一种具有防止接触不良功能的双向充电车载充电系统的制作方法

1.本发明涉及汽车充电技术领域，尤其涉及一种具有防止接触不良功能的双向充电车载充电系统。


背景技术：

2.电动汽车充电机是一种专为电动汽车的车用电池充电的设备，是对电池充电时用到的有特定功能的电力转换装置，充电桩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。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。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，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，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据，如何对电动汽车充电机进行冷却，以提高散热率，同时降低空间占用率，成为本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
3.为了解决上述问题公开号为：cn102593919a的中国专利中公开了一种车载充电机，包括具有第一功率电路板和第二功率电路板的充电机本体，还包括：设置在充电机本体上的进液口和出液口；具有上冷却板和下冷却板的冷却装置，冷却装置设置在充电机本体内部，且第一功率电路板安装在上冷却板上，第二功率电路板安装在下冷却板上，上冷却板和下冷却板之间设有用于循环冷却液的冷却通道，冷却通道的两端分别与进液口和出液口相连通。冷却液的比热容比空气的大，通过冷却液的循环可以快速对车载充电机进行散热，而且将冷却装置与车载充电机集成设置，即将冷却装置设置在车载充电机内部有效地节省了空间，在充电机使用过程中，插头的连接处往往会因为误碰或者其他的原因造成接触不良，接触不良会对车载电池和线路都造成损伤，同时充电机仅仅能够进行充电，无法进行放电为车辆外部的用电器供电，在充电和放电之间的转换也比较困难。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题本发明公开一种具有防止接触不良功能的双向充电车载充电系统，包括插头和车载插座，所述插头与充电桩相连，所述车载插座安装在车上，车载插座与插头相连进行充电，车载插座的第一端铰接有防尘盖，车载插座的第二端装有连接装置，连接装置内装有充电装置和放电装置，充电装置和放电装置之间装有转换装置，所述转换装置中包括延迟移动组件，延迟移动组件与所述放电装置相连，使得放点装置延迟移动，所述放电装置中包括用于反向放电的逆变器，所述充电装置中包括用于充电的充电机。充电装置和放电装置通过转换装置内的同一动力元件驱动进行位置切换；转换装置通过延迟移动组件使电装置的位置切换动作晚于充电装置的位置切换动作。
5.所述插头中包括连接头，连接头的第一端与充电桩电性相连，第二端设置多个插孔，连接头上固定装有横板，横板上铰接卡杆，卡杆的第一端设置有弯钩，所述车载插座上
设置有钩孔，所述连接头插进车载插座时，弯钩勾紧钩孔，横板上设置有电磁限位组件，位于所述卡杆第二端下侧，电磁限位组件通过连接头与充电桩电性相连，其通电时对卡杆（103）进行限位。
6.进一步地，所述延迟移动组件包括滑轴ⅰ，所述连接装置内固定装有滑轴ⅰ，滑轴ⅰ上滑动装有弹簧架，弹簧架下侧固定装有长弹簧，长弹簧中设置拨块，拨块下侧固定装有所述逆变器，所述弹簧架上固定装有螺母杆，螺母杆横向移动，所述连接装置内固定装有横杆，横杆上滑动装有滑轴ⅱ，滑轴ⅱ上固定装有楔形板，楔形板与横杆之间固定装有小弹簧ⅲ，楔形板的斜面与所述拨块接触，所述小弹簧ⅲ的劲度系数大于长弹簧；所述弹簧架的其中一端与拨块之间安装有油压减振器，或所述弹簧架的两端与拨块之间均安装有油压减振器。
7.进一步地，所述车载插座还包括固定板，固定板内固定装有卡圈，卡圈内旋转装有多个插杆，插杆与所述插孔数量相同，插杆第一侧固定装有带轮ⅰ，所述卡圈内固定装有电机ⅰ，电机ⅰ的转轴上固定装有摩擦轮，摩擦轮与带轮ⅰ摩擦接触，所有带轮ⅰ之间装有皮带，带轮ⅰ上固定装有通电杆。
8.进一步地，所述电磁限位组件包括电磁铁，电磁铁固定安装在所述横板上，电磁铁内滑动装有滑杆，滑杆的第一端固定装有永磁铁，永磁铁与所述电磁铁之间固定装有小弹簧ⅱ，通电时永磁铁与电磁铁互相吸引，滑杆的第二端固定装有楔形块，所述横板上滑动装有短轴，短轴上固定装有卡位块，卡位块与所述卡杆的第二端下侧接触，卡位块的下端与所述楔形块的斜面接触。
9.进一步地，所述连接头的第一端设置螺纹孔，所述车载插座中包括电机ⅱ，电机ⅱ转轴上固定装有螺栓，插头插进车载插座时，螺栓与所述螺纹孔配合。
10.进一步地，所述充电装置包括充电壳，充电壳固定安装在所述连接装置内，充电壳外侧固定装有导线ⅱ和接触线ⅰ，导线ⅱ与所述车载插座电性相连，充电壳内滑动装有充电机，充电机的两侧固定装有前接触片和后接触片，前接触片与所述导线ⅱ相连，后接触片与所述接触线ⅰ相连，连接装置内滑动装有中间块，中间块的两侧固定装有接触线ⅱ和接触线ⅲ，接触线ⅱ与所述接触线ⅰ相连，接触线ⅲ与电车电瓶连接。
11.进一步地，所述放电装置包括逆变器，逆变器滑动安装在所述连接装置内，并与所述中间块固定连接，所述逆变器的两侧固定装有接触线ⅳ和接触线
ⅴ
，所述接触线ⅳ与所述接触线ⅱ交替与所述接触线ⅰ接触，所述接触线
ⅴ
与接触线ⅲ交替与电瓶接触，所述充电机下侧固定装有导电片，导电片与所述前接触片交替与导线ⅱ接触，导电片与所述后接触片交替与接触线ⅰ接触。
12.进一步地，所述转换装置包括固定架，固定架固定安装在所述连接装置内，固定架上固定装有电机ⅲ，电机ⅲ的转轴上固定装有主动齿轮，主动齿轮的一侧啮合有从动齿轮，从动齿轮旋转安装在所述连接装置内，从动齿轮上侧啮合有端面齿轮，端面齿轮旋转安装在所述连接装置内，端面齿轮轴心处设置小带轮，小带轮上装有长皮带，长皮带上装有带轮ⅱ，带轮ⅱ旋转安装在所述充电壳上，带轮ⅱ内侧设置螺纹，螺纹内配合有螺纹杆，螺纹杆下端与所述充电机固定连接；所述从动齿轮轴心固定装有丝杠，丝杠与所述螺母杆配合。
13.进一步地，所述车载插座还包括通电弹簧，通电弹簧固定安装在所述通电杆的一端，所述通电杆上固定装有保护壳，保护壳内旋转装有转板，转板的一端固定装有导线ⅰ，导
线ⅰ与所述连接装置内电性连接。
14.进一步地，所述防尘盖包括盖板，盖板与所述卡圈铰接，盖板上固定装有盖壳，盖壳上设置缺口，所述卡圈上固定装有卡钩，卡钩为弹性零件，盖板与卡圈贴合时，卡钩卡在缺口内，所述盖板上设置多个通孔，数量与所述插杆相同，通孔内滑动装有清理头，所有清理头固定安装在同步板上，同步板的一侧固定装有拉环，所述盖壳上铰接有顶杆，所述盖壳上可拆卸装有卡套。
15.本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明插头上设置电磁限位组件，在通电期间能够保证插头与车载插座始终保持紧密的接触；（2）本发明设置了可以自由转换充电和放电的转换装置，通过两个弹簧、拨块和楔形板的结构，避免了接触线ⅱ与接触线ⅲ组成的空导线路与导电片同时接入线路，形成了一个时间差对线路进行保护；此外，弹簧还能够推动拨块快速移动，避免放电装置切换过程中产生电弧；（3）本发明设置了摩擦轮对车载插座进行驱动，对插头进行清理，在插杆卡死时，摩擦轮可以进行空转不会卡死损坏零件；（4）本发明设置了螺纹孔和螺栓，在插头和车载插座插接过程中，通过螺纹孔和螺栓进行进一步地防松动，避免了接触不良的情况；（5）本发明设置了逆变器，可以将车载电池中的电能转换成交流电进行输出，相比继电器具有更长的使用寿命；（6）本发明的防尘盖和车载插座配合能够对插杆进行清理，去除氧化层，保证充电和放电的正常进行。
附图说明
16.图1为本发明整体的外观示意图。
17.图2为本发明插头的内部结构示意图。
18.图3为图2中a处放大图。
19.图4为本发明防尘盖和车载插座的打开时的结构示意图。
20.图5为本发明防尘盖内部结构示意图。
21.图6为本发明车载插座内部结构示意图。
22.图7为本发明车载插座部分结构示意图。
23.图8为本发明连接装置内部的结构安装示意图。
24.图9为本发明转换装置结构示意图。
25.图10为本发明充电装置结构示意图。
26.图11为本发明充电机结构示意图。
27.图12为本发明转换装置与放电装置连接部分的结构示意图。
28.图13为本发明另一角度转换装置与放电装置连接部分的结构示意图。
29.图14为图9中b处放大图。
30.图15为图13中c处放大图。
31.附图标号：1
‑
插头；2
‑
防尘盖；3
‑
车载插座；4
‑
转换装置；5
‑
充电装置；6
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放电装置；7
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连接装置；101
‑
套壳ⅰ；102
‑
连接头；103
‑
卡杆；104
‑
按帽；105
‑
卡位块；106
‑
短轴；107
‑
小弹簧ⅰ；108
‑
楔形块；109
‑
滑杆；110
‑
电磁铁；111
‑
永磁铁；112
‑
小弹簧ⅱ；113
‑
横板；114
‑
插孔；115
‑
螺纹孔；201
‑
盖板；202
‑
盖壳；203
‑
缺口；204
‑
卡套；205
‑
拉环；206
‑
顶杆；207
‑
同步板；208
‑
清理头；209
‑
卡钩；301
‑
卡圈；302
‑
固定板；303
‑
套壳ⅱ；304
‑
插杆；305
‑
电机ⅰ；306
‑
摩擦轮；307
‑
带轮ⅰ；308
‑
通电杆；309
‑
通电弹簧；310
‑
转板；311
‑
导线ⅰ；312
‑
电机座；313
‑
电
机ⅱ；314
‑
螺栓；315
‑
皮带；316
‑
保护壳；401
‑
电机ⅲ；402
‑
固定架；403
‑
主动齿轮；404
‑
从动齿轮；405
‑
端面齿轮；406
‑
丝杠；407
‑
螺母杆；408
‑
弹簧架；409
‑
长弹簧；410
‑
拨块；411
‑
螺纹杆；412
‑
带轮ⅱ；413
‑
长皮带；414
‑
支块ⅰ；415
‑
横杆；416
‑
滑轴ⅰ；417
‑
楔形板；418
‑
滑轴ⅱ；419
‑
小弹簧ⅲ；501
‑
充电壳；502
‑
导线ⅱ；503
‑
接触线ⅰ；504
‑
充电机；505
‑
滑轴ⅲ；506
‑
支块ⅱ；507
‑
前接触片；508
‑
后接触片；509
‑
接触线ⅱ；510
‑
中间块；511
‑
接触线ⅲ；601
‑
逆变器；602
‑
接触线ⅳ；603
‑
接触线
ⅴ
；604
‑
导电片；701
‑
外箱体；702
‑
线束块；703
‑
导线ⅲ；704
‑
滑轴ⅳ。
具体实施方式
32.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
33.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
34.实施例：如图1所示，一种具有防止接触不良功能的双向充电车载充电系统，包括插头1，插头1与充电桩相连，还包括车载插座3，车载插座3上铰接有防尘盖2，车载插座3的一侧连接有连接装置7，车载插座3和连接装置7安装在车内，连接装置7内装有充电装置5和放电装置6，车载插座3与插头1接触时进行充电，放电时车载插座3和插头1不接触，连接装置7内设置转换装置4进行充电和放电的转换。
35.如图2所示，其中插头1包括连接头102，连接头102与充电桩电性相连，连接头102的第一侧设置多个插孔114和一个螺纹孔115，插孔114数量根据不同车的充电器标准而定，连接头102的第二侧固定装有横板113，连接头102上铰接有卡杆103，卡杆103的一端固定装有按帽104，方便下压，卡杆103的另一端设置弯钩，横板113上有一组电磁限位组件，电磁限位组件与连接头102电性相连，只要连接头102通电，电磁限位组件保持限位，电磁限位组件设置在卡杆103的下侧，使得按帽104无法下压，连接头外可拆卸装有壳套ⅰ。
36.如图3所示，在本实施例中电磁限位组件的具体结构包括电磁铁110，电磁铁110固定安装在横板113上，电磁铁110内设置通槽并滑动装有滑杆109，滑杆109的外侧固定装有永磁铁111，滑杆109上套设小弹簧ⅱ112，小弹簧ⅱ112的一端与电磁铁110固定，另一端与永磁铁111固定，滑杆109的内侧固定装有楔形块108，横板113上滑动装有短轴106，短轴106上固定装有卡位块105，卡位块105与卡杆103接触，短轴106上套设小弹簧ⅰ107，小弹簧ⅰ107的上端与卡位块105下端固定连接，小弹簧ⅰ107的下端与横板113上端固定连接。
37.如图4、6和7所示，车载插座3包括固定板302，固定板302与车体固定连接，固定板302内固定装有卡圈301，卡圈301外可拆卸装有壳套ⅱ，卡圈301内旋转装有多个插杆304，插杆304与插孔114数量相同，插杆304的一端与插孔114插接进行充电，卡圈301上设置钩孔，插杆304与插孔114插接时，卡杆103上的弯钩勾在钩孔内，防止接触不良，同时卡圈301内固定装有电机座312，电机座312内固定装有电机ⅱ313，电机ⅱ313转轴上固定装有螺栓314，在插杆304与插孔114插接过程中电机ⅱ313启动带动螺栓314旋转进入螺纹孔115内，插杆304另一端固定装有带轮ⅰ307，所有带轮ⅰ307上装有皮带315进行传动，卡圈301内固定装有电机ⅰ305，电机ⅰ305转轴上装有摩擦轮306，摩擦轮306与带轮ⅰ307为摩擦副传动，摩擦
副传动不会出现卡死而损坏零件，需要清理插杆304内部时，清理头208插进插杆304内，插杆304旋转进行清理，插杆304卡死时，摩擦轮306空转，通电杆308上固定装有通电杆308，通电杆308上固定装有通电弹簧309，通电杆308上固定装有保护壳316，保护壳316上旋转装有转板310，转板310与通电弹簧309旋转接触，转板310的一侧固定装有导线ⅰ311，导线ⅰ311与连接装置7内的装置电性连接。
38.如图4、5和6所示，防尘盖2包括盖板201，盖板201铰接在卡圈301上，盖板201固定装有盖壳202，盖壳202上设置缺口203，卡圈301上设置卡钩209，卡钩209为弹性零件，盖板201扣在卡圈301上时，卡钩209卡住缺口203，盖板201上设置多个通孔，数量与插杆304相同，通孔内滑动装有清理头208，清理头208都固定安装在同一个同步板207上，同步板207滑动安装在盖壳202内，同步板207上固定装有拉环205，盖壳202上铰接顶杆206，盖壳202上可拆卸装有卡套204。
39.如图8、9、10和11所示，连接装置7包括外箱体701，外箱体701内固定装有线束块702，线束块702上装有导线ⅲ703，导线ⅲ703与电瓶直接相连，连接装置7安装在车内，充电装置5包括充电壳501，充电壳501固定安装在外箱体701内，充电壳501上固定装有导线ⅱ502，导线ⅱ502与导线ⅰ311电性连接，充电壳501内设置支块ⅱ506，支块ⅱ506滑动装有滑轴ⅲ505，滑轴ⅲ505下侧固定装有，充电机504，充电机504的两侧分别固定装有前接触片507和后接触片508，导线ⅱ502伸进充电壳501内有一个接触点，在充电时，前接触片507与接触点接触，后接触片508与接触线ⅰ503接触，接触线ⅰ503固定安装在充电壳501上，外箱体701内设置滑轴ⅳ704，滑轴ⅳ704上滑动装有中间块510，中间块510的两侧固定装有接触线ⅱ509和接触线ⅲ511，在充电时，接触线ⅱ509与接触线ⅰ503接触，接触线ⅲ511与导线ⅲ703接触，此时充电线路连通，进行充电。
40.如图12和13所示，放电装置6包括逆变器601，逆变器601与中间块510固定连接，逆变器601滑动安装在滑轴ⅳ704上，逆变器601上固定装有接触线ⅳ602和接触线
ⅴ
603，在放电时接触线ⅳ602与接触线ⅰ503接触，接触线
ⅴ
603与导线ⅲ703接触，充电机504下侧固定装有导电片604，在放电时，充电机504上移，使得导电片604连通充电壳501内的接触点和接触线ⅰ503，通过逆变器601进行放电。
41.如图9、12、13、14和15所示，转换装置4包括固定架402，固定架402固定安装在外箱体701内，固定架402上固定装有电机ⅲ401，电机ⅲ401的转轴上固定装有主动齿轮403，外箱体701侧面旋转装有从动齿轮404，外箱体701内侧顶面通过圆弧板旋转装有端面齿轮405，从动齿轮404与主动齿轮403啮合，端面齿轮405与从动齿轮404啮合，端面齿轮405下侧的轴心位置设置有小带轮，带轮上装有长皮带413，长皮带413上装有带轮ⅱ412，带轮ⅱ412旋转安装在支块ⅰ414上，支块ⅰ414固定安装在充电壳501内，带轮ⅱ412内设置螺纹孔，螺纹孔内配合有螺纹杆411，螺纹杆411下端与充电机504固定连接，带轮ⅱ412旋转时充电机504会上升，从动齿轮404上固定装有丝杠406，丝杠406上配合有螺母杆407，螺母杆407上固定装有弹簧架408，弹簧架408滑动安装在滑轴ⅰ416上，滑轴ⅰ416固定安装在外箱体701内，滑轴ⅰ416上套设长弹簧409，长弹簧409的两端固定安装在弹簧架408的两端，长弹簧409的中间固定装有拨块410，拨块410也滑动安装在滑轴ⅰ416上，外箱体701内固定装有横杆415，横杆415上滑动装有滑轴ⅱ418，滑轴ⅱ418的一端固定装有楔形板417，滑轴ⅱ418上套设小弹簧ⅲ419，小弹簧ⅲ419的一端固定安装在楔形板417上，小弹簧ⅲ419的另一端固定安装在
横杆415上，拨块410的一侧与楔形板417斜面接触，其中螺母杆407、弹簧架408、长弹簧409、拨块410、横杆415、滑轴ⅰ416、楔形板417、滑轴ⅱ418、小弹簧ⅲ419组成了延迟移动组件，其可以使得放电装置比充电装置延迟移动，防止空导线同时接入线路。所述弹簧架408的其中一端与拨块410之间安装有油压减振器，或所述弹簧架408的两端与拨块410之间均安装有油压减振器（图中未示出）。油压减振器能够使得拨块410恢复到长弹簧的平衡状态，用于抑制拨块410在长弹簧409作用下的往复振动，避免放电装置6与主电路连接不稳定的情况出现。
42.工作原理：充电时，转换装置4带动中间块510移动，使得接触线ⅱ509与接触线ⅰ503接触，接触线ⅲ511与导线ⅲ703接触，前接触片507与充电壳501内的接触点，后接触片508与接触线ⅰ503接触，将连接头102插入卡圈301内，插杆304就会插在插孔114内，此时电机ⅱ313带动螺栓314转动，使得螺栓314旋转插入螺纹孔115内，最终，短轴106向上顶卡位块105，使得卡杆103的卡钩卡在卡圈301的钩孔内，打开充电桩电源，电磁铁110内有电流通过，电磁铁110吸引永磁铁111，带动滑杆109推动楔形块108，楔形块108向上顶住卡位块105，卡位块105使得卡杆103无法下降，也就使得插杆304和插孔114始终保持紧密接触，不会接触不良，在充电结束之后，充电桩断电，小弹簧ⅱ112将推动永磁铁111使得楔形块108离开卡位块105，之后按动按帽104，同时电机ⅱ313反转，将插杆304和插孔114分离。
43.日常不充电时，使得防尘盖2盖住卡圈301，缺口203卡在卡钩209内，卡钩209为弹性部件，为了防止长时间使用以及拔电时产生电弧造成插杆304内部的氧化，向下按顶杆206，顶杆206推动同步板207，同步板207将清理头208推入插杆304内的小孔，此时启动电机ⅰ305，电机ⅰ305带动摩擦轮306，摩擦轮306摩擦带轮ⅰ307，带轮ⅰ307通过皮带315带动所有插杆304自转。并且正反转交替，插杆304内部在清理头208上摩擦去除氧化层，之后拉拉环205将清理头208拔出插杆304，不用时将卡套204扣在盖壳202上。
44.当需要用电时，启动电机ⅲ401，电机ⅲ401带动主动齿轮403，主动齿轮403带动从动齿轮404，从动齿轮404带动端面齿轮405，端面齿轮405通过长皮带413带动带轮ⅱ412，带轮ⅱ412旋转带动螺纹杆411上升，进而带动充电机504上升，充电机504带动导电片604上升，前接触片507脱离充电壳501内的接触点，最终导电片604连通接触点和接触线ⅰ503，使充电机504不在电路之中，与此同时从动齿轮404带动丝杠406旋转，带动螺母杆407移动，螺母杆407带动弹簧架408在滑轴ⅰ416上移动，弹簧架408通过长弹簧409带动拨块410移动，拨块410带动逆变器601移动，逆变器601上的接触线ⅳ602与接触线ⅰ503接触，接触线
ⅴ
603与导线ⅲ703接触，通过逆变器601将电瓶变成交流电并进行输出，在从放电向充电的功能变化过程中，拨块410在滑轴ⅰ416上移动会挤压楔形板417，开始首先压缩长弹簧409，在长弹簧409压缩到一定程度时，会推动楔形板417压缩小弹簧ⅲ419；最终，长弹簧409推动拨块410越过楔形板417；同时，拨块410带动接触线ⅱ509和接触线ⅲ511接入线路，因为在这个过程中，导电片604在电路中，为了避免接触线ⅱ509与接触线ⅲ511组成的空导线路与导电片604同时接入线路，所以长弹簧409和小弹簧ⅲ419之间的配合形成了一个时间差。此外，由于拨块410是在弹簧推动下快速切换，能够避免之间的分离与接合时产生电弧。