WO2018054167A1 - 电动汽车液冷电池包的连接器 - Google Patents

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Abstract

一种电动汽车液冷电池包的连接器，所述连接器包括安装板（11）以及设置在所述安装板（11）上的电气端子和冷却装置接头（15、25）。连接器集成度高、重量小。

Description

电动汽车液冷电池包的连接器 技术领域
本发明属于电动汽车领域，具体提供一种电动汽车液冷电池包的连接器。
背景技术
近两年，随着政府政策扶持力度的加大，新能源汽车特别是纯电动汽车在中国迅速推广普及，使得纯电动汽车的市场占有率越来越大。而对于纯电动汽车的重要部件液冷电池包来讲，充电慢、充电站少、换电慢、换电站少等一系列问题也成为制约电动汽车发展的一大难题。
一般来讲，传统电动汽车液冷电池包接口包括高压电气连接端子、低压电气连接端子和冷却装置接头。高压电气连接端子为电池包能量输入输出提供接口；低压连接端子为电池包提供低压供电及通讯接口；冷却装置接头为电池包冷却液提供输入输出接口。这些连接端子和接头为了连接准确可靠，一般都具有单独的锁止装置、定位系统、浮动系统和检测系统，这就导致整套连接器集成度低、重量大、成本高，在电池包安装和拆卸时一般又采用人工方式，不能实现快速自动化安装。
相应地，本领域需要一种新的电动汽车液冷电池包连接器来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有连接器集成度低、重量大、成本高以及不能实现快速自动化安装的问题，本发明提供了一种电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述连接器包括安装板以及设置在所述安装板上的电气端子和冷却装置接头。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述连接器还包括设置在所述安装板上的密封壳，所述密封壳将所述电气端子与所述冷却装置接头隔离开。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述电气端子包括设置在所述密封壳内部的高压端子、低压端子和接地端子，所述冷却装置接头设置在所述密封壳外部。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述连接器还包括设置在所述安装板上并且位于所述密封壳外部的导向机构。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述连接器还包括设置在所述安装板上并且位于所述密封壳外部的浮动机构。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述连接器由电池包端和线束端构成，并且所述安装板包括电池包端安装板和线束端安装板。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述高压端子包括设置在所述电池包端安装板上的第一高压端子和设置在所述线束端安装板上并与所述第一高压端子匹配的第二高压端子。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述低压端子包括设置在所述电池包端安装板上的第一低压端子和设置在所述线束端安装板上并与所述第一低压端子匹配的第二低压端子。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述接地端子包括设置在所述电池包端安装板上的第一接地端子和设置在所述线束端安装板上并与所述第一接地端子匹配的第二接地端子。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述冷却装置接头包括设置在所述电池包端安装板上的第一冷却装置接头和设置在所述线束端安装板上并与所述第一冷却装置接头匹配的第二冷却装置接头。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述密封壳包括设置在所述电池包端安装板上的第一密封壳和设置在所述线束端安装板上并与所述第一密封壳匹配的第二密封壳。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述导向机构包括设置在所述电池包端安装板上的第一导向机构和设置在所述线束端安装板上并与所述第一导向机构匹配的第二导向机构。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述浮动机构设置在所述线束端安装板上。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述高压端子、所述低压端子、所述冷却装置接头、所述密封壳和所述浮动机构在所述安装板上相对于所述安装板的中心对称设置，并且所述导向机构在所述安装板上相对于所述安装板的中心非对称设置。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述接地端子设置在所述安装板和所述密封壳的中心。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述第一低压端子包括第一低压针端和第二低压针端，所述第二低压端子包括与所述第一低压针端匹配的第一低压孔端和与所述第二低压针端匹配的第二低压孔端。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述第一导向机构的垂直高度大于所述第一接地端子的垂直高度，所述第一接地端子的垂直高度大于所述第一高压端子的垂直高度，所述第一高压端子的垂直高度大于所述第一冷却装置接头的垂直高度，所述第一冷却装置接头的垂直高度等于所述第一低压针端的垂直高度，所述第一低压针端的垂直高度大于所述第二低压针端的垂直高度。
在上述电动汽车液冷电池包的连接器的优选实施方式中，所述第一密封壳的外围与所述第一安装板接触的位置设置有密封圈；并且/或者所述第一高压端子的顶面为绝缘材料；并且/或者所述第一冷却装置接头设置有截止阀。
本领域技术人员能够理解的是，本发明通过将电气系统和冷却装置接头集成在一个安装板上，两部分共用一套壳体、一套定位系统、一套浮动系统和一套连接检测系统，使得所述连接器集成度高、重量小，为快速安装电池包提供了可能，并进一步节约了成本。
本领域技术人员还能够理解的是，所述密封壳的设置使得集成在同一块安装板上的电气系统和冷却装置接头被隔离开，实现了水电分离。此外，在高压端子的顶部设置绝缘材料能够实现IPxxB防触指功能。再者，冷却装置接头上的截止阀的设置能够实现连接器插拔过程中冷却液的自动导通与截止。最后，由于导向机构相对于安装板的中心非对称 地设置(具体地设置在安装板对角线的一侧)，因此，本发明的连接器能够实现防呆功能。
附图说明
图1是本发明的电动汽车液冷电池包的连接器的电池包端的示意图；
图2是本发明的电动汽车液冷电池包的连接器的线束端的示意图；
图3是本发明的电动汽车液冷电池包的连接器的连接顺序图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然附图中的两个导向柱为圆柱形并设置在密封壳外，但是导向柱的数量、形状和位置关系非一成不变，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和2所示，本发明的电动汽车液冷电池包的连接器包括电池包端10与线束端20。电池包端10包括电池包端安装板11，垂直 安装在电池包端安装板11上的两个第一导向机构12、两组第一低压端子13、两个第一高压端子14、两个第一冷却装置接头15、圆环形第一密封壳16以及第一接地端子17。第一低压端子13包括第一低压针端(图中未标出)和第二低压针端(图中未标出)，第一低压针端优选地是3mm端子，用于供电和接地，第二低压针端优选地是1.5mm端子，用于通讯、高压互锁、唤醒信号等。第一冷却装置接头15带有截止阀，本领域技术人员可以想到的是，在连接器插合好的状态下，截止阀可实现冷却液自动导通，在连接器断开的状态下，截止阀可实现冷却液截止流动。第一密封壳16的外围靠近电池包端安装板11的位置设置有密封圈18，密封圈18使得第一密封壳16能够与第二密封壳26(下面将结合图2详细描述)密封连接。优选地，第一导向机构12选用两个圆柱结构，本领域技术人员还可以想到的是，第一导向机构12的结构并不仅限于圆柱形，任何可以完成导向功能的结构如方柱形、销形、楔形均可以适用本连接器。
继续参照图1，按照图1中的方位，第一接地端子17位于电池包端安装板11顶面的中心，第一密封壳16为圆环形结构，其圆心与第一接地端子17重合；第一密封壳16将第一低压端子13、第一高压端子14、第一接地端子17与第一导向机构12、第一冷却装置接头15隔离开，其中第一低压端子13、第一高压端子14、第一接地端子17位于第一密封壳16内部，第一导向机构12、第一冷却装置接头15位于第一密封壳16外部；第一低压端子13与第一高压端子14中心对称地分布在第一接地端子17的周围。按照图1中的方位，第一低压端子13位于第一接地端子17的前边和后边，第一高压端子14位于第一接地端子17的左边和右边；第一导向机构12位于电池包端安装板11的左后方和右前方，第一冷却装置接头15位于电池包端安装板的11的左前方和右后方，二者均相对于第一接地端子17中心对称地对角设置。
本领域技术人员可以想到的是，由于第一导向机构相对于第一接地端子设置在安装板对角线的一侧，本发明的连接器还可以实现防呆功能。
如图2所示，本发明的电动汽车液冷电池包的连接器的线束端20与电池包端10彼此匹配。具体地，线束端20包括线束端安装板21，垂直安装在线束端安装板21上并与第一导向机构12匹配的两个第二导向机构22、与第一低压端子13匹配的两组第二低压端子23、与第二高 压端子14匹配的两个第二高压端子24、与第一冷却装置接头15匹配的两个第二冷却装置接头25、与第一密封壳16匹配的圆环形第二密封壳26以及与第一接地端子17匹配的第二接地端子27。第二低压端子23包括与第一低压针端匹配的第一低压孔端(图中未标出)和与第二低压针端匹配的第二低压孔端(图中未标出)。此外，线束端20还包括安装在线束端安装板21上的四个浮动机构28。
继续参照图2，按照图2中的方位，第二接地端子27位于线束端安装板21顶面的中心，第二密封壳26为圆环形结构，其圆心与第二接地端子27重合；第二密封壳26将第二低压端子23、第二高压端子24、第二接地端子27与第二导向机构22、第二冷却装置接头25、浮动机构28隔离开，其中第二低压端子23、第二高压端子24、第二接地端子27位于第二密封壳26内部，第二导向机构22、第二冷却装置接头25、浮动机构28位于第二密封壳26外部。第二低压端子23与第二高压端子24中心对称地分布在第二接地端子27的周围。按照图2中的方位，第二低压端子23位于第二接地端子27的前边和后边，第二高压端子24位于第二接地端子27的左边和右边；第二导向机构22位于线束端安装板21的左前方和右后方，第二冷却装置接头25位于线束端安装板的21的左后方和右前方，二者均相对于第二接地端子27中心对称地成对角设置，浮动机构28则位于线束端安装板21顶面的四个角上。
如图1、图2和图3所示，第一导向机构12的垂直高度大于第一接地端子17的垂直高度，第一接地端子17的垂直高度大于第一高压端子14的垂直高度，第一高压端子14的垂直高度大于第一冷却装置接头15的垂直高度，第一冷却装置接头15的垂直高度等于第一低压针端的垂直高度，第二低压针端的垂直高度最低。
继续参照图1、图2、图3，本领域技术人员可以想到的是，当连接器的电池包端10与线束端20插合时，第一导向机构12的垂直高度最高，第一导向机构12与第二导向机构22最先插合进行导向，用于消除制造和安装公差，保证连接器其余端子顺利连接；如前面所述，由于第一导向机构12与第二导向机构22相对于安装板的中心非对称地设置(具体地设置在安装板对角线的一侧)，因而在插合过程中还能实现连接器的防呆功能；其次插合的是位于电池包端安装板11顶面中心的第一接地端子17与位于线束端安装板21中心的第二接地端子27，其用于 实现电池包和车身等电位以及二级导向；接下来插合的是第一高压端子14与第二高压端子24，用于电池能量的输出和输入，并且第一高压端子14的顶面为绝缘材料，用于实现IPxxB防触指功能；与此同时，在第一高压端子14与第二高压端子24插合过程中第一密封壳16与第二密封壳26同时插合并密封接合，将冷却装置接头与电气端子彻底隔离开，实现水电分离。
继续参照图1、图2和图3，之后插合的是垂直高度相等的两对端子，即第一冷却装置接头15与第二冷却装置接头25插合，用于电池包冷却液的循环。第一低压针端与第一低压孔端插合，用于电池包的供电和接地；最后是垂直高度最低的第二低压针端与第二低压孔端插合，用于电池包的通讯和唤醒信号以及连接器高压互锁连接可靠性的检测。至此，连接器插合完毕，并且插合后的连接器满足IP67防护等级。本领域技术人员还可以想到的是，连接器电池包端10与线束端20断开的顺序与插合的顺序恰好相反。
需要指出的是，尽管图1和2中将电池包端10上的端子均描绘成公端子，同时将线束端20上的端子均描绘成母端子，但是，这种描绘仅仅是示例性的，不应构成对本发明的限制，本领域技术人员可以根据需要将电池包端10上的部分端子设置成母端子并且/或者将线束端20上的部分端子设置成公端子，这种调整并没有偏离本发明的基本原理，因此也将落入本发明的保护范围之内。
在上述优选的电动汽车液冷电池包的连接器的实施方式中，通过将电气端子和冷却装置接头集成在一个安装板上，两部分共用一套连接器壳体、一套定位系统、一套浮动系统和一套连接检测系统，使得整个连接器集成度高、重量小，并可实现水电分离，为快速更换电池包提供了可能，并进一步节约了成本。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (18)

  1. 一种电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述连接器包括安装板以及设置在所述安装板上的电气端子和冷却装置接头。
  2. 根据权利要求1所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述连接器还包括设置在所述安装板上的密封壳，所述密封壳将所述电气端子与所述冷却装置接头隔离开。
  3. 根据权利要求2所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述电气端子包括设置在所述密封壳内部的高压端子、低压端子和接地端子，所述冷却装置接头设置在所述密封壳外部。
  4. 根据权利要求3所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述连接器还包括设置在所述安装板上并且位于所述密封壳外部的导向机构。
  5. 根据权利要求4所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述连接器还包括设置在所述安装板上并且位于所述密封壳外部的浮动机构。
  6. 根据权利要求5所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述连接器由电池包端和线束端构成，并且所述安装板包括电池包端安装板和线束端安装板。
  7. 根据权利要求6所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述高压端子包括设置在所述电池包端安装板上的第一高压端子和设置在所述线束端安装板上并与所述第一高压端子匹配的第二高压端子。
  8. 根据权利要求7所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述低压端子包括设置在所述电池包端安装板上的第一低压端子和 设置在所述线束端安装板上并与所述第一低压端子匹配的第二低压端子。
  9. 根据权利要求8所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述接地端子包括设置在所述电池包端安装板上的第一接地端子和设置在所述线束端安装板上并与所述第一接地端子匹配的第二接地端子。
  10. 根据权利要求9所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述冷却装置接头包括设置在所述电池包端安装板上的第一冷却装置接头和设置在所述线束端安装板上并与所述第一冷却装置接头匹配的第二冷却装置接头。
  11. 根据权利要求10所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述密封壳包括设置在所述电池包端安装板上的第一密封壳和设置在所述线束端安装板上并与所述第一密封壳匹配的第二密封壳。
  12. 根据权利要求11所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述导向机构包括设置在所述电池包端安装板上的第一导向机构和设置在所述线束端安装板上并与所述第一导向机构匹配的第二导向机构。
  13. 根据权利要求12所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述浮动机构设置在所述线束端安装板上。
  14. 根据权利要求6至13中任一项所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述高压端子、所述低压端子、所述冷却装置接头、所述密封壳和所述浮动机构在所述安装板上相对于所述安装板的中心对称设置，并且所述导向机构在所述安装板上相对于所述安装板的中心非对称地设置。
  15. 根据权利要求14所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征 在于，所述接地端子设置在所述安装板和所述密封壳的中心。
  16. 根据权利要求12所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述第一低压端子包括第一低压针端和第二低压针端，所述第二低压端子包括与所述第一低压针端匹配的第一低压孔端和与所述第二低压针端匹配的第二低压孔端。
  17. 根据权利要求16所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述第一导向机构的垂直高度大于所述第一接地端子的垂直高度，所述第一接地端子的垂直高度大于所述第一高压端子的垂直高度，所述第一高压端子的垂直高度大于所述第一冷却装置接头的垂直高度，所述第一冷却装置接头的垂直高度等于所述第一低压针端的垂直高度，所述第一低压针端的垂直高度大于所述第二低压针端的垂直高度。
  18. 根据权利要求17所述的电动汽车液冷电池包的连接器，其特征在于，所述第一密封壳的外围与所述第一安装板接触的位置设置有密封圈；并且/或者所述第一高压端子的顶面为绝缘材料；并且/或者所述第一冷却装置接头设置有截止阀。
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