充电座及汽车的制作方法

1.本发明涉及电气连接元件的连接领域，尤其涉及一种充电座及汽车。


背景技术：

2.新能源汽车的新能源电池，使用充电系统来补充能量。充电系统中的充电座包括与车身固定的装置、线缆和电连接装置，与车身固定的装置具有后盖，与车身固定的装置安装在汽车上，电连接装置连接线缆，固定卡子将电连接装置固定于与车身固定的装置，后盖固定在与车身固定的装置上，线缆贯穿后盖。
3.由于插拔次数过多，或者由于电路短路，充电座的部分电连接装置会发生损坏。维修更换电连接装置时，需要将充电座所有的线缆从车身上先拆卸下来，然后将充电座的后盖拆开，将固定卡子拆开，将连接线缆的电连接装置取出。
4.由于电连接装置与线缆一般采用压接或焊接的方式，因此需要将损坏的电连接装置剪掉；又由于线缆长度设定没有修理余量，可能还需要更换线缆，需要将整个线缆的外装、胶带全部拆除，才能对充电座进行维修，工时很长，需要拆卸的零部件较多，更多的时候会选择全部更换充电座，维修成本很高。
5.因此，电气连接元件的连接领域，急需一种不需要拆除整个充电座进行维修，只需要拆除部分结构，并且只更换损坏的电连接装置即可，维修工艺简单易操作，消耗工时短，维修成本低的充电座。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种充电座及汽车，以缓解充电座的电连接装置发生损坏时，维修作业比较繁琐的技术问题。
7.本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
8.本发明提供一种充电座，包括：
9.与车身固定的装置，其上设置有安装孔；
10.电流连接器，其部分设置于所述安装孔中；
11.电连接装置，其设置在所述电流连接器中；
12.线缆，其部分设置于所述电流连接器中；
13.可拆卸机构，将所述电流连接器、部分所述线缆与所述电连接装置可拆卸地固定于所述与车身固定的装置。
14.在优选的实施方式中，所述电流连接器包括连接孔或u型槽，所述可拆卸机构穿过所述连接孔或u型槽。
15.在优选的实施方式中，所述电流连接器设有安装部，所述与车身固定的装置设有安装孔，所述安装部插入所述安装孔中并可拆卸地连接。
16.在优选的实施方式中，所述可拆卸机构包括螺钉，所述电连接装置设有固定部，所述固定部的端面上设置有螺纹孔，所述线缆设有通孔，所述螺钉穿设于所述通孔和所述连
接孔或u型槽且与所述螺纹孔螺接。
17.在优选的实施方式中，所述电连接装置的螺纹孔端面与所述线缆的侧面电性连接。
18.在优选的实施方式中，所述固定部的外径小于所述连接孔的内径。
19.在优选的实施方式中，所述螺钉与所述螺纹孔螺接的扭矩范围为0.1n
·
m
‑
30n
·
m。
20.在优选的实施方式中，所述螺钉的数量为2个
‑
36个。
21.在优选的实施方式中，所述电流连接器设有线缆槽，所述线缆穿设于所述线缆槽内，所述线缆槽被构造成用于阻止所述线缆沿所述充电座的前端指向所述充电座的后端的方向运动。
22.在优选的实施方式中，所述线缆槽设有出线口，所述线缆经所述出线口穿设于所述线缆槽。
23.在优选的实施方式中，所述出线口朝向所述电流连接器侧方方向设置。
24.在优选的实施方式中，所述出线口朝向方向与所述电流连接器侧方方向呈一定的角度。
25.在优选的实施方式中，所述可拆卸机构包括设置于所述与车身固定的装置的卡槽、和设置于所述电流连接器的卡接片，所述卡接片卡接于所述卡槽以将所述电流连接器固定于所述与车身固定的装置。
26.在优选的实施方式中，所述卡槽的槽口朝向侧方，所述卡接片随所述电流连接器沿所述充电座的后端指向所述充电座的前端的方向，运动至卡接于所述卡槽。
27.在优选的实施方式中，所述卡接片设置于所述电流连接器的侧方。
28.在优选的实施方式中，所述可拆卸机构包括设置于所述与车身固定的装置的弹簧和挂钩、和设置于所述电流连接器的凹槽，按动所述电流连接器使所述凹槽与所述挂钩连接或脱离，所述弹簧使所述电流连接器从所述与车身固定的装置中脱离。
29.在优选的实施方式中，所述安装孔包括与所述电连接装置的端部配合的限位部。
30.在优选的实施方式中，所述安装孔内设置有挡环，所述挡环被构造成用于阻止所述电连接装置沿所述充电座的后端指向所述充电座的前端的方向运动。
31.在优选的实施方式中，所述充电座包括多个所述电连接装置。
32.在优选的实施方式中，所述充电座包括多个所述可拆卸机构，所述可拆卸机构与所述电连接装置一一对应。
33.在优选的实施方式中，所述电连接装置数量为2个
‑
36个。
34.在优选的实施方式中，所述线缆的材质为铜或铜合金，铝或铝合金。
35.在优选的实施方式中，所述与车身固定的装置和所述电流连接器材质为塑料材质。
36.在优选的实施方式中，所述电流连接器上设有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。
37.在优选的实施方式中，所述控制板为电路板，所述电路板内置控制逻辑电路。
38.在优选的实施方式中，所述温度传感器为ntc温度传感器或ptc温度传感器。
39.本发明提供一种汽车，包括如上述的充电座。
40.本发明的特点及优点是：
41.该充电座中，在电连接装置损坏时，只需要拆除充电座后盖，将电连接装置和线缆从充电座上拆下，更换电连接装置后再安装上即可，不需要拆除整个充电座，也不需要更换线缆，解决了充电座的电连接装置发生损坏时，维修作业比较繁琐的技术问题。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
43.图1为本发明提供的充电座的结构示意图；
44.图2
‑
图4为图1所示的充电座的爆炸图；
45.图5为本发明提供的充电座中的dc连接器及与其配合的螺钉的结构示意图；
46.图6
‑
图8为本发明提供的充电座中的与车身固定的装置的结构示意图。
47.附图标号说明：
48.10、与车身固定的装置；101、前端；102、后端；
49.11、安装孔；111、限位部；
50.21、线缆；22、电连接装置；
51.30、电流连接器；311、连接孔；32、线缆槽；321、出线口；
52.40、可拆卸机构；
53.51、卡接片；52、卡槽；
54.61、螺钉。
具体实施方式
55.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。
56.实施例一
57.本发明提供了一种充电座，如图1和图3所示，该充电座包括：与车身固定的装置10、电流连接器30、电连接装置22、线缆21和可拆卸机构40，与车身固定的装置10上设置有安装孔11；电流连接器30部分设置于安装孔11中；电连接装置22设置在电流连接器30中；线缆21部分设置于电流连接器30中；可拆卸机构40将电流连接器30、部分线缆21与电连接装置22可拆卸地固定于与车身固定的装置10。
58.该充电座中，电连接装置22是与充电装置经常进行插拔的位置，也是导通充电电流的主要零件，在长期使用过程中，不仅是频繁的插拔操作，造成电连接装置22的变形、镀层损坏，甚至是由于电流过高导致的电连接装置22打火熔化，都会导致电连接装置22无法实现其功能，另外还有电连接装置22暴露在外界环境中，会受到环境中水或盐的腐蚀，也会造成电连接装置22的电学性能达不到要求。因此在整个充电座中，电连接装置22是最容易
损坏的零件，但是目前大多数的充电座，电连接装置22都是固定安装在充电座体上的，并且与线缆21都是焊接连接，当电连接装置22损坏时，就需要将电连接装置22、固定部分及线缆21全部从充电座上拆除并更换，严重时整个充电座都需要进行更换，维修作业繁琐，维修工时长、维修成本高，是目前制约充电汽车发展的主要问题之一。
59.本发明提供的充电座，在电连接装置22损坏时，只需要拆除充电座后盖，将电连接装置22和线缆21从充电座上拆下，更换电连接装置22后再安装上即可，不需要拆除整个充电座，也不需要更换线缆21，解决了充电座的电连接装置22发生损坏时，维修作业比较繁琐的技术问题。
60.如图1和图2所示，电流连接器30设置于与车身固定的装置10的后端102，电连接装置22设置于与车身固定的装置10的前端101，电连接装置22与电流连接器30连接。电连接装置22可以为端子。电流连接器30可以为dc连接器或ac连接器；该充电座可以包括dc连接器和/或ac连接器。
61.在一实施方式中，如图3或图5所示，电流连接器30包括连接孔311，可拆卸机构40穿过连接孔311。连接孔311可以是圆形通孔，也可以是设置在电流连接器30上的u型开槽。可拆卸机构40穿过连接孔311，可以将电流连接器30固定在充电座上，避免由于电流连接器30的移动导致充电座的功能失效。
62.在一实施方式中，电流连接器30设有安装部，与车身固定的装置10设有安装孔11，安装部插入安装孔11中并可拆卸地连接。电流连接器30与与车身固定的装置10装配时，如果没有对应的定位机构，会导致组装操作人员花费较长的时间将电流连接器30与与车身固定的装置10装配到安装位置上，并且在使用可拆卸机构40将电流连接器30固定到与车身固定的装置10，还有可能发生相对位置移动，导致装配失败。
63.如图1、图4和图7所示，将电流连接器30的安装部与电流连接器30的本体形成阶梯状，安装部插入安装孔11中并可拆卸地连接，以实现电流连接器30与与车身固定的装置10定位配合，便于两者的拆装。
64.在一实施方式中，可拆卸机构40包括螺钉61，电连接装置22设有固定部，固定部的端面上设置有螺纹孔，线缆21的一端上设有通孔，通孔的孔径大于螺钉61的外径且小于电连接装置22的连接孔311的外径，螺钉61穿设于通孔和连接孔311或u型槽且与螺纹孔螺接，以将电连接装置22、线缆21的一端和电流连接器30固定于与车身固定的装置10上。采用螺接连接电连接装置22和线缆21的一端，在电连接装置22损坏时可以直接将螺钉61拆除，将电连接装置22更换。
65.进一步地，电连接装置22的螺纹孔端面与线缆21的侧面电性连接。为了实现充电座的充电电流导通，电连接装置22要与线缆21做到充分的电性连接，因此，需要电连接装置22与线缆21有足够面积的接触，并且连接处的接触电阻尽可能的小于线缆21本身的导体电阻。
66.进一步地，固定部的外径小于连接孔311的内径。由于电连接装置22和线缆21分别位于电流连接器30的两侧，如果固定部的外径大于或等于连接孔311的内径，则电连接装置22就无法穿过连接孔311，并与线缆21进行电性连接，充电座的基本充电功能也无法实现。因此，只有固定部的外径小于连接孔311的内径，才能使电连接装置22穿过电流连接器30的连接孔311，并与线缆21进行电性连接。
67.如图3和图5所示，电流连接器30包括连接孔311，可拆卸机构40穿过连接孔311。电连接装置22容置于连接孔311。电流连接器30设置于与车身固定的装置10的后端102，电连接装置22设置于与车身固定的装置10的前端101，将电连接装置22安装于连接孔311中，可以实现将电连接装置22、电流连接器30与与车身固定的装置10锁定到一起。
68.进一步地，螺钉61与螺纹孔螺接的扭矩范围为0.1n
·
m
‑
30n
·
m。
69.为了验证螺钉61与螺纹孔螺接的扭矩范围，对电连接装置22与线缆21电性连接性能的影响，发明人选用相同的电连接装置22、电流连接器30、螺钉61与线缆21，采用不同的扭矩将其拧紧到一起，分别测试电连接装置22与线缆21的接触电阻和经过振动试验的电连接装置22与线缆21的连接情况。试验结果如表1所示。
70.电连接装置22与线缆21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线缆21上，一端放置在电连接装置22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。
71.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，然后观察电连接装置22与线缆21是否有松脱现象。在本实施例中，电连接装置22与线缆21松脱或安装时损坏为不合格。
72.表1，不同的扭矩对接触电阻和连接情况的影响：
[0073][0074]
从上表1中可以看出，当螺钉61与螺纹孔螺接的扭矩值小于0.1n
·
m时，电连接装置22与线缆21的接触电阻值为不合格，并且，电连接装置22与线缆21经过振动试验后松脱，因此，发明人将螺钉61与螺纹孔螺接的扭矩范围最小值定为0.1n
·
m。当螺钉61与螺纹孔螺接的扭矩值大于30nm时，由于扭矩过大，施加于线缆21、电流连接器30和电连接装置22的扭力太大，导致塑料材质的电流连接器30受到较大的压力损坏，从而无法实现充电座的基本功能。因此，发明人将螺钉61与螺纹孔螺接的扭矩范围确定为为0.1n
·
m
‑
30n
·
m。
[0075]
在一实施方式中，螺钉61的数量优选为2
‑
36个。在充电座中，电流连接器30可以为dc连接器或ac连接器，不管是dc连接器或ac连接器，都含有两个主充电线缆21和对应的两个电连接装置22，主要起到导通较大的充电电流，一般情况下，充电线缆21的线径为60mm2‑
260mm2，其他线路均为低压控制线缆，电流较小，线缆21的线径范围也较小。在充电座的使用过程中，起到导通充电电流的电连接装置22，损坏的几率远远大于导通电流小的低压控制线缆上的电连接装置22，因此只需要将起到充电电流的两个电连接装置22设置成为螺钉结构的可拆卸机构，可以更大的节约成本，方便充电座的维修。优选地，当充电座包含dc连接器和ac连接器时，电连接装置22一共可以有36个，可以全部将电连接装置22设置成为螺钉结构的可拆卸机构，不管充电座的哪个回路出现损坏，都可以进行快速的更换，节省维修时间，降低维修成本。
[0076]
在一实施方式中，电流连接器30设有线缆槽32，线缆21穿设于线缆槽32中，线缆槽32被构造成阻止线缆21沿前端101指向后端102的方向运动，设置线缆槽32的目的，一个是能够快速安装线缆21，使线缆的线缆槽32中穿设，线缆21一端的通孔也能快速的和连接孔311对齐，方便螺钉61的穿入。二是线缆槽32对线缆21的前后位置进行定位，以方便将线缆21和电流连接器30连接到一起，避免线缆21在安装过程中与电流连接器30脱离。
[0077]
如图3和图5所示，线缆槽32设有出线口321，线缆21经出线口321穿设于线缆槽32，以方便从电流连接器30与车身固定的装置抽插装配线缆21，并且可以对线缆21安装位置进行密封，保证充电座的防水性，更方便操作，提高了装配效率。
[0078]
出线口321可以对线缆21的出线位置和出线方向进行限定。在一实施方式中，出线口321朝向电流连接器30侧方方向设置。出线口321沿上下方向设置，如图5所示，线缆21沿上下方向出线，并且线缆21可以进行弯折。在一实施方式中，出线口321沿水平方向设置，线缆21沿水平方向出线，并且线缆21可以进行弯折，并且可以避免线缆21遮挡螺钉61。进一步地，线缆槽32设有朝向至少两组出线口321，其中一组沿上下方向设置，另一组沿水平方向设置，使用时，可以选择其中一组来布置线缆21，便于线缆21出线方向与安装环境相适配。
[0079]
在一实施方式中，出线口321朝向方向与电流连接器30侧方方向呈一定的角度。在充电座安装环境中，充电座的线缆21出线方向不一定就在充电座的后方或侧方，也有可能是与充电座轴向方向呈一定的角度，电流连接器30的出线口321朝向方向可以直接设定为安装环境中线缆21要求出线的方向，避免再次对线缆21进行弯折，在安装的时候也能进行直接安装，避免由于线缆硬度较高而无法弯折安装的情况。
[0080]
在一实施方式中，如图6
‑
图8所示，可拆卸机构40包括设置于与车身固定的装置10的卡槽52、和设置于电流连接器30的卡接片51，卡接片51卡接于卡槽52以将电流连接器30固定于与车身固定的装置10，操作比较方便，便于实现自动化生产和批量生产；卡接片51与卡槽52可以实现电流连接器30与与车身固定的装置10的预固定，方便后续的紧固操作。
[0081]
进一步地，卡槽52的槽口朝向侧方，卡接片51随电流连接器30沿后端102指向前端101的方向，运动至卡接于卡槽52。通过按压电流连接器30，使电流连接器30与与车身固定的装置10接合的同时，卡接片51与卡槽52卡接配合，操作更加方便高效。
[0082]
进一步地，卡接片51设置于电流连接器30的侧方，卡槽52的位置与卡接片51相对应，方便卡接片51与卡槽52形成配合。
[0083]
在一实施方式中，可拆卸机构40包括设置于与车身固定的装置10的弹簧和挂钩、和设置于电流连接器30的凹槽，按动电流连接器30使凹槽与挂钩连接或脱离，弹簧使电流连接器30从与车身固定的装置10中脱离。使用此结构，可以不借助工具，就能使电流连接器30和与车身固定的装置10进行装配和拆卸，使维修时的步骤更少，节省拆卸工时，提高维修效率。
[0084]
在一实施方式中，安装孔11包括与电连接装置22的端部配合的限位部111，该限位部111的内径小于电连接装置22的端部的外径，以阻止电连接装置22向后端102移动，对电连接装置22进行定位。如果没有限位部111，则在电连接装置22，电流连接器30和线缆21装配时，电连接装置22会穿过安装孔11，与电流连接器30和线缆21连接为一体，不会固定在与车身固定的装置10上，从而导致整个充电座结构无法实现组装。
[0085]
在一实施方式中，安装孔11内设置有挡环，挡环被构造成阻止电连接装置22沿后
端102指向前端101的方向运动。通过档环，对电连接装置22的前后移动位置进行限定，保证电连接装置22插拔顺利。
[0086]
如图1和图2所示，该充电座包括多个电连接装置22。根据各个国家充电座的制造标准，多个电连接装置22分别可以实现充电功能、接地功能、低压控制功能等。
[0087]
在一实施方式中，该充电座可以包括多个可拆卸机构40，可拆卸机构40与电连接装置22一一对应。通过多个可拆卸机构40，可以将多个对应的电连接装置22分别安装到与车身固定的装置10上，实现多个电连接装置22与充电装置进行电连接。
[0088]
电连接装置22的数量优选为2个
‑
36个，电连接装置22，可以简化到只有两根充电线缆进行充电，其他回路可以集成到充电装置或电池中。也可以包含dc连接器和ac连接器的36个回路中的对应电连接装置22。同时，电连接装置22的数量，可以与螺钉61的数量相同。
[0089]
优选地，线缆21的材质为铜或铜合金，铝或铝合金。电动汽车的线缆由于电压高，电流大，都需要使用大线径的导线进行电流的传导，铜材质的导体材料，导电性能好，延展性好，是作为线缆导体材料的优选。但是，随着铜价日益上涨，使用铜材作为导线的材料成本会越来越高。为此，人们开始寻找金属铜的替代品来降低成本。金属铝在地壳中的含量约为7.73％，提炼技术优化后，价格相对较低，并且相对于铜，铝的重量较轻，导电率仅次于铜，铝在电气连接领域可以替代部分铜。因此，在汽车电气连接领域中以铝代铜是发展趋势。
[0090]
与车身固定的装置10和电流连接器30材质为塑料材质。选用塑料材质，一是可以采用注塑的生产方式，获得形状复杂、产品性能一致的与车身固定的装置10和电流连接器30，另外，塑料材质的高绝缘性，也能保证充电座使用过程中的绝缘性能。
[0091]
在一实施方式中，电流连接器30上设有温度传感器和控制板，温度传感器通过数据线与控制板电连接，温度传感器将温度信号传递给控制板，实现对电流连接器30的温度进行监测，避免温度过高造成损坏。另外，温度传感器可以直接与电连接装置22并实时获得电连接装置22的温度值，并传递给控制板，通过控制板对充电电流的调整，从而控制电连接装置22的温度值，使得电连接装置22的温度的测量精度趋近或等同于理论绝对值，具有极高的检测精度，及快速输出能力。
[0092]
进一步地，控制板为电路板，电路板内置控制逻辑电路，通过该控制逻辑电路，当温度传感器的检测温度高于设定温度时，控制板发出警示信息，以实现温度的实时监测；当温度传感器的检测温度比设定温度超过一定值时，控制板电流连接器30自动断开，避免温度过高引发危险。
[0093]
具体地，温度传感器可以为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0.1～100kω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。
[0094]
该充电座可以应用于新能源汽车。
[0095]
实施例二
[0096]
本发明还公开了一种汽车，包括如上所述的充电座。不仅生产制造过程简单，加工方便，极大地减少了充电座的加工工时；并且在汽车使用过程中，如果充电座只是电连接装
置损坏，则不需要拆除整个充电座以及报废线缆，只需要拆除充电座部分结构，更换损坏的电连接装置即可，维修工艺简单易操作，消耗工时短，维修成本低，极大的降低了本发明公开的汽车的成本及维护费用。
[0097]
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。