一种电动车辆的充电装置的制作方法

1.本技术涉及防爆安全技术领域，尤其涉及一种电动车辆的充电装置。


背景技术：

2.随着电动车辆技术的发展，电动车在矿井(如煤矿井)中的应用愈加广泛，但与常规应用环境不同，电动车在矿井场景下的充电面临独有的难题：第一，电动车不能全部都开到地面上充电，如此极为不便；第二，矿井环境为潜在的爆炸性环境，电动车在矿井内充电时必须保证防爆安全，因此不能使用与地面民用车辆相同的充电插座；第三，锂电池在充电时发生热失控的概率较大，在爆炸性环境下需要保证充电时的电池安全；第四，煤矿井下用电动车本身在充电完成后，要保证整车防爆安全后才能工作或启动。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种电动车辆的充电装置，以解决或者部分解决电动车辆在爆炸环境下的充电安全的技术问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电动车辆的充电装置，包括充电机和充电插头；所述充电机包括充电机控制器以及连接所述充电机控制器的第一控制开关和第二控制开关；所述充电插头嵌设有第一隔爆绝缘套管，充电线路穿过所述第一隔爆绝缘套管以连接所述充电机和所述充电插头，所述充电线路包括直流充电线路、can通信线路、连接确认线路和辅助供电线路，所述can通信线路和所述连接确认线路连接所述充电机控制器；
5.所述第一控制开关用于控制所述直流充电线路的通断，所述第二控制开关用于控制所述can通信线路和所述辅助供电线路的通断；
6.在所述充电插头内的所述连接确认线路上连接有第一电源，所述充电插头内还设有第一接近开关，所述第一接近开关的一端连接在所述第一电源与所述连接确认线路之间，另一端接地；所述充电插头内设有第一接近元件，所述第一接近元件用于控制所述第一接近开关的通断；
7.其中，在所述充电插头插入车载电源的充电插座，且所述第一隔爆绝缘套管与充电插头壳体、所述车载电源的电源壳体形成第一隔爆面时，所述第一接近元件靠近所述第一接近开关，使所述第一接近开关闭合或断开；所述充电机控制器用于在检测到所述连接确认线路与所述第一电源的连接触点处的电位发生改变时，通过所述第二控制开关使所述辅助供电线路和所述can通信线路连通进行充电握手；在完成所述充电握手后，通过所述第一控制开关使所述直流充电线路连通并向所述车载电源充电。
8.可选的，所述第一接近开关为霍尔开关，所述第一接近元件为磁性推杆。
9.可选的，所述霍尔开关包括中空壳体、弹簧和霍尔元件，所述弹簧嵌设在所述中空壳体内，并套设在所述磁性推杆上；所述霍尔元件设置在所述中空壳体内，位于远离所述磁性推杆的一端；
10.其中，在所述充电插头插入车载电源的充电插座，且所述第一隔爆绝缘套管与充电插头壳体、所述车载电源的电源壳体形成第一隔爆面时时，所述磁性推杆靠近所述霍尔元件，以使所述霍尔元件在磁力影响下连通或断开所述霍尔开关。
11.可选的，所述充电线路还包括连接所述充电机控制器的接地线路，所述第一控制开关连接在所述接地线路上。
12.可选的，所述连接确认线路包括cc1线和cc2线，所述第一电源连接至所述cc1线，所述第一接近开关的一端连接在所述第一电源和所述cc1线之间，另一端接地。
13.可选的，所述充电装置还包括位于所述车载电源内的车辆控制器、第三控制开关、第四控制开关和设置在所述车载电源处的充电插座，所述第三控制开关和所述第四控制开关连接所述车辆控制器；所述充电插座包括与所述充电线路匹配的插座线路，所述插座线路连接所述充电插座和所述车载电源；
14.所述第三控制开关用于控制所述所述车载电源内的直流充电线路的通断，所述第四控制开关用于控制所述车载电源内的can通信线路和所述辅助供电线路的通断；
15.其中，在所述充电插头插入车载电源的充电插座，且所述第一隔爆绝缘套管与充电插头壳体、所述车载电源的电源壳体形成第一隔爆面时，所述车辆控制器用于在检测到所述连接确认线路与所述第一电源的连接触点处的电位发生改变时，通过所述第四控制开关使所述辅助供电线路和所述can通信线路连通进行充电握手；在完成所述充电握手后，通过所述第三控制开关连通所述直流充电线路，以向所述车载电源充电。
16.可选的，所述充电插座设有插座保护盖，所述插座保护盖上设有第二接近元件；所述充电插座内的连接确认线路上连接有第二电源，在所述充电插座内设有第二接近开关，所述第二接近开关的一端连接在所述第二电源与所述连接确认线路之间，另一端接地；
17.其中，在所述插座保护盖关闭时，所述第二接近元件靠近所述第二接近开关以使所述第二接近开关断开；所述车辆控制器用于在检测到所述连接确认线路与所述第二电源的连接触点处的电位升高时，解锁所述车载电源的电能输出。
18.可选的，所述连接确认线路包括cc1线和cc2线，所述第二电源连接至所述cc2线，所述第二接近开关的一端连接在所述第二电源和所述cc2线之间，另一端接地。
19.可选的，所述充电装置还包括嵌设在所述充电插座内的第二隔爆绝缘套管，所述插座线路穿设于所述第二隔爆绝缘套管，所述第二隔爆绝缘套管与所述电源壳体形成第二隔爆面。
20.可选的，所述充电插座设有锁止机构，所述锁止机构用于在所述充电插头插入所述充电插座时，锁紧所述充电插头。
21.通过本实用新型的一个或者多个技术方案，本实用新型具有以下有益效果或者优点：
22.本实用新型提供了一种电动车辆的充电装置，通过在充电插头内嵌设第一隔爆绝缘套管，从而在充电插头插入车载电源的充电插座时，第一隔爆绝缘套管能够与车载电源的电源壳体形成第一隔爆面；此时，第一接近元件靠近第一接近开关使其闭合或断开，开关状态的变化使连接确认线路与第一电源的连接点处的电位发生变化，在充电机控制器检测到该电位变化时，通过第二控制开关使辅助供电线路和can通信线路连通进行充电握手；在完成充电握手后，通过第一控制开关连通直流充电线路向车载电源充电。故而，本实用新型
提供的充电装置，在充电插头与电源壳体组成满足防爆要求的第一隔爆面后，才允许充电机与电动车辆进行充电握手以及直流充电；而在未形成第一隔爆面或第一隔爆面被破坏时，充电机将无法继续对电动车辆进行充电，从而保障了电动车辆在爆炸环境下的充电安全，避免出现带电插拔所导致的爆炸风险。
23.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
24.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
25.图1示出了根据本实用新型一个实施例的充电装置中的充电机、充电插头部分的电路示意图；
26.图2示出了根据本实用新型一个实施例的充电插头插入充电插座的示意图；
27.图3示出了根据本实用新型一个实施例的图2中b区域的放大示意图；
28.图4示出了根据本实用新型一个实施例的充电装置中的充电插座、车载电源的电路示意图；
29.图5示出了根据本实用新型一个实施例的充电插座的结构示意图(合上充电插座盖的)；
30.图6示出了根据本实用新型一个实施例的在图5中a方向的主视图(取下充电插座盖)；
31.附图标记说明：
32.10、充电机；11、充电机控制器；12、第一安全栅；k1、第一控制开关；k2、第二控制开关；13、充电保护电路；
33.20、充电插头；21、第一隔爆绝缘套管；22、第一接近开关；221、中空壳体；222、弹簧；223、霍尔元件；23、第一接近元件；231、磁性推杆；24、电磁锁；25、锁栓；26、充电线路；27、充电插头壳体；vcc1、第一电源；
34.30、充电插座；31、第二接近开关；32、第二接近元件；33、第二隔爆绝缘套管；34、插座保护盖；35、锁止机构；36、插座线路；37、插座固定环；vcc2、第二电源；
35.40、车载电源；41、车辆控制器；42、电源壳体；43、第二安全栅；k3、第三控制开关；k4、第四控制开关。
具体实施方式
36.为了使本技术所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本技术，下面结合附图，通过具体实施例对本技术技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本实用新型中用到的各种设备等，均可通过市场购
买得到或者可通过现有方法制备得到。
37.为了使电动车辆能够在爆炸环境中安全充电，满足防爆要求，在一个可选的实施例中，请参阅图1，提供了一种电动车辆的充电装置，包括充电机10和充电插头20；充电机10包括充电机控制器11以及连接充电机控制器11的第一控制开关k1和第二控制开关k2；充电插头20嵌设有第一隔爆绝缘套管21，充电线路26穿过第一隔爆绝缘套管21以连接充电机10和充电插头20，充电线路26包括直流充电线路、can通信线路、连接确认线路和辅助供电线路，can通信线路和连接确认线路连接充电机控制器11；第一控制开关k1用于控制直流充电线路的通断，第二控制开关k2用于控制can通信线路和辅助供电线路的通断；在充电插头20内的连接确认线路上连接有第一电源vcc1，充电插头20内还设有第一接近开关22，第一接近开关22的一端连接在第一电源vcc1与连接确认线路之间，另一端接地，充电插头20内设有第一接近元件23，第一接近元件23用于控制第一接近开关22的通断；
38.其中，在充电插头20插入车载电源40的充电插座30，且第一隔爆绝缘套管21与充电插头壳体27、车载电源40的电源壳体42形成第一隔爆面时，第一接近元件23靠近第一接近开关22，使第一接近开关22闭合或断开；充电机控制器11用于在检测到连接确认线路与第一电源vcc1的连接触点处的电位发生改变时，通过第二控制开关k2使辅助供电线路和can通信线路连通进行充电握手；在完成充电握手后，通过第一控制开关k1使直流充电线路连通并向车载电源40充电。
39.具体的，本实施例中的充电线路26和充电插头20组成了符合标准要求的民用九芯充电插口，线路具体包括：
40.直流充电线路：dc+和dc-；
41.can通信线路：s+和s-；
42.连接确认线路：cc1和cc2；
43.辅助供电线路：a+和a-；
44.接地线路：pe。
45.其中，充电机控制器11与can通信线路、连接确认线路和节点线路相连，以进行电动车辆的充电过程控制。充电机10是为电动车辆充电的地面站充电机。
46.第一控制开关k1和第二控制开关k2可在充电机控制器11的控制下控制对应的线路的通断，第一控制开关k1和第二控制开关k2可以选择继电器或者其他类型的电路开关。在充电插头20插入车载电源40的充电插座30之前，第一控制开关k1和第二控制开关k2处于常开状态，即此时充电机10和充电插头20端的直流充电线路、can通信线路和辅助供电线路均处于断开状态。可选的，第一控制开关k1连接在接地线路上。
47.充电插头20中嵌设有第一隔爆绝缘套管21，其位置和形状设计满足在充电插头20插上电动车辆车载电源40的充电插座30时，第一隔爆绝缘套管21可与充电插头壳体27和车载电源40的电源壳体42形成完整的第一隔爆面，第一隔爆面符合国标：gb/t 3836.2的要求，以消除充电过程中的爆炸风险。与此同时，第一接近元件23靠近第一接近开关22，使第一接近开关22的连接状态发生变化。需要说明的是，接近开关是一种无需与运动部件进行机械接触就可以操作的电路开关，当物体部件运动至接近开关的感应面时，不需要通过机械接触或施加任何压力即可使接近开关产生动作，切换连通或断开状态。
48.在本实施例中，第一接近开关22可采用电感式、电容式、霍尔式和交直流型接近开
关。在第一接近元件23远离第一接近开关22时，第一接近开关22可处于闭合或断开状态，而在第一接近元件23靠近第一接近开关22时，第一接近开关22的状态对应切换为断开或闭合。如此将使第一电源vcc1与连接确认线路的连接触点处的电位发生改变，充电机控制器11在检测到该电位变化时，可控制第二控制开关k2闭合，连通辅助供电线路和can通信线路进行充电握手。若无特别说明，本实施例中的第一接近开关22采用霍尔开关，对应的第一接近元件23采用磁性推杆231，磁性推杆231的材质可以是永磁材料如磁钢或铷铁硼永磁体等材料。
49.本实施例提供了一种电动车辆的充电装置，通过在充电插头20内嵌设第一隔爆绝缘套管21，从而在充电插头20插入车载电源40的充电插座30时，第一隔爆绝缘套管21能够与车载电源40的电源壳体42形成第一隔爆面；此时，第一接近元件23靠近第一接近开关22使其闭合或断开，开关状态的变化使连接确认线路与第一电源vcc1的连接点处的电位发生变化，在充电机控制器11检测到该电位变化时，通过第二控制开关k2使辅助供电线路和can通信线路连通进行充电握手；在完成充电握手后，通过第一控制开关k1连通直流充电线路向车载电源40充电。故而，本实用新型提供的充电装置，在充电插头20与电源壳体42组成满足防爆要求的第一隔爆面后，才允许充电机10与电动车辆进行充电握手以及直流充电；而在未形成第一隔爆面或第一隔爆面被破坏时，充电机10将无法继续对电动车辆进行充电，从而保障了电动车辆在爆炸环境下的充电安全，避免出现带电插拔所导致的爆炸风险。
50.在一些可选的实施例中，连接确认线路包括cc1线和cc2线，第一电源vcc1连接至cc1线，第一接近开关22的一端连接在第一电源vcc1和cc1线之间，另一端接地。如此，充电机控制器11基于cc1线的电压值的变化来控制第二控制开关k2的连通或闭合。
51.在一些可选的实施例中，如图1所示，充电插头20还包括第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3；第一电阻r1串联在第一接近开关22与cc1线之间，第二电阻r2串联在第一电源vcc1与cc1线之间，第三电阻r3的一端连接cc2线，另一端接地。第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3为本安设计电阻，以避免线路中的电流值达到爆炸阈值，从而提高充电插头20的充电安全性。
52.在一些可选的实施例中，在充电插头20上还设有电磁锁24和对应的锁栓25，电磁锁24用于在充电插头20插入充电插座30的瞬间通电，使充电插头20与电动车辆紧密结合，附带保持吸力。在车载电源40的电池充满后启动开关通电开锁，施加推力推开充电插座30，即充电枪。
53.在一些可选的实施例中，在充电机10的直流充电线路上还串接有充电保护电路13，用于避免直流充电线路过载。
54.在一些可选的实施例中，充电插头20插入充电插座30后的连接示意关系可参阅图2～图3。在图2中，充电插头20从右至左插入充电插座30；在图3中提供了一种第一接近开关22为霍尔开关的方案，包括中空壳体221、弹簧222和霍尔元件223，弹簧222嵌设在中空壳体221内，并套设在磁性推杆231上；霍尔元件223设置在中空壳体221内，位于远离磁性推杆231的一端；其中，在充电插头20插入车载电源40的充电插座30，且第一隔爆绝缘套管21与充电插头壳体27、车载电源40的电源壳体42形成第一隔爆面时时，磁性推杆231靠近霍尔元件223，以使霍尔元件223在磁力影响下连通或断开霍尔开关。
55.具体的，磁性推杆231设置在充电机10的充电插头20上，具体是位于充电插头20插
入充电插座30的一端。在充电插头20未插入充电插座30时，弹簧222回复将磁性推杆231顶出，使其远离霍尔元件223，霍尔元件223在未受到磁力影响时霍尔开关处于连通状态，此时第一电源vcc1与连接确认线路的连接触点处的电位或电压处于相对低压状态。充电机控制器11根据此时的电压值，将第二控制开关k2保持在断开状态，即can通信线路与辅助供电线路处于断开状态。
56.而在充电插头20插入充电插座30后，磁性推杆231在充电插座30的影响下压缩弹簧222并靠近霍尔开关。在充电插头20插接到位、第一隔爆绝缘套管21与车载电源40的电源壳体42组成完整的第一隔爆面时，磁性推杆231到达设定位置，霍尔元件223受到磁力吸引后使霍尔开关断开，此时第一电源vcc1与连接确认线路的连接触点处的电位或电压升高，充电机控制器11检测到该触点电位的升高变化，发出控制信号使第二控制开关k2闭合，连通can通信线路和辅助供电线路，与电动车辆进行充电握手。在握手成功后，充电机控制器11再控制第一控制开关k1闭合连通直流充电线路进行充电。
57.上述霍尔结构的第一接近开关22和磁性推杆231的第一接近元件23的结构和位置设计，能够提高在充电插头20与车载的充电插座30配合到位、形成完整的第一隔爆面后，充电机10进行充电的控制灵敏度，从而达到良好的电气联锁防爆的效果。
58.前述实施例通过设计充电机10和充电插头20的结构，实现了对电动车辆在爆炸环境下的安全充电。为了进一步提高充电安全，还可以基于在充电机10和充电插头20端的结构设计，调整电动车辆端的充电插座30设计。
59.在一些可选的实施例中，如图4～图5所示，充电装置还包括位于车载电源40内的车辆控制器41、第三控制开关k3、第四控制开关k4和设置在车载电源40处的充电插座30，第三控制开关k3和第四控制开关k4连接车辆控制器41；充电插座30包括与充电线路26匹配的插座线路36，插座线路36连接充电插座30和车载电源40；第三控制开关k3用于控制车载电源40内的直流充电线路的通断，第四控制开关k4用于控制车载电源40内的can通信线路和辅助供电线路的通断；
60.其中，在充电插头20插入车载电源40的充电插座30，且第一隔爆绝缘套管21与充电插头壳体27、车载电源40的电源壳体42形成第一隔爆面时，车辆控制器41用于在检测到连接确认线路与第一电源vcc1的连接触点处的电位发生改变时，通过第四控制开关k4使辅助供电线路和can通信线路连通进行充电握手；在完成充电握手后，通过第三控制开关k3连通直流充电线路，以向车载电源40充电。
61.可以理解，插座线路36是与地面充电机10端的充电线路26所匹配的接线线路，同样包括：
62.直流充电线路：dc+和dc-；
63.can通信线路：s+和s-；
64.连接确认线路：cc1和cc2；
65.辅助供电线路：a+和a-；
66.接地线路：pe。
67.充电插座30的插口示意可参阅图6。
68.本实施例基于前述实施例在充电机10和充电插座30端的设计，对电动车辆端的充电插座30和车载电源40进行配合改进。其中，在充电插头20未插入充电插座30时，第三控制
开关k3和第四控制开关k4处于常开状态。而在充电插头20插入充电插座30，第一隔爆绝缘套管21与充电插头壳体27、电源壳体42形成第一隔爆面后，车辆控制器41也可以同步检测到连接确认线路上连接确认线路与第一电源vcc1的连接触点处的电位发生改变，此时车辆控制器41与充电机控制器11的控制同步，控制第四控制开关k4闭合以使充电机10端和电动车辆端的can通信线路和辅助供电线路连通，保证充电握手的顺利进行；在握手成功后再控制第三控制开关k3闭合，使充电机10端的直流充电线路与电动车辆端的直流充电线路连通进行充电。
69.通过在车载电源40增加第三控制开关k3和第四控制开关k4的冗余设计，并使其与充电机控制器11对第一控制开关k1和第二控制开关k2的控制联动设计，只有同时满足：1)充电插头20与充电插座30插接到位、第一隔爆绝缘套管21与电源壳体42形成符合国标(gb/t 3836)要求的第一隔爆面；2)充电机10端的直流充电线路、can通信线路、辅助供电线路和车载电源40端的直流充电线路、can通信线路、辅助供电线路同时接通时才能进行充电，从而进一步地提高了电动车辆在爆炸环境下的充电安全。
70.同理，第三控制开关k3和第四控制开关k4可以选择使用继电器或者其他类型的电路开关。
71.需要说明的是，电动车辆在爆炸环境下进行充电，不仅要保证充电过程中的安全，还需要注意在充电完成后，需要保证整车防爆安全后才能给电工作。故而在一些可选的实施例中，充电插座30设有插座保护盖34，插座保护盖34上设有第二接近元件32；充电插座30内的连接确认线路上连接有第二电源vcc2，在充电插座30内设有第二接近开关31，第二接近开关31的一端连接在第二电源vcc2与连接确认线路之间，另一端接地；其中，在插座保护盖34关闭时，第二接近元件32靠近第二接近开关31以使第二接近开关31断开；车辆控制器41用于在检测到连接确认线路与第二电源vcc2的连接触点处的电位升高时，解锁车载电源40的电能输出。
72.具体的，上述设计是在插座保护盖34关闭时，第二接近元件32靠近第二接近开关31，使第二接近开关31从连通状态变为断开状态，此时第二电源vcc2与连接确认线路之间的连接点的触点电位升高，车辆控制器41在检测到该电位变化时才解锁车载电源40的电能输出，此时电动车辆才能启动。上述设计的好处在于如果车载电源40的电路出现故障，在充电结束后充电插座30仍然带电，那么利用插座保护盖34可以形成有效的电气联锁，只有在充电插头20拔出，插座保护盖34合上的时候才允许车载电源40供电，使充电插座30部分达到mb的保护水平，保证进入矿区的电动车辆的安全。
73.与第一接近开关22同理，第二接近开关31的类型可以是电感式、电容式、霍尔式和交直流型等接近开关。图5提供了一种可选的方案，第二接近开关31为霍尔接近开关，第二接近元件32采用磁头螺栓，即螺栓上设有磁性材料。磁头螺栓用于将插座保护盖34固定在电源壳体42上。在车辆充电时，将磁头螺栓取下，打开插座保护盖34，此时磁头螺栓远离第二接近开关31，第二接近开关31处于闭合状态，第二电源vcc2与连接确认线路的触点电压处于低压状态，车辆控制器41根据此电压状态禁止车载电源40输出。而在充电完成后，关闭插座保护盖34并拧上磁头螺栓，此时磁头螺栓靠近第二接近开关31，在磁吸力作用下使第二接近开关31断开，从而使第二电源vcc2与连接确认线路的触点电压升高，车辆控制器41检测到这一电位变化，解锁车载电源40的电能输出，即允许车载电源40向电动车辆上的电
动机或用电设备输送电能。
74.考虑到连接确认线路包括cc1线和cc2线，可选的，第二电源vcc2连接至cc2线，第二接近开关31的一端连接在第二电源vcc2和cc2线之间，另一端接地。如此不影响充电机控制器11和车辆控制器41根据cc1线触点电压控制第一控制开关k1、第二控制开关k2、第三控制开关k3和第四控制开关k4，进而有效的保障充电安全。
75.在一些可选的实施例中，请参阅图5，充电装置还包括嵌设在充电插座30内的第二隔爆绝缘套管33，插座线路36穿设于第二隔爆绝缘套管33，第二隔爆绝缘套管33与电源壳体42形成第二隔爆面。如此，在充电插头20插入充电插座30后，第一隔爆面、第二隔爆面可形成或保证充电插头20与充电插座30之间的插接腔体、充电机10主腔和车载电源40主腔三者的可靠隔离，进一步提高车辆充电过程中的防爆安全。可选的，第二隔爆绝缘套管33通过插座固定环37嵌设在充电插座30内。
76.在一些可选的实施例中，请参阅图5，充电插座30设有锁止机构35，锁止机构35用于在充电插头20插入充电插座30时，锁紧充电插头20。通过锁止机构35锁紧充电插头20，能够确保第一隔爆绝缘套管21、充电插头壳体27和电源壳体42形成完整、牢靠的隔爆接合面(即第一隔爆面)，即插接腔体隔爆面的可靠锁紧。若锁止结构没有锁紧充电插头20，则隔爆接合面将在弹簧222的作用下分离，使第一限位开关重新闭合，连接确认线路上的电压降低，充电机控制器11将不再向电动车辆的车载电源40充电。故而，锁紧机构能够可靠保护内部带电部件，使充电机10在向车载电源40充电时，达到电气联锁的效果。
77.在一些可选的实施例中，请参阅图4，充电插座30还包括第四电阻r4、第五电阻r5和第六电阻r6；第四电阻r4串联在第二接近开关31与cc2线之间，第五电阻r5串联在第二电源vcc2与cc2线之间，第六电阻r6的一端连接cc1线，另一端连接第四控制开关k4。第四电阻r4、第五电阻r5和第六电阻r6为本安设计电阻，以避免线路中的电流值达到爆炸阈值，从而提高充电插座30在充电过程中的安全性。
78.在一些可选的实施例中，在充电机10内的连接确认线路上设有第一安全栅12，在车载电源40内的连接确认线路上设有第二安全栅43，第一安全栅12和第二安全栅43用于将连接确认线路的电压和电流限制在本安范围内。
79.结合前述实施例提供的充电机10、充电插头20、充电插座30和车载电源40，本实用新型提供的充电装置，其充电过程控制如下：
80.1)在充电插头20未插入充电插座30，或插入不到位时：
81.充电插头20中的第一接近开关22中的霍尔元件223不受磁性推杆231(磁钢)吸引，保持在闭合状态；第一控制开关k1和第二控制开关k2无电，触点保持常开，直流充电线路、can通信线路、辅助供电线路对外触点均不带电；仅连接确认线路cc1、cc2触点带电(由第一电源vcc1和第二电源vcc2提供)，且为本安触点。
82.2)充电插头20与充电插座30连接到位：
83.①
第一接近开关22中的霍尔元件223受到磁性推杆231的吸引，第一接近开关22切换为断开状态，充电机控制器11和车辆控制器41检测到cc1电压升高，分别控制第二控制开关k2和第四控制开关k4带电，触点闭合，辅助供电线路及can通信线路接通进行充电握手；
84.②
在can通信握手成功后，充电机控制器11和车辆控制器41分别控制第一控制开关k1和第三控制开关k3带电，触点闭合充电机10开始为车载电源40中的动力电池充电；同
时can通信可持续收集并监测动力电池的电压、电流及温度参数；
85.③
在充电结束后，充电机控制器11和车辆控制器41使第一控制开关k1和第三控制开关k3无电，触点断开，停止充电；
86.④
在can通信结束后，充电机控制器11和车辆控制器41使第二控制开关k2和第四控制开关k4无电，触点断开，辅助供电及can通信断开；
87.⑤
充电机10与电动车辆端分别指示充电完成。
88.3)充电插头20、充电插座30断开，并扣紧插座保护盖34：
89.①
断开充电插头20和充电插座30的连接，然后扣紧插座保护盖34；
90.②
在扣紧插座保护盖34后，第二接近元件32(插座盖磁钢)靠近第二接近开关31，在磁力作用下使第二接近开关31断开，车辆控制器41监测到cc2电压升高后解锁电动车辆，电动车辆此时可以正常启动行驶。
91.通过本实用新型的一个或者多个实施例，本实用新型具有以下有益效果或者优点：
92.1)在充电机10的充电插头20上设置第一接近元件23和第一限位开关，在充电插头20与充电插座30的授电插口未形成符合gb/t 3836.2要求的第一隔爆面时，充电机控制器11使第一控制开关k1和第二控制开关k2断开，充电机10端的直流充电线路、can通信线路和辅助供电线路断开，充电机10不会向车载电源40充电或释放电能量(本安信号除外)；若在充电过程中有外界因素导致第一隔爆面被破坏，充电也会立即停止，避免产生带电插拔的情况，从而显著提高电动车辆在爆炸环境下的充电安全；
93.2)充电插头20和充电插座30的结构可以保证在充电连接时实现插接腔与接线腔的可靠隔离；具体的，通过第一隔爆面和第二隔爆面，将充电插接部分划分为三个腔，即：插接腔体、充电机10主腔和车载电源40主腔，并实现了三者的可靠隔离，通过第一接近开关22以及第一接近开关22与第一控制开关k1、第二控制开关k2的逻辑关系，达到可靠的电气联锁，提高了充电安全；再通过结构上引进的锁止机构35，同时还实现了机械联锁；
94.3)在车载电源40(电池电源箱)的充电插座30的插座保护盖34上设有第二接近元件32，在充电插座30内设有第二接近开关31，在打开的充电插座30没有闭合插座保护盖34或没有闭合到位时，车辆控制器41根据充电插座30内连接确认线路的电位值，禁止车载电源40输出电能，从而使电动车辆无法启动，提高了行车安全；此时可以在电动车辆的车身上设置警示灯进行提醒；
95.4)利用充电插座30、充电插头20和电动车辆上的通讯部件，可将充电时车载电源40的电池参数就地显示并上传，在云端与以往收集的数据进行比较和数据分析，可以对可能出现故障的电池进行预警，煤矿井下可以根据预警对电动车用电源进行维修或其它处理，以预防事故的发生。
96.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的普通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技术范围的所有变更和修改。
97.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种电动车辆的充电装置，其特征在于，包括充电机和充电插头；所述充电机包括充电机控制器以及连接所述充电机控制器的第一控制开关和第二控制开关；所述充电插头嵌设有第一隔爆绝缘套管，充电线路穿过所述第一隔爆绝缘套管以连接所述充电机和所述充电插头，所述充电线路包括直流充电线路、can通信线路、连接确认线路和辅助供电线路，所述can通信线路和所述连接确认线路连接所述充电机控制器；所述第一控制开关用于控制所述直流充电线路的通断，所述第二控制开关用于控制所述can通信线路和所述辅助供电线路的通断；在所述充电插头内的所述连接确认线路上连接有第一电源，所述充电插头内还设有第一接近开关，所述第一接近开关的一端连接在所述第一电源与所述连接确认线路之间，另一端接地；所述充电插头内设有第一接近元件，所述第一接近元件用于控制所述第一接近开关的通断；其中，在所述充电插头插入车载电源的充电插座，且所述第一隔爆绝缘套管与充电插头壳体、所述车载电源的电源壳体形成第一隔爆面时，所述第一接近元件靠近所述第一接近开关，使所述第一接近开关闭合或断开。2.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述第一接近开关为霍尔开关，所述第一接近元件为磁性推杆。3.如权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述霍尔开关包括中空壳体、弹簧和霍尔元件，所述弹簧嵌设在所述中空壳体内，并套设在所述磁性推杆上；所述霍尔元件设置在所述中空壳体内，位于远离所述磁性推杆的一端；其中，在所述充电插头插入车载电源的充电插座，且所述第一隔爆绝缘套管与充电插头壳体、所述车载电源的电源壳体形成第一隔爆面时，所述磁性推杆靠近所述霍尔元件，以使所述霍尔元件在磁力影响下连通或断开所述霍尔开关。4.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电线路还包括连接所述充电机控制器的接地线路，所述第一控制开关连接在所述接地线路上。5.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述连接确认线路包括cc1线和cc2线，所述第一电源连接至所述cc1线，所述第一接近开关的一端连接在所述第一电源和所述cc1线之间，另一端接地。6.如权利要求1～5任一项所述的充电装置，其特征在于，还包括位于所述车载电源内的车辆控制器、第三控制开关、第四控制开关和设置在所述车载电源处的充电插座，所述第三控制开关和所述第四控制开关连接所述车辆控制器；所述充电插座包括与所述充电线路匹配的插座线路，所述插座线路连接所述充电插座和所述车载电源；所述第三控制开关用于控制所述车载电源内的直流充电线路的通断，所述第四控制开关用于控制所述车载电源内的can通信线路和所述辅助供电线路的通断。7.如权利要求6所述的充电装置，其特征在于，所述充电插座设有插座保护盖，所述插座保护盖上设有第二接近元件；所述充电插座内的连接确认线路上连接有第二电源，在所述充电插座内设有第二接近开关，所述第二接近开关的一端连接在所述第二电源与所述连接确认线路之间，另一端接地；其中，在所述插座保护盖关闭时，所述第二接近元件靠近所述第二接近开关以使所述第二接近开关断开；所述车辆控制器用于在检测到所述连接确认线路与所述第二电源的连
接触点处的电位升高时，解锁所述车载电源的电能输出。8.如权利要求7所述的充电装置，其特征在于，所述连接确认线路包括cc1线和cc2线，所述第二电源连接至所述cc2线，所述第二接近开关的一端连接在所述第二电源和所述cc2线之间，另一端接地。9.如权利要求6所述的充电装置，其特征在于，还包括嵌设在所述充电插座内的第二隔爆绝缘套管，所述插座线路穿设于所述第二隔爆绝缘套管，所述第二隔爆绝缘套管与所述电源壳体形成第二隔爆面。10.如权利要求6所述的充电装置，其特征在于，所述充电插座设有锁止机构，所述锁止机构用于在所述充电插头插入所述充电插座时，锁紧所述充电插头。

技术总结
本实用新型公开了一种电动车辆的充电装置，包括充电机和充电插头；充电机包括充电机控制器以及连接充电机控制器的第一控制开关和第二控制开关；充电插头嵌设有第一隔爆绝缘套管，充电线路穿过第一隔爆绝缘套管以连接充电机和充电插头，第一控制开关用于控制直流充电线路的通断，第二控制开关用于控制CAN通信线路和辅助供电线路的通断；在充电插头内的连接确认线路上连接有第一电源，第一接近开关的一端连接在第一电源与连接确认线路之间，另一端接地；充电插头内设有第一接近元件，第一接近元件用于控制第一接近开关的通断。上述充电装置能够保障电动车辆在爆炸环境下的充电安全。全。全。


技术研发人员：李子涵 徐建文 王磊 孟积渐 张勇 郭子文 苏珂嘉 王珊
受保护的技术使用者：安标国家矿用产品安全标志中心有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/7/19