CN112310697A - 高低压连接器的极柱结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高低压连接器的极柱结构，包括动极柱结构和静极柱结构，静极柱结构包括固定小极柱，动极柱结构包括依次连接的压缩小极柱、压缩堵头和弹簧导电触指，弹簧导电触指与静极柱结构固定小极柱连接，本发明的接触对整体小型化，配合弹簧导电触指内径最小在1‑2mm；接触对结构精巧达到轻型化，单PIN减重1g左右，有效提高产品耐振动、耐机械冲击等试验等级，试验中高低压极柱接触对能够满足连续大于7Ω的时间不超过1μs的无瞬断高要求。接触对的接触点由弹簧导电触指10‑20匝簧圈与静触点接触，由单一点或面接触提升为10‑20个柔性点接触，增强了在振动环境下的接触可靠性。接触对的弹簧导电触指在长寿命1万次对接时仍能有效对接，满足产品电性能要求。

Description

高低压连接器的极柱结构

技术领域

本发明涉及新能源电动车电池包快换技术领域，具体为新能源电动车电池包快换式高低压连接器的动、静极柱结构及性能设定领域。

背景技术

新能源车换电是指采用更换整个电池的方式，恢复新能源汽车能量的运行模式，就理想状态而言，电池在换电站进行大规模的统一充电，在新能源车主需要能源补给时，只需要前往换电站进行电池更换，耗时几分钟就可让爱车重焕活力，换电模式通过车电分离，可以降低消费者购买门槛，并解决新能源车残值低的问题。电池统一管理，集中慢充，可以有效保证充电安全与电池寿命，同时帮助城市电网削峰填谷，消纳更多可再生能源，未来，通过大数据运营可以成为能源互联网、智慧城市建设的重要组成部分。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供高低压连接器的极柱结构，通过对动极柱结构和静极柱结构的优化设计，得到了本发明，本发明的产品为换电模式中的核心部件，是车电分离和车电合一的桥接枢纽，高可靠、高精度、高性能、长寿命1万次换电的使用要求使产品设计制造进行充分论证、精析数据、多次多项测试、修正改进下完成。本发明的接触对整体小型化，配合弹簧导电触指内径最小在1-2mm；接触对结构精巧达到轻型化，单PIN减重1g左右，有效提高产品耐振动、耐机械冲击等试验等级，试验中高低压极柱接触对能够满足连续大于7Ω的时间不超过1μs的无瞬断高要求。接触对的接触点由弹簧导电触指10-20匝簧圈与静触点接触，由单一点或面接触提升为10-20个柔性点接触，增强了在振动环境下的接触可靠性。接触对的弹簧导电触指在长寿命1万次对接时仍能有效对接，满足产品电性能要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高低压连接器的极柱结构，包括动极柱结构和静极柱结构，所述静极柱结构包括固定小极柱，所述动极柱结构包括依次连接的压缩小极柱、压缩堵头和弹簧导电触指，所述弹簧导电触指与所述静极柱结构固定小极柱连接。

优选的，所述压缩小极柱，材质为Hpb59铜，表面镀镍，形状为圆柱形的空心管状结构，所述压缩小极柱的前端通过平底沉台与压缩堵头呈过盈配，所述压缩堵头前端通过带内扣式环形凹槽圆帽镶嵌所述弹簧导电触指，所述压缩堵头前端设有一圆帽，起轴向动态压缩定位作用，后端为有内孔的圆柱体。

优选的，所述压缩堵头，材质为Hpb59铜，表面镀镍，形状为圆柱加圆帽的T型结构，一端与压缩小极柱呈过盈配合，另一端形成带内扣式环形凹槽圆帽镶嵌弹簧导电触指，圆帽下端的锥形对弹簧导电触指形成约束固定作用。

优选的，所述动极柱结构和静极柱结构构成的接触对，接触对整体小型化，配合弹簧导电触指内径最小在1-2mm；接触对结构精巧达到轻型化，单PIN减重1g左右。

优选的，所述弹簧导电触指以符合车用标准及使用环境对高导电率和高弹性的要求，通过加工及热处理、电镀工艺加工而成。

优选的，具有高导电率、低内阻的指标。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明产品为换电模式中的核心部件，是车电分离和车电合一的桥接枢纽，高可靠、高精度、高性能、长寿命1万次换电的使用要求使产品设计制造进行充分论证、精析数据、多次多项测试、修正改进下完成；

2、本发明的接触对整体小型化，配合弹簧导电触指内径最小在1-2mm；接触对结构精巧达到轻型化，单PIN减重1g左右，有效提高产品耐振动、耐机械冲击等试验等级，试验中高低压极柱接触对能够满足连续大于7Ω的时间不超过1μs的无瞬断高要求；

3、接触对的接触点由弹簧导电触指10-20匝簧圈与静触点接触，由单一点或面接触提升为10-20个柔性点接触，增强了在振动环境下的接触可靠性；接触对的弹簧导电触指在长寿命1万次对接时仍能有效对接，满足产品电性能要求。

附图说明

图1是本发明中高低压连接器的极柱结构的结构示意图；

图2为图1中的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-图2所示，本发明提供的高低压连接器的极柱结构，包括动极柱结构和静极柱结构，静极柱结构包括固定小极柱5，动极柱结构包括依次连接的压缩小极柱2、压缩堵头3和弹簧导电触指4，弹簧导电触指4与静极柱结构固定小极柱5连接。本发明的结构为车电分离和车电合一的桥接枢纽，高可靠、高精度、高性能、长寿命1万次换电的使用要求使产品设计制造进行充分论证、精析数据、多次多项测试、修正改进下完成。

在本发明中压缩小极柱2，材质为Hpb59铜，表面镀镍，形状为圆柱形的空心管状结构，压缩小极柱2的前端通过平底沉台与压缩堵头3呈过盈配，压缩堵头3前端通过带内扣式环形凹槽圆帽7镶嵌弹簧导电触指4，压缩堵头3前端设有一圆帽7，起轴向动态压缩定位作用，后端为有内孔的圆柱体。

接触对整体小型化，配合弹簧导电触指内径最小在1-2mm；接触对结构精巧达到轻型化，单PIN减重1g左右，有效提高产品耐振动、耐机械冲击等试验等级，试验中高低压极柱接触对能够满足连续大于7Ω的时间不超过1μs的无瞬断高要求。

在本发明中压缩堵头3，材质为Hpb59铜，表面镀镍，形状为圆柱加圆帽的T型结构，一端与压缩小极柱呈过盈配合，另一端形成带内扣式环形凹槽圆帽镶嵌弹簧导电触指，圆帽7下端的锥形对弹簧导电触指形成约束固定作用，有效提高产品耐振动、耐机械冲击等试验等级，试验中高低压极柱接触对能够满足连续大于7Ω的时间不超过1μs的无瞬断高要求。

在本发明中动极柱结构和静极柱结构构成的接触对，接触对整体小型化，配合弹簧导电触指内径最小在1-2mm；接触对结构精巧达到轻型化，单PIN减重1g左右。

在本发明中弹簧导电触指4以符合车用标准及使用环境对高导电率和高弹性的要求，通过加工及热处理、电镀工艺加工而成。本发明的接触对具有高导电率、低内阻的指标。

在本发明中压缩小极柱2卡合在绝缘支架组件1上，固定小极柱5卡合在绝缘支架6上。

以下提供一具体的实施例进一步阐述本发明

实施例1

参照图1-图2，高低压连接器的极柱结构，本发明是为了新能源电动车电池包快换式高低压连接器的动、静极柱结构及性能设定开发的，其中压缩小极柱，材质为Hpb59铜，表面镀镍小极柱主体形状为圆柱形，为空心管状结构(符合减重要求)，前端有平底沉台与压缩堵头呈过盈配合形成带内扣式环形凹槽圆帽镶嵌弹簧导电触指，中间为凸缘盘，起轴向动态压缩定位作用，后端为有内孔(配合冷压线束铜芯)的小圆柱体；

进一步，压缩堵头，材质为Hpb59铜，表面镀镍，形状为圆柱加圆帽的T型结构，与C压缩小极柱呈过盈配合形成带内扣式环形凹槽圆帽镶嵌弹簧导电触指，圆帽下端的锥形对弹簧导电触指形成约束固定作用；

进一步，接触对整体小型化，配合弹簧导电触指内径最小在1-2mm；接触对结构精巧达到轻型化，单PIN减重1g左右；弹簧导电触指根据使用要求，以符合车用标准及使用环境对高导电率和高弹性的要求，专选合适的材料、加工及热处理、电镀工艺用特种设备加工而成；以及冷压连接端，极柱传输电流或信号需与芯线进行可靠连接，设计了按照芯线铜束直径匹配的孔径做结合，用专用设备做外形呈六边形的冷挤压加工，以此获得高导电率、低内阻的指标。

本发明的产品为换电模式中的核心部件，是车电分离和车电合一的桥接枢纽，高可靠、高精度、高性能、长寿命1万次换电的使用要求使产品设计制造进行充分论证、精析数据、多次多项测试、修正改进下完成。

可以实现接触对整体小型化，配合弹簧导电触指内径最小在1-2mm；接触对结构精巧达到轻型化，单PIN减重1g左右，有效提高产品耐振动、耐机械冲击等试验等级，试验中高低压极柱接触对能够满足连续大于7Ω的时间不超过1μs的无瞬断高要求。

还可以通过接触对的接触点由弹簧导电触指10-20匝簧圈与静触点接触，由单一点或面接触提升为10-20个柔性点接触，增强了在振动环境下的接触可靠性。

其中，接触对的弹簧导电触指在长寿命1万次对接时仍能有效对接，满足产品电性能要求。

本发明的产品应用实施例：在换电过程中，车辆要进行卸载亏电电池包和换装满电电池包两个过程，连接器(分车端、电池端两体)同时也经历断开、重新接合的程序，压缩小极柱应用于车端连接器，组装于连接器固定座内若干孔体中，极柱前端(镶嵌弹簧导电触指)在两体连接器对接后与对应的车端连接器静态小极柱通过压缩小极柱中段的压缩弹簧实现紧密抵压接触，导电触指为绕簧环状结构，在多向可实现压缩变形及回弹的功能，簧距之间有适当的间隙，有效解决了触头接触不牢靠会使动静触头间接接触电阻增大，导致接触面温度过高，使面接触变成点接触，甚至出现不导通现象，减轻了触头表面氧化、电弧烧蚀、运动部分有卡滞等不良现象。连接器各项性能指标对比普通连接器得到极大提升。如产品耐振动、耐机械冲击等试验中极柱接触对能够满足连续大于7Ω的时间不超过1μs无瞬断的高要求。不带导线测量前提下接触对的接触电阻小于1mΩ；从而实现接触对整体小型化，配合弹簧导电触指内径最小在1-2mm；接触对结构精巧达到轻型化，单PIN减重1g左右，有效提高产品耐振动、耐机械冲击等试验等级，试验中高低压极柱接触对能够满足连续大于7Ω的时间不超过1μs的无瞬断高要求；接触对的接触点由弹簧导电触指10-20匝簧圈与静触点接触，由单一点或面接触提升为10-20个柔性点接触，增强了在振动环境下的接触可靠性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.高低压连接器的极柱结构，其特征在于：包括动极柱结构和静极柱结构，所述静极柱结构包括固定小极柱，所述动极柱结构包括依次连接的压缩小极柱、压缩堵头和弹簧导电触指，所述弹簧导电触指与所述静极柱结构固定小极柱连接。

2.根据权利要求1所述的高低压连接器的极柱结构，其特征在于；所述压缩小极柱，材质为Hpb59铜，表面镀镍，形状为圆柱形的空心管状结构，所述压缩小极柱的前端通过平底沉台与压缩堵头呈过盈配，所述压缩堵头前端通过带内扣式环形凹槽圆帽镶嵌所述弹簧导电触指，所述压缩堵头前端设有一圆帽，起轴向动态压缩定位作用，后端为有内孔的圆柱体。

3.根据权利要求1所述的高低压连接器的极柱结构，其特征在于，所述压缩堵头，材质为Hpb59铜，表面镀镍，形状为圆柱加圆帽的T型结构，一端与压缩小极柱呈过盈配合，另一端形成带内扣式环形凹槽圆帽镶嵌弹簧导电触指，圆帽下端的锥形对弹簧导电触指形成约束固定作用。

4.根据权利要求1所述的高低压连接器的极柱结构，其特征在于，所述动极柱结构和静极柱结构构成的接触对，接触对整体小型化，配合弹簧导电触指内径最小在1-2mm；接触对结构精巧达到轻型化，单PIN减重1g左右。

5.根据权利要求1所述的高低压连接器的极柱结构，其特征在于，所述弹簧导电触指以符合车用标准及使用环境对高导电率和高弹性的要求，通过加工及热处理、电镀工艺加工而成。

6.根据权利要求1所述的高低压连接器的极柱结构，其特征在于，具有高导电率、低内阻的指标。

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