CN114024174A - 一种自动锁紧的充电座、充电装置及机动车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动锁紧的充电座、充电装置及机动车辆，充电座包括座体、端子和锁紧机构，座体上设有至少一个端子筒，端子具有直径变化的插入段，插入段的至少部分设置在端子筒内部，插入段内部形成插入腔体，锁紧机构至少部分设置在插入段外周，并构造成沿端子轴向方向平移并使插入腔体的直径缩小或扩大。本发明的自动锁紧的充电座，可以在公端子与母端子对插时使母端子自动锁紧，保证母端子与公端子对插时的接触面积，降低对插结构的接触电阻，减少由于对插结构温升过高产生的零部件损坏甚至车辆烧毁的风险。

Description

一种自动锁紧的充电座、充电装置及机动车辆
技术领域
本发明涉及电能传输领域，更具体地，涉及一种自动锁紧的充电座、一种充电装置及一种机动车辆。
背景技术
电动汽车在充电时需要将充电枪插入到充电座中。充电枪内部的公端子与充电座内部的母端子对插实现电气导通，当前市面上存在的接插件形式多为线簧孔、弓片形式，多为依靠端子本身材料的弹力实现对插时端子的接触连接，结构相当复杂且接触电阻和使用时的温升多数无法满足要求，由于充电电流较大，在充电时端子由于温度升高，端子本身的材料膨胀扩张，使母端子的对插腔体扩大，与公端子的接触面积减小，使对插结构的接触电阻升高，进而导致温升更高，已经有多起案例因接插件结构、温升、接触电阻等问题造成车辆烧毁或局部零部件损坏，对车辆、人员人身造成伤亡等事故。
目前，急需一种在公端子与母端子对插时能够使母端子自动锁紧的充电座结构，可以保证母端子与公端子对插时的接触面积，降低对插结构的接触电阻，减少由于对插结构温升过高产生的零部件损坏甚至车辆烧毁的风险。
发明内容
本发明提供一种自动锁紧的充电座，能够在公端子与母端子对插时使母端子自动锁紧，保证母端子与公端子对插时的接触面积，降低对插结构的接触电阻，减少由于对插结构温升过高产生的零部件损坏甚至车辆烧毁的风险。包括座体，所述座体上设有至少一个端子筒；端子，所述端子具有直径变化的插入段，所述插入段的至少部分设置在所述端子筒内部，所述插入段内部形成插入腔体；锁紧机构，所述锁紧机构至少部分设置在所述插入段外周，并构造成沿所述端子轴向方向平移并使所述插入腔体的直径缩小或扩大。
可选地，所述插入段为锥形，所述插入腔体一端构造成开口，所述插入腔体在所述开口一端的直径小于远离所述开口一端的直径。
可选地，所述插入腔体的最大直径与最小直径之比的范围为1.2-2.2。
可选地，所述锁紧机构包括平移机构和弹性体，所述平移机构包括至少一个锁紧环和推杆，所述锁紧环套设在所述插入段外周，所述推杆设置在所述锁紧环上靠近所述座体的一端，所述弹性体与所述推杆接触连接。
可选地，所述弹性体为弹性橡胶或压缩弹簧。
可选地，所述弹性体的弹力为5N-95N。
可选地，所述锁紧环为圆环形，所述锁紧环内部直径大于所述插入段在所述开口一端的直径，小于所述插入段远离所述开口一端的直径。
可选地，所述锁紧环内部为锥形，所述锁紧环内部的锥度与所述插入段外周的锥度相同，所述锁紧环使所述插入腔体的直径缩小状态时，所述锁紧环内壁与所述插入段外壁贴合。
可选地，所述锁紧环内壁与所述插入段外壁在自然状态下的距离为 0.01mm-5mm。
可选地，当所述锁紧环由所述插入段直径小的一端向所述插入段直径大的一端移动时，所述锁紧环内壁与所述插入段外壁接触并向所述插入段外壁施加压力，使所述插入腔体直径缩小。
可选地，所述锁紧环内壁向所述插入段外壁施加的压力为5N-100N。
可选地，当所述锁紧环由所述插入段直径大的一端向所述插入段直径小的一端移动时，所述锁紧环内壁与所述插入段外壁脱离，所述插入段在自身弹性作用下，使所述插入腔体直径扩大。
可选地，所述平移机构还包括至少一个连接杆，所述连接杆一端连接所述锁紧环，另一端连接所述推杆。
可选地，所述连接杆数量为多个，多个所述连接杆沿所述锁紧环周向设置。
可选地，所述连接杆数量为多个，多个所述连接杆沿所述锁紧环周向均匀分布设置。
可选地，所述锁紧机构一体成型。
可选地，所述端子筒内侧壁设置至少一个滑槽，所述滑槽沿所述端子筒轴向方向设置，所述平移机构在所述滑槽内滑动。
可选地，所述滑槽与所述连接杆对配设置，所述连接杆在所述滑槽内滑动。
可选地，所述滑槽在靠近所述座体一端设置滑槽口，所述推杆从所述滑槽口延伸到所述端子筒侧壁之外。
可选地，所述弹性体一端设置在所述座体上，另一端与所述推杆抵接。
可选地，所述插入段侧壁设置至少一个开槽，所述开槽沿所述插入段轴向方向设置，所述开槽在所述开口一端不封闭。
可选地，所述开槽与所述连接杆对配设置，所述连接杆在所述开槽内滑动。
可选地，所述开槽与所述推杆对配设置，所述推杆在所述开槽内滑动，所述推杆从所述开槽延伸到所述插入腔体内。
可选地，所述弹性体一端设置在所述插入腔体底部，另一端与所述推杆抵接。
本发明的另一方面提供一种充电装置，包括前述充电座及对配的充电枪，所述充电枪包括充电枪头和设置在所述充电枪头内部的充电枪端子，所述充电枪头与所述充电座对插，所述充电枪端子与所述端子对插。
可选地，当所述充电枪头插入到所述充电座中时，所述端子筒插入到所述充电枪头中，所述充电枪头推动所述推杆带动所述锁紧机构向所述座体方向移动，所述锁紧机构将所述插入腔体的直径缩小。
可选地，所述锁紧环内壁向所述插入段外壁施加的压力为5-100N。
可选地，当所述充电枪头插入到所述充电座中时，所述充电枪端子插入到所述插入腔体中，并推动所述推杆带动所述锁紧机构向所述座体方向移动，所述锁紧机构将所述插入腔体的直径缩小。
可选地，所述推杆压缩所述弹性体并带动所述锁紧环向所述座体方向移动，所述锁紧环内壁向所述插入段外壁施加压力，使所述插入腔体的直径缩小。
可选地，当所述充电枪头从所述充电座中拔出时，所述推杆在所述弹性体的弹力作用下，带动所述锁紧环向远离所述座体方向移动，所述锁紧环内壁与所述插入段外壁脱离，所述插入段在自身弹性作用下，使所述插入腔体直径扩大。
可选地，所述弹性体的弹力为5N-95N。
本发明还提供一种机动车辆，包括上述所述的充电座，以及上述所述的充电装置。
本发明的特点及优点是：
1、当充电座充电时，能够在公端子与母端子对插时使母端子自动锁紧，保证母端子与公端子对插时的接触面积，降低对插结构的接触电阻，减少由于对插结构温升过高产生的零部件损坏甚至车辆烧毁的风险。
2、本发明没有额外的动力系统，依靠充电枪插入的力实现端子锁紧，依靠弹性体实现端子松开，结构简单，故障率低。
3、通过锁紧环的平移，能够使插入腔体的直径缩小或扩大，从而锁紧或松开对插端子，能够减小充电枪插入到充电座时的插入力，又能够保证充电时，公端子与母端子之间的可靠电连接。
4、采用弹性橡胶或压缩弹簧作为弹性体，能够在充电枪拔出后，依靠自身的弹力，将平移机构恢复到初始位置，避免由于平移机构卡死导致充电枪无法拔出。
5、本发明中锁紧环内部的锥度与插入段外周的锥度相同，可以在锁紧及松开时，锁紧环与插入段实现面接触，避免锁紧环内壁对插入段外周造成损伤。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实施例中充电座的剖面示意图；
图2为本发明一种实施例中锁紧机构的示意图；
图3为本发明一种实施例中充电枪头与充电端子对插结构的示意图；
图4为本发明一种实施例中锁紧机构使充电端子锁紧时的示意图；
图5为本发明另一种实施例中充电座的剖面示意图；
图6为本发明另一种实施例中锁紧机构的示意图；
图7为本发明另一种实施例中充电枪头与充电端子对插结构的示意图；
图8为本发明另一种实施例中锁紧机构使充电端子锁紧时的示意图。
图中标示如下：
10、座体；101、端子筒；102、滑槽；103、滑槽口；
20、端子；201、插入段；202、插入腔体；203、开槽；
30、锁紧机构；301、锁紧环；302、连接杆；303、推杆；304、弹性体；
40、充电枪头；401、充电枪端子。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：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。
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。
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说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，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例子可以具有不同的值。
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。
本发明提供一种含自动锁紧机构的充电座，包括座体10，座体10上设置至少一个端子筒101；端子20，端子20具有直径变化的插入段201，插入段201的至少部分设置在端子筒101内部，插入段201内部形成插入腔体202；锁紧机构30，锁紧机构30至少部分设置在插入段201外周，并构造成沿端子20轴向方向平移并使插入腔体202的直径缩小或扩大。本发明的充电座充电时能够使母端子自动锁紧，保证母端子与公端子对插时的接触面积，降低对插结构的接触电阻，减少由于对插结构温升过高产生的零部件损坏甚至车辆烧毁的风险。
本发明没有额外的动力系统，依靠充电枪插入的力实现端子锁紧，依靠弹性体实现端子松开，结构简单，故障率低。
实施例一：
如图1-4所示，为本发明一种实施方式的示意图，在本实施例中，插入段201为锥形，插入腔体202一端构造成开口，插入腔体202在开口一端的直径小于远离开口一端的直径。当端子20与对插端子配合时，对插端子插入到插入腔体202内部，插入腔体202开口一端的直径会在对插端子的挤压下变大。
在优选的实施方式中，插入腔体202的最大直径与最小直径之比的范围为1.2-2.2。插入腔体202的最大直径与最小直径的比值过小时，插入腔体202侧壁的弹力过小，当与对插端子相互插接时，插接力过小，对插结构的导电率下降；当比值过大时，插入腔体202侧壁的弹力过大，但结构加工困难，良品率下降。
为了测试插入腔体202的最大直径与最小直径之比对导电率的影响，发明人选用了10对相同形状、插入腔体202的最大直径与最小直径之比不同的端子20与对插端子进行插接力测试，测试结果如表1所示。在本实施例中，导电率大于99％为理想值。
表1：插入腔体202的最大直径与最小直径之比对导电率的影响：
Figure BDA0003288863210000071
由表1可知，当插入腔体202的最大直径与最小直径之比小于1.2时，导电率明显下降，不能满足实际需求。当插入腔体202的最大直径与最小直径之比大于2.2时，导电性能较好，但是，导电率增长不明显，且加工困难，因此发明人认为优选的插入腔体202的最大直径与最小直径之比为 1.2-2.2。
在优选的实施方式中，锁紧机构30包括平移机构和弹性体304，平移机构包括至少一个锁紧环301和推杆303，锁紧环301套设在插入段201 外周，推杆303设置在锁紧环301上靠近座体10的一端，弹性体304与推杆303接触连接。在具体实施中，锁紧环301的数量可以为一个或多个，当其中一个锁紧环301发生损坏时，其他的锁紧环301可以顶替损坏的锁紧环301实现同样的锁紧功能。
在优选的实施方式中，弹性体304为弹性橡胶或压缩弹簧。弹性体304 设置在推杆303和座体10之间，当平移机构向座体10方向运动时，推杆 303受力使弹性体304压缩，如图4所示；当推杆303受力消失时，弹性体304通过自身的弹力作用使推杆304向与座体10相反的方向移动。
采用弹性橡胶或压缩弹簧作为弹性体，能够在充电枪拔出后，依靠自身的弹力，将平移机构恢复到初始位置，避免由于平移机构卡死导致充电枪无法拔出。
在优选的实施方式中，弹性体304的弹力为5N-95N。弹性体304的弹力过大时，推杆303在锁紧环301的带动下向座体10方向移动受到的阻力过大，无法完全使端子20锁紧，导致与对插端子对插时接触面积过小，接触电阻过大；当弹性体304的弹力过小时，对插端子在插入腔体202中容易发生晃动，使对插结构接触面积过小，接触电阻过大。
为了验证弹性体304的弹力对对插结构接触电阻的影响，发明人选用了相同尺寸规格的座体10和端子20，不同的锁紧环301内壁施加到插入段201外壁上的压力，然后选用相同的对插端子与端子20进行对插，分别测试对插后的端子间的接触电阻，以及多次插拔实验中，对插端子成功插入的比例，试验结果如表2所示。
接触电阻的测试方法：使用微电阻测量仪，将微电阻测量仪的测量端一端放置在对插端端子上，一端放置在端子20上，每次测量放置的位置相同，然后读取微电阻测量仪上的接触电阻读数。在本实施例中，接触电阻大于1mΩ为不合格。
表2：弹性体304的弹力对接触电阻的影响
Figure BDA0003288863210000081
由表2可知，当弹性体304的弹力小于5N时，接触电阻大于1mΩ，接触电阻过大；当弹性体304的弹力大于95N时，接触电阻大于1mΩ，容易导致在使用中汽车配件由于接触电阻过大，温升过高烧毁配件等不良后果。因此，发明人设定弹性体304的弹力范围为5N-95N。
在优选的实施方式中，锁紧环301为圆环形，锁紧环301内部直径大于插入段201在开口一端的直径，小于插入段201远离开口一端的直径。锁紧环301在推杆304的带动下沿插入段201外围平移，当锁紧环301移动至插入腔体202直径大于锁紧环301直径时，锁紧环301内壁对插入段 201外壁施加压力使其收缩；当锁紧环301向插入腔体202直径较小方向移动时，收缩的插入段201由于外力的消失从而变回自然状态。
通过锁紧环301的平移，能够使插入腔体202的直径缩小或扩大，从而锁紧或松开对插端子，能够减小充电枪插入到充电座时的插入力，又能够保证充电时，公端子与母端子之间的可靠电连接。
在优选的实施方式中，锁紧环301内部为锥形，锁紧环301内部的锥度与插入段201外周的锥度相同，锁紧环301使插入腔体202的直径缩小状态时，锁紧环301内壁与插入段201外壁贴合。
在优选的实施方式中，锁紧环301内壁与插入段201外壁在自然状态下的距离为0.01mm-5mm。在自然状态下，锁紧环301内壁与插入段201 外壁之间如果没有缝隙，在锁紧环301向座体10方向移动时，能够移动的距离过小，不能使插入段201外壁受力均匀，对插端子与端子20间的接触面积小，接触电阻过高；如果锁紧环301内壁与插入段201外壁之间的距离过大时，在锁紧环301向座体10方向移动时，不足以使锁紧环301内壁向插入段201外壁施加足够的压力使端子20锁紧，导致对插端子与端子 20间的接触面积小，接触电阻过高。
为了验证锁紧环301内壁与插入段201外壁在自然状态下的距离对与对插端子插接后的接触电阻和插拔情况的影响，发明人选用了相同尺寸规格的座体10和端子20，不同的锁紧环301内壁与插入段201外壁在自然状态下的距离，然后选用相同的对插端子与端子20进行对插，分别测试对插后的端子间的接触电阻，试验结果如表3所示。
接触电阻的测试方法：使用微电阻测量仪，将微电阻测量仪的测量端一端放置在对插端端子上，一端放置在端子20上，每次测量放置的位置相同，然后读取微电阻测量仪上的接触电阻读数。在本实施例中，接触电阻大于1mΩ为不合格。
表3：锁紧环301内壁与插入段201外壁在自然状态下的距离对接触电阻的影响
Figure BDA0003288863210000091
由表3可知，当锁紧环301内壁与插入段201外壁在自然状态下的距离小于0.01mm时，对插端子与端子20之间的接触电阻大于1mΩ，接触电阻过大；当锁紧环301内壁与插入段201外壁在自然状态下的距离大于 5mm时，对插端子与端子20之间的接触电阻大于1mΩ，因此，发明人设定锁紧环301内壁与插入段201外壁在自然状态下的距离为0.01mm-5mm。
本发明中锁紧环301内部的锥度与插入段201外周的锥度相同，可以在锁紧及松开时，锁紧环301与插入段201实现面接触，避免锁紧环内壁对插入段外周造成损伤。
在优选的实施方式中，当锁紧环301由插入段201直径小的一端向插入段201直径大的一端移动时，锁紧环301内壁与插入段201外壁接触并向插入段201外壁施加压力，使插入腔体202直径缩小。
在优选的实施方式中,锁紧环301内壁向插入段201外壁施加的压力为5N-100N。如果锁紧环301内壁只是和插入段201外壁接触，没有施加压力，则当对插端子与端子20对插装配后，对插端子会在外力作用下发生晃动，导致端子20与对插端端子间接触面积小，接触电阻过高，进而端子间温升过高，严重时会导致起火燃烧等事故发生。
当锁紧环301内壁施加到插入段201外壁上的压力过小时，还是会出现对插端子在外力作用下发生晃动、端子20与对插端子间接触面积小，接触电阻过高的现象；当锁紧环301内壁施加到插入段201外壁的压力过大时，端子20会被固定在插入腔体202中心位置，较难产生偏移，当不同偏心度的对插端子进行装配时，会导致偏心度较大的对插端子无法插入。
为了验证锁紧环301内壁施加到插入段201外壁上的压力对与对插端子插接后的接触电阻和插拔情况的影响，发明人选用了相同尺寸规格的座体10和端子20，不同的锁紧环301内壁施加到插入段201外壁上的压力，然后选用相同的对插端子与端子20进行对插，分别测试对插后的端子间的接触电阻，试验结果如表4所示。
接触电阻的测试方法：使用微电阻测量仪，将微电阻测量仪的测量端一端放置在对插端端子上，一端放置在端子20上，每次测量放置的位置相同，然后读取微电阻测量仪上的接触电阻读数。在本实施例中，接触电阻大于1mΩ为不合格。
对插成功率的测试方法：每一种锁紧环301内壁施加到插入段201外壁上的压力值的充电端子，都与100个相同偏心度的对插端子进行对插，记录一次插入成功的数量，并与总体数量作比值再乘100％。在本实施例中，对插成功率小于95％为不合格。
表4：不同的压力对接触电阻和对插成功率的影响
Figure BDA0003288863210000101
Figure BDA0003288863210000111
由表4可知，当锁紧环301施加到插入段201外壁上的压力小于5N 时，虽然对插成功率合格，但对插端子与端子20之间的接触电阻大于1m Ω，接触电阻过大；当锁紧环301施加到插入段201外壁上的压力大于100N 时，对插成功率小于95％，不能满足应用需求，因此，发明人设定锁紧环 301施加到插入段201外壁上的压力为5N-100N。
在优选的实施方式中，当锁紧环301由插入段201直径大的一端向插入段201直径小的一端移动时，锁紧环301内壁与插入段201外壁脱离，插入段201在自身弹性作用下，使插入腔体202直径扩大。
在优选的实施方式中，平移机构还包括至少一个连接杆302，连接杆 302一端连接锁紧环301，另一端连接推杆303。连接杆302在推杆303的带动下平移，同时连接杆302带动锁紧环301平移。
在优选的实施方式中，连接杆302数量为多个，多个连接杆302沿锁紧环301周向设置。多个连接杆302沿锁紧环301周向与其连接，用于带动锁紧环301移动，3个以上的连接杆302可以使其与锁紧环301的连接更稳固。
在优选的实施方式中，连接杆302数量为多个，多个连接杆302沿锁紧环301周向均匀分布设置。多个连接杆302均匀分布在锁紧环301周向，可以使锁紧环301受到连接杆302的力更均匀，使锁紧机构30实现对端子 20的锁紧功能，避免端子20与对插端子相配合时膨胀扩张，降低对插结构的温升，降低由于温升过高导致的汽车零部件的损坏。
在优选的实施方式中，锁紧机构30一体成型。一体成型的结构设计强度高，重要的是可以集中加工再进行装配，大大提高了装配效率。
在优选的实施方式中，端子筒101内侧壁设置至少一个滑槽102，滑槽102沿端子筒101轴向方向设置，平移机构在滑槽102内滑动。
在优选的实施方式中，滑槽102与连接杆302对配设置，连接杆302 在滑槽102内滑动。滑槽102的数量与连接杆302的数量相同，每个连接杆302均设置在对应的滑槽102内，在推杆302的带动下在滑槽102内滑动。滑槽102可以使锁紧机构30在端子筒101内平稳移动，更重要的是保证锁紧机构30在端子筒101内不会发生转动，以免插入段201受力不均匀导致对插结构接触面积变小，温升过高。
在优选的实施方式中，滑槽102在靠近座体10一端设置滑槽口102，推杆303从滑槽口102延伸到端子筒101侧壁之外。当充电枪头40插入到充电座中时，充电枪端子50插入到插入腔体202中，并推动推杆303带动锁紧机构30向座体10方向移动，锁紧机构30将插入腔体202的直径缩小
在优选的实施方式中，弹性体304一端设置在座体10上，另一端与推杆303抵接。弹性体304保证了锁紧机构与插入段201的稳定接触，并可以在其自身弹力作用下使锁紧机构向相反方向移动，撤去锁紧机构的锁紧功能。
实施例二：
如图5-8所示，为本发明的另一种实施例的示意图，在本实施例中，插入段201侧壁设置至少一个开槽203，开槽203沿插入段201轴向方向设置，开槽203在插入腔体202开口一端不封闭。
在优选的实施方式中，开槽203与连接杆302对配设置，连接杆302 在开槽203内滑动。多个开槽203在插入段201侧壁均匀设置，多个连接杆302与多个开槽203一一对应均匀设置，并在开槽203中移动，有效节约了插入腔体202内部空间，可以使锁紧环301受到连接杆302的力更均匀，使锁紧机构30实现对端子20的锁紧功能，避免端子20与对插端子相配合时膨胀扩张，降低对插结构的温升，降低由于温升过高导致的汽车零部件的损坏。
在优选的实施方式中，开槽203与推杆303对配设置，推杆303在开槽203内滑动，推杆303从开槽203延伸到插入腔体202内。
在优选的实施方式中，弹性体304一端设置在插入腔体202底部，另一端与推杆303抵接。推杆303受力向座体方向移动，压缩弹性体304，如图8所述；外力消失后，弹性体304依靠自身弹力使推杆303向相反方向移动。
本实施例其他内容与实施例一相同，在此不再赘述。
实施例三：
本发明还提供一种充电装置，包括前述的充电座，以及对配的充电枪，充电枪包括充电枪头40和设置在充电枪头40内部的充电枪端子50，充电枪头40与充电座对插，所述充电枪端子50与所述端子20对插。
在优选的实施方式中，当充电枪头40插入到充电座中时，端子筒101 插入到充电枪头40中，充电枪头40推动推杆303带动锁紧机构30向座体 10方向移动，锁紧机构30将插入腔体202的直径缩小。在本实施方式中，推杆303延伸到端子筒101侧壁之外，当端子筒101插入到充电枪头40中时，充电枪头40与推杆303接触并推动其移动，推杆303带动整个锁紧机构30向座体10方向移动。
在优选的实施方式中，当充电枪头40插入到充电座中时，充电枪端子 50插入到插入腔体202中，并推动推杆303带动锁紧机构30向座体10方向移动，锁紧机构30将插入腔体202的直径缩小。在本实施方式中，由于推杆303从开槽203延伸到插入腔体202内部，当充电枪头40插入到充电座中时，充电枪端子50插入到插入腔体202中，充电枪端子50与推杆303接触并推动其移动，推杆303带动整个锁紧机构向座体10方向移动。
在优选的实施方式中，推杆303压缩弹性体304并带动锁紧环301向座体10方向移动，锁紧环301内壁向插入段201外壁施加压力，使插入腔体202的直径缩小。
在优选的实施方式中,锁紧环301内壁向插入段201外壁施加的压力为5N-100N。如果锁紧环301内壁只是和插入段201外壁接触，没有施加压力，则当对插端子与端子20对插装配后，对插端子会在外力作用下发生晃动，导致端子20与对插端端子间接触面积小，接触电阻过高，进而端子间温升过高，严重时会导致起火燃烧等事故发生。
当锁紧环301内壁施加到插入段201外壁上的压力过小时，还是会出现对插端子在外力作用下发生晃动、端子20与对插端子间接触面积小，接触电阻过高的现象；当锁紧环301内壁施加到插入段201外壁的压力过大时，端子20会被固定在插入腔体202中心位置，较难产生偏移，当不同偏心度的对插端子进行装配时，会导致偏心度较大的对插端子无法插入。
为了验证锁紧环301内壁施加到插入段201外壁上的压力对与对插端子插接后的接触电阻和插拔情况的影响，发明人选用了相同尺寸规格的座体10和端子20，不同的锁紧环301内壁施加到插入段201外壁上的压力，然后选用相同的对插端子与端子20进行对插，分别测试对插后的端子间的接触电阻，试验结果如表5所示。
接触电阻的测试方法：使用微电阻测量仪，将微电阻测量仪的测量端一端放置在对插端端子上，一端放置在端子20上，每次测量放置的位置相同，然后读取微电阻测量仪上的接触电阻读数。在本实施例中，接触电阻大于1mΩ为不合格。
对插成功率的测试方法：每一种锁紧环301内壁施加到插入段201外壁上的压力值的充电端子，都与100个相同偏心度的对插端子进行对插，记录一次插入成功的数量，并与总体数量作比值再乘100％。在本实施例中，对插成功率小于95％为不合格。
表5：不同的压力对接触电阻和对插成功率的影响
Figure BDA0003288863210000141
由表5可知，当锁紧环301施加到插入段201外壁上的压力小于5N 时，虽然对插成功率合格，但对插端子与端子20之间的接触电阻大于1m Ω，接触电阻过大；当锁紧环301施加到插入段201外壁上的压力大于100N 时，对插成功率小于95％，不能满足应用需求，因此，发明人设定锁紧环 301施加到插入段201外壁上的压力为5N-100N。
在优选的实施方式中，当充电枪头40从充电座中拔出时，推杆303在弹性体304的弹力作用下，带动锁紧环301向远离座体10方向移动，锁紧环301内壁与插入段201外壁脱离，插入段201在自身弹性作用下，使插入腔体202直径扩大。
在优选的实施方式中，弹性体304的弹力为5N-95N。弹性体304的弹力过大时，推杆303在锁紧环301的带动下向座体10方向移动受到的阻力过大，无法完全使端子20锁紧，导致与对插端子对插时接触面积过小，接触电阻过大；当弹性体304的弹力过小时，对插端子在插入腔体202中容易发生晃动，使对插结构接触面积过小，接触电阻过大。
为了验证弹性体304的弹力对对插结构接触电阻的影响，发明人选用了相同尺寸规格的座体10和端子20，不同的锁紧环301内壁施加到插入段201外壁上的压力，然后选用相同的对插端子与端子20进行对插，分别测试对插后的端子间的接触电阻，以及多次插拔实验中，对插端子成功插入的比例，试验结果如表6所示。
接触电阻的测试方法：使用微电阻测量仪，将微电阻测量仪的测量端一端放置在对插端端子上，一端放置在端子20上，每次测量放置的位置相同，然后读取微电阻测量仪上的接触电阻读数。在本实施例中，接触电阻大于1mΩ为不合格。
表6：弹性体304的弹力对接触电阻的影响
Figure BDA0003288863210000151
由表6可知，当弹性体304的弹力小于5N时，接触电阻大于1mΩ，接触电阻过大；当弹性体304的弹力大于95N时，接触电阻大于1mΩ，容易导致在使用中汽车配件由于接触电阻过大，温升过高烧毁配件等不良后果。因此，发明人设定弹性体304的弹力范围为5N-95N。
实施例四：
本发明还提供一种机动车辆，包括上述所述的充电座，以及上述所述的充电装置。当机动车辆的充电座充电时，能够在公端子与母端子对插时使母端子自动锁紧，保证母端子与公端子对插时的接触面积，降低对插结构的接触电阻，减少由于对插结构温升过高产生的零部件损坏甚至车辆烧毁的风险。
本发明没有额外的动力系统，依靠充电枪插入的力实现端子锁紧，依靠弹性体实现端子松开，结构简单，故障率低。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (32)

1.一种自动锁紧的充电座，其特征在于，包括：
座体，所述座体上设有至少一个端子筒；
端子，所述端子具有直径变化的插入段，所述插入段的至少部分设置在所述端子筒内部，所述插入段内部形成插入腔体；
锁紧机构，所述锁紧机构至少部分设置在所述插入段外周，并构造成沿所述端子轴向方向平移并使所述插入腔体的直径缩小或扩大。
2.根据权利要求1所述的充电座，其特征在于，所述插入段为锥形，所述插入腔体一端构造成开口，所述插入腔体在所述开口一端的直径小于远离所述开口一端的直径。
3.根据权利要求2所述的充电座，其特征在于，所述插入腔体的最大直径与最小直径之比的范围为1.2-2.2。
4.根据权利要求1所述的充电座，其特征在于，所述锁紧机构包括平移机构和弹性体，所述平移机构包括至少一个锁紧环和推杆，所述锁紧环套设在所述插入段外周，所述推杆设置在所述锁紧环上靠近所述座体的一端，所述弹性体与所述推杆接触连接。
5.根据权利要求3所述的充电座，其特征在于，所述弹性体为弹性橡胶或压缩弹簧。
6.根据权利要求5所述的充电座，其特征在于，所述弹性体的弹力为5N-95N。
7.根据权利要求3所述的充电座，其特征在于，所述锁紧环为环形，所述锁紧环内部直径大于所述插入段在所述开口一端的外部直径，小于所述插入段远离所述开口一端的外部直径。
8.根据权利要求3所述的充电座，其特征在于，所述锁紧环内部为锥形，所述锁紧环内部的锥度与所述插入段外周的锥度相同，所述锁紧环使所述插入腔体的直径缩小状态时，所述锁紧环内壁与所述插入段外壁贴合。
9.根据权利要求8所述的充电座，其特征在于，所述锁紧环内壁与所述插入段外壁在自然状态下的距离为0.01mm-5mm。
10.根据权利要求7或8任一项所述的充电座，其特征在于，当所述锁紧环由所述插入段直径小的一端向所述插入段直径大的一端移动时，所述锁紧环内壁与所述插入段外壁接触并向所述插入段外壁施加压力，使所述插入腔体直径缩小。
11.根据权利要求10所述的充电座，其特征在于，所述锁紧环内壁向所述插入段外壁施加的压力为5N-100N。
12.根据权利要求7或8任一项所述的充电座，其特征在于，当所述锁紧环由所述插入段直径大的一端向所述插入段直径小的一端移动时，所述锁紧环内壁与所述插入段外壁脱离，所述插入段在自身弹性作用下，使所述插入腔体直径扩大。
13.根据权利要求4所述的充电座，其特征在于，所述平移机构还包括至少一个连接杆，所述连接杆一端连接所述锁紧环，另一端连接所述推杆。
14.根据权利要求13所述的充电座，其特征在于，所述连接杆数量为多个，多个所述连接杆沿所述锁紧环周向设置。
15.根据权利要求13所述的充电座，其特征在于，所述连接杆数量为多个，多个所述连接杆沿所述锁紧环周向均匀分布设置。
16.根据权利要求13所述的充电座，其特征在于，所述锁紧机构一体成型。
17.根据权利要求13所述的充电座，其特征在于，所述端子筒内侧壁设置至少一个滑槽，所述滑槽沿所述端子筒轴向方向设置，所述平移机构在所述滑槽内滑动。
18.根据权利要求17所述的充电座，其特征在于，所述滑槽与所述连接杆对配设置，所述连接杆在所述滑槽内滑动。
19.根据权利要求17所述的充电座，其特征在于，所述滑槽在靠近所述座体一端设置滑槽口，所述推杆从所述滑槽口延伸到所述端子筒侧壁之外。
20.根据权利要求19所述的充电座，其特征在于，所述弹性体一端设置在所述座体上，另一端与所述推杆抵接。
21.根据权利要求13所述的充电座，其特征在于，所述插入段侧壁设置至少一个开槽，所述开槽沿所述插入段轴向方向设置，所述开槽在所述开口一端不封闭。
22.根据权利要求21所述的充电座，其特征在于，所述开槽与所述连接杆对配设置，所述连接杆在所述开槽内滑动。
23.根据权利要求21所述的充电座，其特征在于，所述开槽与所述推杆对配设置，所述推杆在所述开槽内滑动，所述推杆从所述开槽延伸到所述插入腔体内。
24.根据权利要求23所述的充电座，其特征在于，所述弹性体一端设置在所述插入腔体底部，另一端与所述推杆抵接。
25.一种充电装置，包括如权利要求1-24任一项所述的充电座，以及对配的充电枪，所述充电枪包括充电枪头和设置在所述充电枪头内部的充电枪端子，所述充电枪头与所述充电座对插，所述充电枪端子与所述端子对插。
26.根据权利要求25所述的充电装置，其特征在于，当所述充电枪头插入到所述充电座中时，所述端子筒插入到所述充电枪头中，所述充电枪头推动所述推杆带动所述锁紧机构向所述座体方向移动，所述锁紧机构将所述插入腔体的直径缩小。
27.根据权利要求25所述的充电装置，其特征在于，当所述充电枪头插入到所述充电座中时，所述充电枪端子插入到所述插入腔体中，并推动所述推杆带动所述锁紧机构向所述座体方向移动，所述锁紧机构将所述插入腔体的直径缩小。
28.根据权利要求26-27任一项所述的充电装置，其特征在于，所述推杆压缩所述弹性体并带动所述锁紧环向所述座体方向移动，所述锁紧环内壁向所述插入段外壁施加压力，使所述插入腔体的直径缩小。
29.根据权利要求28所述的充电装置，其特征在于，所述锁紧环内壁向所述插入段外壁施加的压力为5-100N。
30.根据权利要求26-27任一项所述的充电装置，其特征在于，当所述充电枪头从所述充电座中拔出时，所述推杆在所述弹性体的弹力作用下，带动所述锁紧环向远离所述座体方向移动，所述锁紧环内壁与所述插入段外壁脱离，所述插入段在自身弹性作用下，使所述插入腔体直径扩大。
31.根据权利要求30所述的充电装置，其特征在于，所述弹性体的弹力为5N-95N。
32.一种机动车辆，其特征在于，包括如权利要求1-24任一项所述的充电座，以及如权利要求25-31任一项所述的充电装置。
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