充电系统和充电装置的制作方法

1.本公开涉及充电系统和充电装置。


背景技术：

2.用于对安装在车辆等上的蓄电装置进行充电的充电设备例如安装在停车场或人行道上，但是充电设备占据安装空间并且可能干扰行走和车辆的行驶。因此，已经开发了用于将充电设备存放在地面下方的技术，诸如日本专利第5475407号中公开的充电杆。


技术实现要素：

3.存放在地面下方的充电设备在使用期间从地面升起，并且在使用完成时存放在地面下方。由于充电设备存放在地面下方，所以在蓄电装置的充电期间产生的热很可能被截留在充电设备中，其散热可能成为问题。此外，在能量的有效利用方面，期望将通过蓄电装置的充电产生的热用于某些目的。
4.本公开提供了一种充电系统，该充电系统有效地利用耗散的热(排热：exhaust heat)，同时增强充电装置的散热。
5.根据本公开的一个方面的充电系统是用于对安装在车辆上的蓄电装置进行充电的充电系统。该充电系统包括：充电装置，该充电装置可移动，并且被配置成可在充电装置存放在地下的状态和充电装置暴露在地面上方的状态之间切换；排热管，该排热管设置在地下；以及热利用装置，该热利用装置连接到排热管，并且被配置成利用从排热管供应的排热。充电装置包括可与蓄电装置电连接的连接装置、被配置成向连接装置供应电力的电源电路、以及连接到排热管的排热口。
6.利用上述配置，充电装置的排热口连接到排热管。因此，由电源电路产生的热可以从排热口排放到排热管中。结果，可以增强充电装置的散热。此外，利用排热的热利用装置连接到排热管。由于排热可以被热利用装置利用，所以从排热口排放到排热管中的排热可以被有效地利用。
7.在上述充电系统中，充电装置还可以包括空气入口和冷却风扇，该冷却风扇被配置成通过空气入口吸入冷却空气并将冷却空气馈送到排热口。
8.在这种情况下，电源电路可以位于冷却空气从空气入口流向排热口的路径上。
9.利用上述配置，通过空气入口吸入的冷却空气流向排热口，使得电源电路可以被冷却空气适当地冷却。
10.在上述充电系统中，排热管可以包括鼓风装置，该鼓风装置被配置成使冷却空气在从排热管和排热口的连接点朝向热利用装置的方向上流动。充电装置还可以包括附接到电源电路的散热片，并且散热片的至少一部分可以通过排热口暴露于排热管。
11.利用上述配置，附接到电源电路的散热片的至少一部分通过排热口暴露于排热管，使得散热片可以被流过排热管的冷却空气冷却。因此，可以适当地冷却电源电路。
12.根据本公开的另一方面的充电装置是下述充电装置：其可移动并且被配置成可在
充电装置存放在地下的状态和充电装置暴露在地面上方的状态之间切换。该充电装置包括可与安装在车辆上的蓄电装置电连接的连接装置、被配置成向连接装置供应电力的电源电路、以及排热口。排热口连接到设置在地下的排热管。利用从排热管供应的排热的热利用装置连接到排热管。
13.根据本公开，可以有效地利用耗散的热(排热)，同时增强充电装置的散热。
附图说明
14.下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，附图中相同的符号表示相同的元件，其中：
15.图1是示出根据第一实施例的充电系统的布局的示例的视图；
16.图2是根据第一实施例的充电系统的横截面透视图；和
17.图3是根据第二实施例的充电系统的横截面透视图。
具体实施方式
18.将参照附图详细描述本公开的一些实施例。在附图中，相同的附图标记被分配给相同或对应的部分，将不再对其进行重复描述。
19.第一实施例
20.图1示出了根据第一实施例的充电系统1的布局的示例。如图1所示，在停车场中设置多个停车位400，电动车辆200停放在停车位400中的一个中。
21.在图1中，停车位400通过分割线402在平行停车的方向上设置。在邻近停车位400的空间100中，存在三个充电座300，每个充电座300被配置成允许电动车辆200的插入式充电。第一实施例的充电系统1包括三个充电座300。为各个停车位400提供充电座300。就此而言，充电系统1中包括的充电座300的数量不限于三个。充电系统1中包括的充电座300的数量可以是一个、两个、四个或更多个。充电座300对应于根据本公开的“充电装置”。
22.充电座300被配置成能够在“存放状态”和“暴露状态”之间升高和降低(在垂直方向上移动)，在“存放状态”中充电座300被存放在地下，在“暴露状态”中充电座300暴露在地面上方。在存放状态下，充电座300被降低，使得其上端与地面处于基本相同的水平。在暴露状态下，充电座300被升起，使得其上端处于地面上方的预定水平。
23.充电系统1还包括排热管500(图2)和热利用装置600。排热管500设置在地面下方。排热管500沿着充电座300的线定位。即，充电座300安装在设置在地面下方的排热管500的上方。像充电座300一样，热利用装置600也安装在排热管500上方。稍后将详细描述排热管500和热利用装置600。
24.图2是根据第一实施例的充电系统1的横截面透视图。在图2中，如图1所示，设置了三个充电座300。在图2中，三个充电座300当中位于左侧的充电座300处于暴露状态。在图2中，三个充电座300当中位于中间和右侧的充电座300处于存放状态。
25.例如，每个充电座300具有圆柱形壳体。在地面中形成凹部，并且每个充电座300在对应凹部的底部固定到设置在地下的排热管500。凹部中的每个形成为在凹部和对应充电座300的壳体的外周表面之间具有预定间隙。凹部的深度基本上等于充电座300在存放状态下沿垂直方向测量的长度。
26.充电座300包括可移动部分301和固定部分302。可以存放连接器303的存放空间305形成在可移动部分301的上部。电缆304的一端连接到连接器303。电缆304的另一端连接到电源电路307。电源电路307包括电力转换电路(未示出)，并且被配置成当从电源(未示出)向其供应交流(ac)电力时，向可移动部分301(更具体地，连接器303和电缆304)供应电力。从电源电路307供应给可移动部分301的电力可以是ac电力或直流(dc)电力。电源例如是由商用电源等构成的交流(ac)电源。
27.电缆304具有可延伸部分，该可延伸部分成形有卷曲部分或具有收紧结构的结构可延伸部分。电缆304被配置成当连接器303被取出时能够延伸到停放在停车位400(图1)中的电动车辆200的入口(未示出)。
28.开口320设置在可移动部分301的上表面中。开口320设置有过滤器321，用于抑制或防止异物进入充电座300。利用这种布置，可以防止异物进入充电座300的内部。
29.固定部分302包括在垂直方向上升高和降低可移动部分301的升降装置(未示出)、如上所述的电源电路307、控制升降装置的操作的控制器308、移动量传感器(未示出)和冷却风扇310。类似于可移动部分301，开口325设置在固定部分302的上表面中。在第一实施例中，没有在开口325中设置用于防止异物进入的过滤器。然而，与开口320中一样，也可以在开口325中设置过滤器。因此，可以进一步防止异物进入固定部分302的内部。开口320和开口325对应于根据本公开的“空气入口”的一个示例。
30.升降装置包括升高和降低可移动部分301的致动器(未示出)。升降装置在存放状态和暴露状态之间升高和降低可移动部分301。升降装置可以采用各种机构。更具体地，升降装置可以具有齿条齿轮型机构、使用液压缸的机构或磁性机构。齿条齿轮型机构通过使用电致动器旋转与固定在可移动部分301上的齿条啮合的小齿轮来升高和降低可移动部分301。使用液压缸的机构通过将连接到活塞的杆固定到可移动部分301，并增加和减少供应到被固定到固定部分302的缸体的液压，来升高和降低可移动部分301。磁性机构通过利用磁力在可移动部分301和固定部分302之间产生排斥力来升高和降低可移动部分301。
31.升降装置被配置成借助于止动器机构等使得可移动部分301不会下降超过对应于存放状态的位置。升降装置还被配置成使得可移动部分301不被升高超过对应于暴露状态的位置。
32.移动量传感器检测可移动部分301的移动量。例如，移动量传感器检测升降装置对可移动部分301的升降量作为可移动部分301的移动量。移动量传感器向控制器308发送指示检测到的可移动部分301的移动量的信号。移动量传感器可以检测等同于升降量的状态量，诸如致动器的操作量，并且控制器308可以从检测到的状态量获得升降量。
33.控制器308包括中央处理单元(cpu)(未示出)、由只读存储器(rom)和随机存取存储器(ram)等构成的存储器(未示出)、以及可以与外部装置通信的通信单元(未示出)。通信单元被配置成能够与充电座300的外部装置传送各种类型的信息等。通信单元被配置成能够与例如使用充电座300对电池进行充电的电动车辆200的通信装置(未示出)、电动车辆200的用户拥有的通信终端(未示出)、管理充电座300的管理服务器(未示出)和/或另一个充电座或多个充电座300进行通信。控制器308基于存储在存储器中的信息、经由通信单元接收的信息和/或从传感器(未示出)获得的信息等来控制设置在充电座300中的电气装置(例如，升降装置、电源电路307和冷却风扇310)。执行这些控制的配置不限于由cpu执行软
件处理的配置，而是可以是由专用硬件(电子电路)构成的配置。
34.排热口330设置在固定部分302的底部。此外，开口510以给定间隔设置在排热管500中。在第一实施例中，三个开口510设置在排热管500中。设置在固定部分302底部的排热口330连接到设置在排热管500中的开口510中的对应一个。
35.冷却风扇310例如从电源电路307接收电力，并且根据来自控制器308的控制信号被驱动。冷却风扇310是进气型风扇。更具体地，冷却风扇310被配置成在从开口320到排热口330的方向上馈送外部空气(冷却空气)。当冷却风扇310被驱动时，外部空气(冷却空气)通过开口320被吸入充电座300，如图2中的箭头ar1所示。被吸入充电座300的冷却空气朝向排热口330流动。包括电源电路307和控制器308的各种装置位于从开口320到排热口330的路径上。冷却空气通过与位于上述路径上的包括电源电路307和控制器308的各种装置进行热交换来冷却电源电路307、控制器308等。通过热交换而温度已经被升高的冷却空气经由排热口330和对应开口510被排放到排热管500中。在下面的描述中，从排热口330排放的冷却空气也将被称为“排热空气”。
36.当满足预定条件时，控制器308使得冷却风扇310被驱动。作为预定条件，可以采用(1)“充电座300正在使用中”的条件，(2)“自充电座300被使用以来预定时间尚未流逝”的条件，或者(3)“充电座300正在使用中，或者自从充电座300被使用以来预定时间尚未流逝”的条件。例如，在连接器303连接到电动车辆200的入口并且电力从充电座300供应到电动车辆200的情况下，充电座300正在使用中。预定时间被设置为将电源电路307的温度降低到低于给定温度的水平所需的时间长度。基于例如从充电座300向电动车辆200供应的充电电力和供电时间、冷却风扇310的冷却能力、外部空气温度等来设置预定时间。预定时间可以基于实验或模拟的结果预先设置。此外，可以采用“电源电路307的温度等于或高于阈值温度”的条件作为预定条件。在这种情况下，固定部分302还包括检测电源电路307的温度并将检测结果输出到控制器308的温度传感器。
37.通过开口510排放到排热管500中的排热空气从图2中的左侧(上游)流向右侧(下游)，如箭头ar2所示。排热空气从上游到下游的流动可以通过开口510和开口510周围的结构来实现。更具体地，例如，具有止回阀结构的屏蔽板(挡板)可以设置在排热管500的上游区段中，使得排热空气可以从上游流向下游，同时抑制排热空气从下游流向上游。此外，排热空气从上游到下游的流动可以通过在排热管500内部设置风扇或鼓风机来实现。在图2中，箭头ar3指示排热空气的总流量。
38.开口520设置在排热管500的下游区段。在排热管500中，开口520位于充电座300的排热口330所连接到的开口510的下游。热利用装置600连接到开口520。根据该实施例的热利用装置600是用于通过使用从每个充电座300排放的排热空气来升高电动车辆200的电池220的温度的升温装置。热利用装置600包括入口610和出口620。如箭头ar4所示，热利用装置600从入口610吸入在排热管500中流动的排热空气。然后，热利用装置600从出口620排放如此吸入的排热空气。热利用装置600可以包括用于进一步升高从入口610吸入的排热空气的温度的装置。
39.电动车辆200的电池220位于地板面板(未示出)的下表面上。例如，电动车辆200停放在热利用装置600上方，使得电池220的温度可以通过从热利用装置600的出口620排放的排热空气而升高。例如，当在开始使用电动车辆200时电池220处于低温水平时，使用热利用
装置600是有效的。
40.如上所述，包括在第一实施例的充电系统1中的充电座300中的每个具有开口320和排热口330。排热管500设置在地面下方，充电座300的排热口330连接到排热管500的对应开口510。当冷却风扇310在充电座300的控制器308的控制下被驱动时，冷却空气通过开口320被吸入充电座300。冷却空气与包括充电座300的电源电路307和控制器308的各种装置进行热交换。结果，包括电源电路307和控制器308的装置被冷却。已经与包括电源电路307和控制器308的各种装置进行热交换的冷却空气(排热空气)通过排热口330被排放到排热管500中。充电座300在被用于对电动车辆200的电池220充电之后被存放在地面下方；因此，充电产生的热很可能被截留。特别地，电源电路307产生的热的量较大，因此适当地冷却电源电路307是重要的。如上所述，排热管500设置在地面下方，并且从充电座300的开口320吸入的冷却空气通过排热口330排放到排热管500中，使得包括在充电座300中的电源电路307能够被适当地冷却。利用根据第一实施例的充电系统1的配置，即使当充电座300处于存放状态时，也可以适当地冷却电源电路307。例如，即使在充电座300被用于对电动车辆200的电池220充电之后立即将充电座300置于存放状态，电源电路307也可以被冷却，并且可以使得热不太可能或不可能被截留在充电座300内部。即，可以增强充电座300的散热。
41.此外，充电系统1设置有热利用装置600。热利用装置600连接到设置在充电座300的排热口330所连接到的开口510下游的开口520。热利用装置600吸入从充电座300的排热口330排放到排热管500中的排热空气，并升高停放在热利用装置600上方的电动车辆200的电池220的温度。因此，在充电系统1中，可以有效地利用冷却充电座300所产生的排热。
42.第二实施例
43.图3是根据第二实施例的充电系统1a的横截面透视图。第二实施例的充电系统1a包括三个充电座300a、排热管500和热利用装置600。
44.充电座300a与第一实施例的充电座300的不同之处在于设置散热片315来代替冷却风扇310。此外，充电座300a与充电座300的不同之处在于，删除了开口320、过滤器321和开口325。充电座300a的其他配置类似于第一实施例的充电座300的配置；因此，对其他配置将不再重复描述。
45.散热片315附接到电源电路307。散热片315被配置成传递电源电路307的热。电源电路307和散热片315定位成使得散热片315的一部分通过排热口330和开口510暴露于排热管500的内部。
46.风扇550设置在排热管500的上游区段。风扇550是进气型风扇。当风扇550被驱动时，外部空气(冷却空气)从排热管500的外部被吸入排热管500。被吸入排热管500的冷却空气从上游流向下游，如箭头ar10所示。在排热管500内部流动的冷却空气与通过开口510部分地暴露于排热管500内部的散热片315进行热交换。结果，散热片315被冷却，并且将热传递到散热片315的电源电路307也被冷却。
47.以与第一实施例中相同的方式，其温度通过与散热片315的热交换而升高的冷却空气(排热空气)被热利用装置600利用。同时，可以使用鼓风机来代替风扇550。风扇550对应于根据本公开的“吹风装置”的示例。
48.如上所述，在第二实施例的充电系统1a中，散热片315附接到电源电路307。然后，散热片315部分地暴露于排热管500的内部。在排热管500中，借助于设置在排热管500内部
的风扇550吸入排热管500中的冷却空气从上游流向下游。被吸入排热管500中的冷却空气与散热片315进行热交换。结果，散热片315可以被冷却，并且包括在充电座300a中的电源电路307可以适当地被冷却。利用根据第二实施例的充电系统1a的配置，也可以使得热不太可能或不可能被截留在充电座300a内部。即，可以增强充电座300a的散热。
49.此外，与第一实施例中一样，热利用装置600通过使用排热空气来升高停放在热利用装置600上方的电动车辆200的电池220的温度。即，在充电系统1a中，也可以有效地利用通过充电座300a的冷却而产生的排热。
50.修改示例
51.在第一和第二实施例中，热利用装置600是升高电动车辆200的电池220的温度的升温装置。然而，热利用装置600不限于用于升高电池220的温度的升温装置。例如，热利用装置600可以是向建筑物供应暖空气的暖空气供应装置。在这种情况下，热利用装置600的出口620连接到管道，空气通过该管道在建筑物中循环。以与第一和第二实施例中相同的方式，热利用装置600吸入在排热管500内流动的排热空气，并将其从出口620排放。以这种方式，暖空气可以被供应到建筑物。
52.热利用装置600也可以是融化堆积在道路上的雪的融雪装置。在这种情况下，热利用装置600的出口620连接到设置在道路下方的管道。以与第一和第二实施例中相同的方式，热利用装置600吸入在排热管500内流动的排热空气，并将其从出口620排放。以这种方式，排热空气(暖空气)被供应到设置在道路下方的管道，并且暖空气可以融化堆积在道路上的雪。
53.热利用装置600也可以是将排热转换成电力的转换装置。例如，转换装置产生热流，并将热转换成电力。例如，热利用装置600可以将转换所得的电力储存在蓄电装置等中。
54.在上述三个示例中，也可以有效地利用由充电座300、300a中的冷却产生的排热。
55.这里公开的实施例和修改示例在所有方面都应该被认为是说明性的，而不是限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是以上描述来指示，并且旨在包括权利要求及其等同物的含义和范围内的所有变化。