電插頭連接器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的主題是用于將電動車輛電連接到充電設(shè)備的插頭連接器(1)，其中插頭連接器(1)設(shè)計為建立與關(guān)聯(lián)到電動車輛或充電設(shè)備的第二插頭連接器的電連接，插頭連接器(1)具有可由電脈沖驅(qū)動以將插頭連接器(1)鎖定或解鎖的致動器(6)，且插頭連接器(1)具有用于產(chǎn)生電脈沖的能量源(7)。這具有以下巨大優(yōu)勢：在發(fā)生失去電力事件時，尤其是在充電設(shè)備或關(guān)聯(lián)到電動車輛的可再充電電池中，可將彼此連接的插頭連接器(1)解鎖。
【專利說明】電插頭連接器
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于將電動車輛電連接到充電設(shè)備的插頭連接器，其中所述插頭連接器設(shè)計為建立與關(guān)聯(lián)到所述電動車輛或所述充電設(shè)備的第二插頭連接器的電連接。
[0002]在電動交通應用的領(lǐng)域中，包含電鎖定功能的插頭連接器是已知的，其被規(guī)范地提供以用于傳輸來自充電設(shè)備的電能，來為電動車輛中所提供的車輛二次電池充電。
[0003]為此，可在充電設(shè)備處及在電動車輛處分別提供設(shè)備插頭，以使得借助于在兩端處皆包括對應于設(shè)備插頭的電纜連接器的連接電纜，可在充電設(shè)備與電動車輛之間建立電連接。
[0004]實現(xiàn)此電鎖定功能可包含:與完全插入到其極限的插頭連接器的插入方向垂直地機械地縮回圓柱銷，其中所述圓柱銷能夠通過對應孔沿徑向穿透所述設(shè)備插頭及所述電纜連接器，以使得在鎖定過程中可形成沿軸向的緊密配合。以此方式，防止所連接的插頭連接器的手動脫離，以根據(jù)安全方面使負載下的插頭連接器不能彼此分離，或車輛二次電池的尚未完成的充電過程不會中斷。通常，以電動機械的方式驅(qū)動所述圓柱銷，例如借助于具有上游機械的螺線管或致動器。
[0005]這里，螺線管通?？朔C械彈簧力進行操作，且需要永久地保持于端位置中，即在消耗電能的情況下在插頭連接器被鎖定時。當電壓供應停止時，彈簧打開并且將所述系統(tǒng)自動地解鎖。然而，缺點是必須由控制電子設(shè)備不斷地提供激活所需的動力，且通?？傆嫗閿?shù)瓦特。
[0006]另一方面，致動器通常由短的交替極化的電流脈沖驅(qū)動，且在到達其端位置之后仍分別被動地保持于其鎖定及解鎖位置中。此意味著，致動器即使在鎖定狀態(tài)下，例如在電動車輛的車輛二次電池的充電過程期間，也不消耗任何能量。然而，在電力故障事件期間，尤其是對充電設(shè)備來說，致動器不能再被驅(qū)動，從而導致插頭連接器的永久性非期望鎖定狀態(tài)。
[0007]在彈簧支撐條件下的致動器從鎖定位置到解鎖位置的重設(shè)通常是不可能的，或僅在借助于由于機械原因的大量努力的條件下才能完成。即使是例如可借助于電纜線來操作的純機械緊急解鎖裝置通常也被排除，這是因為為此需要永久性將電纜線接入到此解鎖裝置，因此盡管其在原理上是可能的，但由于誤用的原因，尤其是在公共充電設(shè)施處的誤用，而通常是不理想的。
[0008]因此，本發(fā)明的目的是提供一種特別簡單的解決方案，使得即使在充電設(shè)備或電動車輛的電力故障事件的情況下仍能夠?qū)崿F(xiàn)充電設(shè)備與電動車輛之間的由致動器所驅(qū)動的插頭連接器的電連接的鎖定及解鎖操作。
[0009]通過獨立權(quán)利要求的特征來實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的此目的。在附屬權(quán)利要求中公開本發(fā)明的有利實施方案。
[0010]本發(fā)明的目的是通過用于將電動車輛電連接到充電設(shè)備的插頭連接器來實現(xiàn)的，其中插頭連接器設(shè)計為建立與關(guān)聯(lián)到電動車輛或關(guān)聯(lián)到充電設(shè)備的第二插頭連接器的電連接，其中插頭連接器包括致動器，所述致動器可由電脈沖驅(qū)動且適于將優(yōu)選地彼此連接的插頭連接器鎖定及解鎖，且其中插頭連接器包括用于產(chǎn)生電脈沖的能量源。[0011]因此，本發(fā)明描述一種新方法，其中插頭連接器包括用于產(chǎn)生電脈沖的能量源，以使得用于將彼此連接的插頭連接器鎖定及解鎖所需的能量可由插頭連接器本身提供。這具有以下巨大優(yōu)勢:在電力故障事件期間，尤其是對充電設(shè)備或關(guān)聯(lián)到電動車輛的二次電池來說，致動器能夠?qū)⒈舜诉B接的插頭連接器解鎖。
[0012]因此，本發(fā)明的解決方案能夠從充電設(shè)備或電動車輛處所提供的插頭連接器移除借助于第二插頭連接器與插頭連接器，即第一插頭連接器連接的連接電纜，例如來自關(guān)聯(lián)到充電設(shè)備或電動車輛的設(shè)備插頭連接器的電纜連接器。由于以此方式，例如，在充電設(shè)備的電力故障事件期間可從電動車輛移除連接電纜，因此電動車輛仍保持在運行條件下且還消減了在電動車輛開始時連接電纜的可能損失及其他充電機會伴隨的損失。
[0013]因此，本發(fā)明提供通過提供能量源來提供儲存足夠量的電能的潛力，使得在電力故障事件期間致動器仍然可移動到相反的端部位置中，因此可釋放彼此連接的插頭連接器的鎖定狀態(tài)。由于事實上插頭連接器包括能量源，其中所述能量源優(yōu)選地安置在插頭連接器的殼體內(nèi)，因此不需要電動車輛或充電設(shè)備的改造適應，因此本發(fā)明解決方案尤其簡單且通用于現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何電動車輛和/或充電設(shè)備。此外，本發(fā)明的插頭連接器就其與第二插頭連接器的電接觸而論可實施為現(xiàn)有技術(shù)中已知的適于充電設(shè)備與電動車輛之間的電連接的任何插頭連接器，且為此其例如可包括分別可由致動器鎖定及解鎖的其他鎖定和/或閂鎖裝置。此外，插頭連接器可實施為耦合件、插頭和/或插座，其中本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠參照將在電動車輛與充電設(shè)備之間傳遞的電流來確定插頭連接器的容量。此夕卜，插頭連接器和/或第二插頭連接器可實施為裝置連接器或電纜連接器，其中插頭連接器優(yōu)選地實施為裝置連接器，且第二插頭連接器實施為電纜連接器。此外，優(yōu)選地將用于建立電連接的插頭連接器配置有關(guān)聯(lián)到連接電纜的第二插頭連接器，其中連接電纜可提供用于電動車輛與充電設(shè)備之間的電連接。
[0014]原則上，可以以任意方式實施所述能量源。然而，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，將所述能量源實施為二次電池、電容器和/或電感器。此外，將所述能量源實施為電池是可能的，然而優(yōu)選地使用二次電池。在電容器作為能量源的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員優(yōu)選地將提供電阻器，經(jīng)由所述電阻器可將電容器充電到其操作電壓。如果現(xiàn)在在充電設(shè)備和/或電動車輛處發(fā)生電力故障事件，則可以以適當方式將電容器連接到二次電池，以使得經(jīng)由致動器將電容器放電且因此為二次電池提供足夠量的能量，因此所述致動器能夠?qū)⒈舜诉B接的插頭連接器解鎖。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠參照所述二次電池、電容器和/或電感器的電氣特性來確定其容量，以使得部件將把足以將彼此連接的插頭連接器解鎖的量的能量提供給致動器。在本發(fā)明的背景下，術(shù)語“彼此連接”意味著兩個插頭連接器提供電動車輛與充電設(shè)備之間的電連接，且為此優(yōu)選地包括相互形狀配合或壓配合的連接。充電設(shè)備進一步可實施為現(xiàn)有技術(shù)中已知的用于為電動車輛，例如電動乘用車的車輛二次電池充電的任何裝置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方案，將能量源配置為使得所述能量源可由充電設(shè)備和/或關(guān)聯(lián)到所述電動車輛的車輛二次電池充電。此意味著在“正常操作”期間，即在充電設(shè)備連接到電動車輛用于為車輛二次電池充電或所述車輛二次電池具有足夠量的能量時，能量源可分別由充電設(shè)備及車輛二次電池充電，其中本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠提供例如防止能量源過充電的相應電路。[0016]原則上，可任意地配置所述致動器，然而，尤其優(yōu)選地將所述致動器配置成使得所述致動器通過交替極化的電脈沖將優(yōu)選地彼此連接的插頭連接器鎖定及解鎖。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，優(yōu)選地將所述致動器配置成使得所述致動器分別無功地保持在鎖定位置及解鎖位置中，直到其接收到所述電脈沖為止。以此方式有利地實現(xiàn):一方面可優(yōu)選地由短的電流脈沖來驅(qū)動致動器，另一方面在到達插頭連接器的端部位置，即分別為其鎖定位置及解鎖位置之后，即在將插頭連接器彼此鎖定或可彼此釋放時，所述致動器被動地保持在此位置中，使得即使在插頭連接器的鎖定狀態(tài)下，例如在電動車輛的車輛二次電池的充電過程期間，致動器仍完全不消耗任何能量。此外可提供切換器，在電力故障事件中或甚至在“正常操作”期間可借助于所述切換器來驅(qū)動致動器，使得通過操作所述切換器，可將彼此連接的插頭連接器分別鎖定及解鎖。
[0017]在另一優(yōu)選實施方案中，插頭連接器包括鎖定裝置，其中所述鎖定裝置可相對于插頭連接器的插入方向軸向地或徑向地移動以由致動器將所述插頭連接器鎖定及解鎖。這里，鎖定裝置例如可包含軸，所述軸反過來驅(qū)動用于將插頭連接器鎖定及解鎖的圓柱銷，使得所述圓柱銷相對于插頭連接器的插入方向軸向地或徑向地將彼此連接的插頭連接器鎖定及解鎖。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的再一優(yōu)選實施方案，將能量源配置成二次電池且插頭連接器包括計時裝置，使得在將彼此連接的插頭連接器解鎖之后所述計時裝置將致動器切換到無功狀態(tài)下，優(yōu)選地切換到無功率和/或無電流狀態(tài)下。因此，以優(yōu)選的方式可以避免將二次電池完全放電，使得在消除電力故障狀態(tài)之后可立即提供由具有根據(jù)本發(fā)明的上述配置的能量源所提供的鎖定及解鎖的可能性。
[0019]此外，根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案，優(yōu)選地將致動器配置成使得所述致動器可由電脈沖驅(qū)動，所述電脈沖可由充電設(shè)備和/或由關(guān)聯(lián)到電動車輛的車輛二次電池產(chǎn)生，插頭連接器包括用于致動器的切換裝置，所述切換裝置配置為使得如果所述充電設(shè)備和/或關(guān)聯(lián)到所述電動車輛的所述車輛二次電池不能產(chǎn)生所述電脈沖，則所述切換裝置將能量源連接到所述致動器。根據(jù)本發(fā)明的此實施方案，還提出在“正常操作”期間，即如果在充電設(shè)備和/或車輛二次電池側(cè)不存在任何電力故障事件，則致動器提供用于通過使用分別由充電設(shè)備及車輛二次電池提供的能量將插頭連接器鎖定及解鎖，然而，在電力故障事件的情況下，根據(jù)本發(fā)明的切換裝置將致動器連接到能量源，以使得甚至在電力故障事件期間所述致動器仍可通過能量源所提供的電能來操作。在本發(fā)明的背景下，術(shù)語“電脈沖” 一方面可意味著由從第一值到第二值的電流和/或電壓轉(zhuǎn)換所形成的電流和/或電壓邊限，另一方面可意味著由從第一值到第二值且其后返回到所述第一值的電流和/或電壓轉(zhuǎn)換所形成的“短期”脈沖。
[0020]在這點上，進一步優(yōu)選地將所述切換裝置配置成使得如果不能由充電設(shè)備和/或關(guān)聯(lián)到所述電動車輛的車輛二次電池產(chǎn)生電脈沖，則所述切換裝置將由能量源產(chǎn)生的電脈沖傳輸?shù)街聞悠饕詫?yōu)選地彼此連接的插頭連接器解鎖。因此，根據(jù)此實施方案，如果發(fā)生電力故障事件，即當充電設(shè)備或車輛二次電池皆不能或甚至僅充電設(shè)備或僅車輛二次電池能夠提供電脈沖時，所述切換裝置一方面將致動器自動地連接到能量源，另一方面通過用所述電脈沖給所述致動器加偏壓而將彼此連接的插頭連接器自動地解鎖。這樣，可能在電力故障事件期間自動地釋放插頭連接器的鎖定狀態(tài)，且可從第二插頭連接器移除所述插頭連接器，例如可釋放電動車輛與充電設(shè)備之間的連接電纜。這里，優(yōu)選地將所述切換裝置實施為繼電器。
[0021]本發(fā)明的目的進一步通過包括具有上述配置的插頭連接器的充電設(shè)備或電動車輛來實現(xiàn)，其中所述充電設(shè)備及關(guān)聯(lián)到所述電動車輛的車輛二次電池配置成用于產(chǎn)生所述電脈沖。為此，所述電動車輛優(yōu)選地包括車輛二次電池。
[0022]在下文中，關(guān)于附圖參照一個優(yōu)選實施方案來更詳細地闡釋本發(fā)明。在圖中:
[0023]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案的插頭連接器的分解透視圖；且
[0024]圖2示出了用于根據(jù)本發(fā)明的所述優(yōu)選實施方案來驅(qū)動所述插頭連接器的致動器的等效電路圖。
[0025]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案的插頭連接器I的分解透視圖。
[0026]在本發(fā)明的情況下，插頭連接器I從插座的意義而言作為裝置連接器來實施，其用于將電動車輛電連接到充電設(shè)備，以使得可由所述充電設(shè)備所提供的電能來為關(guān)聯(lián)到所述電動車輛的車輛二次電池充電。為此，插頭連接器I包括各種觸頭2，可借助于所述觸頭來建立插頭連接器I與第二插頭連接器之間的電連接。關(guān)于電觸頭2及插頭連接器I的具體實施例，參考根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的其他插頭連接器。
[0027]為了鎖定彼此連接的兩個插頭連接器1，插頭連接器I包括鎖定裝置3，在本發(fā)明的情況下，鎖定裝置3配置成作為圓柱銷4及軸5兩者。鎖定裝置3可由致動器6操作以使得借助于致動器6，通過軸5相對于插頭連接器I的插入方向可徑向地移動鎖定裝置3的圓柱銷4，因此可借助于圓柱銷4將彼此連接的插頭連接器I鎖定及解鎖。在鎖定狀態(tài)下，不能從第一插頭連接器I釋放例如關(guān)聯(lián)到充電設(shè)備與電動車輛之間的連接電纜的第二插頭連接器。
[0028]盡管圖1中未示出，但鎖定裝置3也可配置成使得圓柱銷4可通過致動器6沿插頭連接器I的軸向插入方向移動，以將插頭連接器I鎖定及解鎖。
[0029]在本發(fā)明的情況下，致動器6配置為使得可通過電脈沖，即電流脈沖，驅(qū)動致動器6，即致動器6借助于交替極化的電流脈沖將彼此連接的插頭連接器I鎖定及解鎖。在已接收到所述電脈沖之后，即在鎖定或解鎖操作之后，致動器分別無功地保持在鎖定位置及解鎖位置中，直到另一電脈沖使得致動器6將插頭連接器I鎖定或解鎖為止。
[0030]在“正常操作”期間，即如果例如對集成到充電設(shè)備中的插頭連接器I供應電能，則由充電設(shè)備和/或車輛二次電池所供應的電能來提供用于致動器6的電脈沖。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在插頭連接器I包括電能量源7，在本發(fā)明的情況下，所述電能量源實施為電容器，諸如電解電容器。這里，能量源7的容量確定為使得在電力故障事件的情況下，即如果充電設(shè)備沒有提供足以操作致動器6的量的能量，則能量源7通過能量源7提供的電脈沖來操作致動器6，以使得彼此連接的插頭連接器I能夠解鎖且彼此分離。
[0032]由于事實上能量源7集成到插頭連接器I中，這在本發(fā)明的情況下是通過使用可將所述能量源插入到其中的殼體8來實現(xiàn)的，因此根據(jù)本發(fā)明的插頭連接器I能夠以尤其節(jié)省空間的方式來配置，并且因此可適用于現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何充電設(shè)備和/或電動車輛。
[0033]這里，根據(jù)圖2，致動器6通過切換裝置9連接到能量源7，在本發(fā)明的情況下切換裝置9實施為繼電器。根據(jù)圖2中的等效電路圖進一步顯而易見的是，借助于由充電設(shè)備或車輛二次電池所提供的供應電壓Uv來完成用于在“正常操作”中進行鎖定及解鎖的致動器6的操作，以使得借助于切換器10，可通過交替極化的短電流脈沖通過極化轉(zhuǎn)換電路11來驅(qū)動致動器6。然而，如果在電力故障事件期間中斷所述電壓Uv，則可通過能量源7來操作致動器6。為此，也可能在電力故障事件期間，致動器6借助于由能量源7提供的能量來自動地釋放插頭連接器I的鎖定狀態(tài)。
[0034]如同在本發(fā)明的情況下，如果借助于電容器來實現(xiàn)能量源7，則優(yōu)選地將提供電阻器12及二極管13，其中電容器可經(jīng)由電阻器12及二極管13通過電壓Uv而被充電到其操作電壓。在電力故障事件的情況下，即如果中斷Uv，則根據(jù)所述等效電路圖，電容器通過切換裝置9連接到致動器6且經(jīng)由致動器6低歐姆放電，以使得致動器6釋放插頭連接器I之間的鎖定狀態(tài)。
[0035]如果將能量源7實施為二次電池，則優(yōu)選地提供計時裝置14，其中計時裝置14在將彼此連接的插頭連接器I解鎖之后將致動器6切換到無功狀態(tài)下。
[0036]因此，根據(jù)本發(fā)明，以尤其簡單的方式實現(xiàn)在充電設(shè)備處的電力故障事件期間，可以以簡單的方式自動地釋放插頭連接器I之間的鎖定狀態(tài)。
[0037]兀件符號列表
[0038]I 插頭連接器
[0039]2 電觸頭
[0040]3 鎖定裝置
[0041]4 圓柱銷
[0042]5 軸
[0043]6 致動器
[0044]7 能量源
[0045]8 殼體
[0046]9 切換裝置
[0047]10切換器
[0048]11極化轉(zhuǎn)換電路
[0049]12 電阻器
[0050]13 二極管
[0051]14計時裝置
【權(quán)利要求】
1.一種用于將電動車輛電連接到充電設(shè)備的插頭連接器(1)，其中 所述插頭連接器(I)設(shè)計為建立與關(guān)聯(lián)到所述電動車輛或所述充電設(shè)備的第二插頭連接器的電連接， 所述插頭連接器(I)包括可由電脈沖驅(qū)動的致動器(6)，所述致動器適于將所述插頭連接器(I)鎖定及解鎖，且 其中所述插頭連接器(I)包括用于產(chǎn)生所述電脈沖的能量源(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的插頭連接器(I)，其中所述能量源(7)實施為二次電池、電容器和/或電感器。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的插頭連接器(I)，其中所述能量源(7)配置為使得所述能量源(7)可通過所述充電設(shè)備和/或關(guān)聯(lián)到所述電動車輛的車輛二次電池來充電。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的插頭連接器(I)，其中所述致動器(6)配置為使得所述致動器(6)通過交替極化的電脈沖將所述插頭連接器(I)鎖定及解鎖。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的插頭連接器(I)，其中所述致動器(6)實施為使得所述致動器(6)無功地保持在所述鎖定狀態(tài)下或所述解鎖狀態(tài)下，直到所述致動器接收到所述電脈沖為止。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的插頭連接器(I)，其包括用于所述插頭連接器`(I)的鎖定裝置(3)，其中所述鎖定裝置(3)可借助于所述致動器(6)相對于所述插頭連接器(I)的插入方向軸向地或徑向地移動，以將所述插頭連接器(I)鎖定及解鎖。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的插頭連接器(I)，其中所述能量源(7)配置成包含計時裝置(14)的二次電池，其中所述計時裝置(14)配置為使得在將彼此連接的所述插頭連接器(I)解鎖之后，所述計時裝置(14)將所述致動器(6)切換到無功狀態(tài)下。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的插頭連接器(I)，其中所述致動器(6)配置為使得所述致動器(6)可由所述充電設(shè)備和/或關(guān)聯(lián)到所述電動車輛的車輛二次電池所產(chǎn)生的電脈沖驅(qū)動，且所述插頭連接器(I)包括用于所述致動器(6)的切換裝置(9)，所述切換裝置配置為使得當所述充電設(shè)備和/或關(guān)聯(lián)到所述電動車輛的所述車輛二次電池不能產(chǎn)生所述電脈沖時，所述切換裝置(9)將所述能量源(7)連接到所述致動器(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的插頭連接器(I)，其中所述切換裝置(9)配置為使得在所述充電裝置和/或關(guān)聯(lián)到所述電動車輛的所述車輛二次電池不能產(chǎn)生所述電脈沖時，所述切換裝置(9)傳輸由所述能量源(7)產(chǎn)生的電脈沖以將所述插頭連接器(I)解鎖。
10.一種包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的插頭連接器(I)的充電設(shè)備或電動車輛，其中所述充電設(shè)備或關(guān)聯(lián)到所述電動車輛的車輛二次電池配置為用于產(chǎn)生所述電脈沖。
【文檔編號】H01R13/639GK103534883SQ201280023424
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月20日
【發(fā)明者】托馬斯·富勒 申請人:菲尼克斯電氣公司