電纜組件、供電設備和電動汽車的制作方法

文檔序號：11290690閱讀：217來源：國知局

本發(fā)明涉及電動汽車充電技術領域，具體涉及電纜組件、供電設備和電動汽車。

背景技術：

目前電動汽車常選用交流充電接口連接實現(xiàn)充電，在電動汽車充電過程中拔插交流充電接口極易產生拉弧現(xiàn)象，拉弧是我們不愿意看到的，因為拉弧就意味著高溫和打火，會減少充電接口觸點的使用壽命，甚至燒壞充電接口觸點。

目前解決拉弧現(xiàn)象的方案是通過檢測觸頭cp斷開來通知供電設備停止對外供電，通過將cp插針的接觸行程設計短一些，當用戶拔插充電插座時，cp端首先斷開連接，供電設備的供電控制裝置檢測到cp端先斷開后立即控制供電設備對外停止供電，從而實現(xiàn)安全拔插，但是由于拔插插頭需要一定的力度，往往導致拔插插頭的時間很短，cp端斷開時，供電設備的供電控制裝置還來不急控制供電設備對外停止供電，導致很難避免在充電過程中拔插插頭時產生拉弧現(xiàn)象。因此迫切需要解決當前存在的拉弧問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供了一種解決電動汽車充電過程中拔插插頭會產生拉弧的方案，該方案有利于延長插頭插座的使用壽命，同時也有利于操作人員的人生安全。

具體地，本發(fā)明提供了一種電纜組件，用于連接供電設備和電動汽車，在所述電纜組件的一端或兩端包括充電插頭，在至少一個充電插頭上包括鎖止裝置以及與所述鎖止裝置聯(lián)動的通知模塊，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述通知模塊通知所述供電設備所述電纜組件將與所述供電設備或所述電動汽車斷開電性連接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述通知模塊是與所述鎖止裝置聯(lián)動的第一開關，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述第一開關斷開以通知所述供電設備所述電纜組件將與所述供電設備或所述電動汽車斷開電性連接。

作為上述技術方案的進一步改進，在所述至少一個充電插頭上還包括與所述鎖止裝置聯(lián)動的第二開關，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述第二開關斷開以通知所述電動汽車所述電纜組件將與所述供電設備或所述電動汽車斷開電性連接。

具體地，本發(fā)明還提供了一種供電設備，包括固定連接于供電設備的電纜組件，所述電纜組件包括用于連接電動汽車的充電插頭，在所述充電插頭上包括鎖止裝置以及與所述鎖止裝置聯(lián)動的通知模塊，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述通知模塊通知所述供電設備所述電纜組件將與所述電動汽車斷開電性連接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述通知模塊是與所述鎖止裝置聯(lián)動的第一開關，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述第一開關斷開以通知所述供電設備所述電纜組件將與所述電動汽車斷開電性連接。

作為上述技術方案的進一步改進，在所述充電插頭上還包括與所述鎖止裝置聯(lián)動的第二開關，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述第二開關斷開以通知所述電動汽車所述電纜組件將與所述電動汽車斷開電性連接。

作為上述技術方案的進一步改進，還包括供電控制裝置，用于接收所述通知，所述供電控制裝置接收到所述通知后停止對所述電動汽車的供電。

具體地，本發(fā)明還提供了一種電動汽車，包括固定連接于電動汽車的電纜組件，所述電纜組件包括用于連接供電設備的充電插頭，在所述充電插頭上包括鎖止裝置以及與所述鎖止裝置聯(lián)動的通知模塊，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述通知模塊通知所述供電設備所述電纜組件將與所述供電設備斷開電性連接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述通知模塊是與所述鎖止裝置聯(lián)動的第一開關，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述第一開關斷開以通知所述供電設備所述電纜組件將與所述供電設備斷開電性連接。

作為上述技術方案的進一步改進，在所述充電插頭上還包括與所述鎖止裝置聯(lián)動的第二開關，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述第二開關斷開以通知所述電動汽車所述電纜組件將與所述供電設備斷開電性連接。

現(xiàn)有技術是在用戶拔出電纜組件的一部分插頭后，才通知供電設備，很多情況下，由于用戶用力過猛，拔出太快，供電設備可能來不及停止對電動汽車的充電，充電插頭已經拔出，這時會產生電弧，容易引發(fā)安全事故。

而在本發(fā)明的技術方案中，由于包括與鎖止裝置聯(lián)動的通知模塊，在用戶準備將電纜組件的充電插頭拔出時，就通知供設備，由此，供電設備能夠提前停止對電動汽車的供電，從而確保了在插頭拔出前已經斷電，防止了拉弧現(xiàn)象的產生。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發(fā)明一實施例提出的電動汽車充電系統(tǒng)的電路連接示意圖。

圖2為本發(fā)明一實施例提出的車輛插頭觸頭布置圖。

圖3為本發(fā)明一實施例提出的車輛插座觸頭布置圖。

圖4為本發(fā)明一實施例電動汽車與供電設備的連接示意圖。

主要元件符號說明：

11-供電設備；12-電動汽車；13-電纜組件；14-車輛接口；141-車輛插頭；142-車輛插座；111-供電控制裝置；112-剩余電流保護器；121-車輛控制裝置；122-車載充電機。

具體實施方式

在下文中，將更全面地描述本公開的各種實施例。本公開可具有各種實施例，并且可在其中做出調整和改變。然而，應理解：不存在將本公開保護范圍限于在此公開的特定實施例的意圖，而是應將本公開理解為涵蓋落入本公開的各種實施例的精神和范圍內的所有調整、等同物和/或可選方案。

在下文中，可在本公開的各種實施例中使用的術語“包括”或“可包括”指示所公開的功能、操作或元件的存在，并且不限制一個或更多個功能、操作或元件的增加。此外，如在本公開的各種實施例中所使用，術語“包括”、“具有”及其同源詞僅意在表示特定特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合，并且不應被理解為首先排除一個或更多個其它特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合的存在或增加一個或更多個特征、數(shù)字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合的可能性。

在本公開的各種實施例中，表述“a或/和b中的至少一個”包括同時列出的文字的任何組合或所有組合。例如，表述“a或b”或“a或/和b中的至少一個”可包括a、可包括b或可包括a和b二者。

在本公開的各種實施例中使用的表述(諸如“第一”、“第二”等)可修飾在各種實施例中的各種組成元件，不過可不限制相應組成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的順序和/或重要性。以上表述僅用于將一個元件與其它元件區(qū)別開的目的。例如，第一用戶裝置和第二用戶裝置指示不同用戶裝置，盡管二者都是用戶裝置。例如，在不脫離本公開的各種實施例的范圍的情況下，第一元件可被稱為第二元件，同樣地，第二元件也可被稱為第一元件。

應注意到：如果描述將一個組成元件“連接”到另一組成元件，則可將第一組成元件直接連接到第二組成元件，并且可在第一組成元件和第二組成元件之間“連接”第三組成元件。相反地，當將一個組成元件“直接連接”到另一組成元件時，可理解為在第一組成元件和第二組成元件之間不存在第三組成元件。

在本公開的各種實施例中使用的術語“用戶”可指示使用電子裝置的人或使用電子裝置的裝置(例如，人工智能電子裝置)。

在本公開的各種實施例中使用的術語僅用于描述特定實施例的目的并且并非意在限制本公開的各種實施例。除非另有限定，否則在這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本公開的各種實施例所屬領域普通技術人員通常理解的含義相同的含義。所述術語(諸如在一般使用的詞典中限定的術語)將被解釋為具有與在相關技術領域中的語境含義相同的含義并且將不被解釋為具有理想化的含義或過于正式的含義，除非在本公開的各種實施例中被清楚地限定。

目前電動汽車常見的充電模式就是將電動汽車連接到交流(電源)時，使用了專門的供電設備，將電動汽車與交流電網直接連接，并且在供電設備上安裝了控制導引裝置。

供電接口是能將電纜連接到電源或者電動汽車供電設備的器件，通常由供電插頭和供電插座組成。

供電插頭是供電接口中和充電線纜連接并且可以移動的部分。

供電插座是供電接口中和電源供電線纜或供電設備連接在一起并且固定安裝的部分。

車輛接口是能將電纜連接到電動汽車的器件，通常由車輛插頭和車輛插座組成。

車輛插頭是車輛接口中和充電線纜連接并且可以移動的部分。

車輛插座是車輛接口中固定安裝在電動汽車上，并且通過電纜和車載充電機或車載動力蓄電池相互連接的部分。

供電插頭和供電插座、車輛插頭和車輛插座插合后，其防護要達到一定的級別，保證能夠防止有害的粉塵堆積，并且用水沖洗無任何傷害。

充電接口應有鎖止功能，用于防止充電過程中的意外斷開。在鎖止狀態(tài)下，保證在施加預設的拔出外力時連接不應斷開，且鎖止裝置不得損壞。

將供電插頭插入和拔出供電插座、車輛插頭插入和拔出車輛插座的全過程的用力均應小于預設的作用力。充電接口可以使用助力裝置。

一種電纜組件，用于連接供電設備和電動汽車，在所述電纜組件的一端或兩端包括充電插頭，在至少一個充電插頭上包括鎖止裝置以及與所述鎖止裝置聯(lián)動的通知模塊，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述通知模塊通知所述供電設備所述電纜組件將與所述供電設備或所述電動汽車斷開電性連接。

所述充電插頭可以是供電插頭或車輛插頭。

電纜組件可以是獨立，也可以分別連接在供電設備或電動汽車上。因此使用電纜和連接器將電動汽車接入電網(電源)的通常有如下三種方式：

連接方式1：將電動汽車和交流電網連接時，使用和電動汽車永久連接在一起的充電電纜和供電插頭，電纜組件是電動汽車的一部分。

連接方式2：將電動汽車和交流電網連接時，使用帶有車輛插頭和供電插頭的獨立的活動電纜組件，可拆卸電纜組件不是電動汽車或者供電設備的一部分。

連接方式3：將電動汽車和交流電網連接時，使用了和供電設備永久連接在一起的充電電纜和車輛插頭，電纜組件是供電設備的一部分。

所述通知模塊是與所述鎖止裝置聯(lián)動的第一開關，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述第一開關斷開以通知所述供電設備所述電纜組件將與所述供電設備或所述電動汽車斷開電性連接。

在所述至少一個充電插頭上還包括與所述鎖止裝置聯(lián)動的第二開關，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述第二開關斷開以通知所述電動汽車所述電纜組件將與所述供電設備或所述電動汽車斷開電性連接。

一種供電設備，包括固定連接于供電設備的電纜組件，所述電纜組件包括用于連接電動汽車的充電插頭，在所述充電插頭上包括鎖止裝置以及與所述鎖止裝置聯(lián)動的通知模塊，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述通知模塊通知所述供電設備所述電纜組件將與所述電動汽車斷開電性連接。

所述通知模塊是與所述鎖止裝置聯(lián)動的第一開關，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述第一開關斷開以通知所述供電設備所述電纜組件將與所述電動汽車斷開電性連接。鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)時，發(fā)出一個通知信號即可，所以通知模塊不一定是一個開關，也可以是一個開關和多個電阻的組合。

在所述充電插頭上還包括與所述鎖止裝置聯(lián)動的第二開關，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述第二開關斷開以通知所述電動汽車所述電纜組件將與所述電動汽車斷開電性連接。

供電設備還包括供電控制裝置，用于接收所述通知，所述供電控制裝置接收到所述通知后停止對所述電動汽車的供電。

一種電動汽車，包括固定連接于電動汽車的電纜組件，所述電纜組件包括用于連接供電設備的充電插頭，在所述充電插頭上包括鎖止裝置以及與所述鎖止裝置聯(lián)動的通知模塊，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述通知模塊通知所述供電設備所述電纜組件將與所述供電設備斷開電性連接。

所述通知模塊是與所述鎖止裝置聯(lián)動的第一開關，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述第一開關斷開以通知所述供電設備所述電纜組件將與所述供電設備斷開電性連接。

在所述充電插頭上還包括與所述鎖止裝置聯(lián)動的第二開關，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，所述第二開關斷開以通知所述電動汽車所述電纜組件將與所述供電設備斷開電性連接。

實施例1

如圖1、圖4所示，下面以連接方式3，電纜組件13是供電設備11的一部分加以說明。一種電動汽車充電系統(tǒng)的電路，包括：供電設備11、車輛接口14和電動汽車12；車輛接口14由車輛插頭141和車輛插座142組成；車輛插座142設置在電動汽車12上，車輛插頭141通過電纜與供電設備11連接在一起；車輛插頭141上設有一鎖止裝置，解除所述鎖止裝置的鎖止狀態(tài)才能將車輛插頭141從車輛插座142上拔下；車輛插頭141內設置有開關s4，開關s4為通知模塊，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，開關s4用于實現(xiàn)通知供電設備11電纜組件13將與供電設備11斷開電性連接，更具體地，開關s4用于實現(xiàn)通知供電設備11的供電控制裝置111，供電控制裝置111接收到該通知控制電網上的接觸器開關k1和k2均斷開，使電纜組件13與供電設備11斷開電性，實現(xiàn)供電設備11對外停止供電，車輛插頭141內還設置有開關s3，開關s4與開關s3聯(lián)動，在所述鎖止裝置解除鎖止狀態(tài)的同時，開關s3用于實現(xiàn)通知電動汽車12電纜組件13將與電動汽車12斷開電性連接，更具體地，開關s3用于實現(xiàn)通知電動汽車12上的車輛控制裝置121電纜組件13上的車輛插頭141將與電動汽車12的車輛插座142斷開電性連接。

如圖1所示，電路由供電控制裝置111、接觸器k1和接觸器k2、電阻r1、r2、r3、r4、rc、二極管d1、開關s1、s2、s3、s4、車載充電機122和車輛控制裝置121組成，其中車輛控制裝置121可以集成在車載充電機122或其他車載控制單元中。電阻r4、rc安裝在車輛插頭141上。開關s1為供電設備11的內部開關。開關s2為電動汽車12的內部開關，在車輛接口14與供電接口完全連接，并且配置了鎖止裝置的接口被完全鎖止后，當車載充電機122自檢測完成后無故障，并且充電電池組處于可充電狀態(tài)時，開關s2閉合。如果電動汽車12設置有充電請求或者充電控制功能，則需要同時滿足電動汽車12處于充電請求或可充電狀態(tài)。

開關s4的一端通過pe端接地，開關s4的另一端與供電控制裝置111連接；開關s3與電阻r4并聯(lián)后，一端通過pe端接地，另一端通過串聯(lián)電阻rc與cc端連接。

開關s3和開關s4均為車輛插頭141的內部常閉開關，它們與插頭上的下壓按鈕聯(lián)動。下壓按鈕用于解除鎖止裝置的鎖止狀態(tài)，按下按鈕解除鎖止功能的同時，開關s3和開關s4均處于斷開狀態(tài)?？刂埔龑щ娐芬部梢圆慌渲瞄_關s2，無開關s2的車輛應采用單相充電。對于未配置開關s2的控制引導電路，等同于開關s2為常閉狀態(tài)。

車輛控制裝置121通過測量檢測點3與pe之間的電阻值來判斷車輛插頭141與車輛插座142是否完全連接。未連接時，s3處于閉合狀態(tài)，cc未連接，檢測點3與pe之間的電阻值為無窮大；半連接時，s3處于斷開狀態(tài)，cc已經連接，檢測點3與pe之間的電阻值為rc+r4；完全連接時，s3處于閉合狀態(tài)，cc已經連接，檢測點3與pe之間的電阻值為rc。

供電控制裝置111通過測量檢測點5與pe之間的電阻值來控制電網上的接觸器開關k1和k2。未連接時，s4處于閉合狀態(tài)，cd未連接，檢測點5與pe之間的電阻值為無窮大；半連接時，s4處于斷開狀態(tài)，cd已經連接，檢測點3與pe之間的電阻值依然為無窮大；完全連接時，s4處于閉合狀態(tài)，cd已經連接，檢測點5與pe之間的電阻值接近為0。下壓按鈕用于解除鎖止裝置的鎖止狀態(tài)過程中，檢測點5與pe之間的電阻值總是為無窮大。供電控制裝置111檢測到檢測點5與pe之間的電阻值為無窮大時，控制電網上的接觸器開關k1和k2均斷開。由于在按下下壓按鈕后，接觸器開關k1和k2就已經斷開，供電設備11對外停止供電。所以在車輛插頭141與車輛插座142分離的時候，觸頭處不會發(fā)生拉弧現(xiàn)象。

在本實施例中，電阻r1的等效電阻可以控制在900-1100歐姆之間。電阻r2的等效電阻可以控制在1200-1400歐姆之間。電子r3的等效電阻可以控制在2600-2900歐姆之間。

如圖2、圖3所示，為充電引導裝置中使用的車輛插頭141與車輛插座142的觸頭布置圖。車輛插頭141與車輛插座142的觸頭均為7觸頭設計。

車輛插頭141可為圓形。車輛插座142可為方形，車輛插座142上設置有4個安裝孔，用于將車輛插座142安裝到電動汽車12上。

車輛插頭141的觸頭可以為插針，車輛插座142的觸頭可為圓筒，所述插針可以完全插入所述圓筒中。

車輛插頭141的觸頭與車輛插座142的觸頭均包含：cc觸頭、cp觸頭、pe觸頭、n觸頭、l1觸頭、l2觸頭和l3觸頭。

cc觸頭用于控制導引，cp觸頭用于充電連接確認，pe觸頭用于接地保護，n觸頭連接交流電的中線(即零線)，l1觸頭、l2觸頭和l3觸頭連接交流電的火線。

控制導引功能(controlpilotfunction；簡稱cp)用于監(jiān)控電動汽車12和供電設備11之間交互的功能。控制導引用于電動汽車12和供電設備11之間信號傳輸或通信。

連接確認功能(connectionconfirmfunction；簡稱cc)通過電子或機械的方式，反映車輛插頭141連接到電動汽車12和/或供電插頭連接到供電設備11上的狀態(tài)的功能。

保護接地功能(protectiveearthfunction；簡稱pe)用于將供電設備11和電動汽車12進行接地保護。

電纜組件13中所使用電纜線的容抗要小于1500pf。采用容抗小的電纜線可以防止電動汽車12充電過程中，電壓與電流的相位不同步，導致產生沖擊電流，電能利用效率低。電纜線使用柔性電纜銅質導線。電纜線的導電材質優(yōu)選使用銅。

電動汽車12設置有車載充電機122。

供電設備11還設置有剩余電流保護器112。