充电座及汽车的制作方法

1.本发明涉及电气连接元件的连接领域，尤其涉及一种充电座及汽车。


背景技术：

2.随着电动汽车逐渐的普及，市场对充电插头和充电座的需求也逐渐增多。在现有技术中，充电系统中的充电座都会包括充电端子和线缆，充电端子和线缆设置在充电座内部连接，充电端子固定在充电座体上，线缆与充电端子连接起来。由于插拔次数过多，或者由于电路短路，充电座内的部分充电端子会发生损坏。维修更换充电端子时，需要将充电座所有的线缆从车身上先拆卸下来，然后将充电座的后盖拆开，将连接线缆的充电端子取出。而充电端子与线缆一般采用焊接的方式，因此需要将损坏的电连接装置剪掉；又由于线缆长度设定没有修理余量，可能还需要更换线缆，需要将整个线缆的外装、胶带全部拆除，才能对充电座进行维修，整个过程需要耗费大量的人力和时间，严重影响售后维修的效率，因此现有技术中亟需一种新的方案来解决上述问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种充电座，以解决充电座内部电连接出现故障时，更换内部连接件需要拆开整个充电座，从而造成维修困难、维修时间长的问题。
4.本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
5.本发明提供了一种充电座，包括：充电座体、充电端子、转接装置和线缆，其中，所述转接装置包括依次连接的可拆卸结构和固定端，所述固定端与所述线缆的导体电性连接，所述转接装置固定安装在所述充电座体上，所述充电端子上设置连接结构，所述充电端子通过所述连接结构与所述可拆卸结构可拆卸地连接。
6.在一些实施例中，所述充电座体前端设置容腔，所述可拆卸结构设置在所述容腔内部，所述充电端子从所述容腔开口处插入并通过所述连接结构与所述可拆卸结构可拆卸地连接。
7.在一些实施例中，所述转接装置与所述导体通过压接或焊接方式连接或一体成型。
8.在一些实施例中，所述焊接方式包括电阻焊接、摩擦焊接、超声波焊接、弧焊、激光焊接、电子束焊接、压力扩散焊接的一种或几种。
9.在一些实施例中，所述转接装置的数量为2个
‑
36个。
10.在一些实施例中，所述充电座体设有卡槽，所述转接装置设置有凹槽，所述卡槽与所述凹槽配合，阻止所述转接装置沿轴线方向运动。
11.在一些实施例中，所述卡槽设有出线口，所述线缆经所述出线口穿设于所述卡槽。
12.在一些实施例中，所述出线口朝向所述充电座体前后方向设置。
13.在一些实施例中，所述出线口朝向方向与所述充电座体前后方向呈一定的角度。
14.在一些实施例中，所述转接装置与所述充电座体之间设置密封圈。
15.在一些实施例中，所述充电端子后端设置拆卸部，所述拆卸部的截面形状为扁形或多边形。
16.在一些实施例中，所述可拆卸结构为螺栓结构，所述连接结构为螺纹结构，所述可拆卸结构与所述连接结构螺接的扭矩范围为0.1n
·
m
‑
30n
·
m。
17.在一些实施例中，所述可拆卸结构为卡爪，所述连接结构为卡槽，或者，所述可拆卸结构为卡槽，所述连接结构为卡爪，所述可拆卸结构与所述连接结构卡接的连接力范围为5n
‑
500n。
18.在一些实施例中，所述可拆卸结构与所述连接结构卡接的连接力范围为15n
‑
300n。
19.在一些实施例中，所述充电座体还包括固定部，所述固定部阻止所述转接装置绕轴线转动。
20.在一些实施例中，所述充电座体上设置螺纹孔，所述固定部上设置连接孔，所述固定部还包括螺钉，所述螺钉穿过所述连接孔与所述螺纹孔螺接，将所述固定部固定连接在所述充电座体上。
21.在一些实施例中，所述充电端子数量为2个
‑
36个
22.在一些实施例中，所述线缆的材质为铜或铜合金或铝或铝合金中的一种。
23.在一些实施例中，所述充电座体上设有温度传感器和控制板，所述温度传感器通过数据线与所述控制板电连接。
24.在一些实施例中，所述温度传感器与所述转接装置接触连接。
25.在一些实施例中，所述温度传感器与所述转接装置一体成型。
26.在一些实施例中，所述控制板为电路板，所述电路板内置控制逻辑电路。
27.在一些实施例中，所述温度传感器为ntc温度传感器或ptc温度传感器。
28.在一些实施例中，所述充电端子的连接结构的截面积小于或等于所述可拆卸结构的截面积。
29.在一些实施例中，所述充电端子上具有第一镀层。
30.在一些实施例中，所述第一镀层的材质含有金、银、镍、锡、锡铅合金、锌、银锑合金、钯、钯镍合金、石墨银、石墨烯银和银金锆合金中的一种或多种。
31.在一些实施例中，所述可拆卸结构的表面设置有第二镀层。
32.在一些实施例中，所述第二镀层的材质含有金、银、镍、锡、锡铅合金、锌、银锑合金、钯、钯镍合金、石墨银、石墨烯银和银金锆合金中的一种或多种。
33.在一些实施例中，所述第二镀层与所述第一镀层材质不同。
34.本技术还提供了一种汽车，包括如上所述的充电座。
35.本发明的特点及优点是：
36.转接装置能够将充电端子可拆卸的与充电座体连接起来并与线缆电性连接，这样当充电座内部相关连接件损坏时，可以依次拆除充电端子和转接装置，对出现故障的充电端子进行更换，不需要拆除整个充电座，也不需要更换线缆，大大降低了工作强度，节省了维修时间。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本技术实施例的充电座体的侧视图；
39.图2为本技术实施例的结构示意图；
40.图3为本技术实施例的充电端子的正视图；
41.图4为本技术实施例的充电端子的右视图；
42.图5为本技术实施例的充电端子结构示意图；
43.图6为本技术实施例的转接装置的俯视图；
44.图7为本技术实施例的转接装置的正视图；
45.其中，1
‑
充电座体、2
‑
充电端子、3
‑
转接装置、31
‑
可拆卸结构、32
‑
固定端、4
‑
线缆、5
‑
卡槽、6
‑
凹槽、7
‑
密封圈、8
‑
拆卸部、9
‑
连接结构。
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.本发明提供一种充电座，如图1
‑
图2所示，包括：本发明提供了一种充电座，包括：充电座体1、充电端子2、转接装置3和线缆4，其中，所述转接装置3包括依次连接的可拆卸结构31和固定端32，所述固定端32与所述线缆4的导体电性连接，所述转接装置3固定安装在所述充电座体1上，如图3所示，所述充电端子2上设置连接结构9，所述充电端子2通过所述连接结构9与所述可拆卸结构31可拆卸地连接。
48.现有技术的充电座中，充电端子2是与充电座体1经常进行插拔的器件，也是导通充电电流的主要零件，在长期使用过程中，频繁的插拔操作会造成充电端子2的变形或镀层损坏，甚至在有些时候，由于电流过高导致的充电端子2打火熔化，也会导致充电端子2无法实现其导电功能。另外，由于充电端子暴露在外界环境中，会受到环境中水或盐的腐蚀，也会造成充电端子2的电学性能达不到要求。因此在整个充电座中，充电端子2是最容易损坏的零件，但是目前大多数的充电座，充电端子2都是固定安装在充电座体上的，并且与线缆4都是焊接连接，当充电端子2损坏时，就需要将充电端子2、及线缆4全部从充电座体1上拆除并更换，严重时整个充电座体1都需要进行更换，维修作业繁琐，维修工时长、维修成本高，是目前制约充电汽车行业发展的主要问题之一。
49.本发明提供一种充电座，在充电端子2损坏时，只需将充电端子2从充电座体1上拆下，更换充电端子2后再安装上即可，不需要拆除整个充电座1，也不需要更换线缆4，解决了充电座体1的充电端子2发生损坏时，维修作业比较繁琐的技术问题。
50.所述充电座体1前端设置容腔，所述可拆卸结构31设置在所述容腔内部，所述充电端子1从容腔开口处插入并通过所述连接结构9与所述可拆卸结构31可拆卸地连接。
51.在一些实施例中，所述转接装置3与所述导体通过压接或焊接方式连接或一体成型。
52.在一些实施方式中，所述焊接方式包括电阻焊接、摩擦焊接、超声波焊接、弧焊、激光焊接、电子束焊接、压力扩散焊接的一种或几种。
53.超声波焊接方式，是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。
54.电阻焊接方式，是指一种利用强大电流通过电极和工件间的接触点，由接触电阻产生热量而实现焊接的一种方法。
55.弧焊方式，是指以电弧作为热源，利用空气放电的物理现象，将电能转换为焊接所需的热能和机械能，从而达到连接金属的目的，主要方法有焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等。
56.压力焊接方式，是对焊件施加压力，使接合面紧密地接触产生一定的塑性变形而完成焊接的方法。
57.电子束焊接方式，是指利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊接面，使被焊工件熔化实现焊接。
58.激光焊接方式，是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。
59.摩擦焊接方式，是指利用工件接触面摩擦产生的热量为热源，使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接的方法。
60.在一些实施方式中，所述转接装置3的数量为2个
‑
36个。可以简化到只有两根线缆4进行充电，其他回路可以集成到充电装置或电池中。同时，充电端子2的数量，可以与转接装置3的数量相同，充电端子2的数量也是2个
‑
36个。
61.在一些实施例中，所述充电座体1设有卡槽5，所述转接装置3设置有凹槽6，所述卡槽5与所述凹槽6配合，阻止所述转接装置3沿轴线方向运动。
62.在一些实施例中，卡槽5设有出线口，线缆4经出线口穿设于卡槽5，以方便抽插装配线缆4，并且可以对线缆4安装位置进行密封，保证充电座体1的防水性，更方便操作，提高了装配效率。
63.出线口可以对线缆4的出线位置和出线方向进行限定。在一实施方式中，出线口朝向所述电座体1侧方方向设置。出线口沿上下方向设置，线缆4沿上下方向出线，并且线缆4可以进行弯折。在一实施方式中，出线口沿水平方向设置，线缆4沿水平方向出线，并且线缆4可以进行弯折。进一步地，卡槽5设有至少两组出线口，其中一组沿上下方向设置，另一组沿水平方向设置，使用时，可以选择其中一组来布置线缆4，便于线缆4出线方向与安装环境相适配。
64.在一实施方式中，所述出线口朝向方向与所述充电座体1前后方向呈一定的角度。在充电座体1安装环境中，充电座体1的线缆4出线方向不一定就在充电座体1的后方或侧方，也有可能是与充电座体1轴向方向呈一定的角度，出线口朝向方向可以直接设定为安装环境中线缆4要求出线的方向，避免再次对线缆4进行弯折，在安装的时候也能进行直接安装，避免由于线缆4硬度较高而无法弯折安装的情况。
65.所述转接装置3与所述充电座体1之间设置密封圈7。如图6和图7所示，密封圈7能够起到密封作用，防止有水或者灰尘进入所述转接装置3与所述充电座体1之间。
66.进一步的，所述充电端子2后端设置拆卸部8，如图4和图5所示，所述拆卸部8的截面形状为扁形或多边形。拆卸部8能够方便充电端子2的安装。工作人员能够通过接触拆卸部8将充电端子2转动来安装充电端子2。
67.在一些实施例中，所述可拆卸结构为螺栓结构，所述连接结构为螺纹结构，所述可拆卸结构31与所述连接结构9螺接的扭矩范围为0.1n
·
m
‑
30n
·
m
68.为了验证可拆卸结构31与所述连接结构9螺接的扭矩范围，对充电端子2与转接装置3电性连接性能的影响，发明人选用相同的充电端子2和转接装置3，采用不同的扭矩将其拧紧到一起，分别测试充电端子2与转接装置3的接触电阻和经过振动试验的充电端子2与转接装置3的连接情况。试验结果如表1所示。
69.充电端子2与转接装置3的接触电阻的测试方法是使用微电阻测量仪，将微电阻测量仪的测量端一端放置在转接装置3上，一端放置在充电端子2上，每次测量放置的位置相同，然后读取微电阻测量仪上的接触电阻读数。在本实施例中，接触电阻大于1mω为不合格。
70.振动试验是将连接后的样件放置在振动试验台上，经过300个振动循环，每个循环都需要6个方向的振动，频率为100hz，单方向加速度为40m/s2，然后观察充电端子2与转接装置3是否有松脱现象。在本实施例中，可拆卸结构31与所述连接结构9松动或安装时损坏为不合格。
71.表1不同的扭矩对接触电阻和连接情况的影响
[0072][0073]
从上表1中可以看出，当可拆卸结构31与所述连接结构9螺接的扭矩值小于0.1n
·
m时，充电端子2和转接装置3的接触电阻值为不合格，并且，可拆卸结构31与所述连接结构9经过振动试验后松动，因此，发明人将可拆卸结构31与所述连接结构9螺接的扭矩范围最小值定为0.1n
·
m。可拆卸结构31与所述连接结构9螺接的扭矩值大于30n
·
m时，接触电阻已经无法进一步减小，因此，发明人将可拆卸结构31与所述连接结构9螺接的扭矩范围确定为为0.1n
·
m
‑
30n
·
m。
[0074]
在一些实施例中，所述可拆卸结构31为卡爪，所述连接结构9为卡槽，或者，所述可拆卸结构31为卡槽，所述连接结构9为卡爪，所述可拆卸结构31与所述连接结构9卡接的连接力范围为5n
‑
500n。
[0075]
为了测试可拆卸结构31与所述连接结构9卡接的连接力对导电率的影响，发明人选用了10对相同形状、相同胀缩缝宽度的可拆卸结构31与所述连接结构9进行连接力测试，测试结果如表2所示。
[0076]
表2不同连接力对导电率的影响。
[0077][0078]
由表2可知，当连接力小于5n或者大于500n时，导电率明显下降，不能满足实际需求。当连接力大于5n且小于500n时，导电性能较好，而当连接力大于15n而小于300n时，导电性能同样出色。但是，当连接力大于300n后，导电率增长不明显，且加工困难，因此发明人认为优选的连接力为15n
‑
300n。
[0079]
在一些实施例中，所述充电座体1还包括固定部，所述固定部阻止所述转接装置3绕轴线转动。
[0080]
所述充电座体上设置螺纹孔，所述固定部上设置连接孔，所述固定部还包括螺钉，所述螺钉穿过所述连接孔与所述螺纹孔螺接，将所述固定部固定连接在所述充电座体上。
[0081]
在一些实施例中，所述线缆4的材质为铜或铜合金或铝或铝合金中的一种。电动汽车的线缆由于电压高，电流大，都需要使用大线径的导线进行电流的传导，铜材质的导体材料，导电性能好，延展性好，是作为线缆导体材料的优选。但是，随着铜价日益上涨，使用铜材作为导线的材料成本会越来越高。为此，人们开始寻找金属铜的替代品来降低成本。金属铝在地壳中的含量约为7.73％，提炼技术优化后，价格相对较低，并且相对于铜，铝的重量较轻，导电率仅次于铜，铝在电气连接领域可以替代部分铜。因此，在汽车电气连接领域中以铝代铜是发展趋势。
[0082]
所述充电座体1上设有温度传感器和控制板，所述温度传感器通过数据线与所述控制板电连接。
[0083]
进一步的，所述温度传感器与所述转接装置3接触连接。
[0084]
更进一步的，所述温度传感器与所述转接装置3一体成型。一体成型的设计安装更方便，测量的温度值也更准确。
[0085]
温度传感器将温度信号传递给控制板，实现对转接装置3的温度进行监测，避免温度过高造成损坏。另外，温度传感器可以直接与转接装置3连接并实时获得转接装置3的温度值，并传递给控制板，通过控制板对充电电流的调整，从而控制转接装置3的温度值，使得转接装置3的温度的测量精度趋近或等同于理论绝对值，具有极高的检测精度，及快速输出能力。
[0086]
进一步地，控制板为电路板，电路板内置控制逻辑电路，通过该控制逻辑电路，当温度传感器的检测温度高于设定温度时，控制板发出警示信息，以实现温度的实时监测；当温度传感器的检测温度超过设定温度一定值时，控制充电系统自动断开，避免温度过高引发危险。
[0087]
具体地，温度传感器可以为ntc温度传感器或ptc温度传感器。采用这两种温度传感器的好处是体积小，能够测量其他温度计无法测量的空隙；使用方便，电阻值可在0.1ω～100kω间任意选择；易加工成复杂的形状，可大批量生产，稳定性好、过载能力强，适用于转换接头这种要求体积小，性能稳定的产品中。
[0088]
所述充电端子2的连接结构9的截面积小于或等于所述可拆卸结构31的截面积。能够保证连接处电阻的阻值不会过大。
[0089]
在一些优选的实施例中，所述充电端子2上具有第一镀层。
[0090]
所述第一镀层材质的材质含有金、银、镍、锡、锡铅合金、锌、银锑合金、钯、钯镍合金、石墨银、石墨烯银和银金锆合金中的一种或多种。
[0091]
充电端子2在使用过程中会与氧气和水发生氧化反应，因此需要一种或几种不活泼金属作为镀层，延长端子的使用寿命。另外，对于需要经常插拔的金属触点，也需要较好的耐磨金属作为镀层，能够极大的增加触点的使用寿命。还有触点需要很好的导电性能，上述金属的导电性和稳定性，都要优于铜或铜合金，能够使端子获得更好的电学性能和更长的使用寿命。
[0092]
进一步的，所述可拆卸结构的表面设置有第二镀层。
[0093]
优选的，所述第二镀层的材质含有金、银、镍、锡、锡铅合金、锌、银锑合金、钯、钯镍合金、石墨银、石墨烯银和银金锆合金中的一种或多种。
[0094]
为了论证不同镀层材质对充电端子2整体性能的影响，发明人使用相同规格、材质，采用不同镀层材料的充电端子2样件，利用同种规格的对配接插件做一系列插拔次数和耐腐蚀性时间的测试，为了证明选用材料和其他常用电镀材料的优缺点，发明人也选用了锡、镍、锌作为实验的镀层材质。实验结果如下表3所示。
[0095]
下表3中的插拔次数是将充电端子2分别固定在实验台上，采用机械装置使端子模拟插拔，并且每经过100次的插拔，就要停下来观察充电端子2表面镀层破坏的情况，端子表面镀层出现划伤，并露出端子本身材质，则实验停止，记录当时的插拔次数。在本实施例中，插拔次数小于8000次为不合格。
[0096]
下表3中的耐腐蚀性时间测试，是将充电端子2放入到盐雾喷淋试验箱内，对端子的各个位置喷淋盐雾，每隔20小时取出清洗观察表面腐蚀情况，即为一个周期，直到端子表面腐蚀面积大于总面积的10％的时候，停止测试，并记录当时的周期数。在本实施例中，周期数小于80次认为不合格。
[0097]
从下表3可以看出，当充电端子2的镀层材质为常用的金属锡、镍、锌时，实验的结果远远不如其他选用的金属，虽然镀层镍在插拔次数实验合格，但也超出不多，并且的盐雾实验中没有合格。而选用其他金属的实验结果，超过标准值较多，性能比较稳定。因此，发明人选择镀得层材质含有金、银、银锑合金、石墨银、石墨烯银、钯镍合金、锡铅合金或银金锆合金的一种或几种。
[0098]
表3不同镀层材质对充电端子插拔次数和耐腐蚀性的影响：
[0099][0100]
所述第二镀层与所述第一镀层材质不同。根据不同的需要选择不同的材质用来控制成本，在一些需求不高的环境中采用价格较低的材料作为镀层。不同的镀层之间可以根据需要选择，比如可以根据需要选择导电率更高的组合，或者选择耐腐蚀效果更好的组合，或者是综合考虑各种因素选择最适合实际工作环境的组合。
[0101]
本发明还公开了一种汽车，包括如上所述的充电座。不仅生产制造过程简单，加工方便，极大地减少了充电座的加工工时；并且在汽车使用过程中，如果充电座只是电连接装置损坏，则不需要拆除整个充电座以及报废线缆，只需要拆除充电端子2即可，维修工艺简单易操作，消耗工时短，维修成本低，极大的降低了本发明公开的汽车的成本及维护费用。
[0102]
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。