快速插拔电气接头的制作方法

1.本技术属于储能电池技术领域，更具体地说，是涉及一种快速插拔电气接头。


背景技术：

2.风电、光伏等新能源在我国能源占比逐渐增加，且风电、光伏等新能源的大力推广就得借助于储能技术。储能被认为是提升风、光新能源电力系统灵活性、经济性、安全性的必备技术手段，也是未来智能电网、可再生能源提高能源供应占比、“互联网+”智慧能源的重要组成部分和关键支撑技术。
3.目前集装箱储能电站的电池pack是一个封装好的箱体，电池pack之间通过电缆或铜排连接，箱体上安装电连接器极耳与外部电缆连接。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：
5.操作繁琐，电缆折弯困难，连接导线如果没有按严格的规定绞接，则接头处的连接不会牢固,容易松动，而且导线的线芯如果没绞好，部分线芯外翘，互碰后一旦通电就会构成短路，因此非常容易产生电火花，甚至可能引起严重火灾事故。


技术实现要素：

6.本技术实施例的目的在于提供一种快速插拔电气接头，以解决电池pack采用电缆连接所存在的安装操作繁琐、电缆折弯困难、接头处的连接容易松动、容易引发火灾事故的技术问题。
7.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种快速插拔电气接头，包括公插头和母插座，所述公插头和所述母插座均由导电材料制作而成，所述公插头的一端可拆式插接装配于所述母插座的一端，所述公插头的另一端可拆式装配于电池pack上或者供电池pack安装的导电支架上，所述母插座的另一端可拆式装配于供电池pack安装的导电支架上或者电池pack上。
8.可选地，所述公插头与电池pack相连接，所述母插座与供电池pack安装的导电支架相连接。
9.可选地，所述公插头和电池pack之间螺纹装配，所述母插座和供电池pack安装的导电支架之间通过螺栓装配。
10.可选地，所述公插头包括插接段和螺纹段，所述插接段可拆式插接于所述母插座内，所述螺纹段螺纹装配于电池pack上。
11.可选地，所述插接段和所述螺纹段之间还设置有隔挡旋拧部，所述隔挡旋拧部的最小直径大于所述插接段的最大直径。
12.可选地，所述插接段远离所述螺纹段的端部设置有圆锥斜面。
13.可选地，所述母插座包括连接部和插筒，所述连接部上设置有若干个与所述螺栓相适配的安装孔，所述插接段可拆式插接于所述插筒内。
14.可选地，所述插筒内设置有若干个多点接触弹片，所述多点接触弹片为环形结构，
所述插接段贯穿所述多点接触弹片。
15.可选地，所述多点接触弹片的直径由两端向中间逐渐变小，所述插接段为圆柱结构，所述插接段的直径在所述多点接触弹片的最大直径和最小直径之间。
16.可选地，所述多点接触弹片沿其中心轴线方向设置有多个均匀间隔布置的镂空孔。
17.综上所述，本技术至少包括以下一种有益的技术效果：
18.1.无需按照严格的规定绞接导电线缆，只需要简单的插接操作，即可实现电池pack的快速安装，安装操作更加简单，组装效率更高，且因为插拔力比较适中，使用寿命也更久，且方便后续更换电池pack；
19.2.该快速插拔电气接头的接触压力比较小，且接触电阻也比较小，电池pack在组合使用过程中即使有较大的电流通过，也不易发热，电能损耗比较小，而且不容易产生电火花，更不容易引起严重火灾事故，更加安全；
20.3.且多点接触弹片的设计，可以尽量避免插接操作所带来的磨损，减小磨损就不会轻易造成接触松动，所以接触电阻不会随意上升，确保了该快速插拔电气接头具有良好的电气性能，可插拔次数更多。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本技术实施例提供的快速插拔电气接头的结构示意图。
23.图2为本技术实施例提供的公插头的结构示意图。
24.图3为本技术实施例提供的母插座的结构示意图。
25.图4为本技术实施例提供的多点接触弹片的结构示意图。
26.其中，图中各附图标记：
27.1、公插头；11、插接段；111、圆锥斜面；12、螺纹段；13、隔挡旋拧部；2、母插座；21、连接部；211、安装孔；22、插筒；3、多点接触弹片；31、镂空孔。
具体实施方式
28.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
30.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有
特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.请一并参阅图1-图4，现对本技术实施例提供的快速插拔电气接头进行说明。
33.目前集装箱储能电站的电池pack是一个封装好的箱体，电池pack之间通过电缆或铜排连接，箱体上安装电连接器极耳与外部电缆连接。
34.针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：操作繁琐，电缆折弯困难，连接导线如果没有按严格的规定绞接，则接头处的连接不会牢固,容易松动，而且导线的线芯如果没绞好，部分线芯外翘，互碰后一旦通电就会构成短路，因此非常容易产生电火花，甚至可能引起严重火灾事故。
35.为了解决上述缺陷，本技术实施例提供一种快速插拔电气接头，请参阅图1，包括公插头1和母插座2，公插头1和母插座2均由导电材料制作而成，主要用于使相邻多个电池pack之间实现通电，基于导电性能、制作成本和结构牢固性考虑，导电材料在本实施例中优选为铜或者铝，或者导电材料还可以选择其他导电性良好且结构强度良好的合金材料。
36.公插头1的一端可拆式插接装配于母插座2的一端，公插头1的另一端可拆式装配于电池pack上或者供电池pack安装的导电支架上，母插座2的另一端可拆式装配于供电池pack安装的导电支架上或者电池pack上。
37.请参阅图1，公插头1与电池pack相连接，母插座2与供电池pack安装的导电支架相连接，因为电池pack是很容易被搬运的箱式结构，所以公插头1会跟随电池pack一起容易切换位置，方便公插头1和母插座2之间对准，这种安装方式更有利于工作人员快速组装电池pack。
38.当然在其他实施例中，公插头1也可以与供电池pack安装的导电支架相连接，母插座2也可以与电池pack相连接。
39.请参阅图1和图2，公插头1和电池pack之间螺纹装配，母插座2和供电池pack安装的导电支架之间通过螺栓装配，上述安装方式有利于公插头1和电池pack之间快速且牢固装配，有利于母插座2和供电池pack安装的导电支架之间快速且牢固装配。
40.当然在其他实施例中，公插头1和电池pack之间也可以通过螺栓装配，母插座2和供电池pack安装的导电支架之间也可以螺纹装配。而且可装配的方式可以不仅限于螺栓装配或者螺纹装配，还可以为插接装配、卡接装配等等其他的可拆式装配方式。
41.公插头1包括插接段11和螺纹段12，插接段11可拆式插接于母插座2内，螺纹段12螺纹装配于电池pack上，插接段11和螺纹段12的直径一致且直径在10-14毫米之间，插接段11和螺纹段12的长度一致且长度在30-36毫米之间(在本实施例中优选为33毫米)。
42.上述结构设计的公插头1，不仅结构牢固，不易弯曲，而且可以稳定的和母插座2之间进行插接装配，同时螺纹段12和电池pack之间的连接也十分牢固。
43.插接段11和螺纹段12之间还设置有隔挡旋拧部13，插接段11为圆柱结构，隔挡旋拧部13的最小直径大于插接段11的最大直径。插接段11、螺纹段12和隔挡旋拧部13三者之间可以一体加工成型。
44.隔挡旋拧部13大致为圆盘形状，隔挡旋拧部13的厚度在3-5毫米之间(在本实施例中优选为4毫米)，隔挡旋拧部13的直径在16-20毫米之间(在本实施例中优选为18毫米)。
45.且隔挡旋拧部13两个侧边分别设置有一个平面，两个平面对称且平行设计(模拟螺母的对称平面，方便夹持)，方便工作人员用扳手等工具卡紧，然后转动公插头1，安装操作更加方便。
46.插接段11远离螺纹段12的端部设置有圆锥斜面111，圆锥斜面111的设计，方便公插头1对准母插座2，组装更加方便。
47.请参阅图1和图3，母插座2包括连接部21和插筒22，连接部21上设置有两个于螺栓相适配的安装孔211，安装孔211的数量在其他实施例中还可以为一个、三个或者更多，插接段11可拆式插接于插筒22内。
48.连接部21为板条状结构，插筒22为圆柱结构，且连接部21和插筒22之间圆弧形过渡，而且连接部21和插筒22之间可以一体成型，插筒22的外直径和隔挡旋拧部13的直径相一致。
49.插筒22的内直径比插接段11的直径大1-2毫米，整个母插座2的长度在85毫米左右，连接部21的长度和插筒22的长度均在40-42毫米之间(在本实施例中优选为41毫米)。
50.请参阅图1和图4，插筒22内卡接有2个间隔布置的多点接触弹片3，多点接触弹片3具体为铜材质，多点接触弹片3的长度在12-15毫米之间(在本实施例中优选为13毫米)，且相邻两个多点接触弹片3之间的间隔为1-3毫米(在本实施例中优选为2毫米)，多点接触弹片3为环形结构，插接段11贯穿多点接触弹片3。
51.多点接触弹片3的数量在其他实施例中还可以为一个、三个或者更多，当然相邻多点接触弹片3之间依旧要保持一定的间隙。
52.多点接触弹片3的直径由两端向中间逐渐变小，插接段11的直径在多点接触弹片3的最大直径和最小直径之间，多点接触弹片3沿其中心轴线方向设置有多个均匀间隔布置的镂空孔31。
53.多点接触弹片3的最大直径和插筒22的内直径一致，多点接触弹片3的最小直径略小于插接段11的最大直径。
54.该快速插拔电气接头专门用来应对储能系统电池pack连接的大电流连接的特点，为了使该快速插拔电气接头的接触电阻不会太大而引起温升的提高，所以必须有足够的触头压力，但如果触头压力过大会造成安装时所需要的插拔力较大，操作不方便，过大的触头压力也会影响该快速插拔电气接头的使用寿命。
55.该快速插拔电气接头的机械性能其实就是该快速插拔电气接头的拔插力，也就是公插头1插入母插座2时候所需要的力，以及拔出时所需要的力。这个力f的大小是由触头的压力大小和摩擦系数所决定的，f＝μn，式中f为插拔力，n为触头的接触压力，μ为摩擦系数。
56.公插头1在拔插时会有一定的磨损，磨损会造成接触松动，接触电阻上升，影响该快速插拔电气接头的电气性能，所以此磨损需要控制在相对比较低的范围，以满足一定的最小插拔次数的要求，也就是该快速插拔电气接头需满足使用寿命的要求。
57.该快速插拔电气接头的电气性能也就是该快速插拔电气接头的接触电阻r的大小，该快速插拔电气接头的电阻越低，其实代表着该快速插拔电气接头在使用方面更加的稳定。
58.储能电池pack通常都是很大的电流，一般额定电流都为200a左右，该快速插拔电气接头的发热功率是i2r，为了保证该快速插拔电气接头的温升在允许的范围内，所以接触电阻r的值至关重要。而且接触压力对接触电阻的影响十分重要，没有足够的压力，只靠加大接触面，并不能使接触电阻明显下降。
59.环境性能，也是快速插拔电气接头非常重要的一大性能，储能电池pack通常是在集装箱中使用，其运行环境相对稳定，要求不高，温度一般为-20℃至+65℃，相对湿度在85％以下，集装箱一般都能达到ip45的要求，所以快速插拔电气接头的设计要保证能在以上的环境条件中可靠的运行。
60.多点接触弹片3的设计刚好就解决这个问题，因为多点接触弹片3的存在，所以触头压力比较适中，插接段11插入插筒22内时，多点接触弹片3的材料产生塑性变形，多点接触弹片3的表面膜被压碎，有效抑制表面膜对接触电阻的影响，同时多点接触弹片3的有效接触面积较大，可使接触电阻迅速下降，并得到较稳定的值。
61.且多点接触弹片3的设计，可以尽量避免插接操作所带来的磨损，减小磨损就不会轻易造成接触松动，所以接触电阻不会随意上升，确保了该快速插拔电气接头具有良好的电气性能，可插拔次数更多。
62.综上，本技术提供的快速插拔电气接头，与现有技术相比，该快速插拔电气接头的接触压力比较小，且电阻也比较小，电池pack在组合使用过程中即使有较大的电流通过，也不易发热，电能损耗比较小，而且不容易产生电火花，更不容易引起严重火灾事故，更加安全。
63.无需按照严格的规定绞接导电线缆，只需要简单的插接操作，即可实现电池pack的快速安装，安装操作更加简单，组装效率更高，且因为插拔力比较适中，使用寿命也更久，且方便后续更换电池pack。
64.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。