CN107887731B - 液冷端子和充电枪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种液冷端子和充电枪，该液冷端子包括：插针壳体，具有第一容腔以及与第一容腔连通的第一过液孔；插针内芯，包括插接部及接线部，插接部具有第二容腔以及与第二容腔连通的第二过液孔；插接部插置于第一容腔内、并与插针壳体之间形成有第一液流通道，接线部的端面设有供线缆导体插接的接线孔；以及液冷管，液冷管围设于接线部的外周、并与插针壳体的敞口端密封连接，液冷管与接线部之间形成有第二液流通道，且第二液流通道与第二过液孔连通。本发明液冷端子结构简单，可适用于大功率充电场景，可快速提升充电速度，提高充电的安全性，同时还可延长充电端子寿命，降低维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车充电领域，特别涉及一种液冷端子和充电枪。
背景技术
随着社会的发展，人们的环保意识提高，新能源汽车已经受到越来越多的消费者的青睐，而与新能源汽车相关的充电配套设备的重要性也逐渐凸显出来。在对新能源汽车进行充电时，充电枪或充电座的充电端子、及线缆导体会因自身电阻而引起发热，尤其是在充电端子与充电插套的插接处、以及充电端子与线缆导体的压接处发热严重。由此，会带来一系列的问题：1、温度过高会带来安全隐患，造成人员烧伤烫伤，甚至车辆起火燃烧等事故；2、温度过高使得充电功率受限，充电功率越大，发热就越严重，若充电功率过小，又会导致充电时间过长，造成用户时间成本，充电运营商土地成本的浪费，也会影响用户体验；3、温度过高会降低液冷端子的使用寿命，带来过高的维护成本。现有的充电枪或充电座的充电端子无法对端子的插接部位及压接部位进行冷却，仅仅依靠外部壳体的自然散热很难实现有效降温。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种液冷端子，旨在解决现有的充电端子无法实现对端子的插接部位及压接部位同时冷却降温的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出的液冷端子包括：
插针壳体，具有一端敞口的第一容腔、以及与所述第一容腔连通的第一过液孔；
插针内芯，包括邻接的插接部及接线部，所述插接部具有一端敞口的第二容腔、以及与所述第二容腔连通的第二过液孔；所述插接部自其敞口端插置于所述第一容腔内、并与所述插针壳体的内壁面之间形成有可供冷却液流通的第一液流通道，所述第一液流通道与所述第一过液孔机所述第二容腔均连通，所述接线部的端面设有供线缆导体插接的接线孔；以及
液冷管，所述液冷管围设于所述接线部的外周、并与所述插针壳体的敞口端密封连接，所述液冷管与所述接线部之间形成有第二液流通道，且所述第二液流通道与所述第二过液孔连通。
优选地，所述插接部的外周面设有限位凸缘，所述第一容腔具有邻接的窄段及宽段，所述宽段形成于所述插针壳体的敞口端，所述宽段与所述窄段的邻接处形成有第一台阶面；所述限位凸缘置于所述宽段内，所述限位凸缘的端面与所述第一台阶面抵接，所述限位凸缘的外周面与所述第一容腔的腔壁固定连接，所述插接部的敞口端与所述第一容腔的腔底留有间隙。
优选地，所述限位凸缘的外周面与所述第一容腔的腔壁之间通过螺纹配合或过盈配合的方式固定连接。
优选地，所述第二过液孔有两个，并在垂直于沿所述插接部的延伸方向上呈对称布置，两所述第二过液孔位于所述限位凸缘与所述接线部之间。
优选地，所述插针壳体包括自其敞口端沿轴向延伸的环状套接部，所述套接部的外径小于所述插针壳体的敞口端的外径，所述套接部与所述插针壳体的敞口端之间形成有第二台阶面，所述液冷管的一端套设于所述套接部、并与所述第二台阶面抵接。
优选地，所述液冷端子还包括紧固环，所述紧固环套设于所述插针壳体及所述液冷管的外围，以将所述插针壳体与所述液冷管锁紧固定。
优选地，所述紧固环包括连接部及锁紧部，所述锁紧部的内径自内向外呈渐缩设置，所述连接部与所述插针壳体之间螺纹配合，所述锁紧部与所述液冷管之间紧配合。
优选地，所述液冷端子还包括绝缘帽，所述插针壳体的端面开设有用以容置所述绝缘帽的安装孔。
本发明还提出一种充电抢，该充电枪包括充电枪本体及多个液冷端子，任一所述液冷端子包括：
插针壳体，具有一端敞口的第一容腔、以及与所述第一容腔连通的第一过液孔；
插针内芯，包括邻接的插接部及接线部，所述插接部具有一端敞口的第二容腔、以及与所述第二容腔连通的第二过液孔；所述插接部自其敞口端插置于所述第一容腔内、并与所述插针壳体的内壁面之间形成有可供冷却液流通的第一液流通道，所述第一液流通道与所述第一过液孔及所述第二容腔均连通，所述接线部的端面设有供线缆导体插接的接线孔；以及
液冷管，所述液冷管围设于所述接线部的外周、并与所述插针壳体的敞口端密封连接，所述液冷管与所述接线部之间形成有第二液流通道，且所述第二液流通道与所述第二过液孔连通。
优选地，任意相邻的两所述液冷端子的所述第一过液孔之间通过通道彼此串连形成液冷回路。
本发明液冷端子通过插针壳体、插针内芯及液冷管的配合，在液冷端子内部形成了可供冷却液流通的液流通道，具体地，插针壳体与插针内芯之间形成了第一液流通道，插针内芯与液冷管之间形成了第二液流通道，且第一液流通道、第二液流通道均与第二容腔连通，如此，使得冷却液可以在液冷端子内部流通，并且冷却液能够同时覆盖液冷端子的插接部位及压接部位，以在热源处对液冷端子进行有效降温。本发明液冷端子结构简单，可适用于大功率充电场景，可快速提升充电速度，提高充电的安全性，同时还可延长充电端子寿命，降低维护成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明液冷端子一实施例的结构示意图；
图2为图1中液冷端子的分解结构示意图；
图3为图1中液冷端子的内部结构示意图；
图4为图2中插针壳体的剖视图；
图5为图2中插针内芯的剖视图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 100 | 液冷端子 | 14 | 套接部 | 221 | 接线孔 |
| 10 | 插针壳体 | 15 | 安装孔 | 30 | 液冷管 |
| 11 | 第一容腔 | 20 | 插针内芯 | 40 | 紧固环 |
| 111 | 窄段 | 21 | 插接部 | 41 | 连接部 |
| 112 | 宽段 | 211 | 第二容腔 | 42 | 锁紧部 |
| 113 | 第一台阶面 | 212 | 第二过液孔 | 50 | 第一液流通道 |
| 12 | 第一过液孔 | 213 | 限位凸缘 | 60 | 第二液流通道 |
| 13 | 第二台阶面 | 22 | 接线部 | 200 | 线缆导体 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种液冷端子100，在一实施例中，请参照图1至图3，该液冷端子100包括：插针壳体10、插针内芯20及液冷管30。所述插针壳体10具有一端敞口的第一容腔11、以及与所述第一容腔11连通的第一过液孔12；所述插针内芯20包括邻接的插接部21及接线部22，所述插接部21具有一端敞口的第二容腔211、以及与所述第二容腔211连通的第二过液孔212；所述插接部21自其敞口端插置于所述第一容腔11内、并与所述插针壳体10的内壁面之间形成有可供冷却液流通的第一液流通道50，所述第一液流通道50与所述第一过液孔12及所述第二容腔211均连通，所述接线部22的端面设有供线缆导体200插接的接线孔221；所述液冷管30围设于所述接线部22的外周、并与所述插针壳体10的敞口端密封连接，所述液冷管30与所述接线部22之间形成有第二液流通道60，且所述第二液流通道60与所述第二过液孔212连通。
在本发明实施例中，插针壳体10及插针内芯20均由金属导电材料制成，例如可采用铜合金或纯铜，且一般需要对其做镀镍、镀银等表面处理以增加其导电性。插针内芯20固定于插针壳体10的第一容腔11内，插针内芯20的接线部22与线缆的导体压接固定，在充电时，插针壳体10的外周面与外部插座孔配合以导通电路，也即插针壳体10用以形成液冷端子100的插接部位，插针内芯20的接线部22用以形成液冷端子100的压接部位。插针壳体10的外部形状可根据实际需求进行设计，只要与相应的插座适配即可，实际应用中大多呈圆柱状。插针内芯20的插接部21插置于第一容腔11内、并与插针壳体10的内壁面形成第一液流通道50，且第一液流通道50与第二容腔211连通，插针内芯20与插针壳体10的固定方式有多种，例如可为焊接、螺纹连接或过盈配合等，只要保证两者装配的稳定性及电接触面积即可。
第一过液孔12用以与外部通道及第一液流通道50连通，可供冷却液的输入或输出；第二过液孔212用以连通第二容腔211及第二液流通道60，液冷管30的背离插针内芯20的一端与外部通道连通，如此可将第一过液孔12、第一液流通道50、第二容腔211、第二过液孔212以及第二液流通道60整体连通形成可供冷却液流通的液冷回路。冷却液优选为具有较好热传导性能的绝缘液体，例如可采用变压器油、电容器油、电缆油、硅油或矿物油等。液冷管30一般优选采用绝缘性较好的柔性材料制成、例如可为柔性橡胶管或柔性塑料管。
具体地，在一实施例中，如图3所示，冷却液由第二液流通道60流经液冷端子100的压接部位，此时冷却液完全覆盖插针内芯20的接线部22，从而带走液冷端子100与线缆导体200压接处的大部分热量，使得液冷端子100的压接部位能够有效降温；冷却液继续向前流动，从第二过液孔212进入第二容腔211内，并由第二容腔211的敞口端进入第一液流通道50内，此时冷却液与液冷端子100的插针壳体10的内壁面充分接触，以带走液冷端子100插接部位所产生的大部分热量，最后冷却液可由第一过液孔12排出，可起到对液冷端子100有效降温的目的。并且，冷却液自第二容腔211的敞口端进入到第一液流通道50时，冷却液会同时覆盖插针壳体10的内周面，从而对液冷端子100的冷却更为均匀，而不会导致液冷端子100的上下两半存在温差，产生应力。需要说明的是，冷却液的流动方向并不限于上述实施例中的流动方向，只要能构成回路即可，例如，冷却液还可以先流经第一液流通道50再流经第二液流通道60，同样也可达到上述效果。
本发明液冷端子100通过插针壳体10、插针内芯20及液冷管30的配合，在液冷端子100内部形成了可供冷却液流通的液流通道，具体地，插针壳体10与插针内芯20之间形成了第一液流通道50，插针内芯20与液冷管30之间形成了第二液流通道60，且第一液流通道50、第二液流通道60均与第二容腔211连通，如此，使得冷却液可以在液冷端子100内部流通，并且冷却液能够同时覆盖液冷端子100的插接部位及压接部位，以在热源处对液冷端子100进行有效降温。本发明液冷端子100结构简单，可适用于大功率充电场景，可快速提升充电速度，提高充电的安全性，同时还可延长充电端子寿命，降低维护成本。
进一步地，请参照图3、图4及图5，所述插接部21的外周面设有限位凸缘213，所述第一容腔11具有邻接的窄段111及宽段112，所述宽段112形成于所述插针壳体10的敞口端，所述宽段112与所述窄段111的邻接处形成有第一台阶面113；所述限位凸缘213置于所述宽段112内，所述限位凸缘213的端面与所述第一台阶面113抵接，所述限位凸缘213的外周面与所述第一容腔11的腔壁固定连接，所述插接部21的敞口端与所述第一容腔11的腔底之间留有间隙。
在本实施例中，通过设置限位凸缘213，一方面，限位凸缘213的端面与第一台阶面113抵接，从而起到对插针内芯20的限位或定位作用，以保证插针内芯20与第一容腔11的腔底之间留有间隙，使得第二容腔211与第一液流通道50之间连通，第一容腔11的腔底所指的是与所述插针壳体10的敞口端相对的容腔底壁；另一方面，限位凸缘213的外周面与第一容腔11的腔壁固定连接，使得插针内芯20能够稳定地安装于插针壳体10内，以实现较好的电接触，从而保证液冷端子100整体具有较好的导电性。优选地，所述限位凸缘213的外周面与所述第一容腔11的腔壁之间通过螺纹配合或过盈配合的方式固定连接。
进一步地，所述第二过液孔212有两个，并在垂直于沿所述插接部21的延伸方向上呈对称布置，两所述第二过液孔212位于所述限位凸缘213与所述接线部22之间。
在本实施例中，第二过液孔212用以连通第二液流通道60及第二容腔211，以保证冷却液的流通顺畅，第二过液孔212开设于插接部21的周壁，将其设置为上下对称的两个，可以使得冷却液的流通效率增大，从而能够使冷却液更为快速的覆盖液冷端子100的内部，提高冷却效率。当然，第二过液孔212也可以为三个及以上，可根据实际需求进行设计，均在本申请的保护范围之内。
进一步地，请参照图4，所述插针壳体10包括自其敞口端沿轴向延伸的环状套接部14，所述套接部14的外径小于所述插针壳体10的敞口端的外径，所述套接部14与所述插针壳体10的敞口端之间形成有第二台阶面13，所述液冷管30的一端套设于所述套接部14、并与所述第二台阶面13抵接。
在本实施例中，套接部14与插针壳体10优选为一体成型，能够简化制造工艺，增加强度。通过设置套接部14，便于液冷管30的安装固定，将液冷管30套设于套接部14上，并且液冷管30与第二台阶面13抵接，使得液冷管30能够稳定地安装于插针壳体10上，并实现密封连接。关于液冷管30与插针壳体10之间的装配方式有多种，例如可采用过盈配合、螺纹连接等方式，或者采用紧固件对二者进行固定连接。
进一步地，如图3所示，所述液冷端子100还包括紧固环40，所述紧固环40套设于所述插针壳体10及所述液冷管30的外围，以将所述插针壳体10与所述液冷管30锁紧固定。优选地，所述紧固环40包括连接部41及锁紧部42，所述锁紧部42的内径自内向外呈渐缩设置，所述连接部41与所述插针壳体10之间螺纹配合，所述锁紧部42与所述液冷管30之间紧配合。
在本实施例中，通过设置紧固环40，能够实现液冷管30与插针壳体10之间的紧密配合，以保证冷却液不会泄露。具体地，紧固环40的连接部41的内壁面设有内螺纹，插针壳体10上对应设有外螺纹，在装配时，先将液冷管30套设于插针壳体10的套接部14，再将紧固环40套接于插针壳体10及液冷管30的外围，紧固环40的连接部41与插针壳体10之间螺纹锁紧，紧固环40的锁紧部42挤压液冷管30，使得液冷管30紧贴套接部14的外周面，从而达到可靠密封效果。
进一步地，为了保证液冷端子100的使用安全性，所述液冷端子100还包括绝缘帽(图未示)，所述插针壳体10的端面开设有用以容置所述绝缘帽的安装孔15。绝缘帽一般为具有弹性的橡胶或塑料材质制成，通过在液冷端子100的端面设置绝缘帽，能够防止用户手触摸而产生触电危险。
本发明还提出一种充电枪，该充电枪包括充电枪本体和多个液冷端子100，该液冷端子100的具体结构参照上述实施例，由于本充电枪采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
优选地，任意相邻的两所述液冷端子100的所述第一过液孔12之间通过通道彼此串连形成液冷回路。
在本实施例中，液冷端子100有多个，相互串联，如此可以使得多个液冷端子100均能实现较好的冷却降温效果。例如，液冷端子100有两个，两个液冷端子100的第一过液孔12之间通过通道连通，如此，其中一个液冷端子100内部充满冷却液后，冷却液从该液冷端子100的第一过液孔12输出，通过通道从另一液冷端子100的第一过液孔12流入到对应的液冷端子100的内部；两个相互串联的液冷端子100中的冷却液的流动方向相反，从而能够形成循环回路，实现多个冷却端子的冷却降温。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种液冷端子，其特征在于，包括：
插针壳体，具有一端敞口的第一容腔、以及与所述第一容腔连通的第一过液孔；
插针内芯，包括邻接的插接部及接线部，所述插接部具有一端敞口的第二容腔、以及与所述第二容腔连通的第二过液孔；所述插接部自其敞口端插置于所述第一容腔内、并与所述插针壳体的内壁面之间形成有可供冷却液流通的第一液流通道，所述第一液流通道与所述第一过液孔及所述第二容腔均连通，所述接线部的端面设有供线缆导体插接的接线孔；以及
液冷管，所述液冷管围设于所述接线部的外周、并与所述插针壳体的敞口端密封连接，所述液冷管与所述接线部之间形成有第二液流通道，且所述第二液流通道与所述第二过液孔连通。
2.如权利要求1所述的液冷端子，其特征在于，所述插接部的外周面设有限位凸缘，所述第一容腔具有邻接的窄段及宽段，所述宽段形成于所述插针壳体的敞口端，所述宽段与所述窄段的邻接处形成有第一台阶面；所述限位凸缘置于所述宽段内，所述限位凸缘的端面与所述第一台阶面抵接，所述限位凸缘的外周面与所述第一容腔的腔壁固定连接，所述插接部的敞口端与所述第一容腔的腔底之间留有间隙。
3.如权利要求2所述的液冷端子，其特征在于，所述限位凸缘的外周面与所述第一容腔的腔壁之间通过螺纹配合或过盈配合的方式固定连接。
4.如权利要求2所述的液冷端子，其特征在于，所述第二过液孔有两个，并在垂直于沿所述插接部的延伸方向上呈对称布置，两所述第二过液孔位于所述限位凸缘与所述接线部之间。
5.如权利要求1所述的液冷端子，其特征在于，所述插针壳体包括自其敞口端沿轴向延伸的环状套接部，所述套接部的外径小于所述插针壳体的敞口端的外径，所述套接部与所述插针壳体的敞口端之间形成有第二台阶面，所述液冷管的一端套设于所述套接部、并与所述第二台阶面抵接。
6.如权利要求5所述的液冷端子，其特征在于，所述液冷端子还包括紧固环，所述紧固环套设于所述插针壳体及所述液冷管的外围，以将所述插针壳体与所述液冷管锁紧固定。
7.如权利要求6所述的液冷端子，其特征在于，所述紧固环包括连接部及锁紧部，所述锁紧部的内径自内向外呈渐缩设置，所述连接部与所述插针壳体之间螺纹配合，所述锁紧部与所述液冷管之间紧配合。
8.如权利要求1所述的液冷端子，其特征在于，所述液冷端子还包括绝缘帽，所述插针壳体的端面开设有用以容置所述绝缘帽的安装孔。
9.一种充电枪，其特征在于，包括充电枪本体及多个如权利要求1至8任意一项所述的液冷端子。
10.如权利要求9所述的充电枪，其特征在于，任意相邻的两所述液冷端子的所述第一过液孔之间通过通道彼此串连形成液冷回路。
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