本發(fā)明涉及電動車充電保護裝置，具體地說，涉及一種電動汽車的充電保護裝置及其內(nèi)部控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在目前提倡低碳生活綠色環(huán)保的環(huán)境下,電動汽車的發(fā)展日趨成熟,為保證電動汽車的正常運行,需要對電動汽車進行快速有效的充電。充電樁是電動車充電站,充電樁可分為直流充電樁,交流充電樁和交直流一體充電樁。一個交流充電樁可同時為一輛或者多輛汽車充電,交流充電樁從沒電到充滿的充電時間為6至8小時。充電樁能實現(xiàn)計時、計電度、計金額充電、可以作為市民購電終端。

由于充電樁一般無人值守,產(chǎn)生了一系列的問題：例如，充電樁在給電動車充電過程中，由于無人值守并且充電時間較長，車主很少在充電樁附近等待，這時就可能出現(xiàn)充電槍被別人拔出、盜用等問題；當(dāng)車主有急事要停止充電時，常常會出現(xiàn)拔出充電槍而忘記刷卡，導(dǎo)致卡內(nèi)余額浪費或被他人使用等問題。

為保證充電過程的安全性及使用者的權(quán)益，車輛插座一般應(yīng)安裝充電保護裝置,充電槍必須要在車輛控制裝置授權(quán)情況下才能解鎖。但是目前市面上的車輛插座大都沒有帶鎖, 有的車輛插座用電磁力鎖,充電槍給電動車充電后,電磁力鎖自動鎖住，但又產(chǎn)生了一個問題,電磁力鎖需要長期通電,不節(jié)能,用電元件多一種損耗。因此,有必要對現(xiàn)有的充電裝置進行改進,實現(xiàn)電動車充電過程中自動鎖定功能,解決充電過程中充電槍被他人使用、使用者急于停止充電可能導(dǎo)致的卡內(nèi)余額浪費或被他人使用的問題,提高充電過程的安全性能，保護使用者的權(quán)益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述一種電動汽車的充電保護裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述一種電動汽車的充電保護裝置，其包括機械鎖(1)、機械鎖旋轉(zhuǎn)軸(2)、凸輪旋轉(zhuǎn)軸(3)、橢圓凸輪(4)、平面挺柱(5)、回位彈簧(6)、與機械鎖(1)鎖接的車輛插座(7)、充電槍(8)和步進式電動機組成，所述機械鎖(1)通過機械鎖旋轉(zhuǎn)軸(2)固定設(shè)置在充電槍(8)，所述車輛插座(7)上設(shè)置有外圓環(huán)（71），所述平面挺柱(5)穿過外圓環(huán)（71）與機械鎖(1)接觸，所述平面挺柱(5)與外圓環(huán)（71）之間設(shè)置有回位彈簧(6)，所述平面挺柱(5)連接有橢圓凸輪(4)，所述橢圓凸輪(4)以凸輪旋轉(zhuǎn)軸(3)而旋轉(zhuǎn)；其中，所述橢圓凸輪(4)由步進式電動機驅(qū)動。

本發(fā)明所述一種電動汽車的充電保護裝置，所述平面挺柱(5)包括挺柱（51）和圓盤（52）；所述平面挺柱(5)通過挺柱（51）穿過外圓環(huán)（71）固定機械鎖(1)上，所述圓盤（52）半徑大于回位彈簧(6)的半徑；所述圓盤（52）上套接有回位彈簧座圈（61）；所述回位彈簧(6)一端固定在回位彈簧座圈（61）上，另一端固定在車輛插座(7)的左外壁上；所述回位彈簧(6)的內(nèi)徑大于平面挺柱的挺柱5半徑；回位彈簧(6)在工作過程中一直處于壓縮狀態(tài)，并且回位彈簧(6)的最大壓縮量要大于平面挺柱(5)的最大升程。

本發(fā)明所述一種電動汽車的充電保護裝置，所述橢圓凸輪(4)以凸輪旋轉(zhuǎn)軸(3)為中心旋轉(zhuǎn)，所述橢圓凸輪(4)是對稱圖形，呈橢圓狀，并且其上設(shè)置有凸輪短半軸(10)和凸輪長半軸(9)；當(dāng)所述平面挺柱(5)與凸輪長半軸(9)接觸時，所述平面挺柱(5)伸出車輛插座(7)的長度鎖止機械鎖(1)；當(dāng)所述平面挺柱(5)與凸輪短半軸(10)接觸時，所述平面挺柱(5)彈回到車輛插座(7)內(nèi)，所述機械鎖(1)可手動打開。

本發(fā)明所述一種電動汽車的充電保護裝置，所述充電槍(8)包括直流式充電槍和交流式充電槍；在直流式充電槍中，受充電槍(8)空間限制，將機械鎖(1)置于充電槍(8)外；在交流式充電槍中，將機械鎖(1)置于充電槍(8)內(nèi)，同時在機械鎖(1)的靠近手柄一側(cè)設(shè)置有開關(guān)閥，使得機械鎖(1)在自由狀態(tài)時能夠手動的打開和關(guān)閉。

為了克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述一種電動汽車的充電保護裝置的內(nèi)部控制系統(tǒng)。

本發(fā)明所述的一種電動汽車的充電保護裝置的內(nèi)部控制系統(tǒng)，其特征在于：一種充電保護控制系統(tǒng)，應(yīng)用于電動汽車的充電保護控制，包括如下步驟:

S1、使用者登陸充電樁使用系統(tǒng)，手動拔出充電槍插入到車輛插座中，對電動車進行充電；

S2 、使用者確認(rèn)充電后，充電樁控制系統(tǒng)檢測充電是否準(zhǔn)備就緒，當(dāng)確認(rèn)準(zhǔn)備就緒時，充電樁開始充電，并且車輛控制裝置發(fā)出脈沖信號，使得機械鎖（1）由自由狀態(tài)變?yōu)殒i止?fàn)顟B(tài)，從而保證充電過程中充電槍無法拔出；

S3、當(dāng)達到使用者設(shè)定的充電結(jié)束條件時，車輛控制裝置開始周期發(fā)送“充電樁中止充電報文”，并控制充電樁停止充電，同時車輛控制裝置發(fā)出脈沖信號，控制機械鎖（1）由鎖止?fàn)顟B(tài)變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)，手動拔出充電槍完成充電；

S4、當(dāng)充電過程未達到使用者充電前設(shè)定的充電結(jié)束條件時，但使用者需要中止充電時，系統(tǒng)提示使用者登陸充電樁使用系統(tǒng)，當(dāng)確認(rèn)登陸及實施了停止充電指令后，充電樁控制系統(tǒng)控制電動汽車停止充電，車輛控制裝置發(fā)出脈沖信號，控制機械鎖（1）由鎖止?fàn)顟B(tài)變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)，手動拔出充電槍完成充電；在使用者需要中途停止充電情況下，如果使用者不登錄充電樁使用系統(tǒng)確認(rèn)，機械鎖（1）處于鎖止?fàn)顟B(tài)，充電槍無法拔出。

本發(fā)明所述一種電動汽車的充電保護裝置的內(nèi)部控制系統(tǒng)，所述步驟S1進一步包括：所述使用者登陸進行用戶身份判定，如果無用戶使用卡，則判定失敗，系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，如果有用戶使用卡，則判定成功，啟動系統(tǒng)進行密碼認(rèn)證。

本發(fā)明所述一種電動汽車的充電保護裝置的內(nèi)部控制系統(tǒng)，所述步驟S1進一步包括：所述使用者登陸進行密碼認(rèn)證判定，如果密碼錯誤，則判定失敗，系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，如果密碼正確，則判定成功，啟動系統(tǒng)進行用戶模式選擇。

本發(fā)明所述一種電動汽車的充電保護裝置的內(nèi)部控制系統(tǒng)，所述步驟S2進一步包括：所述鎖止裝置安裝在車輛插座一側(cè)。

本發(fā)明所述一種電動汽車的充電保護裝置的內(nèi)部控制系統(tǒng)，所述步驟S3進一步包括：所述鎖止裝置安裝在車輛插座一側(cè)。

本發(fā)明所述一種電動汽車的充電保護裝置及其內(nèi)部控制系統(tǒng)，通過以上工作流程可知，充電樁在給電動車充電時充電槍無法拔出，并且在使用者需要中止充電時，需要先進行登陸確認(rèn)，之后充電槍才可拔出。此發(fā)明實現(xiàn)了充電樁給電動車充電時起到保護的功能,解決了充電槍在充電過程中被他人使用、使用者急于停止充電可能導(dǎo)致的卡內(nèi)余額浪費或被他人使用的問題,并且鎖止裝置在每種狀態(tài)下均不需要能量來維持，減少了能量損失，提高了充電過程的安全性，保護了使用者的權(quán)益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種電動汽車的充電保護裝置處于鎖止?fàn)顟B(tài)時的縱剖結(jié)構(gòu)示意簡圖；

圖2為本發(fā)明的一種電動汽車的充電保護裝置處于鎖止?fàn)顟B(tài)時的橫剖結(jié)構(gòu)示意簡圖；

圖3為本發(fā)明的一種電動汽車的充電保護裝置處于自由狀態(tài)時的縱剖結(jié)構(gòu)示意簡圖；

圖4為本發(fā)明的一種電動汽車的充電保護裝置處于自由狀態(tài)時的橫剖結(jié)構(gòu)示意簡圖；

圖5為本發(fā)明的一種電動汽車的充電保護裝置的車輛插座結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5的A-A方向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的電動汽車的充電保護裝置的內(nèi)部控制系統(tǒng)的充電保護控制流程圖。

具體實施方式

下面參考附圖來說明本發(fā)明的實施例。在本發(fā)明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其他附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件或處理的表示和描述。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步描述。

如圖1-圖6所示，本發(fā)明所述一種電動汽車的充電保護裝置，其包括機械鎖1、機械鎖旋轉(zhuǎn)軸2、凸輪旋轉(zhuǎn)軸3、橢圓凸輪4、平面挺柱5、回位彈簧6、與機械鎖1鎖接的車輛插座7、充電槍8和步進式電動機組成，所述機械鎖1通過機械鎖旋轉(zhuǎn)軸2固定設(shè)置在充電槍8，所述車輛插座7上設(shè)置有外圓環(huán)71，所述平面挺柱5穿過外圓環(huán)71與機械鎖1接觸，所述平面挺柱5與外圓環(huán)71之間設(shè)置有回位彈簧6，所述平面挺柱5連接有橢圓凸輪4，所述橢圓凸輪4以凸輪旋轉(zhuǎn)軸3而旋轉(zhuǎn)；其中，所述橢圓凸輪4由步進式電動機驅(qū)動；其中，所述平面挺柱5包括挺柱51和圓盤52；所述平面挺柱5通過挺柱51穿過外圓環(huán)71固定機械鎖1上，所述圓盤52半徑大于回位彈簧6的半徑；所述圓盤52上套接有回位彈簧座圈61；所述回位彈簧6一端固定在回位彈簧座圈61上，另一端固定在車輛插座7的左外壁上；所述回位彈簧6的內(nèi)徑大于平面挺柱的挺柱5半徑；回位彈簧6在工作過程中一直處于壓縮狀態(tài)，并且回位彈簧6的最大壓縮量要大于平面挺柱5的最大升程。

本發(fā)明所述一種電動汽車的充電保護裝置，所述橢圓凸輪4以凸輪旋轉(zhuǎn)軸3為中心旋轉(zhuǎn)，所述橢圓凸輪4是對稱圖形，呈橢圓狀，并且其上設(shè)置有凸輪短半軸10和凸輪長半軸9；當(dāng)所述平面挺柱5與凸輪長半軸9接觸時，所述平面挺柱5伸出車輛插座7的長度鎖止機械鎖1；當(dāng)所述平面挺柱5與凸輪短半軸10接觸時，所述平面挺柱5彈回到車輛插座7內(nèi)，所述機械鎖1可手動打開；其中，所述充電槍8包括直流式充電槍和交流式充電槍；在直流式充電槍中，受充電槍8空間限制，將機械鎖1置于充電槍8外；在交流式充電槍中，將機械鎖1置于充電槍8內(nèi)，同時在機械鎖1的靠近手柄一側(cè)設(shè)置有開關(guān)閥，使得機械鎖1在自由狀態(tài)時能夠手動的打開和關(guān)閉。

由圖1和圖2可知，機械鎖1處于鎖止?fàn)顟B(tài)時，平面挺柱5處于凸輪長半軸9的位置，當(dāng)車輛控制裝置發(fā)出脈沖信號給步進式電動機時，步進式電動機驅(qū)動橢圓凸輪4旋轉(zhuǎn)90°，使得平面挺柱5從凸輪長半軸9的位置運動到凸輪短半軸10的位置，平面挺柱5彈回，機械鎖1恢復(fù)自由狀態(tài)，可手動打開，見圖3和圖4。

由圖3和圖4可知，機械鎖1處于自由狀態(tài)時，平面挺柱5處于凸輪短半軸10的位置，當(dāng)車輛控制裝置發(fā)出脈沖信號給步進式電動機時，步進式電動機驅(qū)動橢圓凸輪4旋轉(zhuǎn)90°，使得平面挺柱5從凸輪短半軸10的位置運動到凸輪長半軸9的位置，平面挺柱5升起卡住機械鎖1，機械鎖1處于鎖止?fàn)顟B(tài)，不可手動打開，見圖1和圖2。

該發(fā)明中的電動汽車的充電保護裝置由車輛控制裝置控制，鎖止裝置處于自由或者鎖止?fàn)顟B(tài)時，其特殊的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了橢圓凸輪4無法自由旋轉(zhuǎn)，保證了機械鎖1的狀態(tài)維持，所示機械鎖1處于每種狀態(tài)下均不需要能量維持；當(dāng)機械鎖1的狀態(tài)需要發(fā)生變化時，由車輛控制裝置發(fā)出脈沖信號，觸發(fā)橢圓凸輪4旋轉(zhuǎn)，完成狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，具體工作方式如下：

1）機械鎖1處于鎖止?fàn)顟B(tài)時，平面挺柱5處于凸輪長半軸9的位置，當(dāng)車輛控制裝置發(fā)出脈沖信號給步進式電動機時，步進式電動機驅(qū)動橢圓凸輪4旋轉(zhuǎn)90°，使得平面挺柱5從凸輪長半軸9的位置運動到凸輪短半軸10的位置，平面挺柱5彈回，機械鎖1恢復(fù)自由狀態(tài)，可手動打開。

2）機械鎖1處于自由狀態(tài)時，平面挺柱5處于凸輪短半軸10的位置，當(dāng)車輛控制裝置發(fā)出脈沖信號給步進式電動機時，步進式電動機驅(qū)動橢圓凸輪4旋轉(zhuǎn)90°，使得平面挺柱5從凸輪短半軸10的位置運動到凸輪長半軸9的位置，平面挺柱5升起卡住機械鎖1，機械鎖1處于鎖止?fàn)顟B(tài)，不可手動打開。

如圖5和圖6所示，其為車輛插座結(jié)構(gòu)示意圖。參照國標(biāo)《電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置 第3部分：直流充電接口》和《電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置 第2部分：交流充電接口》，該示意圖簡要的說明了車輛插座的結(jié)構(gòu)以及機械鎖口的位置，機械鎖1通過機械鎖口卡死，約束充電槍8的移動，機械鎖1要求具有一定的剛度和強度，保證在工作過程中不易發(fā)生形變，且具有耐磨特性。該示意圖中未畫出充電插頭觸頭具體布置，因為對于交流充電接口和直流充電接口，內(nèi)部的充電插頭觸頭的位置和尺寸均不同，需要根據(jù)充電樁的種類進行選擇和布置。

圖7為電動汽車的充電保護控制流程圖。該發(fā)明中的鎖止裝置安裝在車輛插座一側(cè)，在充電樁給電動車充電的過程中，具體的工作流程如下：

a) 使用者登陸充電樁使用系統(tǒng)，手動拔出充電槍插入到車輛插座中，對電動車進行充電；

b) 使用者確認(rèn)充電后，充電樁控制系統(tǒng)檢測充電是否準(zhǔn)備就緒，當(dāng)確認(rèn)準(zhǔn)備就緒時，充電樁開始充電，并且車輛控制裝置發(fā)出脈沖信號，使得機械鎖1由自由狀態(tài)變?yōu)殒i止?fàn)顟B(tài)，從而保證充電過程中充電槍無法拔出。

c) 當(dāng)達到使用者設(shè)定的充電結(jié)束條件時，車輛控制裝置開始周期發(fā)送“充電樁中止充電報文”，并控制充電樁停止充電，同時車輛控制裝置發(fā)出脈沖信號，控制機械鎖1由鎖止?fàn)顟B(tài)變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)，手動拔出充電槍完成充電。

d) 當(dāng)充電過程未達到使用者充電前設(shè)定的充電結(jié)束條件時，但使用者需要中止充電時，系統(tǒng)提示使用者登陸充電樁使用系統(tǒng)，當(dāng)確認(rèn)登陸及實施了停止充電指令后，充電樁控制系統(tǒng)控制電動汽車停止充電，車輛控制裝置發(fā)出脈沖信號，控制機械鎖1由鎖止?fàn)顟B(tài)變?yōu)樽杂蔂顟B(tài)，手動拔出充電槍完成充電；在使用者需要中途停止充電情況下，如果使用者不登錄充電樁使用系統(tǒng)確認(rèn)，機械鎖1處于鎖止?fàn)顟B(tài)，充電槍無法拔出。

e) 使用者停止充電后，系統(tǒng)語音提示將充電槍拔出放回樁內(nèi)，系統(tǒng)進入待機模式，等待下次的使用。

通過以上工作流程可知，充電樁在給電動車充電時充電槍無法拔出，并且在使用者需要中止充電時，需要先進行登陸確認(rèn)，之后充電槍才可拔出。此發(fā)明實現(xiàn)了充電樁給電動車充電時起到保護的功能,解決了充電槍在充電過程中被他人使用、使用者急于停止充電可能導(dǎo)致的卡內(nèi)余額浪費或被他人使用的問題,并且鎖止裝置在每種狀態(tài)下均不需要能量來維持，減少了能量損失，提高了充電過程的安全性，保護了使用者的權(quán)益。

雖然已經(jīng)詳細(xì)說明了本發(fā)明及其優(yōu)點，但是應(yīng)當(dāng)理解在不超出由所附的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本申請的范圍不僅限于說明書所描述的過程、設(shè)備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員從本發(fā)明的公開內(nèi)容將容易理解，根據(jù)本發(fā)明可以使用執(zhí)行與在此所述的相應(yīng)實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結(jié)果的、現(xiàn)有和將來要被開發(fā)的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權(quán)利要求旨在在它們的范圍內(nèi)包括這樣的過程、設(shè)備、手段、方法或者步驟。