一种电动车辆的整体冷却充电装置的制作方法

本发明涉及电动汽车的技术领域，具体涉及一种电动车辆的整体冷却充电装置。

背景技术：

随着人们对地球环境越来越重视，电动汽车在生活中越来越普及。因此，车载电池组充电是必须解决的问题。电动汽车充电用电缆是电动汽车和充电电源之间用于传输电能和充电信息的载体。

电动车辆的充电连接器多为圆筒形的。相应插孔触点也多是筒状的。通过向该筒状插孔触点的内部插入设在相对的插头上的销状的插塞端子，从而使得插孔触点的内周面与插塞端子的外周面接触，使相互之间电导通，充电完成后再将电源侧连接器从车辆侧连接器上卸下来。为了使得高电压并且大电流进行电力供给的充电电缆用连接器的电连接的可靠性，可分析妨碍插孔触点和插塞端子的电导通的主要原因，比如灰尘积聚。还有雨滴、水珠等原因导致的漏电，这是非常危险的事情，必须采取措施断电。而针对充电连接器的经常性使用，充电连接器的导向结构变得越来越松弛，如果稍有外力对电缆进行拉扯，则会造成插塞端子和插孔触点之间存在空气间隙的虚接，这样会造成热量上升，或者放电击穿等严重损坏性事故。

现有的电磁耦合充电设备中，电源侧连接器、车辆侧连接器和充电线缆都需要通过大的电流和承受高的电压。而导体温度决定了通过固定横截面的导体的电流，需要冷却机构来为充电构件冷却。

需要设计一种结构简单，可靠性高的电动车辆的整体冷却充电装置，解决业内共性的瓶颈难题。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种电动车辆的整体冷却充电装置。

本发明的目的是这样实现的，一种电动车辆的整体冷却充电装置，包括电源侧连接器（100）和车辆侧连接器，所述电源侧连接器连接充电电缆，

所述电源侧连接器包括第一盒体，第一盒体包括磁耦合凸部、第一铁芯竖板侧冷却部和第一耦合端面；

所述车辆侧连接器包括第二盒体，第二盒体包括磁耦合凹部、环周冷却部、第二铁芯竖板侧冷却部和第二耦合端面，

所述充电电缆包括线缆芯和包围在线缆芯周围的线缆冷却水路；线缆冷却水路的入水与第一铁芯竖板侧冷却部的入水连通；

电源侧连接器适于与车辆侧连接器形成电磁耦合的同时形成端面耦合；

所述电磁耦合为磁耦合凸部插入到磁耦合凹部直到第一耦合端面抵接第二耦合端面时，磁耦合凸部中的铁芯与磁耦合凹部中的铁芯构成磁场回路；

所述端面耦合为：

环周冷却部的入水和回水与所述线缆冷却水路的入水和回水对应分别耦合连通；

所述第一铁芯竖板侧冷却部的出水与第二铁芯竖板侧冷却部的入水耦合连通；第二铁芯竖板侧冷却部的出水与线缆冷却水路的入水耦合连通。

进一步地，所述耦合连通通过对接部来完成，所述对接部包括第一水管、第二水管和端面密封圈，第一水管固定设置在第一盒体中与第一耦合端面平齐，第二水管通过碟簧滑动设在第二盒体的安装孔中,第二水管端面高于第二耦合端面；第二水管顶部设有密封碗，第一耦合端面抵接第二耦合端面时，第二水管端面和密封碗端面顶压在第一水管端面上，同时，端面密封圈抵接在第一耦合端面上。

进一步地，密封碗包括一体成型的固定环和伸缩环，第二水管包括顶部的固定凹槽，固定环卡设在固定凹槽中，伸缩环可伸缩地设置在第二水管和安装孔内壁之间。

进一步地，所述环周侧冷却部包括径向环绕在第二盒体外周连续连通的环周冷却水路、第二环周入口对接部和第二环周出口对接部，第一盒体还包括第一环周入水对接部和第一环周回水对接部，所述环周冷却部的入水和回水与所述线缆冷却水路的入水和回水对应分别耦合连通具体为：第二环周入口对接部耦合连通第一环周入水对接部,第二环周出口对接部耦合连通第一环周回水对接部。

进一步地，所述第一铁芯竖板侧冷却部包括第一同心冷却水路，所述第一同心冷却水路的入水连通线缆，第一耦合端面还设有第一竖板冷却出口对接部和第一竖板冷却回水对接部，所述第一铁芯竖板侧冷却部的出水与第二铁芯竖板侧冷却部的入水耦合连通。

进一步地，所述第二铁芯竖板侧冷却部包括第二同心冷却水路，第二盒体的对接端面处设有第二竖板冷却入口对接部和第二竖板冷却出口对接部，第二竖板冷却入口对接部连通竖板入水管，所述竖板入水管连通第二竖板冷却入口对接部；而第二同心冷却水路的出口连通竖板出水管,所述竖板出水管连通所述第二竖板冷却出口对接部；

第二竖板冷却出口对接部耦合连通第一竖板冷却回水对接部。

进一步地，所述耦合连通还通过导向部来辅助完成，第一耦合端面设有导向柱，第二耦合端面设有定位孔，导向柱配合在定位孔中。

进一步地，所述线缆冷却水路在手柄部一端分别连通环周冷却回路和竖板冷却回路，所述线缆冷却水路包括第一出水路、第二出水路、第一回水路和第二回水路；第一出水路连通第一环周入水对接部，第一回水路连通第一环周回水对接部；第二出水路连通第一竖板入水管，第二回水路连通第一竖板冷却回水对接部；在充电线缆接电源一端，所述线缆冷却水路的第一回水路和第二回水路连通水泵和冷凝机，冷凝机出水连通第一出水路、第二出水路。

进一步地，所述线缆芯包括导热环套，所述所述导热环套包括外管、内管和一体连接在外管和内管之间的至少一个导热壁，外管、内管和导热壁之间的空间为缆芯空间；所述内管内设有信号线，信号线外设有地线；在缆芯空间中穿设有导体；

导热环套外设有冷却保护套，冷却保护套设有相互独立的第一出水路、第二出水路、第一回水路和第二回水路。

进一步地，所述第一盒体包括第一铁芯安装部和第一线圈安装部，第一线圈设置在第一线圈安装部中，第一铁芯固定设置在第一铁芯安装部中，第一铁芯包括一体成型的圆柱部和第一竖板部，所述圆柱部穿设在第一线圈中；第一线圈安装部的外壳部分构成为磁耦合凸部；

所述第二盒体包括第二铁芯安装部、第二线圈安装部，第二线圈设置在第二线圈安装部中，第二铁芯可滑动地设置在铁芯安装部中，第二铁芯包括第二竖板部和底板部，第二铁芯设置在第二线圈外侧；第二线圈的中心孔构成为磁耦合凹部；

所述电磁耦合为磁耦合凸部插入到磁耦合凹部中直到第一铁芯的圆柱部抵接第二竖板部，同时第二铁芯的底板部抵接第一竖板部，构成电磁场回路。

本发明的所述电动车辆的整体冷却充电装置，通过如下技术实质来解决现有技术“可靠性高的电动车辆的整体冷却充电装置”的技术问题的：

1）电源侧连接器与车辆侧连接器的冷却水路耦合且并联成两路

车辆侧连接器针对铁芯和线圈的外形，设计了独立的环周冷却水路和第二铁芯竖板侧冷却水路，电源侧连接器也针对铁芯外形设计了第一铁芯竖板侧冷却水路，充电线缆周围设计了四路冷却水路；

端面耦合后，环周冷却水路和充电线缆的第一路进水和第一路出水水路连通，并与水泵和冷却机形成第一循环回路；第一铁芯竖板侧冷却水路连通第二铁芯竖板侧冷却水路，形成铁芯竖板的冷却水路；同时，该水路与充电线缆的第二路进水和第二路出水水路连通，并与水泵和冷却机形成第二循环回路。

第一循环回路和第二循环回路的导热液体的温度均由各自的传感器和同一控制装置控制，以保证充电装置整体过电流的部分所有导体都在同一工作温度。这一点非常重要，而且会使得单位横截面的导体通过最大允许电流，缩短充电时间。

2）电源侧连接器与车辆侧连接器同时磁耦合且端面耦合

通过对接部和耦合导向部来同时完成磁耦合和端面耦合，设计了端面对接后各路进出水路如何对接，以形成闭环水路，达到整体冷却的目的；

对于水路的对接，通过第一水管与第二水管的第一环向密封圈压实对接，同时在端面上整体设计第二环向密封圈压实对接，第一水管设计成伸缩式，第二水管设计成固定式，以确保端面压实。

3）断开前的循环水路抽空

通过控制装置控制，在磁耦合或者端面耦合二者之一出现断开时，或者当判断出现漏电时，控制装置先行将第一循环回路和第二循环回路的水抽到冷却机中，然后才允许断开。这保证了充电装置不会将冷却液漏在外面。

所述电动车辆的整体冷却充电装置,摒弃了单独冷却的观念，采用了冷却水路耦合且并联成两路的设计，同时设计同时磁耦合且端面耦合的结构，二者协同作用，使得整体冷却成为可能，增大了固定横截面导体的通过电流，缩短了充电时间。

附图说明

图1为本发明一种电动车辆的整体冷却充电装置的充电状态的主剖视图。

图2为本发明一种电动车辆的整体冷却充电装置的车辆侧连接器200的B-B剖视图。

图3为本发明一种电动车辆的整体冷却充电装置的车辆侧连接器200的A-A剖视图。

图4为本发明一种电动车辆的整体冷却充电装置的车辆侧连接器200的环周冷却部209的流路图。

图5为本发明一种电动车辆的整体冷却充电装置的第一铁芯竖板侧冷却部110与第二铁芯竖板侧冷却部210的流路图。

图6为本发明一种电动车辆的整体冷却充电装置的电源侧连接器的主剖视图。

图7为本发明一种电动车辆的整体冷却充电装置的充电线缆的横截面剖视图。

图8为本发明一种电动车辆的整体冷却充电装置的对接部剖视图。

上述图中的附图标记：

100电源侧连接器，200车辆侧连接器，300 充电线缆，400 对接部，500 耦合导向部，600 水泵，700 冷却机

101 第一盒体，102 第一铁芯安装部，103 第一线圈安装部，104 第一线圈，105 第一铁芯，110 第一铁芯竖板侧冷却部，111 磁耦合凸部,112 第一耦合端面

201 第二盒体，202 导向部,203 第二线圈安装部，204 第二线圈,205 第二铁芯, 206 板簧,207 底滑动导向部, 208 顶滑动导向部,209 环周冷却部，210 第二铁芯竖板侧冷却部，212 第二耦合端面，211 磁耦合凹部，212 第二耦合端面

301 线缆冷却水路，302 线缆芯 303 导热环套，304 缆芯空间，305 信号线，306屏

蔽层，307 地线，308、309、310、311 导体

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，但不用来限制本发明的范围。

如图所示，一种电动车辆的整体冷却充电装置，包括电源侧连接器100和车辆侧连接器200，所述电源侧连接器100连接充电电缆300，所述电源侧连接器包括第一盒体101，第一盒体包括磁耦合凸部111、第一铁芯竖板侧冷却部110和第一耦合端面112；

所述车辆侧连接器包括第二盒体201，第二盒体包括磁耦合凹部211、环周冷却部209、第二铁芯竖板侧冷却部210和第二耦合端面212，

所述充电电缆300包括线缆芯302和包围在线缆芯周围的线缆冷却水路301；线缆冷却水路301的入水与第一铁芯竖板侧冷却部110的入水连通；

电源侧连接器100适于与车辆侧连接器形成电磁耦合的同时形成端面耦合；

所述电磁耦合为磁耦合凸部111插入到磁耦合凹部211中直到第一耦合端面抵接第二耦合端面212时，磁耦合凸部中的铁芯与磁耦合凹部中的铁芯构成磁场回路；

所述端面耦合为：

环周冷却部209的入水和回水与所述线缆冷却水路301的入水和回水对应分别耦合连通；

所述第一铁芯竖板侧冷却部110的出水与第二铁芯竖板侧冷却部210的入水耦合连通；第二铁芯竖板侧冷却部210的出水与线缆冷却水路301的入水耦合连通。

所述耦合连通通过对接部400来完成，所述对接部包括第一水管400.1、第二水管400.2和端面密封圈400.5，第一水管固定设置在第一盒体中与第一耦合端面112平齐，第二水管400.2通过碟簧400.3滑动设在第二盒体的安装孔中,第二水管端面高于第二耦合端面212；第二水管顶部设有密封碗400.4，第一耦合端面抵接第二耦合端面时，第二水管端面和密封碗400.4端面顶压在第一水管端面上，同时，端面密封圈400.5抵接在第一耦合端面上。

密封碗400.4包括一体成型的固定环400.41和伸缩环400.42，第二水管400.2包括顶部的固定凹槽400.21，固定环400.41卡设在固定凹槽中，伸缩环400.42可伸缩地设置在第二水管和安装孔内壁之间。

所述电源侧连接器100包括第一盒体101，所述第一盒体101包括第一铁芯安装部102、第一线圈安装部103，第一线圈104设置在第一线圈安装部103中，第一铁芯105固定设置在第一铁芯安装部102中，第一铁芯安装部102、第一线圈安装部103的外壳部分构成为磁耦合凸部111；第一铁芯105为L型铁芯，所述第一铁芯105包括平柱腿部105.1和第一竖板部105.2；

第一盒体101还包括磁耦合凸部111和第一耦合端面112；磁耦合凸部111的后侧设有第一铁芯竖板侧冷却部110，所述第一铁芯竖板侧冷却部110包括第一同心冷却水路110.1，所述第一同心冷却水路110.1的入口连接第一竖板入水管110.2；第一耦合端面112处设有第一竖板冷却出口对接部110.3和第一竖板冷却回水对接部110.4；同心冷却水路110.1的出口连通第一竖板出水管110.7，第一竖板出水管110.7末端设有第一竖板冷却出口对接部110.3；第一盒体101还包括第一环周入水对接部110.5和第一环周回水对接部110.6。

所述车辆侧连接器200包括第二盒体201，所述第二盒体201包括第二铁芯安装部202、第二线圈安装部203，第二线圈204设置在第二线圈安装部203中，第二铁芯205可滑动地设置在铁芯安装部202中，第二线圈204的中心孔构成为磁耦合凹部211；第二铁芯205为L型铁芯，所述第二铁芯205包括第二底板部205.1、第二竖板部205.2，所述竖板部205.2上设有过磁凸台部205.3，所述过磁凸台部205.3为在竖板部205.2上凸出的圆柱形凸台；第二铁芯安装部202中设有板簧206，所述第二竖板部205.2抵靠在板簧206上；所述第二铁芯安装部202包括底滑动导向部207和顶滑动导向部208，第二铁芯205的第二竖板部205.2顶部设有顶滑槽205.3，第二底板部205.1设有底滑槽205.4，所述顶滑动导向部208滑动抵接在顶滑槽205.3中，所述底滑动导向部207滑动抵接在底滑槽205.4中；

所述第二盒体201外设有环周侧冷却部209和第二铁芯竖板侧冷却部210；第二盒体201本体包括顶圆弧面、左竖直侧面、右竖直侧面和第二底面构成的环周侧部分和所述第二竖板部205.2的垂直方向的外侧面构成的铁芯背板面部分；

所述环周侧冷却部209包括环绕在环周侧部分的环周壳体209内连续连通的环周冷却水路209.1、第二环周入口对接部209.3和第二环周出口对接部209.4，第二环周入口对接部209.3和第二环周出口对接部209.4设置在第二盒体201的耦合端面上，所述环周出水管209.2出口连通环周出水管209.2，所述环周出水管209.2出口连通所述环周出口对接部209.4；第二环周入口对接部209.3连通所述环周冷却水路209.1；

所述车轮侧连接器200还包括第二铁芯竖板侧冷却部210，所述第二铁芯竖板侧冷却部210包括第二同心冷却水路210.1，所述第二同心冷却水路210.1的入口连接竖板入水管210.2，第二盒体201的对接端面处设有第二竖板冷却入口对接部210.3和第二竖板冷却出口对接部210.4，第二竖板冷却入口对接部210.3连通竖板入水管210.2，所述竖板入水管210.2于环周壳体209的底部直接连通同心冷却水路210.1的入口；而第二同心冷却水路210.1的出口连通竖板出水管210.5,所述竖板出水管210.5连通所述第二竖板冷却出口对接部210.4。

所述车辆侧连接器200还包括磁耦合凹部211和第二耦合端面212，在充电状态时，将电源侧连接器100耦合到车辆侧连接器200中时，第一线圈安装部103配合在所述耦合插入部211的内圆孔中扣合锁紧时，第一平柱腿部105.1的圆形端面抵接在第二过磁凸台部205.3，并将第二铁芯205压缩回退直到第一竖板部105.2的前侧面B与第二底板部端面A抵接，构成磁场回路；

将电源侧连接器100耦合到车辆侧连接器200中时，第二耦合端面212耦合到第一耦合端面112上，同时，第一环周入水对接部110.5连通第二环周入口对接部209.3，第一环周回水对接部110.6连通第二环周出口对接部209.4，构成环周冷却回路；第一竖板冷却出口对接部110.3连通第二竖板冷却入口对接部210.3，第二竖板冷却出口对接部210.4连通第一竖板冷却回水对接部110.4，构成竖板冷却回路；

所述电源侧连接器100的第一盒体101还包括耦合导向部500，所述耦合导向部保证环周冷却回路和竖板冷却回路的对接连通；

所述第一盒体101包括手柄部，手柄部内穿设有充电线缆300，所述充电线缆300包括线缆芯302和包围在线缆芯周围的线缆冷却水路301，所述线缆冷却水路在手柄部一端分别连通环周冷却回路和竖板冷却回路，所述冷却水路包括第一出水路301.1、第二出水路301.2、第一回水路301.3和第二回水路301.4；第一出水路301.1连通第一环周入水对接部110.5，第一回水路301.3连通第一环周回水对接部110.6；第二出水路301.2连通第一竖板入水管110.2，第二回水路301.4连通第一竖板冷却回水对接部110.4；在充电线缆接电源一端，所述线缆冷却水路的第一回水路301.3和第二回水路301.4连通水泵600和冷却机700，冷却机700出水连通第一出水路301.1、第二出水路301.2。

所述线缆芯302包括导热环套303，所述所述导热环套303包括外管303.1、内管303.2和一体连接在外管和内管之间的至少一个导热壁303.3，外管、内管和导热壁之间的空间为缆芯空间304。所述内管303.3内设有信号线305，所述导热环套303由导热高分子材料制成，如DSM公司的PA46 TC系列；所述导热高分子材料的导热功能主要由高分子基体和高导热填充物综合作用的结果，由挤出机挤出成型。所述导热高分子材料的正常工作温度在-50℃~+1000℃范围内，导热高分子材料的导热率λ=20-100w/（m•k）；所述内管内径在8mm-15mm之间；或者，所述导热环套303由铝或铝合金材料制成。信号线305外包有屏蔽层306，屏蔽层外设有地线307；在缆芯空间304中穿设有导体308、309、310、311。导体之间设有填充材料。导热环套和外保护层之间设有第一出水路301.1、第二出水路301.2、第一回水路301.3和第二回水路301.4；

所述充电连接器在充电时具有两种状态，充电状态和漏电保护状态。在使用者将电源侧连接器100插入车辆侧连接器200时，先通过耦合导向部180卡入车辆侧连接器的耦合定位槽280中，使得端面耦合定位，此时可保证环周冷却回路和竖板冷却回路的对接成功。加大压入力，直到磁耦合凸部111完全抵接磁耦合凹部21形成磁场回路时，耦合锁紧部扣合，并确保第一线圈电导通信号和第二线圈电导通信号回传控制电路，控制电路点亮导通指示灯，并显示电池已有电量和充满需要电量和充电时间。不漏电时，按下充电按钮，充电指示灯亮，水泵开启，整体冷却水路由线缆冷却水路并联到环周冷却水路、竖板冷却水路再返回到水泵，充电连接器处于充电状态。充电期间，检测系统周期性检测是否漏电，一旦检测到漏电发生，则控制电路首先关掉出水电磁阀，水泵将冷却水路的回水抽入冷却机中，即首先完成回水动作；断电，自动断电，同时漏电指示灯闪亮报警，充电连接器处于漏电保护状态。当电池充满电或者使用者强行打开耦合锁紧部时，控制系统首先完成回水动作，然后允许耦合锁紧部打开。

所述电源侧充电连接器，仍然可以采用现有技术的卡扣结构悬挂在充电桩上，图中未示出。

所述电动车辆的整体冷却充电装置,摒弃了单独冷却的观念，采用了冷却水路耦合且并联成两路的设计，同时设计同时磁耦合且端面耦合的结构，二者协同作用，使得整体冷却成为可能，增大了固定横截面导体的通过电流，缩短了充电时间。