申请/专利权人：东莞市趣电智能科技有限公司

申请日：2018-09-29

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN109263503B

主分类号：B60L53/31

分类号：B60L53/31

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2019.02.26#实质审查的生效;2019.01.25#公开

摘要：本发明涉及充电桩技术领域，尤其是一种带车车互联功能的充电桩，充电桩具有供电线路，供电线路第一端连接电源插头，第二端经安全开关连接充电枪，第三端连接放电插座，如此，电源插头上的电能可经供电线路流到充电枪，实现正常充电功能；充电枪的电能亦可经供电线路流到放电插座中，为受电汽车家用电器供电，实现车车之间的相互救援。此外，充电桩上还具有收藏部，实施车车相互救援的过程中，电源插头中的插针需藏入收藏部，使安全开关导通，让充电枪的电能得以流到放电插座中，如此来避免操作人员不慎接触电源插头而触电，实现安全使用的目的。

主权项：1.带车车互联功能的充电桩，其特征是：充电桩的桩本体两端分别设有电源插头和充电枪，电源插头和充电枪通过单相电线L线、N线、E线相连；还包括供电线路和放电插座，供电线路第一端连接电源插头，第二端经安全开关连接充电枪，第三端连接放电插座；位于桩本体中的工作电路包含充放电控制电路和控制器；充放电控制电路包含有四个继电器K1、K2、K3、K4，且继电器K1、K3分别串联在单相电线中的L线中，继电器K2、K4分别串联在单相电线中的N线中，且继电器K1、K2作为保护开关靠近电源插头设置，继电器K3、K4作为安全开关靠近充电枪设置，桩本体内的控制器分别控制继电器K1、K2、K3、K4的导通断开；所述放电插座用于向受电汽车家用电器放电；放电插座的N脚从继电器K2、K4之间的接点取电，放电插座的E脚连接至单相电线中的E线，放电插座的L脚从继电器K1、K3之间的接点取电；充电桩有两种工作模式，分别为充电枪输出模式、充电枪输入模式；其中，充电枪输出模式为电源插头从市电取电且通过充电枪向电动汽车供电的模式，充电枪输入模式为充电枪从供电汽车取电且通过放电插座向受电汽车供电的模式；还包括收藏部，电源插头中的插针藏入收藏部则触发所述安全开关的控制端，使安全开关从断开变为导通从而运行所述充电枪输入模式；所述收藏部具体为设于桩本体的容置盒，电源插头放入容置盒中以藏起电源插头的插针；还包括与控制器相连的识别开关，识别开关识别到电源插头中的插针藏入收藏部，则向控制器发出识别信号，控制器据此触发安全开关的控制端；识别开关是具有触头的接触式开关，其触头裸露于容置盒内部；电源插头放入容置盒，则电源插头的外壳压住识别开关的触头，从而实现所述识别。

全文数据：带车车互联功能的充电桩技术领域本发明涉及充电桩技术领域，尤其是一种带车车互联功能的充电桩。背景技术现有便携式充电桩又称便携式充电器属于给电动汽车正常充电的充电设备，其结构普遍如图1所示，其中桩本体2的一端连接电源插头1，另一端连接充电枪3。此类充电桩仅有从电网取电并对电动汽车充电的功能，需连接电网才能工作，若车主遇到电动汽车在行驶过程中电量耗尽的情况，则此类充电桩并不能为车主提供帮助，车主只能选择拨打道路救援电话等待救援。现有专利ZL201210590312.3能解决电动汽车在行驶过程中电量耗尽的问题，其提供的充电连接器属于使电动汽车对外放电的放电设备，该充电连接器设有两个充电枪接头即充电枪，两个充电枪接头分别插入两台电动汽车，使两台电动汽车相互连通。使用时。控制有电的电动汽车简称供电汽车处于放电模式，无电的电动汽车简称受电汽车处于充电模式，如此设置，则供电汽车可通过充电连接器来对受电汽车进行充电，实现车车之间的相互救援，从而解决上述问题。但上述充电连接器仅具备放电功能，不具备正常充电功能。若车主想兼具这两种功能，则其得在后备箱中同时存放充电设备和放电设备，造成后备箱存储空间拥挤凌乱，客户体验差。发明内容本发明的目的是提供一种可安全使用的充电桩，该充电桩既能实现正常充电功能，又能实现车车之间的相互救援。为此，提供一种带车车互联功能的充电桩，包括电源插头、供电线路、充电枪和放电插座，供电线路第一端连接电源插头，第二端经安全开关连接充电枪，第三端连接放电插座，安全开关为常开型；本充电桩能够工作于充电枪输入模式；还包括收藏部，电源插头中的插针藏入收藏部则触发所述安全开关的控制端，从而使安全开关导通。其中，供电线路第一端系经保护开关连接电源插头。其中，具有用于控制本充电桩工作的控制器，控制器与安全开关的控制端相连，所述触发由该控制器实现。其中，包括与控制器相连的识别开关，识别开关识别到电源插头中的插针藏入收藏部，则向控制器发出识别信号，控制器据此触发安全开关的控制端。其中，所述收藏部具体是设于桩本体的容置盒，电源插头放入容置盒中以藏起电源插头的插针。其中，识别开关是具有触头的接触式开关，其触头裸露于容置盒内部；电源插头放入容置盒，则电源插头的外壳压住识别开关的触头，从而实现所述识别。其中，包括用于确定电能传输方向的电能传输方向获取电路，电能传输方向获取电路识别到充电桩预运行充电枪输入模式，则触发所述保护开关的控制端，从而使保护开关断开。其中，电能传输方向获取电路具有相连的取样电路和信号发送电路，取样电路成功取样则信号发送电路向保护开关的控制端输出相应信号从而触发所述保护开关的控制端。其中，取样电路从电源插头处的供电线路取样。其中，电能传输方向获取电路具体包括光耦合器和上拉电阻R3，光耦合器中的发光二极管的阳极连接所述供电线路，其阴极接地，从而构成所述取样电路；光耦合器中的三极管的集电极与控制器相连且经上拉电阻R3连接至直流电源，该三极管的发射极接地，从而构成所述信号发送电路。其中，充电桩是便携式充电桩或移动式充电桩。有益效果：本发明的充电桩具有供电线路，供电线路第一端连接电源插头，第二端经安全开关连接充电枪，第三端连接放电插座，如此，电源插头上的电能可经供电线路流到充电枪，实现正常充电功能；充电枪的电能亦可经供电线路流到放电插座中，为受电汽车家用电器供电，实现车车之间的相互救援。如此则车主的后备箱只需存放一个设备，避免其后备箱存储空间拥挤凌乱。此外，充电桩上还具有收藏部，实施车车相互救援的过程中，电源插头中的插针需藏入收藏部，才使安全开关导通，让充电枪的电能得以流到放电插座中，如此来保证即便在供电线路异常的情况下，操作人员也不会因接触电源插头而触电，实现安全使用的目的。附图说明利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1为现有充电桩的结构示意图。图2为实施例1的充电桩A的电路示意图。图3为充电桩A工作于充电枪输入模式的连接示意图。图4为容置盒的结构示意图图中隐藏了容置盒的翻盖。图5为容置盒的剖面图。图6为实施例2的充电桩A的电路示意图。具体实施方式结合以下实施例对本发明作进一步描述。图2为本实施例的充电桩的电路示意图，其为交流便携式充电桩，后文为表述方便，将本实施例的充电桩称为充电桩A。充电桩A的桩本体2两端分别设有电源插头1和充电枪3，电源插头1和充电枪3通过单相电线L线、N线、E线相连。位于桩本体中的工作电路包含充放电控制电路22和控制器21；充放电控制电路22包含有四个继电器K1、K2、K3、K4。且继电器K1、K3分别串联在单相电线中的L线中，继电器K2、K4分别串联在单相电线中的N线中，且继电器K1、K2作为保护开关靠近电源插头1设置，继电器K3、K4作为安全开关靠近充电枪3设置，桩本体2内的控制器21分别控制继电器K1、K2、K3、K4的导通断开。桩本体2与充电枪3之间连接常规的信号线图中未示出，包括CP线、CC线，充电枪3插入电动汽车的充放电接口则信号线与车载BMS系统建立连接。桩本体2上具有一个放电插座23，用来向受电汽车家用电器放电，放电插座23的规格、形状与普通插座一致，实现通用。放电插座23的N脚从继电器K2、K4之间的接点取电，放电插座23的E脚连接至单相电线中的E线，放电插座23的L脚从继电器K1、K3之间的接点取电。为了能识别电能方向，桩本体2内设有一个电能传输方向获取电路24，具体包括由电阻R1、电阻R2、上拉电阻R3和光耦合器构成的检测电路。检测电路中，电源插头1内的L线电能经电阻R1衰减后流入光耦合器的发光二极管阳极，再从发光二极管的阴极流至电源插头1内的N线。光耦合器中三极管的发射极直接接地，三极管的集电极经上拉电阻R3连接直流电源VCC，从而保持集电极常态为高电平。集电极经电阻R2连接控制器21的引脚S1，以向控制器21输出信号。由于电源插头1自电网取电，电网中的异常电流如反向电流、浪涌毛刺难免流入电源插头1的N线。为防止发光二极管被异常电流损坏，在发光二极管的两端反向并联一个二极管D1，倘若电源插头1的N线存在异常电流，二极管D1将异常电流直接导到L线，避免发光二极管被反向击穿。使用时，充电桩有两种工作模式，分别为充电枪输出模式、充电枪输入模式。其中，充电枪输出模式即为电源插头1从市电取电且通过充电枪3向电动汽车供电的模式；充电枪输入模式即为充电枪3从供电汽车取电且通过放电插座23向受电汽车供电的模式。若要运行充电枪输出模式，则操作人员需将充电桩A的电源插头1插入市电插座，将充电枪3插入电动汽车的充放电接口。由于电源插头1中的L线得电，发光二极管发光触发三极管导通，使三极管的集电极接地，其上的电平变低，使控制器21的引脚S1电平变低。控制器21据此低电平信号知悉电源插头1插入市电插座，应运行充电枪输出模式；控制器进一步通过CP线向电动汽车的BMS系统发送PWM信号。依据国家标准，若车端需要充电，则BMS系统经对充电枪3和车端充放电接口的CC端子连接状态进行判断，确认充电枪3已经正常插入充放电接口，并在收到PWM信号后改变该信号的电压幅度，以此通知控制器21连接成功，实现握手。控制器21以此变动信号作为反馈信号，来识别到车端需要充电，即车端要求运行充电枪输出模式。在收到反馈信号后，进一步确认引脚S1是否仍为低电平，若是则认为车端与插头端的信号匹配成功，可以运行充电枪输出模式，进而控制继电器K1、K2、K3、K4全部导通，使电源插头1所取的电能得以流通至充电枪3上，向车充电，实现充电枪输出模式之运行；否则不动作。充电枪输出模式下，充电桩A的放电插座23得电，操作人员还可通过放电插座23向受电汽车家用电器供电。见图3，若要运行充电枪输入模式，则操作人员需先操作供电汽车上的操作面板，使供电汽车处于放电模式。然后，将充电桩A的充电枪3插入供电汽车，充电枪3得电，此时依据现有技术，处于放电模式下的BMS系统经对充电枪3和车端充放电接口的CC端子连接状态进行判断，确认充电枪3已经正常插入充放电接口，会主动向控制器21发送PWM信号。控制器21收到此PWM信号则知悉应该运行充电枪输入模式，进而查探其引脚S1的电平。由于充电枪输入模式中操作人员不需将充电桩A的电源插头1插入市电插座，电源插头1中的L线未得电，控制器21的引脚S1得以保持高电平。控制器21识别到此高电平则知悉电源插头1未插入市电插座，进而认为车端与插头端的信号匹配成功，可以运行充电枪输入模式。接着，控制器21控制继电器K1、K2保持断开，使电源插头与桩本体2中的单相电线断路，避免后续电能流至电源插头致使其带电；然后控制继电器K3、K4导通，充电枪3上的电能流至放电插座23，放电插座23得电。此时，操作人员可通过放电插座23向受电汽车家用电器供电。需说明的是，在充电枪输入模式中，若控制器21识别电源插头1被误插入市电插座中，则认为车端与插头端的信号不匹配有冲突，进而保持所有继电器断开。操作人员通过放电插座23向受电汽车供电前，先操作受电汽车上的操作面板，使受电汽车处于充电模式。接着，取另一充电桩B可为本实施例的充电桩，也可为传统充电桩，将充电桩B的电源插头1插至充电桩A的放电插座23上，从而取电。再将充电桩B的充电枪3插入受电汽车，为受电汽车充电，从而实现车车之间的相互救援。当然，充电枪输入模式下操作人员也可通过充电桩A的放电插座23向家用电器供电。在充电枪输入模式中，虽然已将继电器K1、K2断开，避免电源插头1带电，但由于本该断开的继电器K1K2可能受强电如交流浪涌影响而短暂导通，电源插头1仍存在带电的风险。籍此，见图4，桩本体2设有一个容置盒25，操作人员运行充电枪输入模式前，先将电源插头1放入容置盒25中，以藏起电源插头1上的插针，使之不外露，避免操作人员不慎接触而触电。其中，见图5，容置盒25设有翻盖252来方便打开闭合容置盒25。进一步地，为了避免操作人员因失误而忘记将电源插头1放入容置盒25中，在桩本体2上设置一个常开型的识别开关251。实施例1中，识别开关251具体是具有触头的接触式开关，如按钮或拨动开关，该识别开关251与控制器21电连接。具体地，见图5，识别开关251半嵌入容置盒25的内壁，识别开关251上用于受控的触头外露在容置盒25中。电源插头1放入容置盒25中时，电源插头1的外壳压住识别开关251的触头，使识别开关251导通给控制器21发送信号；电源插头1未放入容置盒25则识别开关251断开。如此设置后，在充电枪输入模式中，若控制器21发现电源插头1并无放入容置盒25中，则将继电器K3、K4也断开。此状态下，由于交流市电近乎不可能同时导通继电器K1、K2、K3、K4，故能确保电源插头1断电，不会造成人体触电事故。待操作人员发现问题后，将电源插头1补放入容置盒25中，控制器21才控制继电器K3、K4导通，从而通电给放电插座23。当然，识别开关251也可为常闭型开关。见图3，充电桩A在使用过程中，桩本体2上设置的网络模块26可将充电桩A的运行信息传递给云端服务器4。车主用手机平板电脑等移动通信终端下载本充电桩所配套的共享APP并安装、注册后，可在共享APP上远程查询充电桩A的状态，确定充电桩A的充电电量等信息。如有充电桩A发生过载或失控等异常情况，网络模块26将发出的报警信息，并通过云端服务器4发送给共享APP显示，以提醒车主，避免造成火灾等安全问题。充电桩A的运行信息及其历史充电数据可实时上传到云端服务器4进行备份存储，方便后期对充电桩A的使用寿命、使用频率进行统计，车主、桩企或车企可根据统计信息进行分析，从而实现监控；还可将统计信息作为未来充电桩的设计走向的依据，提高未来充电桩的生命力，推动行业技术发展。充电桩A中设有定位模块27，具体为GPS或BDS，可通过卫星定位方式实时定位充电桩A的位置。充电桩A取得位置信息后，可通过网络模块26实时上传到云端服务器4，由云端服务器4共享到共享APP上。其他车主可以操作其移动通信终端上的共享APP，在共享APP的电子地图中查找到附近的充电桩A，然后通过共享APP电话等形式与对方取得联系，确认需求与供给意愿后，根据地图导航寻找到对应充电桩车辆所在位置。桩本体2内置有图中未示出的收线卷盘来将电源插头1或充电枪3上的单相电线收卷到桩本体1内，其中收线卷盘的具体结构可参照我司的专利申请201810098502.0。当然收线卷盘也可用于卷装充电枪3上的单相电线。需要说明的是，也可以去除收线卷盘，而将固定插座11或充电枪3上的单相电线的形状变成弹簧线，以达到收卷线缆的目的。电能传输方向获取电路24不仅可以是上文中的检测电路，也可以是一个与控制器21相连的开关，亦或是一个与控制器21相连的通信模块。桩本体2内还具有充电桩常规的继电器控制外围电路、控制器内部电路、电源模块等，此处不再赘述。实施例2见图6，实施例2是在实施例1的基础上，用安全插座25'替换容置盒25，操作人员运行充电枪输入模式前，先将电源插头1插入到安全插座25'中，以藏起电源插头1上的插针，避免操作人员不慎接触触电。在实施例2中，识别开关251变成由两个触点M1、M2构成，触点M1、M2分别设于安全插座L线插孔的内壁上。触点M1接地，触点M2接控制器21内部上拉的引脚S2，电源插头1插入到安全插座25'时，触点M1、M2被插针短接从而拉低引脚S2上的电平，如此向控制器21发送信号。需要说明的是，在实施例1或实施例2中，识别开关251还可以替换成无触头的、接近式感应从而触发的感应开关，如磁感应开关、红外线开关、微波开关、超声波开关、压电开关、电容开关。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

权利要求：1.带车车互联功能的充电桩，其特征是：包括电源插头、供电线路、充电枪和放电插座，供电线路第一端连接电源插头，第二端经安全开关连接充电枪，第三端连接放电插座；本充电桩能够工作于充电枪输入模式；还包括收藏部，电源插头中的插针藏入收藏部则触发所述安全开关的控制端，使安全开关从断开变为导通从而运行所述充电枪输入模式。2.根据权利要求1所述的带车车互联功能的充电桩，其特征是，供电线路第一端系经保护开关连接电源插头。3.根据权利要求1所述的带车车互联功能的充电桩，其特征是，具有用于控制本充电桩工作的控制器，控制器与安全开关的控制端相连，所述触发由该控制器实现。4.根据权利要求3所述的带车车互联功能的充电桩，其特征是，包括与控制器相连的识别开关，识别开关识别到电源插头中的插针藏入收藏部，则向控制器发出识别信号，控制器据此触发安全开关的控制端。5.根据权利要求4所述的带车车互联功能的充电桩，其特征是，所述收藏部具体是设于桩本体的容置盒，电源插头放入容置盒中以藏起电源插头的插针。6.根据权利要求5所述的带车车互联功能的充电桩，其特征是，识别开关是具有触头的接触式开关，其触头裸露于容置盒内部；电源插头放入容置盒，则电源插头的外壳压住识别开关的触头，从而实现所述识别。7.根据权利要求2所述的带车车互联功能的充电桩，其特征是，包括用于确定电能传输方向的电能传输方向获取电路，电能传输方向获取电路识别到充电桩预运行充电枪输入模式，则触发所述保护开关的控制端，从而使保护开关断开。8.根据权利要求7所述的带车车互联功能的充电桩，其特征是，电能传输方向获取电路具有相连的取样电路和信号发送电路，取样电路成功取样则信号发送电路向保护开关的控制端输出相应信号从而触发所述保护开关的控制端。9.根据权利要求8所述的带车车互联功能的充电桩，其特征是，电能传输方向获取电路具体包括光耦合器和上拉电阻R3，光耦合器中的发光二极管的阳极连接所述供电线路，其阴极接地，从而构成所述取样电路；光耦合器中的三极管的集电极与控制器相连且经上拉电阻R3连接至直流电源，该三极管的发射极接地，从而构成所述信号发送电路。10.根据权利要求1所述的带车车互联功能的充电桩，其特征是，充电桩是便携式充电桩或移动式充电桩。

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