技术领域
[0001] 本发明涉及电连接器技术领域,具体涉及一种大电流金属排连接器。
相关背景技术
[0002] 为实现连接器快速的充电速度,尤其是新能源汽车或电动汽车的充电口是与充电枪等充电装置所配备的连接器,其要求承载电流较高以及电流的稳定性,所以在技术上具有更高的需求。然而,现有技术中连接器通常采用线体连接,尤其是那些依赖于线束等传统线体连接的方案,面临着一些限制。首先,线束连接器通常难以实现高电流的稳定传输。这是因为线束的物理特性,如导线截面积和材料电阻,限制了其能够安全承载的电流上限。此外,线束在多次插拔和使用过程中可能会出现磨损,进一步影响其电气性能。其次,线束连接器的电流输出稳定性也是一个问题,在充电过程中,电流的波动可能会导致电池管理系统的效率降低,甚至可能对电池造成损害。
[0003] 为了改变现状,现有中国专利:便捷型大电流金属排连接器、CN116435819A的公开内容中,其为了解决上述问题,包括插头外壳、铝排组件、插座组件和插头组件,所述插头外壳内设置水平通道以及与水平通道连接的垂直通道,所述垂直通道内插入的铝排组件与水平通道内设置的插头组件连接,所述插头组件与位于插头外壳后端的插座组件连接;……所述插座组件包括分别与两个铝排连接的插座长端子、插接进插头外壳内的插座外壳、插接进插座外壳内的插座内壳、面板防水密封圈以及安装界面,所述插座长端子依次穿设插头前盖、插座内壳和安装界面,所述铝排与插座长端子连接的端头表面依次设置镀镍层和镀银层。其通过铝排组件与插座长端子的连接,在一定程度上实现大电流传输,但是还是存在一些局限性和挑战。例如,铝排与插座长端子的连接处可能会出现较高的接触电阻,尤其是在多次插拔后,这会影响充电效率,而且插座长端子仍旧还是线体结构,能否安全承载高电流仍然存在一些挑战。其次,铝制的铝排组件热导率虽然不错,但低于铜,在高电流传输时,铝排组件可能会比铜排更容易积聚热量,在狭窄的连接器空间中容易过热。再者,插座长端子一些附件的设计存在结构复杂、成本较高等问题。
具体实施方式
[0037] 如图1‑3、7所示的大电流金属排连接器,包括有插座组件1以及插头组件2,插座组件1包括有插座插排11、插座壳体12,插座插排11固定安装于插座壳体12,插头组件2包括有插头插排21、插头壳体22,插头插排21固定安装于插头壳体22,插座插排11与插头插排21均由金属材料制成,插座插排11与插头插排21可通过锁紧件3紧固连接,插座壳体12与插头壳体22通过定装置4相互连接形成固定。在插座组件1和插头组件2连接时,插座插排11与插头插排21通过锁紧件3将两者紧固,并利用固定装置4将插座壳体12与插头壳体22固定,从而确保连接的牢固性。通过采用插座插排11和插头插排21的直接金属对金属连接,替代传统线束,显著增大了电流流通面积,有效降低了单位面积的电流密度,减少了电阻和发热,提升了电流传输效率和最大承载能力,为电力传输系统提供了更为高效、可靠的电连接方案。其中,锁紧件3可以是螺栓和锁紧螺母,插座插排11开设螺纹孔,螺栓螺纹连接在插座插排
11,插头插排21开设通孔,锁紧螺母固定于通孔下方的插头壳体22内。连接时,拧紧螺栓使其先后拧入通孔和锁紧螺母内,进而使插座插排11与插头插排21相固定。
[0038] 如图2‑7所示,插座插排11与插头插排21相互连接的位置分别形成插座排内接端111与插头排连接端211,插座排内接端111、插头排连接端211实际分别位于插座插排11、插头插排21的末端,插座排内接端111、插头排连接端211均为板片状结构,插座排内接端111与插头排连接端211两者相互平行布置并且通过锁紧件3紧固连接,尤其是插座排内接端
111与插头排连接端211相互接触的位置平行且贴合,尽可能使接触面积最大化,确保电流流通截面符合高电流传输需求。并且,通过锁紧件3将插座排内接端111与插头排连接端211两者紧固确保贴合紧密接触,保证了在高电流传输下的稳定连接,有效避免了因接触不良引发的电阻变化和热量集中问题。
[0039] 如图1、3‑5所示,固定装置4包括有凸耳41、凹口42以及固定螺栓43,凸耳41位于插头壳体22的两对侧位置,凹口42则位于插座壳体12的两对侧位置,凸耳41和凹口42的位置相对,当然也可设置两者的位置对调。两者具体的固定方式是将凸耳41置入至凹口42内,并且固定螺栓43自凹口42螺接至凸耳41内以形成导向和固定。凸耳41与凹口42的接触位置形成截面类似“几”字型的接触面,接触面包括有顶部的矩形口44以及矩形口44两侧呈“八”字型的斜面45,具体是该凹口42具有一个开放的入口和一个限定的矩形口44,该入口是由入口到矩形口44逐渐变窄的斜面45构成;另一方的凸耳41,其尺寸和形状与凹口42相匹配,确保完全嵌入后达到最佳的固定状态。插接时,操作者首先将凸耳41对准凹口42的入口,由于斜面45的存在,即使在一定角度偏差下,凸耳41也能在插入过程中自然调整方向,沿着斜面45滑入,直至接触到矩形口44的直壁部分。当凸耳41的前端触碰到矩形口44的直壁时,意味着已经到达预定的最终位置。此时,凸耳41与凹口42之间的接触变为垂直或接近垂直,确保了两部件之间的最大接触面积和稳定性。再通过固定螺栓43等紧固件自凹口42顶部穿入螺接到凸耳41内,完成最终的紧固连接,从而确保了连接的牢固性,防止在受到外力或振动时产生松动。另外,固定装置4具有两个,且分别位于插座组件1以及插头组件2长度方向的两对侧位置,两个凸耳41的相对面形成向内倾斜的斜导面411。凸耳41位于插头壳体22的两对侧位置为例,两侧的斜导面411形成向靠近插头壳体方向逐渐缩小的缩口。插接时,斜导面
411接触插座壳体12的底部边缘两对侧,能够引导插头组件2逐步对准插座组件1,以确保插座组件1和插头组件3准确插接。
[0040] 如图6、7所示,插头插排21还包括有主体段212,主体段212与插头排连接端211之间形成90°至180°的夹角,图示中夹角为135°,以适应特定的安装空间。
[0041] 如图1‑4所示,插座壳体12内固定安装有衬套14,插座插排11插接安装于衬套14内,插座插排11至少具有两个,插座插排11外露于插座壳体12处形成外接端112,相邻的外接端112向相反方向错开。图示中插座插排11和插头插排21均为两个,数量根据电路线路需求而定。上述所指的相反方向可以是厚度方向的向上、向下或者宽度方向的向左、向右,总之为相反的方向偏离延伸,使用于连接线缆的外接端112位置适当远离,能够减少相邻外接端112的电磁干扰风险,并提升了连接器的使用安全性和散热效能。
[0042] 如图2‑6所示,插座壳体12开设有露出插座排内接端111的连接口121,插头壳体22安装有凸出的凸台件23,插头排连接端211在凸台件23的台面处外露,凸台与连接口121适配形成限位。确保了插头组件2与插座组件1之间在连接时能够高度准确的对位,以使两者能够稳固连接,避免了连接过程中的偏移或振动引起的接触不良。
[0043] 如图6所示,凸台件23具有限位柱231,插头排连接端211开设有缺口213,限位柱231穿插于缺口213内形成限位配合以限位插头插排21。限位柱231确保能够顺利嵌入缺口
213内,同时提供足够的侧向限制力。缺口213可设计成矩形形状,能与限位柱231形成配合。
当插头组件2插入插座组件1时,限位柱231从插头排连接端211的厚度方向上方向下插入缺口213内,这个过程既起到了导向作用,也限制了插头在水平方向上的移动,确保了插头与插座的正确对准,避免了装配过程中的偏移。
[0044] 如图2、3、6、8、9所示,插头壳体22内还安装有内衬件24,内衬件24的内侧壁上具有凸缘242,凸台件23一体设置有扣片232,扣片232与凸缘242卡扣连接以固定连接凸台件23与内衬件24;该内衬件24通过卡扣的连接方式固定,增加了壳体内部结构的稳定性。内衬件24固定有支撑台241,支撑台241位于插头排连接端211的下方以支撑插头排连接端211。当插头组件2连接过程中,插头组件2势必会收到插座插排11的压力,支撑台241便与插头排连接端211的底面接触,对其形成了一个稳固的支撑结构。这不仅增强了插头插排21的抗振性能,减少了因振动引起的接触松动,还有助于维持插头排连接端211的平面度,确保电接触的可靠性。
[0045] 插座插排11和插头插排21主要由金属材料铜制成,可以是纯铜材质或者是以铜为主料的合金材质。如此,选用铜作为主要材质,充分利用其低电阻、高导热性能和良好的加工性,进一步强化了连接器的电流传输效率和散热性能。
[0046] 如图1‑3所示,插座壳体12开设有锁紧口122,锁紧口122正对于锁紧件3的位置处,锁紧口122覆盖有翻盖13,翻盖13铰接安装于插座壳体12。翻开翻盖13打开锁紧口122可拧紧锁紧件3使插座插排11和插头插排21紧固,便于用户进行锁紧件3的操作与维护,同时也提高了连接器的日常使用安全性和防尘防水性能。
[0047] 另一实施例:与上述实施例不同的是,如图10、11所示,固定装置4包括有锥形柱46以及导向孔47,锥形柱46插接于导向孔47内形成固定。该固定装置4更简单而高效,特别适用于易于组装拆卸的场合。锥形柱46的一端较宽,另一端较窄,整体形状为锥形或类似锥形,这样设计便于插入并能自动对中。在需要固定的部件加工出一个与锥形柱46相匹配的导向孔47,导向孔47通常为直筒状,底部可以是平的或者略微扩大的设计,以便更好地容纳锥形柱46的宽端,确保固定后的稳定性。装配时,首先确保锥形柱46与导向孔47的正确对准,由于锥形设计,即使初始对准不完全精确,锥形柱46在插入过程中也能自行调整对中;施加适量的轴向压力,锥形柱46会逐渐深入导向孔47中。随着插入深度的增加,接触面积加大,固定力也随之增强,直至锥形柱46的最宽端与导向孔47的底部或扩大部位紧密接触。为了防止松脱,可在锥形柱46的一侧设置紧固螺栓,以确实保障插座组件1和插头组件2连接的牢固度。
[0048] 如图10、11所示,主体段212与插头排连接端211之间形成90°的夹角,意味着插头组件2在与插座组件1连接时,两者的主体部分将呈现垂直分布的状态,也是应用场景的常用选择,能够节省安装空间,提高了布线的灵活性和效率。