CN213322710U - 一种中国大陆的电动汽车用的液冷直流充电插座 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种中国大陆的电动汽车用的液冷直流充电插座。国标液冷直流充电插座内的DC+、DC‑导电插孔；国标液冷直流充电插座适用于中国大陆的电动汽车大电流快速充电。国标液冷直流充电插座内的DC+、DC‑导电插孔是液冷的，可以承载大电流。国标液冷直流充电插座的特征在于：直流充电插座包括壳体以及设置在壳体内的DC+、DC‑两个液冷导电插孔，壳体内还设有PE地线导电插孔、信号线导电插孔；DC+、DC‑液冷导电插孔分别连接有液冷母线；PE地线导电插孔和信号线导电插孔也分别连接有导线。液冷母线与导电插孔的电性连接的同时；能够很好的构成导电插孔内冷却液的流进、流出的回路；能够很好的解决冷却液的密封问题；能够很好的实现导电插孔的良好冷却。

Description

一种中国大陆的电动汽车用的液冷直流充电插座
技术领域
本实用新型属于中国大陆的电动汽车充电连接器技术领域，具体涉及一种中国大陆的电动汽车用的液冷直流充电插座。
背景技术
电动汽车因无尾气排放，不污染环境而得到快速发展。目前制约电动汽车发展的主要因素有两个：一是电池续航能力短；二是充电用时长。以电动公交车充电为例，目前使充电桩是中功率直流充电桩，中功率直流充电桩上配置的直流充电枪是干式的国标直流充电枪，它的工作电压是直流750伏，输出的最大充电电流是DC250A。用这种充电桩和直流充电枪及直流充电插座给电动公交车充电，充满电动公交车的电池至少需要2～3个小时。在实际使用的过程中用户反馈的问题是：当充电电流达到DC250A时，充电插座内的导电插孔和导电插孔尾部连接的软体导线，在充电过程中产生的热，不能很好地散去，造成母线内的软体导线和直流充电插座的导电插孔温度过高。为了避免母线内的软体导线和直流充电插座内的导电插孔在充电过程中因过热酿成事故，实际使用时，充电电流通常控制在DC180A以下，致使电动公交车的实际充电时间要比理论充电时间更长。
目前国内正在研发的大功率直流充电桩工作电压1000伏、 工作电流DC300A至600A之间，使用大功率充电桩，给电动公交车充电，充满电动公交车电池只需要20多分钟就可以了。
使用大功率直流充电桩，给中国大陆的电动汽车充电，可以有效缓解中国大陆的电动汽车充电用时长的问题。大电流快速充电是一个系统工程。虽然有了大功率充电桩专用的液冷电缆和液冷直流充电枪，但是在中国大陆的电动汽车上，必须安装能够适配大电流快速充电的国标液冷直流充电插座，它们配套使用后才有可能实现快速充电。
目前中国大陆的电动汽车上安装的均是干式直流充电插座，其内安装的是干式导电插孔，该干式导电插孔尾部连接70 平方毫米的干式母线。这种干式导电插孔标称：承载电流DC250A。当充电电流大于250A，干式导电插孔和它连接的70 平方毫米的干式母线，产生的热不能很好的散去，会因过热而酿成事故，严重者会造成火灾，烧毁车辆。因此，中国大陆的电动汽车快速发展，迫切需要一种能在中国大陆的电动汽车上使用的能够承载大电流的液冷直流充电插座，来解决中国大陆的电动汽车快速充电问题。
实用新型内容
为了解决背景技术中提出的问题，本实用新型给出了一种中国大陆的电动汽车用的液冷直流充电插座。该液冷直流充电插座基于IEC 62196-3充电系统，符合相关的国家标准。适用于中国大陆的电动汽车。电动汽车用直流充电插座，它的发热源是DC+、DC-导电插孔。液冷直流充电插座就是其内的DC+、DC-导电插孔具有液冷功能。DC+、DC-液冷导电插，它既是液冷直流充电插座内的部件，也是液冷直流充电插座连接的液冷电缆的一端接头。
一种中国大陆的电动汽车用的液冷直流充电插座，用于与直流充电枪对应插接，适用于中国大陆的电动汽车用的大电流快速充电的要求，液冷直流充电插座包括壳体以及设置在壳体内的DC+、DC-两个液冷导电插孔，壳体内还设有PE地线导电插孔、信号线导电插孔；DC+、DC-液冷导电插孔分别连接有液冷母线；PE地线导电插孔、信号线导电插孔也连有导线。
进一步地，DC+、DC-液冷导电插孔分别连接一根液冷母线，所述液冷母线包括外护套绝缘套管、软体导线、冷却液内通道、冷却液外通道、冷却液内管，软体导线与冷却液内管分别贯穿在绝缘套管内，冷却液内管为聚四氟乙烯管，聚四氟乙烯管的内孔为冷却液内通道，绝缘套管内壁与软体导线之间的空间为冷却液外通道。冷却液外通道与液冷导电插孔连通腔的外层空腔相通。
进一步地，DC+和DC-液冷导电插孔为台阶轴状，台阶轴的大端为与直流充电枪导电端子对应插接的导电插孔端，台阶轴的小端，为与液冷母线连接的连接端，在台阶轴大端与小端的外圆柱结合部位，靠近台阶轴大端的根部的外圆柱面上，设置有环形槽，环形槽内安装有O形密封圈。当液冷导电插孔装配于液冷直流充电插座内，O形密封圈可以密封防雨水。
进一步地，DC+和DC-液冷导电插孔内部是贯通的台阶连通腔，在导线连接端，靠近端面的内孔用于半圆压接软体导线，导线连接端的外圆柱面上设置有马牙齿形密封槽。马牙齿形密封槽的用途是它与绝缘套管连接时能够更好的密封，绝缘套管套接与马牙齿形密封槽上用卡箍锁紧绝缘套管，实现冷却液在绝缘套管内流动而密封。
进一步地，在液冷导电插孔端的端面上设有与直流充电枪导电端子相对应的导电插孔，导电插孔内设置有夹紧弹簧。夹紧弹簧用于夹紧直流充电枪导电端子，贴合直流充电枪导电端子外表面，建立直流充电枪导电端子与液冷导电插孔的良好电性接触。
进一步地，液冷导电插孔内部是贯通的台阶连通腔，所述的连通腔，向导电插孔端延伸，封闭于液冷导电插孔的台阶轴大端的导电插孔端的端面，小连通腔为导线连接端，其内孔用于半圆压接软体导线。小连通腔内，设置有导电插孔冷却液内管道，导电插孔冷却液内管道是金属硬管，它的一端是外螺纹，另外一端是马牙齿。导电插孔端，其端面上设有与直流充电枪导电端子相对应的导电插孔，导电插孔内设置有夹紧弹簧。导电插孔端的导电插孔为盲孔，盲孔尾部是与其一体的小圆柱盲孔，小圆柱盲孔内有内螺纹，内螺纹连接导电插孔冷却液内管道。导电插孔的外壁为空腔结构，空腔内设有环形分流套，环形分流套将空腔分成内层空腔和外层空腔，内层空腔与外层空腔，在连通腔内靠近液冷导电插孔端内连通
小连通腔内设置的冷却液内管道，它的外螺纹一端与插孔尾部的小圆柱盲孔螺纹连接，另外一端与液冷电缆的冷却液内管密封套接；套接以后，液冷母线的冷却液内通道与导电插孔的内层空腔相通。
进一步地，液冷电缆的绝缘套管套接于液冷导电插孔的马牙齿形密封槽上，用卡箍锁紧密封，密封以后液冷导电插孔的外层空腔与液冷母线的冷却液外通道连通。
进一步地，DC+、DC-液冷导电插孔分别连接液冷母线，液冷母线的另外一端，分别对应连接申请号为CN202020127967.7的实用新型所述的锥头电极、申请号为CN202020127921.5的实用新型所述的锥孔电极。
冷却液内、外通道，分别与DC+和DC-导电插孔连通腔的内层空腔和外层空腔连通。循环流动的冷却液通过液冷母线的内通道到达液冷导电插孔的内层空腔对液冷导电插孔的内孔壁进行冷却；冷却液经过环形分流套端部的开口槽，进入外层空腔，然后返回到液冷母线的冷却液外通道。连续不断的冷却液在导电插孔内流动通过，带走导电插孔在充电过程中产生的热，从而实现对导电插孔的冷却。流动的冷却液返回到液冷导电插孔的外层空腔后，然后进入液冷母线的外通道，穿过其内的软体导线，带走软体导线在充电过程中产生的热。
本技术方案具有如下有益效果：
中国大陆的电动汽车用的大电流液冷直流充电插座，其内的DC+、DC-液冷导电插孔，分别连接两根液冷母线，每根液冷母线内的冷却液各自独立循环流动，这种独特的结构，在液冷直流充电插座的有限空间内，可以很好地解决如下技术问题：在实现母线与导电插孔的电性连接的同时；能够很好的构成导电插孔内冷却液的流进、流出的回路；能够很好的解决冷却液的密封问题；能够很好的实现导电插孔的良好冷却。
中国大陆的电动汽车用的国标液冷直流充电插座，其内的液冷导电插孔采用液冷技术后，充电电流可以提升到DC300A至DC600A之间。采用液冷技术后，软体导线的截面仅有35平方毫米，可以承载DC300A至DC600A之间的充电电流，并能安全可靠地长期工作。可以使中国大陆的电动汽车的充电时间大幅缩短，有助于中国大陆的电动汽车用的快速发展。
附图说明
图1：DC+、DC-液冷母线的结构示意图。
图2：图1的A-A剖面结构示意图。
图3：图1的B-B剖面结构示意图。
图4：液冷导电插孔的结构示意图。
图中：2.11.环形分流套、2.12.内层空腔、2.13.外层空腔、2.14.马牙齿形密封槽、2.2.导电插孔端、2.3.连接端、2.4.导电插孔冷却液内管道、2.5.夹紧弹簧、2.6.环形槽、2.7.O形密封圈、4.1.冷却液内通道、4.2.冷却液外通道、4.3.软体导线、4.4.冷却液内管、5.绝缘套管。
具体实施方式
如图1-图4所示，一种中国大陆的电动汽车用的液冷直流充电插座，用于与直流充电枪对应插接，适用于中国大陆的电动汽车大电流快速充电要求，液冷直流充电插座包括壳体以及设置在壳体内的DC+、DC-两个液冷导电插孔，壳体内还设有PE地线导电插孔、信号线导电插孔；DC+、DC-液冷导电插孔分别连接有液冷母线；PE地线导电插孔、信号线导电插孔也连有导线。
DC+、DC-液冷导电插孔分别连接一根液冷母线，所述液冷母线包括外护套绝缘套管5、软体导线4.3、冷却液内通道4.1、冷却液外通道4.2、冷却液内管4.4，软体导线4.3与冷却液内管4.4分别贯穿在绝缘套管5内，冷却液内管4.4为中空结构，其内孔为冷却液内通道4.1，绝缘套管5的内壁与软体导线4.3之间的间隙为冷却液外通道4.2。
DC+和DC-液冷导电插孔为台阶轴状，台阶轴的大端为与直流充电枪导电端子对应插接的导电插孔端2.2，台阶轴的小端，为与液冷母线连接的连接端2.3，导线连接端（2.3）的外圆柱面上设置有马牙齿形密封槽（2.14）。在台阶轴大端与小端的外圆柱结合部位，靠近台阶轴大端的根部的外圆柱面上，设置有环形槽2.6，环形槽2.6内安装有O形密封圈2.7。
液冷导电插孔内部是贯通的台阶连通腔。所述连通腔，向导电插孔端（2.2）延伸，封闭于液冷导电插孔的台阶轴大端的导电插孔端（2.2）的端面。小连通腔为导线连接端（2.3），其内孔用于半圆压接软体导线（4.3）。小连通腔内，设置有导电插孔冷却液内管道（2.4），导电插孔冷却液内管道（2.4）是金属硬管，它的一端是外螺纹，另外一端是马牙齿。导电插孔端（2.2），其端面上设有与直流充电枪导电端子相对应的导电插孔，导电插孔内设置有夹紧弹簧（2.5）。导电插孔端（2.2）的导电插孔为盲孔，盲孔尾部是与其一体的小圆柱盲孔，小圆柱盲孔内有内螺纹，内螺纹连接导电插孔冷却液内管道（2.4）。导电插孔的外壁为空腔结构，空腔内设有环形分流套（2.11），环形分流套（2.11）将空腔分成内层空腔（2.12）和外层空腔（2.13），内层空腔（2.12）与外层空腔（2.13），在连通腔内靠近液冷导电插孔端（2.2）内连通
小连通腔内设置的冷却液内管道（2.4），它的外螺纹一端与插孔尾部的小圆柱盲孔螺纹连接，另外一端与液冷电缆的冷却液内管（4.4）密封套接；套接以后，液冷母线的冷却液内通道（2.4）与导电插孔的内层空腔（2.12）相通。
液冷电缆的绝缘套管（5）套接于液冷导电插孔的马牙齿形密封槽上，用卡箍锁紧密封，密封以后液冷导电插孔的外层空腔（2.13）与液冷电缆的冷却液外通道（4.2）连通。
DC+、DC-液冷导电插孔分别连接液冷母线，液冷母线的另外一端，分别对应连接锥头电极、锥孔电极。
当充电桩上的液冷直流充电枪插入国标液冷直流充电插座，电动汽车内的冷却源自动打开，连续不断的冷却液分别由锥头电极、锥孔电极的进液口进入液冷母线的冷却液内通道4.1，循环流动的冷却液通过液冷母线的冷却液内通道4.1，到达导电插孔的内层空腔2.12，流动的冷却液经过环形分流套2.11端部的开口槽，返回到导电插孔的外层空腔2.13，连续不断的冷却液在液冷导电插孔内流动通过，带走液冷导电插孔在充电过程中产生的热，从而实现对液冷导电插孔的冷却。连续不断的冷却液，经过导电插孔的外层空腔2.13，到达冷却液外通道4.2，冷却液穿过其内的软体导线4.3，带走软体导线4.3的热，对软体导线4.3进行冷却。连续不断的冷却液由锥头电极、锥孔电极的冷却液出口流出后，回到车载冷却系统冷却循环使用，当充电结束冷却源关闭。

Claims (5)

1.一种中国大陆的电动汽车用的液冷直流充电插座，用于与直流充电枪对应插接充电，基于IEC 62196-3充电系统，满足电动车辆GB20234.3-2015要求，适用于中国大陆的电动汽车，液冷直流充电插座可以承载大电流快速充电，其特征在于：包括壳体以及设置在壳体内的DC+、DC-两个液冷导电插孔，壳体内还设有PE地线导电端子、信号线导电端子；DC+、DC-液冷导电插孔分别连接有液冷线缆；PE地线导电端子、信号线导电端子也分别连有导线。
2.如权利要求1所述的一种中国大陆的电动汽车用的液冷直流充电插座，其特征在于：DC+、DC-液冷导电插孔分别连接一根液冷母线，所述液冷母线包括外护套绝缘套管（5）、软体导线（4.3）、冷却液内通道（4.1）、冷却液外通道（4.2）、冷却液内管（4.4），冷却液内管（4.4）的内孔是液冷母线的冷却液内通道（4.1），冷却液内管（4.4）贯穿软体导线（4.3）的中心，冷却液内管（4.4）为中空结构，其内孔为冷却液内通道（4.1），绝缘套管（5）的内壁与软体导线（4.3）之间设置有间隙，该间隙为冷却液外通道（4.2）。
3.如权利要求2所述的一种中国大陆的电动汽车用的液冷直流充电插座，其特征在于：DC+和DC-液冷导电插孔为台阶轴状，台阶轴的大端为与直流充电枪导电端子对应插接的导电插孔端（2.2），台阶轴的小端，为与液冷母线连接的连接端（2.3），导线连接端（2.3）的外圆柱面上设置有马牙齿形密封槽（2.14），在台阶轴大端与小端的外圆柱结合部位，靠近台阶轴大端根部的外圆柱面上，设置有环形槽（2.6），环形槽（2.6）内安装有O形密封圈（2.7）。
4.如权利要求3所述的一种中国大陆的电动汽车用的液冷直流充电插座，其特征在于：内部是贯通的台阶连通腔，所述连通腔，向导电插孔端（2.2）延伸，封闭于液冷导电插孔的台阶轴大端的导电插孔端（2.2）的端面，小连通腔为导线连接端（2.3），其内孔用于半圆压接软体导线（4.3），小连通腔内，设置有导电插孔冷却液内管道（2.4），导电插孔冷却液内管道（2.4）是金属硬管，它的一端是外螺纹，另外一端是马牙齿，导电插孔端（2.2），其端面上设有与直流充电枪导电端子相对应的导电插孔，导电插孔内设置有夹紧弹簧（2.5），导电插孔端（2.2）的导电插孔为盲孔，盲孔尾部是与其一体的小圆柱盲孔，小圆柱盲孔内有内螺纹，内螺纹连接导电插孔冷却液内管道（2.4），导电插孔的外壁为空腔结构，空腔内设有环形分流套（2.11），环形分流套（2.11）将空腔分成内层空腔（2.12）和外层空腔（2.13），内层空腔（2.12）与外层空腔（2.13），在连通腔内靠近液冷导电插孔端（2.2）内连通
小连通腔内设置的冷却液内管道（2.4），它的外螺纹一端与插孔尾部的小圆柱盲孔螺纹连接，另外一端与液冷电缆的冷却液内管（4.4）密封套接；套接以后，液冷母线的冷却液内通道（2.4）与导电插孔的内层空腔（2.12）相通，液冷电缆的绝缘套管（5）套接于液冷导电插孔的马牙齿形密封槽上，用卡箍锁紧密封，密封以后液冷导电插孔的外层空腔（2.13）与液冷电缆的冷却液外通道（4.2）连通。
5.如权利要求1所述的一种中国大陆的电动汽车用的液冷直流充电插座，其特征在于：液冷直流充电插座内的DC+、DC-液冷导电插孔分别连接液冷线缆，液冷线缆的另外一端，分别对应锥头电极、锥孔电极。
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