CN118867727A - 一种高压连接器及用于高压连接器的插头和插座 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高压连接器及用于高压连接器的插头和插座，属于新能源汽车快充高压连接技术领域，包括插头外壳、第一绝缘护套和插头端子，插头外壳间隔设置有两个第一安装腔，第一安装腔容纳有第一绝缘护套，第一绝缘护套内套设有插头端子，插头端子包括相互连接的第一插接端和第一接线端，第一插接端远离第一接线端的一侧连接有冠簧和防触针，防触针位于冠簧内径侧，防触针与冠簧之间具有插接空间，防触针表面设置有绝缘层。本发明依靠第一绝缘护套实现插头端子之间的绝缘隔离，同时利用防触针保持插接稳定性，能够提高高压连接器的电流等级，通过将插头端子安装在同一插头外壳内，实现正负极的一体设置，能够提高生产效率，降低制造成本。

Description

一种高压连接器及用于高压连接器的插头和插座

技术领域

本发明涉及新能源汽车快充高压连接技术领域，特别是涉及一种高压连接器及用于高压连接器的插头和插座。

背景技术

目前，新能源汽车所用电池容量越来越大，要想短时间内充满电池，就需要提高充电速度，比如60kW·h达到4C充电速度，即15分钟将60度电池完全充满。普通快充技术压接70平方到95平方的线缆，过流能力在250A到300A，而要想实现超级快充技术就需要提升电流至600A。

在超级快充技术中需要采用超级快充高压连接器进行线路连接，为避免正负极之间的干扰，已知的超级快充高压连接器采用的是单芯插件，即正极一个高压插件，负极一个高压插件，正负极是分开的。上述方案虽能解决正负极之间干扰的问题，但由于正负极各自独立制作，成本相对较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压连接器及用于高压连接器的插头和插座，以解决上述现有技术存在的问题，依靠第一绝缘护套实现插头端子之间的绝缘隔离，同时利用防触针保持插接稳定性，能够提高高压连接器的电流等级，在此基础上，通过将插头端子安装在同一插头外壳内，实现正负极的一体设置，能够提高生产效率，降低制造成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种用于高压连接器的插头，包括插头外壳、第一绝缘护套和插头端子，所述插头外壳间隔设置有两个第一安装腔，所述第一安装腔容纳有所述第一绝缘护套，所述第一绝缘护套内套设有所述插头端子，所述插头端子包括相互连接的第一插接端和第一接线端，所述第一插接端远离所述第一接线端的一侧连接有冠簧和防触针，所述防触针位于所述冠簧内径侧，所述防触针与所述冠簧之间具有插接空间，所述防触针表面设置有绝缘层。

优选地，所述插头外壳包括相互连接的插入部和外露部，所述插入部非对称位置设置有防错凸棱，所述防错凸棱的延伸方向平行于插接方向。

优选地，还包括摇杆，所述摇杆转动安装在所述外露部，所述摇杆设置有以其转动中心为圆心的弧形卡槽，所述弧形卡槽具有供卡扣进入的开口。

优选地，所述摇杆连接有二次锁止结构，所述二次锁止结构与所述外露部卡接连接。

优选地，还包括防水护套、第一密封垫和后盖，所述防水护套在所述插头端子的连线端插入所述第一绝缘护套，所述后盖将所述第一密封垫扣合连接在所述外露部，连接所述插头端子的线缆顺次贯穿所述第一密封垫和所述后盖。

优选地，还包括屏蔽环、压环和垫块，所述屏蔽环套设在所述线缆，所述屏蔽环的一端连接所述防水护套，所述屏蔽环的另一端连接所述线缆的屏蔽层，所述压环将所述屏蔽环的另一端与所述屏蔽层压接连接，所述垫块套设在所述压环外径侧，所述垫块的一端抵接所述屏蔽环，所述垫块的另一端抵接所述第一密封垫。

优选地，还包括第二安装腔，所述第二安装腔位于两所述第一安装腔的对称轴上，所述第二安装腔安装有高压互锁组件的短接针脚。

优选地，所述第一接线端设置有用于超声波焊接的焊接平面。

本发明提供一种用于高压连接器的插座，用于与前文记载的所述的插头配合连接，包括插座外壳、第二绝缘护套和插座端子，所述插座外壳包裹所述第二绝缘护套，所述第二绝缘护套内套设有所述插座端子，所述插座端子包括相互连接的第二插接端和第二接线端，所述第二插接端设置有用于容纳所述防触针的导向孔，所述第二插接端用于插入所述插接空间，所述第二插接端的外径侧用于与所述冠簧的内径侧电连接。

本发明还提供一种高压连接器，包括如前文记载的所述的插头以及如前文记载的所述的插座。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明依靠第一绝缘护套实现插头端子之间的绝缘隔离，保证插头端子之间具有足够的爬电距离，同时利用防触针对插头端子与插座的连接进行导向和定位，保持插接过程和插接后的稳定性，从而能够降低插头端子之间的干扰，进而提高高压连接器的电流等级，在此基础上，通过将插头端子安装在同一插头外壳内，实现正负极的一体设置，相对于单体设置的方式，能够提高生产效率，降低制造成本。

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为高压连接器插头和插座连接后整体示意图；

图2为图1爆炸结构图；

图3为插座结构图；

图4为图3爆炸结构图；

图5为插头结构图；

图6为图5爆炸结构图；

其中，1、插头；11、插头外壳；111、摇杆；1111、二次锁止结构；112、密封圈；113、短接针脚；114、防错凸棱；115、插入部；116、外露部；12、第一绝缘护套；13、插头端子；131、第一插接端；132、第一接线端；133、冠簧；134、防触针；14、防水护套；15、屏蔽环；16、压环；17、垫块；18、第一密封垫；19、后盖；2、插座；21、插座外壳；211、卡扣；212、防错凹槽；22、插座端子；221、第二插接端；2211、导向孔；222、第二接线端；23、防触帽；24、第二密封垫；25、互锁接头；26、第二绝缘护套；27、支撑垫。

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。

本发明的目的是提供一种高压连接器及用于高压连接器的插头和插座，以解决现有技术存在的问题，依靠第一绝缘护套实现插头端子之间的绝缘隔离，同时利用防触针保持插接稳定性，能够提高高压连接器的电流等级，在此基础上，通过将插头端子安装在同一插头外壳内，实现正负极的一体设置，能够提高生产效率，降低制造成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1～6所示，本发明提供一种用于高压连接器的插头1，插头1包括插头外壳11、第一绝缘护套12和插头端子13，插头外壳11可以采用金属材质，例如铝合金，也可以采用塑料材质，为适用于超级快充，优选采用金属材质，以能够进行电屏蔽，避免干扰。插头外壳11间隔设置有两个第一安装腔，两个第一安装腔并列布置，组合形成腰型结构，第一安装腔之间通过连接筋进行分隔，使得第一安装腔之间相邻但不相连通。第一安装腔容纳有第一绝缘护套12，第一绝缘护套12内套设有插头端子13，第一绝缘护套12一方面可以对相邻的插头端子13进行绝缘，另一方面可以对插头端子13的位置进行限位和固定，第一绝缘护套12应包括轴向设置的卡接部和插接部，卡接部用于连接第一安装腔，插接部用于与插座2进行插接连接。插头端子13包括相互连接的第一插接端131和第一接线端132，第一插接端131用于与插座2进行插接连接，第一插接端131远离第一接线端132的一侧连接有冠簧133和防触针134，冠簧133用于与插座2导电连接，防触针134与插座2非导电连接，且能够起到支撑、限位的作用。防触针134位于冠簧133内径侧，防触针134与冠簧133之间具有插接空间，插接空间用于容纳插座2的第二插接端221，防触针134表面设置有绝缘层，绝缘层用于防止与第二插接端221产生电连接。

本发明依靠第一绝缘护套12实现插头端子13之间的绝缘隔离，保证插头端子13之间具有足够的爬电距离，同时利用防触针134对插头端子13与插座2的连接进行导向和定位，保持插接过程和插接后的稳定性，从而能够降低插头端子13之间的干扰，进而提高高压连接器的电流等级，在此基础上，通过将插头端子13安装在同一插头外壳11内，实现正负极的一体设置，相对于正极和负极单体设置的方式，能够提高生产效率，降低制造成本。

结合图5和图6所示，插头外壳11包括相互连接的插入部115和外露部116，其中，插入部115用于插接连接插座2，外露部116则在插入部115连接插座2后外露在插座2外侧。插入部115非对称位置设置有防错凸棱114，防错凸棱114的延伸方向平行于插接方向，插座2与防错凸棱114对应位置设置有防错凹槽212，只有在插头1和插座2对正方位后，即正极对正极、负极对负极，才能将防错凸棱114插入防错凹槽212，从而避免正负极接反导致危险或故障。

如图1、图2、图5和图6所示，还包括摇杆111，摇杆111转动安装在外露部116，当插头1和插座2连接后，摇杆111靠近插座2，摇杆111设置有以其转动中心为圆心的弧形卡槽，弧形卡槽呈台阶结构，插座2设置有卡扣211，卡扣211具有凸台，弧形卡槽具有供卡扣211进入的开口，卡扣211进入弧形卡槽后，卡扣211的凸台能够与弧形卡槽的台阶结构形成T型槽的滑动连接，从而形成卡扣211和弧形卡槽的卡接连接。

进一步的，摇杆111还可以连接有二次锁止结构1111，其为通常意义的二次锁止结构(ConnectorPositionAssurance，简称CPA)，是用于增加高压连接器摇杆111强度的卡接结构。CPA能有效保护插头1、插座2的可靠连接，防止汽车运行过程中的意外松脱或接触不良引起的带载插拔安全事故，CPA属于辅助锁止结构，是通过与主锁止结构(摇杆111的弧形卡槽与卡扣211)配合以达到可靠锁止的要求。CPA的工作原理，当主锁止结构锁止后，CPA辅助锁止，此时主锁止结构将不容易受到外界环境影响而松脱(主锁止结构失效除外)，解锁时需要解开CPA才能正常解开，能满足较苛刻条件下使用的一种锁止结构。更具体的，当摇杆111转动到位后，二次锁止结构1111可与插头外壳11的外露部116卡接连接，对于二次锁止结构1111的具体形式，可参考如下，二次锁止结构1111可滑动连接在摇杆111的横臂上，外露部116设置有卡勾，二次锁止结构1111可滑动卡放到卡勾处以阻止摇杆111的反向转动，实现摇杆111的锁止；当需要解锁时，则反向滑动二次锁止结构1111脱离卡勾即可反向转动摇杆111，进而将弧形卡槽脱出卡扣211。

如图2和图6所示，还包括防水护套14、第一密封垫18和后盖19，防水护套14用于对插头1与线缆的连接位置进行防水，第一密封垫18配合防水护套14发挥防水作用，后盖19则用于将防水护套14、第一密封垫18等结构压紧扣合连接在插头外壳11。具体连接上述结构时，防水护套14在插头端子13的第一接线端132插入第一绝缘护套12，防水护套14与第一绝缘护套12卡接连接，后盖19将第一密封垫18扣合连接在外露部116，连接插头端子13的线缆顺次贯穿第一密封垫18和后盖19后伸出插头1。

进一步的，还可以包括屏蔽环15、压环16和垫块17，屏蔽环15套设在线缆，并与线缆上的屏蔽层相连接，以能够对插头端子13部位进行屏蔽。屏蔽环15的一端连接防水护套14，连接时可直接卡入防水护套14的孔内，屏蔽环15的另一端连接线缆的屏蔽层，压环16将屏蔽环15的另一端与屏蔽层压接连接，垫块17套设在压环16外径侧，垫块17的一端抵接屏蔽环15，垫块17的另一端抵接第一密封垫18，从而，在安装后盖19后，将防水护套14、屏蔽环15、压环16、垫块17和第一密封垫18等结构扣合在内部。

结合图2、图3和图5所示，还包括第二安装腔，第二安装腔可以位于两第一安装腔的对称轴上，第二安装腔安装有高压互锁组件的短接针脚113，与短接针脚113配合的互锁接头25安装在插座2上(如图2和图3所示)，并通过支撑垫27进行固定，支撑垫27可采用柔性材料，具有密封的效果。在插头1和插座2连接时，包括以下情况：在插入时，插头端子13和插座端子22先连接，短接针脚113和互锁接头25后连接，即：检测到高压互锁组件连接时，插头端子13和插座端子22一定连接；在拨出时，短接针脚113和互锁接头25先断开，而此时，插头端子13和插座端子22可能断开也可能未断开(接触不良)，但是此时是不安全的，所以当检测到高压互锁组件断开时，就断开高压。由此，通过高压互锁组件的设置，必须高压互锁连接，才可以充电，如果未连接是不充电的，从而有效提高高压连接器的安全性。

第一接线端132设置有用于超声波焊接的焊接平面，将线缆通过超声波焊接的方式焊接到焊接平面，能够实现线缆和插头端子13的高质量连接，提高连接的稳定性以及过电流的性能。

结合图3和图4所示，本发明提供一种用于高压连接器的插座2，插座2用于与前文记载的插头1配合连接，插座2包括插座外壳21、第二绝缘护套26和插座端子22，插座外壳21可采用塑料或金属材质，金属材质可选用铝合金，以提高屏蔽性能。第二绝缘护套26用于支撑插座端子22，并实现插座端子22之间的绝缘，插座外壳21包围第二绝缘护套26，第二绝缘护套26内套设有插座端子22，第二绝缘护套26之间以及第二绝缘护套26与插座端子22之间设置有供插头1插入的空间。插座端子22包括相互连接的第二插接端221和第二接线端222，第二插接端221设置有用于容纳防触针134的导向孔2211，防触针134的绝缘层与导向孔2211接触，实现对防触针134的导向和限位，保持插头1和插座2的连接稳定性。第二插接端221用于插入防触针134与冠簧133之间的插接空间，在第二插接端221插入插接空间后，第二插接端221的外径侧与冠簧133的内径侧电连接，从而实现插头1和插座2的电连接。

第二插接端221的端部还可以设置有防触帽23，防触帽23可避免在插拔过程中误触，提高安全性。插座外壳21靠近第二接线端222的一侧设置有第二密封垫24，用于安装插座2时的密封。

如图1～6所示，本发明还提供一种高压连接器，主要可以在以下位置应用，其一、新能源汽车直流快充插件连接到电池包；其二、新能源汽车直流快充插件连接到MCU。高压连接器包括如前文记载的插头1以及如前文记载的插座2，插头1与插座2插接连接后实现插头1的插头端子13与插座2的插座端子22电连接。在插头外壳11的插入部115和外露部116的台阶处可以设置有密封圈112，将插入部115插入插座2后，可利用插头外壳11和插座外壳21的挤压实现密封。本发明的高压连接器的气密可达到IP67标准，气密测试要求承受30kPa气压压力，本发明主要通过密封圈112、第一密封垫18和第二密封垫24的密封结构，以及各部件之间的过盈插接配合达到上述要求。本发明从原先单芯插件合并到一个两芯插件，合并后体积缩小、成本降低，同时安装效率提高，生产效率能够提高50％，成本能够降低20％，通过降本增效提高公司效益。

本发明的高压连接器把正极高压插件和负极高压插件合并在一起，形成新的大电流600A高压插件，电压1000V，可实现95～120平方带高压屏蔽层线径，能满足600A电流快充充电，可满足大电流快充充电：充电时间快、过电流能力强，具体可实现的技术参数参考表1所示。

表1：技术参数

利用本发明的高压连接器通过额定电流600A持续30min后的试验数据参见表2所示。各处温度通过温感探头来监控，其中表2中充电插座铜牌指的是插座端子22，充电插座后盖指的是插座后盖，PB600铜牌指的是插头端子13，

△T指的是各处温度与室温的差值。

表2：试验数据(600A 30min)

由表2的温升试验数据可知，在通过额定电流600A持续30min后，充电插座铜牌的温升、充电插座后盖的温升以及PB600铜牌的温升均有所升高，但均不超过50K，满足温升要求，能够实现超级快充。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种用于高压连接器的插头，其特征在于：包括插头外壳、第一绝缘护套和插头端子，所述插头外壳间隔设置有两个第一安装腔，所述第一安装腔容纳有所述第一绝缘护套，所述第一绝缘护套内套设有所述插头端子，所述插头端子包括相互连接的第一插接端和第一接线端，所述第一插接端远离所述第一接线端的一侧连接有冠簧和防触针，所述防触针位于所述冠簧内径侧，所述防触针与所述冠簧之间具有插接空间，所述防触针表面设置有绝缘层。

2.根据权利要求1所述的插头，其特征在于：所述插头外壳包括相互连接的插入部和外露部，所述插入部非对称位置设置有防错凸棱，所述防错凸棱的延伸方向平行于插接方向。

3.根据权利要求2所述的插头，其特征在于：还包括摇杆，所述摇杆转动安装在所述外露部，所述摇杆设置有以其转动中心为圆心的弧形卡槽，所述弧形卡槽具有供卡扣进入的开口。

4.根据权利要求3所述的插头，其特征在于：所述摇杆连接有二次锁止结构，所述二次锁止结构与所述外露部卡接连接。

5.根据权利要求2所述的插头，其特征在于：还包括防水护套、第一密封垫和后盖，所述防水护套在所述插头端子的连线端插入所述第一绝缘护套，所述后盖将所述第一密封垫扣合连接在所述外露部，连接所述插头端子的线缆顺次贯穿所述第一密封垫和所述后盖。

6.根据权利要求5所述的插头，其特征在于：还包括屏蔽环、压环和垫块，所述屏蔽环套设在所述线缆，所述屏蔽环的一端连接所述防水护套，所述屏蔽环的另一端连接所述线缆的屏蔽层，所述压环将所述屏蔽环的另一端与所述屏蔽层压接连接，所述垫块套设在所述压环外径侧，所述垫块的一端抵接所述屏蔽环，所述垫块的另一端抵接所述第一密封垫。

7.根据权利要求1所述的插头，其特征在于：还包括第二安装腔，所述第二安装腔位于两所述第一安装腔的对称轴上，所述第二安装腔安装有高压互锁组件的短接针脚。

8.根据权利要求1所述的插头，其特征在于：所述第一接线端设置有用于超声波焊接的焊接平面。

9.一种用于高压连接器的插座，其特征在于：用于与权利要求1-8任一项所述的插头配合连接，包括插座外壳、第二绝缘护套和插座端子，所述插座外壳包裹所述第二绝缘护套，所述第二绝缘护套内套设有所述插座端子，所述插座端子包括相互连接的第二插接端和第二接线端，所述第二插接端设置有用于容纳所述防触针的导向孔，所述第二插接端用于插入所述插接空间，所述第二插接端的外径侧用于与所述冠簧的内径侧电连接。

10.一种高压连接器，其特征在于：包括如权利要求1-8任一项所述的插头以及如权利要求9所述的插座。