CN106627211B - 一种新能源汽车快速充电枪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车快速充电枪。本发明的一种新能源汽车快速充电枪，包括枪型外壳，所述外壳前端开口处设有充电接头，所述充电接头通过防漏电机构与充电线缆相连，所述防漏电机构包括可分离接触的左触头和右触头，所述右触头与充电线缆相连，所述左触头与充电接头相连。本发明的一种新能源汽车快速充电枪具有对充电枪内部机械结构进行改进，进一步提高漏电保护，尤其针对交流电充电枪，能够在充电插头绝缘橡胶老化等情况出现时，仍然能够避免人员接触触电，避免安全事故出现，同时避免充电过程中，由于漏电保护而造成的电流传输效率下降，同时具备高传导效率和高安全系数的特点。

Description

一种新能源汽车快速充电枪

技术领域

本发明涉及一种充电枪，特别是一种新能源汽车快速充电枪。

背景技术

在全球倡导低碳经济的背景下，为节约能源、减少温室气体排放，汽车工业发展的重心 正在发生转变，发展新能源汽车已成为主流发展趋势。新能源汽车具有零排放、高能效、运行 和维护成本低等特点，电动汽车的推广和普及能有效减轻人类发展对环境造成压力。新能源汽车对电池充电时，充电枪为必要配件。由于现阶段新能源汽车的充电电流标准还未进行统一，致使在进行充电时电流过载，容易出现安全隐患，甚至导致电池爆炸等严重的事故。同时，现有的充电枪在安全系统方向，都是通过控制系统的算法等，检测充电枪的温度来控制电流的大小，但是这种系统控制方法具有一定的局限性，由通讯算法等进行控制，极易出现程序错误导致失灵。

另一方面，由于充电枪内部与充电桩通过电缆直接连接，充电接头始终处于带电状态，同样为重要的安全隐患，虽然现有的充电接头，导电片外部都由绝缘橡胶包裹，从而避免人员接触触电。但是橡胶老化等仍然不能避免漏电等状况的出现，尤其是采用交流电的充电桩，一旦发生漏电现象，即会造成严重的安全事故。同样，如果仅通过程序算法进行控制，是具有一定局限性的，相比于程序算法，对充电枪内部机械结构进行改性能够进一步提高充电枪的安全性。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种对充电枪内部机械结构进行改进，进一步提高漏电保护，尤其针对交流电充电枪，能够在充电插头绝缘橡胶老化等情况出现时，仍然能够避免人员接触触电，避免安全事故出现，同时避免充电过程中，由于漏电保护而造成的电流传输效率下降，同时具备高传导效率和高安全系数的系能源汽车快速充电枪。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种新能源汽车快速充电枪，包括枪型外壳，所述外壳前端开口处设有充电接头，所述充电接头通过防漏电机构与充电线缆相连，所述防漏电机构包括可分离接触的左触头和右触头，所述右触头与充电线缆相连，所述左触头与充电接头相连。

由于采用了上述技术方案，通过可分离接触的左触头和右触头能够对充电插头进行防漏电保护，当充电枪在充电使用期间，左触头与右触头相接，导电，完成充电的过程，而在未进行充电使用期间，左触头与右触头分离，充电线缆始终带电，而充电插头并不处于始终带电的状态，在充电插头绝缘橡胶老化等情况出现时避免接触触电。

本发明的一种新能源汽车快速充电枪，右触头包括与充电线缆相连的连接板，所述连接板中部设有通孔，所述通孔一端设有传导柱，所述充电线缆穿过通孔与传导柱固定连接，所述传导柱为伸缩结构。

由于采用了上述技术方案，传导柱在受到压力后压缩，从而才能接通插头与充电线缆，避免插头由于意外等状况位移一段距离后与充电线缆相连，而压力消失后，传导柱立即回弹，即可断开传导柱与充电线缆之间的连接，从而保证即使充电接头未回弹，充电接头内部仍不带电；现有的充电接头都是会在插入汽车充电口时，与充电口卡接，因此，在现有技术的充电接头的卡接方式下，在充电时，卡接后能够为传导柱进行持续的压力，从而在充电时持续的连通，而当充电完成后，断开充电接头与充电口之间的连接，压力消失，从而传导柱恢复至自然态。

本发明的一种新能源汽车快速充电枪，所述传导柱包括与线缆固定连接的导电片，所述导电片前端设有导电块，所述导电块两侧设有弹性件，所述弹性件一端与导电片固定连接，所述导电块前端两侧设有压力传感器，所述压力传感器与弹性件接触，所述导电块能够沿水平方向发生位移。

由于采用了上述技术方案，压力传感器接收弹性件的压力，并与程序控制系统相连，当压力传感器接受到压力达到预设值后，程序控制系统控制充电桩进行充电，通过压力传感器与传统的程序控制系统相结合，配合本发明的机械结构能够保证充电枪的安全性能。

本发明的一种新能源汽车快速充电枪，所述导电片由质量份0.2~0.7份石墨烯，5~9份金属锆，15~21份金属钛和12~18份Nb₂O₅制成。

由于采用了上述技术方案，采用上述比例范围制成的合金导电片具有极高的电传导效率，高的传导率同样能够避免发热，不仅提高了能耗比，同时降低了安全隐患。

优选的，当导电片由质量份0.5份石墨烯，9份金属锆，21份金属钛和16份Nb₂O₅制成时为最佳值。由上述比例制成的合金，在常温下，其导电率为6.347×10⁷ S/m，较电导率最高的金属银略高，而略低于石墨烯的电导率，但却相比于石墨烯成本下降了许多。

本发明的一种新能源汽车快速充电枪，所述导电块由0.2~0.7份石墨烯，5~9份金属锆，15~21份金属钛和12~18份Nb₂O₅制成。

由于采用了上述技术方案，导电块与导电片采用相同的材料制成。

本发明的一种新能源汽车快速充电枪，所述左触头设于充电接头末端，所述左触头上设有通孔，所述通孔内固定设有导电插销，所述导电插销设于传导柱前方。

由于采用了上述技术方案，通过导电插销进行传导，能够避免汽车充电口内的插头与传导柱直接接触，也避免了传导柱前端嵌入充电接头，导致传导柱无法完成压缩，回弹的过程。

本发明的一种新能源汽车快速充电枪，所述左触头上设有三个通孔，分别为通孔一，通孔二和通孔三，所述通孔一与充电接头火线插孔对应，所述通孔二与充电接头零线插孔对应，所述通孔三与充电接头地线插孔对应；所述导电插销设于通孔一内，所述通孔二和通孔三内均设有金属导电片，所述金属导电片分别与充电线缆的零线和地线固定连接。

由于采用了上述技术方案，由于火线才是处于带电状态，而未形成回路时，零线不会带电，因此针对插头的火线插孔进行防漏电保护即可实现防漏电保护，这一设置减小了防漏电机构的体积大小，更加便于加工，和对现有的充电枪进行改造。防漏电机构与火线插孔可分离接触，能够在不充电状态时，断开接头与火线之间的连接，而在充电状态时，插头才与之相接触后，连通形成回路。

本发明的一种新能源汽车快速充电枪，所述连接板表面覆有绝缘层。

由于采用了上述技术方案，能够进一步提高充电枪安全性能。

本发明的新能源汽车快速充电枪，所述绝缘层由质量份30~70份三元乙丙橡胶，14~28份氨基甲酸酯，16~32份聚苯硫醚，6~10份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，1.2~1.6份纳米氮化硼和0.4~0.8份纳米氮化铝制成。

有采用了上述技术方案，对传统的绝缘橡胶进行改进，绝缘性能得到大幅度的提高，同时其抗老化性能也得到了大幅提升，使用温度范围得到了扩大，进一步提高了安全性能。

优选的，当绝缘层由质量份64份三元乙丙橡胶，17份氨基甲酸酯，30份聚苯硫醚，8份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，1.5份纳米氮化硼和0.8份纳米氮化铝制成时为最佳值。采用前述比例制成的绝缘层，使用温度范围为-68℃~110℃，其绝缘强度达到62kV/mm，而普通的绝缘橡胶只有38kV/mm。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、对充电枪内部机械结构进行改进，进一步提高漏电保护，尤其针对交流电充电枪，能够在充电插头绝缘橡胶老化等情况出现时，仍然能够避免人员接触触电，避免安全事故出现，同时避免充电过程中，由于漏电保护而造成的电流传输效率下降，同时具备高传导效率和高安全系数。

2、具有极高的电传导效率，高的传导率同样能够避免发热，不仅提高了能耗比，同时降低了安全隐患；另一方面，绝缘性能得到大幅度的提高，同时其抗老化性能也得到了大幅提升，使用温度范围得到了扩大，进一步提高了安全性能。

附图说明

图1是一种新能源汽车快速充电枪结构示意图；

图2是传导柱结构示意图。

图中标记：1为充电接头，2为充电线缆，3为右触头，301为连接板，4为左触头，5为导电块，6为压力传感器，7为导电片，8为弹性件。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示至图2所示，一种新能源汽车快速充电枪，包括枪型外壳，外壳前端开口处设有充电接头1，充电接头1通过防漏电机构与充电线缆2相连，防漏电机构包括可分离接触的左触头4和右触头3，右触头3与充电线缆2相连，左触头4与充电接头1相连。右触头3包括与充电线缆2相连的连接板301，连接板301中部设有通孔，通孔一端设有传导柱302，充电线缆2穿过通孔与传导柱302固定连接，传导柱302为伸缩结构。传导柱302包括与线缆2固定连接的导电片7，导电片7前端设有导电块5，导电块5两侧设有弹性件8，弹性件8一端与导电片7固定连接，导电块5前端两侧设有压力传感器6，压力传感器6与弹性件8接触，导电块5能够沿水平方向发生位移。导电块5和导电片7由质量份0.2~0.7份石墨烯，5~9份金属锆，15~21份金属钛和12~18份Nb₂O₅制成。具体质量比见表1

表1

左触头4设于充电接头1末端，左触头4上设有通孔，通孔内固定设有导电插销101，导电插销101设于传导柱302前方左触头4上设有三个通孔，分别为通孔一，通孔二和通孔三，通孔一与充电接头1火线插孔对应，通孔二与充电接头1零线插孔对应，通孔三与充电接头1地线插孔对应；导电插销101设于通孔一内，通孔二和通孔三内均设有金属导电片，金属导电片分别与充电线缆2的零线和地线固定连接。连接板301表面覆有绝缘层。绝缘层由质量份30~70份三元乙丙橡胶，14~28份氨基甲酸酯，16~32份聚苯硫醚，6~10份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，1.2~1.6份纳米氮化硼和0.4~0.8份纳米氮化铝制成。具体质量比见表2。

表2

外壳内设有冷却系统，冷却系统包括冷却一部和冷却二部，冷却一部设于充电线缆与枪管段外壳之间，冷却二部设于充电线缆与枪柄段外壳之间。冷却一部包括套筒套筒套设于充电线缆外部，套筒中空。套筒前端两侧对称设有散热腔，散热腔通过管道与套管中部连通，散热腔内部，管道和套筒内部均填充有传热介质。散热腔一侧外壁与外壳固定连接，外壳与散热腔连接处由金属材料制成。传热介质由质量份27份氯化锌，65份丙二醇，15份甲苯-2,4-二异氰酸酯，42份异佛二酮二异氰酸酯和27份DMAP共聚制成混聚物，导热系数在20℃时，为0.707W/m·K，凝固点很低，为-23.9℃，而其燃点为411.5℃，能够安全使用，传导率为69.4%。套管后端对称设有固定件，固定件与外壳内壁固定连接，固定件将套管夹持。冷却二部包括与外壳内壁固定连接的若干夹持件，夹持件夹持充电线缆中部，充电线缆与枪柄段外壳之间填充有改性导热硅胶，外壳末端设有金属导热块，金属导热块与外界空气接触。导热硅胶质量份38份乙烯基MQ甲基硅树脂，12份KH560硅烷偶联剂，20份聚碳酸亚丙酯，50份热塑性酚醛树脂和4份六次甲基四胺制成。其孔隙率为68.3%，具有高的孔隙率，在20℃时，平均导热系数为0.526 W/m·K，能够满足线缆在过载率70%左右时，保证线缆的升温速率维持在0.07~0.09℃/min的范围内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新能源汽车快速充电枪，其特征在于：包括枪型外壳，所述外壳前端开口处设有充电接头（1），所述充电接头（1）通过防漏电机构与充电线缆（2）相连，所述防漏电机构包括可分离接触的左触头（4）和右触头（3），所述右触头（3）与充电线缆（2）相连，所述左触头（4）与充电接头（1）相连；

右触头（3）包括与充电线缆（2）相连的连接板（301），所述连接板（301）中部设有通孔，所述通孔一端设有传导柱（302），所述充电线缆（2）穿过通孔与传导柱（302）固定连接，所述传导柱（302）为伸缩结构；

所述传导柱（302）包括与线缆（2）固定连接的导电片（7），所述导电片（7）前端设有导电块（5），所述导电块（5）两侧设有弹性件（8），所述弹性件（8）一端与导电片（7）固定连接，所述导电块（5）前端两侧设有压力传感器（6），所述压力传感器（6）与弹性件（8）接触，所述导电块（5）能够沿水平方向发生位移。

2.如权利要求1所述的一种新能源汽车快速充电枪，其特征在于：所述导电片（7）由质量份0.2~0.7份石墨烯，5~9份金属锆，15~21份金属钛和12~18份Nb₂O₅制成。

3.如权利要求2所述的一种新能源汽车快速充电枪，其特征在于：所述导电块（5）由0.2~0.7份石墨烯，5~9份金属锆，15~21份金属钛和12~18份Nb₂O₅制成。

4.如权利要求3所述的一种新能源汽车快速充电枪，其特征在于：所述左触头（4）设于充电接头（1）末端，所述左触头（4）上设有通孔，所述通孔内固定设有导电插销（101），所述导电插销（101）设于传导柱（302）前方。

5.如权利要求4所述的一种新能源汽车快速充电枪，其特征在于：所述左触头（4）上设有三个通孔，分别为通孔一，通孔二和通孔三，所述通孔一与充电接头（1）火线插孔对应，所述通孔二与充电接头（1）零线插孔对应，所述通孔三与充电接头（1）地线插孔对应；所述导电插销（101）设于通孔一内，所述通孔二和通孔三内均设有金属导电片，所述金属导电片分别与充电线缆（2）的零线和地线固定连接。

6.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种新能源汽车快速充电枪，其特征在于：所述连接板（301）表面覆有绝缘层。

7.如权利要求6所述的新能源汽车快速充电枪，其特征在于：所述绝缘层由质量份30~70份三元乙丙橡胶，14~28份氨基甲酸酯，16~32份聚苯硫醚，6~10份甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，1.2~1.6份纳米氮化硼和0.4~0.8份纳米氮化铝制成。