一种智能充电耦合器

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种智能充电耦合器。

背景技术

充电枪是充电桩与新能源汽车电流的连接与传输的媒体，现有的充电枪一般只具有充电功能，充电枪的前端是与汽车或充电桩连接的充电插头部分。放电枪用于放电，可以在出游露营等场合使用，将放电枪插于汽车上，对外放电，可以供电给户外电器产品。

随着智能插座的普及，用于充电枪充电或设置在充电桩上的插座对于权限控制的需求同样与日俱增；另外目前应用在插座上的儿保装置大都是一个挡片，可通过外力打开，其不具有真正意义上的保护作用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种智能充电耦合器，包括插座以及用于与充电枪连接线连接的插头，所述插座内设有控制装置和保护装置，所述控制装置通过电子与机械结构结合对保护装置进行控制和分离；

所述控制装置包括升降电机、固定销和第一弹性件，所述升降电机接收电信号后带动固定销下降，解除对保护装置的阻挡使保护装置分离，从而所述插头插入插座进行充电操作，当插头拔出时，在第一弹性件的作用下固定销恢复原位置对保护装置再次阻挡。

所述控制装置还包括升降电机座，所述第一弹性件和升降电机座依次套设在插座的第一连接柱上，所述升降电机固定在升降电机座上，所述固定销和升降电机连接。

优选的，所述底座上还设有第二支撑板，所述第二支撑板用于支撑控制装置，所述第二支撑板设置在升降电机的两侧。

进一步的，所述保护装置包括第一保护片、第二保护片和固定支架，所述固定支架上设有放置孔，所述放置孔用于放置固定销阻挡第一保护片滑动；所述第一保护片上设有主动齿轮，所述第二保护片上设有从动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮齿合设置；所述第一保护片和第二保护片对开设置。

进一步的，所述插座包括壳体和壳盖，所述壳体内设有空腔，所述空腔内设有底座，所述底座内设有配合插头插装的第一插槽，所述第一插槽呈等腰三角形，所述第一插槽内设与锥形凹槽，所述第一插槽的周边设有电极放置槽，所述电极放置槽内设有弹性件放置槽；所述第一插槽上设有缺口，所述缺口的设置位置与所述电极放置槽对应设置；

所述底座内还设有放置插槽，所述放置插槽内垂直插有PCBA板；

所述底座的底部设有磁铁放置槽，所述磁铁放置槽内设有强磁铁；

所述底座内设有第一连接柱，用于与保护装置固定连接。

所述壳盖上设有配合插头插装的第二插槽，所述第二插槽与所述第一插槽匹配设置，所述第一插槽和第二插槽均呈等腰三角形设置。

进一步的，所述插座内还设有导电装置，所述导电装置包括电极接线端子、插座电极和第二弹性件，所述电极接线端子与所述插座电极连接，所述第二弹性件与所述插座电极连接；所述电极接线端子和插座电极放置在电极放置槽内，且插座电极的接触端放置在缺口内；所述第二弹性件放置在弹性件放置槽内。

进一步的，所述PCBA板上设有蓝牙模块和电源模块，所述蓝牙模块用于与用户终端设备建立连接，控制升降电机的工作；

所述蓝牙模块包括蓝牙模组电路，所述蓝牙模组电路包括蓝牙主控板、第一电容和第二电容，所述蓝牙主控板的第一I/O引脚依次与第一电阻、第一发光二极管连接；所述蓝牙主控板的GPIO引脚依次与第二电阻、第二发光二极管连接；所述第一发光二极管和第二发光二极管均与电源模块连接；

所述蓝牙主控板的电源引脚也与电源模块连接，第一电容和第二电容并联后一引脚与蓝牙主控板的电源引脚连接，另一引脚接地；

所述PCBA板上还设有电机驱动模块和电源模块，所述蓝牙主控板的第二I/O引脚/第三I/O引脚和第四I/O引脚/第五I/O引脚均与一个电机驱动模块连接；

所述电机驱动模块包括驱动芯片、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容；所述第三电容和第四电容并联后与所述驱动芯片的电源引脚连接，所述驱动芯片的第一输出引脚与所述第五电容连接后接地，所述驱动芯片的第二输出引脚与所述第六电容连接后接地。

所述电源模块包括电源供电芯片、稳压器、电解电容、第三电阻和第七电容；

电源供电芯片的输入引脚与所述稳压器的输入引脚连接，所述电解电容、第三电阻和第七电容并联后也与所述稳压器的输入引脚连接；所述稳压器的输出引脚分别与第八电容、第九电容连接后接地；

所述电源供电芯片的电压的低端引脚与第一电感连接后与所述电源供电芯片的副电感电流负输入引脚连接，然后再与第四电阻连接，第四电阻还分别与电源供电芯片的副电感电流负输入引脚、电压输出引脚、输入引脚连接；

进一步的，所述插头包括插头上盖和插头下盖，所述插头上盖内设有圆形放置槽，所述圆形放置槽内设有铁片，所述铁片与强磁铁配合，实现插头与插座的磁性吸合固定；

插头下盖上设有第一突出端部，所述第一突出端部的截面呈等腰三角形，所述第一突出端部内设有放置通槽，所述放置通槽内设有插头绝缘柱塞，用于压紧插头电极防止其脱出；所述插头绝缘柱塞的截面也呈等角三角形与所述放置通槽的形状对称设置，所述插头绝缘柱塞的内部设有绝缘板，所述绝缘板包括横向绝缘板和纵向绝缘板，所述横向绝缘板和纵向绝缘板垂直设置，所述横向绝缘板设置在插头绝缘柱塞的内部侧面上，所述纵向绝缘板相互连接。

所述放置通槽上设有放置凹槽，所述放置凹槽用于放置插头电极。

进一步的，所述第一突出端部包括内端部和外端部，所述内端部设置在插头下盖的内侧，所述外端部设置在插头下盖的外侧；

所述外端部的底部的设有锥形凸块，所述锥形凸块与所述锥形凹槽匹配设置，用于与插座连接，所述锥形凸块设置在第一突出端部的垂线上；

所述内端部上设有开口，所述放置凹槽与所述开口以及通槽相对应设置；所述开口的两侧设有第一支撑板，所述插头电极的连接端放置在第一支撑板上，并与插头下盖固定。

进一步的，所述外端部包括上端部和下端部，所述上端部和下端部之间设有倾斜过渡面，所述倾斜过渡面的三侧面的中间部位均设有放置块，所述放置块与位于同侧的上端部所在的平面平行且放置块的两侧分别与下端部连接，与放置块连接的下端部处设有通槽，所述通槽的宽度小于放置块的宽度；所述上端部的外径大于下端部的外径；

插座电极的接触端与从所述通槽处裸露的插头电极相接触实现插座与插头的电连接。

进一步的，所述插头下盖的内侧的底部设有第二突出端部，所述第二突出端部内设有弧形凹槽，所述弧形凹槽上设有第一安装孔，所述第一安装孔通过紧固件与插头压线座固定连接。

进一步的，所述插头下盖的底部设有一体成型的连接管，所述连接管内用于放置充电枪的连接线，所述连接管设置在第二突出端部的一侧。

所述插头下盖的四角处设有第二安装孔，所述插头上盖上设有第一安装柱，所述第二安装孔和第一安装柱通过紧固件将插头上盖和插头下盖固定连接。

所述插头电极和插座电极均采用铜件电极片。

所述插头上盖和插头下盖通过紧固件固定连接，

插头上盖的外侧面设有凹槽，所述凹槽内设有凸块，增大摩擦力。

工作流程为：

用户使用采用终端设备软件通过蓝牙模块进行蓝牙或WiFi匹配连接后，用终端操作设备打开，升降电机接收信号后带动固定销下降，第一保护片向一侧打开，从而带动第二保护片也向另一侧打开，插头从第二插槽插入插座，插座电极的接触端与从所述通槽处裸露的插头电极相接触，实现插座与插头的电连接；由于升降电机设定限时10-30秒后自动恢复原状，此时第一弹性件处于压缩状态，待用户拔出插头瞬间第一保护片、第二保护片在扭簧作用下回弹关闭，同时第一弹性件恢复原位置带动固定销回位，再次阻挡第一保护片开启。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明采用了电子与机械结构结合方式控制与分离；通过设有蓝牙模块，用户使用采用终端设备软件通过蓝牙模块进行蓝牙或WiFi匹配连接后，可控制升降电机接收信号后带动固定销下降，从而控制保护装置打开，使插头插入插座，充电结束后在扭簧作用下保护装置关闭。

(2)本发明通过在插头和插座内设有铁片和强磁铁，实现插头与插座的磁性吸合固定。

附图说明

图1是实施例1的在结构示意图。

图2是实施例1中保护装置在正常状态下在插座内的结构示意图。

图3是实施例1中保护装置在被控制装置控制状态在插座内的结构示意图。

图4是实施例2中保护装置一侧的结构示意图。

图5是实施例2中保护装置另一侧的结构示意图。

图6是实施例3中插座的外部结构示意图。

图7是实施例3中底座内部设置示意图。

图8是实施例3中底座的底部结构示意图。

图9是实施例4中蓝牙模组电路的电路图。

图10是实施例5中电机驱动电路的电路图。

图11是实施例6中AC-DC电源电路的电路图。

图12是实施例7中插头下盖的结构示意图。

图13是实施例7中插头绝缘柱塞的结构示意图。

图14是实施例7中插头的内部结构示意图。

图15是实施例7中第一突出端部的外端部的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述，应当指出的是，实施例只是对发明的具体阐述，不应视为对发明的限定，实施例的目的是为了让本领域技术人员更好地理解和再现本发明的技术方案，本发明的保护范围仍应当以权利要求书所限定的范围为准。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供一种智能充电耦合器。

所述智能充电耦合器包括插座1以及用于与充电枪连接线连接的插头2，所述插座1内设有控制装置11和保护装置12，所述控制装置11通过电子与机械结构结合对保护装置12进行控制和分离；

所述控制装置11包括升降电机111、固定销112和第一弹性件113，所述升降电机111接收电信号后带动固定销112下降，解除对保护装置12的阻挡使保护装置12分离，从而所述插头2插入插座1进行充电操作，当插头2拔出时，在第一弹性件113的作用下固定销112恢复原位置对保护装置12再次阻挡。

所述控制装置11还包括升降电机座114，所述第一弹性件113和升降电机座114依次套设在插座1的第一连接柱上，所述升降电机111固定在升降电机座114上，所述固定销112和升降电机111连接，所述升降电机111用于带动升降电机座114和固定销112移动。

实施例2

如图4-5所示，本实施例提供一种保护装置。

所述保护装置12包括第一保护片121、第二保护片122和固定支架123，所述固定支架123上设有放置孔1231，所述放置孔1231用于放置固定销112，阻挡第一保护片121滑动；所述第一保护片121上设有主动齿轮1211，所述第二保护片122上设有从动齿轮1221，所述主动齿轮1211和从动齿轮16齿合设置；所述第一保护片121和第二保护片122对开设置。

优选的，所述第一保护片121、第二保护片122上均设有挡块120，所述挡块120内设有放置空间1201；所述主动齿轮1211和从动齿轮1221上均设有连接轴1202，所述连接轴1202上套设有扭簧1203，所述扭簧1203的一端部放置在放置空间1201内。

优选的，所述主动齿轮1211和从动齿轮1221设置处还设有保护挡板1204，所述保护挡板1204与固定支架123连接，连接方式可以是卡扣连接、磁性连接或卡套连接。

优选的，所述固定支架123上设有限位板1232，用于限制第一保护片121和第二保护片122打开的角度。所述固定支架123与底座通过紧固件固定连接。

优选的，第一保护片121和第二保护片122为一体成型结构。

实施例3

如图6-8所示，本实施例提供一种插座。

如图6-7所示，所述插座1包括壳体13和壳盖14，所述壳体13内设有空腔，所述空腔内设有底座3，所述底座3内设有配合插头2插装的第一插槽31，所述第一插槽31呈等腰三角形，所述第一插槽31内设与锥形凹槽311，所述第一插槽31的周边设有电极放置槽32，所述电极放置槽32内设有弹性件放置槽33；所述第一插槽31上设有缺口312，所述缺口312的设置位置与所述电极放置槽32对应设置；

所述底座3内还设有放置插槽34，所述放置插槽34内垂直插有PCBA板4，PCBA板4在布局上避开强电部分；

所述底座3内设有第一连接柱36，用于与保护装置12固定连接。

优选的，所述底座3上还设有第二支撑板37，所述第二支撑板37用于支撑控制装置11，所述第二支撑板37设置在升降电机111的两侧。

如图8所示，所述底座3的底部设有磁铁放置槽35，所述磁铁放置槽35内设有固定板352，用于固定强磁铁351，所述磁铁放置槽35内设有强磁铁351。

优选的，所述壳盖14上还设有保护盖141，所述保护盖141与所述壳盖14卡扣连接。具体是，所述壳盖14上设有卡槽141，所述保护盖141上设有卡块，所述卡槽141和所述卡块匹配设置。优选的，所述壳盖14上设有连接孔142，为了平整度，所述连接孔142为凹陷式连接孔，所述连接孔142用于与所述底座3通过紧固件固定连接，底座3的相应位置处设有连接柱用于连接。

所述壳盖14上设有配合插头插装的第二插槽143，所述第二插槽143与所述第一插槽31匹配设置，所述第一插槽31和第二插槽143均呈等腰三角形设置。

如图7所示，所述插座1内还设有导电装置15，所述导电装置15包括电极接线端子151、插座电极152和第二弹性件153，所述电极接线端子151与所述插座电极152连接，所述第二弹性件153与所述插座电极152连接；所述电极接线端子151和插座电极152放置在电极放置槽32内，且插座电极152的接触端放置在缺口312内；所述第二弹性件153放置在弹性件放置槽33内。

优选的，所述插座电极152设有三个，插座电极152及6平方铜绞线与电极接线端子151连接。

实施例4

如图9所示，本实施例提供一种蓝牙模块。

所述PCBA板4上设有蓝牙模块，所述蓝牙模块用于与用户终端设备建立连接，控制升降电机111的工作；

所述蓝牙模块包括蓝牙模组电路，所述蓝牙模组电路包括蓝牙主控板P1、第一电容C4和第二电容C5，所述蓝牙主控板P1的第一I/O引脚TL-C4依次与第一电阻R3、第一发光二极管LED1连接；所述蓝牙主控板的GPIO引脚TL-D7依次与第二电阻R4、第二发光二极管LED2连接；所述第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2均与电源模块连接；

所述蓝牙主控板P1的电源引脚TL-VDD也与电源模块连接，第一电容C4和第二电容C5并联后一引脚与蓝牙主控板P1的电源引脚TL-VDD连接，另一引脚接地；

所述蓝牙主控板P1的第二I/O引脚TL-C3/第三I/O引脚TL-C2和第四I/O引脚TL-B5/第五I/O引脚TL-B4均与一个电机驱动模块连接。

实施例5

如图10所示，本实施例提供一种电机驱动模块。

所述PCBA板上还设有电机驱动模块，所述电机驱动模块包括电机驱动电路41，所述电机驱动电路41包括驱动芯片IC1、第三电容C12、第四电容C13、第五电容C7、第六电容C9；所述第三电容C12和第四电容C13并联后与所述驱动芯片IC1的电源引脚VDD连接，所述驱动芯片IC1的第一输出引脚OUTB与所述第五电容C7连接后接地，所述驱动芯片IC1的第二输出引脚OUTA与所述第六电容C9连接后接地。

优选的，所述蓝牙主控板P1选用BT3L芯片。

实施例6

如图11所示，本实施例提供一种电源模块。

所述PCBA板上还设有电源模块，所述电源模块包括AC-DC电源电路，所述AC-DC电源电路包括电源供电芯片IC1、稳压器U1、电解电容E3、第三电阻R2和第七电容C1；

电源供电芯片IC1的输入引脚SEL与所述稳压器U1的输入引脚IN连接，所述电解电容E3、第三电阻R2和第七电容C1并联后也与所述稳压器U1的输入引脚IN连接；所述稳压器U1的输出引脚OUT分别与第八电容C2、第九电容C3连接后接地；

所述电源供电芯片IC1的电压的低端引脚VS与第一电感L2连接后与所述电源供电芯片IC1的副电感电流负输入引脚CSP连接，然后再与第四电阻R1连接，第四电阻R1还分别与电源供电芯片IC1的副电感电流负输入引脚CSP、电压输出引脚VOUT、输入引脚SEL连接。

实施例7

如图12-15所示，本实施例提供一种插头。

所述插头2包括插头上盖21和插头下盖22，所述插头上盖21内设有圆形放置槽，所述圆形放置槽内设有铁片，所述铁片与强磁铁351配合，实现插头2与插座1的磁性吸合固定；

如图12-13所示，所述插头下盖22上设有第一突出端部6，所述第一突出端部6的截面呈等腰三角形，所述第一突出端部6内设有放置通槽61，所述放置通槽61内设有插头绝缘柱塞5，用于压紧插头电极23防止其脱出；所述插头绝缘柱塞5的截面也呈等角三角形与所述放置通槽61的形状对称设置，所述插头绝缘柱塞5的内部设有绝缘板51，所述绝缘板51包括横向绝缘板511和纵向绝缘板512，所述横向绝缘板511和纵向绝缘板512垂直设置，所述横向绝缘板511设置在插头绝缘柱塞5的内部侧面上，所述纵向绝缘板512相互连接。

如图14所示，所述放置通槽61上设有放置凹槽62，所述放置凹槽62用于放置插头电极23。

如图15所示，所述第一突出端部6包括内端部63和外端部64，所述内端部63设置在插头下盖22的内侧，所述外端部64设置在插头下盖22的外侧；

所述外端部64的底部的设有锥形凸块640，所述锥形凸块640与所述锥形凹槽311匹配设置，用于与插座1连接，所述锥形凸块640设置在第一突出端部6的垂线上，即第一突出端部6的截面为等腰三角形的底边的垂线上。

所述内端部63上设有开口631，所述开口631的两侧设有第一支撑板632，所述插头电极23的连接端放置在第一支撑板632上，并与插头下盖22固定。

在一些优选方案中，所述外端部64包括上端部641和下端部642，所述上端部641和下端部642之间设有倾斜过渡面643，所述倾斜过渡面643的三侧面的中间部位均设有放置块644，所述放置块644与位于同侧的上端部641所在的平面平行且放置块644的两侧分别与下端部642连接，与放置块644连接的下端部642处设有通槽6421，所述通槽6421的宽度小于放置块644的宽度；所述放置凹槽62与所述开口631以及通槽6421相对应设置；所述上端部641的外径大于下端部642的外径；

插座电极152的接触端与从所述通槽6421处裸露的插头电极23相接触实现插座1与插头2的电连接。

在一些优选方案中，所述插头下盖22的内侧的底部设有第二突出端部7，所述第二突出端部7内设有弧形凹槽71，所述弧形凹槽71上设有第一安装孔711，所述第一安装孔711通过紧固件与插头压线座80固定连接。

在一些优选方案中，所述插头下盖22的底部设有一体成型的连接管8，所述连接管8内设有护线套81，用于保护充电枪连接线，防止其折断，所述连接管8内用于放置充电枪的连接线，所述连接管8设置在第二突出端部7的一侧。

所述插头下盖22的四角处设有第二安装孔221，所述插头上盖21上设有第一安装柱，所述第二安装孔221和第一安装柱通过紧固件将插头上盖21和插头下盖22固定连接。

所述插头电极23和插座电极152均采用铜件电极片。

所述插头上盖21和插头下盖22通过紧固件固定连接，插头上盖21的外侧面设有防滑凹槽213，所述防滑凹槽213内设有防滑凸块214，增大摩擦力。

插头电极23采用接地优先原则插入时优先与插座内置接地的插座电极连接导电防止触电。

工作流程为：

用户使用采用终端设备软件通过蓝牙模块4进行蓝牙或WiFi匹配连接后，用终端操作设备打开，升降电机111接收信号后带动固定销112下降，第一保护片121向一侧打开，从而带动第二保护片122也向另一侧打开，插头2从第二插槽143插入插座1，插座电极152的接触端与从所述通槽6421处裸露的插头电极23相接触，实现插座1与插头2的电连接；由于升降电机111设定限时10-30秒后自动恢复原状，此时第一弹性件113处于压缩状态，待用户拔出插头2瞬间第一保护片121、第二保护片122在扭簧1203作用下回弹关闭，同时第一弹性件113恢复原位置带动固定销112回位，再次阻挡第一保护片121开启。

需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。