CN114221180A - 高压连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压连接器，高压连接器包括：插座和插头，插座包括绝缘座体、金属连接座、公端端子，金属连接座连接在绝缘座体的端部且外套于座体设置，绝缘座体具有插槽，公端端子嵌设于绝缘座体内且伸入插槽内；插头包括金属外壳、绝缘芯体、母端端子，金属外壳套设于绝缘芯体外，绝缘芯体具有至少部分伸出金属外壳的插接部，母端端子设于绝缘芯体内且伸入插接部内，插接部插接适配到插槽内，公端端子插入母端端子内，插座的金属连接座与插头的金属外壳之间形成法兰连接。由此，采用插头与插座插接适配定位，并且法兰连接的锁紧方式，该锁紧方式不仅插拔方便，而且满足了电动汽车行业关于高压安全方面的有关规定，更加安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其是涉及一种高压连接器。
背景技术
中国发明专利申请号“CN20900278.U”、名称为“一种塑胶高压连接器”公开了一种新能源汽高压连接器，包括插座和插头，铜排通过超声波焊接技术焊接在电缆上，母排组件与铜排对插，实现插座与插头的电导通，通过母排组件和铜排的配合可以有效提升连接器的载流量，同时降低导通部件结构的复杂程度，所述插座的插座本体中设有与连接器相匹配的型腔，该型腔在连接器闭合时，会被插入到插头本体中，从而极大的地减小连接器的外形尺寸，通过设计一套母排组件、采用超声波焊接技术将铜排焊接在电缆上，实现了塑胶高压连接器通300A及以上的载流量，且简化了连接器结构，明显的缩小了连接器的外形尺寸，有效降低连接器成本，本发明结构简单、实用性强、易于使用和推广。
此款高压连接器的插合引导功能欠缺，多次插拔对接触体的簧片伤害极大，尤其在盲插工况下容易破坏簧片。助力手柄工作状态下无锁紧固定机构，不满足高压安全方面要求。接触体簧片结构采用“悬臂式”，虽有加强板，但仍无法在长期、振动、多次插拔的条件下保障接触可靠性，易发生瞬断、温升过高等现象，且有效接触面积较小，载流能力平庸。在接触体上采用铆接的工艺方式，该工艺为特殊生产过程，对成零件制造与生产组装的技术要求较高，生产工步与零件个数较多，间接提高制造成本，不易于大批量出货。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种高压连接器，该高压连接器插拔可靠、结构紧凑。
根据本发明第一方面实施例的高压连接器，包括：插座和插头，所述插座包括绝缘座体、金属连接座、公端端子，所述金属连接座连接在所述绝缘座体的端部且外套于所述座体设置，所述绝缘座体具有插槽，所述公端端子嵌设于所述绝缘座体内且伸入所述插槽内；所述插头包括金属外壳、绝缘芯体、母端端子，所述金属外壳套设于所述绝缘芯体外，所述绝缘芯体具有至少部分伸出所述金属外壳的插接部，所述母端端子设于所述绝缘芯体内且伸入所述插接部内，所述插接部插接适配到所述插槽内，所述公端端子插入所述母端端子内，所述插座的金属连接座与所述插头的金属外壳之间形成法兰连接。
由此，相较于传统的锁扣固定方式，采用插头与插座插接适配定位，并且法兰连接的锁紧方式，该锁紧方式不仅插拔方便，而且满足了电动汽车行业关于高压安全方面的有关规定，更加安全可靠。
在一些实施例中，所述插座的金属连接座具有第一法兰部，所述插座具有突出所述第一法兰部的凸起，所述插头的金属外壳包括侧壁以及与所述侧壁连接的第二法兰部，所述插接部与所述金属外壳的侧壁之间形成有容纳槽，所述凸起伸入到所述容纳槽内且所述第一法兰部与所述第二法兰部通过螺栓连接。
在一些实施例中，还包括屏蔽件，所述屏蔽件位于所述容纳槽内且夹在所述金属连接座与所述金属外壳的侧壁之间，所述屏蔽件、所述金属外壳、所述金属连接座均为导电件，且三者始终接触。
在一些实施例中，所述凸起包括位于所述金属连接座的第一凸部以及位于所述绝缘座体的第二凸部，所述第一凸部套设于所述第二凸部外，所述第一凸部的两个相对的侧壁设有容纳并定位所述屏蔽件的安装槽部。
在一些实施例中，所述屏蔽件具有弹性，所述屏蔽件固定于所述金属连接座并且弹性止抵于所述金属外壳。
在一些实施例中，所述屏蔽件为长条形，所述屏蔽件包括主板体、连接于所述主板体的多个弹片，多个所述弹片沿所述主板体的长度方向依次分布，所述弹片为弧形，所述弹片的凹面朝向所述主板体。
在一些实施例中，所述主板体具有与所述弹片相对的通孔，每个所述弹片的一端与所述通孔的边沿连接，且另一端悬空，所述弹片与所述主板体一体冲压成型。在一些实施例中，所述插头还包括封线体、尾部固定件、非屏蔽导线，所述非屏蔽导线连接在所述母端端子的尾部，所述封线体套设在所述非屏蔽导线外，所述尾部固定件在所述金属外壳的端部插入所述金属外壳内并且止抵于所述封线体，所述尾部固定件卡接到所述金属外壳的侧壁的槽孔内。
在一些实施例中，所述母端端子包括：端子外壳、塔簧，所述非屏蔽导线的线芯与所述端子外壳焊接连接，所述塔簧设于所述端子外壳内；所述插接部具有插口，所述公端端子从所述插口伸入所述端子外壳内，所述公端端子夹在两个相对设置的塔簧之间。
在一些实施例中，所述端子外壳具有限位凹槽，所述插接部内设有与所述限位凹槽相适配的卡扣。
在一些实施例中，还包括密封圈，所述凸起的外侧壁具有环形槽，所述环形槽的底壁为波纹状，所述密封圈安装于所述环形槽内，且所述密封圈相较于所述屏蔽件更靠近所述第二法兰部。
在一些实施例中，所述插槽、所述插接部的个数均为两个且各自并排设置，所述插槽的侧壁具有防错凹槽，所述插接部具有与所述防错凹槽相适配的防错凸部。
在一些实施例中，所述绝缘座体的侧壁设有隔离部、设于隔离部两侧的第一导电接触面和第二导电接触面，所述第一导电接触面和所述第二导电接触面上设有铜排安装孔。
在一些实施例中，所述公端端子的自由端设有防触指模块；或者所述凸起的顶面设有高压互锁插槽。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的高压连接器的组装示意图。
图2是根据本发明实施例的高压连接器的剖视示意图。
图3是根据本发明实施例的高压连接器的插座的示意图。
图4是根据本发明实施例的高压连接器的插头的示意图。
图5是根据本发明实施例的高压连接器的插头的母端端子的示意图。
图6是根据本发明实施例的高压连接器的屏蔽件的示意图。
附图标记：
高压连接器100，
插座10，绝缘座体11，插槽111，防错凹槽1111，隔离部112，第一导电接触面113，第二导电接触面114，铜排安装孔115，第二凸部116，金属连接座12，第一法兰部121，第一凸部122，安装槽部1221，公端端子13，凸起14，防触指模块15，高压互锁插槽16，屏蔽件17，主板体171，弹片172，通孔173，
插头20，金属外壳21，侧壁211，第二法兰部212，绝缘芯体22，插接部221，插口2211，卡扣2212，防错凸部2213，槽孔222，母端端子23，端子外壳231，限位凹槽2311，塔簧232，容纳槽24，封线体25，尾部固定件26，非屏蔽导线27，线芯271，
螺栓30，
密封圈40。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的高压连接器100。
如图1所示，根据本发明实施例的高压连接器100包括：插座10和插头20。
结合图2、3所示，插座10包括绝缘座体11、金属连接座12、公端端子13，金属连接座12连接在绝缘座体11的端部且外套于绝缘座体11设置，绝缘座体11具有插槽111，公端端子13嵌设于绝缘座体11内且伸入插槽111内。公端端子13装入绝缘座体11内，绝缘座体11起到固定公端端子13的作用，同时也起到绝缘作用，还能避免两个公端端子13之间、公端端子13与金属连接座12之间击穿漏电。
如图4所示，插头20包括金属外壳21、绝缘芯体22、母端端子23，金属外壳21套设于绝缘芯体22外，绝缘芯体22具有至少部分伸出金属外壳21的插接部221。母端端子23装入绝缘芯体22的内腔中，绝缘芯体22起到固定母端端子23的作用，同时也起到绝缘作用，避免两个母端端子23之间、母端端子23与金属外壳21之间击穿漏电。插接部221能够保护母端端子23，并提供固定限位及绝缘功能。
母端端子23设于绝缘芯体22内且伸入插接部221内，插接部221插接适配到插槽111内，公端端子13插入母端端子23内，插座10的金属连接座12与插头20的金属外壳21之间形成法兰连接。公端端子13插入母端端子23内腔，实现导电连接。
由此，相较于传统的锁扣固定方式，采用插头20与插座10插接适配定位，并且法兰连接的锁紧方式，该锁紧方式不仅插拔方便，而且满足了电动汽车行业关于高压安全方面的有关规定，更加安全可靠。
在图2所示的具体实施例中，插座10的金属连接座12具有第一法兰部121，插座10具有突出第一法兰部121的凸起14，插头20的金属外壳21包括侧壁211以及与侧壁211连接的第二法兰部212，插接部221与金属外壳21的侧壁211之间形成有容纳槽24，凸起14伸入到容纳槽24内且第一法兰部121与第二法兰部212通过螺栓30连接。
由此，两颗螺栓30将插座10的金属连接座12的第一法兰部121与插头20的金属外壳21的第二法兰部212固定在一起，实现插头20与插座10插合后的固定，而且采用上述法兰连接形式使对称布置力场分布均匀，插座10与插头20不易松脱，适合自动化生产作业。
在一些实施例中，如图3所示，高压连接器100还包括屏蔽件17，屏蔽件17位于容纳槽24内且夹在金属连接座12与金属外壳21的侧壁211之间，屏蔽件17、金属外壳21、金属连接座12均为导电件，且三者始终接触。
屏蔽件为金属连接座12与金属外壳21的屏蔽衔接载体，金属连接座12与金属外壳21通过屏蔽件17实现可靠连接，屏蔽件17安装于金属连接座12上，确保不漏磁。金属外壳21除了给内部结构提供安全防护外，该金属外壳21与屏蔽网衔接，实现整体屏蔽。第一法兰部121采用金属材质，与设备板面紧密接触，以导通屏蔽层。
已有技术采用内嵌的屏蔽构件加以实现屏蔽功能，本发明实施例采取金属外壳21、屏蔽件17的形式，用屏蔽件17连接插头20的金属外壳21与插座10的金属连接座12，更加安全可靠，使得产品整体结构简单化。
在一些实施例中，凸起14包括位于金属连接座12的第一凸部122以及位于绝缘座体11的第二凸部116，第一凸部122套设于第二凸部116外，第一凸部122的两个相对的侧壁设有容纳并定位屏蔽件17的安装槽部1221。由此，两个屏蔽件17分别设置在第一凸部122的两个侧壁内，安装槽部1221能够容纳屏蔽件17，使屏蔽件17嵌设于所述金属连接座12内。
进一步地，屏蔽件17具有弹性，屏蔽件17固定于金属连接座12并且弹性止抵于金属外壳21。由此，屏蔽件17在插座10与插头20安装后不仅能够起到连接金属连接座12、金属外壳21的作用，而且弹性止抵也使插座10能够卡紧插头20。
在图6所示的具体实施例中，屏蔽件17为长条形，屏蔽件17包括主板体171、连接于主板体171的多个弹片172，多个弹片172沿主板体171的长度方向依次分布，弹片172为弧形，弹片172的凹面朝向主板体171。这样，每个弹片172作为金属连接座12与金属外壳21连接的触点，以使屏蔽件17以多点接触的方式与金属外壳21接触，屏蔽、连接效果较好。
可选地，主板体171具有与弹片172相对的通孔173，每个弹片172的一端与通孔173的边沿连接，且另一端悬空，弹片172与主板体171一体冲压成型。由此，屏蔽件17更方便加工以及批量生产。
在图2所示的具体实施例中，插头20还包括封线体25、尾部固定件26、非屏蔽导线27，非屏蔽导线27连接在母端端子23的尾部，封线体25套设在非屏蔽导线27外，尾部固定件26在金属外壳21的端部插入金属外壳21内并且止抵于封线体25，所述尾部固定件26卡接到所述金属外壳21的侧壁211的槽孔222内。尾部固定件26安装于金属外壳21的端部，防止封线体25发生轴向移动，同时辅助固定非屏蔽导线27。封线体25处于金属外壳21与非屏蔽导线27之间，受二者的压缩实现对内部空间的防水密封功能。
已有技术采用屏蔽电缆，本发明实施例的适配电缆为非屏蔽电缆，在电缆外部设有整体屏蔽网(两根电缆铺设于屏蔽网内)，屏蔽网与插头20的金属外壳21相连，实现整体屏蔽，获取更好的屏蔽效果，降低成本。
此外，插头20与导线的出线角度也可以区别于传统设计：传统设计采用90°出线，本发明实施例可采取180°出线。
参见图5所示，在一些实施例中，母端端子23包括：端子外壳231、塔簧232，非屏蔽导线27的线芯271与端子外壳231焊接连接，塔簧232设于端子外壳231内；插接部221具有插口2211，公端端子13从插口2211伸入端子外壳231内，公端端子13夹在两个相对设置的塔簧232之间。已有的母端端子23采用簧片式设计，插入方式单一，只能轴向插入，本发明实施例的母端端子23采用塔簧232式设计，可从任意一个方向插入，既可轴向插入也可径向插入，采用径向插入时用于插头20的90°出线。
塔簧232可从轴向、径向等多个方向插入不受影响，受力分布呈环状，力场均匀，接触更加可靠。端子外壳231可以具有辅助限位的凸起14，使母端端子23在绝缘芯体22中的摆动幅度减小；非屏蔽导线27的线芯271与端子外壳231采用超声波焊接。采用点压式铆接工艺将塔簧232固定于端子外壳231内，在优化生产工艺的同时提高了固定的紧密度与强度。
塔簧232的结构中间高四周低，使其具备多方向插合的功能，普通簧结构只能满足轴向插合，这就使径向(垂直于轴向)的端子插合成为可能，采用这种簧的端子能够大幅度降低90°出线高压连接器100的成本。
进一步地，端子外壳231具有限位凹槽2311，插接部221内设有与限位凹槽2311相适配的卡扣2212。由此，母端端子23在绝缘芯体22的轴向限位依托于该限位凹槽2311。
如图2、3所示，在一些实施例中，高压连接器100还包括密封圈40，凸起14的外侧壁211具有环形槽，环形槽的底壁为波纹状，复合波纹防水线，能够有效抵抗正负压、热胀冷缩带来的不利影响。密封圈40安装于环形槽内，且密封圈40相较于屏蔽件17更靠近第二法兰部212。密封圈40安装于金属连接座12，处于金属连接座12与金属外壳21之间，受二者的压缩实现对内部空间的防水密封功能。两颗螺栓30将金属连接座12固定于设备上，实现插座10与设备之间的安装与防水密封。
在一些实施例中，插槽111、插接部221的个数均为两个且各自并排设置，插槽111的侧壁211具有防错凹槽1111，插接部221具有与防错凹槽1111相适配的防错凸部2213，参见图3、4所示。由此，起到插头20与插座10对插时的引导的防错插作用，为公端端子13顺利插入母端端子23提供辅助引导导向。
在图3所示的实施例中，绝缘座体11的侧壁211设有隔离部112、设于隔离部112两侧的第一导电接触面113和第二导电接触面114，第一导电接触面113和第二导电接触面114上设有铜排安装孔115。插头20接导线并且90°出线，插座10安装于设备端，插座10的垂直于轴向端接铜排。右导电接触面、左导电接触面是与铜排连接的导电接触载体；铜排安装孔115在提供可靠固定强度的同时，增大接触面积，增加载流能力。隔离部112能够将右导电接触面和左导电接触面绝缘隔离，防止漏电击穿。
可选地，公端端子13的自由端设有防触指模块15；防触指模块15共计2个，附着于公端端子13端部，避免手指误碰触电。在另一些实施例中，凸起14的顶面设有高压互锁插槽16111。高压互锁插槽16111可以是2个，可供高压互锁回路使用。
本发明实施例的高压连接器100，轴向安装操作空间大，安装于拆卸适合自动化或半自动化生产，自身具备防错安装功能、耐振动，防水等级可达P级别，尤其是整体屏蔽功能，在确保生产效率的前提下，在大幅度降低成本的同时提高了屏蔽效能，频谱更宽。此外，还具有结构紧凑简单等特点，在未来新能源汽车高压线束领域有很大实用价值。
另外，绝缘座体11和绝缘芯体22的结构可根据实际情况进行更改；公端端子13的结构根据载流能力需求和端接铜排的位置适当调整；金属外壳21与金属连接座12可根据实际使用位置调整大小尺寸；封线体25可根据载流能力适配下的导线线径调整尺寸大小。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (14)
1.一种高压连接器，其特征在于，包括：
插座，所述插座包括绝缘座体、金属连接座、公端端子，所述金属连接座连接在所述绝缘座体的端部且外套于所述绝缘座体设置，所述绝缘座体具有插槽，所述公端端子嵌设于所述绝缘座体内且伸入所述插槽内；
插头，所述插头包括金属外壳、绝缘芯体、母端端子，所述金属外壳套设于所述绝缘芯体外，所述绝缘芯体具有至少部分伸出所述金属外壳的插接部，所述母端端子设于所述绝缘芯体内且伸入所述插接部内，所述插接部插接适配到所述插槽内，所述公端端子插入所述母端端子内，所述插座的金属连接座与所述插头的金属外壳之间形成法兰连接。
2.根据权利要求1所述的高压连接器，其特征在于，所述插座的金属连接座具有第一法兰部，所述插座具有突出所述第一法兰部的凸起，所述插头的金属外壳包括侧壁以及与所述侧壁连接的第二法兰部，所述插接部与所述金属外壳的侧壁之间形成有容纳槽，所述凸起伸入到所述容纳槽内且所述第一法兰部与所述第二法兰部通过螺栓连接。
3.根据权利要求2所述的高压连接器，其特征在于，还包括屏蔽件，所述屏蔽件位于所述容纳槽内且夹在所述金属连接座与所述金属外壳的侧壁之间，所述屏蔽件、所述金属外壳、所述金属连接座均为导电件，且三者始终接触。
4.根据权利要求3所述的高压连接器，其特征在于，所述凸起包括位于所述金属连接座的第一凸部以及位于所述绝缘座体的第二凸部，所述第一凸部套设于所述第二凸部外，所述第一凸部的两个相对的侧壁设有容纳并定位所述屏蔽件的安装槽部。
5.根据权利要求3所述的高压连接器，其特征在于，所述屏蔽件具有弹性，所述屏蔽件固定于所述金属连接座并且弹性止抵于所述金属外壳。
6.根据权利要求5所述的高压连接器，其特征在于，所述屏蔽件为长条形，所述屏蔽件包括主板体、连接于所述主板体的多个弹片，多个所述弹片沿所述主板体的长度方向依次分布，所述弹片为弧形，所述弹片的凹面朝向所述主板体。
7.根据权利要求6所述的高压连接器，其特征在于，所述主板体具有与所述弹片相对的通孔，每个所述弹片的一端与所述通孔的边沿连接，且另一端悬空，所述弹片与所述主板体一体冲压成型。
8.根据权利要求3-7中任一项所述的高压连接器，其特征在于，所述插头还包括封线体、尾部固定件、非屏蔽导线，所述非屏蔽导线连接在所述母端端子的尾部，所述封线体套设在所述非屏蔽导线外，所述尾部固定件在所述金属外壳的端部插入所述金属外壳内并且止抵于所述封线体，所述尾部固定件卡接到所述金属外壳的侧壁的槽孔内。
9.根据权利要求8所述的高压连接器，其特征在于，所述母端端子包括：端子外壳、塔簧，所述非屏蔽导线的线芯与所述端子外壳焊接连接，所述塔簧设于所述端子外壳内；所述插接部具有插口，所述公端端子从所述插口伸入所述端子外壳内，所述公端端子夹在两个相对设置的塔簧之间。
10.根据权利要求9所述的高压连接器，其特征在于，所述端子外壳具有限位凹槽，所述插接部内设有与所述限位凹槽相适配的卡扣。
11.根据权利要求3-7中任一项所述的高压连接器，其特征在于，还包括密封圈，所述凸起的外侧壁具有环形槽，所述环形槽的底壁为波纹状，所述密封圈安装于所述环形槽内，且所述密封圈相较于所述屏蔽件更靠近所述第二法兰部。
12.根据权利要求2-7中任一项所述的高压连接器，其特征在于，所述插槽、所述插接部的个数均为两个且各自并排设置，所述插槽的侧壁具有防错凹槽，所述插接部具有与所述防错凹槽相适配的防错凸部。
13.根据权利要求2-7中任一项所述的高压连接器，其特征在于，所述绝缘座体的侧壁设有隔离部、设于隔离部两侧的第一导电接触面和第二导电接触面，所述第一导电接触面和所述第二导电接触面上设有铜排安装孔。
14.根据权利要求2-7中任一项所述的高压连接器，其特征在于，所述公端端子的自由端设有防触指模块；或者所述凸起的顶面设有高压互锁插槽。
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