CN111114353B - 一种电动汽车充电用连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动汽车充电用连接器，包括充电设备主体，所述充电设备主体充电侧安装有伸缩机构，所述伸缩机构的伸缩端固定连接在自动回中机构右端，所述自动回中机构左端连接在充电电极导向套右端，所述充电电极导向套内左端嵌入安装有充电电极连接器，所述充电电极导向套左端通过伸缩机构活动连接有车载端导向套，所述车载端导向套左端固定在汽车上，所述车载端导向套内中间位置安装有车载端电极连接器，所述充电端电极通过伸缩机构伸缩与车载端电极连接器配合连接进行充电；本发明通过阵列式环形的电极连接器，解决了现有连接器适用性低、连接器受车况和外在影响，销定位允差小，无法精准定位的问题，本发明适用于自动化充电场合。

Description

一种电动汽车充电用连接器
技术领域
本发明属于电动汽车充电用连接技术领域，具体涉及一种电动汽车充电用连接器。
背景技术
现今大型电动汽车充电，采用大电流的自动化充电设备进行充电，连接器的大小和形状对于产品的性能有着很大的影响，通常来说，载流量和连接器的尺寸是成正比的，所以，在大电流充电场合，连接器的尺寸非常庞大。但是由于车辆的工况和位置误差，连接器的定位有着很大的难题。
目前自动充电设备阵列式连接器的定位都是通过定位销定位，然而定位销定位存在允差小的特点，适用性不高。尤其是在车辆前后的角度偏差过大后，通过销的倒角定位显得尤为困难。
车辆由于载荷、车况、地面条件等因素下，会出现角度偏移，传统定位方式无论是通过几级定位，都会有以下弊端：
1、 销定位允差很小，特别精定位阶段只有销的导向倒角的定位量；
2、 多级定位会使得连接器结构很庞大；
3、 因为车辆的偏角是随机的，有正反偏差，定位成功后必须要回中，否则第二辆车辆充电时如果是和前一辆车反向角度偏差，则会出现定位失败。
发明内容
本发明要解决现有连接器适用性低、连接器受车况和外在影响，销定位允差小，无法精准定位的问题，为此提供了一种高精度自动充电车辆引导定位系统。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种电动汽车充电用连接器，包括充电设备主体，所述充电设备主体充电侧安装有伸缩机构，所述伸缩机构的伸缩端固定连接在自动回中机构右端，所述自动回中机构左端连接在充电电极导向套右端，所述充电电极导向套内左端嵌入安装有充电电极连接器，所述充电电极导向套左端通过伸缩机构活动连接有车载端导向套，所述车载端导向套左端固定在汽车上，所述车载端导向套内中间位置安装有车载端电极连接器，所述充电电极连接器通过伸缩机构伸缩与车载端电极连接器配合连接进行充电。
较佳的，所述充电电极连接器包括充电电极座、若干正极柱、若干负极柱、接地柱和若干通讯低压电极柱，所述充电电极座安装在充电电极导向套内，所述正极柱、负极柱和接地柱以充电电极座的轴心线为旋转中心均匀安装在充电电极座端面外圈，所述通讯低压电极柱以充电电极座的轴心线为旋转中心均匀安装在充电电极座端面内圈；所述车载端电极连接器包括车载端电极座、若干正极接口、若干负极接口、接地接口和若干通讯接口，所述车载端电极座安装在车载端导向套内，所述正极接口、负极接口和接地接口以车载端电极座的轴心线为旋转中心均匀设置在车载端电极座端面外圈，所述通讯接口以车载端电极座的轴心线为旋转中心均匀设置在车载端电极座端面内圈，所述正极柱、负极柱和接地柱分别对应安装在正极接口、负极接口和接地接口内，所述正极柱的数量、负极柱的数量和接地柱的数量分别与正极接口的数量、负极接口的数量和接地接口的数量相同。
较佳的，所述自动回中机构包括固定套、回转套、左弹簧、右弹簧、固定销和转动销，所述固定套侧面左边位置安装至充电电极导向套右侧内腔内，所述回转套通过轴承活动套在固定套外侧，所述回转套侧面右侧连接至伸缩机构左端，所述回转套侧面开有弹簧槽，所述弹簧槽两侧开有复位槽，所述左弹簧和右弹簧一端通过固定销固定安装在弹簧槽内，所述左弹簧和右弹簧的另一端通过转动销活动安装在弹簧槽内，所述转动销穿过复位槽固定连接至固定套左端边沿上。
较佳的，所述充电电极导向套左端边沿处开有导向槽，所述导向槽左半边是一种喇叭形槽，开口朝向车载端，所述车载端导向套内侧壁安装有导向销，所述充电电极连接器和车载端电极连接器闭合时导向销安装在导向槽内，所述导向销位于车载端电极连接器的右侧。
较佳的，所述车载端导向套右段位置设置有广口罩，所述广口罩的大端是正方形开口，朝向充电电极端，所述广口罩的小端是圆形开口，连接至车载端导向套中间段，所述广口罩大端的开口大于小端的开口。
较佳的，所述伸缩机构是气缸伸缩机构。
较佳的，两端至圆心的弧形角度范围是0°至90°。
较佳的，所述左弹簧和右弹簧通过两端的固定销和转动销在弹簧槽内围成圆环状，所述转动销通过左弹簧和右弹簧复位。
较佳的，所述固定套的旋转中心线和回转套的旋转中心线共线。
较佳的，所述固定销和转动销以回转套左端面圆心为中心呈180°对称。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明设置成阵列式环形的连接器，结构上比普通整列的连接器更加紧凑，且伸缩机构驱动充电电极连接器在Z方向上移动，环形的连接器能够满足X、Y圆周方向的定位，使连接器适用于各种大电流或小电流充电场合；
2、本发明在连接器一侧安装自动回中机构，首先通过导向槽在导向销定位作用下产生的导向力，导向力的大小根据车辆的偏移角度有关，偏移量越大，导向力越大，导向力越大会使其中一个弹簧拉力增大，弹簧拉长，另一个弹簧拉力变小，弹簧变短，从而打破力平衡，实现转动，充电完毕后，充电电极连接器远离，导向力消失，左弹簧和右弹簧的弹簧力实现回中，完成连接器的回中，保障了连接器的连接定位准确性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中充电电极连接器的结构示意图；
图3为本发明实施例中车载端电极连接器的结构示意图；
图4为本发明实施例中充电端的结构示意图；
图5为本发明实施例中车载端的结构示意图；
图6为本发明实施例中自动回中机构的结构示意图；
图7为本发明实施例中自动回中机构安装的局部剖视图；
本发明实施例最主要的元件符号如下：
充电设备主体-1、伸缩机构-2、自动回中机构-3、固定套-300、回转套-310、弹簧槽-311、复位槽-312、左弹簧-320、右弹簧-330、固定销-340、转动销-350、充电电极导向套-4、导向槽-401、充电电极连接器-5、充电电极座-501、正极柱-502、负极柱-503、接地柱-504、通讯低压电极柱-505、车载端导向套-6、导向销-601、广口罩-602、车载端电极连接器-7、车载端电极座-701、正极接口-702、负极接口-703、接地接口-704、通讯接口-705。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一
一种电动汽车充电用连接器，包括充电设备主体1，所述充电设备主体1充电侧安装有伸缩机构2，所述伸缩机构2的伸缩端固定连接在自动回中机构3右端，所述自动回中机构3左端连接在充电电极导向套4右端，所述充电电极导向套4内左端嵌入安装有充电电极连接器5，所述充电电极导向套4左端通过伸缩机构2活动连接有车载端导向套6，所述车载端导向套6左端固定在汽车上，所述车载端导向套6内中间位置安装有车载端电极连接器7，所述充电电极连接器5通过伸缩机构2伸缩与车载端电极连接器7配合连接进行充电。
本发明设置成阵列式环形的连接器，结构上比普通整列的连接器更加紧凑，且伸缩机构2驱动充电电极连接器5在Z方向上移动，环形的连接器能够满足X、Y圆周方向的定位，使连接器适用于各种大电流或小电流充电场合。
所述充电电极连接器5包括充电电极座501、若干正极柱502、若干负极柱503、接地柱504和若干通讯低压电极柱505，所述充电电极座501安装在充电电极导向套4内，所述正极柱502、负极柱503和接地柱504以充电电极座501的轴心线为旋转中心均匀安装在充电电极座501端面外圈，所述通讯低压电极柱505以充电电极座501的轴心线为旋转中心均匀安装在充电电极座501端面内圈；所述车载端电极连接器7包括车载端电极座701、若干正极接口702、若干负极接口703、接地接口704和若干通讯接口705，所述车载端电极座701安装在车载端导向套6内，所述正极接口702、负极接口703和接地接口704以车载端电极座701的轴心线为旋转中心均匀设置在车载端电极座701端面外圈，所述通讯接口705以车载端电极座701的轴心线为旋转中心均匀设置在车载端电极座701端面内圈，所述正极柱502、负极柱503和接地柱504分别对应安装在正极接口702、负极接口703和接地接口704内，所述正极柱502的数量、负极柱503的数量和接地柱504的数量分别与正极接口702的数量、负极接口703的数量和接地接口704的数量相同，阵列式环形的连接器结构更加紧凑。
例如，充电电极连接器5包括充电电极座501、3个正极柱502、3个负极柱503、接地柱504和6通讯低压电极柱505，3个正极柱502和3个负极柱503间隔安装在充电电极座501端面外圈组成环形阵列结构，接地柱504安装在其中一个正极柱和负极柱之间，6个通讯低压电极柱505安装在正极柱502和负极柱503之间围成环形阵列结构；车载端电极连接器7包括车载端电极座701、3个正极接口702、3个负极接口703、接地接口704和6个通讯接口705，3个正极接口702、3个负极接口703和接地接口704在车载端电极座701上的位置分别和3个正极柱502、3个负极柱503和接地柱504的位置对应配合，6个通讯接口705的位置和6个通讯低压电极柱505的位置对应配合。
所述自动回中机构3包括固定套300、回转套310、左弹簧320、右弹簧330、固定销340和转动销350，所述固定套300侧面左边位置安装至充电电极导向套4右侧内腔内，所述回转套310通过轴承活动套在固定套300外侧，所述回转套310侧面右侧连接至伸缩机构2左端，所述回转套310侧面开有弹簧槽311，所述弹簧槽311两侧开有复位槽312，所述左弹簧320和右弹簧330一端通过固定销340固定安装在弹簧槽311内，所述左弹簧320和右弹簧330的另一端通过转动销350活动安装在弹簧槽311内，所述转动销350穿过复位槽312固定连接至固定套300左端边沿上。
本发明在连接器一侧安装自动回中机构3，首先通过导向槽401在导向销601定位作用下产生的导向力，导向力的大小根据车辆的偏移角度有关，偏移量越大，导向力越大，导向力越大会使其中一个弹簧拉力增大，弹簧拉长，另一个弹簧拉力变小，弹簧变短，从而打破力平衡，实现转动，充电完毕后，充电电极连接器5远离，导向力消失，左弹簧320和右弹簧330的弹簧力实现回中，完成连接器的回中，保障了连接器的连接定位准确性。
所述充电电极导向套4左端边沿处开有导向槽401，所述导向槽401左半边是一种喇叭形槽，开口朝向车载端，所述车载端导向套6内侧壁安装有导向销601，所述充电电极连接器5和车载端电极连接器7闭合时导向销601安装在导向槽401内，所述导向销601位于车载端电极连接器7的右侧。
本发明通过导向槽401和导向销601的配合使充电电极连接器5在连接车载端电极连接器7时可以满足其偏移变化，避免车载端电极连接器7发生偏移时充电电极连接器5无法定位充电的问题。
所述车载端导向套6右段位置设置有广口罩602，所述广口罩602的大端是正方形开口，朝向充电电极端，所述广口罩602的小端是圆形开口，连接至车载端导向套6中间段，所述广口罩602大端的开口大于小端的开口。
所述伸缩机构2是气缸伸缩机构。
两端至圆心的弧形角度范围是0°至90°，保障充电电极连接器5可以满足0°至60°的偏移范围。
所述左弹簧320和右弹簧330通过两端的固定销340和转动销350在弹簧槽311内围成圆环状，所述转动销350通过左弹簧320和右弹簧330复位。
所述固定套300的旋转中心线和回转套310的旋转中心线共线。
所述固定销340和转动销350以回转套310左端面圆心为中心呈180°对称。
本发明使用时，电动汽车准备充电时，充电设备主体1控制伸缩机构2伸缩，将充电电极导向套4伸长至车载端导向套6，导向槽401沿导向销601偏移使充电电极连接器5和车载端电极连接器7连接，同时自动回中机构3内两个弹簧发生拉力变化，此时电动汽车进行充电；充电完毕后，充电设备主体1控制伸缩机构2缩回，充电电极连接器5脱离车载端电极连接器7，自动回中机构3回正充电电极连接器5和充电电极导向套4的方向，一个充电过程完成。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种电动汽车充电用连接器，包括充电设备主体（1），其特征在于：所述充电设备主体（1）充电侧安装有伸缩机构（2），所述伸缩机构（2）的伸缩端固定连接在自动回中机构（3）右端，所述自动回中机构（3）左端连接在充电电极导向套（4）右端，所述充电电极导向套（4）内左端嵌入安装有充电电极连接器（5），所述充电电极导向套（4）左端通过伸缩机构（2）活动连接有车载端导向套（6），所述车载端导向套（6）左端固定在汽车上，所述车载端导向套（6）内中间位置安装有车载端电极连接器（7），所述充电电极连接器（5）通过伸缩机构（2）伸缩与车载端电极连接器（7）配合连接进行充电；
所述自动回中机构（3）包括固定套（300）、回转套（310）、左弹簧（320）、右弹簧（330）、固定销（340）和转动销（350），所述固定套（300）侧面左边位置安装至充电电极导向套（4）右侧内腔内，所述回转套（310）通过轴承活动套在固定套（300）外侧，所述回转套（310）侧面右侧连接至伸缩机构（2）左端，所述回转套（310）侧面开有弹簧槽（311），所述弹簧槽（311）两侧开有复位槽（312），所述左弹簧（320）和右弹簧（330）一端通过固定销（340）固定安装在弹簧槽（311）内，所述左弹簧（320）和右弹簧（330）的另一端通过转动销（350）活动安装在弹簧槽（311）内，所述转动销（350）穿过复位槽（312）固定连接至固定套（300）左端边沿上；所述左弹簧（320）和右弹簧（330）通过两端的固定销（340）和转动销（350）在弹簧槽（311）内围成圆环状，所述转动销（350）通过左弹簧（320）和右弹簧（330）复位。
2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于：所述充电电极连接器（5）包括充电电极座（501）、若干正极柱（502）、若干负极柱（503）、接地柱（504）和若干通讯低压电极柱（505），所述充电电极座（501）安装在充电电极导向套（4）内，所述正极柱（502）、负极柱（503）和接地柱（504）以充电电极座（501）的轴心线为旋转中心均匀安装在充电电极座（501）端面外圈，所述通讯低压电极柱（505）以充电电极座（501）的轴心线为旋转中心均匀安装在充电电极座（501）端面内圈；所述车载端电极连接器（7）包括车载端电极座（701）、若干正极接口（702）、若干负极接口（703）、接地接口（704）和若干通讯接口（705），所述车载端电极座（701）安装在车载端导向套（6）内，所述正极接口（702）、负极接口（703）和接地接口（704）以车载端电极座（701）的轴心线为旋转中心均匀设置在车载端电极座（701）端面外圈，所述通讯接口（705）以车载端电极座（701）的轴心线为旋转中心均匀设置在车载端电极座（701）端面内圈，所述正极柱（502）、负极柱（503）和接地柱（504）分别对应安装在正极接口（702）、负极接口（703）和接地接口（704）内，所述正极柱（502）的数量、负极柱（503）的数量和接地柱（504）的数量分别与正极接口（702）的数量、负极接口（703）的数量和接地接口（704）的数量相同。
3.根据权利要求2所述的连接器，其特征在于：所述充电电极导向套（4）左端边沿处开有导向槽（401），所述导向槽（401）左半边是一种喇叭形槽，开口朝向车载端，所述车载端导向套（6）内侧壁安装有导向销（601），所述充电电极连接器（5）和车载端电极连接器（7）闭合时导向销（601）安装在导向槽（401）内，所述导向销（601）位于车载端电极连接器（7）的右侧。
4.根据权利要求3所述的连接器，其特征在于：所述车载端导向套（6）右段位置设置有广口罩（602），所述广口罩（602）的大端是正方形开口，朝向充电电极端，所述广口罩（602）的小端是圆形开口，连接至车载端导向套（6）中间段，所述广口罩（602）大端的开口大于小端的开口。
5.根据权利要求4所述的连接器，其特征在于：所述伸缩机构（2）是气缸伸缩机构。
6.根据权利要求5所述的连接器，其特征在于：所述复位槽（312）两端至圆心的弧形角度范围是0°至90°。
7.根据权利要求6所述的连接器，其特征在于：所述固定套（300）的旋转中心线和回转套（310）的旋转中心线共线。
8.根据权利要求7所述的连接器，其特征在于：所述固定销（340）和转动销（350）以回转套（310）左端面圆心为中心呈180°对称。
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