CN108790903A - 充电连接器、充电装置和电动车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种充电连接器、充电装置和电动车辆，能够提高充电连接器承载的充电电流及使用寿命。本发明实施例提供的充电连接器，可以包括：用于连接外部供电端的充电插针，充电插针的一端设置有能够配合外部供电端的腔室结构，用于连接充电电池的导体连接件，导体连接件与充电插针相连接，导体连接件用于与连接充电电池相连的一端设置有腔室结构，以及，敷设于导体连接件的外表面和/或腔室内的冷却管路，冷却管路能使得冷却介质在其内部流动。
Description
技术领域
本发明属于大功率充电技术领域，尤其涉及一种充电连接器、充电装置和电动车辆。
背景技术
清洁能源技术的不断进步，导致人们对大功率直流充电的需求和要求不断提高。
例如，在电动车辆领域，电动汽车的续航里程不断增加，电动车辆动力蓄电池存储的电量也必然增加，这势必对充电速度提出更高的要求。目前，由于车载连接器直流电源正、直流电源负通过压接电缆与车辆电池连接，并采用自然冷却方案，限制了充电连接器直流插针载流量，通过国标文件及试验可知，车载充电连接器现有方案最大电流为250A，电压为1000V，最大充电功率满足250kW，无法满足电动汽车行业未来400kW甚至更大功率充电的需求。
发明内容
本发明实施例提供了一种充电连接器、充电装置和电动车辆，能够提高充电连接器承载的充电电流及使用寿命。
第一方面，本发明实施例提供了一种充电连接器，可以包括：
用于连接外部供电端的充电插针，充电插针的一端设置有能够配合外部供电端的腔室结构，
用于连接充电电池的导体连接件，导体连接件与充电插针相连接，导体连接件用于与连接充电电池相连的一端设置有腔室结构，以及，
敷设于导体连接件的外表面和/或腔室内的冷却管路，冷却管路能使得冷却介质在其内部流动。
在第一方面的第二种可能的实现方式中，上述充电插针与该导体连接件为一体式结构。
在第一方面的第三种可能的实现方式中，该充电插针与导体连接件为同种导体材质。
在第一方面的第四种可能的实现方式中，上述充电插针与上述导体连接件为铜导体材质的一体式结构。
在第一方面的第五种可能的实现方式中，上述充电插针与上述导体连接件的截面为圆形。
在第一方面的第六种可能的实现方式中，上述冷却管路为螺旋结构，其中，上述冷却管路的截面可以是圆形或方形以及其他可使上述技术方案的管路截面形状，在此不做限定。
在第一方面的第七种可能的实现方式中，当上述冷却管路敷设于上述导体连接件的外表面时，上述螺旋结构的内径与上述导体连接件的外径相配合；
当上述冷却管路敷设于上述导体连接件的腔室内时，上述螺旋结构的外径与上述导体连接件的腔室的直径相配合。
在第一方面的第八种可能的实现方式中，上述充电插针及上述导体连接件表面设置有镀银层。
第二方面，本发明实施例提供了一种充电装置，可以包括：
上述第一方面描述的充电连接器，以及与上述充电连接器相连接的充电电池。
第三方面，本发明实施例提供了一种电动车辆，该电动车辆可以包括上述第二方面描述的充电装置。
根据本发明实施例提供的一种充电连接器，通过与充电插针相连接的导体连接件其一端具有的腔室结构，使得导体连接件在与充电电池的电能输入缆线连接时，相较于现有充电连接器的导体电缆与充电电池的电能输入缆线压接相连，具有更大的散热面积，更易于充电过程中充电连接器的冷却。能够提高充电连接器承载的充电电流及使用寿命。
可以理解的是，上述敷设于导体连接件的外表面和/或腔室内的冷却管路，能使得冷却介质在其内部流动。能够进一步易于充电过程中充电连接器的冷却，并进一步提高充电连接器承载的充电电流及使用寿命。
相应的，需要与上述充电连接器配套使用、直接或间接相连接的充电装置和电动车辆，以及其扩展技术方案也可以具有上述技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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获得其他的附图。
图1是本发明一种实施例的充电连接器的示意性结构简图；
图2是本发明一种实施例的充电连接器的充电插针与导体连接件的示意性结构简图；
图3是本发明一种实施例的充电连接器的冷却管路的示意性结构简图；
图4是本发明一种实施例的充电装置的示意性结构简图；
图5是本发明一种实施例的电动车辆的示意性结构简图。
其中：
1、充电插针110，2、导体连接件120，3、冷却管路130，
4、导体连接件的外表面121，5、导体连接件的腔室，
6、管路131，7、管路端口132。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的直流充电线束、电连接组件和充电端口组件的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图对实施例进行详细描述。
现有技术中，充电连接器具有直流电源正和直流电源负两根充电插针，直流电源正和直流电源负两根充电插针在充电过程中与外部供电端进行插针连接，而充电连接器的另一端采用电缆压接的方式，与充电电池的电能输入电缆压线连接。这样的连接结构与连接方式使得在充电连接器充电的过程中，散热的面积无法满足大功率充电的散热需求，并且现有的充电连接器在充电过程中采用自然冷却的方式进行冷却，导致现有充电连接器只能承载较低的直流充电电流，并在散热不及时时，极易引起充电连接器的损坏或加快充电连接器的老化进程。
需要说明的是，本发明实施例的充电连接器可以应用于电动车辆、电动飞行器、电动船只等多种电动力装置。为便于说明，下面以电动车辆为例对本发明实施例进行介绍。
基于上述问题，本发明实施例提供了一种充电连接器，能够能够提高充电连接器承载的充电电流及使用寿命。
图1是本发明一种实施例的充电连接器的示意性结构简图。图2是本发明一种实施例的充电连接器的充电插针与导体连接件的示意性结构简图。如图1和图2所示，一种充电连接器，可以包括：
用于连接外部供电端的充电插针110，充电插针110的一端设置有能够配合外部供电端的腔室结构，
用于连接充电电池的导体连接件120，导体连接件120与充电插针110相连接，导体连接件120用于与连接充电电池相连的一端设置有腔室结构，以及，
敷设于导体连接件的外表面121和/或腔室122内的冷却管路130，冷却管路130能使得冷却介质在其内部流动。
需要说明的是，本发明实施例的充电连接器可以应用于电动车辆、电动飞行器、电动船只等多种电动力装置。为便于说明，下面以电动车辆为例对本发明实施例进行介绍。
根据本发明实施例提供的一种充电连接器，通过与充电插针相连接的导体连接件其一端具有的腔室结构，使得导体连接件在与充电电池的电能输入缆线连接时，相较于现有充电连接器的导体电缆与充电电池的电能输入缆线压接相连，具有更大的散热面积，更易于充电过程中充电连接器的冷却。能够提高充电连接器承载的充电电流及使用寿命。
可以理解的是，上述敷设于导体连接件的外表面和/或腔室内的冷却管路，能使得冷却介质在其内部流动。能够进一步易于充电过程中充电连接器的冷却，并进一步提高充电连接器承载的充电电流及使用寿命。
相应的，需要与上述充电连接器配套使用、直接或间接相连接的充电装置和电动车辆，以及其扩展技术方案也可以具有上述技术效果。
在一些示例中，上述外部供电端可以为能够提供电能的多种供电装置，例如，电动汽车及其他电动交通设备的充电桩；也可以是其他大型电动设备的供电装置；同样，也不排除设置有上述充电桩或其他供电装置的固定或可移动的电力设备或系统。
需要说明的是，上述供电设备应具有能够与上述充电连接器的充电插针相匹配的供电端子组件。例如，上述供电端子组件可以是为电动汽车充电并与充电桩相连接的充电枪。
需要说明的是，根据《GB/T 20234.3-2015》国标文件规定，充电连接器应包括9对触头。9对触头的标识、额定电压和额定电流及功能定义在国标文件具有相应规定。
表1，充电连接器电气参数值及功能定义
如表1所示，触头DC+和触头DC-分别为连接直流供电电源正与电池正极的直流电源正和连接直流供电电源负与电池负极的直流电源负。本发明实施例的充电连接器的充电插针对应于上述的触头DC+和触头DC-。
在一些示例中，上述充电插针与该导体连接件可以为一体式结构。需要说明的是，该一体式结构可以理解为一体成型结构，那么充电插针与该导体连接件可以被看作是同一个棒状导体结构的两端。在上述棒状导体结构中，该棒状导体结构的截面可以是多种形状，例如，可以是圆形、方形及其他多边形。如图2所示，上述棒状导体结构包括与外部供电端相连接的充电插针110，导体连接件的外表面121及导体连接件的腔室122结构。示例性的，导体连接件的外表面121的内部本体至少有一部分为非中空结构，即，实心结构。也即，上述棒状导体中间的一部分为非中空结构，而其两端为具有腔室的中空结构。在一些示例中，在上述棒状导体结构为圆柱形结构时，其中的非中空结构部分的直径可以是16mm至19mm，与充电电池的电能输入电缆相连接的一端具有腔室的中空结构部分的直径可以是15mm至18mm。
在一些示例中，上述充电插针与导体连接件可以为同种导体材质。例如，上述充电插针与上述导体连接件为铜导体材质的一体式结构。
现有的充电连接器的导体电缆与充电电池的电能输入缆线压接相连，最大压接缆线为95mm2电缆，且电缆为绝缘层包裹，影响散热效果。在一些示例中，上述充电插针与上述导体连接件的截面可以为圆形。此种结构在与充电电池的电能输入缆线压接时，相较于现有充电连接器的导体电缆与充电电池的电能输入缆线压接相连，具有更大的散热面积，更易于充电过程中充电连接器的冷却。
图3是本发明一种实施例的充电连接器的冷却管路的示意性结构简图。如图3所示，上述冷却管路130为螺旋结构，该冷却管路可以包括管路131和管路端口132。其中，上述冷却管路的截面可以是圆形或方形以及其他可使上述技术方案的管路截面形状，在此不做限定。当上述冷却管路敷设于上述导体连接件的外表面，上述螺旋结构的内径与上述导体连接件的外径相配合。例如，可以上述螺旋结构的内径可以略大于上述导体连接件的外径，使得上述螺旋结构可以套于上述导体连接件外部。
在一些示例中，当上述冷却管路敷设于上述导体连接件的腔室内时，上述螺旋结构的外径与上述导体连接件的腔室的直径相配合。例如，可以上述螺旋结构的外径可以略小于上述导体连接件的腔室的直径，使得上述螺旋结构可以敷设于上述导体连接件的腔室内。
根据一些实施例，上述冷却管路可以是能够敷设于上述导体连接件外表面或腔室内的任何结构，只要能在冷却介质在冷却管路中流动能够易于导体连接件及充电连接器的散热即可。
在一些示例中，当上述充电连接器同时具有敷设于上述导体连接件的腔室内的冷却管路以及套于上述导体连接件外部的冷却管路，且上述敷设于上述导体连接件的腔室内的冷却管路与套于上述导体连接件外部的冷却管路相连通时，在充电工作中，考虑到导体连接件的内表面发热高于外表面，冷却管路可以采用先冷却导体连接件外表面而后冷却导体连接件内表面，即冷却介质流行顺序为由外到内。
在一些示例中，上述充电插针及上述导体连接件表面设置有镀银层。上述镀银层能够减小充电连接器插针的接触电阻，由于当镀银导体表面温度超过90摄氏度时，镀银层会开始出现氧化，长时间使用会降低充电连接器的使用寿命。所以充电连接器插针导体表面温度应控制在90摄氏度以下，特别在天气气温较高的夏天，建议冷却管路的冷却液入口温度不超过50摄氏度。
在一些示例中，冷却介质可采用浓度为30％的乙二醇与纯水混合的冷却，或采用酯类冷却液，冷却介质的选择具体可根据车辆自身冷源冷却液来决定。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
图4是本发明一种实施例的充电装置的示意性结构简图，如图4所示，一种充电装置400，可以包括：
充电连接器410，以及与上述充电连接器410相连接的充电电池420。该充电连接器410可以是上述任一实施例所描述的充电连接器。
根据本发明实施例提供的一种充电装置，通过与充电插针相连接的导体连接件其一端具有的腔室结构，使得导体连接件在与充电电池的电能输入缆线连接时，相较于现有充电连接器的导体电缆与充电电池的电能输入缆线压接相连，具有更大的散热面积，更易于充电过程中充电连接器的冷却。能够提高充电连接器承载的充电电流及使用寿命。
可以理解的是，上述敷设于导体连接件的外表面和/或腔室内的冷却管路，能使得冷却介质在其内部流动。能够进一步易于充电过程中充电连接器的冷却，并进一步提高充电连接器承载的充电电流及使用寿命。
相应的，需要与上述充电连接器配套使用、直接或间接相连接的电动车辆，以及其扩展技术方案也可以具有上述技术效果。
图5是本发明一种实施例的电动车辆的示意性结构简图。如图5所示，该电动车辆500可以包括充电装置400，该充电装置400可以是图4所示的充电装置。
根据本发明实施例提供的一种充电车辆，通过与充电插针相连接的导体连接件其一端具有的腔室结构，使得导体连接件在与充电电池的电能输入缆线连接时，相较于现有充电连接器的导体电缆与充电电池的电能输入缆线压接相连，具有更大的散热面积，更易于充电过程中充电连接器的冷却。能够提高充电连接器承载的充电电流及使用寿命。
可以理解的是，上述敷设于导体连接件的外表面和/或腔室内的冷却管路，能使得冷却介质在其内部流动。能够进一步易于充电过程中充电连接器的冷却，并进一步提高充电连接器承载的充电电流及使用寿命。
在一些示例中，本发明实施例所描述的充电连接器在作为车载充电连接器时，可以实现在满足国标要求的前提下的大功率充电，最大充电电流可达到500A，电压等级为1000VDC。同时在一些示例中，在选用以铜排作为上述导体连接件时，可以增大充电连接器的散热面积，利用该冷却方法能够使车载充电连接器插针、导体连接件快速冷却，提高其载流量，实现大功率充电。
本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。并且，在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。
Claims (10)
1.一种充电连接器，其特征在于，包括：
用于连接外部供电端的充电插针，所述充电插针的一端设置有能够配合所述外部供电端的腔室结构，
用于连接充电电池的导体连接件，所述导体连接件与充电插针相连接，所述导体连接件用于与连接充电电池相连的一端设置有腔室结构，以及，
敷设于所述导体连接件的外表面和/或腔室内的冷却管路，所述冷却管路能使得冷却介质在其内部流动。
2.根据权利要求1所述的充电连接器，其特征在于，
所述充电插针与所述导体连接件为一体式结构。
3.根据权利要求1或2所述的充电连接器，其特征在于，
所述充电插针与所述导体连接件为同种导体材质。
4.根据权利要求1所述的充电连接器，其特征在于，还包括：
所述充电插针与所述导体连接件为铜导体材质的一体式结构。
5.根据权利要求1所述的充电连接器，其特征在于，所述充电插针与所述导体连接件的截面为圆形。
6.根据权利要求5所述的充电连接器，其特征在于，
所述冷却管路为螺旋结构。
7.根据权利要求6所述的充电连接器，其特征在于，
当所述冷却管路敷设于所述导体连接件的外表面时，所述螺旋结构的内径与所述导体连接件的外径相配合；
当所述冷却管路敷设于所述导体连接件的腔室内时，所述螺旋结构的外径与所述导体连接件的腔室的直径相配合。
8.根据权利要求1所述的充电连接器，其特征在于，所述充电插针及所述导体连接件表面设置有镀银层。
9.一种充电装置，其特征在于，包括：权利要求1至8任一项所述的充电连接器，以及与所述充电连接器相连接的充电电池。
10.一种电动车辆，其特征在于，包括：权利要求9所述的充电装置。
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