CN103057434B - 电动汽车电极连接器座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车电极连接器座，在电池包(1)的前端安装座体安装盒(2)，该座体安装盒(2)上固定座体(3)，所述座体(3)的前端面设有密封环(4)；在所述座体(3)的中部穿设控制器连接头(5)，该控制器连接头(5)的一侧安装第一高压正极接电柱(6)，另一侧安装第一高压负极接电柱(7)，所述控制器连接头(5)、第一高压正极接电柱(6)和第一高压负极接电柱(7)的前端均伸入密封环(4)中；在所述密封环(4)的两侧对称设置有顶销(8)，两个顶销(8)相互平行。本发明能够实现电池包与整车电系统之间的电路连接，使电动汽车底盘换电可以在3分钟内完成电能补充。

Description

电动汽车电极连接器座

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，具体地说，特别涉及电动汽车底盘换电系统中的电极连接器。

背景技术

目前，新能源汽车正在成为开发热点，特别是纯电动汽车的开发，已成为新能源汽车开发的重点，各大汽车企业都在投入巨资进行研发。现有的电动汽车一般采用充电的方式进行电能补充，受充电时间长、续驶里程短等问题的制约，我国电动汽车的推广应用极不理想。因此，快速换电解决方案正在被重视，但如何实现电池包与车身电系统之间快速、可靠地连接，是行业内正努力解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种电动汽车电极连接器座，用于电动汽车快速底盘换电系统高压电、控制线的可靠连接。

本发明的技术方案如下：一种电动汽车电极连接器座，包括电池包(1)，在所述电池包(1)的前端安装座体安装盒(2)，该座体安装盒(2)上固定座体(3)，所述座体(3)的前端面设有密封环(4)；在所述座体(3)的中部穿设控制器连接头(5)，该控制器连接头(5)的一侧安装第一高压正极接电柱(6)，另一侧安装第一高压负极接电柱(7)，所述控制器连接头(5)、第一高压正极接电柱(6)和第一高压负极接电柱(7)的前端均伸入密封环(4)中；在所述密封环(4)的两侧对称设置有顶销(8)，两个顶销(8)相互平行。

本发明与电极连接器头配合使用，连接器头位于连接器头壳体中，在连接器头的中部穿设控制器连接座，该控制器连接座能够与控制器连接头插接配合，在控制器连接座的一侧装有与第一高压正极接电柱相配合的第二高压正极接电柱，控制器连接座的另一侧装有与第一高压负极接电柱相配合的第二高压负极接电柱。在连接器头壳体的左右两端开有供顶销插入的插孔，各插孔中均设置有第一齿条，该第一齿条与小齿轮啮合，在左右两边小齿轮的轴上均同轴安装有大扇齿，大扇齿与连接器头上的第二齿条相啮合。

第一高压正极接电柱与电池包内的高压正极相连，第一高压负极接电柱与电池包内的高压负极相连，控制器连接头与电池包内的CAN线相连；第二高压正极接电柱与电动汽车整车的高压正极相连，第二高压负极接电柱与整车的高压负极相连，控制器连接座与整车的CAN线相连。

在更换电池包的时候，先将已有的电池包从底盘上卸下，接着用换电机器将换电电池包顶升到底盘上，并使电池包向前移动一段距离L1，座体随电池包向前移动L1，座体上的顶销向前移动，并推动第一齿条移动距离L2，第一齿条带动安装于连接器头壳体内的小齿轮转动，大扇齿随小齿轮转动的同时，带动第二齿条及连接器头向后移动，由于大扇齿齿数数倍于小齿轮齿数，所以连接器头移动的距离是第一齿条移动距离的数倍，这样放大了连接器头的移动距离。连接器头在顶销的推动下，向后移动一个更大的距离，使得连接器头伸进密封环内，两对高压接电柱紧密连接在一起，高压电通向轿车。同时控制器连接头和控制器连接座插接，接通通讯、控制电路。

由此可见，本发明能够实现电池包与整车电系统之间的电路连接，使电动汽车底盘换电可以在3分钟内完成电能补充，既快捷又可靠，且换电过程全自动化，操作简单、方便。密封环将连接器头与座体之间的电连接部位完全遮掩，可以防水、防尘，以避免电路连接处受干扰或破坏。

为了减小体积，使结构更加紧凑，并确保座体与座体安装盒之间以及座体安装盒与电池包之间连接牢靠，所述座体安装盒(2)前端封闭后端敞口，该座体安装盒(2)固定嵌装于电池包(1)的前端，在座体安装盒(2)的封闭端嵌装座体(3)。

所述密封环(4)的前端具有外唇口(4a)和内唇口(4b)，其中外唇口(4a)为喇叭形，该外唇口(4a)的前端超过内唇口(4b)的前端面，在外唇口(4a)与内唇口(4b)之间设有环形凹槽。以上结构使得密封环有两处密封，一处是连接器头与座体结合时，外唇口压接在连接器头壳体的后端面进行密封，另一处是密封环位于内唇口以后的内环壁与连接器头外周面紧密接触进行密封，这样有效增强了密封效果，能够确保水、灰尘等不能进入电极腔。

所述内唇口(4b)的前端面与内圆周面之间倒有斜角，该斜角起导向的作用，使连接器头进入密封环内更容易；所述密封环(4)位于内唇口(4b)以后的内环壁上开有多个“V”形环槽，这样密封环的内环壁与连接器头外周面结合更紧密，能进一步提高密封效果。

为了方便加工制作，降低生产成本，并达到良好的绝缘效果，所述外唇口(4a)、内唇口(4b)、密封环(4)和座体(3)为一体结构，由PVC材料注塑成型。

所述第一高压正极接电柱(6)和第一高压负极接电柱(7)分别穿设于对应的滑套(20)中，该滑套(20)固定嵌装在座体(3)上，在滑套(20)内设有第二弹簧(21)，该第二弹簧(21)的前端与对应接电柱上的台阶面抵接，第二弹簧(21)的后端与滑套(20)尾部固定的封盖抵接。以上结构使得第一高压正极接电柱和第一高压负极接电柱在前后方向具有“让性”，当第二高压正、负极接电柱与对应的第一高压正、负极接电柱结合时，第一高压正、负极接电柱先压迫第二弹簧向后移动一定行程，然后在第二弹簧回弹力的作用下向前复位，使第一高压正、负极接电柱与第二高压正、负极接电柱紧密结合在一起，并且在第二弹簧的作用下，两对高压接电柱连接可靠。

所述第一高压正极接电柱(6)和第一高压负极接电柱(7)的前端为凸球面，第二高压正极接电柱(18)和第二高压负极接电柱(19)的后端为凹球面。以上结构通过凹凸球面配合，能够增大接电柱之间的接触面积，即使在角度、位置等有差异时，也能确保接电柱之间很好地进行接触。

有益效果：本发明能够实现电池包与整车电系统之间的电路连接，使电动汽车底盘换电可以在3分钟内完成电能补充，具有结构简单，连接可靠、绝缘性能好，防水、防尘等特点，有利于电动汽车的推广应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为连接器头及其壳体的仰视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，在电动汽车的电池包1的前端设置座体安装盒2，该座体安装盒2前端封闭后端敞口，且座体安装盒2固定嵌装于电池包1的前端。在座体安装盒2的封闭端开设装配孔，该装配孔中嵌装座体3，座体3与座体安装盒2相固定。所述座体3由绝缘材料制成，本实施例优选为PVC(聚氯乙烯)材料注塑成型。所述座体3的前端面向前一体延伸，形成密封环4，密封环4的内部为电极腔。在密封环4的前端一体形成有外唇口4a和内唇口4b，其中外唇口4a为喇叭形，该外唇口4a的前端超过内唇口4b的前端面，并在外唇口4a与内唇口4b之间设有环形凹槽。所述内唇口4b的前端面与内圆周面之间倒有斜角，所述密封环4位于内唇口4b以后的内环壁上开有多个“V”形环槽。

如图1所示，在座体3的中部穿设控制器连接头5，该控制器连接头5与座体3相固定，控制器连接头5的前端伸入密封环4内的电极腔中，控制器连接头5的后端与电池包1内的CAN线相连。在控制器连接头5的左侧设置第一高压正极接电柱6，该第一高压正极接电柱6的轴心线与控制器连接头5的轴心线相平行。所述第一高压正极接电柱6穿设于滑套20中，第一高压正极接电柱6与滑套20间隙配合。所述滑套20固定嵌装在座体3上，在滑套20内设有第二弹簧21，该第二弹簧21的前端与第一高压正极接电柱6上的台阶面抵接，第二弹簧21的后端与滑套20尾部固定的封盖抵接。所述第一高压正极接电柱6的前端伸入密封环4内的电极腔中，第一高压正极接电柱6的前端面为凸球面，第一高压正极接电柱6的后端与电池包1内的高压正极相连。

如图1所示，在控制器连接头5的右侧设置第一高压负极接电柱7，该第一高压负极接电柱7的轴心线与控制器连接头5的轴心线相平行，且第一高压负极接电柱7和第一高压正极接电柱6相对于控制器连接头5对称分布。所述第一高压负极接电柱7也配备有滑套20和第二弹簧21，第一高压负极接电柱7的安装方式与第一高压正极接电柱6相同，在此不作赘述。所述第一高压负极接电柱7的前端伸入密封环4内的电极腔中，第一高压负极接电柱7的前端面为凸球面，第一高压负极接电柱7的后端与电池包1内的高压负极相连。在所述密封环4的左右两侧对称设置有顶销8，两个顶销8相互平行，所述顶销8固定于座体3上，顶销8的轴心线与第一高压正极接电柱6的轴心线相平行。

如图1、图2所示，在密封环4的前方设有连接器头壳体9，该连接器头壳体9的前端一体形成有四个按矩形分布的支耳9a，连接器头壳体9通过这四个支耳9a与电动汽车的底盘螺栓连接。在连接器头壳体9的左右两端开有供顶销8插入的插孔10，两个插孔10与两个顶销8一一对应。所述插孔10为通孔，该插孔10的前端由堵头22封堵。在每个各插孔10中均设置有第一齿条11，第一齿条11的前端由第一弹簧13限位，而第一弹簧13的前端由堵头22限位。在所述连接器头壳体9左右两端的空腔中对称设置有小齿轮12，两个小齿轮12与两根第一齿条11一一对应，且小齿轮12与对应的第一齿条11相啮合。在左右两边小齿轮12的轴上均同轴安装有大扇齿14，大扇齿14的齿数数倍于小齿轮12的齿数，具体倍数根据实际需要确定。

如图1、图2所示，在连接器头壳体9中设有连接器头15，该连接器头15与连接器头壳体9间隙配合。连接器头15由绝缘材料制成，本实施例优选为PVC材料注塑成型。在连接器头15的左右两端均固定有第二齿条16，第二齿条16与第一齿条11相平行，且两根第二齿条16与两个大扇齿14一一对应，各第二齿条16与对应的大扇齿14相啮合。在所述连接器头15的中部穿设控制器连接座17，该控制器连接座17与连接器头15相固定。控制器连接座17的前端与电动汽车整车的CAN线相连，控制器连接座17的后端能够与控制器连接头5插接配合。在所述控制器连接座17的左侧设置第二高压正极接电柱18，该第二高压正极接电柱18与连接器头15相固定，且第二高压正极接电柱18正对第一高压正极接电柱6。第二高压正极接电柱18的前端与电动汽车整车的高压正极相连，第二高压正极接电柱18的后端面为凹球面，该凹球面与第一高压正极接电柱6前端的凸球面相适配。在控制器连接座17的右侧设置第二高压负极接电柱19，该第二高压负极接电柱19与连接器头15相固定，且第二高压负极接电柱19平行于第二高压正极接电柱18。所述第二高压负极接电柱19正对第一高压负极接电柱7，第二高压负极接电柱19的前端与电动汽车整车的高压负极相连，第二高压负极接电柱19的后端面为凹球面，该凹球面与第一高压负极接电柱7前端的凸球面相适配。

本发明的工作原理如下：

在更换电池包的时候，先将已有的电池包从底盘上卸下，接着用换电机器(图中未画出)将换电电池包1顶升到底盘上，并使电池包1向前移动一段距离L1，座体3随电池包1向前移动L1，座体3上的顶销8向前移动插入插孔10中，并推动第一齿条11移动距离L2，第一齿条11带动安装于连接器头壳体9内的小齿轮12转动，大扇齿14随小齿轮12转动的同时，带动第二齿条16及连接器头15向后移动，由于大扇齿14齿数数倍于小齿轮12齿数，所以连接器头15移动的距离是第一齿条11移动距离的数倍，这样放大了连接器头15的移动距离。连接器头15在顶销8的推动下，向后移动一个更大的距离，使得连接器头15伸进密封环4内，第二高压正极接电柱18与第一高压正极接电柱6紧密连接在一起，第二高压负极接电柱19与第一高压负极接电柱7紧密连接在一起，高压电通向轿车。同时控制器连接头5和控制器连接座17插接，接通通讯、控制电路。

Claims (5)

1.一种电动汽车电极连接器座，其特征在于：座体安装盒(2)前端封闭后端敞口，该座体安装盒(2)固定嵌装于电池包(1)的前端，在座体安装盒(2)的封闭端嵌装座体(3)，所述座体(3)的前端面设有密封环(4)，所述密封环(4)的前端具有外唇口(4a)和内唇口(4b)，其中外唇口(4a)为喇叭形，该外唇口(4a)的前端超过内唇口(4b)的前端面，在外唇口(4a)与内唇口(4b)之间设有环形凹槽；在所述座体(3)的中部穿设控制器连接头(5)，该控制器连接头(5)的一侧安装第一高压正极接电柱(6)，另一侧安装第一高压负极接电柱(7)，所述控制器连接头(5)、第一高压正极接电柱(6)和第一高压负极接电柱(7)的前端均伸入密封环(4)中；在所述密封环(4)的两侧对称设置有顶销(8)，两个顶销(8)相互平行。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电极连接器座，其特征在于：所述内唇口(4b)的前端面与内圆周面之间倒有斜角，所述密封环(4)位于内唇口(4b)以后的内环壁上开有多个“V”形环槽。

3.根据权利要求1或2所述的电动汽车电极连接器座，其特征在于：所述外唇口(4a)、内唇口(4b)、密封环(4)和座体(3)为一体结构，由PVC材料注塑成型。

4.根据权利要求1所述的电动汽车电极连接器座，其特征在于：所述第一高压正极接电柱(6)和第一高压负极接电柱(7)分别穿设于对应的滑套(20)中，该滑套(20)固定嵌装在座体(3)上，在滑套(20)内设有第二弹簧(21)，该第二弹簧(21)的前端与对应接电柱上的台阶面抵接，第二弹簧(21)的后端与滑套(20)尾部固定的封盖抵接。

5.根据权利要求1或4所述的电动汽车电极连接器座，其特征在于：所述第一高压正极接电柱(6)和第一高压负极接电柱(7)的前端为凸球面。