CN103078210A - 电动汽车电极连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车电极连接装置，在连接器头壳体(9)的左右两端开有插孔(10)，各插孔(10)中均设置有第一齿条(11)，第一齿条(11)与小齿轮(12)啮合，在左右两边小齿轮(12)的轴上装有大扇齿(14)；连接器头壳体(9)中设有连接器头(15)，在连接器头(15)的左右两端均固定有第二齿条(16)，各第二齿条(16)与对应的大扇齿(14)相啮合，在连接器头(15)的中部穿设控制器连接座(17)，该控制器连接座(17)的一侧装有第二高压正极接电柱(18)，另一侧装有第二高压负极接电柱(19)。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

电动汽车电极连接装置
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装置，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装置，在连接器头壳体(9)的左右两端开有插孔(10)，各插孔(10)中均设置有第一齿条(11)，该第一齿条(11)与小齿轮(12)啮合，且第一齿条(11)的前端由第一弹簧(13)限位，在左右两边小齿轮(12)的轴上均同轴安装有大扇齿(14)；所述连接器头壳体(9)中设有连接器头(15)，在连接器头(15)的左右两端均固定有第二齿条(16)，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)的一侧装有第二高压正极接电柱(18)，控制器连接座(17)的另一侧装有第二高压负极接电柱(19)。
本发明与电极连接器座配合使用，电极连接器座的座体固定于座体安装盒上，座体安装盒固定在电池包的前端。在座体的前端面设有密封环，座体的中部穿设控制器连接头，该控制器连接头的一侧安装第一高压正极接电柱，另一侧安装第一高压负极接电柱。并在所述密封环的两侧对称设置有顶销，两个顶销相互平行。
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。
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。
为了简化结构，方便加工制作及装配，所述插孔(10)为通孔，该插孔(10)的前端由堵头(22)封堵，所述第一弹簧(13)的前端由堵头(22)限位。
为了便于连接器头壳体装配，并使连接器头壳体安装牢靠，所述连接器头壳体(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。
为了方便加工制作，降低生产成本，并达到良好的绝缘效果，所述连接器头(15)由PVC材料注塑成型。
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装置，其特征在于：在连接器头壳体(9)的左右两端开有插孔(10)，各插孔(10)中均设置有第一齿条(11)，该第一齿条(11)与小齿轮(12)啮合，且第一齿条(11)的前端由第一弹簧(13)限位，在左右两边小齿轮(12)的轴上均同轴安装有大扇齿(14)；所述连接器头壳体(9)中设有连接器头(15)，在连接器头(15)的左右两端均固定有第二齿条(16)，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)的一侧装有第二高压正极接电柱(18)，控制器连接座(17)的另一侧装有第二高压负极接电柱(19)。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电极连接装置，其特征在于：所述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。
3.根据权利要求1所述的电动汽车电极连接装置，其特征在于：所述插孔(10)为通孔，该插孔(10)的前端由堵头(22)封堵，所述第一弹簧(13)的前端由堵头(22)限位。
4.根据权利要求1所述的电动汽车电极连接装置，其特征在于：所述连接器头壳体(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。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的电动汽车电极连接装置，其特征在于：所述连接器头(15)由PVC材料注塑成型。
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