CN106299879B - 种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置及其方法 - Google Patents

种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置及其方法,包括插头装置[1]和插座装置[2],其特征在于:所述的插头装置[1]包括插头手柄[28]、插头[3]、连接线[4],所述的插座装置[2]包括陶瓷座[13]、磁石N极[14]、磁石S极[15]、碳刷架[16]、碳刷装置[17]、第二弹簧[]18、弹簧调节螺栓[19],所述的插头手柄[28]设有第活动端[7]、卡扣装置[8]、给进杆[9]、手柄[10]、第弹簧[11]、第二活动支点[12]。该设置简单、使用方便,满足了电动汽车充电过程中的大功率大电流快速充电的要求,避免了由于接触不良造成的发热或故障,有效的减少了火花电弧的形成,确保了插头不松动,不退出。

Description

一种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及新能源环保技术领域,尤其是涉及一种石墨烯新能源电动汽车充电插 头装置及其方法。

背景技术

[0002] 目前,由于电动汽车在节能减排方面的现实需要和化石能源面临枯竭的中远期状 况,国内外的许多汽车厂都在积极研究和推广电动汽车。新型电动汽车的蓄电池组容量较 大(小型汽车蓄电池组容量也在几十千瓦),充电所需的功率和电流也较大,尤其是快速充 电时瞬间的电流更大,单车达到上百安培,非专用插头插座将难以承受。随着石墨烯电池的 发展,只有快速充电才能满足即行出行和营运需要。现有的充电插头包括电源插头与市电 插座的插接以及充电插头与车身充电插座的插接。充电插头又以方便,灵活,快捷等优点被 广泛应用。但是,现有的充电插头与充电插座的结构组合及插件材料,已不能满足电动汽车 的快速充电要求。

[0003] 中国专利文献(公告日:2016年1月20日,公告号:CN105261898A)公开了一种安全 插头,包括插头、第一线缆、第二线缆和第五电线,插头上设有插头端子,第一线缆包括第一 电线和第二电线,第二线缆包括第三电线和第四电线,第一电线和第三电线中间设有电容, 电容为0.47yf的两脚法拉电容,本发明结构简单,设计合理,连接通畅,通过电容实现插头 的延时功能,保护与插头连接的用电设备。上述技术方案延长了插头的使用寿命,方便维护 和更换的问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了解决电动汽车大电流快速充电时对插头与插座造成的不良 影响(如插接不牢固或接触不良造成的设备发热或故障),提供了一种结构简单,使用灵活 的充电插头装置及方法,有效的减少了火花电弧的形成。

[0005] 本发明实现其发明目的所采用的技术方案是:

[0006] —种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置及其方法,作为优选,所述的电动汽车 充电装置包括插头装置和插座装置,所述的插头装置包括插头手柄、插头、连接线。所述的 插座装置包括陶瓷座、磁石N极、磁石S极、碳刷架、碳刷装置、第二弹簧、弹簧调节螺栓,设置 陶瓷座的目的是使磁石N极与磁石S极吸合后能够活动嵌入在陶瓷座,并且可以在陶瓷座内 小范围的滑动,这样设置可以使球形插头插入到石墨烯合金凸弧形成的圆形环套时,圆形 环套能够始终套设在球形插头靠近手柄一侧的弧形面上,用于缓解由于插头插不到位、氧 化、磨损等造成的虚接,有效的减少了火花电弧的形成。所述的球形插头插入磁石N极和磁 石S极的瞬间,磁石N极和磁石S极为开合状,根据磁石的特性会自动修复与插头间的虚脱, 这也是磁石活动嵌入在陶瓷座内的目的。所述的磁石N极和磁石S极上设有磁石凹槽、石墨 烯合金片、石墨烯合金凸弧、凹槽凸弧。所述的碳刷装置设有石墨烯合金棍、碳刷线、端子。 所述的插头为复式双点接触,这样的设置目的是插头A上的球形插头与石墨條合金凸弧插 接为一次接触,所述插头B与碳刷装置相插接为二次接触,两次的插接可以使插头与插座的 更良好插接,从而确保了由于接触不良,造成的发热或故障,保证了电动汽车充电设备的正 常使用。所述的插头设有插头A、插头B、球形插头,所述的插头手柄设有第一活动端、卡扣装 置、给进杆、手柄、第一弹簧、第二活动支点。这样的设置结构简单,使用方便,能够满足大功 率或超大功率电器的插接需求。

[0007]作为优选,所述的插头手柄上设有的卡扣装置的一端与第一活动端活动连接,另 一端与给进杆固定连接,所述的第二活动支点的一端与卡扣装置连接,另一端与给进杆固 定连接,所述的给进杆上套设有第一弹簧,给进杆的上端还设有手柄,所述的卡扣装置为钢 片式弹性卡扣。这样设置简单、方便、抗抖动,能够卡扣插头与插座的良好插接,确保不退 出,不松动。

[000S]作为优选,所述的插头为一圆锥体,所述的插头上的插头a前端设有球形插头,所 述的球形插头与石墨烯合金片所用材料相同。所述的插头B是沿着圆锥体的直径逐渐增粗 的剖切体,其上下剖切面相互对称,所述的碳刷装置可以在剖切体的剖切面上滑动,所述的 插头B与石墨烯合金棍所用材料相同。

[0009]作为优选,所述的陶瓷座固定设置在插座装置上,所述的磁石N极与磁石S极设置 在陶瓷座内,所述的磁石上设有磁石凹槽,所述的磁石凹槽为一端大一端小的弧形凹槽,所 述的磁石凹槽靠近开口端大的一侧设有凹槽凸弧,所述的石墨烯合金片上也设有石墨烯合 金凸弧,所述的石墨烯合金片适配固定设置在磁石凹槽内。所述的磁石N极与磁石S极相互 吸合后,构成一个一端大一端小的圆锥形空腔体,所述的球形插头插入圆锥形空腔体后,磁 石N极与磁石S极的开口端能够自由的开合并且能在陶瓷座内小范围的移动,形成对球形插 头的包围,所述的石墨烯合金片通过电线与端子电连接。

[0010]作为优选,所述的磁石N极、磁石S极均为强磁体,所述的磁石N极与磁石S极相互吸 合后对球形插头的终压力要求为5N-100N,一般为8N,所述的球形插头插入圆锥形空腔后, 石墨烯合金凸弧能够完全适配包围,所述的磁石N极与磁石S极吸合后石墨烯合金凸弧为一 圆形环套。这样设置目的是满足插头与插座的良好插接。

[0011]作为优选,所述的碳刷架固定设置在插座装置上,所述的碳刷装置设置在碳刷架 内,所述的碳刷装置内设有的石墨稀合金棍通过碳刷线与端子连接,所述的碳刷装置与插 头B的接触面设置为弧形面,这样设置有利于插头的插入或拔出。所述的碳刷装置与弹簧调 节螺栓之间设有第二弹簧,所述的弹簧调节螺栓能够调节碳刷装置对插头B的顶压力度的 调整。

[0012]作为优选,所述的插头为复式双点接触,这样的设置目的是插头A上的球形插头与 石墨炼合金凸弧插接为一次接触,所述插头B与碳刷装置相插接为二次接触,两次的插接可 以使插头与插座的更良好插接,所述的插头至少不低于2个。特殊的用于通信类CAN数据线 的插头,至少不低于1个。

[0013]作为优选,所述的石墨烯新能源电动汽车充电插头石墨烯合金棍材料的组成方法 为1):

[0014]合金组分(重量百分含量):钨38_45%、铜42-45%、银18-20%、石墨烯0.01-8%、 锰0• 1-6%、金0• 1-5.5%、余量为镍,总重量为1〇〇%。组分中加入石墨烯提高了导电率,加] 入金、锰、铜、银增强了石墨烯合金棍的磨损,同时延长碳刷装置的使用寿命。

[0015]作为优选,所述的石墨烯新能源电动汽车充电插头石墨烯合金凸弧材料的组成方 法为2):

[0016]合金组分(重量百分含量)为:铜35_45%、银40-48%、钨22-28%、石墨烯0.1-8%、 锰0 • 1_6 %、余量为镍,总重量为100 %。组分中加入石墨烯提高了导电率,加入锰、铜、银增 强了石墨稀合金凸弧的抗磨损耐老化,同时延长使用寿命,在大功率插头插入的瞬间,有效 的减少了火花火狐的形成。

[0017]本发明的有益效果是:该一种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置及方法,设置 简单、使用方便、抗抖动,使插头与插座良好的插接,满足了电动汽车充电过程中的大功率 大电流快速充电的要求,避免了由于接触不良造成的发热或故障,有效的减少了火花电弧 的形成,确保了插头不松动,不退出,同时延长了该充电插头装置的使用寿命。

附图说明

[0018] 图1是本发明一种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置的插头结构示意图;

[0019] 图2是本发明一种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置插头的左示图;

[0020]图3是本发明电动汽车充电插头装置与充电插座装置的组合结构示意图;

[0021]图4是本发明电动汽车充电插头装置磁石凹槽及石墨烯合金凸弧的俯视图; t〇〇22]图中:1、插头装置,2、插座装置,3、插头,4、插头线,5、插头A,6、插头B,7、第一活动 端,8、卡扣装置,9、给进杆,10、手柄,11、第一弹簧,12、第二活动支点,13、陶瓷座,14、磁石N 极,15、磁石S极,16、碳刷架,I7、碳刷装置,1S、第二弹簧,19、弹簧调节螺栓,20、磁石凹槽, 21、石墨烯合金片,22、凹槽凸弧,23、石墨烯合金凸弧,24、球形插头,25、石墨烯合金棍,26、 碳刷线,27、端子,28、插头手柄。

具体实施方式

[0023]下面通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

[0024] 实施例1:

[0025]在图1所示的实施例中,一种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置及其方法,包括 插头装置1和插座装置2,插头装置1包括插头手柄28、插头3、连接线4,插座装置2包括陶瓷 座13、磁石N极14、磁石S极15、碳刷架16、碳刷装置17、第二弹簧18、弹簧调节螺栓19,设置陶 瓷座13的目的是使磁石N极14与磁石S极吸合后能够嵌入在陶瓷座,并且可以在陶瓷座内小 范围的滑动,这样设置可以使球形插头插入后石墨烯合金片上的石墨烯合金凸弧形成的圆 形环,始终套设在球形插头靠近插头手柄的一侧的弧形面上,用于缓解由于插头插不到位, 形成的虚接,减少了火花的形成,延长了使用寿命。插头3为复式双点接触式,这样的设置目 的是插头A上的球形插头与石墨烯合金凸弧插接为一次接触,插头B6与碳刷装置相插接为 二次接触,两次的插接可以使插头与插座的良好插接,确保避免了由于插头一次接触或二 次接触接触不良,造成的发热或故障,保证了电动汽车充电设备的正常使用。插头3上设有 插头A5、插头B6、球形插头24,插头手柄28上设有第一活动端7、卡扣装置8、给进杆9、手柄 10、第一弹簧11、第二活动支点I2。磁石N极14和磁石S极15上设有磁石凹槽20、石墨烯合金 片21、石墨烯合金凸弧23、凹槽凸弧22,碳刷装置17设有石墨烯合金棍25、碳刷线26、端子 27。这样设置结构简单,方便,能够满足大功率或超大功率电器的插接需求。

[0026] 插头手柄28上设有的卡扣装置8的一端与弟一沽动端7活动连接,另一端与给进杆 9固定连接,第二活动支点12—端与卡扣装置8,另一端与给进杆9固定连接,给进杆9上套设 有第一弹簧11,给进杆9的上端还设有手柄1〇,卡扣装置8为钢片弹性卡扣。这样设置简单、 方便、抗抖动,能够卡扣插头与插座的良好插接,确保不退出,不松动。

[0027] 在图2、图3中,插头3为一圆锥体,插头A5前端设有球形插头24,这样设置方便插头 装置插入插座装置内。插头B6为圆锥体的剖切体,其上下剖切面相互对称,碳刷装置17可以 在剖切面上滑动,这样设置有利于碳刷装置的滑动,并且随着插头的逐渐深入使碳刷装置 的第二弹簧压缩,第二弹簧压缩的越紧,其反作用力越大,越能满足插接要求。所述的球形 插头24与石墨烯合金片21所用材料相同,插头B6与石墨烯合金棍25所用材料相同。

[0028] 在图4中,陶瓷座13固定设置在插座装置2上,磁石N极14与磁石S极15设置在陶瓷 座13内。磁石上设有磁石凹槽20,磁石凹槽20为一端大一端小的弧形凹槽,磁石凹槽20靠近 开口端大的一侧设有凹槽凸弧22。石墨烯合金片21上设有石墨烯合金凸弧23,石墨烯合金 片21适配固定设置在磁石凹槽20内,磁石N极14与磁石S极15相互吸合后,构成一个一端大 一端小的圆锥形空腔体。球形插头24插入圆锥形空腔体后,磁石N极14与磁石S极I5的开口 端能够自由的开合并且能在陶瓷座13内小范围的移动,形成对球形插头24的包围。石墨烯 合金片21通过电线与端子27连接。

[0029]磁石N极14、磁石S极15均为强磁体,磁石N极14与磁石S极15相互吸合后对球形插 头24的终压力一般为8N。磁石N极14与磁石S极15的吸合后石墨烯合金凸弧23为一圆环套。 球形插头24插入圆锥形空腔后,石墨烯合金凸弧23能够完全适配包围。这样设置能够满足 插头与插座的良好插接。

[0030]碳刷架16固定设置在插座装置2上,碳刷装置17设置在碳刷架16内。碳刷装置17内 设有的石墨烯合金棍25通过碳刷线26与端子27连接,碳刷装置17与弹簧调节螺栓19之间设 有第二弹簧18。通过调节弹簧调节螺栓19能够调整碳刷装置17对插头3的顶压力度,以达到 理想中的终压力8N。

[0031]插头3至少不低于两个。特殊的用于通信类CAN数据线的插头,不低于1个。

[0032] 石墨烯新能源电动汽车充电插头石墨烯合金棍材料的组成方法为:合金组分(重 量百分含量):钨38%、铜43%、银18%、石墨烯0.05%、锰0 • 5 %、金0 • 1 %、余量为镍,总重量 为 100%〇

[0033] 合金组分(重量百分含量):钨39%、铜42%、银18%、石墨烯0_5%、锰0.2%、金 0.1%、余量为镍,总重量为100%。组分中加入石墨烯提高了导电率,同时延长碳刷装置的 使用寿命。

[0034] 石墨烯新能源电动汽车充电插头石墨烯合金凸弧材料的组成方法为:合金组分 (重量百分含量)为:铜36%、银41%、钨22%、石墨烯0.2%、锰0.5%、余量为镍,总重量为 100% 〇

[0035] 合金组分(重量百分含量)为:铜36%、银41 %、钨22%、石墨烯0.5%、锰0.3%、余 量为镍,总重量为100%。组分中加入石墨烯提高了导电率,增强了石墨烯合金凸弧的抗磨 损耐老化,当大功率大电流的插头插入的瞬间,能有效的减少火花火狐的形成。

[0036]在使用时手拿插头手柄28,同时按下手柄10,插入插座装置2内,随着插入深度的 增加,插头部的剖切面逐渐顶压碳刷装置17,使第二弹簧18压缩,第二弹簧18压缩的越紧, 其反作用力越大,越能满足触点终压力8N的要求;由于碳刷装置17的磨损,会逐渐减少触点 对插头B6的终压力,此时可以通过调节弹簧调节螺栓19,来满足触点对终压力的要求。随着 插入深度的增加球形插头24,逐渐插入磁石N极与磁石S极吸合后构成的圆锥形空腔体内, 使石墨烯合金凸弧23构成的圆环套,完全适配包围在球形插头24的周边。由于石墨烯合金 凸弧23与端子27的电连接构成了单个插头3的双点接触,避免了单点接触的缺陷,退出时按 下手柄10拔出插头即可,这样设置能够满足了插头与插座的牢固插接。

[0037]该一种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置,设置简单、使用方便,使插头与插座 良好的插接,满足了电动汽车充电过程中的大功率大电流快速充电的要求,避免了由于接 触不良造成的发热或故障,有效的减少了火花电弧的形成。

Claims (7)

1.一种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置,包括插头装置(1)和插座装置(2),其特 征在于:所述的插头装置⑴包括插头手柄(2¾、插头(3)、连接线⑷,所述的插座装置(2) 包括陶瓷座(1¾、磁石N极(14)、磁石S极(15)、碳刷架(16)、碳刷装置(17)、第二弹簧(18)、 弹簧调节螺栓(19),所述的磁石N极(14)和磁石S极(15)上设有磁石凹槽(20)、石墨烯合金 片(21)、石墨烯合金凸弧(23)、凹槽凸弧(22),所述的碳刷装置(17)设有石墨烯合金棍 (25)、碳刷线(26)、端子(27),所述的插头⑶为复式双点接触,所述的插头(3)设有插头A (5)、插头B (6)、球形插头(24),所述的插头手柄(28)设有第一活动端⑺、卡扣装置(8)、给 进杆(9)、手柄(10)、第一弹簧(11)、第二活动支点(12);所述的陶瓷座(13)固定设置在插座 装置⑵上,所述的磁石N极(14)与磁石S极(15)设置在陶瓷座(13)内,所述的磁石上设有磁 石凹槽(20),所述的磁石凹槽(20)为一端大一端小的弧形凹槽,所述的磁石凹槽(20)靠近 开口端大的一侧设有凹槽凸弧(22),所述的石墨烯合金片(21)上设有石墨烯合金凸弧 (23),所述的石墨烯合金片(21)适配固定设置在磁石凹槽(2〇)内,所述的磁石N极(14)与磁 石S极(I5)相互吸合后,构成一个一端大一端小的圆锥形空腔体,所述的球形插头(24)插入 圆锥形空腔体后,磁石N极(14)与磁石S极(15)的开口端能够自由的开合并且能在陶瓷座 (13)内小范围的移动,形成对球形插头(24)的包围,所述的石墨烯合金片(21)通过连接线 与端子(27)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置,其特征在于:所述 的插头手柄(28)上设有的卡扣装置⑻的一端与第一活动端(7)活动连接,另一端与给进杆 ⑼连接,所述的第二活动支点(1¾ 一端与卡扣装置⑻,另一端与给进杆⑼固定连接,所 述的给进杆(9)上套设有第一弹簧(11),给进杆(9)的上端还设有手柄(1〇),所述的卡扣装 置⑻为钢片弹性卡扣。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置,其特征在于:所述 的插头(3)为一圆锥体,所述的插头⑶上的插头A⑸前端设有球形插头(24),所述的球形 插头(24)与石墨烯合金片(21)所用材料相同,所述的插头⑶上的插头B (6)是沿着圆锥体 的直径逐渐增粗的剖切体,其上下剖切面相互对称,所述的碳刷装置(17)可以在剖切体的 剖切面上滑动,所述的插头B⑹与石墨烯合金棍(25)所用材料相同。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置,其特征在于:所述 的磁石N极(14)、磁石S极(lf5)均为强磁体,所述的磁石_及(14)与磁石5极(15)相互吸合后 对球形插头(24)的终压力要求5N-100N,所述的球形插头(24)插入圆锥形空腔后,石墨烯合 金凸弧(2¾能够完全适配包围,所述的磁石N极(14)与磁石8极(15)的吸合后石墨烯合金凸 弧(23)为圆环套。
5.根据权利要求1或3所述的一种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置,其特征在于: 所述的碳刷架(16)固定设置在插座装置⑵上,所述的碳刷装置(17)设置在碳刷架(16)内, 所述的碳刷装置(17)与插头B⑹的接触面设置为弧形面,所述的碳刷装置(17)内设有的石 墨烯合金棍(25) it过巧刷线(26)与端子(2?)连接,所述的碳刷装置(17)与弹簧调节螺栓 (I9)之间设有第二弹簧(1S),所述的弹簧调节螺栓(19)能够调节碳刷装置(17)对插头(3) 顶压力度的调整。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置,其特征在 于:所述的插头为复式双点接触,这样的设置目的是插头六⑸上的球形插头与石墨烯合金 凸弧插接为一次接触,所述插头B (6)与碳刷装置相插接为二次接触,两次的插接可以使插 头与插座的更良好插接,所述的插头不低于2个。
7.根据权利要求1或3或4所述的一种石墨烯新能源电动汽车充电插头装置,其特征在 于:包括1、石墨稀新陡源电动汽车充电插头石墨嫌合金棍材料的组成方法为,各合金组分 的重量百分含量为:钨38_45%、铜42-45%、银IS-20%、石墨烯0• 1-8%、锰0• 1-6%、金0.1-5.5%、余量为镍,总重量为100% ;包括2、石墨烯新能源电动汽车充电插头石墨烯合金凸弧 材料的组成方法为,各合金组分的重量百分含量为:铜35_45 %、银40-48 %、鹤22-28 %、石 墨烯0 • 1 -8 %、锰0.1 -6 %、余量为镍,总重量为100 %。
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