本发明涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电设备、用于充电设备的充电箱装置和支撑装置以及充电站。
背景技术
随着科技进步和社会发展，由于诸如纯电动车辆、混合动力车辆、水运工具、飞行器等越来越多的设备将使用电能作为动力来源，因此用于进行充电的装置或设备日益获得广泛应用。然而，这些现有充电装置或设备仍然存在着一些缺陷和不足之处。
例如，一些充电装置或设备的体积庞大、装配操作复杂，不仅占用空间，而且在制造、运输、安装、维修等方面也很费时费力，不便于进行快速操作，从而影响并妨碍了进行大范围地推广应用。
又比如，目前交流充电设备按照国标中规定有多种连接方式，分别为方式a、方式b和方式c。对于方式a，由于它是连接线在车辆上，因此目前很少采用。方式b是采用独立的连接线，但是充电设备与车辆都仅具有一个接口，由于用户需要随车携带一根充电线，并且成本较高，可靠性安全性不佳，所以虽有部分充电设备采用但仍然应用不多。方式c是将充电连接线与充电设备固定，然后通过一个充电枪与车辆进行连接，这是目前应用最多的连接方式。然而，方式c仍然存在着一些问题。例如，采用方式c时，充电线缆基本都在3-5米，甚至达到7-10米，由于线缆太长而带来了管理不便的问题。又比如，目前大部分充电设备需要用户在使用完充电枪后将充电线缆按照指定方式进行存放，但是在实际使用过程中由于可能受到各种因素影响而导致用户未能按照要求进行操作，因此导致充电线缆被随意放置，甚至在地上摩擦、拖拽、缠绕，这将不仅影响到使用体验，而且有可能造成充电线缆的损坏，并且尤其在雨雪天气等情况下可能会带来安全性问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了充电设备、用于充电设备的充电箱装置和支撑装置以及充电站，从而有效解决或缓解了已经存在的以上这些问题以及其他方面问题中的一个或多个。
首先，根据本发明的第一方面，它提供了一种充电设备，所述充电设备包括：
支撑装置，其设置有腔体和与所述腔体相连通的第一接口；以及
充电箱装置，其设置有第二接口和用于进行充电的功能模块，所述第二接口与所述功能模块电性连接且与所述第一接口相适配，用以将所述充电箱装置能拆卸地安装到所述支撑装置上并且在所述第一接口与所述第二接口之间形成电性连接。
在根据本发明的充电设备中，可选地，所述支撑装置或所述充电箱装置还设置有用于控制动力单元运行的控制器，所述动力单元被布置在所述腔体内用于收纳和/或释放与充电枪相连的充电线缆。
在根据本发明的充电设备中，可选地，所述控制器被设置成：
在接收到收线信号后驱动所述动力单元运行，用以将所述充电线缆的至少一部分收纳到所述腔体内；并且/或者
在接收到放线信号后驱动所述动力单元运行，用以将已收纳到所述腔体内的所述充电线缆的至少一部分释放到所述支撑装置的外部。
在根据本发明的充电设备中，可选地，所述支撑装置或所述充电箱装置还设置有用于收置充电枪的一部分的收置部，所述收线信号是由设置在充电枪上的控制部件在检测到所述充电枪与充电对象之间脱离接合且超过预设时间后发送出、或者由所述控制部件在检测到所述充电枪与所述收置部之间进行接触且超过设定时间后发送出，所述放线信号是由所述控制部件在检测到所述充电枪与所述收置部之间脱离接触且超过预设时长后发送出。
在根据本发明的充电设备中，可选地，所述控制部件设置在所述充电枪的枪头上；并且/或者
所述收置部设置在所述支撑装置的侧部的外壁上，用于收置所述充电枪的枪头；并且/或者
所述动力单元采用电动、液动或气动方式。
在根据本发明的充电设备中，可选地，所述支撑装置还设置有：
滚轮组件，其布置在所述腔体内且包括至少一个定滑轮和至少一个动滑轮，所述充电线缆绕设在所述定滑轮和所述动滑轮上；以及
运动单元，其布置在所述腔体内且与所述动力单元相连以接收动力，并且所述动滑轮被装设到所述运动单元上，以在所述动力作用下相对于所述定滑轮进行运动。
在根据本发明的充电设备中，可选地，所述支撑装置还设置有：
传感器，其设置成用于采集所述动滑轮在所述运动单元上的当前运动位置并将其传送给所述控制器，用以控制所述动力单元的运行来限定所述动滑轮在所述运动单元上的运动；和/或
限位部件，其设置在所述充电线缆上，用于将所述充电线缆的至少一部分卡置在所述支撑装置的外部。
在根据本发明的充电设备中，可选地，所述传感器包括：
第一传感器，其设置在所述腔体内，用于采集所述动滑轮在所述运动单元的第一区段内的运动位置；和
第二传感器，其设置在所述腔体内，用于采集所述动滑轮在所述运动单元的第二区段内的运动位置，所述第二区段位于所述第一区段的下方；并且/或者
所述限位部件被构造成卡环，所述卡环的外径大于开设在所述支撑装置的外壁上用于供所述充电线缆穿过的开口尺寸；并且/或者
所述运动单元采用齿轮齿条机构或滚珠丝杠机构。
在根据本发明的充电设备中，可选地，所述控制器被设置成：判断由所述传感器采集到的所述动滑轮的所述当前运动位置是否到达预设位置，如果是则停止收纳或停止释放所述充电线缆
在根据本发明的充电设备中，可选地，所述第一接口和所述第二接口被分别构造成插座和插头形式，并且所述第一接口设置在所述支撑装置的上部。
在根据本发明的充电设备中，可选地，所述插座和所述插头均被构造成具有与用于与充电枪相连的充电线缆的芯线和用于所述充电箱装置的电源输入线缆的芯线相对应的插针。
在根据本发明的充电设备中，可选地，所述支撑装置还设置有断路器，其布置在所述腔体内且与所述第一接口电性连接，并且具有用于与外部电源线相连的接口。
在根据本发明的充电设备中，可选地，所述支撑装置被构造成立柱形状，并且设置有用于封闭所述腔体的盖体。
在根据本发明的充电设备中，可选地，所述盖体包括第一盖体和第二盖体，所述第一盖体和所述第二盖体分别设置在所述支撑装置的上部和下部。
其次，根据本发明的第二方面，它提供了一种用于充电设备的充电箱装置，所述充电箱装置是如以上任一项所述充电设备中的充电箱装置。
另外，根据本发明的第三方面，还提供了一种用于充电设备的支撑装置，所述支撑装置是如以上任一项所述充电设备中的支撑装置。
此外，根据本发明的第四方面，还提供了一种充电站，所述充电站设置有一个或多个如以上任一项所述的充电设备。
从与附图相结合的以下详细描述中，将会清楚地理解根据本发明的各技术方案的原理、特点、特征以及优点等。例如，将会明白的是，与现有技术相比较，采用本发明技术方案能非常方便地实现充电设备的分体设计、制造和快速安装，实现充电枪线缆的自动收放，并且能够提供良好的防水防尘功能，可以显著提升充电设备的用户使用体验，并且增强安全性能。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图只是出于解释目的而设计的，仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1是一个根据本发明的充电设备实施例的正视立体结构示意图，其中支撑装置和充电箱装置处于分离状态。
图2是图1所示充电设备实施例的后视立体结构示意图。
图3是图1所示充电设备实施例的正视立体结构示意图，其中支撑装置和充电箱装置已被组装在一起。
图4是图1所示充电设备实施例中的第一接口和第二接口的结构示意图。
图5是图1所示充电设备实施例中的支撑装置及充电枪的爆炸结构示意图。
图6是图1所示充电设备实施例中的支撑装置及充电枪被组装后的侧视立体结构示意图。
图7是图6中的上部部分的局部示意图。
图8是图1所示充电设备实施例中的滑轮组件及充电枪的工作状态示意图，其中充电线缆处于放线状态。
图9是图1所示充电设备实施例中的滑轮组件及充电枪的工作状态示意图，其中充电线缆处于收线状态。
图10是另一滑轮组件示例及充电枪的工作状态示意图，其中充电线缆处于放线状态。
图11是图10所示的滑轮组件示例及充电枪的工作状态示意图，其中充电线缆处于收线状态。
图12是图1所示充电设备实施例中的支撑装置的下部部分的局部立体结构示意图。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的充电设备、用于充电设备的充电箱装置和支撑装置以及充电站的结构组成、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将它们理解为对本发明形成任何的限制。在本文中，技术术语“电池”包括但不限于用于为车辆、飞行器（如无人机）、水运工具等提供动力的电池、电池组、电池包等，技术术语“充电枪”泛指用于为例如电池等充电对象补充或提供电能的充电器件、装置或设备，技术术语“第一”、“第二”仅是用于进行区分性表述目的而无意于表示它们的顺序以及相对重要性，技术术语“上”、“下”、“右”、“左”、“前”、“后”、“内”、“外”及其派生词等应联系附图中的定向，除非明确指出以外，本发明可采取多种替代定向。
此外，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本发明仍然允许在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减，从而应当认为这些根据本发明的更多实施例也是在本文的记载范围之内。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的零部件和特征在同一附图中可能仅在一处或若干处进行标示。
请结合参考图1至图12，通过这些附图已经示例性地展示出了一个根据本发明的充电设备实施例的基本构成情况，以下将结合这个示例来对本发明进行详细说明。
在这个实施例中，该充电设备可以包括两个部分，即支撑装置1和充电箱装置2。这两个部分都可以单独进行设计、制造和运输，然后可以在制造场所或工作现场等适宜位置处将它们可拆卸地组装在一起，从而形成充电设备。
具体来讲，支撑装置1可以用来为整个充电设备提供支撑功能，例如可将该支撑装置1构造成立柱或者其他的适宜形状，以便满足各种可能存在的实际应用需求。如图4所示，可以将支撑装置1设置成具有腔体10，以便用来将一些部件、单元或装置等装设在其中，这将有利于促使整个系统更加整洁、紧凑化和模块化。此外，在支撑装置1上还设置有第一接口3，它与上述腔体10相连通，用来与充电箱装置2上的相对应的第二接口4进行配合使用，随后将对此进行介绍。
对于充电箱装置2来讲，可以根据具体应用需要在其中设置一个或多个功能模块（未示出）。通常，此类功能模块是被设置用于进行充电使用，例如可以是针对电池充放电性能进行检测的模块、针对充电进程进行监控的模块、针对充电权限进行鉴权的模块、针对充电操作进行计费的模块等。这样的功能模块可以可选地采用一个或多个pcb电路板或者另外增加若干个外围元器件等来加以实现，其具体采用形式是可以根据实际应用情形来进行灵活设计和调整的。
如图2所示，可以在充电箱装置2上设置有第二接口4，该第二接口4与上述的功能模块之间进行电性连接，以便可以为后者提供电能和/或传送信号数据。而且，该第二接口4还被构造成与第一接口3相适配，以便可以通过它们之间的接合，可以将充电箱装置2以可拆卸方式安装到支撑装置1上，并且在第一接口3与第二接口4之间形成电性连接来向充电箱装置2提供电能，并且/或者在支撑装置1和充电箱装置2之间传送信号数据。在图3中就示意性地展示出了已经装配形成充电设备的示例，即通过第一接口3和第二接口4之间的接合配合已将支撑装置1和充电箱装置2组装在一起。
应当说明的是，在不脱离本发明主旨的情况下，可以根据实际应用需求情况将第一接口3和第二接口4设置成具有任何适宜的形状构造，并将它们分别布置在支撑装置1和充电箱装置2上的任何适宜的位置处。
举例来讲，例如可以将第一接口3构造成插座形式，并将第二接口4构造成插头形式，当将这两个接口相互插接之后，由于它们在支撑装置1和电箱装置2的对应表面已贴合在一起，因此能够对处于接合状态下的第一接口3和第二接口4起到很好的密闭保护作用，使得它们具有良好的防水防尘功能。
又如，可以将采用插座形式的第一接口3设置具有若干插针31，并且将采用插头形式的第二接口4设置具有若干相对应的插针41，以便满足各种可能存在的实际应用需求。在可选情形下，例如图4所示，可以将以上插座和插头分别构造成具有与本实施例采用的充电枪线缆20的芯线（l、n、pe、cc和cp）以及用于充电箱装置2的电源输入线缆（l、n和pe）的芯线相对应的插针。
再如，可以将第一接口3设置在在支撑装置1的上部，即由此可将充电箱装置2装配到支撑装置1的上部位置，以便于进行例如安装、维护、充电操作等。
请参考图5至图7，可以在支撑装置1的腔体内布置动力单元6，以便借助于动力单元6来帮助实现针对与充电枪相连的充电线缆20进行收放操作。对于动力单元6来讲，它可以采用电动、液动或者气动等方式来提供动力，例如可以非常方便地采用可在市场上购买获得的电机产品。
在可选情形下，可以在支撑装置1或者充电箱装置2中设置控制器5，以便通过该控制器5来对上述的动力单元6进行运行控制，更加灵活地实现充电线缆20的自动收放操作。在所给出的这个实施例中，就是将控制器5示范性地装设在支撑装置1的腔体10内。应当理解的是，控制器5与动力单元6二者之间的通讯连接既可以采用有线传送方式，也可以采用无线传送方式。
作为举例说明，可以将控制器5设置成：当它接收到收线信号后，就驱动动力单元6进行运行，以便将与充电枪18相连的充电枪线缆20的至少一部分收纳到支撑装置1的腔体10内，由此可以实现自动收线的效果。
关于上述的收线信号，在实际应用中可以采用多种方式来实现。例如，由于在充电枪18上通常设置有控制部件（例如设在枪头19上）用来操控充电枪的工作状态，因此可以利用此类控制部件来提供收线信号。具体来讲，可以在控制部件检测到充电枪18已经与充电对象（例如电池、充电电路或设备等）之间脱离了接合，并且超过预设时间（可根据实际应用情况来灵活设定）后就发送出收线信号，因为以上情形基本上意味着用户已经完成了充电操作，此时可以对充电线缆20实施收线操作。
又比如，可以在支撑装置1（或充电箱装置2）上设置收置部16，用来收置充电枪18的一部分，例如在支撑装置1的侧部的外壁上布置这样的收置部16来收置枪头19。如此，当通过充电枪18的上述控制部件检测到充电枪18与收置部16之间进行接触，并且接触时间超过了设定时间（可根据实际应用情况来灵活设定）后，就可以由该控制部件发送出收线信号，因为根据上述情形能够基本上判定用户已经完成了充电操作，此时可以对充电线缆20实施收线操作。
此外，作为再举例说明，可以将控制器5设置成：当它接收到放线信号后，就驱动动力单元6进行运行，以便将与充电枪18相连且已收纳到腔体10内的充电枪线缆20的至少一部分释放到支撑装置1的外部，由此可以实现自动放线的效果。
关于上述的放线信号，在实际应用中可以采用多种方式来实现。例如，可以通过充电枪18的上述控制部件来对充电枪18与收置部16之间的接触状况进行检测，当检测到充电枪18与收置部16之间脱离接触，并且已超过预设时长（可根据实际应用情况来灵活设定）后，就可以由该控制部件发送出放线信号，因为根据以上情形可以基本确定用户已经准备开始进行充电操作，由此即可对充电线缆20进行放线操作。
在可选情形下，还可在支撑装置1中进一步设置滚轮组件8和运动单元7，以便用来配合动力单元6更好地完成以上所讨论的针对充电线缆20进行的收放操作。
具体来讲，如图5至图7所示，可以将滚轮组件8布置在支撑装置1的腔体10内，这样的滚轮组件8可以具有一个或多个定滑轮81以及一个或多个动滑轮82，可以将充电枪线缆20绕设在定滑轮81和动滑轮82上。例如，在给出的实施例中设置了三个定滑轮81和一个动滑轮82，可以将定滑轮81固定在例如支架21等被固装在腔体10内的部件或装置上，也可以将定滑轮81固定在支撑装置1的内壁上；对于动滑轮82，可以将其装设到运动单元7上，在动力单元6向运动单元7提供了动力后，该动滑轮82将随着运动单元7运动，从而能够在动滑轮82与定滑轮81之间产生相对运动。基于这种相对运动，可以如所期望地缩短（图8）或者延长（图9）充电枪线缆20绕经滚轮组件8的长度，即实现对于充电线缆20的相应的放线操作或收线操作。
应当说明的是，滚轮组件8的实现形式可以多种多样，只有能够通过它来实现以上所述的缩短或者延长充电枪线缆20绕经滚轮组件8的长度即可。例如，在图10和图11中提供了另一种滚轮组件，图10示出了充电线缆20处于放线状态，图11示出了充电线缆20处于收线状态，在该滚轮组件中设置有四个定滑轮81和两个动滑轮82，通过增加动滑轮的数量可以成倍地增加充电电缆20的收线长度。
对于运动单元7，可以采用例如齿轮齿条机构、滚珠丝杠机构等实现。例如图5至图7中所示，可以将运动单元7布置在腔体10内，并且将其与动力单元6相连以便接收后者提供的动力。在可选情形下，可以如所给出的实施例中那样地将动力单元6设置成具有线性导轨，以便于滚轮组件8中的动滑轮82在该线性导轨进行上下滑动，可以非常方便、高效地实现充电电缆20的收放操作。
此外，在可选情形下，还可以在支撑装置1中设置一个或多个传感器，用来更好地控制并实现充电电缆20的收放操作。
具体来讲，可以将此类传感器布置在支撑装置1中的任何适宜位置处，通过其来采集滚轮组件8中的动滑轮82在运动单元7上的当前运动位置，然后可以将采集到的位置数据信号传送给控制器5，以便控制器5用来控制动力单元6的运行，从而能够更好地限定动滑轮82在运动单元上的运动位置。例如，可以将控制器5设置成：对由上述传感器所采集到的动滑轮82的当前运动位置进行分析判断以确定其当前是否已经到达预设位置（例如，动滑轮82被允许到达的极限位置，这样的极限位置通常成对设置以便对应于收线操作和放线操作），如果是的话，那么就可以当前正在进行的停止收线操作（或者停止放线操作）。
作为举例，例如图7所示，可以在支撑装置1的腔体10内布置两个传感器，即分别设置在上部和下部的第一传感器14和第二传感器15。通过第一传感器14可以采集到动滑轮82在运动单元7的上部区段内的运动位置，通过第二传感器15则可以采集到动滑轮82在运动单元7的下部区段内的运动位置，这些位置数据信号将被提供给控制器5。
如果控制器5在根据第一传感器14所采集到的位置数据信号进行分析判断后，发现动滑轮82已到达其被允许的上部极限位置，那么就由控制器5来控制动力单元6停止运行，从而可以自动结束当前的放线操作。相类似地，如果控制器5在根据第二传感器15所采集到的位置数据信号进行分析判断后，发现动滑轮82已到达其被允许的下部极限位置，那么就由控制器5来控制动力单元6停止运行，从而可以自动结束当前的收线操作。如此，就可以防止并限制动滑轮82可能出现运动超过合理位置的情况，有效保证针对充电电缆进行收线操作和/或放线操作的准确性、安全性和可靠性。
另外，在可选情形下，为了防止出现在自动收线操作失效情况下仍然继续进行收线，可以在位于支撑装置1的外部的充电线缆20上设置限位部件17，以便即使出现了自动收线操作时，仍然可以借助于该限位部件17将充电线缆20的至少一部分卡置在支撑装置1的外部。作为举例说明，可以将限位部件17设置成卡环形状，并将该卡环的外径构造成大于位于支撑装置1的外壁上的开口尺寸，该开口是用来供充电枪线缆20在收放操作过程中，穿过以进入到支撑装置1的腔体10内或者离开该腔体10到达支撑装置1的外部。
在可选情形下，如图6、图7和图12所示，可以在支撑装置1的腔体10内设置有断路器9，该断路器9可以具有接口91和接口92。在实际应用情形下，可以预先使用连接线缆将断路器9的接口91与支撑装置1的第一接口3进行电性连接，这些连接线缆可被放置在装设在腔体10内的走线槽13中，然后在使用时可以在工作现场非常方便地将外部电源线连接到断路器9的接口92上，这样不仅可以通过断路器9来为充电设备提供安全保护的功能，而且也为现场的安装、维护等工作提供了极大的便利性。
如图6所示，可以为支撑装置1可选地配置用于封闭腔体10的盖体。例如，可以在支撑装置1的上部和下部分别配置第一盖体11和第二盖体12，这两个盖体将可以为充电设备的现场安装、日常维护等工作提供极大的便利性。例如，如图12所示，由于在撑装置1的下部配置了第二盖体12，工作人员就可以相当方便、快捷地针对断路器9、运动单元7的下部部分等零部件进行安装、维护等操作。
根据本发明的又一个技术方案，还提供了一种用于充电设备的充电箱装置，这样的充电箱装置可采用以上所讨论的充电设备中的充电箱装置，它可以单独进行设计、制造和运输。
此外，根据本发明的另一个技术方案，还提供了一种用于充电设备的支撑装置，这样的支撑装置可采用以上所讨论的充电设备中的支撑装置，它可以单独进行设计、制造和运输。应当指出的是，根据本发明的支撑装置可以同时配置带有充电枪，也可以仅配置充电线缆而不必配置带有充电枪。
鉴于根据本发明提供的充电设备、用于充电设备的充电箱装置和支撑装置具有如上所述的明显技术优势，因此非常适合将其安装应用到充电站中。在根据本发明所设计提供的充电站中，可以设置一个或多个如前所述的充电设备。通过应用本发明的充电设备和充电站不仅可以用于为纯电动车辆、混合动力车辆等新能源车辆的电池进行充电，而且可以用于为例如水运工具、飞行器等众多其他类型的运动设备的电池充电，还可以用于为例如电力设备等充电对象进行充电。
以上仅以举例方式来详细阐明根据本发明的充电设备、用于充电设备的充电箱装置和支撑装置以及充电站，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。