一种车辆充电弓及充电系统的制作方法

本实用新型涉及新能源技术领域，具体而言，涉及一种车辆充电弓及充电系统。

背景技术：

随着汽车工业迅速发展，我国石油消耗对外依存度持续升高，为了缓解石油短缺的局面，电动汽车得到了广泛的推广和普及。

但是，由于电动汽车以电能作为动力，因此，在电动汽车使用的过程中，需要对其进行充电。现有技术中，为了实现电动汽车的充电，在每辆电动汽车的车顶部设置有一套可升降的充电弓，当汽车需要充电时，通过调节设置在车顶部的充电弓使其搭接在固定的充电弓架上，实现对汽车的充电。

但是，现有技术中，每一辆电动汽车上设置有一套充电弓，成本较大，并且，充电弓随着车辆行驶时会受到颠簸，容易损坏，减少了充电弓的使用寿命。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种车辆充电弓及充电系统，以解决或试图缓解上述技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种车辆充电弓，其中，所述车辆充电弓包括：充电弓体和弓头部，所述弓头部安装在所述充电弓体的顶端；

所述弓头部包括充电接口和可伸缩机构，所述充电接口设置在所述可伸缩机构的移动端；

所述充电弓体，用于支撑所述弓头部；

所述可伸缩结构，用于带动所述充电接口上下运动，以使所述充电接口运动至充电位置或者原始位置；

所述充电接口，用于在位于充电位置时，与待充电的车辆的受电接口连接，为所述车辆充电。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第一种可能的实现方式，其中，所述弓头部可拆卸的安装在所述充电弓体的顶端。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第二种可能的实现方式，其中，所述弓头部还设置有防护罩，所述防护罩为下端开口的矩形腔体；

所述防护罩设置在所述可伸缩机构的顶部；

所述可伸缩机构，用于在所述车辆充电完毕后，带动所述充电接口上升，以使所述充电接口缩回所述防护罩内。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第三种可能的实现方式，其中，还包括控制器和驱动部；

所述驱动部分别与所述控制器和所述可伸缩机构连接；

所述驱动部，用于接收所述控制器发送的控制指令，根据所述控制指令驱动所述可伸缩机构上下运动。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第四种可能的实现方式，其中，所述驱动部包括伺服驱动器和伺服电机；

所述伺服驱动器与所述控制器和所述伺服电机连接，所述伺服电机与所述可伸缩机构连接；

所述伺服驱动器，用于接收所述控制器发送的控制指令，根据所述控制指令驱动所述伺服电机转动，以使所述伺服电机带动所述可伸缩机构上下运动。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第五种可能的实现方式，其中，所述可伸缩机构包括可伸缩杆，所述可伸缩杆上设置有保护壳；

所述保护壳上设置有位置传感器，所述位置传感器与所述控制器连接；

所述位置传感器，用于在所述充电接口向上运动时，采集所述充电接口的位置信号，并将所述位置信号发送给所述控制器；

所述控制器，用于接收所述位置信号，根据所述位置信号控制所述可伸缩机构继续或者停止向上运动。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第六种可能的实现方式，其中，所述充电接口上还设置有压力传感器，所述压力传感器与所述控制器连接；

所述压力传感器，用于在所述充电接口下降的过程中，采集所述充电接口受到的压力值，并将所述压力值发送给所述控制器；

所述控制器，用于接收所述压力值，将所述压力值与预设压力值行比对，在确定所述压力值达到所述预设压力值时，控制所述可伸缩机构停止下降。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第七种可能的实现方式，其中，所述充电接口上还设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器连接；

所述控制器还与充电机连接；

所述温度传感器，用于在所述车辆充电时，采集所述充电接口的温度值，并将所述温度值发送给所述控制器；

所述控制器，用于接收所述温度值，并将所述温度值与预设温度值进行比较，当所述温度值达到所述预设温度值时，控制所述充电机停止给所述车辆充电。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，本实用新型实施例提供了上述第一方面的第八种可能的实现方式，其中，还设置有触控显示屏；

所述触控显示屏与所述控制器连接；

所述触控显示屏，用于响应于用户的触控指令，从所述控制器获取所述触控指令对应的执行结果，并显示所述执行结果。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种车辆充电系统，其中，所述系统包括充电机和上述第一方面所述的车辆充电弓；

所述充电机和所述车辆充电弓连接。

在本实用新型实施例提供的车辆充电弓及充电系统中，充电弓固定设置在某个位置，当车辆驶来时，则为车辆充电，避免了在每辆车辆上都设置一套充电弓，减少了成本，并且，避免充电弓设置在车辆上受到颠簸，使用寿命较长。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型一实施例所提供的车辆充电弓的结构图；

图2示出了本实用新型一实施例所提供的车辆充电弓的弓头部的结构图；

图3示出了本实用新型一实施例所提供的车辆充电弓的弓头部的第二种结构图；

图4示出了本实用新型一实施例所提供的车辆充电弓中，充电铜排的仰视图；

图5示出了本实用新型一实施例所提供的车辆充电弓中，充电铜排的直流正铜排的局部侧视图；

图6示出了本实用新型又一实施例所提供的车辆充电弓的结构示意图；

图7示出了本实用新型另一实施例所提供的车辆充电系统的结构示意图。

图标：110-充电弓体；120-弓头部；121-充电接口；122-可伸缩机构；1221-保护壳；123-防护罩；124-推拉门；1211-支撑梁；1212-直流正铜排；1213-直流负铜排；1214-信号铜排；1215-接地铜排；1216-挡水板；1217-弹簧；1218-绝缘子；1219-压力传感器；310-控制器；320-驱动部；321-伺服驱动器；322-伺服电机；330-位置传感器；340-压力传感器；350-温度传感器；360-触控显示屏；510-充电机；520-车辆充电弓。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型一实施例提供了一种车辆充电弓，如图1和2所示，该充电弓包括充电弓体110和弓头部120，弓头部120安装在充电弓体110的顶端；

上述弓头部120包括充电接口121和可伸缩机构122,充电接口121设置在可伸缩机构122的移动端；

上述充电弓体110，用于支撑弓头部120；

上述可伸缩机构122，用于带动充电接口上下运动，以使上述充电接口运动至充电位置或者原始位置；

上述充电接口121，用于在位置充电位置时，与待充电的车辆的受电接口搭接，为该车辆充电。

其中，上述充电接口121可以是充电铜排、充电碳刷等，本实用新型实施例并不对上述充电接口121的具体形式进行限定。

其中，上述充电弓本体包括充电弓支架和充电弓底座，该充电弓底座用于将车辆充电弓固定在底面上，具体的，本实用新型实施例提供的车辆充电弓可以设置在路边、车站等位置。当车辆需要充电时，则驶至某个车辆充电弓下进行充电。

上述车辆可以是电动汽车。

本实用新型实施例提供的车辆充电弓的高度高于车辆，一般的，可以以最高的车辆为标准，将该车辆充电弓的高度设置为高于最高的车辆，这样，可以给所有车辆充电。

一般的，为了实现对车辆的充电，在车辆上只需要设置受电接口即可，这样，当车辆需要充电时，将车辆行驶到车辆充电弓下方的预设位置处，车辆充电弓上的可伸缩机构122会带动充电接口121下降，直至与设置于车辆上的受电接口(受电弓)搭接，将充电接口121当前所处的位置记为充电位置，这时，可伸缩机构122停止运动，由充电接口121为车辆充电，当充电结束后，可伸缩机构122带动充电接口121向上运动，直至运动到原始位置，该原始位置指的是充电接口121处于未充电状态时的标准停放位置，该位置可以是预先设置好的。

进一步的，由于车辆充电弓体积比较庞大，为方便对弓头部120进行维修、定期保养或者更换，在本实用新型实施例中，上述弓头部120可拆卸的安装在充电弓体110的顶端。

具体的，上述弓头部120可以通过螺栓固定在充电弓体110的顶端，也可以通过插接的方式安装在充电弓体110的顶端。这样，当需要对弓头部120进行维护或者更换时，可以直接从充电弓体110上拆卸下来。本实用新型实施例并不对弓头部120和充电弓体110之间的具体连接方式进行限定，只要是可以实现弓头部120的拆卸即可。

由于车辆充电弓的弓头部120在未充电的情况下长期暴露于户外，可能会受到雨雪、腐蚀性气体等的影响，导致弓头部120内部的元器件腐蚀、加速老化等，容易缩短弓头部120的使用寿命。因此，在本实用新型实施例提供的车辆充电弓的弓头部120还设置有防护罩123，该防护罩为下端开口的矩形腔体，如图2所示。

防护罩123设置在可伸缩机构122的顶部；

上述可伸缩机构122，用于在车辆充电完毕后，带动上述充电接口121上升，以使充电接口121缩回防护罩123内。

具体的，上述防护罩123为一个下端开口的矩形腔体，在车辆充电弓处于未充电状态时，容纳在上述防护罩内，这样可以避免受到风雪等的影响。在需要给车辆充电时，可伸缩机构122带动上述充电接口121向下运动至防护罩外，当充电完毕后，可伸缩机构122带动上述充电接口121收缩回上述防护罩123内。

进一步的，为了更好的防护弓头部120，避免弓头部120受到外界环境的影响，如图3所示，在本实用新型实施例中，还可以在防护罩123的下端开口处设置推拉门124，这样，当需要使用充电接口121给车辆充电时，将该推拉门124拉开，使得充电接口121能够在可伸缩机构122的带动下下降至充电位置，当充电完毕后，充电接口121被可伸缩机构122带回至原始位置后，将该推拉门124关闭，如图4所示。

其中，本实用新型实施例中的防护罩123可由塑料、不锈钢或者玻璃等材料制成。

进一步的，为了实现上述可伸缩机构122的自动上升及下降，如图4所示，本实用新型实施例提供的车辆充电弓还包括控制器310和驱动部320；

上述驱动部320分别与控制器310和可伸缩机构122连接；

上述驱动部320，用于接收控制器310发送的控制指令，根据上述控制指令驱动可伸缩机构122上下运动。

具体的，如果上述控制指令为控制可伸缩机构122上升，则驱动部320驱动可伸缩机构122向上运动；如果上述控制指令为控制可伸缩机构122下降，则驱动部320驱动可伸缩机构122向下运动。

具体的，上述控制指令可以是由工作人员通过点击车辆充电弓上设置的按钮触发的，也可以是由司机发出的，具体的，在车辆上设置有触摸屏及通信器件，司机通过触摸屏下发降弓或者升弓的控制指令，并通过通信模块将该指令发送给控制器310。

具体的，如图4所示，上述驱动部320驱动可伸缩机构122上下运动，是通过伺服驱动器321和伺服电机322实现的；

其中，上述伺服驱动器321与控制器310和伺服电机322连接，伺服电机322与可伸缩机构122连接；

上述伺服驱动器321，用于接收控制器310发出的控制指令，根据该控制指令驱动伺服电机322转动，以使伺服电机322带动可伸缩机构上下运动。

具体的，上述伺服驱动器321可以驱动伺服电机322正转或者反转，在一种具体实施方式中，当上述控制指令为控制可伸缩机构122下降时，伺服驱动器321驱动伺服电机322正转，伺服电机带动可伸缩机构122向下运动；当上述控制指令为控制可伸缩机构122上升时，伺服驱动器321驱动伺服电机322反转，伺服电机322带动可伸缩机构122向上运动。

进一步的，在可伸缩机构122带动充电接口121向上运动时，为了使得充电接口121能够准确的停止在原始位置处，或者，为了防止可伸缩机构122带动充电接口121向上运动时撞到顶端，如图4所示，在本实用新型实施例中，还设置有位置传感器330，该位置传感器330与控制器310连接；

具体的，在本实用新型实施例中，上述可伸缩机构包括可伸缩杆和与所述可伸缩杆铰接的支撑臂，为了防止灰尘等对可伸缩杆的污染，在所述可伸缩杆上设置有保护壳1221，如图2所述。

上述位置传感器设置在保护壳1221上。

上述位置传感器330，用于在充电接口向上运动时，采集上述充电接口121的位置信号，并将该位置信号发送给控制器310；

上述控制器310，用于接收该位置信号，根据该位置信号控制上述可伸缩机构122继续或者停止向上运动。

一种具体实施方式中，可以在保护壳1221的A位置设置一个位置传感器，在保护壳1221的B位置处设置一个位置传感器，A位置和B位置在保护壳1221上的不同高度处，具体的，A位置对应充电接口的原始位置，B位置对应充电接口的极限位置，该极限位置指的是充电接口121最高上升至的一个位置。

在可伸缩机构122带动充电接口121上升的过程中，当充电接口121上升至A位置处时，设置在A位置处的位置传感器会生成一个位置信号，并将该位置信号发送给控制器310，控制器310控制可伸缩机构122停止上升。

为了防止A位置处的位置传感器出现故障而导致无法检测出位置信号，本实用新型实施例中在B位置处还设置有位置传感器，以防止在A位置处的位置传感器出现故障时，出现可伸缩机构122一直带动充电接口121上升，从而导致充电接口121超过极限位置而损坏的情况。

除此之外，还可以在A位置和B位置的中间位置处设置多个位置传感器，本实用新型实施例比并不对此进行限定。

具体的，上述位置传感器可以是接近开关或者行程开关。

另外，在可伸缩机构122带动充电接口121下降的过程中，为了能够准确的控制充电接口121停止在充电位置，如图4所示，在本实用新型实施例提供的车辆充电弓的充电接口121上还设置有压力传感器340，该压力传感器340与控制器310连接；

上述压力传感器340，用于在上述充电接口121下降的过程中，采集充电接口121受到的压力值，并将该压力值发送给控制器310；

上述控制器310，用于接收上述压力值，将该压力值与预设压力值进行比对，在确定该压力值达到预设压力值时，控制可伸缩机构122停止下降。

在一种具体实施方式中，本实用新型实施例提供的充电接口121可以为充电铜排，上述充电接口121的一种具体结构如图4和5所示，上述充电接口121包括一个矩形的支撑梁1211，以及固定在所述矩形支撑梁上的直流正铜排1212、直流负铜排1213、信号铜排1214和接地铜排1215，进一步的，如图5所示，在直流正铜排1212、直流负铜排1213、信号铜排1214和接地铜排1215上面分别设置有挡水板1216，上述充电接口121包括四个挡水板1216，每个挡水板1216与支撑梁1211通过弹簧1217连接，挡水板1216和位于其下的铜排通过绝缘子1218连接，压力传感器1219设置在支撑梁1211的下侧面上。

本实用新型实施例中压力传感器340的应用主要包括如下两方面：

第一方面，在充电接口121下降的过程中，分为两个阶段：首先控制可伸缩机构122加速下降，进而带动充电接口加速下降，直至下降至距离车顶预设距离后，停止控制可伸缩机构122加速下降；之后，则控制可伸缩机构122缓慢下降，并且实时采集充电接口121受到的压力值，并将采集的压力值发送给控制器310，由控制器310将该压力值与预设压力值进行比较，当确定该压力值达到预设压力值时，则说明充电接口121已经达到充电位置，此时，控制器310控制可伸缩机构122停止下降。

具体的，在本实用新型实施例中，在直流正铜排和直流负铜排均设置有压力传感器，只有两个压力传感器采集的压力值均达到预设压力值，并且没有超过上限压力值时，说明充电接口下降至充电位置。

如果，在充电接口下降的过程中，两个压力传感器一直没有采集到压力值，则认为车辆没有停到预设位置处，这时，需要调整车辆的位置后，重新控制充电接口下降；如果其中一个压力传感器采集的压力值很大，另外一个压力传感器采集的压力值还没有达到预设压力值，即两个压力值相差比较大，这时也不允许进行充电。

第二方面，在给车辆充电的过程中，需要充电接口121受到的压力值保持在一个预设范围内，因此，在充电过程中也是需要实时采集充电接口受到的压力值。因为，对于大型公交车这种情况，在充电的过程中可能会有乘客的上下车，会导致车辆的高度发生变化，进而使得充电接口121与设置在车顶上的受电接口之间的挤压程度发生变化。具体的，比如说，在车辆充电的过程中，有乘客下车时，会导致车辆的重量减轻，进而使得车辆的高度上升，这时，可能会使得充电接口121受到的压力值超过预设范围，这时，需要控制可伸缩机构122带动充电接口121上升，直至充电接口121受到的压力值保持在预设范围内。

进一步的，为了防止在给出车辆充电的过程中，出现意外事故，比如说，在充电过程中，充电接口121上有异物或者充电接口121与受电接口中间短接，而导致充电接口121温度异常，最终导致充电接口121或者受电接口被烧毁，因此，如图6所示，在本实用新型实施例中，充电接口121上还设置有温度传感器350，温度传感器350与控制器310连接；

并且，在本实用新型实施例中，控制器310还与充电机连接；

上述温度传感器350，用于在车辆充电时，采集充电接口的温度值，并将该温度值发送给控制器310；

上述控制器310，用于接收上述温度值，并将上述温度值与预设温度值进行比较，当上述温度值达到预设温度值时，控制上述充电机停止给车辆充电。

具体的，在本实用新型实施例中，充电机和控制器310之间通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线进行连接。

具体的，在本实用新型实施例中，在充电接口121的直流正铜排和直流负铜排上分别设置有两个温度传感器。

具体的，上述充电机与电源连接，接收电源传输的交流电，并将该交流电转换成直流电。

在本实用新型实施例中，当充电接口121下降到充电位置处后，司机可以通过设置在车辆上的触摸屏向充电机发送控制指令，以使充电机开始给充电接口121供电，以使充电接口121给车辆充电。

其中，上述充电机可以是充电箱变。

具体的，在本实用新型实施例中，上述车辆和车辆充电弓基于无线保真(wireless fidelity，WI-FI)网络进行通信。

在一种具体实施方式中，在车辆充电弓内和车辆上均设置CAN转WI-FI器件和通信器件，上述CAN转WI-FI器件用于将采集到的CAN信号转换成WI-FI网络数据，并通过通信器件发送出去。

另外，在本实用新型实施例中，上述充电机还与充电接口121电连接，将直流电传输给充电接口121，以使充电接口121给车辆充电。

进一步的，为了能够获取温度传感器、压力传感器、位置传感器等的具体数值，以及控制器310、驱动部320等的运行状况，如图6所示，本实用新型实施例提供的车辆充电弓还设置有触控显示屏360；

上述触控显示屏360与控制器310连接；

上述触控显示屏360，用于响应于用户的触控指令，从上述控制器310获取触控指令对应的执行结果，并显示该执行结果。

具体的，上述触控指令可以时获取驱动部320的运行情况、或者是获取压力传感器采集的压力值等内容，本实用新型实施例并不对上述触控指令的具体内容进行限定。

除此之外，在本实用新型实施例提供的车辆充电弓的充电弓体110上还设置有显示屏，该显示屏作为广告显示栏，可以投放广告等内容。

具体的，本实用新型实施例提供的车辆充电弓的额定电流为750A，且为直流电流，额定电压为1000V，且为直流电压。

另外，在本实用新型实施例提供的车辆充电弓上还设置有照明系统和应急照明系统，具体的，该照明系统可以通过控制器310进行控制。

本实用新型实施例提供的车辆充电弓，充电弓固定设置在某个位置，当车辆驶来时，则为车辆充电，避免了在每辆车辆上都设置一套充电弓，减少了成本，并且，避免充电弓设置在车辆上受到颠簸，使用寿命较长。

本实用新型另一实施例还提供了一种车辆充电系统，如图7所示，该系统包括充电机510和上述实施例中提供的车辆充电弓520；

上述充电机510和车辆充电弓520连接。

具体的，上述充电机510和车辆充电弓520通过CAN总线进行连接。

进一步的，上述系统还包括车辆，车辆与充电机510通过无线网络连接。

本实用新型实施例提供的车辆充电系统，包括车辆充电弓和充电机，充电弓固定设置在某个位置，当车辆驶来时，则为车辆充电，避免了在每辆车辆上都设置一套充电弓，减少了成本，并且，避免充电弓设置在车辆上受到颠簸，使用寿命较长。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。