一种充电枪、充电桩和充电设备的制作方法

1.本发明涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种充电枪、充电桩和充电设备。


背景技术：

2.随着电动汽车的发展，越来越多的用户选择购买电动汽车，为了方便用户为电动汽车充电，各大厂商部署的充电桩的数量也越来越多。其中，充电枪作为充电桩中重要部件之一，
3.随着充电枪的长期使用，充电枪中的功率端子上出现使用寿命老化、接触电阻增大等问题，导致功率端子上产生的热量会增大，如果功率端子的温度超过线缆、充电枪外壳等部件的耐受温度，会烧坏线缆、电子元器件等其它部件，从而降低充电桩的稳定性和安全性。


技术实现要素：

4.为了解决上述的问题，本技术的实施例中提供了一种充电枪、充电桩和充电设备，通过在多个功率端子之间的中间位置上设置一个导热性能比较好的导热填料，并让该导热填料与各个功率端子直接接触，与温度传感器直接接触，使得温度传感器检测到温度等于或非常接近各个功率端子上的实际温度，从而提高温度传感器检测结果的准确性。
5.为此，本技术的实施例中采用如下技术方案：
6.第一方面，本技术实施例中提供一种充电枪，包括：至少三个功率端子，用于与电动汽车上的充电口电连接，为所述电动汽车中的电池充电；端子压板，包括至少三个功率端子槽，用于通过所述三个功率端子槽，固定所述至少三个功率端子；导热填料，设置在所述至少三个功率端子槽之间的中间位置上，并与嵌入在各个功率端子槽中的功率端子接触，用于传递所述至少三个功率端子上产生的热量；至少一个温度传感器，设置在所述导热填料中，用于检测所述导热填料中的温度。
7.在该实施方式中，在端子压板上的各个功率端子槽中间位置上，布置一个导热性能比较好的导热填料，并让该导热填料直接与各个功率端子槽中的功率端子接触，温度传感器中布置在端子压板上的各个功率端子槽中间位置上，且嵌套在导热填料中，并与导热填料直接接触，如果各个功率端子上产生热量，可以直接通过导热填料传递到温度传感器上，使得温度传感器检测到温度等于或非常接近各个功率端子上的实际温度，从而提高温度传感器检测结果的准确性。
8.在一种实施方式中，所述端子压板还包括至少三个隔离挡板，每个隔离挡板的两个侧边，分别固定在相邻两个功率端子槽上；其中，所述至少三个隔离挡板、所述至少三个功率端子槽和所述端子压板一侧的表面构成一个凹槽。
9.在该实施方式中，通过在相邻两个功率端子槽之间设置一个隔离挡板，让与功率端子槽一并构成一个凹槽，用于放置导热填料，使得导热填料可以固定在端子压板上，更好地与各个功率端子接触，从而提高温度传感器检测各个功率端子的温度的准确性。
10.在一种实施方式中，所述导热填料的形状与所述凹槽的形状相同。
11.在该实施方式中，通过将导热填料的设置成与凹槽的形状相同，可以让导热填料更好地放置在凹槽中，同时让导热填料更好地与各个功率端子接触，提高检测各个功率端子的温度的准确性。
12.在一种实施方式中，各个功率端子槽上设置有通孔，所述通孔，处在所述功率端子槽的所述功率端子与所述凹槽之间的位置上，用于让所述导热填料设置在所述凹槽中时，与所述功率端子接触。
13.在该实施方式中，每个功率端子槽的构成该凹槽的部分上，设置有通孔，让功率端子槽与端子压板上的凹槽导通，使得当功率端子压入功率端子槽中后，再将导热填料填入该凹槽中，导热填料可以与各个功率端子350之间直接接触，从而提高温度传感器检测各个功率端子的温度的准确性。
14.在一种实施方式中，各个功率端子槽上设置有通道，所述通道，处在所述功率端子槽的所述端子压板边缘与所述功率端子之间的位置上，用于让所述功率端子嵌入所述功率端子槽中。
15.在该实施方式中，功率端子槽处在端子压板的边缘处有缺口，该缺口也即是圆柱体缺失的四分之一部分，该缺口与端子压板边缘之间形成一个通道，使得功率端子可以从通道压入功率端子槽中，实现功率端子固定在端子压板上。
16.在一种实施方式中，所述端子压板上设置有至少一个温度传感器通孔，所述至少一个温度传感器通孔，设置在所述端子压板上，且处于所述至少三个功率端子槽之间的中间位置上，用于让处于所述端子压板一侧的外接电路与处于端子压板另一侧的所述至少一个温度传感器电连接。
17.在该实施方式中，温度传感器是检测功率端子顶部的温度，所以温度传感器放置在端子压板一侧，而连接温度传感器的外接电路一般处在端子压板的另一侧，所以需要在端子压板上设置温度传感器通孔，实现让外接电路与温度传感器电连接。
18.在一种实施方式中，还包括：至少两个信号端子，用于与所述电动汽车中的通信电路建立通信连接后，与所述电动汽车进行数据传输。
19.在一种实施方式中，所述端子压板上设置有至少两个信号端子槽，所述端子压板，还用于通过所述至少两个信号端子槽，固定所述至少两个信号端子。
20.在一种实施方式中，还包括：前部壳体，用于让所述充电枪固定在所述电动汽车上的充电口中。
21.在该实施方式中，前部壳体是指嵌入电动汽车的充电口中的外壳模型，其外表面形状与电动汽车的充电口的形状相匹配，用于保护充电枪中的元器件，以及让充电枪与电动汽车上的充电口连接。
22.在一种实施方式中，所述端子压板上设置有至少一个固定组件，用于让所述端子压板固定在所述前部壳体内部。
23.在该实施方式中，在端子压板上设置多个固定组件，形状可以为螺丝帽形状，均匀地分布在端子压板边缘处，后续将端子压板放置在前部壳体中后，可以利用螺丝，将端子压板固定在前部壳体内部，避免端子压板位置发生变化，从而降低产品的稳定性。
24.第二方面，本技术实施例中一种充电枪，包括：线缆，后部，固定在所述线缆上；前
部，与所述后部连接；其中，所述前部包括如第一方面各个实施例中可能实现的充电枪中记载的特征，所述前部中的至少三个功率端子与所述线缆电连接。
25.第三方面，本技术实施例中一种充电桩，包括：充电底座，至少一个如第一方面各个实施例中可能实现的充电枪，其中，所述至少一个充电枪通过线缆与所述充电底座电连接。
26.第四方面，本技术实施例中一种充电设备，包括：充电主体，用于将外界电路中的电信号转换成设定功率的电信号；至少一个如第一方面各个实施例中可能实现的充电枪，其中，所述至少一个充电枪通过线缆与所述充电主体电连接。
附图说明
27.下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。
28.图1为现有技术一中提供的一种充电枪的截面示意图；
29.图2为现有技术二中提供的一种充电枪的截面示意图；
30.图3为本技术实施例中提供的一种充电枪整体结构示意图；
31.图4为本技术实施例中提供的充电枪前部爆炸示意图；
32.图5(a)为本技术实施例中提供的端子压板的正视示意图；
33.图5(b)为本技术实施例中提供的端子压板的侧视示意图；
34.图6为本技术实施例中提供的功率端子、信号端子、导热填料和温度传感器安装在端子压板上的正面示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
36.本文中术语“和/或”，是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。本文中符号“/”表示关联对象是或者的关系，例如a/b表示a或者b。
37.本文中的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一响应消息和第二响应消息等是用于区别不同的响应消息，而不是用于描述响应消息的特定顺序。
38.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
39.在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或者两个以上，例如，多个处理单元是指两个或者两个以上的处理单元等；多个元件是指两个或者两个以上的元件等。
40.为了避免充电枪中各个功率端子在充电时温度过高，存在安全问题，一般都会在充电枪中布置温度传感器，通过温度传感器来监测各个功率端子的温度。
41.现有技术一中，如图1所示的一种充电枪结构，为了检测充电枪中的各个功率端子的温度，在五个功率端子的引脚(pin)中间位置上布置两个温度传感器。但是，现有技术一
中的温度传感器并没有与各个功率端子的pin直接接触，温度传感器检测到的温度一般是通过内部的空气、塑胶件等介质进行传递的，由于这些介质传递热量的效果比较差，导致温度传感器检测到的温度一般远低于各个功率端子的pin上的实际温度，使得温度传感器检测结果不准确。
42.现有技术二中，如图2所示的一种充电枪结构，为了检测充电枪中的各个功率端子的温度，将温度传感器直接与一个功率端子的pin接触。但是，现有技术二中的温度传感器只能检测到一个功率端子的pin的温度，无法检测其它四个功率端子的温度。如果在五个功率端子的pin表面上都放置一个温度传感器，会提高充电枪的成本。
43.为了解决上述两个现有的充电枪中的缺陷，本技术设计出一种新的充电枪，在各个功率端子的pin中间位置处设置一个导热填料，导热填料直接与各个功率端子的pin接触，再将温度传感器设置在导热填料中，且温度传感器与导热填料之间也是直接接触。当各个功率端子的pin上产生的温度时，可以直接通过导热填料传递到温度传感器上，使得温度传感器检测到温度等于或非常接近各个功率端子的pin上的实际温度，从而提高温度传感器检测结果的准确性。
44.图3为本技术实施例中提供的一种充电枪整体结构示意图。如图3所示，该充电枪包括前部300、后部400和线缆500。其中，前部300是指与电动汽车中的充电口耦合的部分，并与电动汽车中的充电口中的电路进行电连接；后部400固定在线缆500上，用于与前部300耦合后，便于用户将前部300插入电动汽车中的充电口中。
45.示例性地，结合图3所示，后部400包括保护壳410、盖板420和固定螺丝430。其中，保护壳410处在用户握持的上方设置有卡槽(图中未示出)，当前部300的一端嵌入该卡槽中，可以通过固定螺丝430将前部300固定在后部400上，再盖上盖板420，使得前部300与后部400构成完整的充电枪。本技术中，改进的发明点主要在前部300中，而后部400基本与现有的结构相同，在此就简单介绍一下。
46.图4为本技术实施例中提供的充电枪前部爆炸示意图。如图4所示，该前部300包括：前部壳体310、密封圈320、导热填料330、端子压板340、五个功率端子350、两个信号端子360和至少一个温度传感器370。其中，各个部件的结构和相互之间连接关系具体如下：
47.前部壳体310是指嵌入电动汽车的充电口中的外壳模型，其外表面形状与电动汽车的充电口的形状相匹配。前部壳体310内部为空腔结构，可以安装导热填料330、端子压板340、五个功率端子350、两个信号端子360和至少一个温度传感器370等部件。其中，前部壳体310的外表面形状一般为国家规定的如《gb/t20234》标准中规定的形状，也可以为美国、欧盟、日本等国家规定的形状，本技术在此不再详细赘述了，具体可以详见各国对充电枪规定的标准文件。
48.示例性地，前部壳体310的与后部400连接的端口，其外半径可以比前部壳体310的嵌入电动汽车的充电口中的部分的半径小，使得前部壳体310可以嵌入后部400中，实现与后部400之间紧密固定。可选地，在前部壳体310的与后部400连接的端口的外表面上，可以设置有固定结构，如图4中的两个圆孔。当前部壳体310的与后部400连接的端口嵌入后部400中，前部壳体上的两个圆孔与后部400上的卡槽对齐，再固定螺丝430，可以将前部壳体310固定在后部400上。
49.密封圈320嵌套在前部壳体310的与后部400连接的端口上。当前部壳体310嵌入后
部400中，前部壳体310与后部400之间通过挤压密封圈320，让前部壳体310与后部400之间紧密贴合，不存在缝隙，使得充电枪具有良好的防水效果。通常情况下，充电桩可能部署在露天停车场、道路旁等位置上，充电枪可能会被雨水淋湿，所以充电枪要有良好的防水性能，避免雨水渗入充电枪中，导致充电枪内部的电路短路。可选地，前部壳体310与后部400装配时，至少满足ip67防护等级。
50.端子压板340用于固定功率端子350、信号端子360和温度传感器370。结合图5(a)和图5(b)所示，端子压板340上设置有功率端子槽341、信号端子槽342和温度传感器通孔343。其中，端子压板340上的各个功率端子槽341之间相对位置关系、各个信号端子槽342之间相对位置关系、以及各个功率端子槽341与各个信号端子槽342之间相对位置关系，满足国家规定的如《gb/t20234》标准中规定的充电枪中的各个功率端子之间相对位置关系、各个信号端子之间相对位置关系、以及各个功率端子与各个信号端子之间相对位置关系，也可以为美国、欧盟、日本等国家规定的位置关系，本技术在此不再详细赘述。
51.功率端子槽(341-1，341-2，341-3，341-4，341-5)的形状相同。示例性地，功率端子槽341的形状一般为四分之三个圆柱体，该圆柱体贯穿端子压板340，并有部分突出端子压板340的表面。功率端子槽341处在端子压板340的边缘处有缺口，该缺口也即是圆柱体缺失的四分之一部分，该缺口与端子压板340边缘之间形成一个通道3412，使得功率端子350可以从通道3412压入功率端子槽341中，实现功率端子350固定在端子压板340上。
52.可选地，在相邻两个功率端子槽341之间设置有隔离挡板345。其中，每个隔离挡板345固定在端子压板340的表面上，且与相邻两个功率端子槽341的高于端子压板340表面的部分连接，通过五个功率端子槽341和四个隔离挡板345共同构成一个凹槽，用于放置导热填料330。
53.功率端子槽341与端子压板340上的凹槽之间相互导通。示例性地，结合图5(b)所示，每个功率端子槽341的构成该凹槽的部分上，设置有通孔3411，让功率端子槽341与端子压板340上的凹槽导通，使得当功率端子350压入功率端子槽341中后，再将导热填料330填入该凹槽中，导热填料330可以与各个功率端子350之间直接接触。
54.信号端子槽(342-1，342-2)的形状相同。示例性地，结合图5(b)所示，信号端子槽342的形状与功率端子槽341的形状相似，也是为四分之三个圆柱体，该圆柱体贯穿端子压板340，并有部分突出端子压板340的表面。信号端子槽342处在端子压板340的边缘处有缺口，该缺口也即是圆柱体缺失的四分之一部分，该缺口与端子压板340边缘之间形成一个通道3421，使得信号端子360可以从通道3421压入信号端子槽342中，实现信号端子360固定在端子压板340上。
55.温度传感器通孔343是用于让处于端子压板340一侧的外部电路穿过，与端子压板340另一侧的温度传感器进行电连接。其中，温度传感器343一般设置在五个功率端子槽341的中间位置上，且处于由五个功率端子槽341和四个隔离挡板345构成的凹槽中，以便导热填料330填入该凹槽中后，温度传感器370处在导热填料330中，并与导热填料330直接接触。
56.本技术中，端子压板340的形状与前部壳体310内部的截面形状相同，其半径等于前部壳体310内半径相同，使得当端子压板340嵌入前部壳体310内部后，固定在端子压板340上的固定功率端子350和信号端子360，不会随着端子压板340在前部壳体310内部晃动。可选地，结合图5(a)和图5(b)所示，在端子压板340上设置有多个固定组件344。其中，各个
固定组件344的形状可以为螺丝帽形状，均匀地分布在端子压板340边缘处，后续将端子压板340放置在前部壳体310中后，可以利用螺丝，将端子压板340固定在前部壳体310内部。
57.需要说明的是，由于端子压板340的结构比较复杂，上述介绍端子压板340的过程中给人感觉端子压板340是由功率端子槽341、信号端子槽342、温度传感器通孔343、隔离挡板345等部件组装而成。但是实际产品中，端子压板340是由塑料、高分子聚合物等材料，通过注塑、冲压等工艺一次成型的整体结构。当然，也可以考虑到端子压板340的成本、工艺难度等其它因素，端子压板340可以通过由功率端子槽341、信号端子槽342、温度传感器通孔343、隔离挡板345等部件组装而成，本技术在此不作限定。
58.导热填料330一般选用传递热量效果比较好的材料构成，如导热凝胶、导热塑料等等，用于在填入端子压板340中后，可以将五个功率端子360上产生的热量传递到温度传感器370中，让温度传感器370可以准确地检测出功率端子360的温度。其中，导热填料330的形状与五个功率端子槽341和四个隔离挡板345构成的凹槽形状相同，且导热填料330中靠近温度传感器通孔343出设置是个通孔。当导热填料330嵌入到凹槽中，导热填料330的边缘与各个功率端子槽341紧密贴合，如果功率端子350处在功率端子槽341中，导热填料330的边缘与各个功率端子350直接接触，温度传感器370嵌入在导热填料330中间的通孔中，与导热填料330直接接触，如图6所示，实现功率端子350上的热量可以直接传递到温度传感器上，从而提高温度传感器检测准确性。
59.导热填料330可以为一个独立部件，如在已有的材料上进行切割、裁剪等工艺，得到设定形状的导热填料330，可以将导热凝胶或其它材料加热到液态时，倒入由五个功率端子槽341和四个隔离挡板345构成的凹槽中，得到设定形状的导热填料330；以及其它方式得到。导热填料330也可以与端子压板340为整体结构，如端子压板340制作的材料导热性能比较优异，在制作端子压板340时，可以将导热填料330一并制作在端子压板340上。
60.功率端子350在与电动汽车电连接后，用于为电动汽车中的电池进行充电。信号端子360在与电动汽车建立通信连接后，可以与电动汽车进行数据的传输。上述实施例中，介绍本技术技术方案过程中，是以常用的五个功率端子和两个信号端子的充电枪为例，可以想到的是，本技术保护的技术方案还可以应用在三个功率端子和两个信号端子的充电枪中，以及其它充电枪，本技术在此不作限定。
61.温度传感器370设置在端子压板340上，并嵌入在导热填料中，用于检测各个功率端子的温度。可选地，充电枪中可以部署有一个微处理器(microprocessor，mcu)、片上系统(system-on-a-chip，soc)等控制单元，其可以与温度传感器370建立通信连接，并接收温度传感器370上报的检测结果，如果温度传感器370上报的检测温度超过设定阈值时，可以向告警单元发送告警指令，如果告警单元为指示灯，可以让指示灯闪烁红光，如果告警单元为扬声器，可以让扬声器播放告警语音，以提醒用户充电枪充电异常，让用户拔出充电枪。控制单元在检测到温度传感器370上报的检测温度超过设定阈值时，可以直接中断充电枪为电动汽车充电，避免充电枪的温度继续上升。
62.上述实施例中，是以一个温度传感器为例，由于本技术保护的技术方案中，最少只需要一个温度传感器就可以实现本技术保护的技术方案，如果采用两个或更多个温度传感器，也是可以的，本技术在此不作限定。
63.本技术实施例中，在端子压板上的各个功率端子槽中间位置上，布置一个导热性
能比较好的导热填料，并让该导热填料直接与各个功率端子槽中的功率端子接触，温度传感器中布置在端子压板上的各个功率端子槽中间位置上，且嵌套在导热填料中，并与导热填料直接接触，如果各个功率端子上产生热量，可以直接通过导热填料传递到温度传感器上，使得温度传感器检测到温度等于或非常接近各个功率端子上的实际温度，从而提高温度传感器检测结果的准确性。
64.本技术实施例提供一种充电桩，该充电桩包括至少一个如图3-图6和上述对应保护方案中记载的充电枪，每个充电枪可以通过线缆与充电桩主体进行电连接。由于该充电桩包括有该充电枪，因此该充电桩具有该充电枪的所有或至少部分优点。其中，充电桩并不仅仅为常说的那种如“树桩”形的充电桩，还可以为充电站中的充电座，以及其它充电设备。
65.本技术实施例提供一种充电设备，该充电设备包括充电主体和至少一个如图3-图6和上述对应保护方案中记载的充电枪，充电主体通过线缆充电枪电连接，用于将外界电路中的电信号转换成设定功率的电信号后，通过充电枪为用电设备进行充电。由于该充电设备包括有该充电枪，因此该充电设备具有该充电枪的所有或至少部分优点。其中，充电设备可以为常理解的充电器、充电转换器等设备。
66.在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以适合的方式结合。
67.最后说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例中所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例中技术方案的精神和范围。