一种充电枪利用率高、造价低的电动车安全充电站

摘要

本发明属于电动车技术领域，具体为一种充电枪利用率高、造价低的电动车安全充电站。本发明充电站由二个或以上的机械收纳装置悬吊对应数量的充电电路组成；一个充电电路由一把充电枪和一条充电电缆组成，该充电电路连接配电柜；机械收纳装置包括：高置吊轨和拉力弹簧平衡器；其中，高置吊轨上安装有二个或以上滑动吊轮，靠近充电枪一侧的滑动吊轮连接拉力弹簧平衡器，该拉力弹簧平衡器连接充电枪或连接与充电枪相连的充电电缆，靠近配电柜一侧的滑动吊轮连接充电电缆。本发明充电站可使充电枪使用效率大为提高，而充电站的造价大为降低，维护费用也大为减少；充电枪和充电电缆始终不会接触地面，可增加安全性。

说明书

技术领域

本发明属于电动车技术领域，具体涉及一种电动车充电站。

背景技术

目前电动车外部充电装置的主要形式是一个停车位配置一个充电桩的方式，这个方式存在2个问题，1，充电枪利用率低，当一辆车充完电但不离开，这时的充电枪已经空闲，但如想用这把充电枪给相邻停车位的车或更远的车充电，理论上只要充电电缆足够长即可，但实际使用场合过长充电电缆在未安全收纳的情况下，有安全隐患，故目前不能把充电电缆设置太长，一个充电桩的充电枪覆盖的停车位有限，充电枪的利用率不高。2，就现在的充电电缆设置长度，在给电动车充电或充电枪放回充电桩上，充电电缆局部经常拖地，容易磨损电缆外皮导致安全隐患。

已经有技术方案试图解决安全收纳问题，如:已经公布的CN104505674A“充电连接线高置收放线器”，该技术方案在安全性方面选择了高置充电电缆，解决了电缆拖地的安全隐患，但收纳装置采用较为复杂的机电一体控制系统，收纳电缆长度有限，使用便利性、制造经济性，充电枪利用率方面优点并不显著。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高充电枪利用率、降低造价的电动车安全充电站。

本发明提供的电动车安全充电站，其结构如图1-图4所示，由二个或以上的机械收纳装置悬吊对应数量的充电电路组成；其中，一个机械收纳装置11悬吊由一把充电枪4和一条充电电缆5组成的一个充电电路，该充电电路连接配电柜6；所述机械收纳装置11包括：一根高置吊轨1，一个拉力弹簧平衡器3；其中，所述高置吊轨1上安装有二个或以上滑动吊轮2，靠近充电枪4一侧的滑动吊轮2连接拉力弹簧平衡器3，该拉力弹簧平衡器3连接充电枪4或连接与充电枪4相连的充电电缆5，靠近配电柜6一侧的滑动吊轮2连接充电电缆5。

本发明中，一根高置吊轨1的长度覆盖二个或以上电动车停车位，吊轨1可以为直线布设，也可以为弯曲布设。

本发明中，所述拉力弹簧平衡器3，其拉力大于悬吊区段内的充电电缆及充电枪的重力总和，或者大于悬吊区段内的充电电缆的重力。

本发明中，所述充电电缆的长度大于高置吊轨的长度。一般地，充电电缆的总长比高置吊轨的长度大10%以上。

本发明中吊轨1靠近配电柜6的一端端部与电缆连接处设有固定座8，吊轨1上的滑动吊轮2与电缆间设有固定夹9，拉力弹簧平衡器3与电缆间设有固定夹10。

本发明中，所述机械收纳装置的总数小于停车位数量。

本发明中，所述充电枪可以为一般的充电枪，也可以为自动弹出的充电枪。

本发明中，所述的自动弹出充电枪外部包裹有软性材料。

初始状态下，滑动吊轮2依次排列在高置吊轨1的轨道里，可以依次任意滑动，各个滑动吊轮2之间的距离总和决定了充电枪4的位置；当相邻两个滑动吊轮2靠近时，这个区段的充电电缆下垂幅度最大，需要保证下垂充电电缆的下沿与车顶之间有安全高度差；当相邻两个滑动吊轮2分开时，这个区段的充电电缆下垂幅度减小，下垂充电电缆的下沿离车顶高度差增大。考虑到充电电缆5悬吊时总会弯曲，故充电电缆5的总长比高置吊轨1的长度大10%以上。

当在一个机械收纳装置11覆盖的停车位上的车有充电需求时，操作者拖动悬吊于该装置任何位置充电枪4，拖动过程中滑动吊轮2沿高置吊轨1滑动，拉力弹簧平衡器3、拉力弹簧平衡器电缆固定夹10、充电电缆5随动，一起向充电目标车移动，并递延至后续的拉力弹簧平衡器3、拉力弹簧平衡器电缆固定夹10、滑动吊轮电缆固定夹9、滑动吊轮2沿高置吊轨1滑动，电缆固定夹之间的充电电缆5呈现不同的弯曲，各个滑动吊轮2之间的距离随充电枪4的移动而改变。

当充电枪4移动到目标车上方，操作者向下拉充电枪4，拉力弹簧平衡器3释放绳索，直至充电枪4插入电动车7的充电插座，如充电枪4下拉距离超过二个电缆固定夹之间的充电电缆长度，相邻的拉力弹簧平衡器3释放绳索；当充电完成，操作者拔出充电枪4，放手后充电枪4受拉力弹簧平衡器3的牵引，向上移动，相邻的拉力弹簧平衡器3牵引充电电缆5向上运动，直至拉力弹簧平衡器3恢复初始状态。完成一次充电，如其他车有需求，操作者循环上述操作。

通过上述操作，即使充完电的车辆不离开，只要有空余的车位，空闲的充电枪4仍可以利用；当一定数量的停车上布置二个或以上的机械收纳装置11，其利用的灵活性更强；当采用该机械收纳装置11的充电枪4，在数量少于停车位数量的情况下，仍能产生一个停车位配一个充电桩的效果。在合理单车充电时间和充完电车辆合理占用停车位的条件下，充电枪与停车位之间的数量配比可以更低，这样的充电站的造价会更低，维护成本低。

悬吊于机械收纳装置11的充电枪4和充电电缆5始终不会接触地面，充电电缆5不接触车辆，增加了安全性。

使用本发明设计的电动车安全充电站，当一辆车充完电但不离开，空闲的充电枪能被相邻停车位的车或更远的车利用，提高每一把充电枪的覆盖范围，以提高利用率，主要部件机械收纳装置使用纯机械装置，简单可靠、造价低、易维修；同时，在充电枪充电时或不充电时，始终保持电缆高置，不接触地面，保障安全。

附图说明

图1为本发明充电站的前视图。

图2为本发明充电站的侧视图。

图3为本发明充电站的顶视图。

图4为不平地平面采用曲线高置吊轨示意图。

图5为自动弹出充电枪外部包裹软性材料示意图。

图中标号：1为高置导轨，2为滑动吊轮，3为拉力弹簧平衡器，4为充电枪，5为充电电缆，6为配电柜，7为电动车，8为导轨端部电缆固定座，9为滑动吊轮电缆固定夹，10为拉力弹簧平衡器电缆固定夹，11为机械收纳装置，12为自动弹出充电枪，13为软性材料。

具体实施方式

本发明设计的电动车安全充电站，如图1-图4所示。

附图1从车头方向说明了一个机械收纳装置11悬吊一个充电电路，有下列组成：高置导轨1，滑动吊轮2，拉力弹簧平衡器3，充电枪4，充电电缆5，配电柜6，电动车7，导轨端部电缆固定座8，滑动吊轮电缆固定夹9，拉力弹簧平衡器电缆固定夹10，图1中充电枪4处于给电动车7充电状态，最靠近充电枪4的拉力弹簧平衡器3处于拉长状态，与之相邻的拉力弹簧平衡器3处于半拉长状态。

附图2从车侧面说明了3个相同结构的的机械收纳装置11，虚线内的是一个机械收纳装置11，中间的机械收纳装置11与图1的状态相同，充电枪4处于给电动车7充电状态。

附图3从顶视图说明了本发明电动充电站的典型应用，该实施例充电站配置二组各六个可供充电的停车位，其中一组呈现直线排列，另一组呈现曲线排列，直线排列的停车位上方布置了三个机械收纳装置11悬吊的充电电路，曲线排列的停车位上方布置了二个机械收纳装置11悬吊的充电电路，按上述发明内容的说明，任何一把充电枪都能对覆盖范围内的车进行充电；

计算一下充电枪的利用率，如果保持每把充电枪持续不断地工作，设充电时间为T，充完电空占停车位时间为t，在六个车位布置三个充电枪的情况下，只要t小于等于T，即可成立；在六个车位布置二个充电枪的情况下，只要t小于等于2T，即可成立；按目前市场上所见的特斯拉电动车直流快速充电桩，单车充电时间3小时，电力容量30千瓦，充电时间3小时与空占车位时间3小时以内，比较符合一般人的操作习惯。充电枪的持续使用，对电网的平稳较为有利，经济方面，一个快速充电桩及相关输电设施的建设费用较高，提高充电枪的利用率，即可以少建充电桩。

附图4描述不平地平面采用曲线高置吊轨示意图，该实施例充电站能建在不平地面的停车场，以满足特殊情形的需要，与附图3结合，基本可以满足各种地形条件下的充电站布置。

下面介绍采用自动弹出充电枪12的实施例，所谓自动弹出充电枪，即当充电完毕，充电枪自动弹出，受拉力弹簧平衡器3的牵引，恢复原始状态，接受下一次充电操作；自动弹出充电枪引用CN103579851A“用于电动车辆充电的自动回收、自动弹出机构”，该说明书中详述了各种条件下的充电枪自动弹出。

因充电枪自动弹出后与车辆脱离，受拉力弹簧平衡器3的牵引向上或向滑动吊轮方向运动，不能避免与车表面发生碰撞或摩擦，损伤车表面，故需要在自动充电枪外包裹软性材料13，以避免这种情况的发生，图5描述自动弹出充电枪12外部包裹软性材料13示意图。使用时，操作者只需将自动弹出充电枪12插入车辆充电口，即可完成对这辆车的所有操作，无需再拔出充电枪，操作方便；且一旦车辆启动，充电枪自动弹出，防止拉断充电枪的事故隐患；弹出的充电枪会被机械收纳装置11拉回原始状态，操作者非常直观看到充电枪的状态，及时对下一辆车进行充电，更有利于充电枪的连续使用。