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CN111936347B - 液体冷却充电连接器 - Google Patents

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CN111936347B CN201980020614.7A CN201980020614A CN111936347B CN 111936347 B CN111936347 B CN 111936347B CN 201980020614 A CN201980020614 A CN 201980020614A CN 111936347 B CN111936347 B CN 111936347B
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Abstract

充电连接器包括第一电插座和第二电插座。提供第一套筒和第二套筒，以使第一套筒同中心地被耦接到第一电插座，并且第二套筒同中心地被耦接到第二电插座。歧管组件适于包围第一电插座和第二电插座并且包围第一套筒和第二套筒，以使第一套筒和第二套筒以及歧管组件在第一套筒和第二套筒与歧管组件之间创设中空的内部空间。歧管组件内的入口导管和出口导管，以使入口导管、内部空间和出口导管共同创设流体流动路径。

Description

液体冷却充电连接器
技术领域
本公开总体上涉及用于电动车辆的充电连接器，并且更具体地涉及用于电动车辆的液体冷却充电连接器。
背景技术
电动车辆和混合动力车辆通常使用来自可再充电电池的电力作为电来。这些可再充电电池必须从另一种能量源充电。通过将能量供应由带有附接的充电连接器的电缆连接到车辆的充电入口，再充电可以在充电状态下发生。为了更快地传输能量并且减少充电时间，电缆和充电连接器必须能够承受高的电流负载。现有的充电连接器可以支持的电流负载是有限的，因为充电连接器的散热的能力有限。因此，需要新的充电连接器来解决上述问题。
发明内容
本公开涉及一种新的充电连接器。该充电连接器具有第一电插座和第二电插座。第一套筒同中心地被耦接到第一电插座，并且第二套筒同中心地被耦接到第二电插座。歧管组件(manifold assembly)包围第一电插座和第二电插座以及第一套筒和第二套筒，以使第一套筒和第二套筒以及歧管组件在第一套筒和第二套筒与歧管组件之间形成中空的内部空间。歧管组件具有入口导管和出口导管，以使入口导管、内部空间和出口导管共同创设流体流动路径。冷却流体流动通过流体流动路径并且冷却充电连接器。在操作期间，冷却流体分叉为围绕第一套筒流动的第一流体流和围绕第二套筒流动的第二流体流。第一流体流和第二流体流在出口导管的上游合并。第一套筒包围第一电插座，并且第二套筒包围第二电插座。冷却套筒由热传导材料制成，以使由电插座产生的热量可以被冷却流体移除。在实施例中，该热传导材料是热传导塑料材料。
在本公开的一些实施例中，提供了一种用于电动车辆的充电系统。充电系统包括用于为电动车辆的电源充电提供电力的电源。充电系统还包括具有第一端和第二端的充电电缆，以使充电电缆的第一端连接到电源，并且充电电缆连接到第二端。充电连接器具有允许充电连接器到电动车辆的充电入口的连接的形状因数。充电连接器具有第一电插座和第二电插座。第一套筒同中心地被耦接到第一电插座，并且第二套筒同中心地被耦接到第二电插座。歧管组件包围第一电插座和第二电插座以及第一套筒和第二套筒，以使第一套筒和第二套筒以及歧管组件在第一套筒和第二套筒与歧管组件之间形成中空的内部空间。歧管组件具有入口导管和出口导管，以使入口导管、内部空间和出口导管共同创设流体流动路径。冷却流体流动通过流体流动路径并且冷却充电连接器。
在一些实施例中，提供了一种用于电动车辆的充电连接器的手柄组件。手柄组件包括具有第一端和第二端的充电电缆，以使充电电缆的第一端被耦接到电源。充电电缆的第二端被耦接到充电连接器。充电连接器具有允许充电连接器到电动车辆的充电入口的连接的形状因数。充电连接器具有第一电插座和第二电插座。第一套筒同中心地被耦接到第一电插座，并且第二套筒同中心地被耦接到第二电插座。歧管组件包围第一电插座和第二电插座并且包围第一套筒和第二套筒，以使第一套筒和第二套筒以及歧管组件在第一套筒和第二套筒与歧管组件之间创设中空的内部空间。歧管组件具有被限定在歧管组件内的入口导管和出口导管，以使入口导管、内部空间和出口导管一起创设流体流动路径。手柄壳体包围充电连接器和充电电缆，以使充电电缆从手柄壳体的另一端向外延伸。手柄壳体限定第一开口，以允许充电电缆向外延伸，并且限定第二开口，以允许手柄壳体的第一电插座和第二电插座向外延伸。冷却流体流动通过流体流动路径用于冷却充电连接器。
附图说明
图1示出了根据本公开的某些实施例的示例电动车辆。
图2示意性地示出了根据本公开的某些实施例的用于电动车辆的充电系统。
图3示出了根据本公开的某些实施例的用于充电连接器的手柄组件。
图4示出了根据本公开的某些实施例的充电连接器。
图5示出了根据本公开的某些实施例的充电连接器的分解图。
图6示出了根据本公开的某些实施例的不具有歧管组件的充电连接器。
图7示出了根据本公开的某些实施例的充电连接器的截面图。
图8示意性示出了根据本公开的某些实施例的流体流动路径，在流体流动路径中冷却流体围绕充电连接器流动。
图9示出了根据本公开的某些实施例的充电连接器的另一透视图。
图10示出了根据本公开的某些实施例的充电连接器的另一透视图。
通过参考下面的详细描述，可以最好地理解本公开的实施例及其优势。应当理解的是，相似的附图标记被用于标识在一个或多个附图中示出的相似的元件，其中本文中的显示仅处于示出本公开的实施例的目的，而不是为了限制本公开。
具体实施方式
图1示出了示例性的车辆100。车辆100可以是电动车辆或混合动力车辆。车辆100包括用于在地表面上驱动车辆100的电力传动系统(未示出)。车辆100可以包括能量存储设备(未示出)，该能量存储设备用于向电力传动系统供应能量以用于驱动车辆100。能量存储设备可以是电池。能量存储设备也可以是其他任何适合应用于本公开的各个方面的能量存储装置。车辆100包括用于对能量存储设备进行充电的充电入口102。充电入口102可以内部连接到能量存储设备，以使电能可以通过充电入口102被供应到能量存储设备。
图2示意性地示出了用于对车辆100充电的充电系统200。充电系统200包括电源202。电源202可以是在配电网络上可用的交流(AC)电源。交流电源可以通过适当的转换装置转换为直流(DC)电源。备选地，电源202也可以是DC电源。充电系统200包括具有第一端206和第二端208的充电电缆204。充电电缆204的第一端206被耦接到电源202，并且第二端208被耦接到充电连接器210。充电连接器210具有手柄组件300(在图3中示出)，该手柄组件300允许用户握持充电连接器210而不允许用户接触充电连接器210的内部部件。
图3示出了充电连接器210的手柄组件300。手柄组件300包括手柄壳体302，该手柄壳体302部分地或完全地包围充电连接器210。手柄壳体302还部分地包围充电电缆204。手柄壳体302限定了第一开口304，充电电缆204通过该第一开口304延伸。手柄壳体302还限定了第二开口306，充电连接器210的内部部件可以通过该第二开口306向外延伸。
图4示出了不具有手柄壳体302的充电连接器210。充电连接器210包括第一电插座404和第二电插座406。第一套筒410围绕第一电插座404同中心地被耦接到第一电插座404，并且第二套筒412围绕第二电插座406同中心地被耦接到第二电插座406。充电连接器210还包括歧管组件414，该歧管组件414包围第一电插座404和第二电插座406以及第一套筒410和第二套筒412。歧管组件414以及第一套筒410和第二套筒412在歧管组件414与第一套筒410和第二套筒412之间形成中空的内部空间416。
图5示出了充电连接器210的分解图。如图所示，充电连接器210包括第一电插座404和第二电插座406。第一电插座404具有大致中空的圆柱形结构。第一电插座404的外表面502可以被设计使得任何其他部件(例如套筒)，可以轻松地被耦接到第一电插座404。在实施例中，第二电插座406具有与第一电插座404相同的结构。在其他实施例中，第二电插座406与第一电插座404相比具有结构上的差异。
充电连接器210包括第一套筒410和第二套筒412。第一套筒410具有带有第一端504和第二端506的大致中空的圆柱形结构。第一套筒410的外表面508包括朝向第一端504和第二端506的凸起轮廓510，从而在第一套筒410的外表面508上限定了从第一端504延伸到第二端506的凹槽。第二套筒412具有与第一套筒410完全相同的结构。如图6所示，第一套筒410和第二套筒412同中心地被耦接到第一电插座404和第二电插座406。第一套筒410可以通过压配合组件被耦接到第一电插座404。第一套筒410也可以通过重叠模塑(overmolding)工艺被耦接到第一电插座404。可以将第一电插座404视为基底材料，并且第一套筒410继而可以部分地覆盖第一电插座404。第一套筒410也可以通过任何其他机械连接装置被耦接到第一电插座404，该机械连接方式可以适用于本公开的各个方面。
如图5所示，充电连接器210还包括歧管组件414。歧管组件414具有中空结构以包围充电连接器210的各种其他部件。歧管组件414具有入口导管512和出口导管514。图7示出了充电连接器210的侧视截面图，该侧视截面图示出了入口导管512和出口导管514。在第一套筒410和歧管组件414之间提供了一个或多个O形环。如图7所示，第一O形环702在第一套筒410和歧管组件414之间，并且第二O形环704在第二套筒412和歧管组件414之间。更具体地，第一O形环702在第一套筒410的凸起轮廓510和歧管组件414之间。类似地，第二O形环704在第一套筒410的凸起轮廓510和歧管组件414之间。
第一O形环702和第二O形环704在第一套筒410和歧管组件414之间提供有效的耦接，使得没有流体从中空的内部空间416或者流体流动路径逸出。类似地，可以在第二套筒412和歧管组件414之间提供一个或多个O形环(不可见)。第一套筒410同中心地被耦接到第一电插座404，以使第一套筒410部分地或完全地包围第一电插座404。类似地，第二套筒412同中心地被耦接到第二电插座406，以使第二套筒412部分地或完全地包围第二电插座406。第一套筒410和第二套筒412可以由热传导塑料材料制成，以使由电插座404、电插座406产生的热量通过套筒410、套筒412被移除。
入口导管512被连接到中空的内部空间416，该中空的内部空间416被限定在歧管组件414与第一套筒410和第二套筒412之间。出口导管514也连接到歧管组件414与第一套筒410和第二套筒412之间的中空的内部空间416。入口导管512、中空的内部空间416和出口导管514一起创设流体流动路径802。图8示出了歧管组件414内的流体流动路径802。冷却流体可以流动通过流体流动路径802以将电插座404、电插座406产生的热量移出充电连接器210。冷却流体可以通过入口导管512进入歧管组件414。然后，冷却流体分叉为第一流体流804和第二流体流806。第一流体流804围绕中空的内部空间416(在第一套筒410和歧管组件414之间)流动。类似地，第二流体流806围绕中空的内部空间416(在第二套筒412和歧管组件414之间)流动。在实施例中，冷却流体是乙二醇。在实施例中，冷却流体是导电流体。
冷却流体从电插座404、电插座406中的热量吸收热能。套筒410、套筒412由热传导、电绝缘材料制成。电插座404、电插座406产生的热量通过套筒410、套筒412传递至冷却流体。在围绕中空的内部空间416流动后，第一流体流804和第二流体流806在出口导管514的上游合并在一起，并且通过出口导管514流出歧管组件414。通过出口导管514流出歧管组件414的冷却流体可以由贮液器(未示出)接收，该贮液器可以提供热交换装置。热交换器可以被提供将由冷却流体吸收的热量移走。在排出所吸收的热量之后，冷却流体可以再循环至入口导管512，用于充电连接器210的进一步冷却。
图9示出了由充电连接器210包括的另一部件。印刷电路板组件(PCBA)902热被耦接到充电连接器210。在实施例中，PCBA902为两部分结构。PCBA904的第一部分被耦接到充电连接器210，以使PCBA904的第一部分坐落于电插座404、电插座406的顶部。PCBA908的第二部分通过刚挠结合的PCB构造或其他类似的连接体连接到PCBA904的第一部分。PCBA902的两部分结构允许充电连接器210的电线的更有效的布线，并且可以便于减小充电连接器210的整体尺寸。
图10示出了不具有电插座406的充电连接器210。充电连接器210包括温度传感器1002。温度传感器1002被热耦接到电插座406。另一个被热耦接到电插座404的温度传感器(未示出)被提供在电插座404下方。温度传感器的热耦合为通过温度传感器收集温度数据提供了更好的感测响应。
本公开中公开的充电连接器210通过部分地位于歧管组件414内的流体流动路径802为电插座404、电插座406的对提供了有效的冷却。冷却流体流动通过流体流动路径802，将电插座404、电插座406的热量移除。冷却流体随后可以通过任何合适的热交换装置排出热量。尽管充电连接器210的各个方面被描述为在电动或混合动力车辆的充电的环境中使用，但是充电连接器210也可以用于任何其他允许使用这样的充电连接器的应用领域。
前述公开内容并非旨在将本公开内容限制为所公开的精确形式或特定使用领域。如此，可以预期无论是否在本文中明确描述或暗示，根据本公开对本公开的各种替代实施例和/或修改是可能的。由于以此方式描述了本公开的实施例，本领域普通技术人员将认识到，可以在不背离本公开的范围的情况下在形式和细节上做出改变。因此，本公开仅受权利要求书限制。
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此外，本文所公开的各种实施例应以说明性和解释性的意义来理解，并且绝不应被解释为对本公开的限制。所有结合引用(例如，附接、附上、耦接、连接等)仅用于帮助读者理解本公开，并且不可以产生限制，特别是不可以限制本文公开的系统和/或方法的位置、定向或使用。因此，如果有任何结合引用，则应被广义地解释。而且，这样的结合引用不一定推断出两个元件直接相连。
此外，所有数字术语，诸如但不限于“第一”“第二”“第三”“首要”“次级”“主要”或其他任何普通和/或数字术语，也应仅用作标识符，以帮助读者理解本公开的各种元件、实施例、变型和/或修改，并且不可以产生任何限制，特别是不可以限制相对于另一个元件、实施例、变化和/或修改的任何元件、实施例、变化和/或修改的顺序或偏好。
还应理解的是，在附图/图画中描绘的一个或多个元件也可以通过更加分离或集成的方式来实现，或者甚至在某些情况下被移除或变为不可操作，鉴于根据特定的申请这是有作用的。此外，除非另外具体说明，附图/图画中的任何信号影线应仅视为示例性的，而不应作为限制。

Claims (14)

1.一种充电连接器，包括：
第一电插座和第二电插座；
第一套筒和第二套筒，所述第一套筒同中心地被耦接到所述第一电插座，所述第二套筒同中心地被耦接到所述第二电插座；
歧管组件，包围所述第一电插座和所述第二电插座并且包围所述第一套筒和所述第二套筒，以使所述第一套筒和所述第二套筒以及所述歧管组件在所述第一套筒和所述第二套筒与所述歧管组件之间形成中空的内部空间；以及
入口导管和出口导管，所述入口导管和所述出口导管在所述歧管组件内，以使所述入口导管、所述中空的内部空间和所述出口导管共同创设流体流动路径，所述流体流动路径是围绕所述中空的内部空间流动并且接触所述第一套筒和所述第二套筒的公共的流体路径，
其中冷却流体流动通过所述流体流动路径，用来冷却所述充电连接器，
其中所述冷却流体流动进入并通过所述入口导管，其中在到达所述第一套筒和所述第二套筒之前，所述冷却流体分叉为第一流体流和第二流体流，所述第一流体流围绕所述第一套筒流动，所述第二流体流围绕所述第二套筒流动，
其中在所述第一流体流围绕所述第一套筒流动和所述第二流体流围绕所述第二套筒流动之后，所述第一流体流和所述第二流体流在所述出口导管的上游合并在一起并流动离开所述出口导管，并且其中所述冷却流体再循环回到所述歧管组件内的所述入口导管。
2.根据权利要求1所述的充电连接器，其中所述第一套筒部分地包围所述第一电插座，并且所述第二套筒部分地包围所述第二电插座。
3.根据权利要求1所述的充电连接器，其中所述第一套筒和所述第二套筒包括热传导塑料材料。
4.根据权利要求1所述的充电连接器，其中所述第一套筒和所述第二套筒通过重叠模塑工艺或压配合组件中的一项或多项被耦接到所述第一电插座和所述第二电插座。
5.根据权利要求1所述的充电连接器，还包括被耦接到所述充电连接器的两部分印刷电路板组件(PCBA)。
6.根据权利要求1所述的充电连接器，还包括被设置在所述第一套筒和所述歧管组件之间的第一对O形环，以及被设置在所述第二套筒和所述歧管组件之间的第二对O形环。
7.一种用于电动车辆的充电系统，所述充电系统包括：
电源；
充电电缆，具有第一端和第二端，其中所述充电电缆的所述第一端被耦接到所述电源；
充电连接器，在所述第二端处被耦接到所述充电电缆，其中所述充电连接器具有与所述电动车辆的充电入口相对应的形状因数，所述充电连接器包括：
第一电插座和第二电插座；
第一套筒和第二套筒，以使所述第一套筒同中心地被耦接到所述第一电插座，并且所述第二套筒同中心地被耦接到所述第二电插座；
歧管组件，适于包围所述第一电插座和所述第二电插座以及所述第一套筒和所述第二套筒，以使所述第一套筒和所述第二套筒以及所述歧管组件在所述第一套筒和所述第二套筒与所述歧管组件之间形成中空的内部空间；以及
入口导管和出口导管，被限定在所述歧管组件内，以使所述入口导管、所述中空的内部空间和所述出口导管共同创设流体流动路径，所述流体流动路径是围绕所述中空的内部空间流动并且接触所述第一套筒和所述第二套筒的公共的流体路径，
其中冷却流体流动通过所述流体流动路径，用来冷却所述充电连接器，
其中所述冷却流体流动进入并通过所述入口导管，其中在到达所述第一套筒和所述第二套筒之前，所述冷却流体分叉为第一流体流和第二流体流，所述第一流体流围绕所述第一套筒流动，所述第二流体流围绕所述第二套筒流动，
其中在所述第一流体流围绕所述第一套筒流动和所述第二流体流围绕所述第二套筒流动之后，所述第一流体流和所述第二流体流在所述出口导管的上游合并在一起并流动离开所述出口导管，并且其中所述冷却流体再循环回到所述歧管组件内的所述入口导管。
8.根据权利要求7所述的充电系统，其中所述第一套筒部分地包围所述第一电插座，并且所述第二套筒部分地包围所述第二电插座。
9.根据权利要求7所述的充电系统，其中所述第一套筒和所述第二套筒包括热传导塑料材料。
10.根据权利要求7所述的充电系统，其中所述第一套筒和所述第二套筒通过重叠模塑工艺或压配合组件中的一个或多项被耦接到所述第一电插座和所述第二电插座。
11.根据权利要求7所述的充电系统，还包括被耦接到所述充电连接器的两部分印刷电路板组件(PCBA)。
12.根据权利要求7所述的充电系统，还包括被设置在所述第一套筒和所述歧管组件之间的第一对O形环，以及被设置在所述第二套筒和所述歧管组件之间的第二对O形环。
13.一种用于电动车辆的充电连接器的手柄组件，所述手柄组件包括：
充电电缆，具有第一端和第二端，其中所述充电电缆的所述第一端被耦接到电源；
充电连接器，在所述第二端处被耦接到所述充电电缆，其中所述充电连接器具有与所述电动车辆的充电入口相对应的形状因数，所述充电连接器包括：
第一电插座和第二电插座；
第一套筒和第二套筒，以使所述第一套筒同中心地被耦接到所述第一电插座，并且所述第二套筒同中心地被耦接到所述第二电插座；
歧管组件，所述歧管组件包围所述第一电插座和所述第二电插座以及所述第一套筒和所述第二套筒，以使所述第一套筒和所述第二套筒以及所述歧管组件在所述第一套筒和所述第二套筒与所述歧管组件之间形成中空的内部空间；以及
入口导管和出口导管，被限定在所述歧管组件内，以使所述入口导管、所述中空的内部空间和所述出口导管共同创设流体流动路径，所述流体流动路径是围绕所述中空的内部空间流动并且接触所述第一套筒和所述第二套筒的公共的流体路径，
其中冷却流体流动通过所述流体流动路径，用来冷却所述充电连接器，
其中所述冷却流体流动进入并通过所述入口导管，其中在到达所述第一套筒和所述第二套筒之前，所述冷却流体分叉为第一流体流和第二流体流，所述第一流体流围绕所述第一套筒流动，所述第二流体流围绕所述第二套筒流动，
其中在所述第一流体流围绕所述第一套筒流动和所述第二流体流围绕所述第二套筒流动之后，所述第一流体流和所述第二流体流在所述出口导管的上游合并在一起并流动离开所述出口导管，并且其中所述冷却流体再循环回到所述歧管组件内的所述入口导管；以及
手柄壳体，部分地包围所述充电连接器，并且至少部分包围所述充电电缆，以使所述充电电缆从所述手柄壳体的一端向外延伸，并且所述第一电插座和所述第二电插座从所述手柄壳体的另一端向外延伸。
14.根据权利要求13所述的手柄组件，其中所述第一套筒和所述第二套筒包括热传导塑料材料。
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