CN113276704B - 一种新能源汽车充电枪用充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源技术领域，且公开了一种新能源汽车充电枪用充电桩，包括充电桩和充电枪，所述充电桩上固定安装充电头，所述充电头与充电枪适配，所述充电头上开设有降温腔，所述降温腔靠近充电桩的一侧固定安装有固定底板，所述固定底板靠近降温腔的内侧中部固定安装有开关装置。本发明通过将充电桩的充电头设置成可移动的，利用膨胀合金受热膨胀的属性，来推动固定前板移动，使得正负极头远离充电枪的接触头，以此来实现断电降温效果，避免温度过高导致充电枪头变形，通过在套筒上设感温通道，直接检测与电源接触的直流正负极头温度，来提高测温的精确度，降低充电枪头以及套筒变形的概率。

Description

一种新能源汽车充电枪用充电桩

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体为一种新能源汽车充电枪用充电桩。

背景技术

近年来，在新能源以及环保的压力下，汽车领域也开始用电力和动力电池来取代原来的常规燃料，以达到环保、低公害的效果，新能源汽车包括混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、其他新能源汽车四大类型，这种电动汽车都需要利用充电枪补充电能。

为了快速充电，现有的快充充电枪功率高，在短时间内实现充电，会使得充电桩与充电枪接触的枪头之间温度过高，且为了避免枪头掉落，充电枪头与充电桩之间紧密接触，散热效果很差，因此一旦温度过高很容易引起枪头变形，使得充电枪被卡在充电桩中。

发明内容

针对背景技术中提出的现有充电枪用充电桩在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种新能源汽车充电枪用充电桩，具备避免温度过高导致枪头变形、提高充电桩与充电枪之间的散热效果的优点，解决了上述背景技术中提出关于充电枪功率过高导致抢头高温变形的问题。

本发明提供如下技术方案：一种新能源汽车充电枪用充电桩，包括充电桩和充电枪，所述充电桩上固定安装充电头，所述充电头与充电枪适配，所述充电头上开设有降温腔，所述降温腔靠近充电桩的一侧固定安装有固定底板，所述固定底板靠近降温腔的内侧中部固定安装有开关装置，所述固定底板靠近的降温腔的内侧还固定安装有弹簧，所述弹簧缠绕在开关装置的外侧，所述降温腔的内部活动安装固定前板，所述开关装置、弹簧的另一端固定安装在固定前板靠近固定底板的一侧，所述固定前板固定安装有内部中空的圆柱状套筒，所述套筒的内部设有直流正极头、直流负极头所述固定底板靠近降温腔的内侧中部固定安装有开关装置，所述固定底板靠近的降温腔的内侧还固定安装有弹簧，所述弹簧缠绕在开关装置的外侧，所述降温腔的内部活动安装固定前板，所述开关装置、弹簧的另一端固定安装在固定前板靠近固定底板的一侧，所述固定前板固定安装有内部中空的圆柱状套筒，所述套筒的内部设有直流正极头、直流负极头，所述套筒远离固定前板中心处外侧壁内部均安装有感温装置。

优选的，所述开关装置包括伸缩管，所述伸缩管的中部设有隔膜，所述隔膜将伸缩管的内部空间分成两个互不连通的空腔，所述伸缩管穿过套筒的一端固定安装有由负极腔、正极腔组成的T型板，所述T型板的内部通过隔膜分成负极腔、正极腔，所述负极腔、正极腔远离T型板中心的另一端内部均设有移动触头，所述移动触头与T型板的侧壁活动安装，所述负极腔、正极腔远离中心的一侧设有接头用于安装负极导线、正极导线，所述负极腔、移动触头内部填充有导电液。

优选的，所述感温装置包括固定杆头，所述固定杆头与套筒内部固定安装，所述固定杆头的另一端固定安装有膨胀合金，且套筒的内部设有槽用于安装固定杆头，所述膨胀合金与套筒内部的槽之间接触但不连接，所述膨胀合金的形状为T型，所述膨胀合金的另一端紧贴限位环，所述限位环位于降温腔的内部侧壁，当充电枪的底侧与直流正极头、直流负极头完全接触时，所述充电枪靠近降温腔的一端侧面处于的位置为限位环的位置，所述限位环的另一侧面紧贴充电枪，所述套筒上靠近直流正极头、直流负极头的一侧内部开设有感温通道，所述感温通道连通直流正极头、直流负极头所在空间与膨胀合金之间。

优选的，所述降温腔上下两侧均设有安装有气管，所述气管的一端安装在降温腔靠近固定底板的一端，所述气管的另一端安装在靠近感温装置的一侧，所述降温腔的上下两侧固定安装有降温装置，所述降温装置的一端紧贴降温腔的侧壁，且降温装置的另一端延伸至充电头的外部，所述降温装置包括陶瓷体，所述陶瓷体可分为两组，两组所述陶瓷体分别位于降温腔的两侧，每组所述陶瓷体共设有两块，两块所述陶瓷体分别位于降温腔的外侧壁以及充电头的外侧壁，两块所述陶瓷体之间设有P型半导体、N型半导体，所述P型半导体、N型半导体之间通过导电铜板连接，且P型半导体、N型半导体之间间隔安装在陶瓷体之间，所述导电铜板固定安装在陶瓷体上，所述P型半导体、N型半导体之间通过导电铜板首尾相连，两组降温装置中，P型半导体与负极导线之间接通，所述N型半导体与正极导线之间接通。

优选的，当充电枪与直流正极头、直流负极头完全接触时，充电枪的末端与固定前板之间存在有间隙。

优选的，所述套筒的内外两侧沿着套筒的轴心线方向设有U型槽道，所述套筒的内外环分别设有四个U型槽道，四个所述U型槽道沿着套筒的圆心周向均布。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过将充电桩的充电头设置成可移动的，利用膨胀合金受热膨胀的属性，来推动固定前板移动，使得正负极头远离充电枪的接触头，以此来实现断电降温效果，避免温度过高导致充电枪头变形，通过在套筒上设感温通道，直接检测与电源接触的直流正负极头温度，来提高测温的精确度，降低充电枪头以及套筒变形的概率。

2、本发明通过膨胀合金来带动固定前板移动，来带动开关装置的通断，在充电断路时，制冷电路通路，此时利用充电桩的直流电流带动降温装置的运行，利用帕尔贴效应，实现对降温腔的制冷，通过对固定前板来对正负极头降温，避免了自然冷却时充电时间的浪费，同时利用强制降温来加快冷却时间，缩短了新能源汽车充电的时长。

3、本发明通过在充电枪以及固定前板之间设置间隙，在套筒的内外环上开设U型槽道，当时固定前板移动时会使得降温腔内部的冷空气流动，然后冷空气会在气压作用下通过气管，流通到充电枪以及充电头之间紧贴处，将内部的热量带走，从而提高充电枪以及充电头之间的散热效果，加快冷却。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明高温状态结构示意图；

图3为本发明图1中A处结构示意图；

图4为本发明图3中C处结构示意图；

图5为本发明图2中B处结构示意图；

图6为本发明图5中D处结构示意图；

图7为本发明充电头侧视纵剖结构示意图。

图中：1、充电桩；2、充电枪；3、充电头；4、降温腔；5、固定底板；6、开关装置；61、伸缩管；62、隔膜；63、负极腔；64、正极腔；65、移动触头；66、负极导线；67、正极导线；7、弹簧；8、固定前板；9、套筒；10、直流正极头；11、直流负极头；12、感温装置；121、固定杆头；122、膨胀合金；123、限位环；124、感温通道；13、气管；14、降温装置；141、陶瓷体；142、P型半导体；143、N型半导体；144、导电铜板。

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。

请参阅图1-7，一种新能源汽车充电枪用充电桩，包括充电桩1和充电枪2，充电桩1上固定安装充电头3，充电头3与充电枪2适配，充电头3上开设有降温腔4，降温腔4靠近充电桩1的一侧固定安装有固定底板5，固定底板5的中部开设有孔用电源导线通过，固定底板5靠近降温腔4的内侧中部固定安装有开关装置6，开关装置6将固定底板5上用于通过导线的孔堵住，使得降温腔4内部是密封空间，固定底板5靠近的降温腔4的内侧还固定安装有弹簧7，弹簧7缠绕在开关装置6的外侧，降温腔4的内部活动安装固定前板8，开关装置6、弹簧7的另一端固定安装在固定前板8靠近固定底板5的一侧，固定前板8固定安装有内部中空的圆柱状套筒9，套筒9的内部设有直流正极头10、直流负极头11，电源导线穿过固定底板5，经过开关装置6延伸到固定前板8的内部，套筒9、直流正极头10、直流负极头11均固定安装在固定前板8的一侧，在现有技术中，固定前板8上应安装有两个充电连接确定接口、两个充电通信接口、直流电源正负接头、低压辅助电源正负接口，这些接口的连接导线均通过开关装置6，在固定前板8内部与其连接，且开关装置6的外部设有密封套，固定前板8的中部设有圆孔用于安装开关装置6的另一端，套筒9远离固定前板8中心处外侧壁内部均安装有感温装置12，降温腔4上下两侧均设有安装有气管13，气管13的一端安装在降温腔4靠近固定底板5的一端，气管13的另一端安装在靠近感温装置12的一侧，两个气管13分别作为出风管以及进风管，出风管靠近固定底板5的一端设有单向出风阀，进风管靠近固定底板5的一端设有单向进风阀，降温腔4的上下两侧固定安装有降温装置14，降温装置14的一端紧贴降温腔4的侧壁，且降温装置14的另一端延伸至充电头3的外部。

其中，开关装置6包括伸缩管61，伸缩管61的中部设有隔膜62，隔膜62将伸缩管61的内部空间分成两个互不连通的空腔，伸缩管61穿过套筒9的一端固定安装有由负极腔63、正极腔64组成的T型板，T型板的内部通过隔膜62分成负极腔63、正极腔64，负极腔63、正极腔64远离T型板中心的另一端内部均设有移动触头65，移动触头65与T型板的侧壁活动安装，负极腔63、正极腔64远离中心的一侧设有接头用于安装负极导线66、正极导线67，负极腔63、移动触头65内部填充有导电液，负极腔63内部的移动触头65连接的是直流负极头11，然后通过负极腔63内部的导电液与负极导线66之间形成通路，正极腔64内部的移动触头65通过正极腔64内部的导电液与正极导线67之间形成通路。

其中，感温装置12包括固定杆头121，固定杆头121与套筒9内部固定安装，固定杆头121的另一端固定安装有膨胀合金122，且套筒9的内部设有槽用于安装固定杆头121，膨胀合金122与套筒9内部的槽之间接触但不连接，膨胀合金122的形状为T型，膨胀合金122的另一端紧贴限位环123，限位环123位于降温腔4的内部侧壁，当充电枪2的底侧与直流正极头10、直流负极头11完全接触时，充电枪2靠近降温腔4的一端侧面处于的位置为限位环123的位置，限位环123的另一侧面紧贴充电枪2，套筒9上靠近直流正极头10、直流负极头11的一侧内部开设有感温通道124，感温通道124连通直流正极头10、直流负极头11所在空间与膨胀合金122之间，当直流正极头10、直流负极头11工作时产生的高温通过感温通道124传递到膨胀合金122上，使得膨胀合金122受到高温膨胀，膨胀的膨胀合金122将变形伸长，然后通过作用在固定的限位环123上，使得套筒9上的力作用在固定前板8上，克服弹力，使得整个直流正极头10、直流负极头11推离充电枪2上连接头，且不会使得充电枪2掉落，将充电桩的充电头设置成可活动的，感温通道124处连通的是充电桩中的直流电源接头，能够更加精准的接收充电桩充电头的温度变化，避免温度接受不及时使得充电枪2处的枪头变形。

其中，降温装置14包括陶瓷体141，陶瓷体141可分为两组，两组陶瓷体141分别位于降温腔4的两侧，每组陶瓷体141共设有两块，两块陶瓷体141分别位于降温腔4的外侧壁以及充电头3的外侧壁，两块陶瓷体141之间设有P型半导体142、N型半导体143，P型半导体142、N型半导体143之间通过导电铜板144连接，且P型半导体142、N型半导体143之间间隔安装在陶瓷体141之间，导电铜板144固定安装在陶瓷体141上，P型半导体142、N型半导体143之间通过导电铜板144首尾相连，两组降温装置14中，P型半导体142与负极导线66之间接通，N型半导体143与正极导线67之间接通；

因此，可形成一条完整的通路，电流通过直流负极头11出去，通过负极腔63内部的移动触头65，利用负极腔63内部的导电液与负极导线66以及P型半导体142之间导通，然后经过陶瓷体141之间的P型半导体142、导电铜板144、N型半导体143，利用正极导线67流回，通过正极腔64内部的移动触头65与直流正极头10连通，形成完整回路，根据帕尔贴效应，电流通过两种不同导体的界面时，将从外界吸收热量或着释放热量，应用到制冷行业为电子制冷，其原理为：当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料连结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端，由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端，当电流从P型半导体流入时，此时，位于充电头3外部的P、N型半导体之间为P-N结，释放热量，为热端，而靠近降温腔4处为N-P结，此时降温腔4外部的P型半导体142、N型半导体143吸收热量，为冷端，对降温腔4内部的空气进行制冷；

另外，由于现有的充电桩都是按小时收费的，如果仅仅设置高温通断装置，充电桩与充电枪之间贴合过于紧密，散热效果不佳，在此过程中等待自然冷却速度过慢，在此过程中不能充电，浪费了充电桩使用时间，造成电量浪费，同时延长了汽车充电时间，因此利用开关装置6，来实现上述电路的通断，当充电因高温断路了，此时，由于膨胀合金122推动固定前板8运动，使得开关装置6收缩，此时伸缩管61内部的导电液挤压移动触头65，使得移动触头65接触直流正极头10、直流负极头11，电路通路，利用充电桩付费的电来进行强制制冷，使得冷气通过固定前板8从底部传递到直流正极头10、直流负极头11上，冷却直流正极头10、直流负极头11，提高直流正极头10、直流负极头11的冷却速度，加快冷却，减少充电时间以及电量浪费。

其中，当充电枪2与直流正极头10、直流负极头11完全接触时，充电枪2的末端与固定前板8之间存在有间隙。

其中，套筒9的内外两侧沿着套筒9的轴心线方向设有U型槽道，套筒9的内外环分别设有四个U型槽道，四个U型槽道沿着套筒9的圆心周向均布，由于固定前板8向固定底板5方向运动时，会挤压降温腔4内部的冷空气，冷空气经过气管13中的出风管后，会流动到套筒9与限位环123之间的空腔，当时直流正极头10、直流负极头11被推离充电枪2时，套筒9、直流正极头10、直流负极头11以及槽道之间会通过其与充电枪2之间的空隙流动，然后冷空气会经过整个的套筒9、直流正极头10、直流负极头11、充电枪2和固定前板8之间的间隙以及充电枪2紧密接触的地方，将不便散热处的热量带走，以此加速充电桩以及充电枪之间的散热，提高散热效果。

本发明的使用方法如下：

正常使用时，将充电枪2插入充电头3中，当充电一段时间后，由于温度过高，此时直流正极头10、直流负极头11的温度急剧升高，温度通过感温通道124，将温度传递到膨胀合金122上，使得感温装置12膨胀变形伸长，利用限位环123对固定杆头121的反作用力带动套筒9向固定底板5方向运动，使得直流正极头10、直流负极头11与充电枪2的底部断路，停止充电，此时，固定前板8在套筒9的带动下向固定底板5移动，会使得降温腔4中的伸缩管61收缩挤压内部的导电液，使得移动触头65与直流正极头10、直流负极头11之间连通，使得电流从直流负极头11处经过负极腔63中的移动触头65然后经过导电液与负极导线66连接，与P型半导体142之间接通，电流从P型半导体142流向N型半导体143，再从N型半导体143流向P型半导体142，最后通过正极导线67以及正极腔64内部的导电液、移动触头65与直流正极头10之间连通，使得降温腔4外端的半导体形成N-P结，为冷端，充电头3外侧的半导体之间形成P-N结，为热端，对降温腔4内部的空气降温，通过固定前板8对直流正极头10、直流负极头11降温，另外在固定前板8移动的过程中由于会带动降温腔4内部气压变化，利用气管13将冷空气通过充电枪2、固定前板8之间的间隙、以及直流正极头10、直流负极头11上的U型槽道，在充电枪2与充电头3之间紧密接触处形成循环气流，进行散热，温度降下后，弹簧7复位作用，使得充电枪2再次充电。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种新能源汽车充电枪用充电桩，包括充电桩（1）和充电枪（2），其特征在于：所述充电桩（1）上固定安装充电头（3），所述充电头（3）与充电枪（2）适配，所述充电头（3）上开设有降温腔（4），所述降温腔（4）靠近充电桩（1）的一侧固定安装有固定底板（5），所述固定底板（5）靠近降温腔（4）的内侧中部固定安装有开关装置（6），所述固定底板（5）靠近的降温腔（4）的内侧还固定安装有弹簧（7），所述弹簧（7）缠绕在开关装置（6）的外侧，所述降温腔（4）的内部活动安装固定前板（8），所述开关装置（6）、弹簧（7）的另一端固定安装在固定前板（8）靠近固定底板（5）的一侧，所述固定前板（8）固定安装有内部中空的圆柱状套筒（9），所述套筒（9）的内部设有直流正极头（10）、直流负极头（11）所述固定底板（5）靠近降温腔（4）的内侧中部固定安装有开关装置（6），所述固定底板（5）靠近的降温腔（4）的内侧还固定安装有弹簧（7），所述弹簧（7）缠绕在开关装置（6）的外侧，所述降温腔（4）的内部活动安装固定前板（8），所述开关装置（6）、弹簧（7）的另一端固定安装在固定前板（8）靠近固定底板（5）的一侧，所述固定前板（8）固定安装有内部中空的圆柱状套筒（9），所述套筒（9）的内部设有直流正极头（10）、直流负极头（11），所述套筒（9）远离固定前板（8）中心处外侧壁内部均安装有感温装置（12）；

所述开关装置（6）包括伸缩管（61），所述伸缩管（61）的中部设有隔膜（62），所述隔膜（62）将伸缩管（61）的内部空间分成两个互不连通的空腔，所述伸缩管（61）穿过套筒（9）的一端固定安装有由负极腔（63）、正极腔（64）组成的T型板，所述T型板的内部通过隔膜（62）分成负极腔（63）、正极腔（64），所述负极腔（63）、正极腔（64）远离T型板中心的另一端内部均设有移动触头（65），所述移动触头（65）与T型板的侧壁活动安装，所述负极腔（63）、正极腔（64）远离中心的一侧设有接头用于安装负极导线（66）、正极导线（67），所述负极腔（63）、移动触头（65）内部填充有导电液；

所述感温装置（12）包括固定杆头（121），所述固定杆头（121）与套筒（9）内部固定安装，所述固定杆头（121）的另一端固定安装有膨胀合金（122），且套筒（9）的内部设有槽用于安装固定杆头（121），所述膨胀合金（122）与套筒（9）内部的槽之间接触但不连接，所述膨胀合金（122）的形状为T型，所述膨胀合金（122）的另一端紧贴限位环（123），所述限位环（123）位于降温腔（4）的内部侧壁，当充电枪（2）的底侧与直流正极头（10）、直流负极头（11）完全接触时，所述充电枪（2）靠近降温腔（4）的一端侧面处于的位置为限位环（123）的位置，所述限位环（123）的另一侧面紧贴充电枪（2），所述套筒（9）上靠近直流正极头（10）、直流负极头（11）的一侧内部开设有感温通道（124），所述感温通道（124）连通直流正极头（10）、直流负极头（11）所在空间与膨胀合金（122）之间；

所述降温腔（4）上下两侧均设有安装有气管（13），所述气管（13）的一端安装在降温腔（4）靠近固定底板（5）的一端，所述气管（13）的另一端安装在靠近感温装置（12）的一侧，所述降温腔（4）的上下两侧固定安装有降温装置（14），所述降温装置（14）的一端紧贴降温腔（4）的侧壁，且降温装置（14）的另一端延伸至充电头（3）的外部，固定前板（8）在套筒（9）的带动下向固定底板（5）移动，会使得降温腔（4）中的伸缩管（61）收缩挤压内部的导电液，使得移动触头（65）与直流正极头（10）、直流负极头（11）之间连通。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电枪用充电桩，其特征在于：所述降温装置（14）包括陶瓷体（141），所述陶瓷体（141）可分为两组，两组所述陶瓷体（141）分别位于降温腔（4）的两侧，每组所述陶瓷体（141）共设有两块，两块所述陶瓷体（141）分别位于降温腔（4）的外侧壁以及充电头（3）的外侧壁，两块所述陶瓷体（141）之间设有P型半导体（142）、N型半导体（143），所述P型半导体（142）、N型半导体（143）之间通过导电铜板（144）连接，且P型半导体（142）、N型半导体（143）之间间隔安装在陶瓷体（141）之间，所述导电铜板（144）固定安装在陶瓷体（141）上，所述P型半导体（142）、N型半导体（143）之间通过导电铜板（144）首尾相连，两组降温装置（14）中，P型半导体（142）与负极导线（66）之间接通，所述N型半导体（143）与正极导线（67）之间接通。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电枪用充电桩，其特征在于：当充电枪（2）与直流正极头（10）、直流负极头（11）完全接触时，充电枪（2）的末端与固定前板（8）之间存在有间隙。

4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电枪用充电桩，其特征在于：所述套筒（9）的内外两侧沿着套筒（9）的轴心线方向设有U型槽道，所述套筒（9）的内外环分别设有四个U型槽道，四个所述U型槽道沿着套筒（9）的圆心周向均布。