CN116945930A - 一种电动汽车智能充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车充电桩技术领域，具体为一种电动汽车智能充电桩，充电桩主体横设在两排相背设置的停车位之间，其包括充电箱体、横梁仓和支撑仓，三者形成一龙门架，其中，在所述充电箱体内设置有多个交流电充电桩，所述横梁仓的下方设有多个充电枪，所述充电枪的尾端固定有充电线缆，所述充电线缆的另一端贯穿至横梁仓内且可在横梁仓内做左右线性移动，多个所述充电线缆分别与多个交流电充电桩连通。该电动汽车智能充电桩的充电枪可带着充电线缆左右移动的同时，确保充电线缆、电刷、滑触线和交流电充电桩之间保持电路连通，实现充电枪的移动供电，从而实现充电枪对不同位置的车位进行充电，使充电资源和停车资源得到更加合理的分配。

Description

一种电动汽车智能充电桩

技术领域

本发明涉及电动汽车充电桩技术领域，具体为一种电动汽车智能充电桩。

背景技术

充电桩是指为电动汽车提供能量补充的充电装置，其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。

随着电动车的普及，充电桩的使用率也越来越高，无论是家用、商用，其使用率都在不断提升，很多小区或者住宅停车位都配备有交流电充电桩。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。

例如，中国专利CN 105337355 B中公开了一种具有多种保护检测功能的壁挂式交流充电桩，该充电桩通过固定装置固定在墙体上，实现壁挂功能，使用时，能对用户充电状况的实时监控，自动计时计费，上述壁挂式交流充电桩在很多小区或者住宅停车位均已配备，发明人发现在实际使用过程中依然存在以下问题：

（1）小区或者住宅停车位采用一桩一位的方式，充电车位普及率在25％左右，在实际使用的过程中，存在非电动汽车停在充电车位上，占用充电资源，亦或者非电动汽车选择性的不停靠在充电车位上，造成车位的浪费，而若增加一桩一位普及率则会增加整体建设成本；

（2）在日常的使用过程中，存在司机忘记将新能源汽车上的充电枪拔出复位，而是直接上车启动新能源汽车向前行驶的情况，由于充电枪都安装有锁止装置，充电枪无法从新能源汽车上脱离，因而充电桩将受到来自新能源汽车的较大拖拽力，使充电枪和充电接口损坏，还有可能直接将电缆拉断，从而酿成严重的安全事故。

基于上述问题，本申请提出一种电动汽车智能充电桩以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电动汽车智能充电桩，该电动汽车智能充电桩的充电枪可移动，可适配不同位置的停车位，使使用者可在停车和充电之间进行选择，使资源的分配更加的合理，同时，充电枪在受到汽车拉扯时，可自动从充电插座上弹出，避免充电线缆被拉扯，更加的安全。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电动汽车智能充电桩，充电桩主体横设在两排相背设置的停车位之间，其包括充电箱体、横梁仓和支撑仓，所述横梁仓横设在充电箱体和支撑仓之间，且三者形成一龙门架，其中，在所述充电箱体内设置有多个交流电充电桩，所述横梁仓的下方设有多个分别由多个交流电充电桩供电的充电枪，所述充电枪的尾端固定有充电线缆，所述充电线缆的另一端贯穿至横梁仓内且可在横梁仓内做左右线性移动，多个所述充电线缆分别与多个交流电充电桩连通；

所述充电枪的前端设有充电头，其可通过充电头与车辆上的充电插座电连接，所述充电枪的外周壁固定有环形连接仓，所述环形连接仓的外周壁固定连通有将充电插座罩起的保护环形仓，所述充电枪内设有脱离机构，用以使充电头受力时脱离充电插座，所述充电枪内还设有检测机构，用以检测充电头是否受力超过设定标准，从而控制脱离机构是否驱动。

进一步，所述支撑仓面向充电箱体的一侧上固定有多个盘线架，所述充电线缆盘绕在所述盘线架上。

进一步，所述充电头的***端固定有位置传感器，用以检测充电头是否***充电插座，所述充电枪上还固定有位于充电头下方的温度传感器，用以检测充电枪充电时是否超过额定温度。

进一步，所述脱离机构包括设置在充电枪左侧且位于保护环形仓内部的橡胶推动环，所述橡胶推动环的右侧固定有多个右端贯穿并延伸环形连接仓内部的活塞杆，多个所述活塞杆的另一端固定有活塞板，所述充电枪内固定有微型压力泵，所述微型压力泵的出气端固定有贯穿并延伸至环形连接仓内的出气管，所述出气管与环形连接仓的贯穿处位于活塞板与橡胶推动环之间，所述微型压力泵的进气端固定有贯穿并延伸至充电枪外部的进气管。

进一步，所述环形连接仓面向充电插座的一侧开设有多个圆形通孔，所述圆形通孔的内周壁固定有密封圈，所述活塞杆贯穿圆形通孔且与圆形通孔内的密封圈滑动密封，所述活塞板为环形且与环形连接仓的内壁滑动密封。

进一步，所述保护环形仓的内周壁固定连通有多个环形橡胶气囊，所述环形橡胶气囊的横截面为半圆形，所述保护环形仓内环周壁上开设有多个第一通气孔，所述保护环形仓与环形连接仓上均开设有相互连通的第二通气孔。

进一步，所述检测机构包括两个平行固定在充电枪内的横板，所述充电头通过转轴可转动的安装在两个横板之间，所述充电头抽入端贯穿并延伸至充电枪的外部，所述充电枪的内部固定有一横板，所述横板上固定有金属仓，所述金属仓内活动安装有一端贯穿并延伸至横板另一侧的T型活动杆，所述横板上固定有位于金属仓内部且将T型活动杆圈起的环形压力传感器，所述T型活动杆上活动弹簧有位于压力传感器受力侧的复位弹簧，所述T型活动杆与充电头之间通过双球铰式万向节联接。

进一步，所述充电枪面向充电插座的一侧开设有供充电头穿出矩形通孔，所述矩形通孔的宽度大于充电头的直径，用以满足充电头以转轴为中心摆动，所述金属仓面向横板的一侧为缺失状。

进一步，所述横梁仓内设有多个滑触继电器，所述滑触继电器包括固定在横梁仓内侧顶壁上的轨道基座，所述轨道基座的两侧均固定有半圆凸条，所述轨道基座外侧滑动设有安装滑座，所述安装滑座为将轨道基座罩起的U型，其内侧的两侧壁上均转动设置有分别与两个半圆凸条滑动连接的导向滑轮，所述轨道基座的内侧固定有与交流电充电桩电连接的滑触线，所述安装滑座内侧固定有与滑触线滑动接触的电刷，所述电刷与充电线缆电连接，所述充电线缆、电刷、滑触线和交流电充电桩形成电路连通。

进一步，所述支撑仓内固定有驱动电机，所述驱动电机的输出轴固定有一端贯穿并延伸至横梁仓内的丝杆，所述丝杆还贯穿安装滑座，所述安装滑座上开设有供丝杆贯穿且与丝杆螺纹连接的螺纹通孔。

与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：

1、该电动汽车智能充电桩的充电枪可带着充电线缆左右移动的同时，确保充电线缆、电刷、滑触线和交流电充电桩之间保持电路连通，实现充电枪的移动供电，从而实现充电枪对不同位置的车位进行充电，使充电资源和停车资源得到更加合理的分配；

2、该电动汽车智能充电桩的充电枪在受到汽车拉扯时，充电头可以转轴为中心摆动，一方面对充电枪受到的拉扯进行缓冲，另一方面，通过双球铰式万向节可带动T型活动杆活动，从而对复位弹簧进行压缩，环形压力传感器检测到压力变化，当压力达到预设值，可启动微型压力泵，使环形橡胶气囊不再鼓起夹持，橡胶推动环推出，实现充电枪自动脱离的效果，避免充电枪和充电插座损坏，更加的安全。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的侧面结构示意图；

图3为本发明的俯视结构示意图；

图4为本发明横梁仓的内部局部结构示意图；

图5为本发明滑触继电器的结构示意图；

图6为本发明充电***构示意图；

图7为本发明充电枪的内部结构示意图。

图中：1、充电箱体；2、横梁仓；3、支撑仓；4、滑触继电器；401、轨道基座；402、电刷；403、滑触线；404、半圆凸条；405、导向滑轮；406、安装滑座；5、驱动电机；6、充电线缆；7、盘线架；8、充电枪；9、丝杆；10、充电插座；11、保护环形仓；12、双球铰式万向节；13、T型活动杆；14、环形压力传感器；15、金属仓；16、复位弹簧；17、隔板；18、充电头；19、活塞板；20、活塞杆；21、橡胶推动环；22、温度传感器；23、位置传感器；24、横板；25、环形橡胶气囊；26、出气管；27、环形连接仓；28、进气管；29微型压力泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提出的一种电动汽车智能充电桩，用以给新能源汽车充电，充电桩主体横设在两排相背设置的停车位之间，其包括充电箱体1、横梁仓2和支撑仓3，横梁仓2横设在充电箱体1和支撑仓3之间，且三者形成一龙门架，其中，在充电箱体1内设置有多个交流电充电桩，横梁仓2的下方设有多个分别由多个交流电充电桩供电的充电枪，充电枪的尾端固定有充电线缆6，充电线缆6的另一端贯穿至横梁仓2内且可在横梁仓2内做左右线性移动，多个充电线缆6分别与多个交流电充电桩连通，支撑仓3面向充电箱体1的一侧上固定有多个盘线架7，充电线缆6盘绕在盘线架7上。

多个交流电充电桩置于充电箱体1内，充电箱体1上设置有人机交互操作***，使用者可使用特定的充电卡刷卡使用，充电箱体1还设有显示屏，能显示充电量、费用、充电时间等数据，通过人机交互操作***可选择与交流电充电桩相对应的充电枪进行充电，需要说明的是，上述技术为现有技术中公众所知较为成熟的技术，文中不再具体阐述工作原理。

充电枪可带着充电线缆6在横梁仓2内左右移动，但不断电，从而实现充电枪对不同位置的车位进行充电，使充电资源和停车资源得到更加合理的分配，在具体的实施方案中，横梁仓2内设有多个滑触继电器4，滑触继电器4包括固定在横梁仓2内侧顶壁上的轨道基座401，轨道基座401的两侧均固定有半圆凸条404，轨道基座401外侧滑动设有安装滑座406，安装滑座406为将轨道基座401罩起的U型，其内侧的两侧壁上均转动设置有分别与两个半圆凸条404滑动连接的导向滑轮405，轨道基座401的内侧固定有与交流电充电桩电连接的滑触线403，安装滑座406内侧固定有与滑触线403滑动接触的电刷402，电刷402与充电线缆6电连接，充电线缆6、电刷402、滑触线403和交流电充电桩形成电路连通。

此外，支撑仓3内固定有驱动电机5，驱动电机5的输出轴固定有一端贯穿并延伸至横梁仓2内的丝杆9，丝杆9还贯穿安装滑座406，安装滑座406上开设有供丝杆9贯穿且与丝杆9螺纹连接的螺纹通孔。

通过启动驱动电机5，使丝杆9转动，在导向滑轮405与半圆凸条404的滑动限制作用下，安装滑座406通过螺纹通孔与丝杆9螺纹连接而做线性移动，在这个过程中，电刷402与滑触线403滑动接触，确保充电线缆6、电刷402、滑触线403和交流电充电桩之间保持电路连通，实现充电枪的移动供电。

在本发明中，充电枪的前端设有充电头18，其可通过充电头18与车辆上的充电插座10电连接，充电头18的***端固定有位置传感器23，用以检测充电头18是否***充电插座10，充电枪上还固定有位于充电头18下方的温度传感器22，用以检测充电枪充电时是否超过额定温度，充电枪的外周壁固定有环形连接仓27，环形连接仓27的外周壁固定连通有将充电插座10罩起的保护环形仓11，充电枪内设有脱离机构，用以使充电头18受力时脱离充电插座10，充电枪内还设有检测机构，用以检测充电头18是否受力超过设定标准，从而控制脱离机构是否驱动。

其中，脱离机构包括设置在充电枪左侧且位于保护环形仓11内部的橡胶推动环21，橡胶推动环21的右侧固定有多个右端贯穿并延伸环形连接仓27内部的活塞杆20，环形连接仓27面向充电插座10的一侧开设有多个圆形通孔，圆形通孔的内周壁固定有密封圈，活塞杆20贯穿圆形通孔且与圆形通孔内的密封圈滑动密封，多个活塞杆20的另一端固定有活塞板19，活塞板19为环形且与环形连接仓27的内壁滑动密封，充电枪内固定有微型压力泵29，微型压力泵29的出气端固定有贯穿并延伸至环形连接仓27内的出气管26，出气管26与环形连接仓27的贯穿处位于活塞板19与橡胶推动环21之间，微型压力泵29的进气端固定有贯穿并延伸至充电枪外部的进气管28。

脱离机构工作时，通过启动微型压力泵29，使出气管26抽气，而进气管28出气，此时环形连接仓27内的空气被抽取，活塞板19可向左侧移动，进而带动橡胶推动环21移动，移动后的橡胶推动环21可对充电插座10进行抵接，从而使充电枪脱离充电插座10。

此外，保护环形仓11的内周壁固定连通有多个环形橡胶气囊25，环形橡胶气囊25的横截面为半圆形，保护环形仓11内环周壁上开设有多个与环形橡胶气囊25连通的第一通气孔，保护环形仓11与环形连接仓27上均开设有相互连通的第二通气孔，需要说明的是，环形连接仓27的内腔壁固定有对活塞板19进行阻挡的挡环，防止活塞板19移动过程中越过第二通气孔。

通过启动微型压力泵29，使出气管26出气，而进气管28进气，此时环形连接仓27内充气，活塞板19向着远离充电插座10的一侧移动，脱离机构不工作，在第一通气孔和第二通气孔的作用下，环形橡胶气囊25会鼓起，从而将充电插座10夹持，实现充电枪充电时的固定，反之，当需要脱离机构工作时，启动微型压力泵29，使出气管26抽气，而进气管28出气，此时环形连接仓27和保护环形仓11内的空气被抽出，活塞板19向左侧移动的同时，环形橡胶气囊25不再鼓起夹持，橡胶推动环21推出。

需要说明的是，环形连接仓27的右侧开设有多个排气孔，当充电抢8与充电插座10插接时，充电插座10会将橡胶推动环21向右侧推动，此时活塞板19向右移动，环形连接仓27内且位于活塞板19右侧的空气可被排出，使充电抢8与充电插座10可顺利插接，同时，在这个过程中，保护环形仓11内的空气可被抽入环形连接仓27内，环形橡胶气囊25不会鼓起，亦不会对充电抢8与充电插座10的插接造成阻碍，然后可启动微型压力泵29，使出气管26可向环形连接仓27内充气，之后环形橡胶气囊25充气膨胀，实现充电抢8与充电插座10插接后的固定。

对于检测机构，其包括两个平行固定在充电枪内的横板24，充电头18通过转轴可转动的安装在两个横板24之间，充电头18抽入端贯穿并延伸至充电枪的外部，充电枪的内部固定有一横板24，横板24上固定有金属仓15，金属仓15内活动安装有一端贯穿并延伸至横板24另一侧的T型活动杆13，横板24上固定有位于金属仓15内部且将T型活动杆13圈起的环形压力传感器14，T型活动杆13上活动弹簧有位于压力传感器受力侧的复位弹簧16，T型活动杆13与充电头18之间通过双球铰式万向节12联接。

其中，充电枪面向充电插座10的一侧开设有供充电头18穿出矩形通孔，矩形通孔的宽度大于充电头18的直径，用以满足充电头18以转轴为中心摆动，金属仓15面向横板24的一侧为缺失状。

当充电枪插在充电插座10上，司机忘记将新能源汽车上的充电枪8拔出复位，而是直接上车启动新能源汽车向前行驶时，充电枪会受到拉扯，此时，充电头18可以转轴为中心摆动，一方面对充电枪受到的拉扯进行缓冲，另一方面，通过双球铰式万向节12可带动T型活动杆13活动，从而对复位弹簧16进行压缩，环形压力传感器14检测到压力变化，当压力达到预设值，微型压力泵29启动，使环形橡胶气囊25不再鼓起夹持，橡胶推动环21推出，实现充电枪自动脱离的效果，避免充电枪8和充电插座10损坏，更加的安全。

需要说明的是，在复位弹簧16正常状态下，T型活动杆13与金属仓15内壁贴合，此时，双球铰式万向节12为最长状态，充电头18从充电枪内垂直穿出，同时，复位弹簧16为强力弹簧，在正常拔插充电枪时，充电头18不会发生转动。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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

Claims (10)

1.一种电动汽车智能充电桩，用以给新能源汽车充电，其特征在于，包括：

充电桩主体，其横设在两排相背设置的停车位之间，所述充电桩主体包括充电箱体（1）、横梁仓（2）和支撑仓（3），所述横梁仓（2）横设在充电箱体（1）和支撑仓（3）之间，且三者形成一龙门架；

所述充电箱体（1）内设置有多个交流电充电桩，所述横梁仓（2）的下方设有多个分别由多个交流电充电桩供电的充电枪，所述充电枪的尾端固定有充电线缆（6），所述充电线缆（6）的另一端贯穿至横梁仓（2）内且可在横梁仓（2）内做左右线性移动，多个所述充电线缆（6）分别与多个交流电充电桩连通；

所述充电枪的前端设有充电头（18），其可通过充电头（18）与车辆上的充电插座（10）电连接，所述充电枪的外周壁固定有环形连接仓（27），所述环形连接仓（27）的外周壁固定连通有将充电插座（10）罩起的保护环形仓（11），所述充电枪内设有脱离机构，用以使充电头（18）受力时脱离充电插座（10），所述充电枪内还设有检测机构，用以检测充电头（18）是否受力超过设定标准，从而控制脱离机构是否驱动。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能充电桩，其特征在于：所述支撑仓（3）面向充电箱体（1）的一侧上固定有多个盘线架（7），所述充电线缆（6）盘绕在所述盘线架（7）上。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车智能充电桩，其特征在于：所述充电头（18）的***端固定有位置传感器（23），用以检测充电头（18）是否***充电插座（10），所述充电枪上还固定有位于充电头（18）下方的温度传感器（22），用以检测充电枪充电时是否超过额定温度。

4.根据权利要求1或3所述的一种电动汽车智能充电桩，其特征在于：所述脱离机构包括设置在充电枪左侧且位于保护环形仓（11）内部的橡胶推动环（21），所述橡胶推动环（21）的右侧固定有多个右端贯穿并延伸环形连接仓（27）内部的活塞杆（20），多个所述活塞杆（20）的另一端固定有活塞板（19），所述充电枪内固定有微型压力泵（29），所述微型压力泵（29）的出气端固定有贯穿并延伸至环形连接仓（27）内的出气管（26），所述出气管（26）与环形连接仓（27）的贯穿处位于活塞板（19）与橡胶推动环（21）之间，所述微型压力泵（29）的进气端固定有贯穿并延伸至充电枪外部的进气管（28）。

5.根据权利要求4所述的一种电动汽车智能充电桩，其特征在于：所述环形连接仓（27）面向充电插座（10）的一侧开设有多个圆形通孔，所述圆形通孔的内周壁固定有密封圈，所述活塞杆（20）贯穿圆形通孔且与圆形通孔内的密封圈滑动密封，所述活塞板（19）为环形且与环形连接仓（27）的内壁滑动密封。

6.根据权利要求5所述的一种电动汽车智能充电桩，其特征在于：所述保护环形仓（11）的内周壁固定连通有多个环形橡胶气囊（25），所述环形橡胶气囊（25）的横截面为半圆形，所述保护环形仓（11）内环周壁上开设有多个第一通气孔，所述保护环形仓（11）与环形连接仓（27）上均开设有相互连通的第二通气孔。

7.根据权利要求1或3所述的一种电动汽车智能充电桩，其特征在于：所述检测机构包括两个平行固定在充电枪内的横板（24），所述充电头（18）通过转轴可转动的安装在两个横板（24）之间，所述充电头（18）抽入端贯穿并延伸至充电枪的外部，所述充电枪的内部固定有一横板（24），所述横板（24）上固定有金属仓（15），所述金属仓（15）内活动安装有一端贯穿并延伸至横板（24）另一侧的T型活动杆（13），所述横板（24）上固定有位于金属仓（15）内部且将T型活动杆（13）圈起的环形压力传感器（14），所述T型活动杆（13）上活动弹簧有位于压力传感器受力侧的复位弹簧（16），所述T型活动杆（13）与充电头（18）之间通过双球铰式万向节（12）联接。

8.根据权利要求7所述的一种电动汽车智能充电桩，其特征在于：所述充电枪面向充电插座（10）的一侧开设有供充电头（18）穿出矩形通孔，所述矩形通孔的宽度大于充电头（18）的直径，用以满足充电头（18）以转轴为中心摆动，所述金属仓（15）面向横板（24）的一侧为缺失状。

9.根据权利要求1或3所述的一种电动汽车智能充电桩，其特征在于：所述横梁仓（2）内设有多个滑触继电器（4），所述滑触继电器（4）包括固定在横梁仓（2）内侧顶壁上的轨道基座（401），所述轨道基座（401）的两侧均固定有半圆凸条（404），所述轨道基座（401）外侧滑动设有安装滑座（406），所述安装滑座（406）为将轨道基座（401）罩起的U型，其内侧的两侧壁上均转动设置有分别与两个半圆凸条（404）滑动连接的导向滑轮（405），所述轨道基座（401）的内侧固定有与交流电充电桩电连接的滑触线（403），所述安装滑座（406）内侧固定有与滑触线（403）滑动接触的电刷（402），所述电刷（402）与充电线缆（6）电连接，所述充电线缆（6）、电刷（402）、滑触线（403）和交流电充电桩形成电路连通。

10.根据权利要求9所述的一种电动汽车智能充电桩，其特征在于：所述支撑仓（3）内固定有驱动电机（5），所述驱动电机（5）的输出轴固定有一端贯穿并延伸至横梁仓（2）内的丝杆（9），所述丝杆（9）还贯穿安装滑座（406），所述安装滑座（406）上开设有供丝杆（9）贯穿且与丝杆（9）螺纹连接的螺纹通孔。