一种用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构
专利摘要:本发明一种用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,是适用于侧方充电场景下的自动充电技术,方案中包括:公头、母头、及驱动公头运动的致动件;公头、母头亦可为平面阵列式;当车辆到达充电区域开始充电前,公头通过致动件的驱动可以与母头完成自动电连接;本发明中的致动件采用被动定位的方式实现自动连接,即通过自身结构的设计调整相应的应力和扭力来实现定位;本发明定位准确,充电安全,容差性高,使车辆侧方充电范围增大,充电效率大幅度提升。
专利说明:
一种用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构
[0001] 技术领域
[0002] 本发明涉及侧方自动充电领域,具体为一种用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构。
[0003] 背景技术
[0004] 侧方自动充电系统采用机械自动化技术、自动控制技术、专用连接器技术、物联网技术、云端大数库技术、边缘计算技术,能自动连接车端的电连接器,然后对电动汽车进行大电流充电,并对充电过程进行远程测控。能广泛应用于大型电动汽车的安全大电流充电领域,如电动化的卡车、集装箱运输车、大型电动AGV、物流车、公交车、大巴车、小型乘用车、专用工具车等。
[0005] 现有的自动充电技术涉及顶部充电(充电弓系统),底部充电(无线充电/传导式专用机械臂充电),用工业机械臂插枪充电。
[0006] 机械臂自动充电:成本高,一般充电座在汽车的两侧,或是车头,并且停车位中,没有容纳移动机械臂机器人的位置,广泛推广比较难。
[0007] 充电弓系统:成本相对机械臂低一点,但高压电排裸露,雨天,雪天,冰冻无法正常充电,其机械原理先天就有安全充电的缺陷,能实现750A充电。
[0008] 底部充电:成本比充电弓系统又要低一些,但车辆底部清洁是很大问题,并且设备在车底,保养和维修都十分不方便,并且有泡水和被车辆压坏的风险点。能实现200A充电。
[0009] 史陶比尔侧方电连接器:不是一个完整的自动充电系统,只是一对公母电连接器,车端母头长0.7米,地面公头因使用导轨传导长2.5米,长度都很长,安装的实用性不高,连接器能实现800A充电。
[0010] 发明内容
[0011] 为解决上述问题,既保证充电时的安全性和充电效率又可以提升充电装置的实用性,因此本发明提供如下技术方案:一种用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,包括公头连接器和母头连接器:所述公头连接器包括公头,前端带有定位销,所述定位销分别为长销和短销;此处的长销与短销分别设置于公头外部与内部,且长销露出公头部分较多;所述公头设置有接触棒;所述公头连接器还包括柔性杆和致动件;所述柔性杆前后连接所述公头和所述致动件,在所述致动件前后伸缩的同时还能保证柔性杆控制公头多角度旋转;所述母头连接器包括母头,所述母头前端设置有与所述公头相配合的两组定位孔,外部设置有车端导入斜面,便于长销与斜面接触时引导公头向正确的位置延伸;所述母头设置有与所述公头对应的接触孔。
[0012] 较佳的,还包括公头尾部;所述致动件为整套驱动结构,包括伸缩机构和万向节,所述伸缩机构一端固定于所述公头尾部,另一端与所述万向节滑动连接;所述柔性杆套接于所述万向节上。所述伸缩机构控制所述公头可前后移动,所述万向节控制所述公头进行上下的位移。
[0013] 较佳的,所述接触棒外圈与所述接触孔内圈为充电面。将充电面设置于接触位置的内部,可有效避免灰尘雨水浸入,从而影响使用效果。
[0014] 较佳的,所述接触棒为中空结构,前端设置有安全堵头。
[0015] 较佳的,所述接触孔中间设置有与所述安全堵头对应的安全堵杆。堵头与堵杆对应安装用于避免人手不小心触碰造成危险。
[0016] 一种用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,包括公头连接器和母头连接器:所述公头连接器包括由若干公头和外框组成的公头阵列,所述公头排列于所述外框内部;所述公头设置有接触棒;所述公头连接器还包括柔性杆和致动件;所述柔性杆前后连接所述公头阵列和所述致动件;所述外框两端设置有短销;所述母头连接器包括由若干母头和外框组成的母头阵列,所述母头排列于所述外框内部,所述外框两端设置有与所述短销对应的定位孔,外部设置有车端导入斜面;所述母头设置有与所述公头对应的接触孔。此处将连接器设置为多排状阵列组合,以保证同时满足多组充电,使充电电流大大提升,提高充电效率,并可及时排除故障个体,不影响当下的充电动作。
[0017] 较佳的,所述接触棒外圈与所述接触孔内圈为充电面。
[0018] 较佳的,所述接触棒为中空结构,前端设置有安全堵头;所述接触孔中间设置有与所述安全堵头对应的安全堵杆。
[0019] 较佳的,所述公头阵列与所述母头阵列的外框两端均设置有螺丝孔,使充电连接更稳固。
[0020] 较佳的,所述公头和所述母头外部设置有外套,保证所述接触孔与接触棒的隐蔽性。
[0021] 与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
[0022] 1.高压连接部分完全遮蔽,安全性好,在雨雪天,冰冻,可安全充电。
[0023] 2.特殊设计的阵列式连接器,能通过1200A大电流,并且可扩展阵列加大电流。
[0024] 3.阵列式的连接器,与后端供电的整流模块组阵列一一对应。
[0025] 4.特殊设计的运动容差机构,车辆可在前后,左右,上下的一定范围内都可以正常进行连接器对接。
[0026] 附图说明
[0027] 图1为本发明连接器外部结构图;
[0028] 图2为本发明致动件结构图;
[0029] 图3为本发明连接器定位状态图1;
[0030] 图4为本发明连接器定位状态图2;
[0031] 图5为本发明连接器定位状态图3;
[0032] 图6为本发明连接器定位状态图4;
[0033] 图7为本发明单个公头母头结构图;
[0034] 图8为本发明公头母头连接状态图1;
[0035] 图9为本发明公头母头连接状态图2;
[0036] 图10为本发明平面公头阵列图;
[0037] 图11为本发明平面母头阵列图;
[0038] 图12为本发明平面阵列组合图;
[0039] 图中:1公头连接器、1-1柔性杆、2母头连接器、3公头、3-1接触棒、3-1-1安全堵头、4母头、4-1接触孔、4-1-1安全堵杆、5定位销、5-1长销、5-2短销、6致动件、6-1伸缩机构、6-2万向节、7定位孔、8公头尾部、9外框、9-1螺丝孔、10公头阵列、11母头阵列、12车端导入斜面。
[0040] 具体实施方式
[0041] 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。
[0042] 实施例1:
[0043] 请参阅图1-9一种用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,车辆到达充电区域开始充电前,公头连接器1和母头连接器2接收到信号开始电连接。此时,公头连接器1中的公头3通过末端的致动件6向外伸出,致动件6为整套驱动结构,内部的伸缩机构6-1为X形,控制公头3进行前后移动,使公头3接近母头4所在位置,公头3经过母头连接器2上的车端导入斜面8进行中心定位:在公头3端的柔性杆1-1经过车端导入斜面8的引导后达成,柔性杆1-1一般为弹簧,可对前端公头3有一定的支撑力。而致动件6内部的万向节6-2控制公头3改变位移,公头3前端的长销5-1接受并调整车辆载重、前后距离、地面不平等误差带来的应力和扭力,保证公头3与母头4的中心法线已经在同一直线上。这时的公头3继续伸出,使公头3前端的长销5-1和短销5-2与母头4前端的定位孔7精准定位,最终完成连接接触。
[0044] 由于最终充电时达到公头3的接触棒3-1与母头4的接触孔4-1相连接,为了充电时的接触部位不裸露在外,接触棒3-1设置为中空结构,接触孔4-1 设置为与接触棒3-1相契合的孔装结构,接触棒3-1外圈与接触孔4-1内圈为充电面。同时为保证充电装置的安全考虑,防止人手触碰到接触面,接触棒3-1前端设置有安全堵头3-1-1,接触孔4-1中间设置有安全堵杆4-1-1,二者均为绝缘结构。
[0045] 实施例2:
[0046] 请参阅图1-11,一种用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,当车辆到达充电区域开始充电前,公头连接器1和母头连接器2接收到信号开始电连接。此时,公头连接器1中的公头阵列10通过末端的致动件6向外伸出,致动件6为整套驱动结构,内部的伸缩机构6-1为X形,控制公头阵列10进行前后移动,使公头阵列10接近母头阵列11所在位置,公头阵列10经过母头连接器2上的车端导入斜面8进行中心定位:在公头阵列10端的柔性杆1-1经过车端导入斜面8的引导后达成,柔性杆1-1一般为弹簧,可对前端公头阵列10有一定的支撑力。而致动件6内部的万向节6-2控制公头3改变位移,这时的公头阵列10继续伸出,使公头阵列10前端的短销5-2与母头阵列11前端的定位孔7精准定位,最终完成连接接触。
[0047] 参阅图12,此处阵列的设置便于调整充电,可通过1200A大电流,并可根据需求对阵列进行扩展和缩减,提高充电效率。
[0048] 由于最终充电时达到公头3的接触棒3-1与母头4的接触孔4-1相连接,为了充电时的接触部位不裸露在外,接触棒3-1设置为中空结构,接触孔4-1 设置为与接触棒3-1相契合的孔装结构,接触棒3-1外圈与接触孔4-1内圈为充电面。同时为保证充电装置的安全考虑,防止人手触碰到接触面,接触棒3-1前端设置有安全堵头3-1-1,接触孔4-1中间设置有安全堵杆4-1-1,二者均为绝缘结构。
[0049] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
权利要求:1.一种用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,包括公头连接器(1)和母头连接器(2),其特征在于:所述公头连接器(1)包括公头(3),前端带有定位销(5),所述定位销(5)分别为长销(5-1)和短销(5-2);所述公头(3)设置有接触棒(3-1);所述公头连接器(1)还包括柔性杆(1-1)和致动件(6);所述柔性杆(1-1)前后连接所述公头(3)和所述致动件(6);所述母头连接器(2)包括母头(4),所述母头(4)前端设置有与所述公头(3)相配合的两组定位孔(7),外部设置有车端导入斜面(8);所述母头(4)设置有与所述公头(3)对应的接触孔(4-1)。
2.根据权利要求1所述用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,其特征在于:还包括公头尾部(8);所述致动件(6)为整套驱动结构,包括伸缩机构(6-1)和万向节(6-2),所述伸缩机构(6-1)一端固定于所述公头尾部(8),另一端与所述万向节(6-2)滑动连接;所述柔性杆(1-1)套接于所述万向节(6-2)上。
3.根据权利要求1所述用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,其特征在于:所述接触棒(3-1)外圈与所述接触孔(4-1)内圈为充电面。
4.根据权利要求1所述用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,其特征在于:所述接触棒(3-1)为中空结构,前端设置有安全堵头(3-1-1)。
5.根据权利要求3所述用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,其特征在于:所述接触孔(4-1)中间设置有与所述安全堵头(3-1-1)对应的安全堵杆(4-1-1)。
6.一种用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,包括公头连接器(1)和母头连接器(2),其特征在于:所述公头连接器(1)包括由若干公头(3)和外框(9)组成的公头阵列(10),所述公头(3)排列于所述外框(9)内部;所述公头(3)设置有接触棒(3-1);所述外框(9)两端设置有短销(5-2);所述公头连接器(1)还包括柔性杆(1-1)和致动件(6);所述柔性杆(1-1)前后连接所述公头阵列(10)和所述致动件(6);所述母头连接器(2)包括由若干母头(4)和外框(9)组成的母头阵列(11),所述母头(4)排列于所述外框(9)内部,所述外框(9)两端设置有与所述短销(5-2)对应的定位孔(7),外部设置有车端导入斜面12;所述母头(4)设置有与所述公头(3)对应的接触孔(4-1)。
7.根据权利要求6所述用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,其特征在于:所述接触棒(3-1)外圈与所述接触孔(4-1)内圈为充电面。
8.根据权利要求6所述用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,其特征在于:所述接触棒(3-1)为中空结构,前端设置有安全堵头(3-1-1);所述接触孔(4-1)中间设置有与所述安全堵头(3-1-1)对应的安全堵杆(4-1-1)。
9.根据权利要求6所述用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,其特征在于:所述公头阵列(10)与所述母头阵列(11)的外框(9)两端均设置有螺丝孔(9-1)。
10.根据权利要求6所述用于电动汽车充电的传导式自动电连接机构,其特征在于:所述公头(3)和所述母头(4)外部设置有外套。
公开号:CN110611220
申请号:CN201910724544.5A
发明人:朱君亮 曹伟 张程飞 杨朔 郑隽一 张育铭 李德胜
申请人:国创新能源汽车能源与信息创新中心(江苏)有限公司
申请日:2019-08-07
公开日:2019-12-24
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