一种电动汽车用充电桩及运行方法与流程

本发明涉及充电桩领域，特别是涉及一种电动汽车用充电桩及运行方法。

背景技术：

充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以为电动汽车充电。现有的室内用充电桩主要以站立式与壁挂式为主，站立式需要占用地面空间，壁挂式需要有竖立的墙壁或柱子，在很多场合无法满足要求。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种电动汽车用充电桩及运行方法，旨在提供一种不占用地面空间、且也不依赖于墙壁安装的电动汽车用充电桩及运行方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的电动汽车用充电桩，包含用于埋设于地下的充电桩本体，还包括充电枪；所述充电桩本体内设置有主控模块、充电管理模块与无线充电组件，所述无线充电组件包含设置于所述充电桩本体顶部的无线充电线圈；所述充电管理模块连接所述主控模块，所述充电枪通过充电电缆连接所述充电管理模块，所述无线充电组件连接所述充电管理模块；

所述充电桩本体上设置有连接所述主控模块的阻挡单元，所述阻挡单元包括阻挡架，所述阻挡架可在凸出于地面的凸起状态以及缩入所述充电桩本体的缩入状态间切换；

所述充电枪通过收纳组件安装在所述充电桩本体上，所述收纳组件包括可在立起状态与收纳状态之间切换的旋转臂，收纳状态下，所述旋转臂带动所述充电枪整体缩入地下；

还包括验证模块。

进一步地，所述旋转臂的垂直于长度方向的截面呈u字形，且其一端可相对于所述充电桩本体可控旋转，其另一端具有用于挂住所述充电枪的挂接座，所述充电桩本体内设置有卷线器，与所述充电枪连接的充电电缆绕过所述卷线器后与所述充电管理模块连接；收纳状态下，所述旋转臂的开口朝下。

进一步地，所述阻挡单元包括前后两个阻挡架，每个所述阻挡架相对于所述充电桩本体转动连接，所述充电桩本体内设置有驱动所述阻挡架转动的驱动单元，所述驱动单元包括两个滑块，两个滑块分别通过两个连杆连接两个阻挡架；所述驱动单元还包括电机以及由电机驱动的双向丝杠，所述双向丝杠的两端分别为左旋螺纹以及右旋螺纹，两个所述滑块上分别设置与左旋螺纹以及右旋螺纹配合使用的左旋螺母与右旋螺母；所述电机电连接所述主控模块。

进一步地，所述验证模块安装在所述阻挡架上，所述验证模块包括摄像头、无线感应模块以及可识别码；所述摄像头与无线感应模块均电连接所述主控模块；用户通过扫描所述可识别码可建立与所述主控模块的连接。

进一步地，所述挂接座包括包含座体以及对称铰接在所述座体上的两个卡接件，两个所述卡接件的转动中心重合；所述卡接件具有弧形部与平直部，且弧形部与平直部分别位于铰接中心的两侧；还包括保持组件，所述保持组件包括保持件，所述保持件可受驱动作往复平移运动使得保持件在释放状态与保持状态间切换，释放状态下，两个所述卡接件可相对开合，保持状态下，保持件限制住两个卡接件的平直部使两个卡接件无法相对运动；

两个所述卡接件的平直部分别与所述座体之间设有弹性元件，所述弹性元件使得两个卡接件具有相对合拢的趋势；

所述保持件内具有型槽，所述型槽为沙漏状，其最窄处的两侧可在两个点位之间切换，其中一个点位位于所述铰接中心处；在另一个点位处，两个所述卡接件的平直部均置于型槽的最窄处之间；

所述保持组件还包括驱动丝杠以及驱动电机，所述保持件上具有配合所述驱动丝杠使用的丝杠螺母。

进一步地，所述旋转臂由旋转电机驱动相对于充电桩本体转动。

进一步地，所述卷线器包括卷线轮以及驱动所述卷线轮转动的卷线电机，所述卷线电机通过传动组件与所述卷线轮建立传动关系，且卷线电机的输出轴与传动组件之间设置有离合器，所述卷线电机与所述离合器均电连接所述主控模块。

一种电动汽车用充电桩的运行方法，应用于主控模块，所述方法包括如下步骤：

步骤一：验证车辆是否具有使用权限；

步骤二：当车辆具有使用权限，控制阻挡单元使其阻挡架从凸起状态切换至收纳状态；

步骤三：根据用户的第一操作指令确认用户选择的充电类型；

步骤四：当用户选择无线充电，控制充电管理模块向无线充电组件供电；当用户选择有线充电，控制收纳组件动作使充电枪露出，并控制充电管理模块向充电枪供电；

步骤五：根据用户的第二操作指令控制充电管理模块停止供电，若停止供电前采用的是有线充电，控制收纳组件动作使充电枪收纳进充电桩本体内。

进一步地，所述控制收纳组件动作使充电枪露出具体包括如下步骤：首先，松开卷线器包含的离合器，然后控制旋转电机使可旋转臂转动，使其由收纳状态切换至立起状态，最后控制驱动电机动作，使保持件切换至释放状态。

进一步地，步骤五中控制收纳组件动作使充电枪收纳进充电桩本体内具体包括如下步骤：首先，控制驱动电机动作，使保持件切换至保持状态；然后，使卷线器包含的离合器合上，并控制卷线电机转动，使卷线轮转动将充电电缆收卷；最后，控制旋转电机使可旋转臂转动，使其由立起状态切换至收纳状态。

有益效果：本发明的电动汽车用充电桩及运行方法提供了一种可埋设于地下的充电桩，有效解决了充电桩的占地问题，且该充电桩具有有线充电及无线充电功能，且具有阻挡单元防止非充电车辆占位，充电枪在不使用时可自动收纳，实用性强。

附图说明

附图1为电动汽车用充电桩的整体结构图；

附图2为电动汽车用充电桩的内部构造示意图；

附图3为阻挡单元的第一状态结构图；

附图4为阻挡单元的第二状态结构图；

附图5为收纳组件的第一状态结构图；

附图6为收纳组件的第二状态结构图；

附图7为挂接座的第一状态结构图；

附图8为挂接座的第二状态结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明：如附图1与附图2所示的一种电动汽车用充电桩，包含用于埋设于地下的充电桩本体1，还包括充电枪2；所述充电桩本体1内设置有主控模块3、充电管理模块4与无线充电组件5，所述无线充电组件5包含设置于所述充电桩本体1顶部的无线充电线圈51；所述充电管理模块4连接所述主控模块3，所述充电枪2通过充电电缆连接所述充电管理模块4，所述无线充电组件5连接所述充电管理模块4；所述充电桩本体1上设置有连接所述主控模块3的阻挡单元6，所述阻挡单元6包括阻挡架61，所述阻挡架61可在凸出于地面的凸起状态以及缩入所述充电桩本体1的缩入状态间切换；所述充电枪2通过收纳组件7安装在所述充电桩本体1上，所述收纳组件7包括可在立起状态与收纳状态之间切换的旋转臂71，收纳状态下，所述旋转臂71带动所述充电枪2整体缩入地下；充电桩还包括验证模块9。

如附图3与附图4所示，所述阻挡单元6包括前后两个阻挡架61，每个所述阻挡架61相对于所述充电桩本体1转动连接，所述充电桩本体1内设置有驱动所述阻挡架61转动的驱动单元，所述驱动单元包括两个滑块62，两个滑块62分别通过两个连杆63连接两个阻挡架61；所述驱动单元还包括电机64以及由电机64驱动的双向丝杠65，所述双向丝杠65的两端分别为左旋螺纹以及右旋螺纹，两个所述滑块62上分别设置与左旋螺纹以及右旋螺纹配合使用的左旋螺母与右旋螺母；所述电机64电连接所述主控模块3。附图3为阻挡架61处于凸起状态的状态图；附图4为阻挡架61处于缩入状态的状态图。通过设置阻挡单元6，可防止不需要充电的汽车占用充电位置。

如附图5与附图6所示，所述旋转臂71的垂直于长度方向的截面呈u字形，且其一端可相对于所述充电桩本体1可控旋转，其另一端具有用于挂住所述充电枪2的挂接座72，所述充电桩本体1内设置有卷线器8，与所述充电枪2连接的充电电缆绕过所述卷线器8后与所述充电管理模块4连接；收纳状态下，所述旋转臂71的开口朝下，这样可以防止灰尘或水进入充电枪2。所述旋转臂71由旋转电机73驱动相对于充电桩本体1转动。附图5为旋转臂71处于收纳状态的状态图，附图6为旋转臂71处于立起状态的状态图。旋转臂71处于立起状态时，充电枪2位于其上端，用户可方便地取下，取用自然，体验较佳。

如附图7与附图8所示，所述挂接座72包括包含座体72-2以及对称铰接在所述座体72-2上的两个卡接件72-1，两个所述卡接件72-1的转动中心重合；所述卡接件72-1具有弧形部72-11与平直部72-12，且弧形部72-11与平直部72-12分别位于铰接中心的两侧；还包括保持组件72-3，所述保持组件72-3包括保持件72-31，所述保持件72-31可受驱动作往复平移运动使得保持件72-31在释放状态与保持状态间切换，释放状态下，两个所述卡接件72-1可相对开合，保持状态下，保持件72-31限制住两个卡接件72-1的平直部72-12使两个卡接件72-1无法相对运动，这样可防止充电枪2由于震动从挂接座72上掉下；两个所述卡接件72-1的平直部72-12分别与所述座体72-2之间设有弹性元件72-4，所述弹性元件72-4使得两个卡接件72-1具有相对合拢的趋势；使用时，充电枪2的外围设有一圈环槽21，该环槽21可进入到两个卡接件72-1之间，使得两个卡接件72-1的弧形部72-11可嵌入至环槽21内，附图7为保持件72-31处于释放状态的结构图，此时两个卡接件72-1可相对转动，充电枪可在图示状态上下进出两个卡接件72-1之间的空间，附图8为保持件72-31处于保持状态时的结构图，此时两个滚轮72-34抵住每个卡接件72-1的平直部72-12的两侧，使卡接件72-1无法发生转动，此时卡在两个卡接件72-1之间的充电枪2无法活动，处于锁定状态。

所述保持件72-31内具有型槽72-311，所述型槽72-311为沙漏状，其最窄处的两侧可在两个点位之间切换，其中一个点位位于所述铰接中心处；在另一个点位处，两个所述卡接件72-1的平直部72-12均置于型槽72-311的最窄处之间；为了使，保持件72-31与平直部72-12之间相对运动的顺畅性，所述型槽72-311的最窄处的两侧各设置有一个滚轮72-34。

所述保持组件72-3还包括驱动丝杠72-32以及驱动电机72-33，所述保持件72-31上具有配合所述驱动丝杠72-32使用的丝杠螺母。

所述卷线器8包括卷线轮81以及驱动所述卷线轮81转动的卷线电机82，所述卷线电机82通过传动组件83与所述卷线轮81建立传动关系，且卷线电机82的输出轴与传动组件83之间设置有离合器，所述卷线电机82与所述离合器均电连接所述主控模块3。本实施例中，传动组件83为传送带。

所述验证模块9安装在所述阻挡架61上，所述验证模块包括摄像头91、无线感应模块92以及可识别码93；所述摄像头91与无线感应模块92均电连接所述主控模块3；用户通过扫描所述可识别码93可建立与所述主控模块3的连接。主控模块3通过摄像头91可采集车辆的车牌信息，主控模块3通过无线感应模块92可采集靠近的车辆是否具有匹配的无线感应器（如蓝牙卡等），用户通过扫描可识别码93可建立与主控模块3的连接验证身份。

一种电动汽车用充电桩的运行方法，应用于主控模块3，所述方法包括如下步骤：

步骤一：验证车辆是否具有使用权限；验证方式为通过车牌验证，或通过车辆搭载的无线感应器验证，或通过用户扫描二维码填入信息进行验证；

步骤二：当车辆具有使用权限，控制阻挡单元6使其阻挡架61从凸起状态切换至收纳状态；

步骤三：根据用户的第一操作指令确认用户选择的充电类型；第一操作指令可以是用户通过特定手机app输入的指令，也可以是用户通过按充电桩上的选择按钮输入的指令；

步骤四：当用户选择无线充电，控制充电管理模块4向无线充电组件5供电；当用户选择有线充电，控制收纳组件7动作使充电枪2露出，并控制充电管理模块4向充电枪2供电；

步骤五：根据用户的第二操作指令控制充电管理模块4停止供电，若停止供电前采用的是有线充电，控制收纳组件7动作使充电枪2收纳进充电桩本体1内。第二操作指令可以是用户通过特定手机app输入的指令，也可以是用户通过按充电桩上的选择按钮输入的指令；

进一步地，所述控制收纳组件7动作使充电枪2露出具体包括如下步骤：首先，松开卷线器8包含的离合器，然后控制旋转电机73使可旋转臂71转动，使其由收纳状态切换至立起状态，最后控制驱动电机72-33动作，使保持件72-31切换至释放状态。卷线器8可有效管理充电电缆，防止其紊乱。

进一步地，步骤五中控制收纳组件7动作使充电枪2收纳进充电桩本体1内具体包括如下步骤：首先，控制驱动电机72-33动作，使保持件72-31切换至保持状态；然后，使卷线器8包含的离合器合上，并控制卷线电机82转动，使卷线轮81转动将充电电缆收卷；最后，控制旋转电机73使可旋转臂71转动，使其由立起状态切换至收纳状态。

本发明的电动汽车用充电桩及运行方法提供了一种可埋设于地下的充电桩，有效解决了充电桩的占地问题，且该充电桩具有有线充电及无线充电功能，且具有阻挡单元防止非充电车辆占位，充电枪在不使用时可自动收纳，实用性强。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。