一种新能源汽车的充电桩以及充电方法与流程

本发明创造属于汽车充电技术领域，尤其是涉及一种新能源汽车的充电桩以及充电方法。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。其相对燃油汽车对环境的影响小，前景被广泛看好，但当前的技术尚不成熟。

动力电池是制约电动汽车续航里程的关键因素，汽车充电成为新能源汽车发展过程中的一个重要部分，充电系统基础设施建设不足，将严重制约电动汽车产业的发展，充电桩相当于加油站里面的加油机，可以根据不同电压等级为各种型号的新能源汽车充电。

在电动汽车充电时，需要将充电枪从充电桩上取下来，与电动汽车的充电端口连接，充电结束后，将充电枪放回充电桩，并将充电电缆悬挂至充电桩的侧壁上。然而现有充电电缆粗、重，使用时通过拖扯在地上移动，以造成电缆的绝缘破损，引发漏电危险，缩短电缆的使用寿命，增加成本。同时，充电枪插入充电桩牢固性差，产生跌落易造成损坏。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种新能源汽车的充电桩以及充电方法，以解决充电桩不能对充电电缆收线和放线的技术问题，同时也解决充电枪固定不牢固导致跌落损坏的技术问题。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种新能源汽车的充电桩，包括充电桩壳体和充电枪，充电桩壳体内部设置充电模块，充电模块下方设置固定在充电桩壳体上的旋转机构，充电模块与电缆一端相连，电缆缠绕在旋转机构上，充电桩壳体侧面底部设置出线口，电缆的另一端穿过出线口与充电枪相连，充电桩壳体侧面上部设置用于固定充电枪的槽体，充电桩壳体正面上部设置显示屏，显示屏下方设置刷卡区。

进一步的，所述旋转机构包括互相平行的固定板和转盘，固定板固定在充电桩壳体底部，转盘轴心处分别设置转轴，转轴两端分别固定在固定板和充电桩壳体上且转动连接，转盘下表面固定被动齿轮，被动齿轮一侧与主动齿轮啮合，主动齿轮轴心连接驱动杆，驱动杆固定在电机上，电机固定在充电桩壳体底面上，转轴顶面高于固定板顶面，转轴顶部从上到下设置从轴心向侧壁倾斜的穿线孔，穿线孔的顶端设置在转轴顶面轴心处，穿线孔的另一端设置在固定板和转盘之间的转轴侧壁上。

进一步的，所述固定板和转盘之间的转轴长度是电缆直径的1倍以上且2倍以下。

进一步的，所述充电枪包括截面带缺口的圆柱状主体，主体的缺口面固定限位块，主体前端同轴心设置枪头，主体下部的侧壁设置手柄，手柄末端通过固定轮与电缆端部固定，主体的后端面设置电缆开关和充电开关，电缆开关为拨杆开关，包括四种状态，分别为复位、正转、反转以及通电，电缆开关与控制系统相连。

进一步的，所述限位块包括一个长条形第一铁块，主体的缺口面设置长边沿轴向方向的长条形槽体，第一铁块置于相匹配的长条形槽体内，第一铁块中部固定与槽体底面垂直的第二铁块，第二铁块的顶部沿远离槽体底面方向延伸，第一铁块上覆盖环形的固定壳，固定壳、第一铁块和主体上从上到下分别设置安装孔，通过螺栓将限位块固定在主体上。

进一步的，所述第二铁块的宽度占第一铁块宽度的1/4-1/3，第二铁块的顶面为以柱体轴线为轴的弧面，第二铁块的弧面半径比主体的半径大，长条形槽体的深度比第一铁块的厚度大。

进一步的，所述槽体包括容纳充电枪主体和枪头的圆柱槽和容纳限位块的固定槽，圆柱槽侧壁与同轴心的固定槽贯通，固定槽包括从充电桩壳体侧壁向里延伸的插入槽和与插入槽底部连通的旋转槽，旋转槽远离插入槽方向的槽壁设置固定孔，固定孔设置电磁铁，电磁铁与控制电路相连，控制电路与控制系统相连。

进一步的，所述限位块能够从插入槽插入，并以主体的轴线为轴在旋转槽内转动，旋转槽对应的圆心角在30°-60°之间。

一种新能源汽车充电桩的充电方法，包括以下几个步骤：

s1、刷卡，在显示屏设置充电的相关信息，取出充电枪；

s2、旋转机构放线并通过充电枪上的电缆开关微量调节电缆长度；

s3、将电缆开关拨至通电状态，打开充电开关，使充电枪为车辆充电；

s4、当按照显示屏设定的充电信息完成充电后，关闭充电开关，并将电缆开关拨至复位状态，控制系统读取复位信息并控制旋转机构收线，控制系统开启电磁铁电路；

s5、收线完成后，将充电枪固定在充电枪壳体侧壁的槽体内，限位块沿插入槽向里插入至插入槽底部，将充电枪本体沿轴线转动，限位块在旋转槽内转动，由于电磁铁的吸引力使限位块与电磁铁固定，放枪过程完成；

s6、显示屏提示充电完成信息并扣除充电费用。

进一步的，所述步骤s1中刷卡后，控制系统接收刷卡信息，并开启触摸屏显示器，操作者能够在显示屏设置电缆长度信息、充电量信息，同时控制系统控制电磁铁电路断电，电磁铁与充电枪限位块的磁场消失，充电枪沿旋转槽旋转并从插入槽拔出。

相对于现有技术，本发明创造所述的一种新能源汽车的充电桩以及充电方法具有以下优势：

(1)本发明所述的充电枪通过旋转后能够牢固的固定在充电桩的侧壁，同时电磁铁通电吸附限位铁块，有效防止充电枪发生跌落的风险。

(2)本发明所述的电缆通过旋转机构能够收集到充电桩底部，防止电缆收线和放线过程与地面产生的摩擦，从而产生的磨损问题。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造充电桩的主视图；

图2为本发明创造充电桩的右视图；

图3为本发明创造充电枪的主视图；

图4为本发明创造充电枪的俯视图；

图5为本发明创造充电枪沿a-a的示意图；

图6为本发明创造充电桩侧壁上限位块固定槽的立体图。

附图标记说明：

1、充电桩壳体；11、固定槽；111、插入槽；112、旋转槽；113、固定孔；114、圆柱槽；12、刷卡区；13、出线口；14、第二轴承；2、显示屏；3、旋转机构；31、固定板；311、第一轴承；312、通孔；32、转盘；321、被动齿轮；33、转轴；331、穿线孔；34、驱动杆；341、主动齿轮；35、电机；4、充电枪；41、主体；42、枪头；43、手柄；44、固定轮；45、固定壳；46、垫片；47、螺栓；5、电缆；6、电磁铁；7、控制电路；8、限位块；81、第一铁块；82、第二铁块；9、电缆开关；10、充电开关。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，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发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

如图1-2所示，一种新能源汽车的充电桩，包括充电桩壳体1和充电枪4，充电桩壳体1内部设置充电模块，充电模块下方设置固定在充电桩壳体1上的旋转机构3，充电模块与电缆5一端相连，电缆5缠绕在旋转机构3上，充电桩壳体1侧面底部设置出线口13，出线口13的直径比电缆5的直径大，出线口13内边缘固定防止电缆5磨损的缓冲材料，如泡棉等，电缆5的另一端穿过出线口13与充电枪4相连，充电桩壳体1侧面上部设置用于固定充电枪4的槽体，充电桩壳体1正面上部设置显示屏2，显示屏2下方设置刷卡区12，刷卡区12内部通过读取芯片连接至控制系统。

旋转机构3能够控制电缆5伸出到充电桩壳体1外部的长度，旋转机构3包括互相平行的固定板31和转盘32，转盘32同轴心上下分别设置转轴33，下侧转轴33的底部固定在充电桩壳体1底部面上，充电桩壳体1底面设置第二轴承14，转轴33底端嵌入第二轴承14内，上侧转轴33顶端转动的固定在固定板31上，固定板31的截面与充电桩壳体1内壁形状相同的结构，固定板31的侧壁与充电桩壳体1内壁固定，固定板31与转盘32平行设置，固定板31轴心设置通孔312，通孔312内侧固定第一轴承311，上侧转轴33的顶端嵌入第一轴承311内，且转轴33顶面与固定板31顶面持平，转轴33顶部设置从轴心向侧壁倾斜的穿线孔331，穿线孔331的顶端设置在转轴33顶面轴心处，穿线孔331的另一端设置在固定板31和转盘32之间的转轴33侧壁上，穿线孔331构成固定电缆5的通道，转盘32下表面设置被动齿轮321，被动齿轮321通过齿轮盖帽固定在下侧的转轴33上，被动齿轮321一侧与主动齿轮341啮合，主动齿轮341底面的轴心固定连接在驱动杆34的顶端，驱动杆34的底端与电机35的转轴相连。电缆5一端与充电模块连接，电缆5另一端穿过穿线孔331顶部从转轴33侧壁穿出，通过电机35带动转盘32转动，并将电缆5缠绕在转盘32和固定板31之间的转轴33上，电缆5最终从出线口13穿出到充电桩壳体1外部。固定板31和转盘32之间的转轴33长度是电缆5直径的1倍以上且2倍以下，以使电缆5缠绕时不会发生错位。

如图3-5所示，充电枪4包括主体41，主体41为截面带缺口的圆柱状结构，主体41前端同轴心设置枪头42，主体41下部的侧壁设置便于握持的手柄43，主体41与手柄43轴线的夹角在135°-150°之间，手柄43侧壁为防滑的波浪结构，手柄43末端通过固定轮44与电缆5端部固定，电缆5的线芯分别与充电枪4内部的电路形成电连接，主体41的后端面设置电缆开关9和充电开关10。

主体41的缺口面中心固定限位块8，限位块8包括一个长条形第一铁块81，主体41的缺口面设置长边沿轴向方向的长条形槽体，第一铁块81置于相匹配的长条形槽体内，长条形槽体的深度比第一铁块81的厚度大，第一铁块81中部设置与长条形槽体底面垂直的第二铁块82，第二铁块82的宽度占第一铁块81宽度的1/4-1/3，第二铁块82的顶部沿远离长条形槽体底面方向延伸，第二铁块82的顶面为以主体41轴线为轴的弧面，环形垫片46套设在第二铁块82上，垫片46上方覆盖环形的固定壳45，固定壳45、垫片46、第一铁块81和主体41上从上到下分别设置安装孔，通过螺栓47将限位块8固定在主体41上，第二铁块82弧面的半径比主体41的半径大。

主体41后端分别设置电缆开关9和充电开关10，电缆开关9能够控制电机35的开启与停止以及电机35的正转与反转，电缆开关9为拨杆开关，包括四种状态，分别为复位、正转、反转以及通电，正转、反转分别控制旋转机构3的转动实现电缆5的收线和放线状态，拨杆置于通电状态时，充电枪4与车辆连接后，充电开关10闭合才能充电，若拨杆处于非通电状态，即使充电开关10闭合，充电电路仍处于短路状态。

如图6所示，充电桩壳体1侧面在出线口13上方设置用于固定充电枪4的槽体，槽体包括容纳充电枪主体41和枪头42的圆柱槽114和容纳限位块8的固定槽11，圆柱槽114侧壁与同轴心的固定槽11贯通，固定槽11包括从充电桩壳体1侧壁向里延伸的插入槽111和与插入槽111底部连通的旋转槽112，旋转槽112远离插入槽111方向的槽壁设置固定孔113，固定孔113设置电磁铁6，电磁铁6与控制电路7相连，控制电路7与控制系统相连。旋转槽112远离插入槽111的侧壁呈竖直状态，旋转槽112对应的圆心角在30°-60°之间。

控制系统分别与显示屏2、刷卡区12、电磁铁6的控制电路7、电缆开关9连接。

一种新能源汽车充电桩的充电方法，主要包括以下几个步骤：

s1、刷卡并在显示屏2设置充电的相关信息，并取充电枪4；

刷卡后，控制系统接收刷卡信息，并开启触摸屏显示屏2，操作者能够在显示屏2设置电缆5长度信息、充电量信息，显示屏2还可显示充电时长信息等。

同时控制系统控制电磁铁6的控制电路7断电，电磁铁6与限位块8的磁场消失，充电枪4沿旋转槽112旋转并从插入槽111拔出。

s2、旋转机构3放线并通过充电枪4上的电缆5开关微量调节电缆5至适宜长度；

将充电枪4从充电桩壳体1取下，并将电缆5开关从复位状态拨至反转状态而后回拨至复位状态，电机35启动，手拖动电缆5至车辆充电口，当按照显示屏2设定的电缆5长度放线完成后，通过判断枪头42与车辆充电口之间的距离，可以通过电缆开关9微调电缆5的长度，并使枪头42插入并固定在车辆的充电口。

s3、将电缆5开关拨至通电状态，打开充电开关10，使充电枪4为车辆充电；

s4、当按照显示屏2设定的充电信息完成充电后，关闭充电开关10，并将电缆5开关拨至复位状态，控制系统读取复位信息并控制电机35使旋转机构3正转将电缆5收线，控制系统开启电磁铁6电路；

s5、收线完成后，将充电枪4固定在充电枪4壳体侧壁的槽体内，限位块8沿插入槽111向里插入至插入槽111底部，将充电枪4本体沿轴线转动，限位块8在旋转槽112内转动，由于电磁铁6的吸引力使限位块8与电磁铁6固定，放枪过程完成；

s6、显示屏2提示充电完成信息并扣除充电费用。

该装置所述的充电枪4通过旋转后能够牢固的固定在充电桩壳体1的侧壁，同时电磁铁6通电吸附限位铁块，有效防止充电枪4发生跌落的风险，电缆5通过旋转机构3能够收集到充电桩底部，防止电缆5收线和放线过程与地面产生的摩擦，从而产生的磨损问题，该充电桩充电方法简便、充电便捷，同时操作过程不会造成漏电，该装置的安全性高。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。