CN112838408B - 一种连接模块和充电连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源汽车充电设备技术领域，具体是一种连接模块和充电连接装置，包括被配置为固定安装的基体、与基体滑动配合的滑动套、触头和止位件，滑动套被优选为圆柱形，滑动套的第一端被设置在基体内的第一弹性件顶紧，滑动套的第二端配置有容纳空间，容纳空间内可滑动地配置有触头，触头设置在所述容纳空间内负责提供复位力的第二弹性件顶紧，触头的一侧设置止位件，止位件被设置在基体上，滑动套受外力朝向止位件滑动时，止位件阻止触头跟随滑动套移动，解决了现有技术中的充电连接器不能仅靠机械结构来满足各连接端子接触顺序的技术问题。

Description

一种连接模块和充电连接装置

技术领域

本发明涉及新能源汽车充电设备技术领域，具体是一种连接模块和充电连接装置。

背景技术

侧方充电是新能源汽车主流充电形式，其具有操作方便、功率大等诸多优点。伴随着电池容量的提高以及用户对充电时长的敏感程度的增加，新能源汽车充电的功率也随之增长，从而对线缆的使用也趋于更大规格，造成现如今充电器越来越重，可操作性降低，因此在新能源汽车领域，尤其是商用车领域，更青睐于自动充电代替手工插拔，但常规充电器形状不规则，定位精度不高，同时功率没有足够大，造成自动充电实用性不强，所以有必要对现有充电连接器进行改进，将其用于自动充电桩上，在增加功率的同时，提高容错率，在定位精度不高的情况下仍然可保证充电的可靠性及充电过程中的安全性。

发明内容

为了解决现有技术中的充电连接器不能仅靠机械结构来满足各连接端子接触顺序的技术问题，本发明提供了一种连接模块，解决了上述技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供了一种连接模块，包括：基体，被配置为固定安装；滑动套，所述滑动套与所述基体滑动配合，同时所述滑动套的第一端被设置在所述基体内的第一弹性件顶紧，所述滑动套的第二端配置有容纳触头的容纳空间；触头，所述触头可滑动地配置在所述容纳空间内，同时所述触头被设置在所述容纳空间内的第二弹性件顶紧，所述第二弹性件提供复位力；止位件，所述止位件被设置在所述基体上并位于所述触头的一侧，所述滑动套受外力朝向所述止位件滑动时，所述止位件阻止所述触头跟随所述滑动套移动。

进一步地，所述滑动套的第二端设有避让孔。

进一步地，所述基体包括基座和固定套，所述基座和固定套均被配置为固定安装，所述固定套内滑动安装所述滑动套，所述基座和所述滑动套之间配置所述第一弹性件。

进一步地，所述滑动套形成有容纳所述第一弹性件的环形槽。

进一步地，所述触头包括滑动座和固定在所述滑动座上的触针，所述滑动座滑动装配于所述容纳空间，所述滑动座的第一端朝向所述止位件，所述滑动座的第二端被所述第二弹性件顶紧。

本发明还提供了一种充电连接装置，包括：上述的连接模块，所述连接模块被配置为母端，其中，所述滑动套内还配置有母端接地触头，所述触头被配置为母端信号触头；公端，所述公端包括公端插头，所述公端插头的连接端面上配置有公端接地触头和公端信号触头，所述公端接地触头与所述母端接地触头的连接距离小于所述公端信号触头和母端信号触头的连接距离。

进一步地，所述公端插头的外周面上配置有公端电极环，所述母端的固定套内部配置有母端电极环，所述公端电极环和母端电极环的连接距离小于所述止位件到所述母端信号触头的距离以使电极连接在先。

进一步地，所述公端信号触头被配置为导电片，多个所述公端信号触头环绕在所述公端接地触头的周围。

本发明又提供了一种充电连接装置，包括：上述的连接模块，所述连接模块被配置为母端，其中，所述母端的固定套内部配置有母端电极环，所述触头被配置为母端信号触头；公端，所述公端包括公端插头，所述公端插头的外周面上配置有公端电极环，所述公端插头的连接端面上配置有公端信号触头，所述公端电极环和母端电极环的连接距离小于所述止位件到所述母端信号触头的距离以使电极连接在先。

进一步地，所述母端的接入口处设置有环状分布的第一密封件和第二密封件，且所述第一密封件和第二密封件在所述母端的轴向方向上设置间距，初始状态下，所述滑动套与所述第一密封件形成紧密配合，所述公端插入时先与所述第二密封件形成紧密配合而后与所述滑动套接触。

基于上述结构，本发明所能实现的技术效果为：

1、本发明的连接模块，在基体内设置有滑动配合的同时又被第一弹性件顶紧的滑动套，滑动套可与插入模块的插入端触碰先完成某一连接端子的对接(如接地端子)，滑动套的容纳空间内又配置有可滑动的触头，触头被第二弹性件顶紧，此时虽然已完成了前一连接端子的电连接，但插入模块仍无法与触头触碰完成对接，插入模块继续推动滑动套朝向止位件滑动，直至止位件伸入滑动套的容纳空间，伸入容纳空间的止位件将帮助触头克服第二弹性件的复位力，而后触头可相对滑动套做反向运动与插入模块接触并完成后一连接端子的电连接，由此，本发明的连接模块可使至少两组连接端子有顺序地完成电连接，仅靠机械结构就能满足了各连接端子的接触顺序。

2、本发明的充电连接装置的公端插入母端时，首先公端插头的连接端面与滑动套的第二端触碰，使得设置在公端端部的公端接地触头与设置在滑动套第二端的母端接地触头完成接地连接，而后公端插头推着滑动套伸入母端，使得设置在公端插头的外周面上的公端电极环与设置在母端的固定套内部的母端电极环完成电极连接，公端插头继续伸入母端，使得设置在基座上的止位件伸入滑动套并推动设置在容纳空间内的母端信号触头，母端信号触头在止位件的帮助下克服第二弹性件的复位力并伸出滑动套的第二端，伸出滑动套的第二端的母端信号触头正好与设置在公端插头的连接端面上的公端信号触头触碰完成信号连接。由此，本发明的充电连接装置利用机械结构在连接过程中严格按照接地连接-电极连接-信号连接的顺序完成导通，符合GB/T20234.1-2015中关于防触电保护的要求。

附图说明

图1是本发明的连接模块的整体结构示意图；

图2是本发明的连接模块的剖面示意图；

图3是本发明的充电连接装置的未对接完成时的剖面示意图；

图4是图3的A部分局部放大示意图；

图5是本发明的充电连接装置的对接完成时的剖面示意图；

图6是图5的B部分局部放大示意图；

图7是本发明的充电连接装置的未对接完成时的整体结构示意图；

图8是本发明的充电连接装置的滑动套的示意图；

图9是本发明的充电连接装置的公端插头的示意图。

其中：1-基体，11-基座，12-固定套，121-母端电极环，13-第一密封件，14-第二密封件，15-第三密封件；2-滑动套，21-第一端，22-第二端，23-避让孔，24-环形槽，25-母端接地触头；3-触头，31-滑动座，32-触针；3a-母端信号触头；4-止位件；5-第一弹性件；6-第二弹性件；7-公端插头，71-公端接地触头，72-公端信号触头，73-公端电极环；8-线缆。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

根据标准号：GB/T20234.1-2015，标准名称：电动汽车传导充电用连接装置中第1部分：通用要求中，6.5防触电保护，6.5.2当插入供电插头或车辆插头时：接地端子应最先连接；控制导引端子应晚于相线端子及中性端子连接。

为了满足上述标准的要求，如图1-2所示，本发明提供了一种连接模块，包括被配置为固定安装的基体1、与基体1滑动配合的滑动套2、触头3和止位件4，滑动套2被优选为圆柱形，滑动套2的第一端21被设置在基体1内的第一弹性件5顶紧，滑动套2的第二端22配置有容纳空间，容纳空间内可滑动地配置有触头3，触头3设置在所述容纳空间内被负责提供复位力的第二弹性件6顶紧，触头3的一侧设置止位件4，止位件4被设置在基体1上，滑动套2受外力朝向止位件4滑动时，止位件4阻止触头3跟随滑动套2移动。

本发明的连接模块，在基体1内设置有滑动配合的同时又被第一弹性件5顶紧的滑动套2，滑动套2可与插入模块的插入端触碰先完成某一连接端子的对接(如接地端子)，滑动套2的容纳空间内又配置有可滑动的触头3，触头3被第二弹性件6顶紧，此时虽然已完成了前一连接端子的电连接，但插入模块仍无法与触头3触碰完成对接，插入模块继续推动滑动套2朝向止位件4滑动，直至止位件4伸入滑动套2的容纳空间，伸入容纳空间的止位件4将帮助触头3克服第二弹性件6的复位力，而后触头3可相对滑动套2做反向运动与插入模块接触并完成后一连接端子的电连接，由此，本发明的连接模块完全利用机械结构就可使至少两组连接端子有顺序地完成电连接，符合GB/T20234.1-2015中关于防触电保护的要求。

根据本发明的一个具体实施例，滑动套2的第二端22设有避让孔23以便于触点伸出滑动套2与插入模块形成电连接。

为了便于其他端子触点的安装以及后续的维护方便，基体1包括基座11和固定套12，基座11和固定套12均被配置为固定安装，固定套12内滑动安装滑动套2，基座11和滑动套2之间配置第一弹性件5。

为了使第一弹性件5不对滑动套2产生径向方向的作用力，滑动套2形成有容纳第一弹性件5的环形槽24以使滑动套2更为顺畅地在基体1内滑动。

根据本发明的一个具体实施例，触头包括滑动座31和固定在滑动座31上的触针32，触针32被优选为弹性触针，滑动座31滑动装配于容纳空间，滑动座31的第一端21朝向止位件4，滑动座31的第二端22被第二弹性件6顶紧。

如图2-9所示，本发明还提供了一种充电连接装置，包括母端和公端，母端即上述的连接模块，其中，滑动套2内还配置有母端接地触头25，母端接地触头25的接入端形成在滑动套2的第二端22端面上，上述连接模块中的触头被配置为母端信号触头3a，公端包括公端插头7，公端插头7的连接端面上配置有公端接地触头71和公端信号触头72，公端接地触头71与母端接地触头25的连接距离小于公端信号触头72和母端信号触头3a的连接距离。

本发明的充电连接装置，公端插头7插入母端与滑动套2触碰时，配置在公端插头7的连接端面上的公端接地触头71与滑动套2第二端22端面上的母端接地触头25首先完成电连接，而后公端插头7继续伸入母端，伸入母端的公端插头7推动滑动套2朝向止位件4滑动，直至止位件4伸入滑动套2的容纳空间，伸入容纳空间的止位件4将帮助母端信号触头3a克服第二弹性件6的复位力，而后母端信号触头3a可相对滑动套2做反向运动与公端信号触头72接触并完成信号连接，由此，本发明的充电连接装置在公端与母端对接时采用机械结构就实现了接地连接先于信号连接，符合GB/T20234.1-2015中关于防触电保护的要求。

根据本发明的一个具体实施例，公端插头7的外周面上配置有公端电极环73，母端的固定套12内部配置有母端电极环121，公端电极环73和母端电极环121的连接距离小于止位件4到母端信号触头3a的距离以使电极连接先于信号连接。本实例中的公端电极环73和母端电极都是采用的环状结构，接触面积大，可实现超大电流充电，极大缩短充电时长，同时，公端电极环73和母端电极可根据实际应用需求确定数量，数量越多，在满足耐压绝缘的前提下达到能传输的电流也更大。

为了便于公端与母端的对接，公端信号连接触头被配置为导电片，多个公端信号触头72环绕在公端接地触头71的周围。由此，当公端插入母端时可忽略部分圆周偏差，使得对接过程更为便利。

如图2-9所示，本发明又提供了一种充电连接装置，包括母端和公端，母端即上述的连接模块，其中，母端的固定套12内部配置有母端电极环121，上述连接模块中的触头被配置为母端信号触头3a，公端包括公端插头7，公端插头7的外周面上配置有公端电极环73，公端插头7的连接端面上配置有公端信号触头72，公端电极环73和母端电极环121的连接距离小于止位件4到母端信号触头3a的距离以使电极连接在先。

本发明的充电连接装置，由于公端电极环73和母端电极环121的连接距离小于止位件4到母端信号触头3a的距离，公端插入母端时，公端电极环73和母端电极环121先完成电连接，而后止位件4才能触碰到母端信号触头3a，母端信号触头3a在止位件4的帮助下克服第二弹性件6的复位力并在容纳腔是内滑动，滑动后的母端信号触头3a与公端信号触头72接触完成电连接，

由此，本发明的充电连接装置的采用机械结构就可实现电极连接先于信号连接，符合GB/T20234.1-2015中关于防触电保护的要求。

为了提高本发明充电连接装置的防护等级，母端的接入口处设置有环状分布的第一密封件13和第二密封件14，且第一密封件13和第二密封件14在母端的轴向方向上设置间距，初始状态下，滑动套2与第一密封件13形成紧密配合以确保不会有外部水进入母端电极环121所在的位置，公端插入时先与第二密封件14形成紧密配合而后与滑动套2接触以确保整个过程中都不会有外部水进入母端电极环121所在的位置。

进一步地，母端电极环121被配置为偶数组，其中一半为正极环、一半为负极环，同时，在母端的固定套12上设置第三密封件15，第三密封件15将正极环、负极环在母端的轴向方向上隔开。这样，当第一密封件13或第二密封件14出现损坏，有外部水流入到母端电极环121处时也会因为第三密封件15的阻隔而无法形成短路，提高了整体安全性。

根据本发明的一个具体实施例，连接母端电极环121的线缆8是沿着公端的轴向插入的，插入后的线缆8是通过径向设置的接线端子与母端电极环121形成连接的。

为了方便公端与母端的对接，母端的接入口处设置有导向件。这样，即使插入时公端与母端不同心，依然能完成对接。

基于上述基本结构，本发明的充电连接装置的公端插入母端时，首先公端插头7的连接端面与滑动套2的第二端22触碰，使得设置在公端端部的公端接地触头71与设置在滑动套2第二端22的母端接地触头25完成接地连接，而后公端插头7推着滑动套2伸入母端，使得设置在公端插头7的外周面上的公端电极环73与设置在母端的固定套12内部的母端电极环121完成电极连接，公端插头7继续伸入母端，使得设置在基座11上的止位件4伸入滑动套2并推动设置在容纳空间内的母端信号触头3a，母端信号触头3a在止位件4的帮助下克服第二弹性件6的复位力并伸出滑动套2的第二端22，伸出滑动套2的第二端22的母端信号触头3a正好与设置在公端插头7的连接端面上的公端信号触头72触碰完成信号连接。由此，本发明的充电连接装置利用机械结构在连接过程中严格按照接地连接-电极连接-信号连接的顺序完成导通，符合GB/T20234.1-2015中关于防触电保护的要求。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种连接模块，其特征在于，包括：

基体（1），被配置为固定安装；

滑动套（2），所述滑动套（2）与所述基体（1）滑动配合，同时所述滑动套（2）的第一端（21）被设置在所述基体（1）内的第一弹性件（5）顶紧，所述滑动套（2）的第二端（22）配置有容纳触头（3）的容纳空间；

触头（3），所述触头（3）可滑动地配置在所述容纳空间内，同时所述触头（3）被设置在所述容纳空间内的第二弹性件（6）顶紧，所述第二弹性件（6）提供复位力；

止位件（4），所述止位件（4）被设置在所述基体（1）上并位于所述触头（3）的一侧，所述滑动套（2）受外力朝向所述止位件（4）滑动时，所述止位件（4）阻止所述触头（3）跟随所述滑动套（2）移动；

在插接过程中, 滑动套(2)与插入模块的插入端触碰先完成某一连接端子的对接,而后完成触头(3)的电连接。

2.根据权利要求1所述的连接模块，其特征在于，所述滑动套（2）的第二端（22）设有避让孔（23）。

3.根据权利要求1或2所述的连接模块，其特征在于，所述基体（1）包括基座（11）和固定套（12），所述基座（11）和固定套（12）均被配置为固定安装，所述固定套（12）内滑动安装所述滑动套（2），所述基座（11）和所述滑动套（2）之间配置所述第一弹性件（5）。

4.根据权利要求1所述的连接模块，其特征在于，所述滑动套（2）形成有容纳所述第一弹性件（5）的环形槽（24）。

5.根据权利要求1所述的连接模块，其特征在于，所述触头（3）包括滑动座（31）和固定在所述滑动座（31）上的触针（32），所述滑动座（31）滑动装配于所述容纳空间，所述滑动座（31）的第一端（21）朝向所述止位件（4），所述滑动座（31）的第二端（22）被所述第二弹性件（6）顶紧。

6.一种充电连接装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-5任意一项所述的连接模块，所述连接模块被配置为母端，其中，所述滑动套（2）内还配置有母端接地触头（25），所述触头（3）被配置为母端信号触头（3a）；

公端，所述公端包括公端插头（7），所述公端插头（7）的连接端面上配置有公端接地触头（71）和公端信号触头（72），所述公端接地触头（71）与所述母端接地触头（25）的连接距离小于所述公端信号触头（72）和母端信号触头（3a）的连接距离。

7.根据权利要求6所述的充电连接装置，其特征在于，所述公端插头（7）的外周面上配置有公端电极环（73），所述母端的固定套（12）内部配置有母端电极环（121），所述公端电极环（73）和母端电极环（121）的连接距离小于所述止位件（4）到所述母端信号触头（3a）的距离以使电极连接在先。

8.根据权利要求6所述的充电连接装置，其特征在于，所述公端信号触头（72）被配置为导电片，多个所述公端信号触头（72）环绕在所述公端接地触头（71）的周围。

9.一种充电连接装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-5任意一项所述的连接模块，所述连接模块被配置为母端，其中，所述母端的固定套（12）内部配置有母端电极环（121），所述触头（3）被配置为母端信号触头（3a）；

公端，所述公端包括公端插头（7），所述公端插头（7）的外周面上配置有公端电极环（73），所述公端插头（7）的连接端面上配置有公端信号触头（72），所述公端电极环（73）和母端电极环（121）的连接距离小于所述止位件（4）到所述母端信号触头（3a）的距离以使电极连接在先。

10.根据权利要求9所述的充电连接装置，其特征在于，所述母端的接入口处设置有环状分布的第一密封件（13）和第二密封件（14），且所述第一密封件（13）和第二密封件（14）在所述母端的轴向方向上设置间距，初始状态下，所述滑动套（2）与所述第一密封件（13）形成紧密配合，所述公端插入时先与所述第二密封件（14）形成紧密配合而后与所述滑动套（2）接触。

Images