CN105359346A - 用于电动或混合动力车辆的电插塞式连接器和插塞式连接器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种根据需要的、特别是作为用于电动或混合动力车辆的充电插座的用于电接触配合连接器的电插塞式连接器。插塞式连接器(100)具有电绝缘壳体(102)，该电绝缘壳体具有至少两个触头室(108a-e)以及每个被接收在触头室(180a-e)中的一个中的至少两个电力触头元件(112)。触头室(108a-e)中的每个连接到用于从插塞式连接器(100)排出流体的单独的排流通道(132a-e)，并且排流通道(132a-e)中的每个分别一体地且以与至少一个其它排流通道分隔开的状态形成在壳体(102)中。

Description

用于电动或混合动力车辆的电插塞式连接器和插塞式连接器系统

技术领域

本发明涉及一种根据需要的、特别是作为用于电动或混合动力车辆的充电插座的用于电接触配合连接器的电插塞式连接器。

背景技术

为对电动或混合动力车辆中的电池充电，现在建立的各种系统以较高电压和电流(例如，400V交流电，50Hz或者60Hz)操作，以将车辆电池的充电时间保持为尽可能地短。这些高压需要关于接触安全性和击穿强度和所发生的蠕变电流的严格安全要求。

当用在机动车辆上时的复杂化是因为充电插座还可以接触到湿气，且在冬天使用或者沿海气候情况下，还接触海水。因此，必需符合关于连接器、插口、车辆联接器和车辆连接器在电动车辆导电充电期间的相关要求。相关规定在标准IEC62196-1:2012(第28章)中提出，其引用IEC60664-1:2007。根据IEC62196-1，蠕变路径(creeppaths)的尺寸旨在构造为与依据IEC60664-1的污染度4一致。

由于原则上无法避免与水雾和湿气接合，必需设置另外装置以将已经进入充电插座的水以限定方式再从插塞式连接器区域排出。

为此，已知安装放水口，该放水口将已经进入充电插座的触头室或者插塞式套环的水经由相应排水路径再次引导出插塞式连接器区域。

在触头室中以及在插塞式套环中的这些排流(drainage)开口另外具有益处：当插塞式连接机构被组装和拆除时，会发生空气交换，以便插入力保持为尽可能地小。这引起排水布置的示例描述在US8257101B2和EP2525443A1中。

US5066252A公开了一种用于金属触头的接收构件，其旨在借助于提供二级锁定过程防止触头接收构件在插塞式连接器中的不慎固定。

此外，WO2012/169144A1提到一种用于接触机动车辆侧的配合连接器的密封插塞式连接器，其具有用于将该插塞式连接器固定在插入状态的锁。

但是，另一方面，在这些已知的布置中，由于触头室的排流开口敞开到共同的排流通道，且这些此外是借助于密封元件和壳体壁的配合形成的，已知布置并不适于满足关于依据IEC60664-1的污染度4的长的蠕变路径的要求。

发明内容

本发明目的因此在于提供一种例如用于电动或混合动力车辆的充电插座的电插塞式连接器，其还以正确且安全方式在恶劣使用条件下操作。

这一目的通过独立权利要求的主题实现。本发明的有利改进在从属权利要求中提出。

在这一情况下，本发明基于这样的认知，即插塞式连接器中的排水路径在蠕变电流抗性情形中也构成导电连接。还认识到，流体路径相对于彼此以及相对于其它载流触头仅使用按压式密封件实现的分隔在蠕变电流抗性情形中并不是充分可靠的分隔。根据本发明，触头室中的每个因此连接到以一体方式且以与其它排流通道分隔开的方式形成在壳体中的单独排流通道。以此方式，来自不同触头室的排放流体会不再能够彼此接触而在蠕变电流通路情形中形成闭合电连接。此外，虽然具有这些排流通道的壳体对于拔模技术有较高要求，但就个体部件的随后组装和数目而言，其更为成本有效和易组装。

特别地借助于为高电压触头室设置彼此分隔开的排流通道，能够符合与依据IEC62196-1:2012的空气和蠕变路径的顺应性。

根据本发明的排流通道由于它们的空间分隔而允许空气和蠕变路径具有例如60mm的长度。由此能够实现高水平的绝缘电阻，即使在经受到海水之后也是如此，由此能够甚至在污染环境下的操作期间确保高水平可靠性。

在根据本发明的插塞式连接器中，包含电力触头元件的至少两个触头室一般地布置在大致管状的插入插座中。由于该插入插座在机动车辆在大多数情况下布置为朝向后部以倾斜方式定向，流体会聚集在其中，并且必需为此区域设置在下文也称为插入面的单独排流开口。根据本发明，该排流开口准确地连接到一个排流通道，从而不会产生与其余触头的连接。优选地，这是从接地的触头元件的触头室去除水的排流通道。

但是，替代地，也可以为插入插座设置一体地构造在壳体中的单独排流通道。

根据本发明的电插塞式连接器可具有组装板以用于例如安装在机动车辆上，插入插座至少部分地从组装板突出。如已经提及的，由于插入插座的坡度常规地朝向后部且朝向内侧，排流开口有利地布置在插入插座的端部区域，该端部区域面向组装板并且在组装期间向下指向以便流体不会聚集在插入面内。

为将电力触头元件固定在它们各自的触头室中，可有利地设置用于接合触头元件的捕获(catch)器件。除与金属触头协作的捕获钩(hooks)之外，还可以设置捕获开口以供触头的突出部接合在其中。在特别简明方式中，可允许在该情形中形成排流通道的开口执行双重功能，构造为用于接合和用于排出流体。

由于用于电力触头的捕获元件布置在排流通道中，它们可以特别节省空间、弹性且柔性的方式构造成，并且能够以较简单方式将它们从注塑模制(injection-moulding)工具的模具中移除。

从而该布置完全地被密封在内侧，为密封电力触头和相应的相关联的触头室之间的过渡部，可设置密封器件，诸如例如弹性材料O形环。由于各触头室经由排流通道与外部空间换气，当插塞式连接器和其配合连接器接合在一起时，在这些密封器件上不会发生压力负荷。为使得组装后电力触头元件保持为被以无振颤方式牢固地固定，即使温度变化较大时也是如此，有利地可以提供辅助锁定装置，以将电力触头元件锁定到壳体。

如果该锁定装置能够在横向于插塞式连接器和配合连接器的组装方向的方向上移位，则该锁定装置以特别可靠且有效方式致动。

为能够将从排流通道排出的水供给到限定的端部位置，优选地为收集和排出从排流通道排出的流体设置有排放连接件，该排放连接件可能够连接到例如软管。

电力触头元件在背向连接器面的一侧连接到与车辆电气系统接触的线路。为此连接，可使用例如压接连接、焊接连接或者插塞式连接。为保护这些接触布置，插塞式连接器可具有能够进一步设置有合适的拉伸卸荷构件的盖。由此，允许对缆线触头的充分触头保护和机械保护。

除了实际的电力触头之外，用于在电插塞式连接器和配合连接器之间传输信号的至少一个信号触头可设置在插塞式连接器上。传输能够以接触方式或者非接触方式发生，诸如，例如光学感应方式或者容性方式。由于这些信号触头不引导任何高的电压和电流，其足以将其排流执行到插入面中。为此，对应的排流开口可设置在信号触头的触头室中。信号触头元件也借助于相应的线连接到车辆电子系统的触头区域中。

根据本发明的插塞式连接器的壳体由合适的电绝缘、机构稳定且耐老化塑料材料制成，例如，使用注塑模制技术。

如已经提及的，根据本发明方案的优势是明显的，特别是当插塞式连接器用作电动或混合动力车辆的充电插座时。当然，但是，根据本发明的解决方案也可用于其中即使在潮湿或者含盐气氛下也必需确保足够空气和蠕变电流抗性和除水的其它插塞式连接器。

为更好地理解本发明，参考附图中例示的实施方式更详细地描述本发明。相同的部件赋予相同的附图标记和相同的部件名称。此外，来自所示和所述的不同实施方式的一些特征或特征组合也可构成本身独立的、有创造性的或者根据本发明的方案。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明有利实施方式的电插塞式连接器的透视截面图；

图2是在朝向插入面看时的壳体的透视图；

图3是当朝向电缆连接侧看时的壳体的透视图；

图4是朝向插入面看时的壳体的平面图；

图5是朝向连接侧看时的壳体的平面图；

图6是通过图4的布置的第一横截面；

图7是通过图4的布置的第二横截面；

图8是通过图4的布置的第三横截面；

图9是通过图5的布置的第一横截面；

图10是通过图5的布置的第二横截面；

图11是图9的细节；

图12是图8的细节。

具体实施方式

本发明参考用于电动或混合动力车辆的充电插座的示例描述如下。但是对于所属技术领域的专业人员，将清楚根据本发明的构思可用在其中具有更高电压的电触头旨在以安全方式在恶劣环境条件插入的各情形。

在这一情况下，通常提出依据GB/中国标准(Chinesestandard)的AC充电插座的实施方式。在该标准中，提供五个电力触头元件和两个信号触头。但是，根据本发明的原理当然也可用于其它交流、直流或者组合AC/DC的充电系统。

图1首先是总体布置的截面透视图。

一般地也称为插塞式连接器的充电插座100包括可由电绝缘塑料材料使用注塑模制技术制成的壳体102。壳体102具有组装板104，实际的插入插座106部分地从组装板104突出。在套环状的插入插座106中根据GB/中国标准部分2(ChineseStandardPart2)布置有用于电力触头元件的五个触头室108和用于信号触头的两个触头室110。

通常以金属制成的导电的电力触头元件112在各情形中被接收在触头室108中。在所示的实施方式中，电力触头元件112构造为插座触头。然而，本发明当然并不仅局限于插座触头。插脚触头当然也能够用于根据本发明的插塞式连接器100。

电力触头元件112中的每个具有其中电触头相对于配合连接器接通的接触区域114和其中引向车辆布线且因此引向车辆电气系统的线路相连的连接区域116。在所述的实施方式中，连接区域116构造为插座触头，方式与接触区域114相同。

为了壳体102与电力触头或者信号触头之间的可靠密封，在本实施方式中将O形环118配合为密封器件。在一方面，电力触头元件112借助于捕获器件固定在相关联的触头室108中。另一方面，设置有横向于插入方向122可被移位的锁定装置120，以一个操作步骤中锁定全部七个触头元件。

电缆引导部(guide)124和能够与之相连的电缆盖126在组装状态下保护引出电缆(图中未示出)。

根据本发明，各触头室108具有排流开口128，已经进入触头室的流体(即，气体或液体)能够通过排流开口128排出。当然，金属触头元件112必须还具有在此部位的开口130。

根据本发明，排流开口128敞开到排流通道132中，排流通道132在其横截面中全部侧边处闭合的状态下以壳体材料形成，并且构造成独立于各触头室108。以大致平行方式延伸的各排流通道132引入到可将流体例如引导到软管的排放连接件134。图2-12是符合GB/中国部分2标准(ChinaPart2Standard)的根据本发明充电插座100的壳体102的各种视图和横截面。

图2是插入面的透视图，带有用于电力触头元件的五个触头室108a-e和用于信号触头的两个触头室110。所有触头室108a-e、110布置在插入插座106中。分隔的排流通道132a-e对应对相关联于各个触头室108a-e。在其横截面中，排流通道132a-e在所有侧边闭合状态下且以一体方式以壳体102的材料形成。从排流通道132排放的流体能够经由固定到两个捕获突出部136的排放连接件排出。

由于这一规定的闭合(closed)生产法，具有不同电势的两个触头元件之间的蠕变路径在前侧会是触头室长度的两倍，且在后侧会是排流通道长度的两倍。60mm的区域值能够易于实现。

在组装板104中，另外设置有紧固开口138，充电插座100能够通过该紧固开口138借助于铆接或者旋拧连接到车辆底盘。

在图2所示的壳体102的略倾斜位置中，插入面106的开口比后基部区高，这一略倾斜位置大致对应于插塞式连接器在机动车辆中的安装位置。因此清楚的是，水也必需从插入插座106移除。这经由稍后更详细说明的放水口发生。

图3是面向车辆内部空间的壳体102一侧的透视图。在这一情况下，全部七个触头室108、110由未完全成外周的套环包围。该套环140用以将锁定装置120固定在紧固状态下。

如从图4的平面图能够看到的，设置有另一排流开口142以从插入插座106除去水。如从图6的截面图能够看到的，排流开口142敞开在中央排水通道132c中。

水从信号触头室110经由排流开口144移入到插入插座106中。由于在常规安装状态下，信号触头排流开口144布置在插入插座的排流开口142以上，在此部位排出的水流至排流开口142，并能够从那儿流入通道132c且从那儿流入排放连接件。

图5示出了电力触头元件借助于压缩肋146被保持在触头室108中。此外，在各排流开口128中设置有捕获器件以与电力触头元件配合，用以将其固定在触头室108中。以类似方式，排流开口也用在信号触头室上，以形成捕获器件。

如已经提及的，图4所示的排流开口142敞开到与中央触头室108c相关联的排流通道132c中。如在图5的触头标记处可看到的，布置在中央触头室108c中的触头接地且因此最适于将插入插座106的排流口连接到与之相关联的排流通道132c。当对蠕变路径加以考虑时，能够看出，由于经由排流开口142形成的连接，在排流开口128c和触头室108b的插入侧入口之间的间隔，也仍提供了足够长的距离。

图7示出了如在图4中指示的通过触头室108d和位于其上方的信号触头室110的、且通过紧固开口138的横截面。特别地，能够看到的向外引入到插座中且进一步用作信号触头的捕获器件的排流开口144的位置。

图8是通过三个上部电力触头室108a、108c和108e的横截面。

图9因此是通过两个信号触头室110的横截面。能够看出，排流开口144有利地同时用以形成捕获臂146，借助于该捕获臂146可形成信号触头元件113的主接合。根据图8，在排流开口128中设置相应的捕获臂150，以固定相应的电力触头元件。

图10是另一横截面，该横截面是通过两个下部电力触头室108b和108d。在用于接合的捕获臂150之外，从上方延伸的三个排流通道128a、128c和128e的矩形闭合横截面也能够从该截面图中看到。

图11和12最后示出了用于触头元件的锁定机构，分别为图9和8的细节图。

通过使用根据本发明的方案，可以构造用于机动车辆的充电插座，使得即使在存在明显污染发生或者存在含盐水喷洒影响情况下，也能够满足关于蠕变电流通路和空气通路的全部要求。该生产对于高批量数是成本有效的，并且组装和安装准确且简单。

附图标记列表

100	充电插座/插塞式连接器
		102	壳体
104	组装板
		106	插入插座
108a-e	用于电力触头的触头室
		110	信号触头/触头室
112	电力触头元件
		113	信号触头元件
114	接触区域
		116	连接区域
118	O形环
		120	锁定装置
122	插入环
		124	插入方向
126	盖子
		128	排流开口
130	触头元件中的开口
		132a–e	排流通道
134	排放连接件
		136	捕获突出部
138	组装板上的紧固开口
		140	触头室上的套环
142	插入插座上的排流开口
		144	信号触头上的排流开口
146	压缩肋
		148	用于信号触头元件的捕获臂
150	用于电力触头元件的捕获臂

Claims (15)

1.一种电插塞式连接器，用于电接触配合连接器，其中所述插塞式连接器(100)包括：

电绝缘壳体(102)，其具有至少两个触头室(108a-e)，

至少两个电力触头元件(112)，所述至少两个电力触头元件每个被接收在所述至少两个触头室(108a-e)中的一个中，

其中，所述至少两个触头室(108a-e)中的每个被连接到单独的排流通道(132a-e)，所述排流通道用于从所述插塞式连接器(100)排出流体，并且

其中，所述排流通道(132a-e)中的每个分别一体地、并且以与至少一个其它排流通道分隔开的状态而形成在所述壳体(102)中。

2.根据权利要求1所述的电插塞式连接器，其中所述至少两个触头室(108a-e)布置在大致管状的插入插座(106)中，并且其中所述插入插座(106)具有至少一个排流开口(142)，所述至少一个排流开口准确地连接到所述排流通道(132c)中的一个，以便于从所述插入插座(106)排出流体。

3.根据权利要求2所述的电插塞式连接器，其中所述壳体具有用于将所述插塞式连接器安装在载架上的组装板(104)，其中所述插入插座(6)从所述组装板至少部分地突出，并且所述排流开口(142)布置在所述插入插座(106)的邻近所述组装板的端部区域中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电插塞式连接器，其中所述至少两个触头室(108a-e)具有用于接合被接收在其中的电力触头元件(112a-e)的捕获器件(148、150)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电插塞式连接器，其中为了密封在所述至少两个电力触头元件与相关联的触头室之间的过渡部，分别设置有密封器件。

6.根据权利要求5所述的电插塞式连接器，其中所述密封器件具有至少一个弹性的O形环(118)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电插塞式连接器，还具有用于将所述至少两个电力触头元件(112a-e)固定到所述壳体(102)的锁定装置(120)。

8.根据权利要求7所述的电插塞式连接器，其中所述锁定装置(120)具有滑动锁，所述滑动锁能够移位以便于锁定和释放在相对于所述插塞式连接器(100)与配合连接器的组装方向(122)横向的方向上的固定。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电插塞式连接器，还具有用于收集和排出从所述排流通道(132a-e)排出的流体的排出连接件(134)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电插塞式连接器，还具有用于覆盖能够被连接到所述电力触头的电线的盖子(126)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的电插塞式连接器，其中所述至少两个电力触头元件(112a-e)被构造为插座触头。

12.根据前述权利要求中任一项所述的电插塞式连接器，还具有至少一个信号触头元件(113)，所述至少一个信号触头元件用于信号在所述电插塞式连接器(100)与所述配合连接器之间的电传输、光传输、电感传输、或者电容传输。

13.根据前述权利要求中任一项所述的电插塞式连接器，其中所述壳体(102)优选地生产为由电绝缘塑料材料形成的注塑模制部件。

14.一种用于电动或混合动力车辆的充电插座，所述充电插座具有根据前述权利要求中任一项所述的电插塞式连接器。

15.一种插塞式连接器系统，其具有根据前述权利要求中任一项所述的电插塞式连接器(100)和相关联的配合连接器。