CN213212544U - 电池插接头结构及采用其的电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池插接头结构及采用其的电池，通过在插针和插孔座之间设置有用于提供回弹力的弹性结构，当所述插针插入插孔内配合到位后，弹性结构被压缩从而提供稳定的回弹力施加给插针和插孔，插针与插孔在持续的回弹力作用下保持紧密接触，插头和接头可靠接合，减小了接触电阻，还可以抵消因频繁插拔产生的磨损变形、制造误差以及使用过程中的振动带来的接触不良影响，即使在大电流状态下频繁插拔也具有较高的接触可靠性以及较低的发热，延长了接头的使用寿命。并且，通过将插针与插孔之间的接合面改为圆锥面，在回弹力作用下可以获得较大的接触面正压力，将传统接头通过接触面摩擦连接的方式改进为压力连接，提高了接触可靠性。

Description

电池插接头结构及采用其的电池

技术领域

本实用新型涉及电池插接头技术领域，特别地，涉及一种电池插接头结构，另外，还特别涉及一种采用上述电池插接头结构的电池。

背景技术

共享电池需要频繁插拔更换，并且充放电电流大，而传统的电池插接头是依靠插头与插孔之间的摩擦而连接，微小的磨损变形或制造误差将显著改变连接处的导电性能，而大电流状态下可能会产生严重后果。目前，经常发现电池接头损坏，插头与插孔接触不良，电池端插座严重发热，插座铜片与周边塑胶高温氧化发黑附着在铜片表面，接触电阻急剧上升，若持续使用会形成恶性循环，接触电阻会越来越大，发热会越来越严重，最终失效，严重时将引发起火等事故。因此，为了克服现有电池接头频繁插拔后由于接触面磨损、变形、接触不良所导致的接触可靠度低、使用寿命不足等问题，亟需一款可以在大电流状态频繁插拔、接触可靠、发热低的插接头结构。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电池插接头结构及采用其的电池，以解决现有的电池接头存在的接触可靠性低、使用寿命不足的技术问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种电池插接头结构，包括插头和接头，所述插头包括插针和插头外壳，所述插针安装在插头外壳内，所述接头包括插孔座和接头外壳，所述插孔座安装在接头外壳内，所述插孔座相对于插头的端面上开设有插孔，所述插针和插孔座之间设置有用于提供回弹力的弹性结构，当所述插针插入插孔内配合到位后，所述插头外壳与接头外壳锁止，且在弹性结构提供的回弹力作用下插针与插孔紧密接触。

进一步地，所述插孔座为螺旋形弹簧结构，其前端开孔作为插孔，后端封闭作为接线柱，当插针插入插孔后，所述插孔座被压缩。

进一步地，所述插孔座包括插孔座本体和弹簧，所述弹簧套设在插孔座本体上，且弹簧的一端与接头外壳连接，另一端与插孔座本体连接，所述插孔开设在插孔座本体相对于插头的端面上，当插针插入插孔后，所述弹簧被压缩。

进一步地，所述插针包括插针本体和弹簧，所述弹簧套设在插针本体上，且弹簧的一端与插头外壳连接，另一端与插针本体连接，当插针本体插入插孔后，所述弹簧被压缩。

进一步地，所述插针包括插针本体、第一连接件和弹性件，所述插针本体与第一连接件固定连接，所述第一连接件通过弹性件与插头外壳连接，当插针本体插入插孔后，所述第一连接件随插针本体一起移动并挤压所述弹性件。

进一步地，所述插针还包括第二连接件，所述第一连接件通过弹性件与第二连接件连接，所述第二连接件与插头外壳固定连接，所述第二连接件上开设有通孔，所述插针本体穿过该通孔。

进一步地，所述插孔座包括插孔座本体、第一连接件和弹性件，所述插孔座本体与第一连接件固定连接，所述第一连接件通过弹性件与接头外壳连接，当插针插入插孔后，所述第一连接件随插孔座本体一起移动并挤压所述弹性件。

进一步地，所述插针与插孔之间的接合面为圆锥面。

进一步地，所述插头外壳靠近接头一端的外侧壁上设置有锁扣簧片，所述接头外壳靠近插头一端的内侧壁设置有锁止位，并在锁止位处设置有解锁按钮，当所述插针插入插孔内配合到位后，所述锁扣簧片与锁止位相配合实现锁止，当需要拔出插头时，按下解锁按钮即可解锁。

另外，本实用新型还提供一种电池，采用如上所述的电池插接头结构。

本实用新型具有以下效果：

本实用新型的电池插接头结构，通过在插针和插孔座之间设置有用于提供回弹力的弹性结构，当所述插针插入插孔内配合到位后，所述插头外壳与接头外壳锁止，弹性结构被压缩，从而弹性结构可以提供稳定的较大回弹力施加给插针和插孔，插针与插孔在持续的回弹力作用下保持紧密接触，插头和接头可靠接合，减小了接触电阻，还可以抵消因频繁插拔产生的磨损变形、制造误差以及使用过程中的振动带来的接触不良影响，即使在大电流状态下频繁插拔也具有较高的接触可靠性以及较低的发热，延长了接头的使用寿命。

另外，本实用新型的电池同样具有上述优点。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的电池插接头结构处于分离状态的结构示意图。

图2是本实用新型优选实施例的电池插接头结构处于结合状态的结构示意图。

图3是本实用新型优选实施例的电池插接头结构中的弹性结构的第一种结构形式的结构示意图。

图4是本实用新型优选实施例的电池插接头结构中的弹性结构的第二种结构形式的结构示意图。

图5是本实用新型优选实施例的电池插接头结构中的弹性结构的第三种结构形式的结构示意图。

图6是本实用新型优选实施例的电池插接头结构中的弹性结构的第四种结构形式的结构示意图。

图7是图6中结构形式的优选方案的剖面结构示意图。

图8是本实用新型优选实施例的电池插接头结构的插针插入插孔的剖面示意图。

图9是本实用新型优选实施例的电池插接头结构的插针与插孔配合的接触面压力分解示意图。

附图标记说明

10、插头；20、接头；101、插针；102、插头外壳；103、插针本体；104、第一连接件；105、第二连接件；106、弹性件；107、锁扣簧片；201、插孔座；202、接头外壳；203、插孔；204、插孔座本体；205、解锁按钮；30、弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1和图2所示，本实用新型的优选实施例提供一种电池插接头结构，其包括插头10和接头20，其中，插头10与充电侧的电缆连接，所述接头20与电池侧的电缆连接。所述插头10包括插针101和插头外壳102，所述插针101安装在插头外壳102内，所述接头20包括插孔座201和接头外壳202，所述插孔座201安装在接头外壳202内，所述插孔座201相对于插头10的端面上开设有插孔203，所述插针101和插孔座201之间设置有用于提供回弹力的弹性结构。当所述插针101插入插孔203内配合到位后，所述插头外壳102与接头外壳202锁止，弹性结构被压缩，从而弹性结构可以提供稳定的较大回弹力施加给插针101和插孔203，插针101与插孔203在持续的回弹力作用下保持紧密接触，插头10和接头20可靠接合，减小了接触电阻，还可以抵消因频繁插拔产生的磨损变形、制造误差以及使用过程中的振动带来的接触不良影响，即使在大电流状态下频繁插拔也具有较高的接触可靠性以及较低的发热，延长了接头20的使用寿命。

具体地，所述插头外壳102靠近接头20一端的外侧壁上设置有锁扣簧片107，所述接头外壳202靠近插头10一端的内侧壁设置有锁止位，并在锁止位处设置有解锁按钮205。当需要对电池进行充电时，将所述插针101插入插孔203内配合到位后，所述锁扣簧片107与锁止位相配合实现锁止，而当充电完成需要拔出插头10时，按下解锁按钮205即可解除锁定。其中，锁扣簧片107对称设置在插头外壳102的两侧壁上，锁止位也对称设置在接头外壳202的两内侧壁上，锁止位具体为接头外壳202侧壁上的一开口，解锁按钮205设置在开口处，当插针101插入插孔203内配合到位后，锁扣簧片107即顶在开口处的顶壁上，此时，插头10无法拔出；当按下解锁按钮205，锁扣簧片107被挤压向内收缩，从而与开口顶部脱离，此时，插头10可拔出。

具体地，作为弹性结构的第一种结构形式，结合图3所示，所述插孔座201为一体成型的螺旋形弹簧结构，其前端向内开孔作为插孔203，后端则封闭作为接线柱与电池的电缆连接，当插针101插入插孔203后，所述插孔座201被压缩，从而提供回弹力。当进行充电时，电流通过螺旋形弹簧结构传导至电池，故而所述插孔座201需采用良好的导电材质。

另外，作为弹性结构的第二种结构形式，结合图4所示，所述插孔座201包括插孔座本体204和弹簧30，所述弹簧30套设在插孔座本体204上，且弹簧30的一端与接头外壳202连接，另一端与插孔座本体204连接，所述插孔203开设在插孔座本体204相对于插头10的端面上，当插针101插入插孔203后，所述插孔座201沿插入方向移动，所述弹簧30被压缩，从而提供回弹力。当进行充电时，电流直接经过插孔座本体204，而不经过弹簧30，此时弹簧30的材质选择不受导电性能的影响。

另外，作为弹性结构的第三种结构形式，结合图5所示，所述插针101包括插针本体103和弹簧30，所述弹簧30套设在插针本体103上，且弹簧30的一端与插头外壳102连接，另一端与插针本体103连接，当插针本体103插入插孔203后，所述弹簧30被压缩，从而提供回弹力。当进行充电时，电流不经过弹簧30，弹簧30的材质选择不受导电性能的影响。可以立即，此实施例与上述实施力的区别在于弹簧30设置在插针101上。

另外，作为弹性结构的第四种结构形式，结合图6所示，所述插针101包括插针本体103、第一连接件104和弹性件106，所述插针本体103与第一连接件104固定连接，所述第一连接件104通过弹性件106与插头外壳102连接，当插针本体103插入插孔203后，所述第一连接件104随插针本体103一起移动从而挤压所述弹性件106，由所述弹性件106提供回弹力。其中，所述弹性件106可以采用弹簧或者其它具有弹性材质的元件。作为优选的，所述插头外壳102的底部开设有通孔，所述插针本体103穿过该通孔，通孔对插针本体103起到导向作用。结合图7所示，作为另一种优选方式，所述插针101还包括第二连接件105，所述第一连接件104通过弹性件106与第二连接件105连接，所述第二连接件105与插头外壳102固定连接，所述第二连接件105上开设有通孔，所述插针本体103穿过该通孔，通孔对插针本体103起到导向作用，确保插针本体103沿预设轨道实现弹性位移，提高了结构的稳定性，并且插针101的整体结构可封闭安装在插头外壳102内，安全性更好。

可以理解，作为弹性结构的第五种结构形式，第五种结构形式与上述第四种结构形式的区别仅在于弹性结构设置在插孔座201上。具体地，所述插孔座201包括插孔座本体204、第一连接件104和弹性件106，所述插孔座本体204与第一连接件104固定连接，所述第一连接件104通过弹性件106与接头外壳202连接，所述插孔203即开设在插孔座本体204相对于插头10的端面上。当插针101插入插孔203后，所述第一连接件104随插孔座本体204一起移动，从而挤压所述弹性件106，由所述弹性件106提供弹力。同样作为优选的，所述接头外壳202的底部开设有通孔，所述插孔座本体204穿过该通孔，通孔对插孔座本体204起到导向作用。同样作为另一种优选方式，所述插孔座201还包括第二连接件105，所述第一连接件104通过弹性件106与第二连接件105连接，所述第二连接件105与接头外壳202固定连接，所述第二连接件105上开设有通孔，所述插孔座本体204穿过该通孔，通孔对插孔座本体204起到导向作用。

可以理解，作为优选的，所述插针101与插孔203之间的接合面为圆锥面。具体地，结合图8和图9所示，所述插针101的插入端的形状为锥形，所述插孔203的形状为杯形，所述插针101的插入端与插孔203的接合面为圆锥面，在弹性结构提供的回弹力作用下，插孔203的斜面提供一个与插入方向相反的反作用力，该反作用力分解可以获得较大的接触面正压力，从而进一步保证插针101与插孔203接触良好，将传统接头通过接触面摩擦连接的方式改进为压力连接，采用正常插拔力就可以获得一般插头数倍的接触正应力，即使在大电流状态下频繁插拔仍然可以保持很高的接触可靠性。另外，由于接触面正压力的大小与锥面坡度大小成反比，坡度越大，分解获得的正压力越小，坡度越小，分解获得的正压力就越大，因此，通过设定适当的坡度可以提供合适的接触面正压力，以满足减小接触电阻的需要。作为优选的，所述圆锥面的坡度为1:2～1:5。

在本实用新型的一个具体实施例中，设定充电额定电流为30A，插针101和插孔座201的材料采用磷锡青铜，插针101的插入段的坡度为1:5，弹性结构的最大压缩行程为6mm，结果可以提供最大约60N的弹力，计算正压力最大约300N，按照50％压力计算，接触电阻约为6μΩ，从而大大降低了接触电阻。

本实用新型还提供一种电池，其采用如上所述的电池插接头结构。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池插接头结构，其特征在于，

包括插头(10)和接头(20)，所述插头(10)包括插针(101)和插头外壳(102)，所述插针(101)安装在插头外壳(102)内，所述接头(20)包括插孔座(201)和接头外壳(202)，所述插孔座(201)安装在接头外壳(202)内，所述插孔座(201)相对于插头(10)的端面上开设有插孔(203)，所述插针(101)和插孔座(201)之间设置有用于提供回弹力的弹性结构，当所述插针(101)插入插孔(203)内配合到位后，所述插头外壳(102)与接头外壳(202)锁止，且在弹性结构提供的回弹力作用下插针(101)与插孔(203)紧密接触。

2.如权利要求1所述的电池插接头结构，其特征在于，

所述插孔座(201)为螺旋形弹簧结构，其前端开孔作为插孔(203)，后端封闭作为接线柱，当插针(101)插入插孔(203)后，所述插孔座(201)被压缩。

3.如权利要求1所述的电池插接头结构，其特征在于，

所述插孔座(201)包括插孔座本体(204)和弹簧(30)，所述弹簧(30)套设在插孔座本体(204)上，且弹簧(30)的一端与接头外壳(202)连接，另一端与插孔座本体(204)连接，所述插孔(203)开设在插孔座本体(204)相对于插头(10)的端面上，当插针(101)插入插孔(203)后，所述弹簧(30)被压缩。

4.如权利要求1所述的电池插接头结构，其特征在于，

所述插针(101)包括插针本体(103)和弹簧(30)，所述弹簧(30)套设在插针本体(103)上，且弹簧(30)的一端与插头外壳(102)连接，另一端与插针本体(103)连接，当插针本体(103)插入插孔(203)后，所述弹簧(30)被压缩。

5.如权利要求1所述的电池插接头结构，其特征在于，

所述插针(101)包括插针本体(103)、第一连接件(104)和弹性件(106)，所述插针本体(103)与第一连接件(104)固定连接，所述第一连接件(104)通过弹性件(106)与插头外壳(102)连接，当插针本体(103)插入插孔(203)后，所述第一连接件(104)随插针本体(103)一起移动并挤压所述弹性件(106)。

6.如权利要求5所述的电池插接头结构，其特征在于，

所述插针(101)还包括第二连接件(105)，所述第一连接件(104)通过弹性件(106)与第二连接件(105)连接，所述第二连接件(105)与插头外壳(102)固定连接，所述第二连接件(105)上开设有通孔，所述插针本体(103)穿过该通孔。

7.如权利要求1所述的电池插接头结构，其特征在于，

所述插孔座(201)包括插孔座本体(204)、第一连接件(104)和弹性件(106)，所述插孔座本体(204)与第一连接件(104)固定连接，所述第一连接件(104)通过弹性件(106)与接头外壳(202)连接，当插针(101)插入插孔(203)后，所述第一连接件(104)随插孔座本体(204)一起移动并挤压所述弹性件(106)。

8.如权利要求1～7任一项所述的电池插接头结构，其特征在于，

所述插针(101)与插孔(203)之间的接合面为圆锥面。

9.如权利要求1所述的电池插接头结构，其特征在于，

所述插头外壳(102)靠近接头(20)一端的外侧壁上设置有锁扣簧片(107)，所述接头外壳(202)靠近插头(10)一端的内侧壁设置有锁止位，并在锁止位处设置有解锁按钮(205)，当所述插针(101)插入插孔(203)内配合到位后，所述锁扣簧片(107)与锁止位相配合实现锁止，当需要拔出插头(10)时，按下解锁按钮(205)即可解锁。

10.一种电池，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的电池插接头结构。

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