用于电动车充电的充电插头及其充电站的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于电动车充电的充电插头，该充电插头通常能够装在用于充电的充电站(100)上并且能够和对应接头发生电接触用来给电动车的电池充电，该充电插头具有：锁定件(2)，通过该锁定件能够在充电过程中将充电插头(1)锁定在对应接头上并且能够通过操作松开该锁定件；防护件(3)，通过该防护件能够将锁定件(2)卡紧在其锁定状态下。因此锁定件(2)在其锁定状态下张紧并且能够通过防护件(3)卡紧在张紧的、锁定的状态下。此外，本实用新型还涉及具有这种充电插头的充电站。
【专利说明】用于电动车充电的充电插头及其充电站
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于电动车充电的充电插头，该充电插头能够和对应接头发生电接触用来给电动车的电池充电，充电插头具有
[0002]-锁定件，该锁定件能够处于锁定状态并且能够通过操作而松开，以及
[0003]-防护件，通过该防护件能够将锁定件卡紧在其锁定状态下。
[0004]这种充电插头例如通常能够装在用于充电的充电站上并且能够和对应接头发生电接触用来给电动车的电池充电。
[0005]为了防止该充电插头及其对应接头在充电过程中相互脱离，该充电插头具有锁定件，在该锁定件的锁定状态下能够使充电插头例如在充电过程中锁定在对应接头上并且该锁定件能够通过操作松开，从而在充电过程结束后可以从对应接头上拉开充电插头。此外该充电插头还具有防护件，通过该防护件能够将锁定件卡紧在其锁定位置上，由此在充电过程中可以防止胡乱地或意外地松开该锁定件。
[0006]此外，本实用新型还涉及具有这种充电插头的充电站。
【背景技术】
[0007]由DE43 43 209A1已知一种具有供电端插头和接收端插头的供电插头装置，其供电端插头具有能够由手柄操纵的操纵杆，通过操纵该操纵杆能够将供电端插头和接收端插头相互结合。并且该操纵杆具有钻孔，在该钻孔中能够插入可电操纵的挺杆，从而将该操纵杆固定在其锁定位置中，在该位置中操纵杆使得供电端插头和接收端插头相互接合。由此在充电或供电过程中供电端插头和接收端插头之间的接合不会松开。但是该装置针对其它错误操作或滥用充电站没有提供防护。
实用新型内容
[0008]因此本实用新型的目的在于，为避免错误操作和滥用而进一步改进开头所述的充电插头。
[0009]根据本实用新型通过设计一种充电插头来实现该目的。其中该充电插头能够和对应接头发生电接触用来给电动车的电池充电，充电插头具有
[0010]-锁定件，该锁定件能够处于锁定状态并且能够通过操作而松开，以及
[0011]-防护件，通过该防护件能够将锁定件卡紧在其锁定状态下，
[0012]锁定件在其锁定状态下张紧并且能够通过防护件卡紧在张紧的、锁定的状态下。
[0013]以这种方式将充电插头的锁定件在其锁定状态下张紧并且通过相应的防护件能够卡紧在该张紧的、锁定的状态下。为此(通常)使该防护件装在这样一个位置上，使得该防护件将锁定件卡紧在张紧、锁定的状态下。
[0014]也就是说，在根据本实用新型的充电插头中锁定件在未经操纵的状态下自动进入其锁定位置并且总是能够通过相应的防护件卡紧在该锁定位置，从而该锁定位置不会松开。
[0015]因此，通过充电插头一端的锁定件啮合在相关对应接头的相应锁定位置中，不仅可以防止基于错误操作或胡乱使用而中断运行中的充电过程，还可以防止从充电站中胡乱地摘下充电插头和/或将充电插头胡乱地插入对应接头。
[0016]通过使在锁定状态下张紧的锁定件啮合在相应的、设置在充电站上的锁定位置中并且通过充电插头一端的防护件来确保该锁定状态，由此可以使充电插头锁定在充电站上。此外，使充电插头处于其张紧的、锁定的状态并且通过防护件卡紧在该锁定状态，可以避免胡乱地将充电插头和对应接头插在一起，因为这样一来充电插头就不能够和对应接头接合而进行充电。
[0017]该锁定件能够进行适宜的手动操纵，因此充电插头的使用者可以通过手动操作松开该锁定件，例如为了从充电桩上摘下充电插头以及为了使该充电插头和对应接头接合并建立电接触从而给电动车的电池充电或者为了在充电过程结束之后可以松开充电插头和对应接头的接合。但这总是只能发生在锁定件没有由防护件卡紧在锁定状态的情况下。也就是说，为了使锁定状态转换到松开状态总是需要将锁定件松开；因此首先需要对防护件进行相应操作来取消锁定件可能出现的卡紧状态。
[0018]可以以简单的方式将该锁定件设计为能够转动的杆，其操纵杆区段作用为操纵区段，通过该操纵区段能够使锁定件处于锁定或松开状态，并且使该杆的另一操纵杆区段设计为锁定区段，通过该锁定区段能够将锁定件例如锁定在对应接头或充电桩上的相应锁定位置上。
[0019]此外，该锁定件可以通过至少一个例如以压力弹簧或张力弹簧形式、有弹性的部件张紧在锁定状态。在将该锁定件设计为锁定杆的情况下，有弹性的部件例如可以作用在锁定杆的操纵区段上。
[0020]为了使锁定件从锁定状态转换到松开状态，该锁定件的手动操纵不需要强制地通过直接手动操作锁定件而进行。为此可以具有例如设计为操纵手柄的形式的、单个的操纵工具。在将锁定件设计为锁定杆的情况下，操纵工具可以和锁定杆的操纵区段共同作用。
[0021]锁定件可以具有用于和(位于对应接头或充电站上的)锁定位置锁定接合的咬合区段，该咬合区段能够和设计为咬合位置的锁定位置相咬合。为此可以在该锁定件上例如设置锁钩，该锁钩嵌入相应以开锁器形式的咬合位置或者卡入以咬边形式的咬合位置。相反也可以将该咬合区段这样设置在充电插头的锁定件上，使得该咬合区段能够和(位于对应接头或充电站上的)咬钩相咬合。在将锁定件设计为锁定杆的情况下，将其锁定区段设计成为咬合区段。
[0022]如前所述，为了松开锁定件，总是只能在该锁定件没有被相应的防护件卡紧在锁定件的锁定状态的情况下才可以操作充电插头的锁定件。
[0023]有利的是，借助于对应充电站的控制装置能够选择性地使防护件处于(第一)状态，在该状态下该防护件卡住张紧在锁定位置的锁定件，或者使防护件处于(第二)状态，在该状态下该防护件允许对张紧在锁定位置的锁定件进行操作，由此能够松开该锁定件。这种控制装置例如可以结合在充电站中或者形成为和充电站有效连接的独立单元，从而例如一个(中央)控制装置可以控制位于多个充电站上的充电插头。
[0024]通过借助于控制装置来控制防护件可以确保，只有在排除了错误操作或胡乱使用的情况下，才可以使防护件松开锁定件从而进行操作并因此转换到松开状态。由此，例如对于和对应接头接合并锁定的充电插头，只有在按规定结束或中断充电过程之后，(控制装置)才允许通过手动操作充电插头上的锁定件来松开该充电插头。以相应的方式，只有在按规定进入充电过程的情况下，例如通过输入密码、在相应卡槽中插入信用卡或类似方式授权在充电站上充电，控制装置才允许松开装在充电站上的充电插头，以使其和对应接头接合从而给电动车的电池充电。
[0025]在上述各种情况下，控制装置所起到的作用分别为，使得和充电插头的锁定件共同作用的防护件根据特定的充电站状态(“运行中的充电过程”、“已结束的充电过程”、“授权新的充电过程”)卡住在锁定状态下张紧的锁定件或将其解锁得以松开。
[0026]为此给防护件配置了执行器，通过该执行器助力操纵防护件，S卩，无需手动操作该防护件便能够在其第一位置和第二位置之间来回移动，在第一位置中该防护件将锁定件卡在锁定状态，在第二位置中该防护件将锁定件解锁使其松开。该执行器例如可以具有能够电操纵的磁体、驱动电机或气动的传动装置。
[0027]此外，给防护件配置的执行器例如通过电线和对应所属充电站的控制装置有效连接，由此通过各个控制装置可以触发执行器，以使得防护件转到其第一位置或第二位置。
[0028]因此，例如在将执行器设计为能够电操纵的磁体或设计为驱动电机的情况下可以规定，防护件在执行器通电时处于其第一位置，在该位置中该防护件可以卡住充电插头的锁定件，而该防护件在执行器不通电时转到其第二位置，在该位置中该防护件允许松开锁定件。
[0029]根据本实用新型的扩展方案可以设置例如弹簧形式的张紧工具，借助于该弹簧将防护件张紧在其第一位置或第二位置中，因此为此设计了相应的执行器，用来使防护件对抗其受到的张力而分别转到其他位置中。
[0030]防护件可以和相应执行器的组成部分构成组合部件。因此，该防护件例如可以设计成为磁体的突起部，该突起部在执行器通电时发生移动，以使得防护件从其第一位置转到第二位置或者相反地进行。
[0031]通常可以这样设计防护件，S卩，该防护件从上面、下面或后面将充电插头的锁定件夹紧在其锁定状态或者使锁定件嵌入该锁定状态，从而使锁定件卡紧在锁定状态中并且防止其转到松开状态。具体地例如可以将该防护件设计成为保险螺栓、安全钩或安全控制杆。
[0032]用于给电动车及电动车电池充电的充电站具有上述充电插头
[0033]该充电站的有利设计由以下给出:
[0034]根据本发明的充电站的一个有利设计，充电站具有插口，充电插头借助于锁定件能够锁定在插口中。
[0035]根据本发明的充电站的一个有利设计，给充电站配置了控制装置，通过控制装置能够根据充电站的运行状态来控制充电插头的防护件。
[0036]根据本发明的充电站的一个有利设计，控制装置是为了控制对应防护件相关的执行器而设置的。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]通过接下来结合附图的实施例描述清楚地体现了本实用新型的其它细节和优势。
[0038]其中:
[0039]图1示出了含有相应充电插头的充电站的示意图；
[0040]图2A示出了在第一状态下的、根据图1的充电站充电插头，包含局部切开的壳体；
[0041]图2B示出了图2A中的细节视图；
[0042]图3A示出了在第二状态下的、根据图1的充电站充电插头，包含局部切开的壳体；
[0043]图3B示出了图3A中的细节视图；
[0044]图4示出了根据图2A和3A的充电插头的立体视图。
【具体实施方式】
[0045]图1示出了电动车的充电站100，图中以充电桩的形式示例。该充电站用于给电动车或更确切地说给一辆电动车的电池充电。对此，使用者将其电动车行驶到充电站100旁，打开其车上的相应挡盖并将设置在充电站100上的充电插头I插入位于汽车挡盖后面的对应接头。
[0046]给电动车及相应电池充电的电流例如可以来自供电系统。
[0047]正如根据图1清楚所见的一样，充电插头I通过充电线102和充电站100相连，因此来自供电系统的电流可以通过充电线102和充电插头I以及电动车上相应的对应接头输送至电动车的电池。此外，充电插头I位于充电站上的插口 105中供使用者拿取。
[0048]此外，充电站100配置有控制装置200。该控制装置可以结合在充电站100中或者作为单独的单元和充电站相连。在所述第二种情况下控制装置200例如可以和多个充电站连接。控制装置200的功能会在下文中进一步地详细阐明，即在结合图2A、2B和3A、3B以及图4的充电插头I的详细说明中进行描述。
[0049]根据图2A和4该充电插头I具有壳体10，为了更好地识别图2A中的充电插头I的更多具体情况将该壳体部分切开进行展示。
[0050]此外，该充电插头I具有手柄12，通过该手柄使用者可以握住该充电插头以及例如从充电站100上取下该充电插头并且插入电动车相应的对应接头中。另外还在充电插头I上设置了具有插头或插座的插头区域14，这样就可以和汽车上相应的对应接头产生电接触。
[0051]此外，在该充电插头I上，本实施例中更确切地说是在充电插头壳体10的内部设有锁定件2。该锁定件使充电插头I跟与其接合的汽车对应接头锁定和/或使充电插头I锁定在充电站100上或更确切地说锁定在其插口 105中。图中所示的锁定件2形成为锁定杆，该锁定杆能够围绕轴20转动。
[0052]该锁定件2在锁定区段或咬合区段22上设有咬合件23，通过该咬合件能够将锁定件2锁在对应接头或充电站相应的锁定位置或咬合位置上。图中，咬合件23形成为咬钩，锁定件2可以通过该咬钩扣入相应的以开锁器形式的咬合位置或者卡住或包住相应的以咬边突出部形式的咬合位置。在将锁定件2设计为锁定杆的情况下，正如图2A所示，锁定区段22同时形成锁定杆2的操纵杆区段。
[0053]另外在图2A中示出了位于锁定状态下的锁定件2，在该状态中通常这样设置锁定件的止动件或咬合件23，以使得其和相应的(位于汽车对应接头或充电站上的)咬合位置共同咬合。锁定件2在该状态中张紧。也就是说，锁定件2在预张力的作用下自动嵌入图2A中所示的锁定状态。
[0054]为了产生这种预张力，设置了至少一个有弹性的、图中以压力弹簧形式的部件28，该部件这样地作用于锁定件2，即，使得该锁定件嵌入图2A中所示的锁定位置。在根据图2A的实施例中，在锁定件2形成为锁定杆的情况下，有弹性的部件28作用在锁定杆2的第二杠杆臂24上并因此将锁定件2压制在锁定状态下。
[0055]通过图2A和图2B中所示的、图2A放大剖面图的共同展示清楚可见，锁定件2借助于防护件3卡紧在图2A中所示的、锁定件的锁定状态中。图中该防护件形成为安全栓。
[0056]防护件3这样地作用在锁定件2上，即，使得该锁定件不能够从图2A中所示的锁定状态转变成图3A中所示的松开状态。也就是说，该防护件3阻止了锁定件2从锁定状态转变成松开状态。
[0057]在本实施例中将锁定件2设计为锁定杆的情况下，防护件3从下面夹紧位于第二杠杆臂24上的突起部25并由此防止了锁定件2围绕旋转轴20转动以致于使锁定件2转变为松开状态。
[0058]防护件3配置了以能够电操纵的磁体40或更确切说以起重磁铁形式的执行器4，通过该磁体使得防护件3能够在图2A中所示的第一位置和图3A中所示的第二位置之间来回移动，在第一位置中防护件3将锁定件2卡紧在其锁定状态，在第二位置中防护件3将锁定件2解锁使其松开。在本实施例中将防护件3设计为执行器4的可移动磁体40的突起部。相应的移动方向在图2B和3B中分别通过双箭头V表明，这两个图分别示出了图2A及3A中在防护件3区域内的断面。
[0059]图2A和3A中所示的磁体40 ( “起重磁铁”)例如可以设计为电磁铁,该电磁铁在通电情况下通过磁力移动到例如图2A中所示的第一位置中。替代性地也可以设计为可移动的永久磁铁，该永久磁铁和能够通电的电磁铁共同作用。
[0060]在图2A中所示的、锁定件2的锁定状态另外通过防护件3得以确保(“卡紧”)，在该状态下(参看图2B)只要锁定件2的锁定状态通过防护件3受到卡紧，充电插头I就可以锁定在例如电动车的对应接头上或充电站100上，如果没有卡紧的话就会通过错误操作或胡乱使用而使锁定失效。为此只需要将锁定件2的(通过防护件3卡紧的)止动件或咬合件23夹紧在位于对应接头或充电站100上的相应止动位置或咬合位置中。
[0061]由此特别是可以防止在运行的充电过程中将充电插头I (胡乱地或不经意地)从相应的对应插头中拔出或者未对充电过程开始预先授权便从相关的充电站100上摘下。为此，因为首先需要通过防护件3转换至图3A和3B中所示的(第二)位置而松开锁定件2，在该第二位置中防护件3不再卡住锁定件2，即在本实施例中锁定件的突起部25不再受到夹紧。在该锁紧状态下可以通过手动操作将锁定件2 (对抗弹性部件28的弹力)转变至图3A中所示的松开状态，并且通过锁定件2以锁定杆的形式围绕旋转轴20转动，使得在该松开状态下锁定件不和对应接头或充电桩上的相关止动件或咬合件夹紧。
[0062]为了手动操纵锁定件2，在充电插头1、特别是在其壳体10上、邻近锁定件2、特别是邻近其第二杠杆臂24设置了能够变形的区域15(例如壳体10的软构件)，该区域通过手动操纵，例如借助于手指可以这样变形，即，使得对锁定件2产生作用并使其松开。
[0063]此外，也确保了充电插头I处于图2A和2B中所示的、锁定件2的锁定状态，并且不会错误地或胡乱地和汽车上的对应接头接合，如果要进行接合的话必须首先将锁定件2转变至松开状态。
[0064]因此，为了能够松开锁定件2并从而可以使充电插头I从相应的充电桩100上取下并和汽车的对应接头接合或者可以使充电插头I从汽车的对应接头中拔出，重要的是使防护件3转变至图3A和3B中所示的第二位置中。这例如可以通过执行器4的相应通电而实现。因此大致可以这样设计，即，磁体40和防护件3—起在执行器4未通电的状态下(例如通过磁力或弹性预张力的作用)处于图3A和3B中所示的第二位置中，而在执行器通电时转变至图2A和2B中所示的第一位置中，在该第一位置中防护件3卡住锁定件2。另一方面，防护件3 (例如通过磁力或通过至少一个弹性部件)可以在第一位置中张紧，在该第一位置中该防护件将锁定件2卡紧在锁定状态，并且通过执行器4的通电而转变至第二位置，在该第二位置中该防护件允许松开锁定件2。
[0065]在该实施例中，可以借助于充电站100相关的控制装置200对执行器4进行控制。为此所需的控制导线例如可以和充电线105 (参看图1)合并成大线束。
[0066]因此大致可以这样设计，即，当充电过程按规定结束时，才能释放锁定在对应接头上的充电插头I的锁定件2以使其松开。根据监控充电过程的控制装置200借助相关的执行器4操纵防护件3而进行解锁。
[0067]以相应的方式可以这样设计，S卩，只有在授权了相应的充电过程开始的情况下，锁定在相关充电站100上的充电插头I的防护件3才能转变至图3A中所示的第二位置，该第二位置可以松开锁定件2并从而从充电站100上取下充电插头1，以便充电插头I和待充电的电动车的对应接头接合，这同样能够借助于控制装置200进行监控。
【权利要求】
1.一种用于电动车充电的充电插头，所述充电插头能够和对应接头发生电接触用来给电动车的电池充电，所述充电插头具有 -锁定件(2)，所述锁定件能够处于锁定状态并且能够通过操作而松开，以及 -防护件(3)，通过所述防护件能够将锁定件(2)卡紧在其锁定状态下， 其特征在于，锁定件(2)在其锁定状态下张紧并且能够通过防护件(3)卡紧在张紧的、锁定的状态下。
2.根据权利要求1所述的充电插头，其特征在于，只有在所述锁定件没有被所述防护件(3)卡紧的情况下，所述锁定件(2)才能从锁定状态转变至松开状态。
3.根据权利要求1或2所述的充电插头，其特征在于，所述锁定件(2)是为手动操纵而设计的，以便所述锁定件能够通过手动操作从锁定状态转变至松开状态。
4.根据权利要求1所述的充电插头，其特征在于，所述锁定件(2)形成为能够旋转的锁定杆。
5.根据权利要求1所述的充电插头，其特征在于，所述锁定件(2)具有咬合区段(22)，通过所述咬合区段使所述锁定件(2)能够咬合在对应接头或充电站(100)的锁定位置上。
6.根据权利要求1所述的充电插头，其特征在于，所述锁定件(2)通过至少一个弹性部件(28)在锁定状态中张紧。
7.根据权利要求1所述的充电插头，其特征在于，给所述防护件(3)配置了执行器(4)，以使得所述防护件(3)能够选择性地进入第一位置或第二位置，在所述第一位置中所述防护件将所述锁定件(2)卡紧在锁定状态，在所述第二位置中所述防护件允许松开所述锁定件⑵。
8.根据权利要求7所述的充电插头，其特征在于，所述执行器(4)具有能够电操纵的磁体(40)、驱动电机或气动的传动装置。
9.根据权利要求7所述的充电插头，其特征在于，所述充电插头⑴的执行器⑷和用来控制所述执行器(4)的控制装置(200)连接。
10.根据权利要求9所述的充电插头，其特征在于，能够根据所述充电站(100)的运行状态通过所述控制装置(200)对所述充电插头(1)的执行器(4)进行控制。
11.根据权利要求7所述的充电插头，其特征在于，所述防护件(3)通过操纵所述执行器(4)转至第一位置。
12.根据权利要求1所述的充电插头，其特征在于，在锁定件处于锁定状态下时，所述防护件(3)在第一位置中张紧，在所述第一位置中所述防护件卡住所述锁定件(2)。
13.根据权利要求7所述的充电插头，其特征在于，所述防护件(3)通过操纵所述执行器(4)转至第二位置，在所述第二位置中所述防护件将所述锁定件(2)解锁使其松开。
14.根据权利要求1所述的充电插头，其特征在于，所述充电插头(1)通过充电线(102)和电动车的充电站(100)连接。
15.一种用于电动车充电的充电站，其特征在于，所述充电站具有根据上述权利要求中任意一项所述的充电插头。
16.根据权利要求15所述的充电站，其特征在于，所述充电站(100)具有插口(105)，所述充电插头(1)借助于所述锁定件(2)能够锁定在所述插口中。
17.根据权利要求16所述的充电站，其特征在于，给所述充电站(100)配置了控制装置(200)，通过所述控制装置能够根据所述充电站(100)的运行状态来控制所述充电插头(1)的防护件⑶。
18.根据权利要求17所述的充电站，其特征在于，所述控制装置(200)是为了控制对应所述防护件(3)相关的执行器(4)而设置的。
【文档编号】B60L11/18GK204190080SQ201420026539
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】弗雷德里克·埃芬贝格尔, 罗伯特·巴贝子基 申请人:菲尼克斯电气公司