一种充电连接设备及充电系统的制作方法

本实用新型涉及电气设备领域，尤其涉及一种充电连接设备及充电系统。

背景技术：

近年来，电动汽车及混合电动汽车作为国家新能源产品行业的重要发展方向，已在全国各省市都在大力推广使用，其使用过程中，给车辆充电是其应用必不可少的应用需求。其中，充电枪是连接充电桩与电动汽车车载充电机的连接设备，用于给电动汽车充电。充电枪包括供电插头、车辆插头、电缆和控制盒，供电插头通过电缆与车辆插头电连接，控制盒用于控制充电枪的充电开断。

目前，市场上普遍使用的充电枪大多采用先将供电插头、电缆和控制盒先成型，再将供电插头、电缆和控制盒组装而成。一方面，这种组装方式制得的充电枪，由于零件较多，不便于携带，而且需要大量作业人员进行组装，浪费大量的人力资源。另一方面，

上述充电枪，防水性能较差，雨水等物质很容易经供电插头与控制盒的连接处、电缆与控制盒的连接处进入供电插头、控制盒或电缆内，造成内部电气元件的短路或损坏，致使充电枪使用的安全性低。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种充电连接设备及充电系统，以增强充电时的使用安全性，同时方便携带。

一方面，本实用新型提供了一种充电连接设备，包括：

供电插头，用于与输配电电连接；

电缆，一端与所述供电插头电连接；

车辆插头，与所述电缆的另一端电连接，用于与电动汽车电连接；

控制盒，包括壳体和电路板，所述电路板收容于所述壳体内，且所述电路板电连接于所述电缆和所述车辆插头，所述壳体的一端注塑成型于所述车辆插头朝向所述供电插头的一端，所述壳体的另一端注塑成型于所述电缆背离所述供电插头的一端。

在本实用新型的充电连接设备中，所述壳体包括：

第一连接部，套设于所述车辆插头的一端的外部；

电路板收容部，一端与所述第一连接部的一端连接，用于收容所述电路板；

第二连接部，套设于所述电缆一端的外部。

在本实用新型的充电连接设备中，所述电缆包括：

外包层；

两根充电电源芯线，沿所述外包层的截面直径方向并行设置且与所述外包层的内壁抵接，所述充电电源芯线包括芯线绝缘层和具有预设截面面积的芯线导体；

通信芯线，设置在所述外包层内，且与两根所述充电电源芯线均相抵接；

保护接地芯线，设置在所述外包层内，且与两根所述充电电源芯线均相抵接。

在本实用新型的充电连接设备中，所述电缆还包括：

连接确认芯线，设置在所述外包层内且与所述充电电源芯线和保护接地芯线均相抵接。

在本实用新型的充电连接设备中，两根所述通信导线按照正向或逆向绞合，所述通信屏蔽层缠绕在绞合的通信导线上。

在本实用新型的充电连接设备中，所述预设截面面积为80mm²。

在本实用新型的充电连接设备中，所述通信屏蔽层为铝箔屏蔽层。

在本实用新型的充电连接设备中，所述充电电源芯线的芯线绝缘层为塑性弹性体绝缘层；和/或，

所述保护接地芯线的半径大于所述通信芯线的半径；和/或，

所述保护接地芯线的半径小于所述充电电源芯线的半径。

在本实用新型的充电连接设备中，所述充电连接设备还包括转换接头，与所述电缆连接。

另一方面，本实用新型还提供了一种充电系统，其包括：包括充电桩和上述充电连接设备，所述充电桩与所述充电连接设备电连接。

本实用新型实施例提供的充电连接设备及充电系统，通过合理设计相关结构的连接关系，使得该充电连接设备方便携带，提高了充电连接设备的防水性能，由此增强了充电连接设备充电时的使用安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例提供的一种充电系统的结构示意图。

图2是本实用新型一实施例提供的电缆的截面结构示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的电缆的截面结构示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的电缆的截面结构示意图；

图5是本实用新型一实施例提供的充电系统的原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1-5，本实用新型实施例提供一种充电连接设备，包括电缆10、供电插头20、车辆插头30和控制盒40。

其中，供电插头20用于与输配电电连接，车辆插头30用于与电动汽车电连接。在一实施方式中，车辆插头30一般采用公头，以方便与电动汽车的车载充电机电连接。电缆10的一端与所述供电插头20电连接、另一端与车辆插头 30电连接。

控制盒40用于控制车辆插头30和供电插头20之间的电路导通和截止。控制盒40包括壳体和电路板，所述电路板收容于所述壳体内，且所述电路板电连接于所述电缆10和所述车辆插头30，所述壳体的一端注塑成型于所述车辆插头朝向所述供电插头20的一端，所述壳体的另一端注塑成型于所述电缆10背离所述供电插头20的一端。

具体的，所述壳体包括第一连接部、电路板收容部和第二连接部。第一连接部套设于所述车辆插头30的一端的外部。电路板收容部的一端与所述第一连接部的一端连接，所述电路板收容于电路板收容部内。第二连接部套设于所述电缆一端的外部。壳体为中空壳体，其两端具有开口，以供供电插头20的连接端子和车辆插头30的连接端子穿设，进而实现与电路板导电连接。

具体的，充电连接设备加工时，将控制盒40的电路板固定至预设位置，并将电路板电连接于电缆10和车辆插头30。通过注塑成型将控制盒40与电缆10 的接线位置、控制盒40与车辆插头30的接线位置固定。注塑成型时，尽量缩小控制盒40的体积，同时控制盒40上仅设有开关键和操作键，缩小了控制盒 40的体积，并使得控制盒40上的按键操作简单化。

请参阅图5，供电控制装置以及车辆控制装盒子中分别配有检测装置和接地线路，用于构成闭合回路等以检测连接确认和控制确认。进一步地，控制盒40 的电路板上还设有二极管41，当开始为电动汽车充电时，二极管41亮起；充电结束后，拔下供电插头20与车辆插头30，供电控制装置控制供电插头20与车辆插头30断开，结束充电，二极管41熄灭。

请参阅图5，为了进一步提高充电时的安全可靠性，控制盒40的供电控制装置中还连接有漏电保护器、过压欠压保护器、过载保护器和防雷击保护器，以降低充电连接设备在给电动汽车充电时，发生漏电、过压欠压、过载或雷击的风险。

在一实施例中，充电连接设备还设有转换接头，用于公母头转换，提高了充电连接设备的便携使用性。转换接头通过绳索连接于电缆10上。

上述实施例提供充电连接设备，车辆插头30、控制盒40、电缆10之间的连接无需人为组装，降低了人力资源。在使用时，避免了因车辆插头30、控制盒40、电缆10分体设置，而导致需要将配套的三者对应携带或运送，从而使得该充电连接设备携带方便。此外，由于所述壳体的一端注塑成型于所述车辆插头朝向所述供电插头的一端，所述壳体的另一端注塑成型于所述电缆背离所述供电插头的一端，避免了雨水等物质经供电插头20与控制盒40的连接处、电缆与控制盒的连接处进入供电插头20、控制盒40或电缆10内，造成内部电气元件的短路或损坏，从而增强了充电连接设备充电时的使用安全性。

其中，该电缆为充电线缆，如图2-图4所示，电缆10包括：外包层11、充电电源芯线12、通信芯线13和保护接地芯线14。

该外包层11为外护套，采用绝缘塑胶材质，用于包裹电缆芯线以保持电缆结构稳定和芯线免受损伤。其可以一层结构，也可以多层结构，当然也可以包括屏蔽层。该外包层11的截面为圆形。

在一实施例中，该外包层11的材质可采用塑性弹性体(TPE、Thermoplastic Elastomer)绝缘层，绝缘效果好，耐腐蚀性和耐弯折性能优异，质量轻，使得该充电连接设备轻便，易于携带。其中，该塑性弹性体绝缘层为改性弹性塑料，即在塑料中增加改性增塑剂，进而提高弹性塑料的耐温等级，将现有的耐温值从90摄氏度提高到耐温105摄氏度，由于材料的绝缘性能良好，可以综合来调整外包层的厚度，从而提高电缆本身的散热能力，且容易控制电缆的外径。

该充电电源芯线12的数量为两根，一根为直流电源正芯线，另一根为直流电源负芯线。

两根充电电源芯线12沿外包层11的截面直径方向并行设置，并且均与外包层11的内壁抵接，其中，该并行设置是指两根充电电源芯线相互抵接沿着外包层11的截面直径方向设置。

其中，两根充电电源芯线12包括芯线绝缘层121和具有预设截面面积的芯线导体122。

具体地，该芯线绝缘层121包裹在芯线导体122上，该芯线绝缘层121包括TPE绝缘层、聚乙烯绝缘层或其他塑料制成。其截面面积限定在25mm²至240mm²之间。

在一实施例中，如图3所示，该预设截面面积S为80mm²，相对于70mm²的标称截面足以承载150A直流，但是70mm²的电缆在长时间运行时，电缆的运行温度会影响电缆使用寿命，而80mm²的电缆，在实际生产绞合时，根据电缆导体绞合直径测算方法，其直径较70mm²的变化较小，且考虑使用较现有标准中的 95mm²的导体要轻，且经济成本低。根据计算和实验结果，80mm²的在150A直流快速充电时既可以满足商用要求，又可以提升温升限值。

具体地，该芯线导体122采用多根软铜线绞合而成，并满足GB/T3956中第5种导体的规定，当然也可以采用其他金属导体绞合而成。

其中，两根充电电源芯线12外形和结构完全一致，不同的是充电电源芯线 12的芯线绝缘层121的颜色不同，具体可以采用符合GB6995标准的任意两种颜色。

通信芯线13，其设置在外包层11内，并且与两根充电电源芯线12均相抵接。其中，通信芯线13包括两根通信导线131、缠绕在两根通信导线131上的通信屏蔽层132以及包裹在通信屏蔽层132上的保护套层133。

两根通信导线131的外形和结构完全一致，均包括绝缘层和导体。其中，绝缘层颜色不同以便区分，绝缘层可以自由选用符合GB6995标准的任意两种颜色。该绝缘层可以采用聚氯乙烯或其它适合的塑料制成，机械和电气指标符合相关规定。

具体地，该导体的截面面积可为0.3mm²到0.75mm²之间，该导体采用多根软铜线绞合而成，符合GB/T3956中第5种导体的规定。

在一实施例中，两根通信导线131按照正向或逆向绞合，绞距在50mm至 100mm之间，以达到抗干扰的目的。

在一实施例中，通信屏蔽层缠绕在绞合的通信导线上，该通信屏蔽层为编织式屏蔽网，其材料采用软裸铜丝或镀锡软铜丝。该屏蔽网外再挤压式包覆一层护套即保护套层，以保证绞合、屏蔽的结构稳定。

保护接地芯线14，设置在外包层11内，并且与两根充电电源芯线12均相抵接。同时该保护接地芯线14位于通信芯线13的相对侧，即通信芯线13和保护接地芯线14分别位于两根充电电源芯线12的两侧。

其中，保护接地芯线14的截面为圆形，保护接地芯线14包括导体141和绝缘层142。保护接地芯线14的导体141采用多根软铜线绞合而成，并满足GB/T 3956中第5种导体的规定，当然也可以采用其他金属导体绞合而成；保护接地芯线14的绝缘层142采用聚氯乙烯或其他塑料，其颜色为黄绿双色，机械及电气指标应符合相关规定。

上述实施例提供的电缆，通过对电缆中的芯线进行合理的设计，并通过计算和实验设计充电电源芯线的芯线导体的截面面积，以及对电缆中采用的绝缘层的材质进行改进，进而提升了电缆的温升限值，使得电缆满足安全温升控制的要求，由此增强了电缆的使用安全性。

在一实施例中，如图2所示，该电缆10还包括：辅助电源芯线15。该辅助电源芯线15的数量为两根，一根为辅助电源正芯线，另一根为辅助电源负芯线。

两根辅助电源芯线15对称设置在通信芯线13两侧，且与充电电源芯线12 和通信芯线13均相抵接。

其中，两根辅助电源芯线15的外形和结构完全一致，其外形截面均为圆形，并且均包括导体151和绝缘层152，该绝缘层152的颜色不同以便区分。该导体 151的截面面积可为0.5mm²到4mm²之间，导体采用多根软铜线绞合而成，并且符合GB/T3956中第5种导体的规定。

在一实施例中，如图3所示，通信芯线13的半径r1大于辅助电源芯线15 的半径r2；保护接地芯线14的半径大于通信芯线13的半径。保护接地芯线14 的半径小于充电电源芯线12的半径。该设计可以保证结果的紧凑和稳定，并能够减轻电缆10的重量，使得充电连接设备质量轻，易于携带。

在一实施例中，通信芯线13和接地芯线14的负载电流不超过32A，以满足采用单项充电，满足便携式充电的需求。所述通信屏蔽层为铝箔屏蔽层。铝箔屏蔽层的厚度可以为5um-40um之间，既保证信号屏蔽效果，又能够减轻通信芯线13质量，进一步使得充电连接设备质量轻，易于携带。

在一实施例中，如图2所示，该电缆10还包括：连接确认芯线16，该连接确认芯线16设置在外包层11内且与充电电源芯线12和保护接地芯线14均相抵接。

其中，连接确认芯线16的截面面积为圆形，且包括导体161和绝缘层162，该绝缘层162的颜色可以自由选用符合GB6995标准的任意颜色，该绝缘层162 的绝缘材料为PVC材料或其它塑料，机械及电气指标应符合相关规定。

在一实施例中，如图4所示，为了确保电缆的结构的稳定和便于组合芯线的绞合，该电缆10还包括：支撑芯线17。该支撑芯线17的外形和结构与连接确认芯线16完全一致。

该支撑芯线17与连接确认芯线16相对设置外包层11内，并与充电电源芯线11和保护接地芯线14均相抵接。

其中，该组合芯线包括：充电电源芯线12、通信芯线13、保护接地芯线14、辅助电源芯线15和连接确认芯线16。

将该组合芯线以上述实施例提供的设置方式组合再扭绞在一起。具体地，可以两个通信导线131预先绞合并包裹通信屏蔽层132中，然后在屏蔽层外挤压式包覆保护套层133。然后再与充电电源芯线12、保护接地芯线14、辅助电源芯线15和连接确认芯线16进行扭绞形成组合芯线，并将外包层的护套料填入组合芯线外周缝隙中，以确保电缆的结构稳定和芯线免受损伤。

请参阅图1，图1是本实用新型一实施例提供的一种充电系统的结构示意图。该充电系统用于给电动汽车和混合电动汽车充电。可以理解的是，该充电系统也可以为其他电器设备进行充电。

如图1所示，该充电系统50具体用于给电动汽车充电，其包括：充电桩60、充电连接设备和电动汽车70。

充电连接设备通过供电插头20与充电桩60电性连接，通过车辆插头30与电动汽车70连接用于给电动汽车70充电。其中，充电连接设备为上述实施例提供的任意一种充电连接设备。该充电连接设备可以通过合理设计相关结构的连接关系，使得该充电连接设备方便携带，提高了充电连接设备的防水性能，由此增强了充电连接设备充电时的使用安全性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。