一种充电插座和充电桩的制作方法

1.本发明涉及电动车充电领域，具体涉及一种充电插座和充电桩。


背景技术：

2.目前当车主主要通过充电桩进行充电时，通常需要一个验证过程，采用的是二维码扫码验证，具体流程是用户将充电器的输出端插上电瓶充电口，输入端即插头插上充电桩的充电插座，然后用手机扫描充电桩上的二维码连接服务器，通过一系列略繁琐的操作后，服务器发送信息给充电桩，充电桩才接通电路开始充电，费用充电前后支付均可。对于车主来说，扫码充电一次两次还好，如果电动车使用频繁，每次都要扫码充电还是比较麻烦的，而且在一定程度上还耽搁时间。
3.未来电动车充电的趋势肯定是越来越智能化、自动化，也即用户插上插头后充电桩就可以直接给电动车充电而无需车主其他额外操作，但是智能自动充电的关键技术在于要解决如何自动识别插上充电桩准备充电的电动车的身份信息这个技术问题。


技术实现要素：

4.为避免背景技术的不足之处，本发明提供一种充电插座和充电桩，可自动检测插头插入以及识别充电车辆的身份。
5.本发明提出的一种充电插座，包括壳体以及设在壳体内的插座模块和电路板，插座模块包括安全门，当插头插入时，可对安全门施加推力并使安全门位移；电路板包括微控制器模块以及与微控制器模块连接的安全门检测模块、无线通信模块、电路通断模块，安全门检测模块用于检测安全门的位移情况；微控制器模块根据安全门检测模块检测到的安全门的位移情况确定插头是否插入；当检测到插头插入时，微控制器模块控制电路通断模块接通插头所在的电路并在预设时间后分断电路；无线通信模块用于与待充电设备进行通讯，微控制器模块根据接通和分断电路后无线通信模块接收到的待充电设备的无线信号确定待充电设备的身份信息。
6.一种优选的方案，当二插插头插入时，可对安全门施加推力并使安全门向第一方向位移；当三插插头插入时，可对安全门施加推力并使安全门向第二方向位移；第一方向和第二方向相反；安全门检测模块包括固定在安全门上的信号发射传感器以及固定在电路板上的信号接收传感器；信号接收传感器可接收信号发射传感器产生的信号且该信号可随着安全门的移动而变化，微控制器模块根据信号接收传感器接收到的信号变化情况确定安全门当前所处位置，进而确定插头是否插入以及插入插头的类型。
7.优选的，信号发射传感器为磁性件，信号接收传感器为磁敏传感器；微控制器模块根据磁敏传感器检测到的磁场强度变化确定安全门当前所处位置。
8.优选的，信号发射传感器为光电发射传感器，信号接收传感器为光电接收传感器；微控制器模块根据光电接收传感器检测到的光电强度变化确定安全门当前所处位置。
9.另一种优选的方案，当二插插头插入时，可对安全门施加推力并使安全门向第一
方向位移；当三插插头插入时，可对安全门施加推力并使安全门向第二方向位移；第一方向和第二方向相反；安全门检测模块包括可检测与安全门之间距离的测距传感器，测距传感器检测到的距离可随安全门的位移变化而变化，微控制器模块根据测距传感器检测到的距离变化确定安全门当前所处位置，进而确定插头是否插入以及插入插头的类型。
10.本发明还提出的一种充电桩，包括主控装置以及受主控装置控制的若干充电插座；主控装置包括第一壳体以及设在第一壳体内的第一电路板，第一电路板包括第一微控制器模块以及与第一微控制器模块连接的无线通信模块和电路通断模块，充电插座包括第二壳体以及设在第二壳体内的第二电路板和插座模块；插座模块包括安全门，当插头插入时，可对安全门施加推力并使安全门位移；安全门检测模块用于检测安全门的位移情况；第二微控制器模块根据安全门检测模块检测到的安全门的位移情况确定插头是否插入；当检测到插头插入时，第二微控制器模块发送插头插入信息和插座编号至第一微控制器模块，主控装置与充电插座通过无线或有线连接通讯；第一微控制器模块根据插头插入信息和插座编号控制电路通断模块接通对应的充电插座的电路并在预设时间后分断电路；无线通信模块用于与待充电设备进行通讯，第一微控制器模块根据接通和分断电路后无线通信模块接收到的待充电设备的无线信号确定待充电设备的身份信息。
11.一种优选的方案，当二插插头插入时，可对安全门施加推力并使安全门向第一方向位移；当三插插头插入时，可对安全门施加推力并使安全门向第二方向位移；第一方向和第二方向相反；安全门检测模块包括固定在安全门上的信号发射传感器以及固定在电路板上的信号接收传感器；信号接收传感器可接收信号发射传感器产生的信号且该信号可随着安全门的移动而变化，微控制器模块根据信号接收传感器接收到的信号变化情况确定安全门当前所处位置，进而确定插头是否插入以及插入插头的类型。
12.优选的，信号发射传感器为磁性件，信号接收传感器为磁敏传感器；微控制器模块根据磁敏传感器检测到的磁场强度变化确定安全门当前所处位置。
13.优选的，信号发射传感器为光电发射传感器，信号接收传感器为光电接收传感器；微控制器模块根据光电接收传感器检测到的光电强度变化确定安全门当前所处位置。
14.另一种优选的方案，当二插插头插入时，可对安全门施加推力并使安全门向第一方向位移；当三插插头插入时，可对安全门施加推力并使安全门向第二方向位移；第一方向和第二方向相反；安全门检测模块包括可检测与安全门之间距离的测距传感器，测距传感器检测到的距离随安全门的位移变化而变化，微控制器模块根据测距传感器检测到的距离变化确定安全门当前所处位置，进而确定插头是否插入以及插入插头的类型。
15.本发明有益效果在于充电插座和充电桩可以自动检测插头插入进而获取待充电电动车的身份信息，简化用户操作。
附图说明
16.图1是实施例1充电插座的立体示意图。
17.图2是实施例1充电插座的模块构成示意图。
18.图3是实施例1充电插座无插头插入时的内部立体结构示意图。
19.图4是实施例1充电插座无插头插入时的内部结构示意图。
20.图5是实施例1充电插座二插插头插入时的内部结构示意图。
21.图6是实施例1充电插座三插插头插入时的内部结构示意图。
具体实施方式
22.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
23.实施例1，参照附图1-6，一种充电插座，包括壳体1以及设在壳体1内的插座模块2和电路板3，插座模块2包括安全门21，当插头插入时，可对安全门21施加推力并使安全门21位移；当二插插头插入时，可对安全门21施加推力并使安全门21向下位移,如图5所示；当三插插头插入时，可对安全门21施加推力并使安全门21向上位移,如图6所示；电路板3包括微控制器模块31以及与微控制器模块31连接的安全门检测模块32、无线通信模块33、电路通断模块34，安全门检测模块32用于检测安全门21的位移情况，包括固定在安全门21上的信号发射传感器以及固定在电路板上的信号接收传感器；信号接收传感器可接收信号发射传感器产生的信号且该信号可随着安全门21的移动而变化，微控制器模块31根据信号接收传感器接收到的信号变化情况确定安全门21的位移情况和当前所处位置，进而确定插头是否插入以及插入插头的类型；当检测到插头插入时，微控制器模块31控制电路通断模块34接通插头所在的电路并在预设时间后分断电路；无线通信模块33用于与待充电设备进行通讯，微控制器模块31根据接通和分断电路后无线通信模块33接收到的待充电设备的无线信号确定待充电设备的身份信息。
24.要实现充电桩的自动充电功能，前提是自动识别待充电设备的身份信息，只有等待充电设备的身份信息识别后，充电桩才可以继续与数据平台交互信息，不管后续是采用先充后付还是预付后充的充电方式，与数据平台确认待充电设备具有充电资格后，充电桩就可以接通电路进行充电。
25.那么要实现自动识别待充电设备的身份信息这个前提，有几个关键点需要满足：一是充电插座对插头插入的自动识别；插头是否插入的识别是自动充电前提中的前提，本实施例通过充电插座中的安全门检测模块32实时检测安全门21的位移情况，微控制器模块31根据安全门21的位移情况和当前所处位置，进而识别插头是否插入以及插入插头的类型；二是充电插座与待充电设备的通讯；第二点很简单，就是需要充电插座具备与待充电设备通信的功能来获取待充电设备的身份信息；本实施例通过充电插座中的无线通信模块33与待充电设备完成通讯；三是充电插座对待充电设备的身份识别；第三点还可以拆分为两个问题，即待充电设备如何知道在某个特定时间发送身份信息，以及充电插座如何知道接收到的身份信息就是对应的待充电设备发送的而不是可能存在的其他待充电设备同时发送的。针对前个问题，待充电设备需要具备可检测电流或电压功能以及通讯功能的充电器比如目前电动二轮车加充电器这种组合，或待充电设备需要本身具备可检测电流或电压功能以及通讯功能比如电动汽车；当待充电设备监测到电流或电压出现或消失的时候都可以发送身份信息。针对后个问题，本实施例通过充电插座中的电路通断模块34以及无线通信模块33的结合完成身份识别；主要是利用充电插座和待充电设备的通电断电的同步性，当充电插座接通电路时，充电插座和待充电设备可以同时检测到电路接通，此时对应的待充电设备发送接通信号；当充电插座断开电路时，充电插座和待充电设备可以同时检测到电路断开，此时对应的
待充电设备发送断开信号；一般情况下，充电插座可在接通电路及断开电路后分别接收到一次待充电设备发送的身份信息，通过前后接收到的两次相同的身份信息就可以确定待充电设备的身份信息；如果存在同时充电的其他待充电设备，该其他待充电设备错开时间发送身份信息或仅接通电路或断开电路时发送一次身份信息，充电插座都可以将两个待充电设备区分开；即使出现两个待充电设备同时接通电路以及断开电路后同时发送两次身份信息这种小概率事件，充电插座也可以通过再次接通断开电路进行识别，所需的可能就是随机获取并确定下次接通时间和断开时间。
26.本实施例中第一种优选的方案，信号发射传感器为磁性件比如磁铁，信号接收传感器为磁敏传感器比如霍尔传感器；微控制器模块31根据霍尔传感器检测到的磁场强度变化确定安全门21当前所处位置。
27.本实施例中第二种优选的方案，信号发射传感器为光电发射传感器，信号接收传感器为光电接收传感器；微控制器模块31根据光电接收传感器检测到的光电强度变化确定安全门21当前所处位置。
28.具体如何检测安全们21的位移情况的方法很多，除了前述所说的通过包括固定安全门21上的信号发射传感器和固定在电路板上的信号接收传感器这种方案去检测安全门21的位移情况，还可以采用测距传感器的第三种优选方案，具体的，安全门检测模块32包括可检测与安全门21之间距离的测距传感器，测距传感器检测到的距离随安全门21的位移变化而变化，微控制器模块31根据测距传感器检测到的距离变化确定安全门21当前所处位置，进而确定插头是否插入以及插入插头的类型。
29.本实施例充电插座包括电路通断模块34，比较适用于家庭充电的场景，当用户自己的电动车需要充电时，将插头插入充电插座，充电插座就可以自动识别电动车的身份信息，通过识别后接通电路开始充电，实现自动化充电，简化用户操作，同时还可以避免其他非法人员进行偷电或蹭电的行为。
30.实施例2，一种充电桩，包括主控装置以及受主控装置控制的若干充电插座；主控装置包括第一壳体以及设在第一壳体内的第一电路板，第一电路板包括第一微控制器模块以及与第一微控制器模块连接的无线通信模块和电路通断模块，充电插座包括第二壳体以及设在第二壳体内的第二电路板和插座模块；插座模块包括安全门，当插头插入时，可对安全门施加推力并使安全门位移；安全门检测模块用于检测安全门的位移情况；第二微控制器模块根据安全门检测模块检测到的安全门的位移情况确定插头是否插入；当检测到插头插入时，第二微控制器模块发送插头插入信息和插座编号至第一微控制器模块，主控装置与充电插座通过无线或有线连接通讯；第一微控制器模块根据插头插入信息和插座编号控制电路通断模块接通对应的充电插座的电路并在预设时间后分断电路；无线通信模块用于与待充电设备进行通讯，第一微控制器模块根据接通和分断电路后无线通信模块接收到的待充电设备的无线信号确定待充电设备的身份信息。
31.本实施例与实施例1比较类似，区别是实施例1是单个充电插座就具备插头检测、通讯以及通断电路功能；而本实施例的充电桩是分成了主控装置和若干充电插座，主控装置具备通讯以及通断电路功能，充电插座具备插头检测功能；本实施例相比实施例1更适用于商业充电场景，主控装置作为充电桩的总控制中心和主电路，充电插座作为分电路，主控装置可控制每个充电插座的电路通断。本实施例与实施例1实际上属于一个总的发明构思，
主要区别在于保护侧重不同，两者的技术原理是相通的，故而本实施的技术原理和技术效果可参考实施例1，此处不再赘述。
32.虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本领域普通技术人员应当了解，可以不限于上述实施例的描述，在权利要求书的范围内，可作出形式和细节上的各种变化。