WO2023098793A1 - 一种含有冷却结构的充电枪和充电桩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有冷却结构的充电枪和充电桩，所述含有冷却结构的充电枪包括充电端子(1)、充电枪主体(2)和冷却结构(3)，充电枪主体(2)和冷却结构(3)依次设置，充电端子(1)沿充电枪主体(2)向冷却结构(3)的方向穿过充电枪主体(2)，充电端子(1)的至少一部分匹配地套设于冷却结构(3)内，冷却结构(3)内能够流通冷却介质并对充电端子(1)降温。该含有冷却结构的充电枪含有液冷降温结构，能够避免因端子高温产生的结构失效，进而导致电路故障，影响整车安全性。

Description

一种含有冷却结构的充电枪和充电桩
相关申请
本申请要求专利申请号为202111462083.2、申请日为2021年12月2日、发明名称为“一种含有冷却结构的充电枪和充电桩”的中国发明专利的优先权。
技术领域
本发明涉及充电设备领域，具体的是一种含有冷却结构的充电枪，还是一种充电桩。
背景技术
在正常使用的过程中，高速直流充电设备工作时充电端子会产生大量的热量，由于热量过大将导致高温，导线连接位置以及周边的连接件、固定件会因为高温而失效，影响充电装置的正常使用，产生短路及断路，甚至产生触电危险，危及生命。因此，没有冷却系统的直流高速充电装置，无法满足新能源汽车高速充电要求。
申请内容
为了避免充电端子在工作时温度过高，本发明提供了一种含有冷却结构的充电枪和充电桩，该含有冷却结构的充电枪含有液冷降温结构，能够避免因端子高温产生的结构失效，进而导致电路故障，影响整车安全性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种含有冷却结构的充电枪，包括充电端子、充电枪主体和冷却结构，充电枪主体和冷却结构依次设置，充电端子沿充电枪主体向冷却结构的方向穿过充电枪主体，充电端子的至少一部分匹配地设置于冷却结构内，冷却结构内能够通过冷却介质对充电端子降温。
一种充电桩，所述充电桩包括上述的含有冷却结构的充电枪。
本发明的有益效果是：
1、含有液冷降温结构(即冷却结构)，能够避免因端子高温产生的结构失效，进而导致电路故障，影响整车安全性。
2、完全能够满足高压直流充电端子的功能以及装配要求。
3、能够应用于所有新能源汽车高压直流充电端子的功能设计，成为高压直流充电端子结构标准，引领高压直流充电端子的未来设计方向。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是实施例1中本发明所述含有冷却结构的充电枪的爆炸示意图。
图2是实施例2中本发明所述含有冷却结构的充电枪的爆炸示意图。
图3是实施例2中本发明所述含有冷却结构的充电枪的立体示意图。
图4是实施例2中本发明所述含有冷却结构的充电枪的总体示意图。
图5是实施例2中本发明所述含有冷却结构的充电枪的主视示意图。
图6是沿图5中A-A方向的剖视图。
图7是实施例4中充电端子的示意图。
图8是实施例4中冷却结构的示意图。
图9是实施例5中冷却结构的示意图。
1、充电端子；2、充电枪主体；3、冷却结构；4、信号接地端子；
11、端子主体；12、散热部；13、连接部；14、螺纹孔；15、拆卸部；16、绝缘头；17、螺钉；
21、安装凹槽；22、密封圈；23、容腔；
31、冷却介质容纳腔；32、冷却介质入口；33、冷却介质出口；34、冷却套；35、连接板；36、上半冷却结构体；37、下半冷却结构体；38、冷却结构护套；
121、散热凸起。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种含有冷却结构的充电枪，包括充电端子1、充电枪主体2和冷却结构3，充电枪主体2和冷却结构3前后依次设置，充电端子1沿充电枪主体2向冷却结构3的方向穿过充电枪主体2，充电端子1的至少一部分匹配地设置于冷却结构3内，冷却结构3内能够通过冷却介质对充电端子1降温。
进一步的，所述充电端子1包括散热部12，所述散热部12设置在所述冷却结构3内。
冷却结构3内具有冷却介质容纳腔31，所述冷却介质能够在冷却介质容纳腔31内流通，冷却结构3上设有冷却介质入口32和冷却介质出口33。可以向冷却结构3的冷却介质容纳腔31内循环不断地输入冷却介质对充电端子1进行冷却降温，冷却介质可以是如空气、制冷后的空气、水。为了适应寒冷环境，冷却介质也可以为防冻介质(例如乙二醇+水)。冷却介质也可以为绝缘液体(例如变压器油)，从而可以避免因端子高温产生的结构失效，进而导致电路故障，影响整车安全性。
进一步的，充电枪主体2和冷却结构3一体成型，即充电枪主体2和冷却结构3连接为一体。一体成型的设计能够增加充电枪主体2和冷却结构3的整体强度，也减少安装步骤。当然，在某些需要方便更换冷却结构3的实施方式中，充电枪主体2和冷却结构3为可拆卸连接。
下面详细介绍所述含有冷却结构的充电枪的几种具体实现方式。
实施例1
在本实施例中，充电枪主体2和冷却结构3依次设置，充电端子1一部分设置在充电枪主体2中，另一部分设置在冷却结构3中，冷却结构3与充电端子1可拆卸连接，冷却结构3内能够流通冷却介质并对充电端子1降温，如图1所示。
实施例2
在本实施例中，充电端子1为分体式结构，充电端子1含有前后依次设置的端子主体11和散热部12，端子主体11与散热部12可拆卸连接，端子主体11主要位于充电枪主体2内，散热部12位于冷却结构3内，冷却结构3匹配地套设于散热部12外，冷却结构3外设有冷却结构护套38，如图2至图6所示。
充电枪主体2的前端内设置容腔23，如图6所示，容腔23的内部设置有可拆卸结构，容腔23的前端设有开口，充电端子1从容腔23的开口处插入并通过所述可拆卸结构(如插接)与充电枪主体2可拆卸连接。
在本实施例中，端子主体11与散热部12可以通过螺纹结构连接，端子主体11上设置螺栓或内螺纹，散热部12上设置对应的内螺纹或螺栓，所述螺纹结构螺接的扭矩范围为0.1N·m-30N·m。
例如，当端子主体11上设置螺栓时，散热部12上设置通孔，端子主体11上的螺栓穿过散热部12上的通孔与螺母连接；
或者，当端子主体11上设置内螺纹时，散热部12上设置通孔，螺钉17穿过散热部12上的通孔与端子主体11上的内螺纹连接，如图6所示；
或者，当散热部12上设置内螺纹时，端子主体11上设置通孔，螺钉17穿过端子主体11上的通孔与散热部12上的内螺纹连接；
或者，当散热部12上设置螺栓时，端子主体11上设置通孔，散热部12上的螺栓穿过端子主体11上的通孔与螺母连接。
为了验证端子主体11与散热部12螺接的扭矩范围，对端子主体11与散热部12电性连接和机械连接性能的影响，发明人选用相同的端子主体11与散热部12，采用不同的扭矩将其拧紧到一起，分别测试端子主体11与散热部12的接触电阻和经过振动试验的端子主体11与散热部12的连接情况。试验结果如表1所示。
端子主体11与散热部12的接触电阻的测试方法是使用微电阻测量仪，将微电阻测量仪的测量端一端放置在端子主体11上，另一端放置在散热部12上，每次测量放置的位置相同，然后读取微电阻测量仪上的接触电阻读数。在本实施例中，接触电阻大于1mΩ为不合格。
振动试验是将连接后的样件放置在振动试验台上，经过300个振动循环，每个循环都需要6个方向的振动，频率为100Hz，单方向加速度为40m/s2，然后观察端子主体11与散热部12是否有松脱现象。在本实施例中，端子主体11与散热部12松动为不合格。
表1：不同的端子主体11与散热部12扭矩对端子主体11与散热部12电性连接和机械连接性能的影响
Figure PCTCN2022135843-appb-000001
从上表1中可以看出，当端子主体11与散热部12螺接的扭矩值小于0.1N·m时，接触电阻值为不合格，并且，端子主体11与散热部12经过振动试验后松脱，因此，发明人将端子主体11与散热部12螺接的扭矩范围最小值定为0.1N·m。当端子主体11 与散热部12螺接的扭矩值大于30N·m时，接触电阻已不能进一步降低，因此，发明人将端子主体11与散热部12螺接的扭矩范围确定为0.1N·m-30N·m。
在本实施例中，端子主体11与散热部12也可以卡接，例如，端子主体11上设置卡爪或卡槽，散热部12上设置对应的卡槽或卡爪，所述卡爪和卡槽的连接力范围为5N-500N。
为了测试卡爪和卡槽卡接的连接力对导电率的影响，发明人选用了10对相同形状、相同胀缩缝宽度的卡爪和卡槽进行连接力测试，测试结果如表2所示。
表2：卡爪和卡槽之间不同连接力对导电率的影响。
Figure PCTCN2022135843-appb-000002
由表2可知，当卡爪和卡槽的连接力小于5N或者大于500N时，端子主体11与散热部12的导电率明显下降，不能满足实际需求。当卡爪和卡槽的连接力大于5N且小于500N时，端子主体11与散热部12的导电性能较好，而当卡爪和卡槽的连接力大于15N而小于300N时，导电性能同样出色。但是，当连接力大于300N后，端子主体11与散热部12的导电率增长不明显，且加工困难，因此发明人认为优选卡爪和卡槽的连接力为15N-300N。
充电枪主体2的规格符合国标AC交流标准、国标DC直流标准、欧标AC交流标准、欧标DC直流标准、美标AC交流标准、美标DC直流标准、日标AC交流标准、日标DC直流标准和超级充电标准等多种不同规格标准中的一种。充电枪主体2的材质可以为硬质塑料(如PA66+玻璃纤维等强度好的材质)。
充电端子1后端设置拆卸部15，拆卸部15的截面形状为扁形或多边形，拆卸部15 的截面形状可以为扁形或多边形。拆卸部15为外翻边结构，拆卸部15与冷却结构3抵接。端子主体11与散热部12前后设置，连接部13位于散热部12的后部内。
优选，散热部12内含有多个螺纹孔14，连接部13为圆筒形结构，连接部13与散热部12螺纹连接，散热部12与端子主体11通过螺钉17连接(也可以通过强度高的导电胶体连接)，端子主体11的前端设有绝缘头16。绝缘头16为塑料胶头，绝缘头16与端子主体11之间可以采用装配形式，也可以是一体成型形式。绝缘头16大致为圆柱形轮廓，绝缘头16的尾端与端子主体11进行螺纹连接。绝缘头16的材质为绝缘材质(PP、PA、ABS等绝缘材质)。绝缘头16有绝缘作用，防止因触电产生危险。
一个散热部12内设有两个连接部13，连接部13的轴线与散热部12的轴线平行，端子主体11的轴线与散热部12的轴线重合，连接部13的后部设外螺纹，连接部13与散热部12螺纹连接，如图6和图7所示。
在一些实施例中，充电端子1数量为多个，冷却结构3包括多个冷却套34，冷却套34一一对应地套设于散热部12的外周，冷却套34上设有冷却介质入口32和冷却介质出口33。
在本实施例中，所述含有冷却结构的充电枪可以含有两个充电端子1，冷却结构3含有两个冷却套34，冷却套34呈筒形结构，冷却套34一一对应地套设于充电端子1外，冷却介质容纳腔31的截面呈环形结构，冷却介质容纳腔31套设于冷却套34的侧壁内，即每个冷却套34内均设有一个冷却介质容纳腔31，冷却介质容纳腔31的轴线与冷却套34的轴线重合，如图2至图6所示。
在本实施例中，两个冷却套34平行间隔设置，两个冷却套34的尺寸和构造大致相同，冷却套34之间设有连接通道，冷却套34的冷却介质容纳腔31通过所述连接通道连通，具体实施时可以在两个冷却套34之间设置连接板35，连接板35内设有连接通道，连接板35的长度与冷却套34的长度大致相同，如图2和图3所示。
冷却介质入口32和冷却介质出口33的设置方式可以采用：一进一出(即一个冷却介质入口32和一个冷却介质出口33)、一进两出(即一个冷却介质入口32和两个冷却介质出口33)、两进一出(即两个冷却介质入口32和一个冷却介质出口33)。也可以是两进两出(即两个冷却介质入口32和两个冷却介质出口33)，其优势在于可以控制电能传输装置采用非绝缘介质时的短路问题。
例如，冷却结构3包括两个冷却套34，两个冷却套34分别为第一冷却套和第二冷却套，冷却介质入口32位于所述第一冷却套上，或者冷却介质入口32位于所述第二冷 却套上，或者冷却介质入口32位于所述第一冷却套上和所述第二冷却套上。冷却介质出口33位于所述第一冷却套上，或者冷却介质出口33位于所述第二冷却套上，或者冷却介质出口33位于所述第一冷却套上和所述第二冷却套上。
在本实施例中，冷却介质入口32和冷却介质出口33的设置方式为一进一出，冷却结构3含有两个冷却套34，两个冷却套34分别为第一冷却套和第二冷却套；冷却介质入口32位于所述第一冷却套上；冷却介质出口33位于所述第二冷却套上，如图2至图4所示。
在本实施例中，充电枪主体2朝向冷却结构3的安装面上设有安装凹槽21，即充电枪主体2的后侧面设有安装凹槽21，冷却结构3的前端设有开口，冷却结构3的前端与安装凹槽21匹配插接，冷却结构3与充电枪主体2连接形成冷却介质容纳腔31，冷却介质容纳腔31的前端由充电枪主体2封闭，如图5和图6所示。
冷却结构3与充电枪主体2之间设有密封圈22，以保证冷却介质容纳腔31的密封性，防止冷却介质溢出产生短路发生触电事故。冷却结构3的材质还可以为塑料材质(以硬质塑料为佳，例如PA66+玻璃纤维等强度好的材质)。冷却结构3采用注塑工艺，出模角度为0.5°。
散热部12内设有连接部13，连接部13采用电阻焊接、摩擦焊接、超声波焊接、弧焊、激光焊接、电子束焊接、压力扩散焊接、磁感应焊接、螺接、卡接、拼接和压接中的一种或几种方式与充电枪线缆连接。
电阻焊接方式，是指一种利用强大电流通过电极和工件间的接触点，由接触电阻产生热量而实现焊接的一种方法。
摩擦焊接方式，是指利用工件接触面摩擦产生的热量为热源，使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接的方法。
超声波焊接方式，是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。
弧焊方式，是指以电弧作为热源，利用空气放电的物理现象，将电能转换为焊接所需的热能和机械能，从而达到连接金属的目的，主要方法有焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等。
激光焊接方式，是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。
电子束焊接方式，是指利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊接面，使被焊工件熔化实现焊接。
压力扩散焊接方式，是对焊件施加压力，使接合面紧密地接触产生一定的塑性变形而完成焊接的方法。
磁感应焊接方式，是两个被焊工件在强脉冲磁场作用下，产生瞬间高速碰撞，材料表层在很高的压力波作用下，使两种材料的原子在原子间距离内相遇，从而在界面上形成稳定的冶金结合。是固态冷焊的一种，可以将属性相似或不相似的传导金属焊接在一起。
螺纹连接方式，导线与连接部13分别具有螺纹结构，能够互相螺接在一起，或者使用单独的螺柱和螺母连接在一起。螺纹连接的优点是可拆卸性，能够反复进行组装和拆卸，适用于需要经常拆卸的场景。
压接方式，是使用压接机，将导线与连接部13冲压为一体的生产工艺。压接的优点是量产性，通过采用连锁端子和自动压接机能够迅速大量的制造稳定品质的产品。
卡接方式，是采用卡箍等部件，将导线与连接部13卡接在一起。卡接的优点是不需要复杂的设备，可以借助工具就能实现连接，适用于维修维护等场景。
拼接方式，是指在导线与连接部13上分别设置对应的凹槽和凸起，通过凹槽和凸起相互榫接或拼接进行装配，使其连接在一起。拼接的方式优点是连接稳定，可拆卸。
散热部12内设置有螺纹孔14，连接部13呈筒形结构，连接部13外设有外螺纹，连接部13与散热部12螺纹连接。
进一步的，连接部13和螺纹孔14数量均可以为多个，所述充电枪线缆中的多根导线与连接部13一一对应连接。
连接部13的主体金属为铜，表面镀银处理。也可以是含石墨烯的铝等，有优良的导电导热性的物质。例如，金属铜导电，导热性能良好，且价格便宜；银或者金等或者其他复合材料导电性能好的金属镀层，导电，导热性能更优，但价格昂贵，作为镀层能够在保证导电导热性能的基础之上降低成本。与线缆连接方式为压接，也可以是电阻焊、激光焊接、震动摩擦焊等连接方式，连接部13的主体结构有0.5°倾斜角度，以便于与散热部更好地配合。
散热部12的主体金属为铜，表面镀银处理。也可以是含石墨烯的铝等，有优良的导电导热性的物质。例如，金属铜导电，导热性能良好，且价格便宜；而银或者金或者其他复合材料导电性能好的金属镀层，导电，导热性能更优，但价格昂贵，作为镀层能够在保证导电导热性能的基础之上降低成本。表面积尽量大，以达到有效散热的目的，也可以在表面增加散热筋提高散热表面积。
端子主体11的主体金属为铜，表面镀银处理。也可以是含石墨烯的铝等，有优良的导电性的物质。例如，金属铜导电，导热性能良好，且价格便宜；而银或者金或者其他复合材料导电性能好的金属镀层，导电，导热性能更优，但价格昂贵，作为镀层能够在保证导电导热性能的基础之上降低成本。
另外，所述含有冷却结构的充电枪还含有信号接地端子4，信号接地端子4的轮廓为圆柱形，信号接地端子4与线缆进行压接(也可以是电阻焊、激光焊接、震动摩擦焊等连接方式)。信号接地端子4的主体金属为铜，表面镀银处理。(也可以是含石墨烯的铝等，有优良的导电性的物质)。信号接地端子4的功能主要是传递电信号、及时将静电导入地下，防止触电。
在本实施例中所述冷却结构3的冷却速率大于等于0.5℃/min。
发明人为了验证冷却结构3的冷却速率对充电端子1温升的影响，选用10根相同截面积、相同材质、相同长度的充电端子1，并通相同的电流，采用不同冷却速率的冷却结构3，对充电端子1进行冷却，并读取各个充电端子1的温升值，记录在表3中。
实验方法是在封闭的环境中，将采用不同冷却速率的冷却结构3的充电端子1导通相同的电流，记录通电前的温度和通电后温度稳定时的温度，并作差取绝对值。在本实施例中，温升小于50K为合格值。
表3：不同冷却速率的冷却结构3对充电端子1温升的影响
Figure PCTCN2022135843-appb-000003
从上表3中可以看出，当冷却结构3的冷却速率小于0.5℃/min时，充电端子1的温升值不合格，冷却结构3的冷却速率越大，充电端子1的温升值越小。因此，发明人将冷却结构3的冷却速率设定为大于或等于0.5℃/min。
在本实施例中，所述含有冷却结构的充电枪还包括温度传感器和控制板，所述温度传感器通过数据线与所述控制板电连接。所述温度传感器和控制板可以设置于充电枪主体2上，所述温度传感器与散热部12接触连接。通过温度传感器，工作人员能够随时掌握冷却结构内部的温度情况，如果出现温度异常可以及时处理避免出现危险。
在本实施例中，所述温度传感器与散热部12可以一体成型。所述控制板为电路板， 所述电路板内置控制逻辑电路。所述温度传感器为NTC温度传感器或PTC温度传感器。
采用这两种温度传感器的好处是体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙；使用方便，电阻值可在0.1kΩ～100kΩ间任意选择；易加工成复杂的形状，可大批量生产，稳定性好、过载能力强，适用于转换接头这种要求体积小，性能稳定的产品中。
在一些实施例中，所述冷却结构3的表面设置有漏液传感器。一旦冷却结构3中有液体泄漏出来，漏液传感器就会检测到并通过数据线将发生漏液的信息传递出来，工作人员可以立刻进行处理。具体的漏液传感器可以为漏水感应绳。
在一些实施例中，所述冷却结构3内部设置有液体泄漏传感器。当冷却结构3具有冷却套34时，液体泄漏传感器设置在冷却套34内。液体泄漏传感器可以通过监测冷却结构3或冷却套34内的压强、压力、流量或流速来判断冷却结构3或冷却套34是否出现泄漏的情况。当有异常发生，工作人员能够通过液体泄漏传感器了解异常并及时处理。
下面介绍所述含有冷却结构的充电枪的加工成型情况：
充电枪主体2和冷却结构3采用注塑工艺加工成型，通过控制设备精度和模具误差来满足充电枪主体2和冷却结构3的尺寸要求，通过锁模力、注射位置、计量精度、注射速度、注射压力、模具温度等控制注塑过程，从而满足预装配以及旋转的尺寸精度要求，以及旋转力的操作要求。
具体参数如下：
锁模力为零时小于0.03mm；锁模力为最大时小于0.005mm；
注射位置精度(保压终止点)小于0.03mm；
注射速度大于等于300mm/s；
注射压力要大于25MPa；
模具温度变化应控制在±1℃之内。
散热部12采用自动化装配工艺，通过自动化装配工装控制装配过程，从而满足预装配力，L型轨迹运动配合顺畅，旋转力，锁紧力，无错装，无漏装，无反装等要求。
下面介绍本发明所述含有冷却结构的充电枪与现有充电枪的技术效果对比，见表4。
表4
  现有技术 本发明
充电时间 6到8小时可以充满80％电量 最快8分钟充满80％电量
充电温度 温升控制在20°左右 温升可以控制在15°以内
充电功率 60KW 最高550KW
冷却介质 无 水+乙二醇
实施例3
本实施例是对实施1的一种改变，本实施例与实施例1的主要区别在于，充电端子1为一体式结构，充电端子1含有依次连接的端子主体11、散热部12和连接部13，端子主体11位于充电枪主体2内，散热部12位于冷却结构3内。
散热部12的外周面设置有环形的散热凸起121，冷却结构3内周面设有内环槽，散热凸起121与所述内环槽匹配连接，如图7所示。
本实施例的优点在于可以提高充电端子1的制造及安装效率。本实施例中的其余技术特征均可以与实施例1中的相同，为了节约篇幅，本实施例不再详细介绍。
实施例4
本实施例是对实施1的一种改变，本实施例与实施例1的主要区别在于，冷却介质容纳腔31全部位于冷却结构3内，冷却介质容纳腔31不再需要充电枪主体2与冷却结构3之间的密封连接来实现，冷却结构3含有上下对称设置的上半冷却结构体36和下半冷却结构体37，上半冷却结构体36与下半冷却结构体37扣合密封连接，如图8所示。
在本实施例中，冷却介质入口32和冷却介质出口33的设置方式为一进一出，冷却结构3含有两个冷却套34，两个冷却套34分别为第一冷却套和第二冷却套，冷却介质入口32位于所述第一冷却套上，冷却介质出口33也位于所述第一冷却套上，如图7所示。或者，冷却介质入口32位于所述第一冷却套上，冷却介质出口33位于所述第二冷却套上。
本实施例中的其余技术特征均可以与实施例1中的相同，为了节约篇幅，本实施例不再详细介绍。
实施例5
本实施例是对实施3的一种改变，本实施例与实施例3的主要区别在于，两个冷却套34之间没有连接板35，连接板35内不设有连接通道，两个冷却套34内的冷却介质容纳腔31互不连通，每个冷却套34上均设有一个冷却介质入口32和一个冷却介质出口33，冷却介质容纳腔31不再需要充电枪主体2与冷却结构3之间的密封连接来实现，如图9所示。
在本实施例中，冷却介质入口32和冷却介质出口33的设置方式为两进两出，冷却结构3的两个冷却套34均含有上下对称设置的上半冷却结构体36和下半冷却结构体37， 上半冷却结构体36与下半冷却结构体37扣合密封连接。或者，冷却结构3的两个冷却套34均含有左右对称设置的左半冷却结构体和右半冷却结构体，左半冷却结构体与右半冷却结构体扣合密封连接。
在一些实施例中，所述冷却介质为冷却气体、冷却液体或冷却固体。冷却气体可以为制冷后的空气吹入冷却结构3或冷却套34内进行冷却。冷却液体可以为绝缘水、乙二醇、蓖麻油、椰子油、玉米油、棉籽油、亚麻子油、橄榄油、棕榈油、花生油、葡萄籽油、菜籽油、红花油、向日葵油,大豆油，各种植物油的高油酸变体、癸烯-4-酸、癸烯酸、月桂烯酸、天台乌药酸、十四碳烯酸、抹香鲸酸、粗租酸、棕榈油酸、芹岩酸、油酸、十八碳烯酸、鳕烯酸、巨头鲸鱼酸、鲸蜡烯酸、芥酸、和神经酸、甘油、变压器油、车轴油、内燃机油或压缩机油的一种或几种；也可在冷却液中加入添加剂，所述添加剂选自抗氧化剂、倾点抑制剂、缓蚀剂、抗菌剂、粘度改性剂中一种或几种。冷却油具有灵敏的热平衡能力，超强的热传导能力，超宽的工作温度区间，杜绝沸腾开锅，冷却系统微压力，低温环境不用添加防冻剂，避免了气蚀、水垢、电解等腐蚀伤害等优点。冷却固体可以为干冰等。以干冰为例，干冰设置在冷却结构3内或冷却套34内，在冷却结构的外部施加制冷设备，制冷设备提供冷源来维持干冰的固体状态，用以对充电端子1进行冷却。
本发明还提供了一种充电桩，所述充电桩包括如上所述的含有冷却结构的充电枪。
为了便于理解和描述，本发明中采用了绝对位置关系进行表述，如无特别说明，其中的方位词“上”表示图5的上侧方向，方位词“下”表示图5的下侧方向，方位词“左”表示图5的左侧方向，方位词“右”表示图5的右侧方向，方位词“前”表示垂直于图5的纸面并指向图5纸面内侧的方向，方位词“后”表示垂直于图5的纸面并指向图5纸面外侧的方向。本发明采用了阅读者或使用者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本发明保护范围的限定。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (27)

  1. 一种含有冷却结构的充电枪，其中，包括充电端子(1)、充电枪主体(2)和冷却结构(3)，充电枪主体(2)和冷却结构(3)依次设置，充电端子(1)沿充电枪主体(2)向冷却结构(3)的方向穿过充电枪主体(2)，充电端子(1)的至少一部分匹配地设置于冷却结构(3)内，冷却结构(3)内能够通过冷却介质对充电端子(1)降温。
  2. 根据权利要求1所述的含有冷却结构的充电枪，其中，所述充电端子(1)包括散热部(12)，所述散热部(12)设置在所述冷却结构(3)内。
  3. 根据权利要求1所述的含有冷却结构的充电枪，其中，冷却结构(3)具有冷却介质容纳腔(31)，所述冷却介质能够在冷却介质容纳腔(31)内流通，冷却结构(3)上设有冷却介质入口(32)和冷却介质出口(33)。
  4. 根据权利要求1所述的含有冷却结构的充电枪，其中，充电枪主体(2)前端内设置容腔(23)，容腔(23)的内部设置有可拆卸结构，充电端子(1)从容腔(23)的开口处插入并通过所述可拆卸结构与充电枪主体(2)可拆卸连接。
  5. 根据权利要求1所述的含有冷却结构的充电枪，其中，充电枪主体(2)和冷却结构(3)一体成型。
  6. 根据权利要求2所述的含有冷却结构的充电枪，其中，充电端子(1)还包括端子主体(11)，端子主体(11)与散热部(12)通过螺纹结构连接，端子主体(11)上设置螺栓或内螺纹，散热部(12)上设置对应的内螺纹或螺栓，所述螺纹结构螺接的扭矩范围为0.1N·m-30N·m。
  7. 根据权利要求6所述的含有冷却结构的充电枪，其中，
    当端子主体(11)上设置螺栓时，散热部(12)上设置通孔，端子主体(11)上的螺栓穿过散热部(12)上的通孔与螺母连接；
    当端子主体(11)上设置内螺纹时，散热部(12)上设置通孔，螺钉(17)穿过散热部(12)上的通孔与端子主体(11)上的内螺纹连接；
    当散热部(12)上设置内螺纹时，端子主体(11)上设置通孔，螺钉(17)穿过端子主体(11)上的通孔与散热部(12)上的内螺纹连接；
    当散热部(12)上设置螺栓时，端子主体(11)上设置通孔，散热部(12)上的螺栓穿过端子主体(11)上的通孔与螺母连接。
  8. 根据权利要求2所述的含有冷却结构的充电枪，其中，充电端子(1)还包括端 子主体(11)，端子主体(11)上设置卡爪或卡槽，散热部(12)上设置对应的卡槽或卡爪，所述卡爪和卡槽的连接力范围为5N-500N。
  9. 根据权利要求2所述的含有冷却结构的充电枪，其中，散热部(12)的后端设置拆卸部(15)，拆卸部(15)的截面形状为扁圆形或多边形。
  10. 根据权利要求2所述的含有冷却结构的充电枪，其中，充电端子(1)的数量为多个，冷却结构(3)包括多个冷却套(34)，冷却套(34)一一对应地套设于散热部(12)的外周，冷却套(34)上设有冷却介质入口(32)和冷却介质出口(33)。
  11. 根据权利要求10所述的含有冷却结构的充电枪，其中，冷却套(34)之间设有连接通道，冷却套(34)的冷却介质容纳腔(31)通过所述连接通道连通。
  12. 根据权利要求10所述的含有冷却结构的充电枪，其中，冷却结构(3)含有两个冷却套(34)，两个冷却套(34)分别为第一冷却套和第二冷却套；冷却介质入口(32)位于所述第一冷却套和/或所述第二冷却套上；冷却介质出口(33)位于所述第一冷却套和/或所述第二冷却套上。
  13. 根据权利要求10所述的含有冷却结构的充电枪，其中，散热部(12)外周面上设置散热凸起(121)，冷却套(34)内周面上设置内环槽，散热凸起(121)与所述内环槽匹配连接。
  14. 根据权利要求1所述的含有冷却结构的充电枪，其中，充电枪主体(2)朝向冷却结构(3)的安装面上设有安装凹槽(21)，冷却结构(3)的前端设有开口，冷却结构(3)的前端与安装凹槽(21)匹配插接，冷却结构(3)与充电枪主体(2)连接形成冷却介质容纳腔(31)，冷却介质容纳腔(31)的前端由充电枪主体(2)封闭。
  15. 根据权利要求2所述的含有冷却结构的充电枪，其中，散热部(12)内设有连接部(13)，连接部(13)采用电阻焊接、摩擦焊接、超声波焊接、弧焊、激光焊接、电子束焊接、压力扩散焊接、磁感应焊接、螺接、卡接、拼接和压接中的一种或几种方式与充电枪线缆连接。
  16. 根据权利要求15所述的含有冷却结构的充电枪，其中，散热部(12)内设置有螺纹孔(14)，连接部(13)外设有外螺纹，连接部(13)与散热部(12)螺纹连接。
  17. 根据权利要求16所述的含有冷却结构的充电枪，其中，连接部(13)和螺纹孔(14)数量均为多个，所述充电枪线缆中的多根导线与连接部(13)一一对应连接。
  18. 根据权利要求1所述的含有冷却结构的充电枪，其中，所述冷却结构(3)的冷却速率大于或等于0.5℃/min。
  19. 根据权利要求1所述的含有冷却结构的充电枪，其中，所述含有冷却结构的充电枪还包括温度传感器和控制板，所述温度传感器通过数据线与所述控制板电连接。
  20. 根据权利要求19所述的含有冷却结构的充电枪，其中，所述温度传感器与充电端子(1)接触连接。
  21. 根据权利要求19所述的含有冷却结构的充电枪，其中，所述温度传感器与充电端子(1)一体成型。
  22. 根据权利要求19所述的含有冷却结构的充电枪，其中，所述控制板为电路板，所述电路板内置控制逻辑电路。
  23. 根据权利要求19所述的含有冷却结构的充电枪，其中，所述温度传感器为NTC温度传感器或PTC温度传感器。
  24. 根据权利要求1所述的含有冷却结构的充电枪，其中，冷却结构(3)的表面设置有漏液传感器。
  25. 根据权利要求1所述的含有冷却结构的充电枪，其中，冷却结构(3)内部设置有液体泄漏传感器。
  26. 根据权利要求1所述的含有冷却结构的充电枪，其中，所述冷却介质为冷却气体、冷却液体或冷却固体。
  27. 一种充电桩，其中，所述充电桩包括权利要求1-26任一项所述的含有冷却结构的充电枪。
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