CN114590145A - 电连接器、充电桩及充电系统 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例涉及电能传输技术领域，特别是涉及一种电连接器、充电桩及充电系统。电连接器包括壳体、接头和冷却介质壳体设有收容腔和相对设置的两通孔，收容腔通过通孔与外界连通。接头包括第一部分和第二部分，第二部分设置于第一部分的两端，接头插接于壳体，第一部分位于收容腔内，第二部分自通孔穿出，并暴露于壳体的外表面，第一部分经过绝缘处理和导热处理。冷却介质收容于收容腔内。通过上述结构，第一部分在经过表面处理后，可以获得优良的绝缘以及导热效果，从而使得接头产生热量后，通过冷却介质直接进行散热。同时，在绝缘处理后可以有效防止接头漏电。从而提高电能的传输效率。

Description

电连接器、充电桩及充电系统
技术领域
本申请实施例涉及电能传输技术领域，特别是涉及一种电连接器、充电桩及充电系统。
背景技术
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括四大类型混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV，包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。非常规的车用燃料指除汽油和柴油之外的燃料。以电能为动力的汽车为例，为了保证车辆的续航能力，以及使用效率，为其充电的设备朝着高功率的方向进行研发。
在发明人实现本申请实施例的过程中，发现：在电能传输的过程中，必然伴随着热能的产生和传递。如果不及时散热，则会大大影响车辆的充电效率。
发明内容
鉴于上述问题，本申请实施例旨在提供一种电连接器、充电桩及充电系统，以改善目前电连接器的冷却介质无法与接头直接进行热交换，降低散热效果的现状。
为解决上述问题，本申请实施例提供了一种电连接器，包括：壳体、接头以及冷却介质。所述壳体设有收容腔和相对设置的两通孔，所述收容腔通过所述通孔与外界连通。所述接头包括第一部分和第二部分，所述第二部分设置于所述第一部分的两端，所述接头插接于所述壳体，所述第一部分位于所述收容腔内，所述第二部分自所述通孔穿出，并暴露于所述壳体的外表面，所述第一部分经过绝缘处理和导热处理。所述冷却介质收容于所述收容腔内。
可选地，所述第一部分的绝缘处理和导热处理包括：浸塑工艺、喷塑工艺、表面陶瓷化和阳极氧化。
可选地，所述电连接器还包括换液组件，所述换液组件安装于所述壳体，并且所述换液组件与所述收容腔连通，所述换液组件用于所述冷却介质的流通。
可选地，所述换液组件包括第一导液管，所述第一导液管的两端均与所述收容腔连通，所述冷却介质在所述第一导液管和所述收容腔内循环。
可选地，所述换液组件包括第二导液管和第三导液管，所述第二导液管和第三导液管的均与所述收容腔连通，所述冷却介质自所述第二导液管流入所述收容腔后，从所述第三导液管流出。
可选地，所述第二导液管和第三导液管连接于所述壳体相对的两端。
可选地，所述电连接器还包括锁定件，所述锁定件固定于所述接头和所述壳体之间，所述锁定件用于固定所述接头和所述壳体之间的连接。
可选地，所述电连接器还包括密封件，所述密封件固定于所述通孔处，所述密封件用于将所述收容腔与外界隔开。
为解决上述问题，本申请实施例还提供了一种充电桩，所述充电桩包括上述电连接器。
为解决上述问题，本申请实施例又提供了一种充电系统，所述充电系统包括上述电连接器，和/或所述充电桩。
本申请实施例的有益效果是：提供一种电连接器。所述电连接器包括壳体、接头和冷却介质所述壳体设有收容腔和相对设置的两通孔，所述收容腔通过所述通孔与外界连通。所述接头包括第一部分和第二部分，所述第二部分设置于所述第一部分的两端，所述接头插接于所述壳体，所述第一部分位于所述收容腔内，所述第二部分自所述通孔穿出，并暴露于所述壳体的外表面，所述第一部分经过绝缘处理和导热处理。所述冷却介质收容于所述收容腔内。通过上述结构，所述第一部分在经过表面处理后，可以获得优良的绝缘以及导热效果，从而使得所述接头产生热量后，通过所述冷却介质直接进行散热。同时，在绝缘处理后可以有效防止所述接头漏电。从而提高电能的传输效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本申请其中一实施例提供的充电系统的示意图；
图2是本申请其中一实施例提供的充电桩的示意图；
图3是本申请其中一实施例提供的电连接器的立体图；
图4是本申请另一实施例提供的电连接器的立体图；
图5是本申请另一实施例提供的电连接器的分解图；
图6是本申请对比实施例提供的电连接器的液体流动模拟示意图；
图7是本申请对比实施例提供的电连接器的温度分布云图；
图8是本申请另一实施例提供的电连接器的液体流动模拟示意图；
图9是本申请另一实施例提供的电连接器的温度分布云图。
本申请实施例中附图标记
充电装置 1 冷却介质 (图未示)
充电桩 1000 接头 20
充电桩主体 200 第一部分 21
电连接器 100 第二部分 22
壳体 10 第一导液管 30
收容腔 11 第二导液管 40
通孔 12 第三导液管 50
锁定件 60 密封件 70
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在本说明书中，所述“安装”包括焊接、螺接、卡接、粘合等方式将某一元件或装置固定或限制于特定位置或地方，所述元件或装置可在特定位置或地方保持不动也可在限定范围内活动，所述元件或装置固定或限制于特定位置或地方后可进行拆卸也可不能进行拆卸，在本申请实施例中不作限制。所述“连接”包括一个元件和另一个元件直接连接和一个元件和另一个元件之间还有一个或多个其他元件的间接连接，如非特别说明，在本申请实施例中不作具体限制。
如图1所示，其示出了本申请其中一实施例提供的充电系统1的示意图。充电系统1包括充电桩1000、供电站2000以及控制中心3000。充电桩1000、供电站2000和控制中心3000之间互相电连接，从而使得控制中心3000可以监视和控制供电站2000的运行情况，并且还可以监视和控制充电桩1000的工作情况。供电站2000用于给充电桩1000供电，控制中心3000用于对充电系统1进行监视和控制。
如图2所示，其示出了本申请其中一实施例提供的充电桩1000的示意图。充电桩1000包括电连接器100以及充电桩主体200，电连接器100安装于充电桩主体200，并且电连接器100可以相对充电桩主体200伸出或者收容于充电桩主体200，电连接器100用于将充电桩主体200与外界的电子设备连接，其中电子设备包括但不限于电动汽车、电动助力车等大中小型电子设备。
如图3至图5所示，其分别示出了本申请其中一实施例提供的电连接器100的立体图、本申请另一实施例提供的电连接器100的立体图和本申请另一实施例提供的电连接器100的立体图，并结合其他附图。电连接器100包括壳体10、接头20和冷却介质(图未示)。其中，壳体10设有收容腔11和相对设置的两通孔12。收容腔11通过通孔12与外界连通。在本申请实施例中的壳体10呈圆柱体状，设置于壳体10内的收容腔11的腔体与壳体10的外轮廓相似，从而可以充分利用壳体10的内部空间，两通孔12相对设置于圆柱体状的壳体10的平面上，从而便于在生产或者装配时，接头20直接伸入收容腔11内，便于收纳、安装以及拆卸。接头20包括第一部分21和第二部分22，第二部分22设置于第一部分21的两端，接头20插接于壳体10，第一部分21位于收容腔11内，第二部分22自通孔12穿出，并暴露于壳体10的外表面，第一部分21经过绝缘处理和导热处理。冷却介质收容于收容腔11内。即是，对接头20插接于壳体10的第一部分21进行表面处理，使得在接头20厚度不变的情况下，具备满足使用要求的绝缘能力和导热率，相较于现有技术中增加套管的技术方案，本方案减少了热阻，将冷却介质和接头20在收容腔11内直接进行热交换，提高了换热效率。
值得一提的是，第一部分21的绝缘处理和导热处理包括但不限于浸塑工艺、喷塑工艺、表面陶瓷化和阳极氧化。浸塑工艺是将具有热塑性塑料预热软化，在第一部分21的表面涂覆后，再通过冷却固化成膜。喷塑工艺是通过高压静电设备充电，在电场的作用下，将塑料颗粒喷涂到第一部分21的表面，形成粉状的涂层，粉状涂层经过高温烘烤后流平固化，使得塑料颗粒融化形成致密的保护涂层。表面陶瓷化则是在接头20表面通过熔钎焊的方法堆焊一层金属基堆焊层，并根据接头20本身的尺寸决定使用的焊接道数，并依靠融化的金属基填充材料在接头20表面润湿铺展形成连接，根据接头20的实际要求，通过去油水洗得到金属基体复合体。再采用绝缘涂料将不需要微弧氧化的部分保护，然后对金属基体复合体的表面微弧氧化，在金属基体复合体表面得到金属氧化物陶瓷，最后经过水洗、烘干即可，陶瓷膜层与金属基体结合在一起得到表面陶瓷化处理的接头20。阳极氧化则是指金属及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流的作用下，在作为阳极的接头20上形成一层氧化膜的过程。这些方式则是对第一部分21与冷却介质直接接触的表面进行预处理，从而使得接头20的第一部分21具有绝缘和导热的物理特性。为了便于生产和实际使用，第二部分22同样可以与第一部分21进行相同方式的处理，减少装配误差对实际使用产生的影响。相较于现有技术中将冷却液装在套筒中，再将套筒环绕接头设置的方案，上述方式大大减少了冷却介质与接头20之间的热阻，提高了换热效率。
在本申请的其他实施例中，请参阅图3，并结合其他附图。电连接器100还包括第一导液管30，第一导液管30的两端均与收容腔11连通，冷却介质在第一导液管30和收容腔11内循环。第一导液管30的两端可以连接在壳体10的同侧或者异侧。可以理解的是，第一导液管30不仅可以用于流通冷却介质中的液体介质，还可以流通冷却介质中的气体介质，即是用于冷却流体的流通。需要说明的是，第一导液管30的材料应根据冷却介质的物理和化学性质进行改变，防止冷却介质与第一导液管30之间产生化学反应，从而降低了冷却介质的换热效率。同样地，在第一导液管30与壳体10的连接处，应进一步进行密封处理，防止冷却介质溢出后，对换热效率和外界环境产生影响。
在本申请实施例中，请参阅图4，并结合其他附图，电连接器100包括第二导液管40和第三导液管50。第二导液管40和第三导液管50均与收容腔11连通，冷却介质自第二导液管40流入收容腔11后，从第三导液管50流出。值得一提的是，第二导液管40和第三导液管50连接于壳体10相对的两端，即是，壳体10呈圆柱状，第二导液管40和第三导液管50相对壳体10的轴线相对设置，并且沿电连接器100插入外部设备的方向，第二导液管40与收容腔11的连接处和第三导液管50与收容腔11的连接处位于外壳10的两端。即是，在电连接器100插入外部设备的方向上，两导液管与收容腔11连通的地方存在位移差。可选的，第二导液管40与收容腔11的连接处和第三导液管50与收容腔11的连接处投影在同一平面时，可以是壳体10圆周上的任意两点。可选地，当壳体10呈长方体、立方体、圆台、锥体或者其他不规则形状时，第二导液管40与收容腔11的连接处和第三导液管50与收容腔11的连接处在同一平面上的投影共线。
在本申请实施例中，请参阅图5，并结合其他附图。电连接器100还包括锁定件60，锁定件60固定于接头20和壳体10之间，锁定件60用于固定接头20和壳体10之间的连接。可选地，壳体10和接头20上设有与锁定件60相匹配的锁定结构，锁定件60和锁定结构可以是螺接等过盈配合的形式。并且锁定件60为绝缘材料，防止接头20漏电。
在本申请实施例中，请参阅图5，并结合其他附图。电连接器100还包括密封件70。密封件70固定于通孔12处，密封件70用于将收容腔11与外界隔开。可选地，密封件70为密封圈，将密封圈设置于通孔12处，并通过锁定件60挤压密封圈，防止密封圈脱出，从而便于密封件70将收容腔11与外界隔开，防止冷却介质泄露，或者外部环境污染冷却介质，提高了换热的稳定性。密封件70还可以是涂覆于通孔12和接头20之间的密封胶，以使壳体10和接头20胶接。需要说明的是，这种密封胶需要具备耐热性能。
对于上述实施例，请参阅图6至图9，其分别示出了本申请对比实施例提供的电连接器的液体流动模拟示意图、本申请对比实施例提供的电连接器的温度分布云图、本申请另一实施例提供的电连接器100的液体流动模拟示意图和本申请另一实施例提供的电连接器100的温度分布云图。本申请实施例对照现有技术进行了进一步试验探究。现对作为试验对照组的现有技术进行简单描述，现有技术中的电连接器包括接头、外壳、两套筒以及歧管组件，外壳内设有收容腔，接头插接于收容腔，两套筒相对设置于收容腔内，并且两套筒环绕接头设置，歧管组件则是将冷却液分别注入两套筒中，通过冷却液在套筒中的流动，从而降低套筒及收容腔内的温度，并且由于套筒与接头接触，从而达到给接头降温的目的。
试验条件：环境温度：30℃。冷却液：30℃的纯水，流速0.05L/S。海拔高度：0m。电连接器的发热功率：250W。
试验材料：上述试验对照组和本申请实施例试验组。
试验方法：请参阅图7，在对比实施例中依次设置(1)至(5)的五个温度监测点，依次为冷却液入液口、接头靠近冷却液入液口的一端、接头中部、接头靠近冷却液出液口的一端、冷却液出液口。相应的，请参阅图9，在本申请实施例中依次设置(6)至(10的)的五个温度监测点，依次为冷却液入液口、接头靠近冷却液入液口的一端、接头中部、接头靠近冷却液出液口的一端、冷却液出液口。
试验结果：
表1
序号 温度(对比实施例) 序号 温度(本申请实施例) 差值
(1) 30℃ (6) 30℃ 0℃
(2) 31.3℃ (7) 31.3℃ 0℃
(3) 60.9℃ (8) 46.8℃ 14.1℃
(4) 72.3℃ (9) 62.4℃ 9.9℃
(5) 61.4℃ (10) 50.7℃ 10.7℃
试验总结：
请一并参阅上述表1以及图6至图9，并结合其他附图。由表1中的试验数据对比可知：在(1)和(6)以及(2)和(7)处相对应的区域的冷却液温度基本相同，而对比表1中其他点位的数据，本申请实施例的冷却液温度则要低于对比实施例中冷却液的温度。即是，本申请实施例中的接头20上(8)点位的温度较对比实施例上(3)点位的温度降低了14.1℃；本申请实施例中的接头20上(9)点位的温度较对比实施例上(4)点位的温度降低了9.9℃；本申请实施例中的接头20上(10)点位的温度较对比实施例上(5)点位的温度降低了10.7℃，平均降低了约11.57℃。即是该点位处，本申请实施例的接头温度要低于对比实施例中的接头温度。综上，相比于对比实施例，本申请实施例具有更低的热阻，更高的热交换率，以及更加优良的散热效果。
本申请实施例提供的电连接器100包括壳体10、接头20和冷却介质壳体10设有收容腔11和相对设置的两通孔12，收容腔11通过通孔12与外界连通。接头20包括第一部分21和第二部分22，第二部分22设置于第一部分21的两端，接头20插接于壳体10，第一部分21位于收容腔11内，第二部分22自通孔12穿出，并暴露于壳体10的外表面，第一部分21经过绝缘处理和导热处理。冷却介质收容于收容腔11内。通过上述结构，第一部分21在经过表面处理后，可以获得优良的绝缘以及导热效果，从而使得接头20产生热量后，通过冷却介质直接进行散热。同时，在绝缘处理后可以有效防止端子漏电。从而提高电能的传输效率。
基于同一发明构思，本申请还提供一种充电桩1000，该充电桩1000包括上述的电连接器100。对于电连接器100的结构和功能请参阅上述实施例，此处不再一一赘述。
基于同一发明构思，本申请还提供一种充电系统1，该充电系统1包括上述的充电桩1000。对于充电桩1000的结构和功能请参阅上述实施例，此处不再一一赘述。
以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电连接器，其特征在于，包括：
壳体，所述壳体设有收容腔和相对设置的两通孔，所述收容腔通过所述通孔与外界连通；
接头，包括第一部分和第二部分，所述第二部分设置于所述第一部分的两端，所述接头插接于所述壳体，所述第一部分位于所述收容腔内，所述第二部分自所述通孔穿出，并暴露于所述壳体的外表面，所述第一部分经过绝缘处理和导热处理；以及
冷却介质，收容于所述收容腔内。
2.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述第一部分的绝缘处理和导热处理包括：浸塑工艺、喷塑工艺、表面陶瓷化和阳极氧化。
3.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述电连接器还包括第一导液管，所述第一导液管的两端均与所述收容腔连通，所述冷却介质在所述第一导液管和所述收容腔内循环。
4.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述电连接器还包括第二导液管和第三导液管，所述第二导液管和第三导液管的均与所述收容腔连通，所述冷却介质自所述第二导液管流入所述收容腔后，从所述第三导液管流出。
5.根据权利要求4所述的电连接器，其特征在于，所述第二导液管与所述第三导液管相对设置，并且所述第二导液管与所述壳体的连接处靠近所述接头的一端，所述第三导液管与所述壳体的连接处远离所述接头的一端。
6.根据权利要求5所述的电连接器，其特征在于，所述第二导液管和第三导液管连接于所述壳体相对的两端。
7.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述电连接器还包括锁定件，所述锁定件固定于所述接头和所述壳体之间，所述锁定件用于固定所述接头和所述壳体之间的连接。
8.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述电连接器还包括密封件，所述密封件固定于所述通孔处，所述密封件用于将所述收容腔与外界隔开。
9.一种充电桩，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的电连接器。
10.一种充电系统，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的电连接器，和/或权利要求9中所述的充电桩。
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