CN113394612B - 一种充电设备、充电插头、充电连接结构及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种充电设备、充电插头、充电连接结构及电动汽车，包括：充电插头、第一电极、第二电极和连接组件；所述第一电极和所述第二电极对称设置在所述充电插头内部，所述第一电极和所述第二电极的一端与充电组件的输出端连接，所述第一电极和所述第二电极的另一端用于与车辆上的充电插座连接，以实现为车辆充电；所述连接组件设置在所述充电插头内部且与所述第一电极平行设置，所述连接组件用于将充电设备与所述充电插座可拆卸连接。本发明的实施可以避免人为操作连接的带电插拔问题，在大功率充电中，避免大电流带电拔出带来的严重打火烧蚀的安全问题。

Description

一种充电设备、充电插头、充电连接结构及电动汽车
技术领域
本申请涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电设备、充电插头、充电连接结构及电动汽车。
背景技术
随着电动汽车发展，驾驶操作智能化、自动化程度也越来越高，但是电动汽车充电连接的操作方面还处于完全手动操作、且操作力较大(目前国标规定的插拔力在(小于140N)，影响用户使用，不利于新能源电动汽车进一步推广。
在日常充电使用中，偶然存在充电异常、带电插拔的情况，前期电动汽车充电电流小，带电插拔导致的打火烧蚀影响较小，不会伤害到人体及周边。随着超级充电大电流的应用，一旦充电连接异常产生带电插拔，大电流带电插拔将产生很大能量的打火烧蚀，可能会产生更大的安全危害。
现有技术中，在电动汽车充电连接方面，现有研究技术中有机器人操作方案，通过机器人操作充电插头与充电车辆插座对接***，由于车辆停车位置具有不确定性，接口对接精度要求高，机器人方案，很难做到准确对接，而且机器人所涉及***复杂、成本高，无法切实投入使用。所以目前还是只能靠人工手动操作充电插头与车辆插座插拔连接。
发明内容
本申请提供了一种充电设备，包括：充电插头、第一电极、第二电极和连接组件；
所述第一电极和所述第二电极对称设置在所述充电插头内部，所述第一电极和所述第二电极的一端与充电组件的输出端连接，所述第一电极和所述第二电极的另一端用于与车辆上的充电插座连接，以实现为车辆充电；
所述连接组件设置在所述充电插头内部且与所述第一电极平行设置，所述连接组件用于将充电设备与所述充电插座可拆卸连接。
进一步地、还包括：驱动组件；
所述驱动组件与所述连接组件连接，用于驱动所述连接组件，以实现所述充电设备与所述充电插座可拆卸连接。
进一步地、所述驱动组件包括：驱动电机和充电控制组件；
所述驱动电机的转子与所述连接组件连接，用于驱动所述连接组件转动，以实现所述充电设备与所述充电插座可拆卸连接；
所述充电控制组件分别与所述驱动电机和所述充电组件连接，用于控制所述驱动电机的转动，还用于向所述充电组件发送停止充电指令。
进一步地、还包括：控制开关，所述控制开关设置在所述充电设备的外侧，所述控制开关与所述充电控制组件连接，用于向所述充电控制组件发送控制指令。
进一步地、还包括：触发开关，所述触发开关设置在与所述连接组件一端的预设距离处且远离所述充电插头的端面，所述触发开关与所述充电控制组件连接，用于在所述充电设备与所述充电插座连接后触发停止驱动指令。
进一步地、所述充电控制组件还用于根据所述触发开关触发的停止驱动指令向所述充电组件发送开始充电指令。
另一方面，本发明提供一种充电插座，所述充电插座内部形成有与所述第一电极匹配的第一充电座、与所述第二电极匹配的第二充电座、与所述连接组件匹配的连接孔洞，通过所述第一充电座、第二充电座和所述连接孔洞将所述充电插座与如权上述所述的充电设备中的充电插头连接。
进一步地、所述连接孔洞的深度与触发开关至充电插头端面的距离相等，所述触发开关设置在与连接组件一端的预设距离处且远离所述充电插头的端面，所述连接孔洞的外壁可在所述充电设备与所述充电插座连接后与所述触发开关接触，以实现触发开关触发停止驱动指令。
另一方面，本发明提供一种充电连接结构，所述充电连接结构用于为电动汽车充电，包括：如上述所述的充电设备及如上述所述的充电插座。
再一方面，本发明提供一种电动汽车，所述电动汽车设置有充电接口，所述充电接口为如上述所述的充电插座。
本申请提供的一种充电设备、充电插头、充电连接结构及电动汽车，本申请通过在充电设备中设置连接组件，通过连接组件可以将充电设备便捷的插接到充电插座中，在充电完成后通过连接组件将充电设备与充电插座脱离，解决了电动汽车充电连接的操作插拔力大、使用不方便的问题，避免了人工操作插拔力大、难操作问题。
同时，可以避免人为操作连接的带电插拔问题，在大功率充电中，避免大电流带电拔出带来的严重打火烧蚀的安全问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种充电设备和充电插座连接前的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种充电设备和充电插座连接后的的示意图；
其中，1-充电设备，101-连接组件，102-驱动电机，103-控制开关，104-触发开关，1031-第一档位，1030-第三档位，1032-第二档位，301-充电控制组件，302-辅助电源，4-充电组件。
2-充电插座，201-孔洞外壁，202-连接螺纹。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语第一、第二仅用于描述目的，而不能理解为指示或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，限定有第一、第二的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。而且，术语第一、第二等适用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本发明提供一种充电设备，请参阅图1和图2，图1为本申请实施例提供的一种充电设备和充电插座连接前的示意图，图2为本申请实施例提供的一种充电设备和充电插座连接后的的示意图，充电设备可以包括包括：充电插头、第一电极、第二电极和连接组件；
所述第一电极和所述第二电极对称设置在所述充电插头内部，所述第一电极和所述第二电极的一端与充电组件的输出端连接，所述第一电极和所述第二电极的另一端用于与车辆上的充电插座连接，以实现为车辆充电；
所述连接组件设置在所述充电插头内部且与所述第一电极平行设置，所述连接组件用于将充电设备与所述充电插座可拆卸连接。
具体的，充电设备可以是充电桩上的充电枪，充电设备可以用于为电动汽车充电，充电设备的一端可以通过内部设置的电缆与充电桩或充电变压器连接，充电设备的另一端形成有充电插头，充电插头可以与匹配的车辆上设置的充电插座连接。充电插头远离充电桩的端部可以形成有腔室，腔室内部可以形成有第一电极和第二电极，第一电极和第二电极的极性相反，如，第一电极为正极第二电极为负极。第一电极和第二电极可以是圆柱状或扁片状结构，第一电极和第二电极在充电插头中与充电插头的的机构平行设置，第一电极和第二电极通过电缆与充电桩连接。当充电插头为圆形时，第一电极和第二电极可以以圆心对称设置在腔室中，第一电极和第二电极的距离在本说明书实施例中不做具体限定，为保证安全性第一电极和第二电极的距离应大于对应电压的安全距离。连接组件可以设置在充电插头的中心处，连接组件可以与对应的充电插座的中心处匹配，以实现将充电设备与所述充电插座可拆卸连接。为降低充电设备与充电插座的力度，连接组件的长度可以大于第一电极的长度。
可以理解的是，充电插头的形状在本说明书实施例中不做具体限定，可以根据实际需要进行设置。
在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，还包括：驱动组件；
所述驱动组件与所述连接组件连接，用于驱动所述连接组件，以实现所述充电设备与所述充电插座可拆卸连接。
具体的，驱动组件可以设置在充电设备内部，并与连接组件连接，用于驱动连接组件，当连接组件为螺纹状时，驱动组件可以通过驱动连接组件转动而其他组件不动的前提下，将充电设备与对应的充电插座连接。
在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述驱动组件包括：驱动电机和充电控制组件；
所述驱动电机的转子与所述连接组件连接，用于驱动所述连接组件转动，以实现所述充电设备与所述充电插座可拆卸连接；
所述充电控制组件分别与所述驱动电机和所述充电组件连接，用于控制所述驱动电机的转动，还用于向所述充电组件发送停止充电指令。
具体的，充电控制组件可以控制驱动电机的正向转动、反向转动或停止转动。驱动电机可以为微型电机，设置在充电设备的中心处驱动连接组件转动。
在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，还包括：控制开关，所述控制开关设置在所述充电设备的外侧，所述控制开关与所述充电控制组件连接，用于向所述充电控制组件发送控制指令。
具体的，控制开关可以设置在充电设备的外侧，控制开关可以设置有多个档位，每个档位对应不同的控制指令，如第一档位控制驱动电机正转，以将充电设备与匹配的充电插座连接，第二档位控制驱动电机反转，以将充电设备与匹配的充电插座断开连接，第三档位控制驱动电机停止转动。
在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，还包括：触发开关，所述触发开关设置在与所述连接组件一端的预设距离处且远离所述充电插头的端面，所述触发开关与所述充电控制组件连接，用于在所述充电设备与所述充电插座连接后触发停止驱动指令。
具体的，为避免充电设备已经与匹配的充电插座连接后，连接组件已经没有运动空间移动时，连接组件仍处于转动正向转动状态，本说明书实施例设置了触发开关，触发开关设置在充电插头腔室的底部，在连接组件的预设距离处，在充电设备与匹配的充电插座连接后，充电插座中与连接组件匹配的孔洞的外壁将会与触发组件接触，以触发停止驱动指令，使得驱动电机停止工作。节约资源，避免连接组件的长时间转动导致发热引发安全事故。
在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述充电控制组件还用于根据所述触发开关触发的停止驱动指令向所述充电组件发送开始充电指令。
具体的，为避免由于第一电极和第二电极带电插接，本说明书实施例中，只有在充电设备与匹配的充电插头连接后，才控制充电组件输出对应的电能，保证充电设备插拔的安全性。
另一方面，本说明书实施例提供一种充电插座，参阅图1和图2，图1为本申请实施例提供的一种充电设备和充电插座连接前的示意图，图2为本申请实施例提供的一种充电设备和充电插座连接后的的示意图，所述充电插座内部形成有与所述第一电极匹配的第一充电座、与所述第二电极匹配的第二充电座、与所述连接组件匹配的连接孔洞，通过所述第一充电座、第二充电座和所述连接孔洞将所述充电插座与如上述所述的充电设备中的充电插头连接。
具体的，充电插座的中心处可以形成有与连接组件匹配的连接孔洞，当连接组件为外螺旋柱状结构是，孔洞内部可以形成有与外螺旋柱状匹配的内螺旋状，以保证充电设备与充电插头的可靠连接。
在上述实施例基础上，本说明书一个实施例中，所述连接孔洞的深度与触发开关至充电插头端面的距离相等，所述触发开关设置在与连接组件一端的预设距离处且远离所述充电插头的端面，所述连接孔洞的外壁可在所述充电设备与所述充电插座连接后与所述触发开关接触，以实现触发开关触发停止驱动指令。
示例地、在车辆准备充电的时候，首先取下充电设备，将充电设备与匹配的充电插座对接，控制开关调节至第一档位，而后充电控制组件启动辅助电源供电输出给连接驱动电机，驱动电机得电后驱动连接组件正向旋转，以实现充电设备与充电插座的连接。
当充电插头接触到车辆充电插座，充电插头的连接组件与充电插座的充电连接螺纹接触后，在螺纹旋转力作用下，连接组件被旋入到对应的孔洞内，带动充电插头移动到充电插座的孔洞内；当充电插头与充电插座连接到位后，孔洞的断面触动到充电插头的触发开关，触发开关被触动闭合后回馈信号给充电控制组件，充电控制组件收到信号后驱动控制辅助电源停止输出，充电控制组件给充电组件发出开始充电指令，充电组件收到开始充电指令后才可以启动充电输出。
在停止充电需要拔出充电插头的时，可以调节控制快关至第二档位，充电控制组件根据第二档位的位置信号，向充电组件发送停止充电指令充电组件收到此信号后停止充电输出。
充电组件停止输出后，充电控制组件控制辅助电源输出反向电源，驱动电机反向旋转，以使得连接组件反向旋转，在连接组件与孔洞内的充电连接螺纹的旋转驱动力作用下，带动充电插头从充电插座腔内退出，完成充电插头对充电插座的拔出。
充电插头拔出后将控制开关调节至第三档位，使辅助电源停止输出电能。
本发明在充电插头和充电插座上分别设置了内、外螺纹，在插头上设置了辅助电源及驱动电机，在充电插头上设置了控制开关与辅助电源的开关及控制联动电路，此电源按钮与充电设备辅助电源相连，形成控制回路。在需要给电动汽车充电操作充电插头时，控制控制开关，充电设备对应的指令后启动辅助电源，充电插头对准车辆插座、同时得电后启动驱动电机，驱动电机带动连接组件旋转，在充电插头与充电插座螺纹旋转作用下，充电插头自动***到充电插座内。
在停止充电需要断开充电插头的时候，将控制开关调整至第二档位，驱动电机得电后反转，带动连接组件反向旋转，充电插座自动从充电插座内脱出；同时，在控制开关在第二档位时，控制开关将给充电组件停止充电信号，充电组件受到信号后切断充电电源，停止大电流输出，避免脱开时的带电打火烧蚀问题。
本发明在充电连接的充电插头和充电插座设计了驱动电机驱动连接组件上的螺纹转动，在不需要人员操作力情况下即可***或拔出；本发明在螺纹自动连接的通断中，电路上具有与充电高压输出联动的控制，避免了上述带电插拔打火烧蚀的危害。
另一方面，本发明提供一种充电连接结构，参阅图1和图2，图1为本申请实施例提供的一种充电设备和充电插座连接前的示意图，图2为本申请实施例提供的一种充电设备和充电插座连接后的的示意图，所述充电连接结构用于为电动汽车充电，包括：如上述所述的充电设备及如上述所述的充电插座。
再一方面，本发明提供一种电动汽车，所述电动汽车设置有充电接口，所述充电接口为上述所述的充电插座。
由于一种充电连接结构和电动汽车具备上述的充电插座，也必然具备充电插座的技术效果，在此不在赘述。
本实施例中所示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构，并不构成对本申请方案所应用于其上的设备的限定，具体的设备可以包括比示出的更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件的布置。应当理解到，本实施例中所揭露的方法、装置等，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分仅仅为一种逻辑功能的划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元模块的间接耦合或通信连接。
基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括当干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员还可以进一步意识到，结合本说明书所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但这种实现不应认为超出本申请的范围。
以上，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种充电设备，其特征在于，所述充电设备应用在大功率充电中，所述充电设备包括：充电插头、第一电极、第二电极、连接组件、触发开关和驱动组件；
所述驱动组件与所述连接组件连接，用于驱动所述连接组件，以实现所述充电设备与所述充电插座可拆卸连接；所述驱动组件包括：驱动电机和充电控制组件；
所述驱动电机的转子与所述连接组件连接，用于驱动所述连接组件转动，以实现所述充电设备与所述充电插座可拆卸连接；
所述充电控制组件分别与所述驱动电机和所述充电组件连接，用于控制所述驱动电机的转动，还用于向所述充电组件发送停止充电指令，还用于根据所述触发开关触发的停止驱动指令向所述充电组件发送开始充电指令；
所述第一电极和所述第二电极对称设置在所述充电插头内部，所述第一电极和所述第二电极的一端与充电组件的输出端连接，所述第一电极和所述第二电极的另一端用于与车辆上的充电插座连接，以实现为车辆充电；
所述连接组件设置在所述充电插头内部且与所述第一电极平行设置，所述连接组件用于将充电设备与所述充电插座可拆卸连接；其中，连接组件的长度大于所述第一电极的长度；
所述触发开关设置在与所述连接组件一端的预设距离处且远离所述充电插头的端面，所述触发开关与所述充电控制组件连接，用于在所述充电设备与所述充电插座连接后触发停止驱动指令。
2.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，还包括：控制开关，所述控制开关设置在所述充电设备的外侧，所述控制开关与所述充电控制组件连接，用于向所述充电控制组件发送控制指令。
3.一种充电插座，其特征在于，所述充电插座内部形成有与所述第一电极匹配的第一充电座、与所述第二电极匹配的第二充电座、与所述连接组件匹配的连接孔洞，通过所述第一充电座、第二充电座和所述连接孔洞将所述充电插座与如权利要求1-2任一项所述的充电设备中的充电插头连接。
4.根据权利要求3所述的充电插座，其特征在于，所述连接孔洞的深度与触发开关至充电插头端面的距离相等，所述触发开关设置在与连接组件一端的预设距离处且远离所述充电插头的端面，所述连接孔洞的外壁可在所述充电设备与所述充电插座连接后与所述触发开关接触，以实现触发开关触发停止驱动指令。
5.一种充电连接结构，其特征在于，所述充电连接结构用于为电动汽车充电，包括：如权利要求1-2任一项所述的充电设备及如权利要求3-4任一项所述的充电插座。
6.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车设置有充电接口，所述充电接口为如权利要求3-4任一项所述的充电插座。
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