一种大功率连接器的端子液冷结构

1.一种大功率连接器的端子液冷结构，用于电动汽车大电流充电系统充电端子的冷却，其特征在于，包括：
功率芯线DC，所述功率芯线DC至少包括功率端子DC+和功率端子DC‑，所述功率端子DC+和功率端子DC‑用以搭载大电流进行充电，所述功率端子DC+和功率端子DC‑内中空以实现冷却油流动，所述功率端子DC+和功率端子DC‑靠近腰部位置处设置有端子开孔；
橡胶管道，所述橡胶管道为充电线缆中的橡胶管道，所述大功率连接器的端子的功率芯线DC与冷却油共用所述橡胶管道；
冷却油，所述冷却油通过管道与所述功率端子DC+和功率端子DC‑直接接触实现热量转换；
塑料油箱，所述功率端子DC+和功率端子DC‑安装在塑料油箱上，所述塑料油箱上设置有油箱开孔，所述油箱开孔与所述端子开孔相连接形成冷却油循环通路，所述塑料油箱具有进液管道；
密封圈，所述密封圈位于所述功率端子DC+、功率端子DC‑与塑料油箱之间，形成同外界的密封隔绝的油路环境；
油箱水嘴，所述油箱水嘴位于所述功率芯线DC的一侧，且同时与所述功率端子DC+和功率端子DC‑的端子开孔连接；
塑料密封螺母，所述塑料密封螺母用于固定所述油箱水嘴并用于实现所述油箱水嘴与所述塑料油箱的连接；
密封金属螺帽，所述密封金属螺帽位于所述功率端子DC+和功率端子DC‑上；
回液管，所述回液管通过所述密封金属螺帽与所述功率端子DC+和功率端子DC‑密封连接；
储存冷却装置，所述储存冷却装置与所述回液管连接，用于存储并冷却所述冷却油；
所述功率端子DC+和功率端子DC‑的尾部分别通过宝塔结构与进液油管相连接，所述宝塔结构与所述进液油管之间通过端子螺母固定以实现油路与外界的密封隔离，所述进液管道与塑料油箱的所述进液油管相连；
所述功率端子DC+和功率端子DC‑为中空，且分别为第一中空腔和第二中空腔，所述第一中空腔和第二中空腔相同，所述第一中空腔和第二中空腔中远离回液管的一端即下端分别固定设置有第一调节部件和第二调节部件，所述第一和第二调节部件均包括方形密封盒，所述密封盒的底部与下端通过绝缘部件固定连接，所述密封盒的侧壁由具有第一弹性的弹性导电材料形成，所述密封盒的顶部为具有第二弹性的导电材料形成，所述第二弹性大于所述第一弹性，所述密封盒中容纳有导热性大于冷却油的高导电导热材料。
2.根据权利要求1所述的大功率连接器的端子液冷结构，其特征在于，所述塑料油箱采用耐高温耐腐蚀性尼龙材料制成。
3.根据权利要求1所述的大功率连接器的端子液冷结构，其特征在于，所述塑料油箱、密封圈、塑料密封螺母、密封金属螺帽以及功率端子DC+和功率端子DC‑之间具有相互适配的结构，且互相配合形成一进两出封闭稳定的冷却油通道。
4.根据权利要求1所述的大功率连接器的端子液冷结构，其特征在于，还包括液体循环泵，所述冷却油通过液体循环泵产生流动。
5.根据权利要求1所述的大功率连接器的端子液冷结构，其特征在于，所述功率端子DC+和功率端子DC‑中的端子开孔尺寸相同，使得冷却油进入塑料油箱后平均分配到所述功率端子DC+和功率端子DC‑的空腔中。
6.根据权利要求1所述的大功率连接器的端子液冷结构，其特征在于，所述液冷结构形成为一进两出的油冷直接冷却系统，实现了最大程度的热平衡。
7.根据权利要求1所述的大功率连接器的端子液冷结构，其特征在于，所述功率端子DC+和功率端子DC‑与所述冷却油直接接触。
8.根据权利要求2所述的大功率连接器的端子液冷结构，其特征在于，所述高导电导热材料为水银，在低于38℃以下温度时，所述密封盒的侧壁的变形不足于使得所述密封盒侧壁与所述第一中空腔或者第二中空腔的内壁接触。
9.根据权利要求1所述的大功率连接器的端子液冷结构，其特征在于，所述密封圈为“0”型圈。

一种大功率连接器的端子液冷结构\n技术领域\n[0001] 本发明涉及电动汽车充电技术领域，更具体涉及一种大功率连接器的端子液冷结构。\n背景技术\n[0002] 随着新能源电动汽车行业的不断发展，电动汽车的续航里程提高，动力电池容量越来越大，需要提升充电功率实现快速充电来解决充电速度的问题。而目前电动汽车的电压平台因多种因素无法通过提升充电电压来提升充电功率，只能通过提升充电电流来提升充电功率。\n[0003] 当充电电流的大幅提升至几百安倍时，将要求端子承载更大的电流，这就造成整个充电系统特别是端子部分存在迅速升温导致充电失败的风险。为规避之一风险，业内往往采用大线径芯线配以两进两出的液冷电缆结构，这种设计造成了充电枪系统自重过大，使用不方便的后果，而且由于两者散热量通常无法调节，经过一定时间的使用后常出现热不平衡问题。针对以上问题，本发明提出电动汽车大电流充电过程中对端子进行油液直接冷却方案，并配以油路系统一进两出的方案。\n发明内容\n[0004] 本发明为了解决上述技术问题，设计了一种大功率连接器的端子液冷结构，用于电动汽车大电流充电系统充电端子的冷却，能够在降低体积和轻量化的同时保证高效和平衡的实现充电端子的冷却。\n[0005] 一种大功率连接器的端子液冷结构，用于电动汽车大电流充电系统充电端子的冷却，包括：\n[0006] 功率芯线DC，所述功率芯线DC至少包括功率端子DC+和功率端子DC‑，所述功率端子DC+和功率端子DC‑用以搭载大电流进行充电，所述功率端子DC+和功率端子DC‑内中空以实现冷却油流动，所述功率端子DC+和功率端子DC‑靠近腰部位置处设置有端子开孔；\n[0007] 橡胶管道，所述橡胶管道为充电线缆中的橡胶管道，所述大功率连接器的端子的功率芯线DC与冷却油共用所述橡胶管道；\n[0008] 冷却油，所述冷却油通过管道与所述功率端子DC+和功率端子DC‑直接接触实现热量转换；\n[0009] 塑料油箱，所述功率端子DC+和功率端子DC‑安装在塑料油箱上，所述塑料油箱上设置有油箱开孔，所述油箱开孔与所述端子开孔相连接形成冷却油循环通路，所述塑料油箱具有进液管道；\n[0010] 密封圈，所述密封圈位于所述功率端子DC+、功率端子DC‑与塑料油箱之间，形成同外界的密封隔绝的油路环境；\n[0011] 油箱水嘴，所述油箱水嘴位于所述功率芯线DC的一侧，且同时与所述功率端子DC+和功率端子DC‑的端子开孔连接；\n[0012] 塑料密封螺母，所述塑料密封螺母用于固定所述油箱水嘴并用于实现所述油箱水嘴与所述塑料油箱的连接；\n[0013] 密封金属螺帽，所述密封金属螺帽位于所述功率端子DC+和功率端子DC‑上；\n[0014] 回液管，所述回液管通过所述密封金属螺帽与所述功率端子DC+和功率端子DC‑密封连接；\n[0015] 储存冷却装置，所述储存冷却装置与所述回液管连接，用于存储并冷却所述冷却油；\n[0016] 所述功率端子DC+和功率端子DC‑的尾部分别通过宝塔结构与进液油管相连接，所述宝塔结构与所述进液油管之间通过端子螺母固定以实现油路与外界的密封隔离，所述进液管道与塑料油箱的所述进液油管相连。\n[0017] 优选地，所述功率端子DC+和功率端子DC‑为中空，且分别为第一中空腔和第二中空腔，所述第一中空腔和第二中空腔相同，所述第一中空腔和第二中空腔中远离回液管的一端即下端分别固定设置有第一调节部件和第二调节部件，所述第一调节部和第二调节部件均包括方形密封盒，所述密封盒的底部与下端通过绝缘部件固定连接，所述密封盒的侧壁由具有第一弹性的弹性导电材料形成，所述密封盒的顶部为具有第二弹性的导电材料形成，所述第二弹性大于所述第一弹性，所述密封盒中容纳有导热性大于冷却油的高导电导热材料。\n[0018] 优选地，所述塑料油箱采用耐高温耐腐蚀性尼龙材料制成。\n[0019] 优选地，所述塑料油箱、密封圈、塑料密封螺母、密封金属螺帽以及功率端子DC+和功率端子DC‑之间具有相互适配的结构，且互相配合形成一进两出封闭稳定的冷却油通道。\n[0020] 优选地，还包括液体循环泵，所述冷却油通过液体循环泵产生流动。\n[0021] 优选地，所述功率端子DC+和功率端子DC‑中的端子开孔尺寸相同，使得冷却油进入塑料油箱后平均分配到所述功率端子DC+和功率端子DC‑的空腔中。\n[0022] 优选地，所述液冷结构形成为一进两出的油冷直接冷却系统，实现了最大程度的热平衡。\n[0023] 优选地，所述功率端子DC+和功率端子DC‑与所述冷却油直接接触。\n[0024] 优选地，所述高导电导热材料为水银，在低于38℃以下温度时，所述密封盒的侧壁的变形不足于使得所述密封盒侧壁与所述第一中空腔或者第二中空腔的内壁接触。\n[0025] 优选地，所述密封圈为“0”型圈。\n[0026] 本发明至少具有以下有益效果：\n[0027] 1.通过将高导热和冷却液密封成一个对外隔绝的整体，大大的提高了热量传递的安全性，同时配合冷却油和功率芯线以及功率端子的直接接触，大幅度提升了热传导效率，从而提高端子充电电流以提升充电功率，从而实现充电系统的冷却，提高大电流充电过程中的安全性。\n[0028] 2、通过一进两出的结构配合密封盒的特殊结构，能够在温度较高的一侧实现较大的膨胀，一方面使得导电的液体膨胀与中空腔的侧壁接触，从而形成并联结构降低电阻，同时配合更好的第二弹性，使得密封盒优先向上方移动，从而使得更高导热的液体体积增大（通过设置可以不遮挡进液孔），增加散热效率，实现了功率端子正负极的热平衡。\n附图说明\n[0029] 图1是本发明的正视结构示意图；\n[0030] 图2是本发明的侧视结构示意图；\n[0031] 图3是本发明图1中B‑B方向剖视结构示意图；\n[0032] 图4是本发明图2中A‑A方向剖视结构示意图。\n[0033] 图中：1、功率端子；2、塑料油箱；3、塑料密封螺母；4、金属密封螺帽；5、回液管；6、密封圈；7、端子开孔。\n具体实施方式\n[0034] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。\n[0035] 第一实施例\n[0036] 如图1‑4所示，一种大功率连接器的端子液冷结构，用于电动汽车大电流充电系统充电端子冷却的冷却，包括：功率芯线DC至少包括功率端子1，功率端子1至少包括功率端子DC+和功率端子DC‑，功率端子DC+和功率端子DC‑用以搭载大电流进行充电，功率端子DC+和功率端子DC‑中空以实现冷却油流动，功率端子DC+和功率端子DC‑靠近腰部位置处设置有端子开孔7，具体的如图3中所示。\n[0037] 还包括橡胶管道，橡胶管道为充电线缆中的橡胶管道，大功率连接器的端子的功率芯线DC与冷却油共用橡胶管道；冷却油，冷却油通过管道与功率端子DC+和功率端子DC‑直接接触实现热量转换。塑料油箱2，功率端子DC+和功率端子DC‑安装在塑料油箱2上，塑料油箱2上设置有油箱开孔，油箱开孔与端子开孔7相连接形成冷却油循环通路，塑料油箱2具有进液管道；密封圈6，密封圈6位于功率端子DC+、功率端子DC‑与塑料油箱2之间，形成同外界的密封隔绝的油路环境；油箱水嘴，油箱水嘴位于功率芯线DC的一侧，且同时与功率端子DC+和功率端子DC‑的端子开孔7连接；塑料密封螺母3，塑料密封螺母3用于固定油箱水嘴并用于实现油箱水嘴与塑料油箱的连接；密封金属螺帽4，密封金属螺帽4位于功率端子DC+和功率端子DC‑上；回液管5，回液管5通过密封金属螺帽4与功率端子DC+和功率端子DC‑密封连接；储存冷却装置，储存冷却装置与回液管5连接，用于存储并冷却冷却油。其中，功率端子DC+和功率端子DC‑的尾部分别通过宝塔结构与进液油管相连接，宝塔结构与进液油管之间通过端子螺母固定以实现油路与外界的密封隔离，进液管道与塑料油箱的进液油管相连。\n[0038] 具体地，功率芯线DC与油冷液共同使用的橡胶管道，允许冷却油通过管道与功率端子1直接接触实现热量转换；功率端子DC+和功率端子DC‑，以搭载大电流进行充电，功率端子DC+和功率端子DC‑中空以实现冷却油流动。\n[0039] 具体地，功率端子DC+和功率端子DC‑中的端子开孔尺寸相同，使得冷却油进入塑料油箱后平均分配到功率端子DC+和功率端子DC‑的空腔中，以保证散热的均匀性。\n[0040] 功率端子1安装在塑料油箱2上（油箱采用耐高温耐腐蚀性尼龙材料制成），并且端子靠近腰部位置的地方开孔，此孔与塑料油箱2开孔相连，这样可实现DC+和功率端子DC‑与塑料油箱2之间的桥接，为冷却油提供循环通路；两端子和塑料油箱2之间还有耐油橡胶材质密封圈6连接以实现油路同外界的密封隔绝；两端子尾部分别通过宝塔结构与油管相连接，并以螺母固定以实现油路与外界的密封隔离，保证冷却油在一个封闭的环境里循环。塑料油箱2有专门的进液管道与进液油管相连。塑料油箱2、密封圈6、塑料密封螺母3、金属密封螺帽4以及功率端子DC+和功率端子DC‑之间具有相互适配的结构，且互相配合形成一进两出封闭稳定的冷却油通道，通过流体将热量带离功率端子DC+和功率端子DC‑。\n[0041] 还包括液体循环泵，冷却油通过液体循环泵产生流动，在循环过程中带走热量。\n[0042] 具体地，密封圈6为“0”型圈。\n[0043] 本端子液冷结构的工作原理：冷却油通过液体循环泵产生流动，经过线缆中的橡胶管道（与铜制功率芯线共用）并通过塑料密封螺母3和塑料油箱2的油箱水嘴相连，冷却油进入塑料油箱2后会被平均分配到DC+和功率端子DC‑端子的空腔中，功率端子DC+和功率端子DC‑与冷却油直接接触，能提高热量交换效果。然后油液会经过功率端子1上的金属密封螺帽4的连接点分别进入功率端子DC+和功率端子DC‑的功率芯线的回液管5回流到储存冷却装置。通过这样重复的循环，功率端子1及芯线产生的热量可以直接传递给冷却油，从而对功率端子1及芯线进行冷却，使功率端子1及芯线既能够用于大电流充电，又不会产生很高的温度，满足了系统大功率快速安全充电的要求。通过功率端子1与冷却液之间实现直接接触，从而在两者之间实现直接热交换，充电过程中产生的热量被最大限度地传递到冷却液里并被迅速带离充电循环系统，这样操作使得冷却效率得到大大提升，优于冷却液热交换间接传导的方式；通过功率端子1与塑料油箱2之间使用密封圈6实现密封，功率端子1与回液管5之间通过宝塔结构及金属密封螺帽4压紧实现密封连接，塑料油箱2与进液油管之间通过水嘴上的宝塔结构及塑料密封螺母3压紧实现密封连接。以上措施使得整个油路冷却系统与外界实现完全的密封隔离，保证了充电冷却的安全性，也保证了油液在冷却过程中免受外界污染；通过将整个冷却系统设计为一进两出的油冷直接冷却系统，这样的设计使得功率端子DC+和功率端子DC‑两端在冷却过程中实现了最大程度的热平衡，液冷结构形成为一进两出的油冷直接冷却系统，实现了最大程度的热平衡，解决了温升不均导致充电效率降低的问题。\n[0044] 第二实施例\n[0045] 在实际使用时发现，功率端子DC+和功率端子DC‑的热平衡非常重要，而在现有两进两出时，通常难以进行热平衡的调控，而本发明中在上一实施例中可以较好的实现热平衡，但是上述热平衡还存在改进的空间，这是由于在使用时例如接触、磨损以及冷却液流动的局部不平衡导致，而且在使用时位于油液即冷却液进入DC的端子开孔下方，其流动性较差，而冷却液本身的散热效果并非如铜一样传递效果非常好，此时在该位置处的中空位置对于散热以及热平衡的贡献相对较小，反而对于导热以及导电例如电阻的贡献较大，为此，为了进一步提高热平衡性，设置功率端子DC+和功率端子DC‑为中空，且分别为第一中空腔和第二中空腔，第一中空腔和第二中空腔相同，第一中空腔和第二中空腔中远离回液管的一端即下端分别固定设置有第一调节部件和第二调节部件，第一调节部件和第二调节部件均包括方形密封盒，密封盒的底部与下端通过绝缘部件固定连接，密封盒的侧壁由具有第一弹性的弹性导电材料形成，密封盒的顶部为具有第二弹性的导电材料形成，第二弹性大于第一弹性，密封盒中容纳有导热性大于冷却油的高导电导热材料，例如高导电导热材料为水银，但不限于此。为了保证正常的热平衡，例如在未充电使得密封盒不进行热补偿，设置在低于38℃以下温度时，密封盒的侧壁的变形不足于使得密封盒侧壁与第一中空腔或者第二中空腔的内壁接触，从而在充电温度升高时，能够通过高导电导热材料的膨胀增加密封盒的位置，并使得膨胀主要面向上端即开口的一端，从而使得其能够扩大高导电导热材料的体积提高散热的传递，同时由于温度的升高，使得密封盒的侧壁能够与中空腔的内侧壁导电连接，从而在一定程度上并联了一个导电电阻，降低了电阻从而降低了同等电流下的热量，而且温度的差异越大，膨胀差别越大，使得与侧壁的接触面积也是在更热的一侧增加明显，进一步地补偿了电阻降低了热量，从而能够非常好的实现精确热平衡，提高充电效果，进一步提高了充电的安全性。\n[0046] 综上，本发明通过设置一进两出的结构配合密封盒的特殊结构，能够在温度较高的一侧实现较大的膨胀，一方面使得导电的液体膨胀与中空腔的侧壁接触，从而形成并联结构降低电阻，同时配合更好的第二弹性，使得密封盒优先向上方移动，从而使得更高导热的液体体积增大（通过设置可以不遮挡进液孔），增加散热效率，实现了功率端子正负极的热平衡。\n[0047] 上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。