基于新能源充电桩的故障保护系统的制作方法

1.本发明涉及汽车充电技术领域，尤其涉及基于新能源充电桩的故障保护系统。


背景技术：

2.充电桩（chargingpile）是指为电动汽车提供充电服务的充能设备。其主要分为落地式充电桩和挂壁式充电桩，落地式充电桩适合安装在不靠近墙体的停车位。挂壁式充电桩适合安装在靠近墙体的停车位，无论是落地式充电桩还是挂壁式充电桩，其皆主要采取计时、计电度、计金额的充电方式，可以作为市民购电终端。同时提高公共充电桩的效率和实用性。电动汽车充电桩作为电动汽车的能量补给装置，其充电性能关系到电池组的使用寿命、充电时间。这也是消费者在购买电动汽车之前最为关心的一个方面之一。实现对动力电池快速、高效、安全、合理的电量补给是电动汽车充电器设计的基本原则，另外，还要考虑充电器对各种动力电池的适用性。
3.电动汽车无线充电技术通过埋于地面下的供电导轨以高频交变磁场的形式将电能传输给运行在地而上一定范围内的车辆接收端电能拾取机构，进而给车载储能设备供电，可使电动汽车搭载少量电池组，延长其续航里程，同时电能补给变更加安全、便捷。动态无线供电技术的主要参数指标有电能传输距离、功率、效率、藕合机构侧移适应能力、电磁兼容性等。因而，开发大功率、高效率、强侧移适应能力、低电磁辐射、成本适中的动态无线供电系统，成为国内外各大研究机构当前的主要研究热点。对于ev用无线电能传输技术，即是将系统原边、副边绕组分置于车外和车内，通过高频磁场耦合的作用进行电能传输。与接触式充电方式相比，无线电能传输技术有很多优点：由于它完全绝缘，可以避免髙压触电危险，避免短路和漏电危险，不会产生接触式电火花；有利于接口标准化，统一化，也便于实现自动化和无人操作；无机械磨损和相应的维护问题，可适应多种恶劣环境和天气；设备埋设在停车位正下方，不占用额外用地面积，节省大量土地资源；无须人工操作，能做到随停随充，减少人为干预带来的安全隐患；改装方便，利用现有的停车位，将设备直接铺设在现有的停车位下方。
4.现有技术中，无线充电仅在现有的停车位下方直接铺设充电设备，而未设置有效的散热结构，在充电过程中，尤其是在高速充电的情况下，汽车和该充电设备会发热发烫，而高温不利于该设备和汽车的保养，同时局部持续高温也会加剧其安全隐患，容易导致充电故障。


技术实现要素：

5.基于现有技术中的无线充电仅在现有的停车位下方直接铺设充电设备，而未设置有效的散热结构，在充电过程中，尤其是在高速充电的情况下，汽车和该充电设备会发热发烫，而高温不利于该设备和汽车的保养，同时局部持续高温也会加剧其安全隐患，容易导致充电故障的技术问题，本发明提出了基于新能源充电桩的故障保护系统。
6.本发明提出的基于新能源充电桩的故障保护系统，包括控制箱和设置于停车位下
侧的无线充电桩，所述控制箱与无线充电桩电性连接，所述无线充电桩内置高频电能发射装置，且高频电能发射装置电性连接高频电源，所述高频电能发射装置通过内置于车辆的高频电能接收装置将电输送至车辆内部的电池充电管理系统中，还包括散热系统，所述散热系统包括设置于停车位表面的辅助散热机构。
7.优选地，所述辅助散热机构包括固定连接于停车位表面的导热板和均匀固定连接于导热板上端的多排散热片，所述导热板位于无线充电桩正上侧。
8.优选地，所述辅助散热机构还包括固定座和固定连接于固定座上的水平冷却风扇，所述水平冷却风扇的风向朝向散热片，且相邻两排散热片之间的缝隙沿着水平冷却风扇的风向设置。
9.优选地，所述固定座靠近散热片的侧上端设置为斜面，且该斜面上固定连接有斜向冷却风扇。
10.优选地，所述固定座与导热板之间设置有冷却机构。
11.优选地，所述冷却机构包括冷却箱、竖冷却网架和斜冷却网架，所述冷却箱上端卡接有箱盖，所述冷却箱内壁固定连接有拉把手，所述停车位上设置有供冷却箱放置的凹槽，所述箱盖上设置有供竖冷却网架插放的插孔，所述竖冷却网架下端插至冷却箱内底端，所述斜冷却网架固定连接于竖冷却网架上端，所述竖冷却网架和斜冷却网架表面均包裹有海绵套，且海绵套表面密布有吸水绒毛。
12.优选地，所述停车位表面设置有一对车辆助停装置，且一对车辆助停装置分别设置于辅助散热机构两侧。
13.优选地，所述车辆助停装置包括限位座、压缩弹簧和限轮滑块，所述限位座固定连接于停车位表面，所述压缩弹簧固定连接于限位座与限轮滑块之间，所述压缩弹簧外侧套设有限位管，且限位管两端分别与限位座和限轮滑块固定连接，所述限轮滑块远离限位座的端面设置为内凹型弧形曲面。
14.优选地，所述压缩弹簧与限位座之间连接有压力传感器，且压力传感器采用薄膜传感器，所述限位座侧端连接有语音提示装置。
15.优选地，所述限轮滑块下端固定连接有滚轮，所述限轮滑块的内凹型弧形曲面表面设置有多个球形槽，且球形槽中连接有可滚动的定向滚珠。
16.本发明中的有益效果为：1、该基于新能源充电桩的故障保护系统，通过设置于停车位表面的辅助散热机构，辅助散热机构包括固定连接于停车位表面的导热板和均匀固定连接于导热板上端的多排散热片，导热板位于无线充电桩正上侧，车辆充电时可对充电区域进行有效散热，有利于无线充电桩和车辆的保养，避免局部高温，提高充电过程的安全性。
17.2、该基于新能源充电桩的故障保护系统，通过设置的固定座和固定连接于固定座上的水平冷却风扇，水平冷却风扇的风向朝向散热片，且相邻两排散热片之间的缝隙沿着水平冷却风扇的风向设置，利用水平冷却风扇加快充电区域的散热速度，提高散热效果。
18.3、该基于新能源充电桩的故障保护系统，通过将固定座靠近散热片的侧上端设置为斜面，且该斜面上固定连接有斜向冷却风扇，可对车辆的充电部位吹风，实现车辆充电部位的有效散热。
19.4、该基于新能源充电桩的故障保护系统，通过在固定座与导热板之间设置包括冷
却箱、竖冷却网架和斜冷却网架的冷却机构，在竖冷却网架和斜冷却网架表面均包裹海绵套，且在海绵套表面密布吸水绒毛，利用冷却箱中的冷水将海绵套和吸水绒毛浸湿，使得通过的风得到降温后吹向导热板、散热片和车辆充电部位，进一步增强散热效果。
20.5、该基于新能源充电桩的故障保护系统，通过在辅助散热机构两侧分别设置包括限位座、压缩弹簧和限轮滑块的车辆助停装置，停车时，车辆车轮靠近并推动限轮滑块，使得压缩弹簧逐渐压缩，车辆最终在限位管和限位座的阻碍作用下强制停车，便于车主的准确停车。
21.6、该基于新能源充电桩的故障保护系统，通过在压缩弹簧与限位座之间连接压力传感器，在限位座侧端连接语音提示装置，在车辆车轮推动限轮滑块的过程中，当压力传感器检测到压力出超过其人工预设阈值时，会通过控制器控制语音提示装置提示车主停车。
22.该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明通过设置于停车位表面的辅助散热机构，在车辆充电时可对充电区域进行有效散热，有利于无线充电桩和车辆的保养，避免局部高温，提高充电过程的安全性。
附图说明
23.图1为本发明提出的基于新能源充电桩的故障保护系统的原理图；图2为本发明提出的基于新能源充电桩的故障保护系统的结构示意图；图3为本发明提出的基于新能源充电桩的故障保护系统的辅助散热结构拆开状态下的结构示意图；图4为本发明提出的基于新能源充电桩的故障保护系统的实施例二中的结构示意图；图5为本发明提出的基于新能源充电桩的故障保护系统的车辆助停装置部分剖开状态下的结构示意图。
24.图中：1、停车位；2、控制箱；3、导热板；4、散热片；5、凹槽；6、冷却箱；7、拉把手；8、箱盖；9、竖冷却网架；10、斜冷却网架；11、固定座；12、水平冷却风扇；13、斜向冷却风扇；14、限位座；15、限位管；16、限轮滑块；17、定向滚珠；18、滚轮；19、压缩弹簧；20、压力传感器；21、语音提示装置。
具体实施方式
25.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。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
27.实施例1参照图1
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3，基于新能源充电桩的故障保护系统，包括控制箱2和设置于停车位1下侧的无线充电桩，控制箱2与无线充电桩电性连接，无线充电桩内置高频电能发射装置，且高频电能发射装置电性连接高频电源，高频电源装置将三相工频交流电转换成频率、功率
均可控的高频交流电约80~90khz，用以激发发射线圈将电能无线发送出去。高频电源装置的核心包括两个部分：整流电路、稳压控制电路和高频逆变电路；高频电源部分包括充电控制模块，充电控制模块的功能为对系统输出进行控制，使其输出满足负载特性需求。针对不同电池组的充电特性，充电控制模块可控制系统输出使其满足电池组充电恒压、恒功率和恒流充电。充电控制模块还可以通过车载电脑选择不同充电方式，根据用户需求选择普通充电和快速充电模式，高频电能发射装置通过内置于车辆的高频电能接收装置将电输送至车辆内部的电池充电管理系统中，具体的，电能发射与接收模块主要由谐振电感和谐振电容组成，电能发射模块的功能为将高频电源产生的高频电压以电磁场的形式发射出去，电能接收模块的功能为配合电能发射模块产生的高频磁场产生共振，形成高频电流，这样的发射与接收形成电能的无线传递，实现充电电压为200v，充电电流为50a；还包括散热系统，散热系统包括设置于停车位1表面的辅助散热机构，车辆充电时可对充电区域进行有效散热，有利于无线充电桩和车辆的保养，避免局部高温，提高充电过程的安全性。
28.本发明中，辅助散热机构包括固定连接于停车位1表面的导热板3和均匀固定连接于导热板3上端的多排散热片4，导热板3位于无线充电桩正上侧，埋在地下的无线充电桩在充电过程中发热，利用导热板3将热量扩散到散热片4上进行快速散热。
29.其中，辅助散热机构还包括固定座11和固定连接于固定座11上的水平冷却风扇12，水平冷却风扇12的风向朝向散热片4，且相邻两排散热片4之间的缝隙沿着水平冷却风扇12的风向设置，利用水平冷却风扇12加快充电区域的散热速度，提高散热效果。
30.其中，固定座11靠近散热片4的侧上端设置为斜面，且该斜面上固定连接有斜向冷却风扇13，可对车辆的充电部位吹风，实现该处的散热。
31.其中，固定座11与导热板3之间设置有冷却机构，冷却机构包括冷却箱6、竖冷却网架9和斜冷却网架10，冷却箱6上端卡接有箱盖8，冷却箱6内壁固定连接有拉把手7，停车位1上设置有供冷却箱6放置的凹槽5，箱盖8上设置有供竖冷却网架9插放的插孔，竖冷却网架9下端插至冷却箱6内底端，斜冷却网架10固定连接于竖冷却网架9上端，竖冷却网架9和斜冷却网架10表面均包裹有海绵套，且海绵套表面密布有吸水绒毛，利用冷却箱6中的冷水将海绵套和吸水绒毛浸湿，使得通过的风得到降温后吹向导热板3、散热片4和车辆充电部位，进一步增强散热效果。
32.工作原理：车主将车辆停在停车位1处，使得车辆的充电部位靠近埋在地下的无线充电桩，无线充电桩在充电过程中发热，利用导热板3将热量扩散到散热片4上进行快速散热，感应充电的同时通过控制器自动控制水平冷却风扇12和斜向冷却风扇13打开，加快充电区域的散热速度，提高散热效果，利用冷却箱6中的冷水将海绵套和吸水绒毛浸湿，使得通过的风得到降温后吹向导热板3、散热片4和车辆充电部位，进一步增强散热效果，有利于无线充电桩和车辆的保养，避免局部高温，提高充电过程的安全性。
33.实施例2参照图4
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5，基于新能源充电桩的故障保护系统，本实施例相较于实施例1，停车位1表面设置有一对车辆助停装置，且一对车辆助停装置分别设置于辅助散热机构两侧，车辆助停装置包括限位座14、压缩弹簧19和限轮滑块16，限位座14固定连接于停车位1表面，压缩弹簧19固定连接于限位座14与限轮滑块16之间，压缩弹簧19外侧套设有限位管15，且限位管15两端分别与限位座14和限轮滑块16固定连接，限轮滑块16远离限位座14的端面设置
为内凹型弧形曲面，停车时，车辆车轮靠近并推动限轮滑块16，使得压缩弹簧19逐渐压缩，车辆最终在限位管15和限位座14的阻碍作用下强制停车，便于车主的准确停车。
34.其中，压缩弹簧19与限位座14之间连接有压力传感器20，且压力传感器20采用薄膜传感器，限位座14侧端连接有语音提示装置21，在车辆车轮推动限轮滑块16的过程中，当压力传感器20检测到压力出超过其人工预设阈值时，会通过控制器控制语音提示装置21提示车主停车。
35.其中，限轮滑块16下端固定连接有滚轮18，限轮滑块16的内凹型弧形曲面表面设置有多个球形槽，且球形槽中连接有可滚动的定向滚珠17，减小限轮滑块16与车轮和地面之间的摩擦力，可使得限轮滑块16在车辆车轮的推力作用下顺利滑动。
36.工作原理：停车时，车辆车轮靠近并推动限轮滑块16，使得压缩弹簧19逐渐压缩，在车辆车轮推动限轮滑块16的过程中，当压力传感器20检测到压力出超过其人工预设阈值时，会通过控制器控制语音提示装置21提示车主停车，此外，车辆最终在限位管15和限位座14的阻碍作用下强制停车，便于车主的准确停车。
37.需要进一步说明的是，本技术文件中使用到的电性控制方式是通过控制器来自动控制，并利用外部电源供电，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，属于本领域的公知常识，并且本技术文主要用来保护机械装置，所以本技术文不再详细解释控制方式和电路连接。
38.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。