车辆插头及电动汽车充电系统的制作方法

1.本技术实施例涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种车辆插头及电动汽车充电系统。


背景技术：

2.目前市面上的电动汽车，现有一些车辆插头上，充电确认开关与用于触发机械锁止装置的下压按钮联动，按下按钮的同时，充电确认开关处于断开状态，机械锁止机构处于解锁状态，充电插头可以拔下。
3.当前的技术方案中，当用户按下车辆插头上的按钮，充电确认开关与锁止机构同时动作，用户快速拔出车辆插头，车辆控制器接收到充电确认信号线上充电确认开关断开的信号后，还来不及动作断开车辆内的充电开关和充电主回路上的继电器，此时主回路上仍有较大电流，拔枪时车辆插头和车辆插座为带电插拔状态，较大的电流会使在插头被拔出时，插头和插座的端子间产生电弧现象，该电弧作用在车辆插座端子上，将造成端子小面积上产生高温，进而出现烧蚀。多次带电插拔后，烧蚀点逐渐增多，最终将造成端子完全烧蚀，从而导致端子间接触不良，无法充电。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例所解决的技术问题之一在于提供一种电车辆插头及电动汽车充电系统，用以克服上述部分或全部技术问题。
5.本技术实施例提供了一种用于电动汽车充电系统的车辆插头，包括：
6.锁止机构，嵌入或者脱离插座的锁槽；
7.按钮，当被按下时驱动锁止机构从锁槽中脱离；
8.第一弹性组件，当按钮被松开时驱动锁止机构嵌入锁槽中；
9.充电确认开关，位于按钮与锁止机构之间，当按钮被按下时充电确认开关被断开，当按钮被松开时充电确认开关被闭合。
10.可选的，在本技术的一种实施例中，充电确认开关包括刚度小于第一弹性组件刚度的第二弹性组件，当按钮被松开时驱动充电确认开关闭合。
11.可选的，在本技术的一种实施例中，锁止机构还包括按钮限位部，按钮被按下第一设定行程后，按钮与按钮限位部接触，当按钮再被按下第二设定行程后，锁止机构从锁槽中脱离。
12.可选的，在本技术的一种实施例中，锁止机构包括与锁槽匹配的锁头以及与锁头连接的锁杆，按钮限位部与锁杆连接，锁杆上设有用于与车辆插头转动连接的转轴，当按钮通过按钮限位部驱动锁杆转动，锁杆带动锁头从锁槽中脱离。
13.可选的，在本技术的一种实施例中，按钮限位部相对于转轴的距离大于锁头相对于转轴的距离。
14.可选的，在本技术的一种实施例中，锁头设置在锁杆的第一端，按钮限位部设置在
锁杆的第二端，转轴位于锁杆的第一端与第二端之间。
15.可选的，在本技术的一种实施例中，还包括与车辆插头上的充电主回路串联的电磁铁，锁止机构采用导磁性材料构成，电磁铁被通电时驱动锁止机构嵌入锁槽中。
16.可选的，在本技术的一种实施例中，电磁铁为交流电磁铁，交流电磁铁设有分磁环。
17.可选的，在本技术的一种实施例中，锁止机构采用软磁材料构成。
18.本技术实施例还提供了一种电动汽车充电系统，包括上述任一种实施例中的车辆插头。
19.本技术实施例中所提供的车辆插头，包括：锁止机构，嵌入或者脱离插座的锁槽；按钮，当被按下时驱动锁止机构从锁槽中脱离；第一弹性组件，当按钮被松开时驱动锁止机构嵌入锁槽中；充电确认开关，位于按钮与锁止机构之间，当按钮被按下时充电确认开关被断开，当按钮被松开时充电确认开关被闭合。本技术实施例通过控制充电确认开关与锁止机构的位置关系，使得按钮在被按下的过程，断开了充电确认开关后还需要完成再被按下才能使得锁止机构脱离锁槽，延长按钮将锁止机构解锁的时间，使得车辆的充电开关与充电主回路的继电器有足够时间断开，使得客户进行拔枪时，插头与插座不再是带电插拔状态，从而实现拔插插头的时候不再产生电弧现象，对插头与插座的端子进行保护，避免烧灼现象的产生。
附图说明
20.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本技术实施例的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比值绘制的。附图中：
21.图1为本技术实施例提供的车辆插头的示意性结构图；
22.图2为本技术实施例提供的车辆插头的示意性结构图；
23.图3为本技术实施例提供的车辆插头的示意性结构图；
24.附图中标记分别表示：
25.1-锁止机构，11-锁头，12-转轴，13-锁杆，14-按钮限位部，2-锁槽，3-按钮，4-充电确认开关，41-第二弹性组件，5-充电确认信号线，6-第一弹性组件，7-充电主回路，8-电磁铁，d1-第一设定行程，d2-第二设定行程。
具体实施方式
26.在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
27.应当理解，本技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空
间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
28.下面结合本技术实施例附图进一步说明本技术实施例具体实现。
29.实施例一
30.如图1所示，图1为本技术实施例提供的车辆插头的示意性结构图，本技术实施例提供了一种用于电动汽车充电系统的车辆插头，包括：
31.锁止机构1，嵌入或者脱离插座的锁槽2；
32.按钮3，当被按下时驱动锁止机构1从锁槽2中脱离；
33.第一弹性组件6，当按钮3被松开时驱动锁止机构1嵌入锁槽2中；
34.充电确认开关4，位于按钮3与锁止机构1之间，当按钮3被按下时充电确认开关4被断开，当按钮3被松开时充电确认开关4被闭合。
35.在一些使用场景中，用户在完成充电进行插座拔插时，锁止机构1与充电确认开关4是通过按钮3联动，在充电确认开关4断开后，锁止机构1很快被解锁，而插头仍然处于带电的状态，导致了插头与插座端子之间产生电弧烧灼，严重的烧灼导致端子之间接触不良，甚至无法进行充电操作。而插头在拔枪时还处于带电状态的原因是，供电设备的控制系统需要时间对充电确认开关4的断开后进行检测电流或电压，确保用户需要进行拔枪操作，再向充电主回路7的继电器进行断路操作，同时车辆的控制系统也需要时间断开车辆的内部的充电开关。由于这个达到完全断电的时间是设定的，同时具有最小的时间要求，而由于用户的拔枪操作过快或者不规范，均会导致上述的电弧烧灼现象的发生。
36.本技术实施例提供的车辆插头，按钮3在被按下的瞬间，充电确认开关4被断开，供电设备的控制系统通过充电确认信号线5检测到充电确认开关4被断开，车辆与供电设备各自的控制系统分别向充电开关与充电主回路7的继电器发出断电信号，在按钮3被按下断开充电确认开关4，按钮3被按下第一设定行程d1后，充电确认开关4不能再被按下，还需要按钮3再被按下第二设定行程d2后，锁止机构1才能从锁槽2中完全脱离，才能使得插头可以从插座中拔出，控制系统在按钮3被按下第一设定行程d1与第二设定行程d2过程中，有足够时间切断车辆的充电开关与充电主回路7的继电器。本技术实施例通过控制充电确认开关4与锁止机构1的位置关系，使得按钮3在被按下的过程，断开了充电确认开关4后还需要完成再被按下第二设定行程d2才能使得锁止机构1脱离锁槽2，延长按钮3将锁止机构1解锁的时间，使得车辆的充电开关与充电主回路7的继电器有足够时间断开，使得客户进行拔枪时，插头与插座不再是带电插拔状态，从而实现拔插插头的时候不再产生电弧现象，对插头与插座的端子进行保护，避免烧灼现象的产生。
37.可选的，在本技术的一种实施例中，按钮3根据使用过程的操作，按钮3可以对应设有四种状态：状态一，按钮3未被进行按下操作，充电确认开关4闭合；状态二，按钮3被按下，充电确认开关4断开；状态三，按钮3被按下第一设定行程后，充电确认开关4不能再被继续按下；状态四，按钮3再被按下第二设定行程后，充电确认开关4一起被按下，按钮驱动锁止机构1中锁槽2中脱离。
38.通过上述的按钮3的状态设置，用户可以获知按钮3处于哪一个状态，通过张贴提
示语或语音广播可以提示用户如何进行操作，如用户在处于状态三的时候，可以通过提示用户加大按压力进入状态四，避免个别用户不知道如何操作，防止出现只进行到状态二或状态三就往外拔枪，导致设备损坏。
39.其中按钮3对应的四种状态，根据第一设定行程与第二设定行程来划分节点，其中第一设定行程对应充电确认开关4被按下的距离，以及第二设定行程对应锁止机构1脱离锁槽2需要按钮被按下的距离。
40.可选的，在本技术的一种实施例中，如图1-2所示，图2为本技术实施例提供的车辆插头的示意性结构图，充电确认开关4可以包括刚度小于第一弹性组件6刚度的第二弹性组件41，当按钮3被松开时驱动充电确认开关4闭合。在本实施例中，通过控制充电确认开关4的第二弹性组件41与第一弹性组件6之间的刚度关系，用户在按下按钮3时，首先是对按钮3施加一个比较小的力，用于断开充电确认开关4，并将第二弹性组件41压缩，在第二弹性组件41压缩到一定程度后或压缩到底后，最开始施加的力不足以将第一弹性组件6进行压缩或拉伸，用户需要进行更大的力来继续按下按钮3，在按钮3再被按下第二设定行程d2后，锁止机构1才能从锁槽2中脱离，完成插头解锁，才能进行拔枪操作。通过本实施例，用户在整个过程中能感受到按压力的变化，需要时间进行调节按压力，进一步延长了按钮3完成解锁的整个过程得时间。
41.例如，上述实施例中的第一弹性组件6可以为弹簧、扭簧或弹片中的一个或多个的组合，第二弹性组件41也可以为簧、扭簧或弹片中的一个或多个的组合。在本实施例中，更为具体的，第一弹性组件6为弹簧，第二弹性组件41也为弹簧，其中第一设定行程d1取5mm，第二弹性组件41的刚度取500n/m，第二设定行程d2取15mm，第一弹性组件6的刚度取2000n/m，按下第一设定行程d1所需的力为2.5n，按下第二设定行程d2最终所需的力为32.5n。用户能明显感觉到按压力的差距，按下车辆插头上的按钮3，充电确认开关4被断开后，需继续按压按钮3，经过较大的行程15mm后，锁止机构1才能解锁。
42.这其中，人的反应时间在100ms以上，经过多次测试，按钮3走完第一设定行程d1的最快时间为100ms。当按钮3开始第二设定行程d2时，阻力变大，需增大向下按压的力，反应时间最快时间也为100ms，由于第二设定行程d2较大，按钮3走完第二设定行程d2的时间最快300ms。人的拇指调整力和按压按钮3的反应时间共约500ms，加上用户觉察到完成解锁并拔出插头操作需要200ms，最终从充电确认开关4被断开到拔出插头共700ms时间。该时间可以覆盖车辆控制器检测充电确认信号线5最大采样间隔时间和控制充电开关断开以及供电设备检测充电开关断开并控制充电主回路7上继电器断开的时间间隔，从而防止了带电拔出引起的电弧现象。
43.可选的，在本技术的一种实施例中，如图2所示，锁止机构1还可以包括按钮限位部14，按钮3被按下第一设定行程d1后，按钮3与按钮限位部14接触，当按钮3再被按下第二设定行程d2后，锁止机构1从锁槽2中脱离。在本实施例中，充电确认开关4以及第二弹性组件41并不能长期时间被较大按压力的按压，为了防止第二弹性组件41变形导致无法实现充电确认开关4的复位功能，通过增加按钮限位部14，用于实现在按钮3并按下第一设定行程d1后，按钮3与按钮限位部14进行接触，进行后续大按压力的传递，对充电确认开关4进行保护。
44.例如，针对上述实施例中提及的按钮3的四种状态，通过设置按钮限位部14后，按
钮3对应的四种状态为：状态一，按钮3未被进行按下操作，充电确认开关4闭合；状态二，按钮3被按下，充电确认开关4断开；状态三，按钮3被按下第一设定行程后，按钮3与按钮限位部14接触，和/或充电确认开关4不能再被继续按下；状态四，按钮3再被按下第二设定行程后，按钮限位部14一起被按下，和/或充电确认开关4一起被按下，按钮3驱动锁止机构1中锁槽2中脱离。
45.可选的，在本技术的一种实施例中，如图2所示，锁止机构1可以包括与锁槽2匹配的锁头11以及与锁头11连接的锁杆13，按钮限位部14与锁杆13连接，锁杆13上设有用于与车辆插头转动连接的转轴12，当按钮3通过按钮限位部14驱动锁杆13转动，锁杆13带动锁头11从锁槽2中脱离。通过图示的转动方式的锁止机构1，第一弹性组件6可以设置在锁杆13的下方，第一弹性组件6在使用过程自身刚度可能会变化，在允许一定变化区间中，第一弹性组件6依旧能保证上述实施例的功能的实现，降低对第一弹性组件6的刚度的精度要求。同时按钮限位部14设置在锁杆13上能直接与按钮3进行接触进行按压力的传递，按钮3、按钮限位部14与第一弹性组件6之间的作用互不干扰。
46.可选的，在本技术的一种实施例中，如图2所示，按钮限位部14相对于转轴12的距离大于锁头11相对于转轴12的距离。为了使得第二设定行程d2尽量大，从而来延长按钮3按压到锁止机构1解锁需要的总时间，通过控制按钮限位部14与锁头11相对于转轴12的距离，其中从而实现上述需求。
47.可选的，在本技术的一种实施例中，如图2所示，可以将锁头11设置在锁杆13的第一端，按钮限位部14设置在锁杆13的第二端，转轴12位于锁杆13的第一端与第二端之间。为了使得按钮3与第一弹性组件6分别位于锁杆13的上下两侧，避免结构上的冗余，减少对现有结构的改进，在锁杆13的两端设置按钮限位部14与锁头11的方式，满足了上述实施例中延长按钮3解锁总时间的需求同时，还使得本技术实施例提供的插头在结构上更加合理。
48.例如，在锁头11与按钮限位部14均位于转轴12的同一侧时，第一弹性组件6为需要设计与按钮限位部14同一侧，锁止机构1的复位动力就为第一弹性组件6的拉伸作用，第一弹性组件6与锁止机构1之间需要提供连接结构，插头也需要提供与第一弹性组件6的连接结构。但是采用图示的结构，只需要固定第一弹性组件6的一端即可。
49.可选的，在本技术的一种实施例中，如图3所示，为本技术实施例提供的车辆插头的示意性结构图，本技术实施例提供的车辆插头还可以包括与车辆插头上的充电主回路7串联的电磁铁8，锁止机构1采用导磁性材料构成，电磁铁8被通电时驱动锁止机构1嵌入锁槽2中。该电磁铁8串联在充电主回路7的l导线上，当l导线中通过较大的电流时，电磁铁8吸合锁止机构1，使锁止机构1保持嵌入到锁槽2中，无法转变为解锁状态。当用户按下车辆插头上的按钮3，充电确认开关4断开，控制系统监测到该操作开始控制充电开关和充电主回路7的继电器动作。按钮3走完第一设定行程d1后，由于电磁铁8的吸合作用，无法开始第二设定行程d2，当充电主回路7的l和n导线中的电流下降到安全值以下时，电磁铁8吸合力消失，按钮3可以被按压开始第二设定行程d2，锁止机构1可以进行解锁，车辆插头才能拔出。此时l和n导线中已无较大电流，可以保证拔出时无电弧现象发。
50.例如，在本实施例中，可以采用下列具体结构设计，第一设定行程d1取3mm，第二弹性组件41刚度取500n/m，第二设定行程d2取7mm，第二弹性组件41刚度取600n/m。按下第一段行程所需的力为1.5n，按下第二段行程最终所需的力为5.7n。交流电磁铁选用低功率(《
5w)具备分磁环的交流电磁铁，锁止机构1或其锁杆13使用软磁材料构成，如45#钢。按下车辆插头上的按钮3，充电确认开关4断开后，第一设定行程d1走完，无法继续往下按压按钮3。当车辆的充电开关断开，且供电设备检测到充电开关断开并控制充电主回路7上的继电器断开。此时l和n导线中的电流为零，电磁铁8退磁，锁止机构1或锁杆13被松开，车辆插头上的按钮3可以开始按下第二设定行程d2。继续按压按钮3，走完第二设定行程d2后，锁止机构1解锁，插头可以顺利拔出，此时l和n导线上已无电流，不会产生拉弧风险。
51.通过本实施例采用了电磁铁8，可以不需要完全满足上述实施例中对锁头11与按钮限位部14的位置，第一弹性组件6具有较大刚度以及较大距离的第一设定行程d1与第二设定行程d2的要求，降低了插头整体结构的要求，且能更可靠地避免电弧现象发生。
52.可选的，在本技术的一种实施例中，电磁铁8为交流电磁铁，交流电磁铁设有分磁环。通过设置分磁环，能够防止交流电磁铁的零点震动问题，保证电磁铁8能在通电的时候稳定吸附锁止机构1，保证在插头带电的时候保持锁止机构1锁定。采用直流电磁铁还需要增加交流-直流转换的电路模块，占用空间同时增加插头的复杂性与成本。
53.可选的，在本技术的一种实施例中，锁止机构1采用软磁材料构成。软磁材料可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度，通过采用软磁材料制成的锁止机构1，可以降低电磁铁8需要的功率，电磁铁8的功率在采用5w以下就能满足使用要求，并不影响充电效果。
54.本技术实施例还提供了一种电动汽车充电系统，包括上述任一种实施例中的车辆插头。通过采用上述实施例中的车辆插头，用户在拔插插头的时候不再产生电弧烧灼的现象，不会出现端子间接触不良甚至无法充电的问题，保证了充电的质量，提升了电动汽车充电系统的可靠性，改善了客户的使用体验，避免了售后问题的发生。
55.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
56.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。