[发明专利]电动车辆充电站锁定电缆卷筒

说明书

技术领域

本公开总体涉及给电动车辆充电，并且更具体地涉及对用于给电动车辆充电的电缆中的电力导体的可释放锁定。

背景技术

电动车辆供电设备(EVSE)(也被称为电动车辆充电站(EVCS))具有端接于插入电动车辆中以给其电池充电的连接器的长电缆。此长电缆具有由铜(一种昂贵金属)制成的若干导体。电缆永久地附接到充电站外壳或基座，与气泵处的软管一样。例如，在美国，电缆的长度可以达到25英尺，如由国家电气规程(NEC)第625条所规定的。

出于安全原因，当连接器未连接到电动车辆时，将电缆从主电源断开。因此，由于显著的含铜量和没有危险电压，暴露的电缆为盗窃呈现了明显低风险、高回报的目标。此外，在遭受恶劣或极端气候的地理位置中，电缆长时间暴露于环境中可导致介电击穿、介电绝缘材料的破裂以及可对人工操作员造成安全危害的其他有害影响。此外，长电缆可变得扭曲，或者当其在地面上时可造成绊倒危险。

所需要的是一种克服这些和其他问题的电缆管理系统。

概述

在其连接目前由北美洲(和日本)的SAE J1772标准(以及类似的欧洲IEC62196-2)约束的常规的EVSE连接器中，构成EVSE电缆的导体在EVSE和正被充电的电动车辆之间传输电力信号或数据(控制)信号。对于所谓的等级1和等级2的AC EVSE充电器，具有称作L1和L2的两个电力导体、接地导体和两个数据导体，其传输如由J1772标准定义的控制导频信号或接近信号。根据本公开的方面，电缆管理系统允许使整个电缆缠绕(缩回)卷筒或从卷筒退绕，同时一直保持数据连接活跃，但根据EVSE电缆是否连接到电动车辆来允许电力导体和接地导体的选择性电连接。额外地且不旨在该概要中描述每个方面，电缆管理系统可锁定电缆并且防止将其从卷筒退绕，直到例如EVSE连接器上的按钮被按压，这允许将电缆从卷筒缩回。因为总是保持数据连接，所以电缆管理系统可使用数据信号来控制在一个或多个什么条件下将电缆相对于卷筒锁定或解锁。当电缆不在使用中时，其被断电并且可以牢固地卷在EVSE的外壳内侧，以最小化盗窃的可能性以及长时间暴露于天气和阳光中。

电缆管理系统包括电缆卷筒组件。电缆缠绕卷筒，与线轴上的线一样。诸如弹簧或马达的偏置机构可以被提供以使卷筒偏置，例如，以使得卷筒保持电缆缠绕在其上，并且必须将在电缆的自由端处的连接器从卷筒拉开以使电缆从卷筒退绕。如上所提及的，使用卡钳组件将一个或多个电力导体L1以及可选地将L2电耦合到用于EVSE的主电源，以及从主电源去耦合。轴延伸穿过卷筒的中心，并且承载导电垫的圆盘(或转筒)被附接到轴，其中与制动卡钳一样，卡钳被放置在垫上方以与圆盘形成连接或中断与圆盘的连接。同时，传输数据信号的导体与EVSE保持连续的电连接。为了确保此连续的数据连接并同时允许与电力导体的选择性连接和断开，可任选地将滑环固定到该轴。传输数据信号的导体延伸穿过轴的中空中心，并且连接到对应的滑环，并且耦合到滑环的触头向EVSE传输数据信号。

电力导体(包括接地导体)可沿轴延伸或在轴的中空中心内侧延伸。当轴与卷筒一起旋转时，滑环与在EVSE连接器和EVSE之间的数据信号保持恒定电连接，但允许卡钳选择性地驱动以将电力导体电连接和断开，并且防止或允许卷筒旋转。换句话说，卡钳组件起到至少两个功能——将来自电缆的电力导体电耦合到用于EVSE的主电源以及机械阻止或允许卷筒的旋转，从而将电缆锁定在固定位置中。电缆卷筒组件也可以在电缆一旦缩回就收紧电缆中的任何松弛，因为仅需要将到达电动车辆所需的那么多长度的电缆从卷筒退绕，从而防止电缆变得扭曲或存在绊倒危险。

根据本公开的各方面，提供一种电动车辆供电设备的电缆卷筒组件，其包括：

电缆，所述电缆在所述电缆的一端处被电连接到电动车辆供电设备连接器，所述电缆包括用于在所述电动车辆供电设备和所述电动车辆供电设备连接器之间传输供电电流的第一导体；

卷筒，所述电缆被缠绕在所述卷筒上或被从所述卷筒退绕；

第一导电构件，所述第一导电构件在所述电缆的另一端处被电连接到所述第一导体；以及

第一卡钳组件，所述第一卡钳组件具有闭合位置和打开位置，在所述闭合位置中，所述第一卡钳组件的第一导电垫被夹到所述第一导电构件上，从而将所述第一导电构件电耦合到所述电动车辆供电设备，并且防止所述电缆从所述卷筒退绕，在所述打开位置中，所述第一导电垫被从所述第一导电构件松开，从而使所述第一导电构件从所述电动车辆供电设备去耦合，并且使所述电缆能够自由缠绕所述卷筒或从所述卷筒退绕。