CN110048262A - 地面侧的电动车辆充电插头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种地面侧的电动车辆充电插头(10)，该充电插头具有插头基座(20)和分离的接口(30)，该接口被紧固在该插头基座(20)上，其中该插头基座(20)具有不导电的基座体(22)和至少一个充电电流基座触点(24)，该充电电流基座触点被牢固地锚定在该基座体(22)中，并且该接口(30)具有不导电的接口体(32)和至少一个相对应的充电电流接口触点(34)，该充电电流接口触点处于该接口体(32)中的从近侧可触及的插接开口(44)中。

Description

地面侧的电动车辆充电插头
技术领域
本发明涉及一种地面侧的电动车辆充电插头，该电动车辆充电插头可插入车辆侧的充电插头以便给车辆侧的牵引电池充电。
背景技术
地面侧的电动车辆充电插头是地面侧充电站的一部分并且用于给电动车辆的牵引电池充电。与车辆侧的充电插头不同，地面侧的充电插头暴露于高磨损，因为每年使用该地面侧的充电插头几百次到几千次，即联接和断开联接。除了电触点的纯磨损之外，该地面侧的充电插头另外还受到机械损耗并且有可能在机械上受损，例如由于掉落和撞击到地面。
因此，定期替换这些地面侧的充电插头。这例如可以通过以下方式进行，替换包括被固定在充电线缆上的地面侧充电插头的整个充电线缆。然而对此必须打开充电桩，并且将新的充电线缆用其充电桩侧的末端连接到充电桩上。
替代地，在地面侧的充电插头处仅替换电触点。为此，必须对应地缩短相应的导电线缆，以便能够将新的电触点固定在经缩短的线缆末端处，例如通过焊接或卷边。这种方法是不便的且非常不易于实施的，因为以这种方式加工的充电插头的质量非常依赖于装配工的细心程度。
从CN 105896212 A已知一种地面侧的电动车辆充电插头，该充电插头可以通过适配器插头改装成另一种连接插头标准。该适配器插头具有多个充电电流接触插针，这些充电电流接触插针被牢固地锚定在该适配器插头中，在将该适配器插头插接到插头基座上时，这些充电电流接触插针与相对应的充电电流基座触点共同作用。在适配器端的充电电流接触插针与充电电流基座触点之间的电连接的质量在插接到一起时不受控制和影响。在不利的情况下，在这两个触点之间的接触区域中可能产生高过渡电阻，该过渡电阻在典型地远远高于100A的充电电流时可能引起严重的发热。
发明内容
针对于此，本发明的目的是提供一种地面侧的电动车辆充电插头，其可以简化地替换磨损零件。
根据本发明，这个目的通过一种地面侧的电动车辆充电插头来实现。
本发明的地面侧的电动车辆充电插头具有插头基座和分离的、可替换的接口，该接口被紧固在插头基座上，然而可以通过少量操作来替换。插头基座具有不导电的基座体和至少一个充电电流基座触点，该充电电流基座触点被牢固地锚定在基座体中。充电电流基座触点例如形状配合地浇铸在基座体中。
接口具有不导电的接口体和至少一个与充电电流基座触点相对应的充电电流接口触点。充电电流接口触点并非被牢固地锚定在接口体中，而是处于接口体中的从近侧可触及的插接开口中。
充电电流触点通常理解为导电的接触体，给电动车辆的牵引电池充电的充电电流流动通过该接触体。在此，近侧方向应理解为朝向充电桩的方向，而远侧方向应理解为反向的且朝向车辆侧充电插头的方向。
即，充电电流接口触点可以从接口体的近侧面插入插接开口中。由此可以在移除磨损的接口后，首先将新的、未磨损的充电电流接口触点受控地紧固在充电电流基座触点处，并且随后将新的、未磨损的接口体轴向推动到基座体上，从而在此将充电电流接口触点轴向推入插接开口中。即，充电电流接口触点和充电电流基座触点在上游且受控地进行电接触，并且可以在需要时被加工和后续加工，直到电接触具有足够高的质量。随后将不导电的接口体装配在基座体上，使得电接触随后不再触及。
以这种方式提供了一种地面侧的电动车辆充电插头，其磨损零件，即尤其接口体和充电电流接口触点可以通过简单的方式以相对低的耗费和高的接触质量替换。
根据一种优选的设计方案，该充电插头的插头基座具有至少一个信号基座触点，该信号基座触点被牢固地锚定在基座体中，其中接口具有至少一个与此相对应的信号接口触点，该信号接口触点被牢固地锚定在接口体中。同样，替换信号接口触点，但是该信号接口触点以被牢固锚定的方式固定在接口体中，使得只有在接口插接到插头基座上时才实现与相对应的信号基座触点的接触连接。
在此，信号触点应理解为如下触点：通过该触点仅仅在电动车辆和充电站之间传输电信号，但是不通过该触点给牵引电池充电。
充电电流基座触点优选具有比充电电流接口触点更大的硬度。在此，硬度应理解为所涉及材料的机械硬度，即塑性可变形性。由于充电电流接口触点较低的机械硬度，确保了在多次替换磨损的充电电流接口触点之后充电电流基座触点并不显著地变形或磨损。在固定而且在移除相对应的充电电流接口触点时，充电电流基座触点的变形被最小化，使得多次替换充电电流接口触点也不会引起充电电流充电触点的限制功能的变形。
根据一种优选的设计方案，充电电流接口触点在其近端处具有塑性变形的安装头，该安装头处于充电电流基座触点的远端处的相对应的安装开口中。例如在安装时可以将接口触点的安装头置入相对应的充电电流基座触点的安装开口中，从而在充电电流接口触点和充电电流基座触点之间产生大面积的接触面。由此持久地确保了在这个区域中的低过渡电阻。在移除磨损的充电电流接口触点时，该充电电流接口触点使其安装头从安装开口中拔出，其中安装头可再次塑性变形，以便能够从安装开口中拔出。
根据一种优选的设计方案，充电电流接口触点在其近端处具有安装头，该安装头处于充电电流基座触点远端处的相对应的安装开口中。安装开口由开槽套筒形成。在此，开槽套筒应理解为大体上在纵向方向上开槽的套筒，该套筒具有多个由套筒槽彼此分开的套筒臂，根据一种优选的设计方案这些套筒臂可以在径向方向上弹性弯曲。在插入安装头时，开槽套筒弹性变形，从而可以使底切的安装头通过安装开口。然而，通过套筒臂的径向预应力仍然确保了在插入安装头之后产生大面积且牢固的接触，该接触持久地确保了低过渡电阻。
插接开口优选设计为略微圆锥形的，相对应的充电电流接口触点被插入该插接开口中。也就是说，插接开口在开口底部处具有比开口边缘处更小的直径。以这种方式，在安装新的接口体时，能够尤其使充电电流接口触点更容易穿入插接开口中。在此，略微的圆锥度理解为小于15°的圆锥角。
该插接开口特别优选地设计成相对于该充电电流接口触点没有底切，使得充电电流接口触点能够不受干扰地再次离开插接开口，例如当将磨损的接口体从基座体移除时。
根据本发明的一种优选设计方案提出，该充电电流接口触点在插接开口中具有大于0.2mm、特别优选地具有大于0.3且最大达到5.0mm(以0.1mm步进)的径向间隙。充电电流基座触点特别优选地完全没有间隙地锚定在基座体中。由于在插接开口中的接口触点的径向间隙，在连接地面侧的充电插头和相对应的车辆侧的充电插头时，在插接到一起时的操作过程中对应的不精确度能够得以补偿，使得两个充电插头能够彼此无应力地电连接。由此尤其减少了两个充电插头的充电电流触点的机械磨损。
在充电电流接口触点和插接开口内壁之间的环形的中间空间中优选安排有优选弹性的定位环，该弹性的定位环将充电电流接口触点定位在插接开口中的大致中部。定位环在此可以具有径向的厚度，该厚度在径向方向上完全充满环形的中间空间，使得充电电流接口触点在未解除负载的状态下始终占据相同的中间位置。
优选设置有安全元件，其中接口通过安全元件被固定在插头基座处，使得该安全元件只能用工具打开。工具可以是专用工具，使得擅自移除安全元件变得困难或不能完成。这样的安全元件例如可以是只能用相应的钥匙打开的锁。
总体上，本发明在此提供下述1的技术方案，下述2-10为本发明的优选技术方案：
1.一种地面侧的电动车辆充电插头(10)，该充电插头具有插头基座(20)和分离的接口(30)，该接口被固定在该插头基座(20)上，其中
该插头基座(20)具有不导电的基座体(22)和至少一个充电电流基座触点(24)，该充电电流基座触点被牢固地锚固在该基座体(22)中，并且
该接口(30)具有不导电的接口体(32)和至少一个相对应的充电电流接口触点(34)，该充电电流接口触点处于该接口体(32)中的从近侧可触及的插接开口(44)中。
2.根据前述1所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，该插头基座(20)具有至少一个信号基座触点(26)，该信号基座触点被牢固地锚定在该基座体(22)中，并且该接口(30)具有至少一个相对应的信号接口触点(36)，该信号接口触点被牢固地锚定在该接口体(32)中。
3.根据前述1-2之一所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，该充电电流基座触点(24)具有比该充电电流接口触点(34)更大的硬度。
4.根据前述1-3之一所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，该充电电流接口触点(34)在其近端具有塑性变形的安装头(33)，该安装头处于该充电电流基座触点(24)的远端处的相对应的安装开口(23)中。
5.根据前述1-4之一所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，该充电电流接口触点(34)在其近端具有安装头(33)，该安装头处于该充电电流基座触点(24)的远端处的相对应的安装开口(23)中，其中该安装开口(23)由开槽套筒(23’)形成。
6.根据前述1-5之一所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，该插接开口(44)被设计成略微圆锥形的。
7.根据前述1-6之一所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，该插接开口(44)被设计成相对于该充电电流接口触点(34)没有底切。
8.根据前述1-7之一所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，在该插接开口(44)中该充电电流接口触点(34)具有大于0.2mm、特别优选0.3mm到5.0mm的径向间隙(R)。
9.根据前述8所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中在该充电电流接口触点(34)与插接开口内壁(44’)之间的环形中间空间(48)内安排有弹性的定位环(50)。
10.根据前述1-9之一所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，该接口(30)通过安全元件(60)被固定在该插头基座(20)上，在不使用工具的情况下不能打开该安全元件。
附图说明
以下借助于附图对本发明的实施例进行详细解释。在附图中：
图1示出地面侧的电动车辆充电插头的纵截面，该充电插头具有插头基座和已安装的接口，并且
图2示出图1电动车辆充电插头的插头基座和分离且移除的接口。
具体实施方式
在图1中示出地面侧的电动车辆充电插头10，该充电插头适合插入相对应的车辆侧的充电插头(未示出的)中，以便给电动车辆的牵引电池充电。充电插头10具有把手部分13，该把手部分由把手部分壳体16构成并且限定把手开口15，操作者的手可以握住该把手开口。
插头基座20被牢固地锚定在把手部分壳体16的远端处。插头基座20由一个不导电的塑料基座体22和牢固地锚定在基座体22中的两个充电电流基座触点24以及多个信号基座触点26构成。在这些图中分别示出单一的基座触点24、26。基座触点24、26被牢固地锚定在基座体22中，使得在不损坏或破坏基座体22的情况下不能从基座体22去除这些基座触点。信号基座触点26被形状配合地且不可脱离地浇铸在基座体22中，而这两个充电电流基座触点24分别通过对应的夹紧套筒70不可脱离地与基座体22连接，该夹紧套筒例如可以与基座体22粘合。
插头基座20在充电插头10的整个使用寿命期间保留在把手部分壳体16处，不被更换。充电电流基座触点24通过充电导线12与(未示出的)地面侧的充电桩电连接。信号基座触点26分别通过对应的信号导线14与地面侧的充电桩连接。通过充电导线12传输几百A的充电电流。通过信号导线14只传输电信号。
分离的、可拆卸的或可替换的接口30被紧固在插头基座20处，该接口暴露于相对高的机械磨损。在需要时可以用相对低的耗费例如在定期维修的范围内替换接口30。接口30具有不导电塑料接口体32，两个充电电流接口触点34被安置在该接口体中并且多个信号接口触点36被牢固地锚定在该接口体中。所有的触点24、26、34、36都是导电的并且分别由适合的金属组成。这两个充电电流触点24、34分别由金属触点体24’、34’组成，其中充电电流基座触点24的触点体24’比充电电流接口触点34的触点体34’在机械上更坚硬。
接口30或接口体32通过安全元件60固定在插头基座20或基座体22上。在此，安全元件60是头部螺纹螺栓(Kopf-Gewindeschraube)，该头部螺纹螺栓以深入凹口的方式被插入接口体32中的分级孔64中，并且该头部螺纹螺栓通过其螺纹杆62被拧入基座体22的相对应的螺纹孔66中。安全元件60具有螺钉头部63，该螺钉头部可以与对应的专用工具形状配合地接触，使得安全元件60只能用专用工具拧入或拧出。
在图1中示出的组装后的状态下，信号接口触点36的触点头36’在信号基座触点26的远端72处插入相对应的接触孔73中。
充电电流接口触点34大体上设计成圆柱形，并且在其远侧纵向末端上具有由盲孔54限定的开口，车辆侧的充电插头的相对应的触点插针可以被插入该开口中。充电电流接口触点34在其近端处具有可塑性变形的或变形的安装头33，该安装头在安装状态下处于充电电流基座触点24的远端处的相对应的安装孔23中。限位环49在远侧的方向上与安装头33毗邻，通过该限位环，充电电流接口触点34的径向移动被限制在接口体32的插接开口44之内。将圆周形的环形凹槽52连接到限位环49，弹性定位环50位于该环形凹槽中，当不使用车辆侧的充电插头时，通过该定位环将充电电流接口触点34在插接开口44的内部定中心。充电电流接口触点34在插接开口44之内具有约0.5mm的径向间隙R，使得在充电电流接口触点34与插接开口44的内壁44’之间的环形间隙48总体上为至少0.5mm。
充电电流基座触点24的远端被设计成开槽套筒23’，该开槽套筒具有多个在轴向方向延伸的套筒槽74。在安装开口23之内设置了多个在横截面中设计成锯齿状的卡合环23"。在将安装头33插入相对应的安装开口23中时，安装头33塑性变形，使得该安装头大面积地贴靠安装开口23之内的相对应的表面处，因此再次长久地实现了非常低的过渡电阻。
在组装状态下，充电电流接口触点34处于接口体32的从近侧可触及的插接开口44中，该插接开口被设计成略微圆锥形的，其中该插接开口的直径在近侧方向上增大。在插接开口44的轴向且倾斜的内壁44’之间的圆锥角A例如为5°。由于插接开口44略微的圆锥度，使充电电流接口触点容易穿入插接开口44中。
环状突肩(Ringabsatz)45设置在插接开口44的远侧的纵向末端处，该环形突肩的内部直径小于大体上设计成圆柱形的充电电流接口触点34的外部直径。在安装状态下环形突肩45轴向支撑充电电流接口触点34，使得例如在拔掉车辆侧的充电插头时，充电电流接口触点34不能在近侧方向上移动。
在将新的没有磨损的接口30安装到插头基座20处时，首先将充电电流接口触点34用其安装头33插入安装开口23中或用对应的工具将其置入。在此，安装头33塑性变形，使得它在安装开口23中牢固地且大面积地保持接触。随后，将接口体32连同被牢固地锚定在其中的信号接口触点36轴向插接到基座体22上，其中将信号接口触点36的触点头36’插入触点孔73中并且电接触该触点孔。最后，通过专用工具使用安全元件60，使得接口30最后以牢固锚定的方式固定在插头基座20处。

Claims (10)

1.一种地面侧的电动车辆充电插头(10)，该充电插头具有插头基座(20)和分离的接口(30)，该接口被固定在该插头基座(20)上，其中
该插头基座(20)具有不导电的基座体(22)和至少一个充电电流基座触点(24)，该充电电流基座触点被牢固地锚固在该基座体(22)中，并且
该接口(30)具有不导电的接口体(32)和至少一个相对应的充电电流接口触点(34)，该充电电流接口触点处于该接口体(32)中的从近侧可触及的插接开口(44)中。
2.根据权利要求1所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，该插头基座(20)具有至少一个信号基座触点(26)，该信号基座触点被牢固地锚定在该基座体(22)中，并且该接口(30)具有至少一个相对应的信号接口触点(36)，该信号接口触点被牢固地锚定在该接口体(32)中。
3.根据前述权利要求之一所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，该充电电流基座触点(24)具有比该充电电流接口触点(34)更大的硬度。
4.根据权利要求1或2所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，该充电电流接口触点(34)在其近端具有塑性变形的安装头(33)，该安装头处于该充电电流基座触点(24)的远端处的相对应的安装开口(23)中。
5.根据权利要求1或2所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，该充电电流接口触点(34)在其近端具有安装头(33)，该安装头处于该充电电流基座触点(24)的远端处的相对应的安装开口(23)中，其中该安装开口(23)由开槽套筒(23’)形成。
6.根据权利要求1或2所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，该插接开口(44)被设计成略微圆锥形的。
7.根据权利要求1或2所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，该插接开口(44)被设计成相对于该充电电流接口触点(34)没有底切。
8.根据权利要求1或2所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，在该插接开口(44)中该充电电流接口触点(34)具有大于0.2mm、特别优选0.3mm到5.0mm的径向间隙(R)。
9.根据权利要求8所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中在该充电电流接口触点(34)与插接开口内壁(44’)之间的环形中间空间(48)内安排有弹性的定位环(50)。
10.根据权利要求1或2所述的地面侧的电动车辆充电插头(10)，其中，该接口(30)通过安全元件(60)被固定在该插头基座(20)上，在不使用工具的情况下不能打开该安全元件。
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