充电插拔助力装置、方法和电动汽车与流程

1.本发明涉及电动汽车充电技术领域，具体涉及一种充电插拔助力装置、一种电动汽车和一种充电插拔助力方法。


背景技术：

2.电动汽车充电为满足安全使用要求，充电枪与车端的充电口插合后需要满足ip55防护等级。为满足插合后ip55防护等级，充电枪与充电口之间需要进行紧密的防护设计，这种情况下，插枪过程中充电口与充电枪之间形成正压，拔枪过程中充电口与充电枪之间形成负压，这无疑会增加用户插拔枪过程中的阻力。目前普遍依靠人工克服较重的枪线重量及插拔枪过程中的阻力进行插拔枪，大大影响了用户的操作体验。


技术实现要素：

3.本发明为解决上述技术问题，提供了一种充电插拔助力装置、方法和电动汽车，能够大大减小充电插头插拔的难度，提高用户充电体验。
4.本发明采用的技术方案如下：一种充电插拔助力装置，包括插头检测组件、插拔助力机构和主控模块，所述插头检测组件用于检测充电插头相对于充电口的位置信息，所述主控模块分别与所述插头检测组件和所述插拔助力机构相连，所述主控模块用于根据所述充电插头相对于所述充电口的位置信息识别所述充电插头插入所述充电口的插入动作和所述充电插头从所述充电口拔出的拔出动作，并在识别到所述插入动作时控制所述插拔助力机构进行插入助力，以及在识别到所述拔出动作时控制所述插拔助力机构进行拔出助力。
5.所述插头检测组件包括设置于所述充电口开口端处的第一检测单元和设置于所述充电口底端处的第二检测单元。
6.所述主控模块在所述第一检测单元和所述第二检测单元均未检测到所述充电插头时，判定所述充电插头处于完全拔出状态，在判定所述充电插头处于完全拔出状态后，若所述第一检测单元检测到所述充电插头且所述第二检测单元未检测到所述充电插头，则识别到所述充电插头插入所述充电口的插入动作；所述主控模块在所述第一检测单元和所述第二检测单元均检测到所述充电插头时，判定所述充电插头处于完全插入状态，在判定所述充电插头处于完全插入状态后，若所述第一检测单元检测到所述充电插头且所述第二检测单元未检测到所述充电插头，则识别到所述充电插头从所述充电口拔出的拔出动作。
7.所述第一检测单元和所述第二检测单元为红外对管或微动开关或接触式触点。
8.所述插拔助力机构包括气道和气泵，所述气道通过所述充电口的底端与所述充电口相连通，所述气泵与所述主控模块相连，所述主控模块控制所述气泵通过所述气道抽出所述充电口内的气体以进行插入助力，并控制所述气泵通过所述气道向所述充电口内注入气体以进行拔出助力。
9.所述的充电插拔助力装置还包括第一压力传感器、流量传感器和第二压力传感
器，所述第一压力传感器和所述流量传感器设置于所述气道，所述第二压力传感器设置于所述充电口，所述第一压力传感器、所述流量传感器和所述第二压力传感器分别与所述主控模块相连，所述第一压力传感器用于检测所述气道的气压，所述流量传感器用于检测所述气道的气体流量，所述第二压力传感器用于检测所述充电口内的气压，所述主控模块还用于根据所述气道的气压、所述气道的气体流量和所述充电口内的气压实时监测所述充电插头与所述充电口之间的防护情况。
10.所述主控模块还用于根据实时监测的所述充电插头与所述充电口之间的防护情况确定进行插入助力时抽出的气体的量和进行拔出助力时注入的气体的量。
11.一种电动汽车，包括上述充电插拔助力装置。
12.一种充电插拔助力方法，包括以下步骤：检测充电插头相对于充电口的位置信息；根据所述充电插头相对于所述充电口的位置信息识别所述充电插头插入所述充电口的插入动作和所述充电插头从所述充电口拔出的拔出动作；在识别到所述插入动作时进行插入助力，并在识别到所述拔出动作时进行拔出助力。
13.通过抽出所述充电口内的气体以进行插入助力，通过向所述充电口内注入气体以进行拔出助力。
14.本发明的有益效果：本发明能够大大减小充电插头插拔的难度，提高用户充电体验。
附图说明
15.图1为本发明实施例的充电插拔助力装置的方框示意图；图2为本发明一个实施例的插头检测组件的安装位置示意图；图3为本发明一个实施例的红外对管的安装位置示意图；图4为本发明一个具体实施例的充电插拔助力装置的结构示意图；图5为本发明实施例的充电插拔助力方法的流程图；图6为本发明一个具体实施例的充电插拔助力方法的流程图。
具体实施方式
16.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。
17.本发明实施例的充电插拔助力装置，应用于充电插头与充电口相配合的充电场景下的插拔助力，充电插头可位于桩端，例如为充电桩的充电枪，充电口可位于车端。
18.如图1所示，本发明实施例的充电插拔助力装置包括插头检测组件10、插拔助力机构20和主控模块30，插头检测组件10用于检测充电插头相对于充电口的位置信息，主控模块30分别与插头检测组件10和插拔助力机构20相连，主控模块30用于根据充电插头相对于充电口的位置信息识别充电插头插入充电口的插入动作和充电插头从充电口拔出的拔出动作，并在识别到插入动作时控制插拔助力机构进行插入助力，以及在识别到拔出动作时控制插拔助力机构进行拔出助力。
19.在本发明的一个实施例中，如图2所示，插头检测组件10包括设置于充电口开口端处的第一检测单元11和设置于充电口底端处的第二检测单元12。第一检测单元11和第二检测单元12均可检测出充电插头是否到达自身所在的位置处，因此，能够结合充电插头是否到达充电口开口端处、充电口底端处，来获知充电插头相对于充电口的位置信息。
20.主控模块30在第一检测单元11和第二检测单元12均未检测到充电插头时，判定充电插头处于完全拔出状态，在判定充电插头处于完全拔出状态后，若第一检测单元11检测到充电插头且第二检测单元12未检测到充电插头，则识别到充电插头插入充电口的插入动作，在识别到插入动作后，若第一检测单元11和第二检测单元12均检测到充电插头，则判定充电插头插入完成。主控模块30在第一检测单元11和第二检测单元12均检测到充电插头时，判定充电插头处于完全插入状态，在判定充电插头处于完全插入状态后，若第一检测单元11检测到充电插头且第二检测单元12未检测到充电插头，则识别到充电插头从充电口拔出的拔出动作，在识别到拔出动作后，若第一检测单元11和第二检测单元12均未检测到充电插头，则判定充电插头拔出完成。
21.在本发明的一个实施例中，第一检测单元11和第二检测单元12均可以为任意一种能够进行到位检测的部件，例如红外对管、微动开关或接触式触点等。第一检测单元11和第二检测单元12的种类可以相同，也可以不同。
22.如图3所示，以第一检测单元11和第二检测单元12均为红外对管为例，即第一检测单元11包括红外发射管a和红外接收管a，第二检测单元12包括红外发射管b和红外接收管b，在本发明的一个具体实施例中，红外发射管a和红外接收管a在充电口开口端处的内壁上相对设置，红外发射管b和红外接收管b在充电口底端处的内壁上相对设置。每一红外对管的红外发射管发射红外线并可由其红外接收管接收。若某一红外对管处没有充电插头，则该红外对管的红外发射管与红外接收管之间未被遮挡，该红外接收管可接收到红外线，此时该红外接收管的信号即为未检测到充电插头的信号；若充电插头到达某一红外对管处，则该红外对管的红外发射管与红外接收管之间被遮挡，该红外接收管无法接收到红外线，此时该红外接收管的信号即为检测到充电插头的信号。通过红外接收管与主控模块30的连接，可将未检测到充电插头的信号和检测到充电插头的信号传输到主控模块30。
23.在本发明的一个实施例中，如图4所示，插拔助力机构20包括气道21和气泵22，气道21通过充电口的底端与充电口相连通，气泵22与主控模块30相连，主控模块30控制气泵22通过气道21抽出充电口内的气体以进行插入助力，并控制气泵22通过气道21向充电口内注入气体以进行拔出助力。
24.在本发明的其他实施例中，插拔助力机构20还可为电磁助力机构、传动助力机构等。例如分别在充电口的底端和充电插头的头部设置电磁件，通过控制两电磁件产生相吸的磁力进行插入助力，通过控制两电磁件产生相斥的磁力进行拔出助力。再例如分别在充电口的侧面和充电插头的侧面设置齿轮、齿条、链条或皮带等传动结构，通过控制传动结构进行插入助力和拔出助力。
25.以第一检测单元11和第二检测单元12均为红外对管、插拔助力机构20包括气道21和气泵22、充电插头为充电枪为例，充电插拔助力的流程如下：初始时红外接收管a和红外接收管b均能够接收到红外线，即初始时处于充电枪完全拔出的状态；判断红外接收管a是否检测到红外线被遮挡；如果红外接收管a检测到红外线被遮挡，则说明开始插枪，此时可
控制气泵22启动抽气；接下来判断红外接收管b是否检测到红外线被遮挡；如果红外接收管b检测到红外线被遮挡，则说明充电枪头到达充电口底端，插枪完成，此时可控制气泵22停止抽气；接下来判断红外接收管b是否接收到红外线；如果红外接收管b接收到红外线，则说明开始拔枪，此时可控制气泵22启动注气；接下来判断红外接收管a是否接收到红外线；如果红外接收管a接收到红外线，则说明充电枪头到达充电口开口端之外，拔枪完成，此时可控制气泵22停止注气。
26.根据本发明实施例的充电插拔助力装置，通过插头检测组件检测充电插头相对于充电口的位置信息，主控模块可根据充电插头相对于充电口的位置信息识别充电插头插入充电口的插入动作和充电插头从充电口拔出的拔出动作，并在识别到插入动作时控制插拔助力机构进行插入助力，以及在识别到拔出动作时控制插拔助力机构进行拔出助力，由此，能够大大减小充电插头插拔的难度，提高用户充电体验。
27.进一步地，如图4所示，本发明实施例的充电插拔助力装置还可包括第一压力传感器40、流量传感器50和第二压力传感器60，第一压力传感器40和流量传感器50设置于气道21，第二压力传感器60设置于充电口，第一压力传感器40、流量传感器50和第二压力传感器60分别与主控模块30相连。第一压力传感器40用于检测气道的气压，流量传感器50用于检测气道的气体流量，第二压力传感器60用于检测充电口内的气压，主控模块30还用于根据气道的气压、气道的气体流量和充电口内的气压实时监测充电插头与充电口之间的防护情况。
28.具体地，根据理想气体状态方程pv=nrt（其中，p为压强，v为气体体积，t为温度，n为气体的物质的量，r为摩尔气体常数），可知在不考虑温度变化的情况下，p1v1=p2v2（其中，p1为进气压强，v1为进气体积，p2为充电口内的压强，v2为充电口内容纳气体的空间的体积）。又由于v1=qvt（其中，qv为体积流量，t为时间），可得出气体泄漏量a=p1qvt
‑
p2v2，气体泄漏速度s=a/t=(p1qvt
‑
p2v2)/t。在充电插头处于完全插入状态时，主控模块30可控制气泵22向充电插头与充电口之间容纳气体的空间注入气体，并通过第一压力传感器40检测出进气压强p1，通过第二压力传感器60检测出充电口内的压强p2，通过流量传感器50检测出进气的体积流量qv，然后结合充电插头与充电口之间容纳气体的空间的体积、时间，计算出气体泄漏速度s，根据气体泄漏速度s的大小，可得出充电插头与充电口之间的结合紧密程度，即得到充电插头与充电口之间的防护情况。气体泄漏速度s与防护情况的对应关系可预先设定，例如某泄漏速度s对应某个防护等级。
29.此外，应当理解的是，充电插头与充电口之间的结合越紧密，插入/拔出助力的过程中抽出/注入的气体的量便越少。因此，在本发明的一个实施例中，主控模块30还可根据实时监测的充电插头与充电口之间的防护情况确定进行插入助力时抽出的气体的量和进行拔出助力时注入的气体的量。防护情况与气体的量之间的具体对应关系可结合防护等级的设置方式、对助力程度的要求等进行设定，在此不便作具体限定。
30.基于上述实施例的充电插拔助力装置，本发明还提出一种电动汽车。
31.本发明实施例的电动汽车，包括本发明上述任一实施例的充电插拔助力装置。
32.根据本发明实施例电动汽车，能够大大减小充电插头插拔的难度，提高用户充电体验。
33.基于上述实施例的充电插拔助力装置，本发明还提出一种充电插拔助力方法。
34.本发明实施例的充电插拔助力方法可由上述任一实施例的充电插拔助力装置执行，下面结合部分实施例来说明充电插拔助力方法。
35.如图5所示，本发明实施例的充电插拔助力方法包括以下步骤：s1，检测充电插头相对于充电口的位置信息。
36.在本发明的一个实施例中，可通过设置于充电口开口端处的红外对管和设置于充电口底端处的红外对管检测充电插头相对于充电口的位置信息。
37.在本发明的其他实施例中，上述的红外对管还可替换为微动开关或接触式触点等其他能够进行到位检测的部件。
38.s2，根据充电插头相对于充电口的位置信息识别充电插头插入充电口的插入动作和充电插头从充电口拔出的拔出动作。
39.具体地，在充电口开口端处的红外对管和充电口底端处的红外对管均未检测到充电插头时，可判定充电插头处于完全拔出状态，在判定充电插头处于完全拔出状态后，若充电口开口端处的红外对管检测到充电插头且充电口底端处的红外对管未检测到充电插头，则识别到充电插头插入充电口的插入动作，在识别到插入动作后，若充电口开口端处的红外对管和充电口底端处的红外对管均检测到充电插头，则判定充电插头插入完成。在充电口开口端处的红外对管和充电口底端处的红外对管均检测到充电插头时，判定充电插头处于完全插入状态，在判定充电插头处于完全插入状态后，若充电口开口端处的红外对管检测到充电插头且充电口底端处的红外对管未检测到充电插头，则识别到充电插头从充电口拔出的拔出动作，在识别到拔出动作后，若充电口开口端处的红外对管和充电口底端处的红外对管均未检测到充电插头，则判定充电插头拔出完成。
40.s3，在识别到插入动作时进行插入助力，并在识别到拔出动作时进行拔出助力。
41.在本发明的一个实施例中，可通过抽出充电口内的气体以进行插入助力，通过向充电口内注入气体以进行拔出助力。
42.在本发明的一个具体实施例中，充电插头为充电枪，如图6所示，充电插拔助力方法包括以下步骤：s601，充电口开口端处的红外对管和充电口底端处的红外对管均未被遮挡。即初始时处于充电枪完全拔出的状态。
43.s602，判断充电口开口端处的红外对管是否被遮挡。如果是，则执行步骤s603；如果否，则继续进行该红外对管是否被遮挡的判断。
44.s603，启动抽气。
45.s604，判断充电口底端处的红外对管是否被遮挡。如果是，则执行步骤s605；如果否，则返回步骤s603继续进行插枪助力。
46.s605，停止抽气。
47.s606，判断充电口底端处的红外对管是否未被遮挡。如果是，则执行步骤s607；如果否，则继续进行该红外对管是否未被遮挡的判断。
48.s607，启动注气。
49.s608，判断充电口开口端处的红外对管是否未被遮挡。如果是，则执行步骤s609；如果否，则返回步骤s607继续进行拔枪助力。
50.s609，停止注气。
51.根据本发明实施例的充电插拔助力方法，通过检测充电插头相对于充电口的位置信息，然后根据充电插头相对于充电口的位置信息识别充电插头插入充电口的插入动作和充电插头从充电口拔出的拔出动作，在识别到插入动作时进行插入助力，并在识别到拔出动作时进行拔出助力，由此，能够大大减小充电插头插拔的难度，提高用户充电体验。
52.进一步地，在本发明的一个实施例中，还可实时监测充电插头与充电口之间的防护情况。本发明实施例中通过控制气泵由气道向充电口内注入气体和抽出充电口内的气体，具体地，可检测气道的气压，并检测气道的气体流量，以及检测充电口内的气压，然后根据气道的气压、气道的气体流量和充电口内的气压实时监测充电插头与充电口之间的防护情况。
53.此外，还可根据实时监测的充电插头与充电口之间的防护情况确定进行插入助力时抽出的气体的量和进行拔出助力时注入的气体的量。
54.在本发明的描述中，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。
55.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
56.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
57.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。