CN217444760U - 直流充电枪及充电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充电设备技术领域，具体涉及一种直流充电枪及充电设备。本申请旨在解决具有快捷解锁功能的直流充电枪存在的机构复杂、学习成本高的问题。为此目的，本申请的直流充电枪包括：本体，能够与充电座配合连接；机械锁杆，设置于本体并且能够与充电座配合锁止；锁止部件，设置于本体，被配置成在通电时使得机械锁杆无法被解锁、在断电时使得机械锁杆能够被解锁；停止充电按键，设置于本体并与充电设备的控制器通信连接，停止充电按键被配置成被按下时向控制器发送停止充电信号，以便控制器控制充电设备停止充电。本申请可以在保证快捷方便的停止充电操作的前提下，简化机构设置，降低学习成本。

Description

直流充电枪及充电设备

技术领域

本实用新型涉及充电设备技术领域，具体涉及一种直流充电枪及充电设备。

背景技术

随着电动汽车的保有量的大幅增加，如何快速有效地为电动汽车补能成为用户和厂商重点关注的问题。充电方案中，相比于交流充电桩，直流充电桩因为其更高的电压和更快的充电速度，而被视为充电方案的主流发展方向。

交流电压具有过零点的特性，可以自动息弧，因此交流充电桩可以在充电过程中直接拔枪停止充电，而不会造成安全事故。但直流充电的物理特性导致在高电压条件下，无法通过简单的机构设计实现自动息弧，用户必须先操作充电桩停止充电，解除充电枪与车辆之间的锁止，然后才能将充电枪拔出。这种停止充电的方式需要用户多次往返充电桩和充电枪之间进行操作，用户体验非常差。

为解决上述问题，公开号为CN112477656A的发明申请提出了一种直流充电枪，该直流充电枪通过设置保险机构在未解除保险的状态下不触发通信机构，并且实现对解锁机构的锁定，在解除保险的过程中先触发通信机构，然后再实现对解锁机构的解锁，来提高停止充电的操作便利性。虽然该技术方案可以减少充电枪与充电桩之间的往复次数，但是该技术方案对充电枪的结构变动大，机构设置复杂，且需要用户重新学习和适应操作方法。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述至少一个问题，即为了解决具有快捷解锁功能的直流充电枪存在的机构复杂、学习成本高的问题，本申请提供了一种直流充电枪，所述直流充电枪包括：

本体，所述本体能够与充电座配合连接；

机械锁杆，所述机械锁杆设置于所述本体并且能够与所述充电座配合锁止；

锁止部件，所述锁止部件设置于所述本体，并且所述锁止部件被配置成在通电时使得所述机械锁杆无法被解锁、在断电时使得所述机械锁杆能够被解锁；

停止充电按键，所述停止充电按键设置于所述本体并与充电设备的控制器通信连接，所述停止充电按键被配置成被按下时向所述控制器发送停止充电信号，以便所述控制器控制所述充电设备停止充电。

在上述直流充电枪的优选技术方案中，所述本体包括枪头和手柄，所述枪头能够与所述充电座配合插接，所述停止充电按键设置于所述手柄。

在上述直流充电枪的优选技术方案中，所述停止充电按键设置于所述手柄的前部上侧。

在上述直流充电枪的优选技术方案中，所述停止充电按键为按动式按键、触摸式按键或感应式按键。

在上述直流充电枪的优选技术方案中，所述停止充电按键与所述控制器有线连接或无线连接。

在上述直流充电枪的优选技术方案中，所述枪头内设置有信号端子，所述信号端子连接有信号线，所述信号线与所述控制器通信连接，所述停止充电按键与所述信号端子共用所述信号线。

在上述直流充电枪的优选技术方案中，所述机械锁杆包括杠杆和按钮，所述杠杆的一端设置有卡钩，所述卡钩能够与所述充电座上的卡槽配合卡接，所述按钮设置于所述杠杆的另一端。

在上述直流充电枪的优选技术方案中，所述锁止部件为电子锁。

在上述直流充电枪的优选技术方案中，所述电子锁设置于所述按钮下方，并被配置成在通电时使得所述按钮无法在外力作用下被按下、在断电时使得所述按钮能够在外力作用下被按下。

本提案提供了一种充电设备，所述充电设备包括上述优选技术方案中任一项所述的直流充电枪。

需要说明的是，在本申请的优选技术方案中，直流充电枪包括：本体，本体能够与充电座配合连接；机械锁杆，机械锁杆设置于本体并且能够与所述充电座配合锁止；锁止部件，锁止部件设置于本体，并且锁止部件被配置成在通电时使得机械锁杆无法被解锁、在断电时使得机械锁杆能够被解锁；停止充电按键，停止充电按键设置于本体并与充电设备的控制器通信连接，停止充电按键被配置成被按下时向控制器发送停止充电信号，以便控制器控制充电设备停止充电。

通过在本体上设置停止充电按键，使得用户无需用户多次往返充电桩和充电枪之间进行操作，只需操作停止充电按键即可实现停止充电并拔出充电枪，使得停止充电的操作更加快捷方便。并且，由于停止充电按键被操作时控制器首先控制充电设备停止充电，也即断开直流充电枪的供电，然后锁止部件在断电情况下，使得机械锁杆能够与充电座解除锁止，本申请还能实现先断电、再解锁，保证用户的操作安全性。

此外，经发明人反复试验、观测、分析和比较发现，现有技术中的直流充电枪在使用过程中，由于其机械结构设置复杂，导致其在使用过程中稳定性差，故障率高，尤其在长期使用时，会由于零部件的疲劳、充电枪的磕碰、摔落等导致内部机构错位和损坏，无法实现正常解锁。而本申请中增加停止充电按键的方式相较于现有技术来说，结构大幅简化，这样一来，不仅提升了充电枪的稳定性、降低了故障率、保证了使用寿命，使得直流充电枪具有强鲁棒性。而且本申请对直流充电枪改造程度小，改造方案简单有效，且无需用户重新适应，学习成本低。

进一步地，通过将停止充电按键设置在手柄上，具体的设置在手柄的前部上侧，使得按键的设置符合人体人工学，如此用户在握住直流充电枪时，可以很方便的操作停止充电按键。

进一步地，通过将停止充电按键与信号端子共用信号线的设置，可以实现直流充电枪的高度集成，节约成本。

附图说明

下面参照附图并结合充电桩来描述本申请的直流充电枪及充电设备。附图中：

图1为本申请的直流充电枪的外形图；

图2为本申请的直流充电枪的机械锁杆和锁止部件的原理图；

图3为本申请的充电设备的系统图。

附图标记列表

1、本体；11、枪头；12、手柄；2、锁止部件；21、推杆；3、停止充电按键；4、机械锁杆；41、杠杆；42、按钮；43、弹性件；44、卡钩；5、控制器。

具体实施方式

下面参照附图来描述本申请的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理，并非旨在限制本申请的保护范围。例如，虽然本实施方式是结合充电桩进行介绍的，但是这并非旨在于限制本申请的保护范围，在不偏离本申请原理的条件下，本领域技术人员可以将本申请应用于其他应用场景。例如，本申请的技术方案还可以应用于其他带有直流充电枪的充电设备。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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申请的限制。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

首先参照图1至图3，对本申请的直流充电枪进行描述。其中，图1为本申请的直流充电枪的外形图；图2为本申请的直流充电枪的机械锁杆和锁止部件的原理图；图3为本申请的充电设备的系统图。

如图1所示，为了解决直流充电桩存在的停止充电操作繁琐的问题，本申请的直流充电枪(以下或简称充电枪)包括本体1、机械锁杆4、锁止部件2和停止充电按键3。本体1一端与充电桩的桩体通过线缆连接，另一端能够与充电座配合连接。机械锁杆4设置于本体1并且能够与充电座配合锁止。锁止部件2设置于本体1，并且锁止部件2被配置成在通电时使得机械锁杆4无法被解锁、在断电时使得机械锁杆4能够被解锁。停止充电按键3设置于本体1并与充电桩的控制器5通信连接，停止充电按键3被配置成被按下时向控制器5发送停止充电信号，以便控制器5控制充电桩停止充电。

充电桩在使用过程中，首先将直流充电枪的本体1与位于待充电车辆上设置的充电座配合连接，然后闭合充电桩的电源，实现对待充电车辆的电池充电。与此同时，锁止部件2通电，使得机械锁杆4与充电座保持锁止状态，无法被解锁。充电过程中，如果需要停止充电，则操作停止充电按键3，停止充电按键3向外发出停止充电信号，充电桩的控制器5获取到该信号后，控制充电桩停止充电，也即停止向直流充电枪供电，此时锁止部件2断电，机械锁杆4与充电座能够彼此脱离，用户因此可以直接拔出直流充电枪结束充电。

通过在本体1上设置停止充电按键3，使得用户无需用户多次往返充电桩和充电枪之间进行操作，只需操作停止充电按键3即可实现停止充电并拔出充电枪，使得停止充电的操作更加快捷方便。并且，由于停止充电按键3被操作时充电桩的控制器5首先控制充电桩停止充电，也即断开直流充电枪的供电，在断开充电枪的供电后锁止部件2才断电，使得机械锁杆能够与充电座解除锁止，因此本申请还能实现先断电、再解锁，保证用户的操作安全性。

此外，经发明人反复试验、观测、分析和比较发现，现有技术中的直流充电枪在使用过程中，由于其机械结构设置复杂，导致其在使用过程中稳定性差，故障率高，尤其在长期使用时，会由于零部件的疲劳、充电枪的磕碰、摔落等导致内部机构错位和损坏，无法实现正常解锁。而本申请中增加停止充电按键的方式相较于现有技术来说，结构大幅简化，这样一来，不仅提升了充电枪的稳定性、降低了故障率、保证了使用寿命，使得直流充电枪具有强鲁棒性。而且本申请对直流充电枪改造程度小，改造方案简单有效，且无需用户重新适应，学习成本低。

下面对本申请的直流充电桩的一种较为优选的实施方式进行介绍。

参见图1和图2，一种实施方式中，本体1包括两部分，分别为枪头11和手柄12，枪头11的中心线与手柄12的中心线之间具备一定角度。手柄12供用户握持，以对充电枪进行插拔操作。枪头11内设置有多个充电端子(插针)，位于车辆上的充电座内对应地设置有多个对接端口(插孔)，通过多个充电端子与端口之间的插接，实现枪头11与充电座的电连接。

举例而言，直流充电枪的枪头11通常设置有九个端子，每个端子通过线缆或信号线与桩体连接。其中九个端子包括：直流电源端子DC+、直流电源端子DC-、地线端子PE、充电通信端子S+、充电通信端子S-、充电连接确认端子CC1、充电连接确认端子CC2、低压辅助电源端子A+、低压辅助电源端子A-。

参见图2，机械锁杆4包括杠杆41、按钮42和弹性件43，杠杆41的一端设置有卡钩44，卡钩44能够与充电座上的卡槽配合卡接，按钮42设置于杠杆41的另一端，并由枪头11的上侧伸出。弹性件43可以为压缩弹簧，其设置在杠杆41靠近按钮42的一侧，在外力作用下，按钮42被按下，使得卡钩44所在一端绕杠杆41的转轴枢转抬起，从而与卡槽的分离，此时压缩弹簧被压缩而存储弹性势能。当外力撤除时，在弹性势能的作用下，按钮42被复位，卡钩44所在一端反向枢转而能够与卡槽卡接。

锁止部件2优选地为电子锁，其被配置成在通电时使得机械锁杆4无法在外力作用下脱离充电座、在断电时使得机械锁杆4能够在外力作用下脱离充电座。具体地，本申请中，电子锁的具体形式不作限制，其可以为电磁式电子锁、也可以为电机旋转式电子锁。图2中示出的为电磁式电子锁，该电磁式电子锁在通电时依靠电磁力的作用使得推杆21做直线运动，进而推杆21抵接在按钮42所在端的杠杆41底面，限制按钮42的按压行程，使得按钮42无法被按下。电子锁在断电时，电磁力消失，推杆21在重力作用下复位至初始位置，按钮42可恢复按压行程。

参见图1和图3，停止充电按键3设置于手柄12。具体地，停止充电按键3设置于手柄12的前部上侧，且位于按钮42的后方。本申请中，停止充电按键3为按动式按键，其包括键帽和按键面板，键帽安装在手柄12开设的安装孔中，按键面板设置在键帽的下方，且按键面板通过信号线与控制器5连接。当键帽被按下时，按键面板通过信号线向外发送停止充电信号，控制器5获取到该信号后，控制充电桩停止供电。

通过将停止充电按键3设置在手柄12上，具体的设置在手柄12的前部上侧，使得按键的设置符合人体人工学，如此用户在握住直流充电枪时，可以很方便的操作停止充电按键3。

通过将停止充电按键3与控制器5连接，控制器5与锁止部件2连接，使得停止充电按键3与机械锁杆4形成互锁，从而在充电桩处于充电状态下，用户无法直接拔枪，只有在触发停止充电信号并且控制器5控制充电桩停止充电后，才能操作机械锁杆4的按钮42实现机械锁杆4与充电座的解锁。并且，上述设置方式还使得直流充电枪具有延迟拔枪功能，经实发明人反复试验、观测、分析和比较，在上述设置方式下，当停止充电信号触发1秒左右，才能形成解锁状态(即机械锁杆4可操作状态)，防止了用户带电拔枪，避免产生拉弧和其他安全事故。

需要说明的是，上述优选的实施方式仅仅用于阐述本申请的原理，并非旨在于限制本申请的保护范围。在不偏离本申请原理的前提下，本领域技术人员可以对上述设置方式进行调整，以便本申请能够适用于更加具体的应用场景。

例如，在一种可替换的实施方式中，虽然上述停止充电按键3是结合按压式按键进行介绍的，但是这并非一成不变，只要能够实现按键的功能，即可对上述按压式按键进行替换。比如，停止充电按键3还可以采用触摸式按键或感应式按键等。

再如，在另一种可替换的实施方式中，虽然上述停止充电按键3是通过信号线与控制器5连接的，但是这种实施方式并非唯一，本领域技术人员可以基于具体应用场景来确定二者的具体连接方式。举例而言，一种可替换实施方式中，停止充电按键3与控制器5之间还可以通过无线连接。另一种可替换实施方式中，还可以将停止充电按键3与上述枪头11内设置的信号端子的信号线共用的方式来实现与控制器5之间的通信。其中，信号端子包括但不限于充电通信端子S+、充电通信端子S-、充电连接确认端子CC1、充电连接确认端子CC2等。以充电连接确认端子CC1为例，当按动停止充电按键3，停止充电信号触发，CC1信号被断开或S开关被打开，充电桩的控制器5检测到CC1信号变化后，立即停止充电。如此，通过将停止充电按键3与信号端子共用信号线的设置，可以实现直流充电枪的高度集成，节约成本。

再如，在另一种可替换的实施方式中，虽然上述停止充电按键3是结合设置在手柄12的前部上侧进行说明的，但是其设置位置并非限制性的，本领域技术人员还可以将其设置在充电枪的任意位置，只要该位置用户能够操作即可。举例而言，停止充电按键3还可以设置在手柄12的侧面、底面，枪头11的顶面、底面、侧面等。

再如，在另一种可替换的实施方式中，直流充电枪本体1的具体形式并非唯一，虽然当前市面上大部分直流充电枪的本体1均包括手柄12和枪头11，但这并不代表本申请的停止充电按键3只能设置于这种直流充电枪上，相反，本申请的停止充电案件可以设置于任何形式的直流充电枪。

再如，虽然本申请中是结合机械锁杆4设置有杠杆41、按钮42和弹性件43进行介绍的，但是机械锁杆4的设置方式并非仅限于此，在其他实施方式中，本领域技术人员可以调整机械锁杆的具体设置方式，只要能够通过锁止部件2实现机械锁杆4与充电座之间的锁止即可。举例而言，锁止部件2可以为电磁装置，该电磁装置在通电时能够产生磁力，相应地可以省略弹性件43的设置，而在按钮42或按钮42一端的杠杆41上设置磁性件，如磁铁或磁性金属等。如此，在锁止部件2通电时，通过与按钮42之间的磁性相斥来实现机械锁杆4与充电座之间的锁止。

此外，在设置有机械锁杆4的前提下，机械锁杆4的具体形式本申请中也不作限制，只要能够实现本体1与充电座锁止的机构均可以对上述机械锁杆4进行替换。

再如，虽然上述锁止部件2是结合磁吸式电子锁或机械旋转式电子锁进行介绍的，但是锁止部件2的形式并非唯一，在其他实施方式中，锁止部件2还可以为上述的电磁装置。

再如，虽然本申请中是结合电子锁限制按钮42一端的行程为例进行说明的，但显然，这种设置方式并非仅限于此，本领域技术人员可以对此设置方式进行调整，只要能够实现在电子锁通电时按钮42无法被按下的功能即可。举例而言，电子锁还可以限制卡钩44一端的行程，来实现按钮42无法被按下的功能。

当然，上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和优选的实施方式之间还可以交叉配合使用，从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。

本申请还提供了一种充电设备，该充电设备包括上述实施例中所述的直流充电枪。

一种可能的实施方式中，充电设备为充电桩，该充电桩包括桩体和上述的直流充电枪，桩体内设置有控制器5，控制器5与直流充电枪上设置的停止充电按键3和锁止部件2连接。

其中，充电桩的的控制器5物理上可以是充电桩的原有控制器，也可以是专门用于执行本申请的控制器，或者还可以是通用控制器的一个功能模块或功能单元。

通过在充电桩上设置带有停止充电按键3的直流充电枪，使得用户在使用充电桩时无需在充电桩与充电枪之间反复操作，直接通过操作直流充电枪上的停止充电按键3即可实现停止充电和拔枪，提升操作便利性，改善用户充电体验。

下面对本申请的充电桩的一种可能的操作过程进行介绍。

(1)用户需要对电动汽车充电时，将直流充电枪从充电桩上取下，并将枪头11插接在电动汽车的充电座上。插接好后，机械锁杆4的卡钩44与充电座上的卡槽卡接。

(2)接下来，用户通过刷卡、操作充电桩的屏幕/按钮、或手机发出指令等方式控制充电桩开始充电，充电桩的控制器5控制直流充电枪通电，电子锁在通电后产生电磁力，使得推杆21伸出并抵接在按钮42端的杠杆41底面，限制按钮42的按压行程，此时按钮42处于锁止状态无法被按下。

(3)在需要结束充电时，用户手持直流充电枪并按下停止充电按键3，停止充电按键3向外发送停止充电信号，充电桩的控制器5获取到该信号后控制充电桩停止充电，即直流充电枪断电。

(4)直流充电枪断电后，电子锁随之断电，电磁力消失，推杆21复位，此时机械锁杆4可被按下。

(5)用户在手持直流充电枪的状态下，按压机械锁杆4的按钮42，按钮42被按下，带动卡钩44脱离卡槽，然后直流充电枪可以从充电座中拔出。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本申请的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直流充电枪，其特征在于，所述直流充电枪包括：

本体，所述本体能够与充电座配合连接；

机械锁杆，所述机械锁杆设置于所述本体并且能够与所述充电座配合锁止；

锁止部件，所述锁止部件设置于所述本体，并且所述锁止部件被配置成在通电时使得所述机械锁杆无法解锁、在断电时使得所述机械锁杆能够解锁；

停止充电按键，所述停止充电按键设置于所述本体并与充电设备的控制器通信连接，所述停止充电按键被配置成被按下时向所述控制器发送停止充电信号，以便所述控制器控制所述充电设备停止充电。

2.根据权利要求1所述的直流充电枪，其特征在于，所述本体包括枪头和手柄，所述枪头能够与所述充电座配合插接，所述停止充电按键设置于所述手柄。

3.根据权利要求2所述的直流充电枪，其特征在于，所述停止充电按键设置于所述手柄的前部上侧。

4.根据权利要求1所述的直流充电枪，其特征在于，所述停止充电按键为按动式按键、触摸式按键或感应式按键。

5.根据权利要求1所述的直流充电枪，其特征在于，所述停止充电按键与所述控制器有线连接或无线连接。

6.根据权利要求2所述的直流充电枪，其特征在于，所述枪头内设置有信号端子，所述信号端子连接有信号线，所述信号线与所述控制器通信连接，所述停止充电按键与所述信号端子共用所述信号线。

7.根据权利要求1所述的直流充电枪，其特征在于，所述机械锁杆包括杠杆和按钮，所述杠杆的一端设置有卡钩，所述卡钩能够与所述充电座上的卡槽配合卡接，所述按钮设置于所述杠杆的另一端。

8.根据权利要求7所述的直流充电枪，其特征在于，所述锁止部件为电子锁。

9.根据权利要求8所述的直流充电枪，其特征在于，所述电子锁设置于所述按钮下方，并被配置成在通电时使得所述按钮无法在外力作用下被按下、在断电时使得所述按钮能够在外力作用下被按下。

10.一种充电设备，其特征在于，所述充电设备包括权利要求1至9中任一项所述的直流充电枪。

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