CN111313179A - 一种连接器及供电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种连接器，主要应用于电动汽车上的可更换电池领域，本发明采取第一连接部抱紧或松开第二连接部的方式，实现了连接器两个连接部的之间的组装或脱离，同时，在两个连接部的接触位置之间设置有柔性垫片；解决了现有连接器在插拔的过程中存在机械摩擦，导致连接器磨损和容易产生电弧降低连接器寿命的问题，同时，本发明提供的连接器还降低了连接器两个连接部之间由于变形和振动所产生的应力，降低了连接器的损坏几率。

Description

一种连接器及供电装置

技术领域

本发明实施例涉及设备连接技术领域，具体涉及一种连接器及供电装置。

背景技术

随着环保的要求越来越高，电动汽车在生活中也变得越来越普及；电动汽车使用储蓄电池所储存的电能作为其行驶的动力，但是，由于储蓄电池的能量密度和输出总能量远不如目前的汽油、柴油，这导致电动汽车一次充电的行程较短；同时，又由于电池的特性限制，充电过程会比较长，相比采用加油的方式会显得非常的不方便。因此，电动汽车采用可更换电池的方式来给电动汽车快恢复电能，能够极大的方便电动汽车的使用和普及。

在现有方式中，电动汽车所搭载的储蓄电池与电动汽车的连接方式均为常见的固定式插孔连接，采用插拔的形式实现储蓄电池与电动汽车的结合与分离，这种结构在长期的使用过程以及频繁的更换储蓄电池过程中，由于在插拔时的摩擦或插拔时产生的电弧会对连接器的接触端产生磨损，从而导致连接器出现接触不良的各种问题，影响电池的供电使用。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供了一种连接器及供电装置，解决现有的连接器的插拔设置方式在使用过程的磨损较大，从而导致连接器接触不良而影响电池的供电使用的技术问题。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种连接器，该连接器包括：第一连接部，以及设有正极柱和负极柱的第二连接部；

第一连接部包括底座，以及设于底座的底面的抱紧机构和设于底座侧面的抱紧控制单元，抱紧控制单元用于控制抱紧机构的抱紧或松开动作；

在组装的过程中，正极柱和负极柱分别插入抱紧机构中，并且抱紧机构在抱紧控制单元的控制下进行抱紧动作，将正极柱和负极柱固定在第一连接部上，

在脱离的过程中，抱紧机构在抱紧控制单元的控制下进行松开动作，驱使正极柱和负极柱从第一连接部上脱离。

可选的，抱紧机构包括第一夹紧部和第二夹紧部，第一夹紧部和第二夹紧部分别与底座活动连接，并且在抱紧控制单元的控制下两者进行相互靠拢或分离运动，用于实现抱紧机构的抱紧或松开动作。

可选的，在第一夹紧部与第二夹紧部相向的两个侧面上分别设有两个与底座的底面垂直的条形槽；

当第一夹紧部和第二夹紧部相互靠拢后，在第一夹紧部和第二夹紧部的分界线的位置上，形成两个由条形槽组合成的插孔。

可选的，第一夹紧部和第二夹紧部上还包括柔性绝缘垫片，柔性绝缘垫片设于条形槽上。

可选的，第一夹紧部和第二夹紧部上还包括用于与用电设备电性连接的导电片，导电片设于柔性绝缘垫片上。

可选的，抱紧控制单元为电磁中央处理器，第一夹紧部和第二夹紧部在电磁中央处理器的驱动下产生同极性磁场或者不同极性磁场。

可选的，第二连接部还包括固定片，在固定片上与插孔对应的位置上还设置有固定孔，正极柱和负极柱固定于固定孔上。

可本发明实施例还提供了一种供电装置，该供电装置包括：供电电源和上述连接器，连接器包括第一连接部和设有正极柱和负极柱的第二连接部，供电电源中的正极输出端和负极输出端分别与对应的正极柱和负极柱连接，第一连接部与外部用电设备连接。

可选的，供电装置还包括分别设于第二连接部中正极柱和负极柱上的温度检测单元和电流检测单元。

可选的，该供电装还包括：分别与连接器中的温度检测单元、电流检测单元和抱紧中央处理器连接的中央处理器，中央处理器根据温度检测单元和/或电流检测单元的检测结果确定是否供电出现异常，若是，则控制抱紧中央处理器控制抱紧机构进行分离运动。

本发明的有益效果是：

本发明实施例提供了一种连接器，该连接器包括：第一连接部，以及设有正极柱和负极柱的第二连接部，第一连接部包括底座和固定于底座侧面的控制模块，以及与底座底面活动连接抱紧机构；组装时，第二连接部的正极柱和负极柱分别插入抱紧机构中，抱紧控制单元控制抱紧机构抱紧正极柱和负极柱，实现第一连接部和第二连接部的固定和连接；脱离时，抱紧控制单元控制抱紧机构松开，抱紧机构与正极柱和负极柱脱离，实现第一连接部和第二连接部的脱离；

采用上述组装和脱离方式，第一连接部和第二连接部在组装和脱离过程中不存在滑动摩擦，避免了第一连接部和第二连接部在组装和脱离过程中的机械磨损导致连接器接触不良而影响电池的供电使用的问题；

进一步的，又由于在第一连接部和第二连接部的接触位置上加入了柔性绝缘垫片，使第一连接部和第二连接部在组装以后，第一连接部和第二连接部之间存在一定的形变空间，降低了第一连接部和第二连接部之间因为振动和变形产生的机械应力，从而降低了连接部器损坏的几率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例提供的连接器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第一连接部的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第二连接部的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的供电装置结构示意图；

图5为本发明实施例提供的中央处理器的控制流程图。

具体实施方式

应当理解此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

本发明实施例提供了一种连接器及供电装置，该连接器包括第一连接部和设有正极柱和负极柱的第二连接部，在组装时，第二连接部的正极柱和负极柱分别插入到第一连接部中，第一连接部进行抱紧动作，完成第一连接部和第二连接部的组装；在脱离时，第一连接部进行松开动作，第二连接部的正极柱和负极柱与第一连接部分离，并从第一连接部中抽出，完成第一连接部与第二连接部的脱离。

请参见图1，图1为本发明实施例提供的连接器的结构示意图。图中，该连接器包括：第一连接部110和第二连接部120，其中，第二连接部120与第一连接部110之间采用可拆卸的连接方式连接，具体的，两者为分体式设置。

在连接器进行组装的过程中，第二连接部120向上抬升(参见图中Y的方向)，使正极柱121和负极柱122分别插入抱紧机构112中，当第二连接120上的正极柱121和负极柱122部抬升到预定位置以后，抱紧控制单元111控制抱紧机构112进行抱紧动作，将正极柱121和负极柱122固定在抱紧机构112中，完成了第一连接部110和第二连接部120的固定和连接。

在连接器进行脱离的过程中，抱紧控制单元111控制抱紧机构112进行松开动作，抱紧机构112与正极柱121和负极柱122分离，并从抱紧机构112中抽出，完成第一连接部110和第二连接部120的脱离。

在实际应用中，连接器中的第一连接部与用电设备连接，第一连接部还包括底座，用于将第一连接部固定在用电设备上；连接器中的第二连接部与供电电源连接，第二连接部还包括固定片，用于将第二连接部固定在供电电源上。

进一步的，请参见图2，图2为本发明实施例提供的第一连接部的结构示意图。图中，底座201的侧面设置有抱紧控制单元202，底座201的底面设置有抱紧机构112，其中抱紧机构112是由第一夹紧部203和第二夹紧部204构成，第一夹紧部203与第二夹紧部204相互靠近或分离运动，即可实现抱紧机构的抱紧或松开动作。

具体的，当抱紧机构执行抱紧动作时，抱紧控制单元202控制第一夹紧部203和第二夹紧部204互相靠拢，实现抱紧机构的抱紧动作；

当抱紧机构执行松开动作时，抱紧控制单元202控制第一夹紧部203和第二夹紧部204相互分离，实现抱紧机构的松开动作。

同时，为了进行第一夹紧部203和第二夹紧部204的相互靠拢或分离运动，第一夹紧部203和第二夹紧部204与底座201为活动连接方式，具体的，在底座201的底面开设有至少一条轨道槽，第一夹紧部203和第二夹紧部204采用卡合连接方式穿过轨道槽，使第一夹紧部203和第二夹紧部204固定在底座201的底面上，轨道槽的设置方向即为第一夹紧部203和第二夹紧部204的运动方向。

在上述的第一夹紧部203和第二夹紧部204上，互相相向的面上分别设置有两个条形槽205，条形槽205的设置方向为，与底面垂直的方向进行设置。设置条形槽206的目的，是用于容纳第二连接部上插入抱紧机构中的正极柱和负极柱；当第一夹紧部203和第二夹紧部204相互靠拢时，在第一夹紧部203和第二夹紧部204之间设置的条形槽205相互组合，就形成了第一连接部上的正极插孔和负极插孔。

可选的，条形槽205的形状并不仅限于图2中所示的半圆形，还包括：椭圆形、矩形、梯形和多边形中的至少一种，在本发明实施例中并不做限定。

在上述条形槽205上还设置有柔性绝缘垫片206，用于在连接器完成组装过程以后，实现正极柱、负极柱和第一夹紧部203、第二夹紧部204之间的电性绝缘，同时，还能增大正极柱、负极柱和第一夹紧部203、第二夹紧部204之间的摩擦力，并为正极柱和负极柱在第一夹紧部203和第二夹紧部204之间的相互挤压提供一定的形变空间。

在上述柔性绝缘垫片206上还设置有导电片207，导电片207与用电设备的输入端电性连接，导电片207用于在连接器完成组装过程以后，与正极柱和负极柱接触，实现第一连接部与第二连接部的电性连接；可选的，导电片207可以是覆盖在绝缘垫片206的整个面上，也可以是部分面上，本发明实施例并不做限定。

在第一连接部中，抱紧控制单元202用于控制抱紧机构的抱紧或和松开动作，本发明实施例中抱紧机构202包括：电磁抱紧控制单元、油液抱紧控制单元、电机抱紧控制单元和螺母抱紧控制单元中的至少一种，选用那种机构，在本发明实施例中并不做限定；

具体的，对于抱紧控制单元的控制抱紧机构的抱紧或松开过程，此处选择电磁抱紧控制单元来进行说明：电磁抱紧控制单元与第一夹紧部203和第二夹紧部204电性连接；

当需要第一夹紧部203和第二夹紧部204进行相互靠拢运动，实现抱紧机构的抱紧动作时，电磁抱紧控制单元在第一夹紧部203和第二夹紧部204之间产生不同极性的磁场，在不同极性磁场相互吸引的作用力下第一夹紧部203和第二夹紧部204相互靠拢，完成夹紧机构的抱紧；

当需要第一夹紧部203和第二夹紧部204进行相互分离运动，实现抱紧机构的松开动作时，电磁抱紧控制单元在第一夹紧部203和第二夹紧部204之间产生相同极性的磁场，在相同极性磁场相互排斥的作用力下第一夹紧部203和第二夹紧部204相互分离，完成夹紧机构的松开。

进一步的，请参见图3，图3为本发明实施例提供的第二连接部的结构示意图。图中，固定片303上与第一连接部上正极插孔和负极插孔对应的位置上设置有两个固定孔304，正极插孔对应位置的固定孔上设置有正极柱301，负极插孔对应位置的固定孔上设置有负极柱302。

正极柱301和负极柱302通过固定孔304固定在固定片303上，正极柱301和负极柱302一端用于插入第一连接部的抱紧机构中，实现第一连接部和第二的组装以及电性连通，另一端位于固定片304的下面，用于与供电电源的正极输出端和负极输出端连接。

同时，为了避免正极柱301和负极柱302的短路，在正极柱301和负极柱302之间需要做绝缘处理，包括在固定孔与正负极柱之间设置绝缘垫片，或者采用绝缘固定片中的一种方式。

可选的，正极柱301和负极柱302的形状并不仅限于图3中的圆柱形，还包括：椭圆形、矩形、梯形和多边形中的至少一种，在本发明实施例中并不做限定。

为了方便正极柱301和负极柱302在组装时更加容易的插入抱紧机构中，正极柱301和负极柱302的顶端做了坡度处理，使顶端的面与侧面过渡更加的平滑。

本发明实施例提供的连接器包括：第一连接部和第二连接部，第一连接部的抱紧控制单元通过控制抱紧机构的抱紧和松开动作，实现了第一连接部和第二连接部的组装和脱离，连接器在组装和脱离的过程中不存在滑动摩擦，避免了连接器因为磨损导致的损坏。

进一步的，因为第一连接部和第二连接之间柔性绝缘垫片的加入，使连接器之间的应力减小，避免连接器的损坏，大大提高了连接器的使用寿命。

实施例二：

本发明实施例提供了一种供电装置，该供电装置包括：供电电源、外部用电设备和如实施例一所示提供的连接器。

请参见图4，图4为本发明实施例提供的供电置的结构示意图。

供电电源401上的输出端正极和负极分别与连接器402的第二连接部上的正极柱和负极柱对应连接，用电设备上的输入端正极和负极与连接器402的第一连接部上的正极插孔导电片和负极插孔导电片对应连接；当连接器402完成组装过程，第一连接部和第二连接部固定连接，电能从供电电源通过连接器传输给外部用电设备；当连接器402完成脱离过程，第一连接部和第二连接部脱离，供电电源传输给外部用电设备的电能传输中断。

进一步的，本发明实施例提供的供电装置中还包括：电流检测器和温度检测器，用于检测连接器正负极通过的电流大小和电流流过所产生的热量大小。

请参见图3，在图3中，温度检测器305设置在正极柱301上，用于检测正极柱301流过的电流大小；电流检测器306设置在负极柱302上，用于检测负极柱302的温度高低。

可选的，电流检测器和温度检测器并限于图3中的设置位置，温度检测器和电流检测器还可以分别设置在不同的连接部上或者相同连接部上，还可以设置在不同的正负电极上或者设置在相同电极上，在本发明实施例中并不做限定。

进一步的，为了安全考虑，本发明提供的供电装置还包括中央处理器，用于根据温度检测器和电流检测器的检测结果判断供电是否异常，若异常，则控制抱紧控制单元，使抱紧机构松开，实现电能传输的中断；若正常，则进行电能传输。

请参见图5，图5为本发明实施例提供的中央处理器的控制流程图。流程步骤包括：

S501、抱紧机构执行抱紧动作，用于使第一连接部与第二连接部抱紧，实现第一连接部和第二连接的固定和连接。

S502、温度检测器和电流检测器开始工作，并将检测结果传送给中央处理器；

进一步的，抱紧机构抱紧以后，温度检测器和电流检测器将持续进行工作，直到中央处理器显示异常抱紧机构进行自动分离，或者手动分离抱紧机构以后才会停止工作。

可选的，温度检测器和电流检测器可以同时设置在第一连接部上或第二连接部上，或者第一连接部和第二连接部上分别进行设置。

S503、中央处理器根据温度检测器和电流检测器的检测结果判断供电是否异常；若正常，则转至S504；若异常，则转至S505。

可选的，中央处理器的安装位置包括：设置在供电电源上、设置在外部用电设备上和外部供电设备和用电电源上同时设置至少一种。

S504、供电装置供电正常，通过连接器进行电能传输。

S505、供电装供电异常，中央处理器通知抱紧控制单元。

S506、抱紧控制单元控制抱紧机构执行松开动作，使第一连接部与第二连接部脱离。

S507、抱紧机构松开，第一连接部与第二连接部脱离，切断电能传输。

本发明实施例提供的供电装置，包括：供电电源、实施例一的连接器、用电设备和中央处理器，中央处理器根据温度检测器和电流检测器的检测结果判断供电是否异常，供电异常时，控制控制抱紧控制单元进行抱紧机构的松开动作，实现第一连接部与第二连接的松脱，从而切断供电装置的电能传输，使得供电装置的安全性得到的大大的提高。

实施例三：

本实施例为本发明实施例在新能源汽车中应用的实施例，包括实施例一中的连接器和实施例二中的供电装置。

供电电源为动力电池包，连接器的第二连接部固定在动力电池包上，第二连接部上固定的正极柱与动力电池包的正极输出端连接，第二连接部上固定的负极柱与动力电池包的负极输出端连接。外部用电设备为新能源汽车，连接器的第一连接部固定在新能源汽车上。

当动力电池包的储存电量过低时，新能源汽车会发出电量过低的提醒，用户将新能源汽车开到最近的动力电池包更换网点更换动力电池包。更换动力电池包时，新能汽车上的中央处理器向抱紧控制单元发送松开抱紧机构的指令，抱紧控制单元控制抱紧机构执行松开动作，第一连接部与第二连接部分离，动力电池包与新能源汽车之间的电能传输被切断，此时将动力电池包向下取出即可。

跟换新的动力电池包时，将新的动力电池包进行抬升，使动力电池包上的第二连接部上固定的正极柱和负极柱插入到新能源汽车上的第一连接部的两个对应的条形槽中，抬升到位以后，中央处理器向抱紧控制单元发出抱紧抱紧机构的指令，抱紧控制单元控制抱紧机构执行抱紧动作，第一连接部与第二连接部固定，实现动力电池包与新能源汽车之间的电能传输。

进一步的，当新的动力电池包与新能源汽车之间进行电能传输时，中央处理器会对供电是否异常进行检测；中央处理器获取温度检测器和电流检测器的检测数据，并对温度检测数据和电流检测数据进行分析，分析结果为正常时，向新能源汽车发出电池供电正常的提示；若分析结果为异常时，中央处理器向抱紧控制单元发出松开抱紧机构的指令，抱紧控制单元控制抱紧机构执行松开动作，第一连接部与第二连接分离，动力电池包与新能源汽车之间的电能传输被切断，并向新能源汽车发出供电异常的提示，提醒用户及时对汽车进行检修。

本发明实施例中，新能源汽车更换动力电池包时区别与常见的插拔形式，而是采用夹紧和松开的动作来完成动力电池包的组装和脱离，采取这种方式在组装和分离的过程中不会产生电弧，没有滑动摩擦的导致连接器的磨损，可以最大限度的减小动力电池包在更换的过程中对连接器的损坏，从而导致接触不良问题。

进一步的本发明实施例中还加入了安全监测的环节，能够及时发现电池供电的异常，并进行断电，防止出现安全隐患，提高新能源汽车用电过程中的安全性。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种连接器，其特征在于，包括：第一连接部，以及设有正极柱和负极柱的第二连接部；

所述第一连接部包括底座，以及设于所述底座的底面的抱紧机构和设于所述底座侧面的抱紧控制单元，所述抱紧控制单元用于控制所述抱紧机构的抱紧或松开动作；

在组装的过程中，所述正极柱和负极柱分别插入所述抱紧机构中，并且所述抱紧机构在所述抱紧控制单元的控制下进行抱紧动作，将所述正极柱和负极柱固定在所述第一连接部上；

在脱离的过程中，所述抱紧机构在所述抱紧控制单元的控制下进行松开动作，驱使所述正极柱和负极柱从所述第一连接部上脱离。

2.如权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述抱紧机构包括第一夹紧部和第二夹紧部，所述第一夹紧部和第二夹紧部分别与所述底座活动连接，并且在所述抱紧控制单元的控制下两者进行相互靠拢或分离运动，用于实现所述抱紧机构的抱紧或松开动作。

3.如权利要求2所述的连接器，其特征在于，在所述第一夹紧部与第二夹紧部相向的两个侧面上分别设有两个与所述底座的底面垂直的条形槽；

当所述第一夹紧部和第二夹紧部相互靠拢后，在所述第一夹紧部和第二夹紧部的分界线的位置上,形成两个由所述条形槽组合成的插孔。

4.如权利要求3所述的连接器，其特征在于，还包括柔性绝缘垫片，所述柔性绝缘垫片设于所述条形槽上。

5.如权利要求4所述的连接器，其特征在于，还包括用于与用电设备电性连接的导电片，所述导电片设于所述柔性绝缘垫片上。

6.如权利要求1-5任一项所述的连接器，其特征在于，所述抱紧控制单元为电磁抱紧控制单元，所述第一夹紧部和第二夹紧部在所述电磁抱紧控制单元的驱动下产生同极性磁场或者不同极性磁场。

7.如权利要求6所述的连接器，其特征在于，所述第二连接部还包括固定片，在所述固定片上与所述插孔对应的位置上还设置有固定孔，所述正极柱和负极柱固定于所述固定孔上。

8.一种供电装置，其特征在于，包括：供电电源和如权利要求1-8任一项所述的连接器，所述连接器包括第一连接部和设有正极柱和负极柱的第二连接部，所述供电电源中的正极输出端和负极输出端分别与对应的所述正极柱和负极柱连接，所述第一连接部与外部用电设备连接。

9.如权利要求8所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括分别设于所述第二连接部中正极柱和负极柱上的温度检测单元和电流检测单元。

10.如权利要求8或9所述的供电装置，其特征在于，还包括：分别与所述连接器中的温度检测单元、电流检测单元和抱紧控制单元连接的中央处理器，所述中央处理器根据所述温度检测单元和/或所述电流检测单元的检测结果确定是否供电出现异常，若是，则控制所述抱紧控制单元控制所述抱紧机构进行分离运动。

Images