CN106505365B - 一种电动车辆的充电连接器 - Google Patents

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Abstract

一种电动车辆的充电连接器，包括电源侧连接器(1)和车辆侧连接器(2)，车辆侧连接器(2)包括盒体(3)和电连接插座(4)，自定心锥形开合夹套(7)设置在盒体(3)上；盒体(3)包括夹套开合导向部(3.2)，自定心锥形开合夹套(7)滑动设置在夹套开合导向部中；自定心锥形开合夹套(7)包括上锥夹套(7.1)、下锥夹套(7.2)和电磁开合装置(13)，电源侧连接器(1)包括插头(14)和锥形夹紧定位部(17)，在吸合位置，自定心锥形开合夹套(7)套在锥形夹紧定位部(17)上配合定位。采用了带有电磁开合机构配合锥形自定心夹套的设计，同时设计出漏电弹出的断电结构，使得插接定位功能和漏电保护功能大大增强。

Description

一种电动车辆的充电连接器
技术领域
本发明涉及电动汽车的技术领域，具体涉及一种电动车辆的充电连接器。
背景技术
随着人们对地球环境越来越重视，电动汽车在生活中越来越普及。因此，车载电池组充电是必须解决的问题。充电时，将充电桩上的充电插头插入到电动汽车的充电插座上，再打开充电桩的开关对该车载电池组进行充电。
电动车辆的充电连接器多为圆筒形的。相应插孔触点也多是筒状的。通过向该筒状插孔触点的内部插入设在相对的插头上的销状的插塞端子，从而使得插孔触点的内周面与插塞端子的外周面接触，使相互之间电导通，充电完成后再将电源侧连接器从车辆侧连接器上卸下来。为了使得高电压并且大电流进行电力供给的充电电缆用连接器的电连接的可靠性，可分析妨碍插孔触点和插塞端子的电导通的主要原因，比如灰尘积聚。还有雨滴、水珠等原因导致的漏电，这是非常危险的事情，必须采取措施断电。而针对充电连接器的经常性使用，充电连接器的导向结构变得越来越松弛，如果稍有外力对电缆进行拉扯，则会造成插塞端子和插孔触点之间存在空气间隙的虚接，这样会造成热量上升，或者放电击穿等严重损坏性事故。
现有的充电设备中，在电源侧连接器和车辆侧连接器之间通常采用锁扣类的机械锁合装置，在充电过程中如果非正常压动充电插头中的翘板机构，则会造成连接器分离；仅靠机械锁紧装置，很难保证充电过程中电源侧连接器与车辆侧连接器处于可靠的连接状态。
需要设计一种结构简单，可靠性高的充电连接器结构，解决业内共性的难题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种电动车辆的充电连接器。
本发明的目的是这样实现的，一种电动车辆的充电连接器，包括电源侧连接器和车辆侧连接器，所述车辆侧连接器包括盒体和电连接插座，自定心锥形开合夹套设置在盒体上，所述自定心锥形开合夹套能够自动将所述电源侧连接器保持与所述电连接插座同轴线插合在一起定位；
所述盒体包括夹套开合导向部，所述自定心锥形开合夹套滑动设置在夹套开合导向部中；所述自定心锥形开合夹套包括上锥夹套、下锥夹套和电磁开合装置，所述电磁开合装置驱动所述上锥夹套和下锥夹套沿夹套开合导向部在吸合位置和弹开位置之间滑动；
所述电源侧连接器包括插头和锥形夹紧定位部，在吸合位置，所述自定心锥形开合夹套套在述锥形夹紧定位部上配合定位，使得所述自定心锥形开合夹套的轴线与所述电连接插座的轴线重合，同时使得插头抵抗电连接插座的顶出弹簧的弹力插入到电连接插座内。
进一步地，所述上锥夹套和下锥夹套分别包括锥形夹紧部、插头导向楔部和滑动导向部，滑动导向部滑动设置在夹套开合导向部中，所述电磁开合装置设置在所述滑动导向部的对合面上。
进一步地，当所述自定心锥形夹套对合时，所述上锥夹套的插头导向楔部和下锥夹套的插头导向楔部形成梯形定位槽，所述梯形定位槽具有定位角。
进一步地，所述盒体还包括插头导向部，所述电源侧连接器还包括第一导向部、第二导向部，所述第一导向部与所述自定心锥形夹套的梯形定位槽配合时，第二导向部正对所述插头导向部。
进一步地，第一导向部包括上导向面和下导向面，所述上导向面和下导向面的导向夹角等于梯形定位槽的定位角。
进一步地，所述夹套开合导向部设有导槽，上锥夹套、下锥夹套的滑动导向部滑动设置在所述导槽中。
进一步地，所述导槽设有止挡，在止挡处，所述上锥夹套、下锥夹套吸合在一起，使得自定心锥形开合夹套的轴线与电连接插座的轴线重合。
进一步地，所述电连接插座包括插孔和设置在插孔周围的顶出弹簧，在插头抵抗电连接插座的顶出弹簧的弹力插入到电连接插座内的插孔时，所述顶出弹簧顶在所述第一导向部上。
进一步地，所述电磁开合装置包括至少一块设置在上锥夹套的永磁铁和设置在下锥夹套对应永磁铁位置的电磁铁，所述电磁铁包括铁芯和线圈，线圈由控制电路供电。
进一步地，当线圈正向通电，电磁铁产生与永磁铁磁极相同的磁性而产生排斥力，使得上锥夹套和下锥夹套弹开滑动到导槽的两端；当线圈反向通电时，电磁铁产生与永磁铁磁极相反的磁性而产生吸合力，永磁铁吸引铁芯而将上锥夹套和下锥夹套吸合在一起。
本发明的所述电动车辆的充电连接器，通过如下技术实质来解决现有技术“仅靠锁扣类的机械锁合装置很难保证充电过程中电源侧连接器与车辆侧连接器处于可靠的连接状态”的技术问题的：
1)自定心锥形开合夹套
在车辆侧连接器中，通过上锥夹套、下锥夹套滑动设置在导槽中，在导槽中设有止挡，上锥夹套、下锥夹套吸合在止挡位置时，自定心锥形开合夹套夹紧电源侧连接器的锥形夹紧定位部，使得所述自定心锥形开合夹套的轴线与所述电连接插座的轴线重合，同时使得插头抵抗电连接插座的顶出弹簧的弹力插入到电连接插座内，完成自定心功能和插接时轴线一致的定位功能，使得插头的插塞端子与电连接插座的插孔触点保持无偏斜的电接触。
这一点非常重要，而且这种自定心夹紧定位功能不会随外力对插头的扰动而发生偏斜，也不会因为认为误按开关而失灵，其定位和夹紧的可靠性大大增强。
)电磁开合装置
电磁开合装置设置在上锥夹套、下锥夹套的滑动导向部的对合面上，通过电磁铁与永磁铁的磁极的相同排斥和相异吸引的特点来驱动所述上锥夹套、下锥夹套在导槽中的开与合。这一装置比机械卡合装置要耐用，随时间的延长，该驱动装置也不会影响上锥夹套、下锥夹套吸合在止挡位置的力量，可靠性也是非常大的。
)漏电保护的自动断开
通过电磁开合装置的吸合与弹开驱动上锥夹套、下锥夹套的吸合与弹开，实现了自定心锥形开合夹套沿插座轴线的压紧与释放，实现了插头与插座的插接与断开，真正了漏电时不仅仅是报警，而且是及时断开充电连接。
所述充电连接器,摒弃了传统的机械卡合锁紧机构，采用了带有电磁开合机构配合锥形自定心锥形开合夹套的设计，同时设计出漏电弹出的断电结构，三者协同作用，使得其中心定位功能和漏电保护功能大大增强。
附图说明
图1为本发明一种电动车辆的充电连接器的充电状态的主剖视图。
图2为本发明一种电动车辆的充电连接器的图1的A-A剖视图。
图3为本发明一种电动车辆的充电连接器的漏电弹出状态的主剖视图。
图4为本发明一种电动车辆的充电连接器的自定心锥形开合夹套弹开状态的剖视图。
图5为本发明一种电动车辆的充电连接器的自定心锥形开合夹套的主视图。
图6为本发明一种电动车辆的充电连接器的自定心锥形开合夹套的右视图。
上述图中的附图标记：
1电源侧连接器，2车辆侧连接器，3盒体，4电连接插座，5流水口，6导槽，7自定心锥形开合夹套，8永磁铁，9电磁铁,10锥形夹紧部,11插头导向楔部,12滑动导向部,13电磁开合装置，14插头,15第一导向部,16第二导向部,16.1导向槽,17锥形夹紧定位部,18梯形定位槽，19顶出弹簧
3.1插头固定安装部,3.2夹套开合导向部,3.3插头导向部,3.4插座固定部，3.5导向柱
7.1上锥夹套,7.2下锥夹套
9.1铁芯,9.2线圈
15.1上导向面，15.2下导向面。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，但不用来限制本发明的范围。
如图所示，一种电动车辆的充电连接器，包括电源侧连接器1和车辆侧连接器2，所述车辆侧连接器2包括盒体3和电连接插座4，所述盒体3包括插头固定安装部3.1、夹套开合导向部3.2、插头导向部3.3和插座固定部3.4，插头导向部3.3包括导向柱3.5，所述插座固定部3.4内设有电连接插座4，插座固定部3.4的底部设有流水口5，所述夹套开合导向部3.2设有导槽6，导槽6中间位置设有止挡6.1，导槽6内滑动设有自定心锥形开合夹套7，所述自定心锥形开合夹套包括上锥夹套7.1和下锥夹套7.2，上锥夹套7.1和下锥夹套7.2包括电磁开合装置13，具体地，所述电磁开合装置13包括至少一块设置在上锥夹套7.1的永磁铁8和设置在下锥夹套7.2对应永磁铁位置的电磁铁9，所述电磁铁9包括铁芯9.1和线圈9.2，线圈9.2由控制电路供电，当线圈正向通电，则电磁铁9产生与永磁铁8磁极相同的磁性，产生排斥力，能强迫上锥夹套7.1和下锥夹套7.2弹开到导槽6的两端。当线圈反向通电时，则电磁铁9产生与永磁铁8磁极相反的磁性，产生吸合力，永磁铁8吸引铁芯9.1而将上锥夹套7.1和下锥夹套7.2吸引在一起，因止挡6.1的作用，自定心锥形开合夹套7能将插头中心线对准电连接插座4的中心线而定位。
所述上锥夹套7.1和下锥夹套7.2分别包括锥形夹紧部10、插头导向楔部11和滑动导向部12，滑动导向部12滑动设置在夹套开合导向部3.2的滑槽中。所述滑动导向部12的对合面设有所述电磁开合装置13。当锥形夹套对合时，所述上锥夹套7.1的插头导向楔部11和下锥夹套7.2的插头导向楔部11形成梯形定位槽18。所述梯形定位槽18具有定位角α。
所述电源侧连接器1包括一体成型的插头14、第一导向部15、第二导向部16和锥形夹紧定位部17，第一导向部15包括上导向面15.1和下导向面15.2，所述上导向面15.1和下导向面15.2的导向夹角β等于梯形定位槽18的定位角α。优选地，所述第二导向部16包括导向槽16.1。当自定心锥形开合夹套对合时，第一导向部15卡入梯形定位槽18时，第二导向部16大致正对所述插头导向部3.3的导向柱3.5。
所述充电连接器在充电时具有两种状态，充电状态和漏电保护状态。在使用者将电源侧连接器1插入车辆侧连接器2时，车辆侧连接器2的控制电路未通电，上锥夹套7.1的永磁铁吸住下锥夹套7.2的铁芯，自定心锥形开合夹套7处于闭合状态。先通过第一导向部15卡入梯形定位槽18，使得插头5第一次导向定位，此时可保证第二导向部16大致正对所述插头导向部3.3。加大插头5的压入力，第一导向部15迫使自定心锥形开合夹套7打开，当继续进入时，第二导向部16对准插头导向部3.3导向插入，这时插头4克服顶出弹簧19的弹力插入电连接插座4中，当插头4的插塞端子与电连接插座4的插孔触点电接触时，控制电路使得电磁开合装置13正向得电，自定心锥形开合夹套7吸合在一起定位，使得电源侧连接器1中心与车辆侧连接器2的中心线重合，并确保插塞端子与电连接插座4的插孔触点的电导通，控制电路点亮导通指示灯，并显示电池已有电量和充满需要电量和充电时间。不漏电时，按下充电按钮，充电指示灯亮，充电连接器处于充电状态。充电期间，检测系统周期性检测是否漏电，一旦检测到漏电发生，则控制电路使得电磁开合装置13反向得电，自定心锥形开合夹套7弹开，电源侧连接器1受顶出弹簧的弹力，使得插塞端子离开电连接插座4的插孔触点，从而做到自动断电，同时漏电指示灯闪亮报警，充电连接器处于漏电保护状态。
所述充电连接器，仍然可以采用现有技术的卡扣结构悬挂在充电桩上，图中未示出。
漏电保护状态，插塞端子离开电连接插座4的插孔触点，漏电指示灯闪亮报警。充电状态时，在自定心锥形开合夹套7的夹紧定位下，插塞端子被保持与电连接插座4的插孔触点接触，充电指示灯亮。
所述充电连接器,改进了传统的机械卡合锁紧机构，采用了带有电磁开合机构配合锥形自定心锥形开合夹套的设计，同时设计出漏电弹出的断电结构，三者协同作用，使得其中心定位功能和漏电保护功能大大增强。

Claims (7)

1.一种电动车辆的充电连接器，包括电源侧连接器(1)和车辆侧连接器(2)，其特征在于，所述车辆侧连接器(2)包括盒体(3)和电连接插座(4)，自定心锥形开合夹套(7)设置在盒体(3)上，所述自定心锥形开合夹套(7)能够自动将所述电源侧连接器(1)保持与所述电连接插座(4)同轴线插合在一起定位；
所述盒体(3)包括夹套开合导向部(3.2)，所述自定心锥形开合夹套(7)滑动设置在夹套开合导向部中；所述自定心锥形开合夹套(7)包括上锥夹套(7.1)、下锥夹套(7.2)和电磁开合装置(13)，所述电磁开合装置(13)驱动所述上锥夹套(7.1)和下锥夹套(7.2)沿夹套开合导向部在吸合位置和弹开位置之间滑动，所述上锥夹套(7.1)和下锥夹套(7.2)分别包括锥形夹紧部(10)、插头导向楔部(11)和滑动导向部(12)，滑动导向部(12)滑动设置在夹套开合导向部(3.2)中，所述电磁开合装置(13)设置在所述滑动导向部(12)的对合面上；
所述电源侧连接器(1)包括插头(14)和锥形夹紧定位部(17)，在吸合位置，所述自定心锥形开合夹套(7)套在所述锥形夹紧定位部(17)上配合定位，使得所述自定心锥形开合夹套(7)的轴线与所述电连接插座(4)的轴线重合，同时使得插头(14)抵抗电连接插座(4)的顶出弹簧(19)的弹力插入到电连接插座(4)内；
当所述自定心锥形开合夹套对合时，所述上锥夹套(7.1)的插头导向楔部和下锥夹套(7.2)的插头导向楔部形成梯形定位槽(18)，所述梯形定位槽(18)具有定位角(α)；
所述盒体(3)还包括插头导向部(3.3)，所述电源侧连接器(1)还包括第一导向部(15)、第二导向部(16)，所述第一导向部(15)与所述自定心锥形开合夹套(7)的梯形定位槽(18)配合时，第二导向部(16)正对所述插头导向部(3.3)。
2.如权利要求1所述电动车辆的充电连接器，其特征在于，第一导向部(15)包括上导向面(15.1)和下导向面(15.2)，所述上导向面(15.1)和下导向面(15.2)的导向夹角(β)等于梯形定位槽(18)的定位角(α)。
3.如权利要求1所述电动车辆的充电连接器，其特征在于，所述夹套开合导向部(3.2)设有导槽(6)，上锥夹套(7.1)、下锥夹套(7.2)的滑动导向部(12)滑动设置在所述导槽中。
4.如权利要求3所述电动车辆的充电连接器，其特征在于，所述导槽(6)设有止挡(6.1)，在止挡(6.1)处，所述上锥夹套(7.1)、下锥夹套(7.2)吸合在一起，使得自定心锥形开合夹套(7)的轴线与电连接插座(4)的轴线重合。
5.如权利要求1所述电动车辆的充电连接器，其特征在于，所述电连接插座(4)包括插孔和设置在插孔周围的顶出弹簧(19)，在插头(14)抵抗电连接插座(4)的顶出弹簧(19)的弹力插入到电连接插座(4)内的插孔时，所述顶出弹簧(19)顶在所述第一导向部(15)上。
6.如权利要求1所述电动车辆的充电连接器，其特征在于，所述电磁开合装置(13)包括至少一块设置在上锥夹套的永磁铁(8)和设置在下锥夹套对应永磁铁位置的电磁铁(9)，所述电磁铁(9)包括铁芯(9.1)和线圈(9.2)，线圈(9.2)由控制电路供电。
7.如权利要求5所述电动车辆的充电连接器，其特征在于，当线圈(9.2)正向通电，电磁铁(9)产生与永磁铁(8)磁极相同的磁性而产生排斥力，使得上锥夹套(7.1)和下锥夹套(7.2)弹开滑动到导槽(6)的两端；当线圈反向通电时，电磁铁(9)产生与永磁铁(8)磁极相反的磁性而产生吸合力，永磁铁(8)吸引铁芯(9.1)而将上锥夹套(7.1)和下锥夹套(7.2)吸合在一起。
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