一体式鳍片充电连接器

本发明属于电子器件，特别涉及一种充电连接器，可用于电动车辆的充电连接。

背景技术：

1、随着人们环保意识的增强，以及相关技术的逐渐完善，电动汽车开始被越来越多的消费者所接受。但是，充电时间过长的问题始终未被解决，其阻碍了电动汽车的进一步发展。研究表明，上述问题的主要原因之一是充电连接器与线缆的压接处在充电时会聚集大量热量，而现有的充电连接器的散热能力有限，无法有效地散去大电流通过时所聚集的热量，高温易造成充电连接器故障，严重影响充电安全，由此限制了电流的大小，导致充电时间过长。

2、专利号为cn202011068653.5的专利文献公开了一种“充电连接器”，其包括散热模块和供电端子，散热模块包括散热件和通风装置，散热件具有散热孔和沿散热孔的周向延伸并环绕其的散热风道，通风装置位于散热件的外部，用于驱动外部空气并使其流经散热风道后排出；供电端子穿设于散热孔中，其后端具有连接电源线的连接段，且连接段全部或部分位于散热孔内。

3、专利号为cn202211608813.x的专利文献公开了一种“ev充电连接器和ev充电站”，其采用铜质材料作为基础，通过在连接器上附加冷却装置热管与翅片装置，实现对连接器的散热优化。该方案的热管的成本较高且制作不方便，其焊接、螺丝固定等方式增加了系统的复杂度，不便加工。

4、专利号为cn202010201404.2的专利文献公开了“一种新能源汽车用大功率充电连接器冷却装置”，其包括电缆、散热片、热电制冷片、制冷盘、冷却内管、外管、端子冷却盘，冷却内管设计在电缆内部，穿过制冷盘再与端子冷却盘密封连接，端子冷却盘内部为中空流道，在制冷盘上表面粘接热电制冷片和散热片，对冷却液进行充分制冷。

5、上述现有的充电连接器均仍存在以下不足：

6、一是其需要复杂的液体循环系统和维护，仅适用于特定的高性能应用场景，连接器在长时间高负载运行时，往往会产生大量的热量而缺乏有效的散热机制，导致设备温度升高，进而影响其性能和稳定性。

7、二是现有的连接器技术往往对于系统工作环境要求较高，如极端高温天气下，冷却模块的电风扇无法带来有效的冷却，反而使内部热量增加，消耗额外功率。

8、三是在一些恶劣的工作环境或高频率的插拔操作中，连接器可能会出现结构松动或连接失效的情况，从而影响整个系统的运行。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种一体式鳍片充电连接器，以实现长时间恒温状态下工作，降低结构复杂度，减轻重量，减少能源损耗，并提高散热效率，提升充电功率。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种一体式鳍片充电连接器，包括：外壳2、铜导体3，铜导体位于外壳内并与外部系统连接，其特征在于：

4、所述外壳2，包含两组相互独立的空腔20和两个制动板21，用于绝缘铜导体和防止铜导体移动，且其一端设有后端盖1，用于导流；

5、所述铜导体3，采用两组鳍片铜导线，用于实现大电流导电和大功率输电。

6、进一步，所述空腔20，其下部设有排水孔201，用于排出冷凝水；中部设有导流槽202，用于疏导冷凝水，防止冷凝水腐蚀；上部设有排气孔203，用于提高人在使用过程中的能见度。

7、该排水孔201，采用水平阵列式排布，整体三层，孔数逐层增加，实现冷凝水排出；

8、该导流槽202，其深度不高于外壳2厚度的50％以上，保证结构的强度，且形状采用流线型，以疏导冷凝水，防止冷凝腐蚀，降低铜导体3的导电性。

9、该排气孔203采用单层阵列分布，孔型选用曲线结构，使氮气从内部导出远离外部系统，防止氮气排放破坏用户端器件。

10、进一步，所述制动板21，采用板状结构，其上半部为半圆型形状，用于贴合铜导体，防止其在使用过程中产生移动；其下半部连接到空腔20上，并通过其一侧弹簧结构进行单向移动，以实现将铜导体放入空腔20内。

11、进一步，所述两组鳍片铜导线，结构相同，对称分布在空腔20内，其一端与外部的超导电缆系统电气连接，另一端与外部的用户端系统连接。

12、每组鳍片铜导线采用包括导电柱31、鳍片32、硬铜导线33和接线端子34的一体结构，且鳍片位于导电柱与接线端子之间，接线端子位于硬铜导线的另一端。

13、该导电柱31，其在硬铜导线33的一端加工形成；

14、该鳍片32，其采用散射状结构，即在硬铜导线33上加工成等间距和等截面的直线形肋片，以增大肋片与气体的有效接触面积，提高降温效率；

15、该接线端子34，采用圆形接耳结构，其在硬铜导线33的另一端加工形成。

16、进一步，所述后端盖1，其包括方形接口10、圆形接口11、挡水板12、和导流腔13，且挡水板12位于方形接口10上下两端，方形接口10和圆形接口11分别位于导流腔13的前后两端。

17、该挡水板12，采用圆弧板状结构，其与方形接口10固定连接，以阻挡外壳2冷凝水流向外部系统；

18、该方形接口10，其四个角分布有螺纹孔14，用于与空腔20形成密封结构；

19、该圆形接口11，其与外部的超导电缆系统连接，引导外部超导电缆系统的冷氮气流向导流腔13。

20、该导流腔13，采用变截面结构，以缓解高压气体，并将冷氮气引入空腔20。

21、本发明与现有技术相比，具有如下优点：

22、1.本发明的外壳由于采用包含两组相互独立的空腔和两个制动板结构，有利于固定与绝缘铜导体，阻挡外部超导电缆系统因压力变化而部分涌入的液氮。与传统结构相比，本结构可适用于含气体的工况，且可通过空腔内设有的排水孔、导流槽和排气孔，将经过热交换后的氮气从排气孔排除系统，并利用导流槽将空腔的冷凝水从排水口排除。

23、2.本发明由于在空腔的后端连接有后端盖，可利于引导外部超导电缆系统的冷氮气，使冷氮气稳定进入并充满空腔，维持空腔的温度在稳定范围内。

24、3.本发明由于采用两组鳍片铜导线组成铜导体，且每组鳍片铜导线采用包含导电柱、鳍片、硬铜导线和接线端子的一体结构，可在输电过程中无需外部布置超导电缆与用户端接口之间的额外冷却组件或液体回路，不仅降低了系统的复杂度，减轻了结构重量，而且减少了系统额外的功率消耗。

25、4.本发明鳍片由于采用散射状结构，不仅能增大肋片与气体的有效接触面积，提高热交换效率，而且可通过空腔的冷氮气，将铜导体的热量带走，从排气孔将热量导出，增大了系统的承载电流，进而缩短了充电时间，提高了充电效率，解决了传统充电连接器散热效率低的问题，可用于电动汽车大功率直流快速充电的应用场景。

26、5.本发明由于采用一体式鳍片充电连接器结构，可安装在充电桩的超导电缆终端，便于实现终端结构的小型化。

技术特征：

1.一种一体式鳍片充电连接器，包括：外壳(2)、铜导体(3)，铜导体位于外壳内并与外部系统连接，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述空腔(20)，其下部设有排水孔(201)，用于排出冷凝水；中部设有导流槽(202)，用于疏导冷凝水，防止冷凝水腐蚀；上部设有排气孔(203)，用于提高人在使用过程中的能见度。

3.根据权利要求2所述的连接器，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述制动板(21)，采用板状结构，其上半部为月牙形状，用于贴合铜导体，防止其在使用过程中产生移动；其下半部为矩形形状，连接到空腔(20)上，并通过其一侧弹簧结构进行单向移动，以实现将铜导体放入空腔(20)内。

5.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述两组鳍片铜导线，结构相同，对称分布在空腔(20)内，其一端与外部的超导电缆系统电气连接，另一端与外部的用户端系统连接。

6.根据权利要求5所述的连接器，其特征在于，所述每组鳍片铜导线采用包括导电柱(31)、鳍片(32)、硬铜导线(33)和接线端子(34)的一体结构，且鳍片位于导电柱与接线端子之间，接线端子位于硬铜导线的另一端。

7.根据权利要求6所述的连接器，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述后端盖(1)，位于外壳(2)一端，其包括方形接口(10)、圆形接口(11)、挡水板(12)、和导流腔(13)，且挡水板(12)位于方形接口(10)上下两端，方形接口(10)和圆形接口(11)分别位于导流腔(13)的前后两端。

9.根据权利要求8所述的连接器，其特征在于：

技术总结本发明公开了一种一体式鳍片充电连接器，主要解决现有连接器附加冷却系统的复杂、额外功率的消耗、连接结构松动的问题。其包括外壳(2)、铜导体(3)，该外壳包含两组相互独立的空腔(20)和两个制动板(21)，且一端设有后端盖(1)，用于导流；该铜导体位于外壳内并与外部的超导电缆系统和用户端系统连接，其采用两组鳍片铜导线，每组鳍片铜导线包括导电柱(31)、鳍片(32)、硬铜导线(33)和接线端子(34)的一体结构，鳍片位于导电柱与接线端子之间，接线端子位于硬铜导线的另一端。本发明提高了在电动车充电过程中电缆终端的散热效率，加快了充电速率，提高了系统的紧凑性和强度，减轻了系统重量，可用于电动车辆的充电连接。技术研发人员：杨勇,刘柯凡,师阳受保护的技术使用者：西安电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9