CN115241680A - 用于电动车辆充电入口的具有成角度密封件的铰接翻盖 - Google Patents

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Abstract

一种用于电动车辆(EV)的充电入口(100)，包括限定开口(120)的本体(102)，该开口具有布置在其中的导电端子(122)。密封盖(200)枢转地附接到本体(102)并且可以在暴露开口(120)和导电端子(122)的打开位置与相对于外部环境密封开口(120)和导电端子(122)的关闭位置之间移动。盖(200)的密封元件(220)限定了密封塞(224)，该密封塞包括围绕其外周限定的成角度的密封肋(228)。密封塞(224)和密封肋(228)被配置为与入口本体(102)的开口(120)接合，用于在盖(200)处于关闭位置时密封开口(120)。

Description

用于电动车辆充电入口的具有成角度密封件的铰接翻盖
技术领域
本公开涉及电动车辆(EV)充电插座或入口，更具体地，涉及用于选择性地密封EV充电入口的导电端子的改进的系统。
背景技术
随着实际性和可用性的提高，电动汽车(EV)越来越受欢迎。为了满足消费者对个人和商业应用的性能需求，这些早期系统必须不断优化，以获得最大的性能、可用性和便利性。电动车辆可用性的一个重要方面包括在车辆使用寿命期间为电动车辆的电池持续地尽可能快地充电的能力。在这途中，希望使充电性能的任何退化最小化。充电性能会受到许多因素的影响，包括水分、尘土和其他碎屑污染和/或对充电器插头或电动车辆的插口/插座的电气端子或触头的损坏。因此，希望尽可能将这些敏感表面从外部环境屏蔽。
这种期望已经导致，例如，使用布置在入口的充电插口上的盖，这些盖可以在充电操作期间被移除以露出插口并允许插头与其接合。然而，这些盖已经被证明对污染物在插座上的长期积聚无效，而且不必要的庞大、复杂和/或制造昂贵。作为进一步的示例，今天的许多电动车辆都装配有组合充电系统(CCS)，或者既允许传统的基于AC的充电，也允许基于DC的“快速”充电的系统。然而，这些充电系统中的每一个都需要使用其自己的插头配置，例如，用于AC充电的类型1或类型2连接，以及用于快速充电操作的第二两插针DC连接器。因此，现代接口标准包括所谓的组合配置，该组合配置包括类型1连接器或类型2连接器，以及两插针DC连接器，它们一起布置在单个入口上。然而，在使用中，根据所使用的充电插头的类型，使用其AC充电系统进行充电的车辆，以及因此装配有相应插头的其类型1或类型2连接器，在充电操作期间可能会使两插针DC连接器被暴露，反之亦然。在充电期间，插口的未使用部分暴露于尘土、灰尘、水分(例如雨水)和其他不需要的碎屑。同样，车辆可能会经受严酷的使用，包括长时间暴露在大量的水分中，例如在越野使用期间穿过水路时，或者经受洪水条件时。这种暴露会对充电性能产生负面影响，因为污染物会在车辆的使用寿命期间累积，或者在浸水的情况下会更迅速地影响车辆的可靠性。如上所述，已证明现有技术的盖不足以在所有条件下防止碎屑的累积和/或密封这些类型的连接器。
因此，需要改进用于密封充电入口的系统和方法。
发明内容
在本公开的一个实施例中，提供了一种用于具有端子密封盖的电动车辆(EV)的充电入口。入口包括限定开口的本体，开口中布置有导电端子。密封盖枢转地附接到本体，并且可以在暴露开口和导电端子的打开位置与相对于外部环境密封开口和导电端子的关闭位置之间移动。限定了密封塞的密封元件从盖延伸，并且包括围绕其外周形成的成角度密封肋。密封肋配置为与开口密封地接合，用于在盖处于关闭位置时密封开口。
根据本公开的另一实施例，提供了一种用于EV充电入口的密封盖。盖包括本体，该本体具有安装端，该安装端被配置成枢转地安装到充电入口。密封元件接收在盖的密封件接收空间内，并且包括至少一个从其基部延伸的密封塞。密封塞包括成角度的密封肋，该密封肋以非同轴的取向围绕密封塞的外周延伸。密封肋和密封塞被配置为在盖处于关闭位置时与充电入口的端子开口密封地接合。
附图说明
现在将参照附图通过示例来描述本发明，在附图中：
图1A是组合式EV充电入口的透视图，该充电入口具有处于打开位置的根据本公开的实施例的盖和装配到其上的相关密封垫圈；
图1B是图1A的充电入口的透视图，其中盖处于关闭位置；
图2是根据图1A和图1B的实施例的盖和密封垫圈的透视图；
图3是图2所示密封垫圈的侧视图；
图4是处于部分关闭或部分装配位置的前述附图的盖和充电入口的局部剖视图；
图5是处于关闭或装配位置的图4的盖和充电入口的局部剖视图。
具体实施方式
本公开的实施例包括用于密封EV充电入口的一个或多个插口的改进的盖。在一个实施例中，盖可移动地(例如，枢转地)安装到壳体，并且可以在关闭位置和打开或充电位置之间移动或旋转。盖包括至少一个密封元件，其尺寸适于以密封方式接合入口的开口。密封元件包括密封肋，该密封肋适于与入口的开口的侧壁接合或接触，以与其形成密封。密封肋是成角度的，使得当盖旋转到关闭位置时，密封肋同时围绕其整个周边接合或接触开口的端部，尽管密封肋以成角度的方式被引入开口中(即，不沿着开口的轴线被引入或插入)。在一个实施例中，盖被特别配置成密封与组合充电插座的DC充电插口相关联的两插针开口。这样，在经由AC插口向车辆充电的过程中，这些开口保持密封，防止灰尘和其他碎屑进入。
参考图1A和图1B，车辆侧充电端口组件或入口100包括壳体102，其限定充电接口或入口侧110和车辆接口侧180。在使用中，充电接口侧110可以大致竖直地取向，并且从车身大致向外朝向，经由设置在车身上的门或盖提供对其的接取。充电接口侧110限定一个或多个充电插座或插口，例如示例性组合插口，该示例性组合插口包括配置为AC充电插口的第一插口112(在示例性图示中，类型-2插口)，以及限定了第一和第二开口120的第二两插针DC充电插口114，第一和第二开口120具有布置在其中的相应导电端子插针122。示例性入口100还包括盖200，用于选择性地密封DC充电插口114。作为非限制性的示例，盖200铰接安装到壳体102，通常安装到其底侧。盖200可以在如图1A所示的打开位置和如图1B所示的关闭位置之间旋转。
总体上参照图1A、图2和图3，盖200包括主体202、安装部分204，该安装部分204限定了例如部分体现为通孔205的铰链，该通孔205用于接收轴，当连接到壳体102时，本体可以围绕该轴旋转。主体202的与安装部分204相对的自由端包括一个或多个凸片206，在盖处于关闭位置时，凸片206从主体202倾斜地延伸，并且在从壳体102大致向外的方向上延伸，如图1B所示。以这种方式，凸片206用作抓握或撬动表面，以便例如通过使用者的一个或多个手指从关闭位置打开盖200。此外，凸片206之间侧向限定的自由空间为充电插头提供了当盖处于关闭位置时与第一插口112对接的空隙。
如图2中更清楚地示出的，盖200包括从本体202的主表面延伸的连续周向壁208，并在其中限定密封件接收空间209，该密封件接收空间209被配置为接收一个或多个密封元件，例如密封元件220。如图4和图5所示，壁208的尺寸设置成接收在限定于插口114或壳体102的配合面中的相应周向开口116内。如图4和图5进一步所示，壁208限定了台阶210，台阶210形成在壁208的内侧且与铰接连接或安装部分204相对的一侧。
再次参考图2和图3，密封元件220包括基部222，在示例性实施例中，大致椭圆形的基部在尺寸上对应于密封件接收空间209。两个密封压盖或密封塞224形成在基座222上，并从基座的主表面或面在大致垂直的方向上突出或延伸。每个密封塞224可以包括大致圆柱形的轮廓或本体，其限定了至少部分中空的自由端和相应的接收空间230。密封塞224的圆柱形本体包括环形锥形自由端或尖端226，其外直径小于塞本体的其余部分的直径。锥形自由端226为其以角度α不受限制地进入形成在入口中的环形或环状孔120提供了间隙，该角度α由盖连接的枢转特性产生，如图4所示。每个密封塞224还包括形成在接收空间230的内壁上的一个或多个加强肋232。肋232适于加强塞224的本体的环形壁，并最终改善其在安装位置的密封特性。
仍然参照图2和图3，每个密封塞224包括至少一个密封肋228，密封肋228限定在圆柱形本体部分的外圆周上或周围。在一个实施例中，密封肋228以成角度的或非同轴的方式围绕圆柱形本体的外部径向布置。更具体地，密封肋228可以形成为使得其中心轴线A与限定密封塞224的圆柱形本体的中心轴线B不平行或不同轴。在图3所示的示例性实施例中，密封肋的中心轴线A相对于塞224的圆柱形部分的中心轴线B以预定角度α取向，例如5至15度，或者优选为8度。然而，在其它实施例中，预定角度α可被限定为不平行于中心轴线B的任何角度。在一个实施例中，密封肋的中心轴线A和圆柱形部分的中心轴线B位于平分每个元件并在轴向方向上延伸的公共竖直平面中。应当理解，当盖200处于如图5所示的关闭位置时，平分密封肋228的平面或轴线可以延伸穿过盖的通孔205或枢转轴线。在其他实施例中，盖200的枢转轴线可以例如竖直地布置在壳体102的一侧，使得盖侧向地打开和关闭。在这种情况下，密封肋的中心轴线A和圆柱形部分的中心轴线B可位于平分每个元件并在轴向方向上延伸的公共水平面内。
密封肋228成角度，使得密封肋在密封塞224的轴向方向上最靠近密封元件220的基部222的部分定位成最靠近或最接近盖200的安装部分204的枢转轴线。同样，密封肋228在密封塞224的轴向方向上离基部222最远的部分定位成离安装部分20或铰接连接的枢转轴线最远端或最远，或者位于圆柱形部分的直径上与盖的铰接侧相对的部分上。这样，密封塞224的轴线和密封肋228的轴线之间限定的预定角度α使得，当盖200从打开位置沿着弓形路径移动到关闭位置时，尽管密封元件220或密封塞224以一定角度被引入到插口中，但是密封肋基本上同时围绕其整个周长或周边接触插口114的壁118。如图4中最清楚示出的，在密封肋228和插口114之间的初始接触之后，盖200相对于壳体102以预定角度α取向。以这种方式，密封肋228的偏移角α被配置为，当密封肋从打开位置移动到关闭位置时，在密封肋首次与插口114接触的点处，匹配盖200相对于接口侧110的角度。更具体地，密封肋228可以包括大致半圆形或弓形的轮廓，该轮廓具有第一或前倾斜表面、峰或脊、以及第二倾斜表面。如图4所示，密封肋228的前倾斜或斜坡表面最初同时围绕其周边接触插口114，此后，密封肋228可以在进一步插入过程中被挤压，因为随着盖200移动到关闭位置，与插口114的密封通常形成在峰或脊区域。
这种布置提供了优于现有技术布置的许多好处。具体地，成角度的密封肋228使得在插入或关闭操作过程中密封肋能够同时且均匀地挤压抵靠插口的壁118。这通过更均匀地分布力来改善密封特性以及密封寿命，并且防止每个密封塞224和肋228在被引入相应的开口120时过度变形。此外，这种布置防止了盖200的不完全或偶然的部分关闭，并且为使用者提供了触觉上的改善，因为将密封肋228完全挤压到与孔120摩擦接合的力更清晰可辨。
在图5所示的关闭或安装状态下，塞224的接收空间230在其中接收插口114的端子插针122，经由在密封肋228和壁118之间形成的密封防止其暴露于自然环境。应当理解，一旦插入，密封肋228限定了与环形壁118的摩擦配合连接，防止盖200的意外或无意打开，同时保持其之间的密封。仍然参考图5，密封肋可以包括从密封塞224的本体的外表面的变化的高度或变化的径向突出距离。具体地，密封肋228在最靠近盖200的安装部分204的枢转轴线的密封肋228的底部处的径向高度(例如，0.3mm)可以小于密封肋在密封塞224的轴向方向上最远离基部222的部分的高度(例如，0.5mm)。由于盖200的枢转特性及其首次引入插口114时的初始角度取向，这种布置使得围绕密封塞224所需的插入力均匀。
尽管盖200和相关联的密封元件220在全文中被描述为附接到入口壳体102的底部，但是应当理解，本公开的实施例包括这样的盖，其可以在任何侧部或者以任何取向附接到它们被配置为覆盖的入口或插口。同样，在本文中，实施例已经被描述为应用于DC充电插口的盖。然而，应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，本文描述的盖可以适于用于任何类型的充电端口或插口。例如，除了DC充电插口之外，根据本公开的实施例的具有成角度密封特征的类似盖可以适用于第一或AC类型的插口。

Claims (15)

1.一种充电入口(100)，包括：
本体(102)，所述本体限定开口(120)，所述开口中布置有导电端子(122)；
密封盖(200)，所述密封盖附接到所述本体(102)并且能够在打开位置和关闭位置之间移动，在所述打开位置，所述导电端子(122)被暴露，在所述关闭位置，所述开口(120)和所述导电端子(122)相对于外部环境被密封，所述盖(200)包括密封元件(220)，所述密封元件从所述盖(200)延伸并且具有围绕所述密封元件的外周形成的密封肋(228)，所述密封肋用于与所述开口(120)的内侧壁(118)接合。
2.根据权利要求1所述的充电入口(100)，其中，所述密封盖(200)在所述打开位置和所述关闭位置之间沿着弓形路径移动。
3.根据权利要求2所述的充电入口(100)，其中，所述密封肋(228)相对于所述密封元件(220)的外表面成角度地取向。
4.根据权利要求3所述的充电入口(100)，其中，所述密封元件(220)限定密封塞(224)，并且其中，所述密封肋(228)包括围绕中心轴线(A)限定的环形肋(228)，所述中心轴线(A)与所述塞(224)的中心轴线(B)不同轴。
5.根据权利要求4所述的充电入口(100)，其中，所述本体(102)限定了DC充电端子(122)的对，并且其中，所述密封元件(220)限定了用于与所述充电端子(122)中的每一个的相应开口(120)接合的第一密封塞(224)和第二密封塞(224)。
6.根据权利要求4所述的充电入口(100)，其中，所述密封塞(224)包括圆柱形突起，其中，密封肋(228)围绕所述塞(224)的外圆周形成。
7.根据权利要求4所述的充电入口(100)，其中，所述密封肋(228)的中心轴线(A)和所述塞(224)的中心轴线(B)在公共平面上取向。
8.根据权利要求4所述的充电入口(100)，其中，所述密封元件(220)包括基部(222)以及从所述基部(222)延伸的第一密封塞(224)和第二密封塞(224)。
9.根据权利要求4所述的充电入口(100)，其中，所述密封塞(224)的端部(226)围绕所述密封塞的圆周呈锥形。
10.根据权利要求4所述的充电入口(100)，其中，所述密封塞(224)包括在所述密封塞的第一端敞开的中空内部空间(230)，用于在所述盖(200)的所述关闭位置接收所述端子(122)。
11.根据权利要求10所述的充电入口(100)，其中，所述密封塞(224)包括限定在所述中空内部空间(230)内并在所述塞(224)的轴向方向上延伸的多个加强肋(232)。
12.根据权利要求2所述的充电入口(100)，其中，所述密封肋(228)相对于所述密封元件(220)成角度，使得当所述盖(200)从所述打开位置移动到所述关闭位置时，所述密封肋(228)围绕所述密封肋的整个圆周同时与限定所述开口(120)的周向壁(118)接合。
13.根据权利要求12所述的充电入口(100)，其中，所述密封盖(200)经由铰接连接(204、205)可旋转地附接到所述本体(102)，其中，所述密封肋(228)成角度，使得所述密封肋在靠近所述铰接连接(204、205)的一侧比在所述盖(200)的与所述铰接连接(204、205)相对的一侧更靠近所述盖(200)。
14.根据权利要求12所述的充电入口(100)，其中，所述密封肋(228)在所述密封元件(220)的第一侧上从所述密封元件(220)径向延伸至第一高度，并且在所述密封元件(220)的与所述第一侧相对的第二侧上从所述密封元件(220)径向延伸至大于所述第一高度的第二高度。
15.一种用于电动车辆(EV)的充电入口(100)的密封盖(200)，包括：
本体(102)，所述本体具有配置成枢转地附接到所述充电入口(100)的安装端，并且限定密封件接收空间(116、120)；和
密封元件(220)，所述密封元件接收在所述本体(102)的所述密封件接收空间(116、120)内，并且包括：
基部(222)；
从所述基部(222)延伸的密封塞(224)；和
围绕所述密封塞(224)的外周形成的成角度的密封肋(228)，所述密封塞(224)和所述密封肋(228)配置成在所述盖(200)的关闭位置与所述充电入口(100)的端子(122)开口(120)形成密封。
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