CN212447149U - 一种充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电装置，包括：充电插头，内部设有第一温度传感器，用于检测所述充电插头的温度T0；控制盒，通过第一充电电缆与所述充电插头电连接，其内部设置有第二温度传感器，用于检测所述控制盒内的温度T1；电路控制单元，设置于所述控制盒内，用于根据所述T0或所述T1或T0和T1之间的差值是否超出设定的范围而控制所述充电装置的运行。本实用新型公开的充电装置，通过实时检测插头和控制盒的温度，并在当检测温度超出设定的范围时，控制整个充电装置的连通性，从而使得充电过程更加的安全、高效。

Description

一种充电装置

技术领域

本实用新型涉及混合动力车辆/电动车辆的应用技术领域，具体涉及一种混合动力车辆/电动车辆的充电装置。

背景技术

近年来，随着电动汽车的逐步普及，特别是小型电动汽车进入家庭后，随时随地的充电就成了电动汽车正常行驶的必要保证。但是在实际充电场景中，由于交流电缆的插头或插座可能存在氧化，或者与其对插的插头座或插头老化，导致充电过程中的温升过高，进而引发充电安全隐患成为当下关注的焦点问题。在现有技术中，为解决上述技术问题，通常只在充电插头中设置一个温度传感器，即只根据插头的温度决定充电装置的运行，但此种装置当处于的环境温度较低时，依然会由于插头温升过高而存在一定的安全隐患。

因此，随着人们对新能源汽车或混合动力汽车需求的增加，如何及时有效的在充电过程中，避免因插头温度过热而引发安全事故，成为亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种充电装置，用于解决充电插头过热及时断电，并当充电插头温度降低时恢复充电的问题。

根据本实用新型实施例的一方面，提供一种，包括：充电插头，内部设有第一温度传感器，用于检测所述充电插头的温度T0；控制盒，通过第一充电电缆与所述充电插头电连接，其内部设置有第二温度传感器，用于检测所述控制盒内的温度T1；电路控制单元，设置于所述控制盒内，用于根据所述T0或所述T1或T0和T1之间的差值是否超出设定的范围而控制所述充电装置的运行。

在本实用新型一个实施例中，当所述T0大于75℃或所述T1大于85℃或所述T0和T1之间的差值大于35℃时，所述电路控制单元断开所述充电装置的运行。

在本实用新型一个实施例中，当所述T0大于75℃或所述T1大于85℃或所述T0和T1之间的差值大于35℃时，所述电路控制单元降低所述充电装置的输出功率。

在本实用新型一个实施例中，当所述T0小于65℃或所述T1小于75℃或所述T0和T1之间的差值小于25℃时，所述电路控制单元恢复所述充电装置的运行。

在本实用新型一个实施例中，还包括主控模块，所述主控模块设置于所述控制盒内，并外接所述第一温度传感器、所述第二温度传感器，用于控制所述电路控制单元的开闭。

在本实用新型一个实施例中，还包括温度处理器，所述温度处理器设置于所述控制盒内，并与所述主控模块相连，用于计算所述T0和T1之间的差值。

在本实用新型一个实施例中，所述温度处理器包括信号传送单元，用于在所述T0和T1之间的差值超出设定的范围时，发送信号给所述主控模块。

在本实用新型一个实施例中，所述第一充电电缆包括电源线、中性线、接地线，及传感器信号线。

在本实用新型一个实施例中，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器为热敏电阻。

在本实用新型一个实施例中，还包括车辆充电接口，所述车辆充电接口的一端通过第二充电电缆与所述控制盒相连，另一端用于与车辆连接充电。

本实用新型的实施例所提供的一种充电装置，通过设置两个温度传感器，采用温度组合判定的方式，实时检测充电插头和控制盒的温度，在当温度高于预设值时，电路控制单元断开充电，以防插头插座因为接触故障导致过热引发事故，而在当温度低于预设值时，电路控制单元自动闭合，恢复正常充电，保障了充电装置在使用过程中的安全性和高效性。

附图说明

图1所示为本实用新型一个实施例提供的充电装置的充电插头及控制盒的结构示意图。

图2所示为本实用新型一个实施例提供的充电装置的工作原理图。

图3所示为本实用新型另一个实施例提供的充电装置的工作原理图。

图4所示为本实用新型又一个实施例提供的充电装置的工作原理图。

图5所示为本实用新型一个实施例提供的充电装置的温度处理器的结构示意图。

图6所示为本实用新型一个实施例提供的充电装置的应用示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1所示为本实用新型一个实施例提供的充电装置的充电插头及控制盒的结构示意图。如图1所示，该充电装置包括：充电插头1、控制盒2和第一充电电缆3，充电插头1和控制盒2之间通过第一充电电缆3连接。其中，充电插头1中设置有第一温度传感器11，用于检测充电插头1的温度T0。控制盒2中设置有第二温度传感器22和电路控制单元24，该第二温度传感器22用于检测控制盒2内的温度T1，而电路控制单元24则是根据充电插头温度T0或控制盒2温度T1或T0和T1之间的差值，看其是否超出预先设定的温度值，从而控制整个充电装置的运行。

应当理解，充电插头1内部设置有第一温度传感器11，本实用新型实施例对第一温度传感器11在充电插头1内设置的位置不作具体限定。优选地，本实用新型实施例将第一温度传感器11设置于充电插头1的电触头附近。充电插头1附接到第一充电电缆3的端部，其截面面积可以明显大于第一充电电缆3的截面面积，并且轮廓形状可设计成方便使用者操作的形状，因此，本实用新型实施例对充电插头1的轮廓形状不作具体限定。同时，充电插头1内部还可以包含非导电材料，以维持内部电线和插头等导电元件的电隔离，并且可以热绝缘以防止使用者被充电期间可能出现的高热灼伤。

还应当理解，控制盒2通过第一充电电缆3与充电插头1连接，即第一充电电缆3一端连接充电插头1，另一端连接控制盒2。控制盒2内部也设有一个温度传感器，即第二温度传感器22，本实用新型实施例对第二温度传感器22在控制盒2内设置的位置也不作具体限定。

还应当理解，本实用新型实施例中的电路控制单元24，相当于一个温度保护开关，本实用新型实施例对电路控制单元24的种类不作具体限定。优选地，本实用新型实施例采用继电器为电路控制单元24。电路控制单元24根据检测的温度(即第一温度传感器11检测的温度T0和第二温度传感器22检测的温度T1)做出不同的响应。当T0或T1或T0和T1之间的差值超出预先设定的温度高值(极限温度高值)时，电路控制单元24会断开充电，以防止充电装置过热引发安全问题。当T0或T1或T0和T1之间的差值低于预先设定的温度低值(极限温度低值)时，电路控制单元24会自动闭合，恢复充电装置运行充电。可见，本实用新型实施例提供的充电装置可以同时实现闭合(即充电装置充电)和断开(即充电装置断电)两个动作。

需要说明的是，本实用新型实施例中T0和T1之间的差值，也就是充电插头1和控制盒2内部检测的温度的差值，本实用新型实施例将二者之间差值计算的方式设定为充电插头1的温度减去控制盒2的温度，即T0-T1。

还需要说明的是，对检测温度的判定方式可以选择：单独判定和组合判定两种方式。其中，单独判定，即单独判定充电插头1的温度(即第一温度传感器11检测的温度，T0)是否超出预先设定的温度值(即极限温度高值或极限温度低值)，或判定控制盒2的温度(即第二温度传感器22检测的温度，T1)是否超出预先设定的温度值，或判定充电插头1和控制盒2的温度差值(即第一温度传感器11和第二温度传感器22检测的温度，T0和T1之间的差值)是否超出预先设定的温度值，若超出预先设定的温度值，则充电装置充电或断电，若未超出则按照当前的形式继续充电。以图2判定是否高于极限温度高值的情况为例，先获取充电插头1内第一温度传感器11检测的温度T0，然后判断T0是否高于预先设定的极限温度高值，若高于则电路控制单元24断开充电，若未高于则继续充电。换句话说，单独判定就是单独针对上述三种温度中的一种温度进行判定，以此来控制充电装置的运行。

还需要说明的是，组合判定，即在充电插头1的检测温度T0、控制盒2的检测温度T1，和充电插头1与控制盒2的温度差值，即T0和T1之间的差值，这三者中选择两者进行组合判定。可以选择T0和T1进行判定，也可以选择T0与T0和T1之间的差值进行判定，也可以选择T1与T0和T1之间的差值进行判定，本实用新型实施例对选择哪两种温度进行组合判定不作具体限定。同时，组合的形式可以是并列式、递进式等，其中并列式就是将选取的温度进行同时判定，递进式则是按照一定的顺序，先判定一种温度再判定另一种温度，本实用新型实施例对此不作具体限定。

优选地，对检测温度的判定方式本实用新型实施例选择T0或T1，与T0和T1之间的差值进行组合判定。因此，可以理解为在这两者中，若有一者超出预先设定的温度值(即极限温度高值或极限温度低值)，则充电装置断开或闭合充电。其中，以递进式组合的方式为例，当温度高于极限温度高值时，充电装置断开充电，具体工作流程如图3所示，获取T0或T1与T0和T1之间的差值后，进行温度判断当检测到T0或T1的温度高于预先设定的极限温度高值时，则电路控制单元24断开充电，若否则进一步判断T0和T1之间的差值是否高于预先设定的极限温度高值，当高于极限温度高值时则电路控制单元24断开充电，当未高于时继续充电。当温度低于极限温度低值时，充电装置闭合充电，恢复充电，本实用新型实施例对两种温度的判定顺序不作具体限定，可以先检测T0或T1的温度，再检测T0和T1之间的差值，也可以先检测T0和T1之间的差值，再检测T0或T1的温度，如图3和图4。换句话说，组合判定就是采用的一定的方式或并列，或递进进行两种温度判定，并且只要检测出其中一种温度超出预先设定的温度值时，就控制充电装置中的电路控制单元24充电或断电。

优选地，本实用新型实施例采用组合判定。

由此可知，本实用新型实施例通过设置两个温度传感器，实时检测充电插头1和控制盒2的温度，在当温度高于预设值时，电路控制单元24断开充电，以防插头插座因为过热引发事故，而在当温度低于预设值时，电路控制单元24闭合，恢复正常充电，保障了充电装置在使用过程中的安全性和高效性。同时，本实用新型实施例采用组合判定的形式，避免了在外部环境温度较低时，由于充电插头1或控制盒2温升过高，对充电装置本身使用寿命产生影响。此外，引用温度差值作为判定的条件之一，可以将温度保护点自动降低，从而对充电装置进行更好的过热保护。

在本实用新型一个实施例中，当T0大于75℃或T1大于85℃或T0和T1之间的差值大于35℃时，电路控制单元24断开充电装置的运行。

应当理解，预先设定的温度高值，即极限温度高值，可以理解为温度保护阈值或阈值温度。对于该预先设定的温度高值可取决多种因素进行设定，包括用于构成插头的聚合材料的物理件质。因此，预先设定的温度高值可通常设定为低于所使用的最小热稳定材料的热形变温度或热挠曲温度，以防止由于过度软化产生的变形。此外，希望的是将插头表面维持在使用者感到舒适的温度。因此，插头的设计特征将影响可容许的阀值温度，该设计特征包括但不限于：形状、尺寸、所用材料以及从表面到内部发热部件(电缆和插片)的距离。鉴于此，本实用新型实施例对预先设定的温度高值不做具体限定，可根据实际需求进行设定。

需要说明的是，当检测到温度传感器(即第一温度传感器11和第二温度传感器22)检测的温度急剧升高，并超过预先设定的温度高值，则电路控制单元24会立刻断开充电装置的运行。

优选地，本实用新型实施例将极限温度高值选取为：极限插头温度高值T0为75℃；极限控制盒温度高值T1为85℃；极限差值温度高值为35℃。

由此可知，采用立刻断开充电的方式，通过及时操控电路控制单元24断开充电，可有效防止充电装置因过热，所引发的安全问题。

在本实用新型一个可替代实施例中，当T0大于75℃或T1大于85℃或T0和T1之间的差值大于35℃时，电路控制单元24降低充电装置的输出功率而不是断开充电。

应当理解，本实用新型实施例关于预先设定的温度高值(极限温度高值)的选取，与上述实施例基本相同，详情请参见上述实施例的记载，在此不再赘述。

需要说明的是，当检测到温度传感器(即第一温度传感器11和第二温度传感器22)检测的温度超过预先设定的温度高值，则电路控制单元24会逐渐降低输出功率，当降低输出功率后依旧检测到温度不断升高时，电路控制单元24会继续降低输出功率直至断开充电。

由此可知，采用渐进式断开充电的方式，通过操控电路控制单元24逐步降低输出功率直至断开充电，也可有效的避免了插头温升过高引发安全问题。

在本实用新型一个实施例中，当T0小于65℃或T1小于75℃或T0和T1之间的差值小于25℃时，电路控制单元24恢复充电装置的运行。

应当理解，预先设定的温度低值，即极限温度低值。当电路控制单元24断开充电，进入充电保护状态，但此时充电装置依然会通过温度传感器(即第一温度传感器11和第二温度传感器22)，对整个充电控制系统进行温度检测，并在当检测温度低于设定的极限温度低值时，电路控制单元24会闭合充电，以恢复充电装置的运行。其中闭合充电的工作原理与上述实施例记载的断开充电的工作原理基本相同，详情请参见上述实施例的相关记载，在此不再赘述。

优选地，本实用新型实施例将极限温度低值选取为：极限插头温度低值T0为65℃；极限控制盒温度低值T1为75℃；极限差值温度低值为25℃。

由此可知，本实用新型实施例提供的充电装置，在处于温度保护状态时可根据温度判定，恢复充电，保障了充电装置在使用过程中的高效性。

在本实用新型一个实施例中，如图1所示，充电装置还包括主控模块21，该主控模块21设置于控制盒2内，并外接第一温度传感器11、第二温度传感器22，用于控制电路控制单元24的开闭。

应当理解，主控模块21设置于控制盒2内，该主控模块21相当于一个主控板，用于控制整个充电系统的运行，相当于整个充电装置的大脑。该主控模块21与第一温度传感器11、第二温度传感器22，及控制电路控制单元24相连，用于接收外接装置发送信号的同时，也向外接装置发送信号指令，实现对整个充电控制系统的操控。

由此可见，本实用新型实施例设置主控模块21用于接收和发送信号，保障了充电控制系统的平稳运行。

在本实用新型一个实施例中，如图1和图5所示，充电装置还包括温度处理器23，该温度处理器23设置于控制盒2内，并与主控模块21相连，用于计算T0和T1之间的差值。

应当理解，温度处理器23也是主控模块21的外接装置，该温度处理器23包括：接收单元231、计算单元232、判定单元233及信号传送单元234。其中，接收单元231，用于接收第一温度传感器11和第二温度传感器22实时检测的温度T0和T1(即充电插头1和控制盒2的温度)；计算单元232，用于计算第一温度传感器11和第二温度传感器22两者相关联的温度，如T0和T1之间的差值、平均值等，本实用新型对计算单元232具体计算什么样的数值不做具体限定，可根据实际生产需求进行设定。优选地，本实用新型实施例选择计算温度差值；判定单元233，用于判定实时检测的T0或T1或T0和T1之间的差值是否超出预先设定的温度值(即极限温度高值和极限温度低值)；信号传送单元234，用于传输判定单元经判定后的结果信息，若是检测温度高于极限温度高值，则将过热信号传输给主控模块21，主控模块21控制电路控制单元24降低输出功率或断开充电，若是检测温度低于极限温度低值，则将恢复信号传输给主控模块21，主控模块21控制电路控制单元24闭合充电。

需要说明的是，温度检测判定的顺序与图2、3和4所述相同，详情参见上述相关记载，在次不再赘述。

由此可知，通过温度处理器23完成对温度的接收、计算和判定等功能，实现了充电装置对充电温度的监控，防止充电装置在持续充电的过程中，因温升过高从而引发安全隐患。

在本实用新型一个实施例中，如图1所示，第一充电电缆3包括电源线、中性线、接地线，及传感器信号线31。

应当理解，在本实用新型实施例中，第一充电电缆3包括：电源线、中性线、接地线，及传感器信号线31(其中电源线、中性线及接地线并未在图中示出)。其中，第一充电电缆3中的这四条线为分离的四条线，该电源线、中性线、接地线和传感器信号线31，每一条都单独应用非导电涂层绝缘，以防止与可能由此引起短路的相邻电信和/或其他外部导电体相接触。该四条单独绝缘的电线由单一外部绝缘层包封，该外部绝缘层包含合适的非导电材料，由此共同形成第一充电电缆3。电线和电缆的绝缘体可通常由耐用、柔件、且非导电的材料组成，例如适当的、通常为热性的聚合物，本实用新型实施例对此不作具体限定。

由此可知，本实用新型实施例将第一充电电缆3内的四条线绝缘分离，防止与其他外部导电体相接触，保障了充电过程的安全性。

在本实用新型一个实施例中，该第一温度传感器11和该第二温度传感器22为热敏电阻。

应当理解，本实用新型实施例中的温度传感器，即第一温度传感器11和第二温度传感器22分别用于感知充电插头1和控制盒2的温度，该温度传感器可以采用热敏电阻或电阻式任一，本实用新型实施例对此不作限定。热敏电阻，灵敏度较高，其电阻温度系数要比金属大10～100倍以上，且工作温度范围宽、体积小、使用方便。电阻式温度传感器，测量范围宽、成本低但测量精度不高。

优选地，本实用新型实施例第一温度传感器11和第二温度传感器22采用热敏电阻。

由此可知，本实用新型实施例提供的充电装置，其测量的温度准确性高，范围更广，且便于安装。

在本实用新型一个实施例中，如图6所示，充电装置还包括车辆充电接口5，该车辆充电接口5的一端通过第二充电电缆4与控制盒2相连，另一端用于与车辆连接充电。

图6所示为本实用新型一个实施例提供的充电装置的应用示意图。如图6所示，该充电装置包括：充电插头1、控制盒2、第一充电电缆3、第二充电电缆4和车辆充电接口5。充电插头1与插座连接，控制盒2连接两条充电电缆，即第一充电电缆3和第二充电电缆4，且第二充电电缆4一端与控制盒2连接，另一端与车辆充电接口5连接。

应当理解，两条充电电缆(即第一充电电缆3和第二充电电缆4)可以设置于控制盒2的同一面，也可以为不同面，也可以为控制盒2的两端，本实用新型实施例对两条充电电缆连接在控制盒2的哪一面不作具体限定。同时对充电电缆如何连接于控制盒2的方式亦不作具体限定。

还应当理解，第二充电电缆4包括：电源线、中性线、接地线。其中，与第一充电电缆3相同，每一条都单独应用非导电涂层绝缘，以防止与可能由此引起短路的相邻电信和/或其他外部导电体相接触。该三条单独绝缘的电线由单一外部绝缘层包封，该外部绝缘层包含合适的非导电材料，由此共同形成了第二充电电缆4。再者，电线和电缆的绝缘体可通常由耐用、柔件、且非导电的材料组成，例如适当的、通常为热性的聚合物，本实用新型实施例对此不作具体限定。

需要说明的是，本实用新型实施例中充电插头1、控制盒2和第一充电电缆3与图1所描述的内容基本相同，详情请参见图1的相关记载，在此不再赘述。

由此可知，本实用新型实施例提供了一种更为轻便的充电装置，增加了汽车充电器的便携度的同时，使得随时随地就可实现充电不必非要到指定的充电桩去完成充电，提高了用户的使用体验。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“顶部”、“一侧”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的规定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多样变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种充电装置，其特征在于，包括：

充电插头，内部设有第一温度传感器，用于检测所述充电插头的温度T0；

控制盒，通过第一充电电缆与所述充电插头电连接，其内部设置有第二温度传感器，用于检测所述控制盒内的温度T1；

电路控制单元，设置于所述控制盒内，用于根据所述T0或所述T1或T0和T1之间的差值是否超出设定的范围而控制所述充电装置的运行。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，

当所述T0大于75℃或所述T1大于85℃或所述T0和T1之间的差值大于35℃时，所述电路控制单元断开所述充电装置的运行。

3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，

当所述T0大于75℃或所述T1大于85℃或所述T0和T1之间的差值大于35℃时，所述电路控制单元降低所述充电装置的输出功率。

4.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，

当所述T0小于65℃或所述T1小于75℃或所述T0和T1之间的差值小于25℃时，所述电路控制单元恢复所述充电装置的运行。

5.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，还包括主控模块，所述主控模块设置于所述控制盒内，并外接所述第一温度传感器、所述第二温度传感器，用于控制所述电路控制单元的开闭。

6.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，还包括温度处理器，所述温度处理器设置于所述控制盒内，并与所述主控模块相连，用于计算所述T0和T1之间的差值。

7.根据权利要求6所述的充电装置，其特征在于，所述温度处理器包括信号传送单元，用于在所述T0和T1之间的差值超出设定的范围时，发送信号给所述主控模块。

8.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述第一充电电缆包括电源线、中性线、接地线，及传感器信号线。

9.根据权利要求1至8任一所述的充电装置，其特征在于，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器为热敏电阻。

10.根据权利要求1至8任一所述的充电装置，其特征在于，还包括车辆充电接口，所述车辆充电接口的一端通过第二充电电缆与所述控制盒相连，另一端用于与车辆连接充电。

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