一種電動車輛的整體冷卻充電裝置的制作方法

本發明涉及電動汽車的技術領域，具體涉及一種電動車輛的整體冷卻充電裝置。

背景技術：

隨著人們對地球環境越來越重視，電動汽車在生活中越來越普及。因此，車載電池組充電是必須解決的問題。電動汽車充電用電纜是電動汽車和充電電源之間用于傳輸電能和充電信息的載體。

電動車輛的充電連接器多為圓筒形的。相應插孔觸點也多是筒狀的。通過向該筒狀插孔觸點的內部插入設在相對的插頭上的銷狀的插塞端子，從而使得插孔觸點的內周面與插塞端子的外周面接觸，使相互之間電導通，充電完成后再將電源側連接器從車輛側連接器上卸下來。為了使得高電壓并且大電流進行電力供給的充電電纜用連接器的電連接的可靠性，可分析妨礙插孔觸點和插塞端子的電導通的主要原因，比如灰塵積聚。還有雨滴、水珠等原因導致的漏電，這是非常危險的事情，必須采取措施斷電。而針對充電連接器的經常性使用，充電連接器的導向結構變得越來越松弛，如果稍有外力對電纜進行拉扯，則會造成插塞端子和插孔觸點之間存在空氣間隙的虛接，這樣會造成熱量上升，或者放電擊穿等嚴重損壞性事故。

現有的電磁耦合充電設備中，電源側連接器、車輛側連接器和充電線纜都需要通過大的電流和承受高的電壓。而導體溫度決定了通過固定橫截面的導體的電流，需要冷卻機構來為充電構件冷卻。

需要設計一種結構簡單，可靠性高的電動車輛的整體冷卻充電裝置，解決業內共性的瓶頸難題。

技術實現要素：

針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種電動車輛的整體冷卻充電裝置。

本發明的目的是這樣實現的，一種電動車輛的整體冷卻充電裝置，包括電源側連接器（100）和車輛側連接器，所述電源側連接器連接充電電纜，

所述電源側連接器包括第一盒體，第一盒體包括磁耦合凸部、第一鐵芯豎板側冷卻部和第一耦合端面；

所述車輛側連接器包括第二盒體，第二盒體包括磁耦合凹部、環周冷卻部、第二鐵芯豎板側冷卻部和第二耦合端面，

所述充電電纜包括線纜芯和包圍在線纜芯周圍的線纜冷卻水路；線纜冷卻水路的入水與第一鐵芯豎板側冷卻部的入水連通；

電源側連接器適于與車輛側連接器形成電磁耦合的同時形成端面耦合；

所述電磁耦合為磁耦合凸部插入到磁耦合凹部直到第一耦合端面抵接第二耦合端面時，磁耦合凸部中的鐵芯與磁耦合凹部中的鐵芯構成磁場回路；

所述端面耦合為：

環周冷卻部的入水和回水與所述線纜冷卻水路的入水和回水對應分別耦合連通；

所述第一鐵芯豎板側冷卻部的出水與第二鐵芯豎板側冷卻部的入水耦合連通；第二鐵芯豎板側冷卻部的出水與線纜冷卻水路的入水耦合連通。

進一步地，所述耦合連通通過對接部來完成，所述對接部包括第一水管、第二水管和端面密封圈，第一水管固定設置在第一盒體中與第一耦合端面平齊，第二水管通過碟簧滑動設在第二盒體的安裝孔中,第二水管端面高于第二耦合端面；第二水管頂部設有密封碗，第一耦合端面抵接第二耦合端面時，第二水管端面和密封碗端面頂壓在第一水管端面上，同時，端面密封圈抵接在第一耦合端面上。

進一步地，密封碗包括一體成型的固定環和伸縮環，第二水管包括頂部的固定凹槽，固定環卡設在固定凹槽中，伸縮環可伸縮地設置在第二水管和安裝孔內壁之間。

進一步地，所述環周側冷卻部包括徑向環繞在第二盒體外周連續連通的環周冷卻水路、第二環周入口對接部和第二環周出口對接部，第一盒體還包括第一環周入水對接部和第一環周回水對接部，所述環周冷卻部的入水和回水與所述線纜冷卻水路的入水和回水對應分別耦合連通具體為：第二環周入口對接部耦合連通第一環周入水對接部,第二環周出口對接部耦合連通第一環周回水對接部。

進一步地，所述第一鐵芯豎板側冷卻部包括第一同心冷卻水路，所述第一同心冷卻水路的入水連通線纜，第一耦合端面還設有第一豎板冷卻出口對接部和第一豎板冷卻回水對接部，所述第一鐵芯豎板側冷卻部的出水與第二鐵芯豎板側冷卻部的入水耦合連通。

進一步地，所述第二鐵芯豎板側冷卻部包括第二同心冷卻水路，第二盒體的對接端面處設有第二豎板冷卻入口對接部和第二豎板冷卻出口對接部，第二豎板冷卻入口對接部連通豎板入水管，所述豎板入水管連通第二豎板冷卻入口對接部；而第二同心冷卻水路的出口連通豎板出水管,所述豎板出水管連通所述第二豎板冷卻出口對接部；

第二豎板冷卻出口對接部耦合連通第一豎板冷卻回水對接部。

進一步地，所述耦合連通還通過導向部來輔助完成，第一耦合端面設有導向柱，第二耦合端面設有定位孔，導向柱配合在定位孔中。

進一步地，所述線纜冷卻水路在手柄部一端分別連通環周冷卻回路和豎板冷卻回路，所述線纜冷卻水路包括第一出水路、第二出水路、第一回水路和第二回水路；第一出水路連通第一環周入水對接部，第一回水路連通第一環周回水對接部；第二出水路連通第一豎板入水管，第二回水路連通第一豎板冷卻回水對接部；在充電線纜接電源一端，所述線纜冷卻水路的第一回水路和第二回水路連通水泵和冷凝機，冷凝機出水連通第一出水路、第二出水路。

進一步地，所述線纜芯包括導熱環套，所述所述導熱環套包括外管、內管和一體連接在外管和內管之間的至少一個導熱壁，外管、內管和導熱壁之間的空間為纜芯空間；所述內管內設有信號線，信號線外設有地線；在纜芯空間中穿設有導體；

導熱環套外設有冷卻保護套，冷卻保護套設有相互獨立的第一出水路、第二出水路、第一回水路和第二回水路。

進一步地，所述第一盒體包括第一鐵芯安裝部和第一線圈安裝部，第一線圈設置在第一線圈安裝部中，第一鐵芯固定設置在第一鐵芯安裝部中，第一鐵芯包括一體成型的圓柱部和第一豎板部，所述圓柱部穿設在第一線圈中；第一線圈安裝部的外殼部分構成為磁耦合凸部；

所述第二盒體包括第二鐵芯安裝部、第二線圈安裝部，第二線圈設置在第二線圈安裝部中，第二鐵芯可滑動地設置在鐵芯安裝部中，第二鐵芯包括第二豎板部和底板部，第二鐵芯設置在第二線圈外側；第二線圈的中心孔構成為磁耦合凹部；

所述電磁耦合為磁耦合凸部插入到磁耦合凹部中直到第一鐵芯的圓柱部抵接第二豎板部，同時第二鐵芯的底板部抵接第一豎板部，構成電磁場回路。

本發明的所述電動車輛的整體冷卻充電裝置，通過如下技術實質來解決現有技術“可靠性高的電動車輛的整體冷卻充電裝置”的技術問題的：

1）電源側連接器與車輛側連接器的冷卻水路耦合且并聯成兩路

車輛側連接器針對鐵芯和線圈的外形，設計了獨立的環周冷卻水路和第二鐵芯豎板側冷卻水路，電源側連接器也針對鐵芯外形設計了第一鐵芯豎板側冷卻水路，充電線纜周圍設計了四路冷卻水路；

端面耦合后，環周冷卻水路和充電線纜的第一路進水和第一路出水水路連通，并與水泵和冷卻機形成第一循環回路；第一鐵芯豎板側冷卻水路連通第二鐵芯豎板側冷卻水路，形成鐵芯豎板的冷卻水路；同時，該水路與充電線纜的第二路進水和第二路出水水路連通，并與水泵和冷卻機形成第二循環回路。

第一循環回路和第二循環回路的導熱液體的溫度均由各自的傳感器和同一控制裝置控制，以保證充電裝置整體過電流的部分所有導體都在同一工作溫度。這一點非常重要，而且會使得單位橫截面的導體通過最大允許電流，縮短充電時間。

2）電源側連接器與車輛側連接器同時磁耦合且端面耦合

通過對接部和耦合導向部來同時完成磁耦合和端面耦合，設計了端面對接后各路進出水路如何對接，以形成閉環水路，達到整體冷卻的目的；

對于水路的對接，通過第一水管與第二水管的第一環向密封圈壓實對接，同時在端面上整體設計第二環向密封圈壓實對接，第一水管設計成伸縮式，第二水管設計成固定式，以確保端面壓實。

3）斷開前的循環水路抽空

通過控制裝置控制，在磁耦合或者端面耦合二者之一出現斷開時，或者當判斷出現漏電時，控制裝置先行將第一循環回路和第二循環回路的水抽到冷卻機中，然后才允許斷開。這保證了充電裝置不會將冷卻液漏在外面。

所述電動車輛的整體冷卻充電裝置,摒棄了單獨冷卻的觀念，采用了冷卻水路耦合且并聯成兩路的設計，同時設計同時磁耦合且端面耦合的結構，二者協同作用，使得整體冷卻成為可能，增大了固定橫截面導體的通過電流，縮短了充電時間。

附圖說明

圖1為本發明一種電動車輛的整體冷卻充電裝置的充電狀態的主剖視圖。

圖2為本發明一種電動車輛的整體冷卻充電裝置的車輛側連接器200的B-B剖視圖。

圖3為本發明一種電動車輛的整體冷卻充電裝置的車輛側連接器200的A-A剖視圖。

圖4為本發明一種電動車輛的整體冷卻充電裝置的車輛側連接器200的環周冷卻部209的流路圖。

圖5為本發明一種電動車輛的整體冷卻充電裝置的第一鐵芯豎板側冷卻部110與第二鐵芯豎板側冷卻部210的流路圖。

圖6為本發明一種電動車輛的整體冷卻充電裝置的電源側連接器的主剖視圖。

圖7為本發明一種電動車輛的整體冷卻充電裝置的充電線纜的橫截面剖視圖。

圖8為本發明一種電動車輛的整體冷卻充電裝置的對接部剖視圖。

上述圖中的附圖標記：

100電源側連接器，200車輛側連接器，300 充電線纜，400 對接部，500 耦合導向部，600 水泵，700 冷卻機

101 第一盒體，102 第一鐵芯安裝部，103 第一線圈安裝部，104 第一線圈，105 第一鐵芯，110 第一鐵芯豎板側冷卻部，111 磁耦合凸部,112 第一耦合端面

201 第二盒體，202 導向部,203 第二線圈安裝部，204 第二線圈,205 第二鐵芯, 206 板簧,207 底滑動導向部, 208 頂滑動導向部,209 環周冷卻部，210 第二鐵芯豎板側冷卻部，212 第二耦合端面，211 磁耦合凹部，212 第二耦合端面

301 線纜冷卻水路，302 線纜芯 303 導熱環套，304 纜芯空間，305 信號線，306屏

蔽層，307 地線，308、309、310、311 導體

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的實施例作詳細說明，但不用來限制本發明的范圍。

如圖所示，一種電動車輛的整體冷卻充電裝置，包括電源側連接器100和車輛側連接器200，所述電源側連接器100連接充電電纜300，所述電源側連接器包括第一盒體101，第一盒體包括磁耦合凸部111、第一鐵芯豎板側冷卻部110和第一耦合端面112；

所述車輛側連接器包括第二盒體201，第二盒體包括磁耦合凹部211、環周冷卻部209、第二鐵芯豎板側冷卻部210和第二耦合端面212，

所述充電電纜300包括線纜芯302和包圍在線纜芯周圍的線纜冷卻水路301；線纜冷卻水路301的入水與第一鐵芯豎板側冷卻部110的入水連通；

電源側連接器100適于與車輛側連接器形成電磁耦合的同時形成端面耦合；

所述電磁耦合為磁耦合凸部111插入到磁耦合凹部211中直到第一耦合端面抵接第二耦合端面212時，磁耦合凸部中的鐵芯與磁耦合凹部中的鐵芯構成磁場回路；

所述端面耦合為：

環周冷卻部209的入水和回水與所述線纜冷卻水路301的入水和回水對應分別耦合連通；

所述第一鐵芯豎板側冷卻部110的出水與第二鐵芯豎板側冷卻部210的入水耦合連通；第二鐵芯豎板側冷卻部210的出水與線纜冷卻水路301的入水耦合連通。

所述耦合連通通過對接部400來完成，所述對接部包括第一水管400.1、第二水管400.2和端面密封圈400.5，第一水管固定設置在第一盒體中與第一耦合端面112平齊，第二水管400.2通過碟簧400.3滑動設在第二盒體的安裝孔中,第二水管端面高于第二耦合端面212；第二水管頂部設有密封碗400.4，第一耦合端面抵接第二耦合端面時，第二水管端面和密封碗400.4端面頂壓在第一水管端面上，同時，端面密封圈400.5抵接在第一耦合端面上。

密封碗400.4包括一體成型的固定環400.41和伸縮環400.42，第二水管400.2包括頂部的固定凹槽400.21，固定環400.41卡設在固定凹槽中，伸縮環400.42可伸縮地設置在第二水管和安裝孔內壁之間。

所述電源側連接器100包括第一盒體101，所述第一盒體101包括第一鐵芯安裝部102、第一線圈安裝部103，第一線圈104設置在第一線圈安裝部103中，第一鐵芯105固定設置在第一鐵芯安裝部102中，第一鐵芯安裝部102、第一線圈安裝部103的外殼部分構成為磁耦合凸部111；第一鐵芯105為L型鐵芯，所述第一鐵芯105包括平柱腿部105.1和第一豎板部105.2；

第一盒體101還包括磁耦合凸部111和第一耦合端面112；磁耦合凸部111的后側設有第一鐵芯豎板側冷卻部110，所述第一鐵芯豎板側冷卻部110包括第一同心冷卻水路110.1，所述第一同心冷卻水路110.1的入口連接第一豎板入水管110.2；第一耦合端面112處設有第一豎板冷卻出口對接部110.3和第一豎板冷卻回水對接部110.4；同心冷卻水路110.1的出口連通第一豎板出水管110.7，第一豎板出水管110.7末端設有第一豎板冷卻出口對接部110.3；第一盒體101還包括第一環周入水對接部110.5和第一環周回水對接部110.6。

所述車輛側連接器200包括第二盒體201，所述第二盒體201包括第二鐵芯安裝部202、第二線圈安裝部203，第二線圈204設置在第二線圈安裝部203中，第二鐵芯205可滑動地設置在鐵芯安裝部202中，第二線圈204的中心孔構成為磁耦合凹部211；第二鐵芯205為L型鐵芯，所述第二鐵芯205包括第二底板部205.1、第二豎板部205.2，所述豎板部205.2上設有過磁凸臺部205.3，所述過磁凸臺部205.3為在豎板部205.2上凸出的圓柱形凸臺；第二鐵芯安裝部202中設有板簧206，所述第二豎板部205.2抵靠在板簧206上；所述第二鐵芯安裝部202包括底滑動導向部207和頂滑動導向部208，第二鐵芯205的第二豎板部205.2頂部設有頂滑槽205.3，第二底板部205.1設有底滑槽205.4，所述頂滑動導向部208滑動抵接在頂滑槽205.3中，所述底滑動導向部207滑動抵接在底滑槽205.4中；

所述第二盒體201外設有環周側冷卻部209和第二鐵芯豎板側冷卻部210；第二盒體201本體包括頂圓弧面、左豎直側面、右豎直側面和第二底面構成的環周側部分和所述第二豎板部205.2的垂直方向的外側面構成的鐵芯背板面部分；

所述環周側冷卻部209包括環繞在環周側部分的環周殼體209內連續連通的環周冷卻水路209.1、第二環周入口對接部209.3和第二環周出口對接部209.4，第二環周入口對接部209.3和第二環周出口對接部209.4設置在第二盒體201的耦合端面上，所述環周出水管209.2出口連通環周出水管209.2，所述環周出水管209.2出口連通所述環周出口對接部209.4；第二環周入口對接部209.3連通所述環周冷卻水路209.1；

所述車輪側連接器200還包括第二鐵芯豎板側冷卻部210，所述第二鐵芯豎板側冷卻部210包括第二同心冷卻水路210.1，所述第二同心冷卻水路210.1的入口連接豎板入水管210.2，第二盒體201的對接端面處設有第二豎板冷卻入口對接部210.3和第二豎板冷卻出口對接部210.4，第二豎板冷卻入口對接部210.3連通豎板入水管210.2，所述豎板入水管210.2于環周殼體209的底部直接連通同心冷卻水路210.1的入口；而第二同心冷卻水路210.1的出口連通豎板出水管210.5,所述豎板出水管210.5連通所述第二豎板冷卻出口對接部210.4。

所述車輛側連接器200還包括磁耦合凹部211和第二耦合端面212，在充電狀態時，將電源側連接器100耦合到車輛側連接器200中時，第一線圈安裝部103配合在所述耦合插入部211的內圓孔中扣合鎖緊時，第一平柱腿部105.1的圓形端面抵接在第二過磁凸臺部205.3，并將第二鐵芯205壓縮回退直到第一豎板部105.2的前側面B與第二底板部端面A抵接，構成磁場回路；

將電源側連接器100耦合到車輛側連接器200中時，第二耦合端面212耦合到第一耦合端面112上，同時，第一環周入水對接部110.5連通第二環周入口對接部209.3，第一環周回水對接部110.6連通第二環周出口對接部209.4，構成環周冷卻回路；第一豎板冷卻出口對接部110.3連通第二豎板冷卻入口對接部210.3，第二豎板冷卻出口對接部210.4連通第一豎板冷卻回水對接部110.4，構成豎板冷卻回路；

所述電源側連接器100的第一盒體101還包括耦合導向部500，所述耦合導向部保證環周冷卻回路和豎板冷卻回路的對接連通；

所述第一盒體101包括手柄部，手柄部內穿設有充電線纜300，所述充電線纜300包括線纜芯302和包圍在線纜芯周圍的線纜冷卻水路301，所述線纜冷卻水路在手柄部一端分別連通環周冷卻回路和豎板冷卻回路，所述冷卻水路包括第一出水路301.1、第二出水路301.2、第一回水路301.3和第二回水路301.4；第一出水路301.1連通第一環周入水對接部110.5，第一回水路301.3連通第一環周回水對接部110.6；第二出水路301.2連通第一豎板入水管110.2，第二回水路301.4連通第一豎板冷卻回水對接部110.4；在充電線纜接電源一端，所述線纜冷卻水路的第一回水路301.3和第二回水路301.4連通水泵600和冷卻機700，冷卻機700出水連通第一出水路301.1、第二出水路301.2。

所述線纜芯302包括導熱環套303，所述所述導熱環套303包括外管303.1、內管303.2和一體連接在外管和內管之間的至少一個導熱壁303.3，外管、內管和導熱壁之間的空間為纜芯空間304。所述內管303.3內設有信號線305，所述導熱環套303由導熱高分子材料制成，如DSM公司的PA46 TC系列；所述導熱高分子材料的導熱功能主要由高分子基體和高導熱填充物綜合作用的結果，由擠出機擠出成型。所述導熱高分子材料的正常工作溫度在-50℃~+1000℃范圍內，導熱高分子材料的導熱率λ=20-100w/（m?k）；所述內管內徑在8mm-15mm之間；或者，所述導熱環套303由鋁或鋁合金材料制成。信號線305外包有屏蔽層306，屏蔽層外設有地線307；在纜芯空間304中穿設有導體308、309、310、311。導體之間設有填充材料。導熱環套和外保護層之間設有第一出水路301.1、第二出水路301.2、第一回水路301.3和第二回水路301.4；

所述充電連接器在充電時具有兩種狀態，充電狀態和漏電保護狀態。在使用者將電源側連接器100插入車輛側連接器200時，先通過耦合導向部180卡入車輛側連接器的耦合定位槽280中，使得端面耦合定位，此時可保證環周冷卻回路和豎板冷卻回路的對接成功。加大壓入力，直到磁耦合凸部111完全抵接磁耦合凹部21形成磁場回路時，耦合鎖緊部扣合，并確保第一線圈電導通信號和第二線圈電導通信號回傳控制電路，控制電路點亮導通指示燈，并顯示電池已有電量和充滿需要電量和充電時間。不漏電時，按下充電按鈕，充電指示燈亮，水泵開啟，整體冷卻水路由線纜冷卻水路并聯到環周冷卻水路、豎板冷卻水路再返回到水泵，充電連接器處于充電狀態。充電期間，檢測系統周期性檢測是否漏電，一旦檢測到漏電發生，則控制電路首先關掉出水電磁閥，水泵將冷卻水路的回水抽入冷卻機中，即首先完成回水動作；斷電，自動斷電，同時漏電指示燈閃亮報警，充電連接器處于漏電保護狀態。當電池充滿電或者使用者強行打開耦合鎖緊部時，控制系統首先完成回水動作，然后允許耦合鎖緊部打開。

所述電源側充電連接器，仍然可以采用現有技術的卡扣結構懸掛在充電樁上，圖中未示出。

所述電動車輛的整體冷卻充電裝置,摒棄了單獨冷卻的觀念，采用了冷卻水路耦合且并聯成兩路的設計，同時設計同時磁耦合且端面耦合的結構，二者協同作用，使得整體冷卻成為可能，增大了固定橫截面導體的通過電流，縮短了充電時間。