸合解锁，此时可通过所述充电枪机械锁解锁扳机（6）人工控制所述机械锁扣复位压簧（4）打开所述机械锁锁扣（2）并从所述车辆插座上拔出所述充电枪，并将所述充电枪国标插头（1）插入到所述充电桩枪仓插座上，当完全就位且所述机械锁锁止后，所述机械锁微动开关S1（5）闭合，所述充电桩控制系统控制所述电磁锁断电释放锁止，所述充电桩控制系统检测到所述电磁阀微动开关S2（11）闭合后，控制所述辅助电路供电，所述充电枪复位指示灯亮起，表明充电完全就位并将机械锁和电磁锁锁止，此时通过人机对话可退出充电卡，退卡后，所述充电桩控制系统控制所述辅助电路断电指示灯灭，系统进入初始状态。

2.根据权利要求1所述的一种插卡式直流充电桩枪端机械电磁联锁控制装置，其特征在于，所述电磁阀体（9）是一种与所述辅助电路电压和电流相适应的微型电磁铁；所述电磁阀体（9）锁销部分需与复位弹簧在电磁阀筒体同一端。

3.根据权利要求1所述的一种插卡式直流充电桩枪端机械电磁联锁控制装置，其特征在于，所述第一电磁阀屏蔽体（10）、第二电磁屏蔽体（12）是指在充电电缆和电磁铁之间设置的两道屏蔽效果较好的电磁屏蔽体，所述第一电磁阀屏蔽体（10）紧挨所述充电电缆，所述第二电磁屏蔽体（12）在所述电磁阀体（9）周围，呈圆筒桩或方筒状所述电磁阀铁芯锁销（7）、电磁阀体（9）包裹在内。

4.根据权利要求1所述的一种插卡式直流充电桩枪端机械电磁联锁控制装置，其特征在于，所述插卡式充电桩为直流或交流充电桩。

5.根据权利要求1所述的一种插卡式直流充电桩枪端机械电磁联锁控制装置，其特征在于，所述插卡式充电桩使用时须将充电卡插入到充电桩控制系统卡槽内，方能启动所述充电桩控制系统，根据人机对话提示，给电动汽车充电；当充电结束后，必须将所述充电枪放回原位，所述机械电磁联锁后，所述人机对话提示退卡，否则，不退卡并进一步提示放好所述充电枪。

6.根据权利要求1所述的一种插卡式直流充电桩枪端机械电磁联锁控制装置，其特征在于，所述枪端机械电磁联锁控制装置，在锁止时，所述机械锁先锁止，之后所述电磁锁方可锁止，解锁时，所述电磁锁先解锁，之后所述机械锁方可解锁。