CN108225607B - 一种电动汽车充电连接器内置无线测温模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车直流充电连接器内置无线测温模块，包括传感电极和壳体，传感电极的检测端设于壳体外面，壳体内腔设有PCBA板，壳体嵌入于电动汽车直流充电连接器内；PCBA板设有测温元件、测温管理电路、供能电路和无线通讯电路；供能电路对PCBA板的元件和电路进行供电；传感电极用于传导直流充电连接器内部导体的热量至测温元件；测温元件用于检测直流充电连接器内部导体的温度；测温管理电路采集测温元件的温度信息，并按照通讯规约进行编码，将采集到的温度信息调制转换为数字温度信号；无线通讯电路把数字温度信号发送至无线接收装置。本发明作为直流充电连接器的一个配件，嵌入式装配在充电连接器的内部，不需要任何内部和外部接线，且不需电池，也不必提供外部电源即可运作。

Description

一种电动汽车充电连接器内置无线测温模块
技术领域
本发明涉及充电连接器技术领域，具体涉及一种电动汽车直流充电连接器内置无线测温模块。
背景技术
电动汽车多是采用直流充电连接器进行充电，无论是通过家用电压进行充电还是通过高压直流快速充电，充电连接器在充电过程中会产生一定的热量。特别是在高压直流快速充电模式下，产生的热量更高，其产生的巨大热量具有严重的安全隐患。但是，很少有针对充电连接器产生的热量的防范措施。传统的充电枪除了采用绝缘外壳来绝缘外，并无其他功能对温度进行控制，常会发生充电枪因温度过高而造成内部器件损坏的现象。而且，内部的器件多是镀金或镀银，因此更换充电枪的成本较高。现有的部分较先进的直流充电连接器，设计了枪头和插座内部在线温度的功能，采用有线的温度传感器，将传感器探头安装在枪头内部，通过2条或3条引线，连接到充电桩上做处理和分析。在充电枪中增加了多条测温电缆线，使原本已经非常复杂的充电线束变得更加复杂，制作工艺难度大；测温电缆线在测温枪使用过程中，因经常移动和受外力作用，容易损坏，而丧失测温功能，并且损坏后，难以检测和维修。
发明内容
为解决上述的问题，本发明的目的在于提供一种电动汽车直流充电连接器内置无线测温模块，该无线测温模块能检测电动汽车直流充电连接器内部导体的温度，并把该温度通过无线传输的方式发送至接收方。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种电动汽车直流充电连接器内置无线测温模块，包括传感电极和壳体，所述传感电极的检测端设于所述壳体外面，所述壳体内腔设有PCBA板，所述壳体嵌入于待测的电动汽车直流充电连接器内；所述PCBA板设有测温元件、测温管理电路、供能电路和无线通讯电路；所述供能电路对所述PCBA板的元件和电路进行供电；所述传感电极用于传导直流充电连接器内部导体的热量至所述测温元件；所述测温管理电路负责采集所述测温元件的温度信息，并将采集到的温度信息调制转换为数字温度信号，所述测温管理电路对所述数字温度信号经过通讯规约进行编码；所述无线通讯电路发送编码后的所述数字温度信号至无线接收装置。
进一步地，所述供能电路设有高压大阻值电阻和高压小阻值电阻，所述供能电路与所述电动汽车直流充电连接器两个插针电极电连接，所述高压大阻值电阻和所述高压小阻值电阻将高压电源转换为低压电源，所述供能电路从所述电动汽车直流充电连接器获取电能，经过整流滤波转换后，对所述PCBA板的元件和电路进行供电。
进一步地，所述供能电路还设有若干个超级电容，所述供能电路获取的多余电能存储于所述超级电容内。
进一步地，所述传感电极还包括弹簧顶针，所述弹簧顶针设于所述传感电极的外端面；所述弹簧顶针的头部与直流充电连接器插针电极的表面弹性压力接触。
进一步地，所述弹簧顶针把所述直流充电连接器插针电极的电压引至所述供能电路。
进一步地，所述无线通讯电路还包括用于增强无线信号的弹簧天线，所述弹簧天线焊接于所述PCBA板上。
进一步地，所述测温管理电路还包括计时模块，所述计时模块控制所述测温元件于使用者设定的采样周期进行温度测定。相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明嵌入于电动汽车直流充电连接器的内部，通过传感电极把电动汽车直流充电连接器的热量传导至测温元件，测温元件可测得电动汽车直流充电连接器内部导体的温度，无线通讯电路把测温元件测得的温度发送至接收方，不需要任何内部和外部接线，保证了本发明的整体具有良好的绝缘性和耐高压性能，使充电连接器的生产和装配工艺简化，提高了可靠性。无需电池，免维护设计，提高了充电连接器的一次性使用寿命。
附图说明
图1是本发明的无线测温模块的PCBA板示意图；
图2是本发明的无线测温模块的PCBA板正视图；
图3是本发明的无线测温模块的PCBA板后视图；
图4是本发明的无线测温模块的壳体示意图；
图5是本发明的无线测温模块与电动汽车直流充电连接器装配爆炸图；
图6是本发明的无线测温模块与电动汽车直流充电连接器装配效果图。
图中：1、传感电极；2、壳体；3、PCBA板；4、测温元件；5、测温管理电路；6、供能电路；7、无线通讯电路；8、弹簧天线；11、弹簧顶针；A、充电连接器插头后绝缘板；B、内置无线测温模块；C、插针电极；D、充电连接器插头；E、充电连接器插座。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1、图2、图3和图4所示，本发明公开了一种电动汽车充电连接器内置无线测温模块，包括传感电极1和壳体2。传感电极1设于壳体2的顶部两端，传感电极1包括弹簧顶针11，弹簧顶针11的顶部为球形并焊接于传感电极1的顶端表面。壳体2的内腔设有PCBA板3，PCBA板3焊接有测温元件4、测温管理电路5、供能电路6和无线通讯电路7。如图5所示，内置无线测温模块B检测直流充电连接器的内部插针电极C的温度。插针电极C穿过固定法兰，传感电极1的顶部卡装在插针电极C的固定法兰。弹簧顶针11与电极插针C之间是弹性压力接触，弹簧顶针11把电极插针C的电压压引引至供能电路6，并同时传导电极插针C的热量至测温元件4。供能电路6利用从电极插针C获得的电能经过转换后，对PCBA板3的元件和电路进行供电；测温元件4用于检测直电极插针C的温度，测温元件4采用STML20型号UDFN4封装的测温元件，该型号具有极低的功耗和较大的测温范围，适合于电动汽车充电连接器的测温应用。测温管理电路5负责采集所述测温元件4的温度信息，测温管理电路5还包括定时模块，采集到的温度信息被调制转换为数字温度信号。测温管理电路5按照既定的通讯规约对该数字温度信号进行编码。无线通讯电路7采用无线射频通讯2.4GHz的无线频道把编码后的数字温度信号发送至周围的无线接收装置并上传后台系统。
本发明中，供能电路6设有至少一个高压大阻值电阻、至少一个高压小阻值电阻和至少一个超级电容元件，高压大阻值电阻取25-100MΩ，高压小阻值电阻取0.25-1MΩ。供能电路6采用高压电阻分压取电技术，通过弹簧顶针11把插针电极C的电压引至供能电路6，供能电路6的高压大阻值电阻和高压小阻值电阻将高压电源转换为低压电源。该低压电源对PCBA板3上的元件和电路进行供电，供能电路6获取的多余电能存储在的超级电容中。
本发明中，无线通讯电路7还包括弹簧天线8，弹簧天线8，采用弹性铜材制作，焊接在PCBA板3上，用于增强无线信号，弹簧天线8长度为16mm,直径为4mm。
本发明中，壳体2采用聚酯添加玻纤材料制作，耐高温，强绝缘性。壳体2的结构与充电连接器插头后绝缘板A内部的凹槽结构相同。
如图5和图6所示，内置测温模块B的壳体2插入于充电连接器插头后绝缘板A内部的凹槽，电极基体11的顶部卡装于插针电极C的固定法兰上。插针电极C的前段插入于充电连接器插头D内，充电连接器插头D套入于充电连接器插座E内。内置测温模块B内置嵌入在电动汽车直流充电连接器组件中，无需使用额外的电缆进行连接，所监测的插针电极C温度数据信息通过无线射频通讯方式上传后台系统和周围的无线接收装置。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种电动汽车直流充电连接器内置无线测温模块，包括传感电极和壳体，所述传感电极的检测端与所述壳体的外表面相连，所述壳体内腔设有PCBA板，其特征在于：
所述壳体嵌入于待测的电动汽车直流充电连接器内；
所述PCBA板设有测温元件、测温管理电路、供能电路和无线通讯电路；
所述供能电路对所述PCBA板的元件和电路进行供电，其中，所述供能电路设有高压大阻值电阻和高压小阻值电阻，所述供能电路与所述电动汽车直流充电连接器的插针电极电连接，所述高压大阻值电阻和所述高压小阻值电阻将高压电源转换为低压电源,所述供能电路从所述电动汽车直流充电连接器获取电能，经过转换后，对所述PCBA板的元件和电路进行供电；
所述传感电极用于传导直流充电连接器内部导体的热量至所述测温元件；
所述测温元件用于检测所述直流充电连接器内部导体的温度；
所述测温管理电路负责采集所述测温元件的温度信息，并将采集到的温度信息调制转换为数字温度信号，所述测温管理电路对所述数字温度信号按照通讯规约进行编码；
所述无线通讯电路发送编码后的所述数字温度信号至无线接收装置；
所述供能电路还设有至少一个超级电容，所述供能电路获取的多余电能存储于所述超级电容内；
所述传感电极还包括弹簧顶针，所述弹簧顶针设于所述传感电极的表面；所述弹簧顶针与直流充电连接器插针电极的外端面相接触。
2.如权利要求1所述的无线测温模块，其特征在于：所述弹簧顶针把所述直流充电连接器插针电极的电压引至所述供能电路。
3.如权利要求1所述的无线测温模块，其特征在于：所述无线通讯电路还包括用于增强无线信号的弹簧天线，所述弹簧天线焊接于所述PCBA板上。
4.如权利要求1所述的无线测温模块，其特征在于：所述测温管理电路还包括计时模块，所述计时模块控制所述测温元件于使用者设定的采样周期进行温度测定。
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