CN111653893A - 一种液冷端子结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液冷端子结构，包括液冷电缆、与液冷电缆电性接触的接触件、设置于接触件外的陶瓷绝缘套、设置于陶瓷绝缘套外的绝缘外壳体、与绝缘外壳体密封连接的转接套筒以及与转接套筒密封连接的液冷管道；液冷电缆内绝缘套和液冷电缆外绝缘套之间形成第一流道，陶瓷绝缘套与绝缘外壳体之间形成第二流道，转接套筒内设有第三流道，第二流道与第一、第三流道均连通，第三流道还与液冷管道连通；该第一、第二、第三流道和液冷管道形成冷却液流动通路；陶瓷绝缘套内还填充有导热胶。本发明散热快、额定电流大、可兼容绝缘类或导电类冷却液，可使用35方或35方以下的铜导线并实现500A的大电流传输，降低了整车重量，布线方便。

Description

一种液冷端子结构

技术领域

本发明属于连接器技术领域，具体涉及一种液冷端子结构。

背景技术

目前新能源电动汽车在快速补充电能方面，主要有两种方式，一种为快速更换电池包；另外一种为大功率传导充电。在大功率传导充电方面，若需要快速(约10分钟左右)将电能充至80％以上，则需要500A以上的额定电流。目前行业内用的最多的充电导线为95方铜导线，或者接触件采用浸没式油冷液冷接触件与油冷电缆组成冷却系统。采用95方铜导线存在导线粗、结构大等缺点，而浸没式油冷液冷接触件与油冷电缆组成的冷却系统不能兼容具有导电特性的水基冷却液。采用浸没式油冷液冷接触件，在选择冷却液时有一定的局限性，存在整车上增加新的冷却系统使成本上升等问题，在市场推广方面存在瓶颈。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种液冷端子结构，主要应用于液冷大功率连接器，具有散热快、额定电流大、绝缘、可兼容绝缘类冷却液或具有导电性的水基冷却液等特点，可以使用35方或35方以下的铜导线同时实现500A甚至更大电流的传输，降低了整车重量，使布线更加方便。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种液冷端子结构，包括液冷电缆、与液冷电缆电性接触的接触件、设置于接触件外的陶瓷绝缘套、设置于陶瓷绝缘套外的绝缘外壳体、与绝缘外壳体密封连接的转接套筒以及与转接套筒密封连接的液冷管道；液冷电缆内绝缘套和液冷电缆外绝缘套之间形成有第一流道，陶瓷绝缘套与绝缘外壳体之间形成有第二流道，转接套筒内设置有第三流道，第二流道与第一流道和第三流道均连通，第三流道还与液冷管道连通；该第一流道、第二流道、第三流道和液冷管道形成冷却液流动通路；陶瓷绝缘套内环绕接触件与液冷电缆电性接触部位还设置有导热胶，陶瓷绝缘套尾端与液冷电缆内绝缘套之间通过密封件Ⅱ密封。

进一步地，陶瓷绝缘套尾端还装配有用于固定密封件Ⅱ的固定件Ⅱ，导热胶尾端与密封件Ⅱ相接触。

进一步地，绝缘外壳体尾端与液冷电缆外绝缘套之间通过密封件Ⅰ密封连接，且绝缘外壳体尾端还装配有用于固定密封件Ⅰ的固定件Ⅰ，陶瓷绝缘套与绝缘外壳体之间通过密封件Ⅲ密封连接，转接套筒与绝缘外壳体之间通过密封件Ⅳ密封连接，接触件与陶瓷绝缘套之间还设置有密封件Ⅴ。

进一步地，所述的绝缘外壳体和陶瓷绝缘套的前端还设置有紧定结构用于对绝缘外壳体、陶瓷绝缘套进行轴向固定。

进一步地，所述的转接套筒与液冷管道的连接处设置有齿状结构，通过该齿状结构使液冷管道不易从转接套筒上脱落并使转接套筒和液冷管道之间密封连接避免冷却液泄漏。

进一步地，所述的转接套筒和绝缘外壳体之间还通过胶粘进行初步固定。

进一步地，所述的液冷端子结构装配于液冷大功率连接器内，该液冷大功率连接器的壳体内还装配有连接器绝缘体，连接器绝缘体上设置有绝缘体固定结构用于对液冷端子结构的转接套筒和绝缘外壳体之间起到固定作用，防止转接套筒和绝缘外壳体之间松动造成冷却液泄漏。

进一步地，液冷端子结构和液冷大功率连接器之间还设置有轴向固定机构用于对液冷大功率连接器壳体内的液冷端子结构实现轴向位置的固定。

更进一步地，所述的轴向固定机构包括卡勾和卡槽，所述的卡勾设置于液冷端子结构的绝缘外壳体上，所述的卡槽设置于连接器绝缘体内壁与卡勾相对应的位置处；或者，在液冷端子结构的绝缘外壳体上设置卡槽，在连接器绝缘体内壁与卡槽相对应的位置处设置适配的卡勾；液冷端子结构装配到连接器壳体后卡勾卡在卡槽内，实现对液冷端子结构在连接器内轴向位置的固定，防止液冷端子结构在连接器内发生轴向偏移。

进一步地，所述的液冷电缆可以采用35方或35方以下的铜导线；所述的冷却液可以采用导电类冷却液或绝缘类冷却液。

本发明的有益效果在于：

本发明在接触件和液冷电缆接触部位设置导热胶，在接触件、液冷电缆前端及导热胶外设置具有导热作用的陶瓷绝缘套，陶瓷绝缘套与液冷电缆内绝缘套之间密封连接，当进行大功率充电时，接触件和液冷电缆接触部位充电产生的热量传递至导热胶和陶瓷绝缘体，最终被冷却液带走，降低因大功率充电引起的升温，可以使用35方或35方以下的铜导线，解决了原有技术为了实现大功率充电必须采用95方铜导线带来的导线粗、重量重、整车布线不方便等问题，可以采用更小平方的铜导线同时实现500A甚至更大电流的传输，降低了整车重量，布线方便。

本发明的冷却液流动通道及第一流道和第二流道之间的过渡区域均不与接触件和液冷电缆的芯线直接接触，冷却液与接触件和液冷电缆芯线之间完全处于绝缘隔离状态，因此冷却液的种类不受限制，采用导电类冷却液或绝缘类冷却液都可以，可以降低整车冷却系统成本，提高应用前景。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明应用于液冷大功率连接器的示意图。

【附图标记】：

1-液冷电缆，2-接触件，3-陶瓷绝缘套，4-绝缘外壳体，5-转接套筒，6-液冷管道，7-液冷电缆内绝缘套，8-液冷电缆外绝缘套，9-第一流道，10-第二流道，11-第三流道，12-密封件Ⅰ，13-固定件Ⅰ，14-密封件Ⅱ，15-固定件Ⅱ，16-密封件Ⅲ，17-密封件Ⅳ，18-密封件Ⅴ，19-导热胶，20-紧定螺钉，21-齿状结构，22-连接器绝缘体，23-绝缘体固定结构，24-卡勾，25-卡槽，26-插孔，27-插孔Ⅱ，28-液冷电缆Ⅱ，29-凸起。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图和较佳实施例，对依据本发明提出的一种液冷端子结构，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

本发明的液冷端子结构包括液冷电缆1、与液冷电缆电性接触的接触件2、设置于接触件外的陶瓷绝缘套3、设置于陶瓷绝缘套外的绝缘外壳体4、与绝缘外壳体密封连接的转接套筒5以及与转接套筒密封连接的液冷管道6。液冷电缆内绝缘套7和液冷电缆外绝缘套8之间形成有用于冷却液流通的第一流道9，陶瓷绝缘套与绝缘外壳体之间形成有用于冷却液流通的第二流道10，转接套筒内设置有第三流道11，第二流道与第一流道和第三流道均连通。第三流道还与液冷管道6连通。该第一流道、第二流道、第三流道和液冷管道形成冷却液流动通路，冷却液从第一流道进入，经过第一流道、第二流道、第三流道、液冷管道，最后从液冷管道流出。绝缘外壳体尾端与液冷电缆外绝缘套之间通过密封件Ⅰ12密封连接，且绝缘外壳体尾端还装配有用于固定密封件Ⅰ的固定件Ⅰ13。该固定件Ⅰ与绝缘外壳体之间通过卡勾形式固定，具体如图1所示，在绝缘外壳体尾端设置有凸起29，固定件Ⅰ的端部与凸起卡固在一起。陶瓷绝缘套尾端与液冷电缆内绝缘套之间通过密封件Ⅱ14密封连接，且陶瓷绝缘套尾端还装配有用于固定密封件Ⅱ的固定件Ⅱ15，固定件Ⅱ与陶瓷绝缘套之间的固定方式与固定件Ⅰ和绝缘外壳体之间的固定方式相同。陶瓷绝缘套与绝缘外壳体之间通过密封件Ⅲ16密封连接。转接套筒与绝缘外壳体之间通过密封件Ⅳ17密封连接。接触件与陶瓷绝缘套之间还设置有密封件Ⅴ18。陶瓷绝缘套内环绕接触件与液冷电缆电性接触部位还设置有导热胶19，导热胶尾端与密封件Ⅱ14相接触，如图1所示。绝缘外壳体、陶瓷绝缘套的前端还设置有紧定结构用于对绝缘外壳体、陶瓷绝缘套、固定件Ⅰ和密封件Ⅰ、固定件Ⅱ和密封件Ⅱ、密封件Ⅴ以及导热胶进行轴向固定，紧定结构可以采用紧定螺钉20或销钉等能起到轴向固定作用的零件。转接套筒与液冷管道的连接处设置有齿状结构21，齿状结构可以采用如图1所示的锥形齿结构，也可以是其它结构。液冷管道采用具有一定柔韧性的软质材料，如塑胶管道，液冷管道与转接套筒连接后，通过齿状结构使液冷管道不易从转接套筒上脱落，同时通过该齿状结构使转接套筒和液冷管道之间密封连接避免冷却液泄漏。

本发明的液冷端子结构主要应用于液冷大功率连接器，其装配在液冷大功率连接器壳体内，如图2所示，液冷大功率连接器壳体内装配有连接器绝缘体22，连接器绝缘体上设置有绝缘体固定结构23用于对液冷端子结构的转接套筒和绝缘外壳体之间起到固定密封的作用，防止转接套筒和绝缘外壳体之间松动造成冷却液泄漏。液冷端子结构装配到连接器内之后，转接套筒顶端被卡固在绝缘体固定结构下，液冷端子结构的绝缘外壳体被卡在连接器绝缘体内，使转接套筒在图2所示的竖直方向上被压紧固定，不容易发生位置偏移，因此不会造成转接套筒和绝缘外壳体之间松动，从而避免转接套筒和绝缘外壳体之间冷却液泄漏。进一步地，转接套筒和绝缘外壳体之间也可以先通过软性胶粘固定类材料粘接固定以实现两者之间的初步固定，进一步防止两者之间松动造成冷却液泄漏。

液冷端子结构装配到连接器壳体内后其轴向位置的固定可以通过轴向固定机构实现，该轴向固定机构可以是卡勾、卡槽结构，例如，在液冷端子结构的绝缘外壳体上设置卡勾24，在连接器绝缘体内壁与该卡勾相对应的位置处设置适配的卡槽25。当然，也可以是在液冷端子结构的绝缘外壳体上设置卡槽，在连接器绝缘体内壁与该卡槽相对应的位置处设置适配的卡勾。液冷端子结构装配到连接器壳体后卡勾卡在卡槽内，实现对液冷端子结构在连接器内轴向位置的固定，防止液冷端子结构在连接器内发生轴向偏移。

接触件前端内壁设置有插孔26用于和外部插针接触件对插实现电气连接从而实现电能传输，液冷大功率连接器壳体内至少设置有一套本发明所述的液冷端子结构，也可以在液冷大功率连接器壳体内设置两套或者三套本发明所述的液冷端子结构，图2所示的示例中有两套相同的液冷端子结构，图2显示的是其中一套液冷端子结构的剖视图，另一套液冷端子结构在图2中仅显示其插孔部分和液冷电缆部分，分别见图2的插孔Ⅱ27和液冷电缆Ⅱ28。

本发明在接触件和液冷电缆接触部位设置导热胶，在接触件、液冷电缆前端及导热胶外设置具有导热作用的陶瓷绝缘套，当进行大功率充电时，接触件和液冷电缆接触部位由于充电电流的影响，温度会逐步上升，充电产生的热量通过导热胶传递至陶瓷绝缘套，由于冷却液的第二流道位于陶瓷绝缘套和绝缘外壳体之间，当冷却液经过第二流道时将大功率充电产生的热量带走，降低接触件和液冷电缆接触部位因大功率充电引起的升温，从而可以实现500A电流的传输。冷却液从液冷管道流出后通过冷源或其它冷却设备冷却，然后继续从第一流道进入，持续对接触件和液冷电缆充电过程进行降温，保证大功率充电顺利进行。

本发明在冷却液流动过程中，由于冷却液与接触件和液冷电缆之间完全处于绝缘隔离状态，因此冷却液的种类不受限制，采用导电类冷却液或绝缘类冷却液都可以，而以往的技术为避免导电类冷却液对充电造成的影响均采用绝缘类冷却液，造成整车冷却系统成本上升，不利于市场推广。本发明可以使用导电类冷却液，如水基冷却液，可以降低整车冷却系统的成本，提高本发明的应用前景。

本发明绝缘外壳体的外部结构特征可以结合具体产品的固定结构进行针对性设计。附图中所有密封件均可根据具体产品特征进行针对性选择和设计，不限于图示的外形结构。

本发明的结构可以使用35方及35方以下等型号的液冷线，解决了原有技术为了实现大功率充电采用95方铜导线带来的导线粗、重量重、整车布线不方便等问题，可以采用更小平方的铜导线同时实现500A甚至更大电流的传输，同时对冷却液种类的选择不受限制，液冷端子结构中各零部件的材质可以根据选用的冷却液的性质进行针对性更换，不影响冷却液使用和电流传输效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种液冷端子结构，其特征在于包括液冷电缆、与液冷电缆电性接触的接触件、设置于接触件外的陶瓷绝缘套、设置于陶瓷绝缘套外的绝缘外壳体、与绝缘外壳体密封连接的转接套筒以及与转接套筒密封连接的液冷管道；液冷电缆内绝缘套和液冷电缆外绝缘套之间形成有第一流道，陶瓷绝缘套与绝缘外壳体之间形成有第二流道，转接套筒内设置有第三流道，第二流道与第一流道和第三流道均连通，第三流道还与液冷管道连通；该第一流道、第二流道、第三流道和液冷管道形成冷却液流动通路；陶瓷绝缘套内环绕接触件与液冷电缆电性接触部位还设置有导热胶，陶瓷绝缘套尾端与液冷电缆内绝缘套之间通过密封件Ⅱ密封。

2.如权利要求1所述的液冷端子结构，其特征在于陶瓷绝缘套尾端还装配有用于固定密封件Ⅱ的固定件Ⅱ，导热胶尾端与密封件Ⅱ相接触。

3.如权利要求1所述的液冷端子结构，其特征在于绝缘外壳体尾端与液冷电缆外绝缘套之间通过密封件Ⅰ密封连接，且绝缘外壳体尾端还装配有用于固定密封件Ⅰ的固定件Ⅰ，陶瓷绝缘套与绝缘外壳体之间通过密封件Ⅲ密封连接，转接套筒与绝缘外壳体之间通过密封件Ⅳ密封连接，接触件与陶瓷绝缘套之间还设置有密封件Ⅴ。

4.如权利要求1所述的液冷端子结构，其特征在于绝缘外壳体和陶瓷绝缘套的前端还设置有紧定结构用于对绝缘外壳体、陶瓷绝缘套进行轴向固定。

5.如权利要求1所述的液冷端子结构，其特征在于转接套筒与液冷管道的连接处设置有齿状结构，通过该齿状结构使液冷管道不易从转接套筒上脱落并使转接套筒和液冷管道之间密封连接避免冷却液泄漏。

6.如权利要求1所述的液冷端子结构，其特征在于转接套筒和绝缘外壳体之间还通过胶粘进行初步固定。

7.如权利要求1所述的液冷端子结构，其特征在于装配于液冷大功率连接器内，该液冷大功率连接器的壳体内还装配有连接器绝缘体，连接器绝缘体上设置有绝缘体固定结构用于对液冷端子结构的转接套筒和绝缘外壳体之间起到固定作用，防止转接套筒和绝缘外壳体之间松动造成冷却液泄漏。

8.如权利要求7所述的液冷端子结构，其特征在于液冷端子结构和液冷大功率连接器之间还设置有轴向固定机构用于对液冷大功率连接器壳体内的液冷端子结构实现轴向位置的固定。

9.如权利要求8所述的液冷端子结构，其特征在于所述的轴向固定机构包括卡勾和卡槽，所述的卡勾设置于液冷端子结构的绝缘外壳体上，所述的卡槽设置于连接器绝缘体内壁与卡勾相对应的位置处；或者，在液冷端子结构的绝缘外壳体上设置卡槽，在连接器绝缘体内壁与卡槽相对应的位置处设置适配的卡勾；液冷端子结构装配到连接器壳体后卡勾卡在卡槽内，实现对液冷端子结构在连接器内轴向位置的固定，防止液冷端子结构在连接器内发生轴向偏移。

10.如权利要求1所述的液冷端子结构，其特征在于所述的液冷电缆采用35方或35方以下的铜导线；所述的冷却液采用导电类冷却液或绝缘类冷却液。

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