一种新能源电动汽车防水充电头

技术领域

本发明属于电动汽车充电头领域，尤其涉及一种新能源电动汽车防水充电头。

背景技术

随着全世界环保技术的发展，新能源电动汽车逐渐地取代传统能源汽车。新能源电动汽车的组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。

电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。

新能源电动汽车具有无污染，噪声低，能源效率高，多样化，结构简单维修方便的优点。

传统的电动汽车充电头在湿水后虽然不能导致其本身的电路短路，但是湿水的充电头是被禁止插入汽车上的充电接口的，以保证充电安全性。只有待充电头上的水被擦拭干净或自然晾干后才能与汽车上的充电接口连接进行充电操作，从而保证充电的安全性。

本发明设计一种在湿水情况下依然可以与汽车上充电接口连接充电的新能源电动汽车防水充电头很有必要。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种新能源电动汽车防水充电头，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种新能源电动汽车防水充电头，它包括插头机构、插座机构，其中通过电缆与电源连接的插头机构同安装在汽车上的插座机构进行插接配合。

上述插头机构包括插头壳、母头机构，其中与电缆内控制线电连接的一组母头机构和分别与电缆正负极电连接的一对母头机构安装于插头壳一端的定位头上。

上述插座机构包括插座壳、公头机构，其中安装于车体的插座壳上开设有与插头壳上定位头插接配合的定位槽C，与车体内控制线电连接的一组公头机构和分别与蓄电池正负极电连接的一对公头机构安装于定位槽C中；与车体内控制线电连接的一组公头机构同插头机构中与控制线电连接的一组母头机构一一对应且相互插接配合；与蓄电池正负极电连接的一对公头机构同插头机构中与电缆正负极电连接的一对母头机构一一对应且相互插接配合。

在母头机构与公头机构相互插接的过程中，母头机构上粘附的水膜被母头机构及相应公头机构内部填充的毛吸材料吸附并被由插头壳及插座壳内安装的气泵泵入毛吸材料的高温高压空气蒸发并带走。

作为本技术的进一步改进，上述插头机构中与电缆内控制线电连接的一组母头机构安装于定位头端面上的定位槽A中，插头机构中分别与电缆正负极电连接的一对母头机构安装于定位头端面上的定位槽B中。定位槽A和定位槽B将与控制线连接的母头机构和与电缆正负极连接的母头机构有效隔离。插座壳上的定位槽C内具有与定位槽A插接配合的定位套A和与定位槽B插接配合的定位套B，保证与控制线连接的母头机构同与控制线连接的公头机构进行一一对应插接，与电缆正负极连接的母头机构同与蓄电池连接的公头机构进行一一对应插接。插头壳上安装有便于抓握的握把。

作为本技术的进一步改进，上述母头机构包括环套A、环管、支管、气泵、环套B、环套C、环套D、弹簧A、弹簧B，其中安装于定位槽A或定位槽B内的环套A中嵌入安装有铜质环套B，环套B一端的导电柱与电缆电连接，环套B壁面上密布的吸水槽B与环套A壁面上密布的吸水槽A一一对应且对接连通；环套A内开设有围绕环套B且与吸水槽A相通的环槽B，环槽B、吸水槽A和吸水槽B内填充有毛吸材料；环槽B内的毛吸材料内绕环套A中心轴线周向均匀安装有若干通过环管连通的支管；环套A端面上与环槽B相通的排气槽B与插头壳上的排气槽A相通。

环套B内壁上的环槽C内轴向滑动配合有对吸水槽B开关的环套C，环槽C内安装有对环套C复位的弹簧A；环套C壁面上密布的吸水槽与环套B上的吸水槽B一一对应；环套A外壁上的环槽A内轴向滑动配合有对吸水槽A开关的环套D，环槽A内安装有对环套D复位的弹簧B；环套D壁面上密布的吸水槽D与环套A上的吸水槽C一一对应。

全部母头机构中的环管通过软管相互连通。

作为本技术的进一步改进，上述环套D内壁上对称安装有两个梯形导块A，两个梯形导块A分别滑动于环槽A壁面上的两个梯形导槽A内。梯形导块A与梯形导槽A的配合对环套D在环槽A内的轴向滑动发挥定位导向作用，同时，当环套D在环槽A内轴向滑动至极限位置时，环套D上的吸水槽D正好与环套A上的吸水槽A一一对接连通。环套C外壁上对称安装有两个梯形导块B，两个梯形导块B分别滑动于环槽C壁面上的两个梯形导槽B内。梯形导块B与梯形导槽B的配合对环套C在环槽C内的轴向滑动发挥定位导向作用，同时，当环套C在环槽C内轴向滑动至极限位置时，环套C上的吸水槽C正好与环套B上的吸水槽B和环套A上的吸水槽A一一对接连通。气泵的出气口安装有将气泵泵出的空气进行快速加热的加热器，加热器的出气口通过软管与一个环套A内的环管连通；弹簧A一端与环槽C内壁连接，另一端与环套C的端面连接；弹簧B一端与环槽A内壁连接，另一端与环套D的端面连接。

作为本技术的进一步改进，上述公头机构、环套E、插针、环套F、弹簧C，其中环套E安装于定位套A或定位套B内，环套E内中部安装有插针，插针通过导电柱与车体内的蓄电池或控制线电连接；环套E内壁上的环槽D内轴向滑动配合有对环套E壁面上密布的吸水槽E进行开关的环套F，环套F中部的圆槽与插针轴向密封滑动配合，环槽D内安装有对环套F复位的弹簧C；环套F壁面上密布的吸水槽F与环套E上的吸水槽E一一对应；环套E内开设有围绕环套F且与吸水槽E相通的环槽E，环槽E和全部的吸水槽E内均填充有毛吸材料；环槽E内的毛吸材料内绕环套E中心轴线周向均匀安装有若干通过环管连通的支管；环套E端面上与环槽E相通的排气槽D与插座壳上的排气槽C相通；全部公头机构中的环管通过软管相互连通。

作为本技术的进一步改进，上述环套F外壁上对称安装有两个梯形导块C，两个梯形导块C分别滑动于环槽D壁面上的两个梯形导槽C内。梯形导块C与梯形导槽C的配合对环套F在环槽D内的轴向滑动发挥定位导向作用，同时，当环套F在环槽D内轴向滑动至极限位置时，环套F上的吸水槽F正好与环套E上的吸水槽E一一对接连通。安装于插座头内的气泵的出气口处安装有将气泵泵出的空气进行快速加热的加热器，加热器的出气口通过软管与一个环套E内的环管连通；弹簧C一端与环套F端面连接，另一端与环槽D内壁连接。

作为本技术的进一步改进，上述公头机构中的插针与相应母头机构中的环套C插接配合，公头机构中的环套F与相应母头机构中的环套B插接配合。

相对于传统的电动汽车充电头，本发明中插头机构的母头机构向插座结构的公头机构进行插接时，如果母头机构上粘附有水膜，电阻传感器会将信号传递给控制系统，控制系统控制插头机构中的气泵向插头机构的环套A内泵入经加热器处理的高温气体，同时，控制系统控制插座机构中的气泵向母头机构的环套E内泵入经加热器处理的高温气体。高温气体将公头机构和母头机构中毛吸材料从公头机构的内壁和外壁吸附的水分经插头机构上的排气槽B和插座机构上的排气槽C排出，使得插头机构上的公头机构与插座机构上的母头机构之间的水膜在插接过程中被有效清除，保证插头机构掉落地面积水后不影响与汽车上的插座机构相互插接，进而保证电动汽车的安全充电，提高电动汽车在充电头粘附水膜情况下的充电效率和安全性。本发明结构简单，具有较好的使用效果。

附图说明

图1是插头机构与插座机构配合示意图。

图2是插头机构示意图。

图3是插头机构剖面示意图。

图4是母头机构剖面示意图。

图5是母头机构局部剖面示意图。

图6是环套A及其剖面示意图。

图7是环管与支管配合示意图。

图8是环套C及环套D示意图。

图9是环套B及其剖面示意图。

图10是插座机构示意图。

图11是插座机构剖面示意图。

图12是公头机构剖面示意图。

图13是公头机构局部剖面示意图。

图14是环套E剖面示意图。

图15是环套F示意图。

图中标号名称：1、插头机构；2、插头壳；3、排气槽A；4、定位头；5、定位槽A；6、定位槽B；7、握把；8、电缆；9、母头机构；10、环套A；12、环槽A；13、吸水槽A；14、梯形导槽A；15、环槽B；17、排气槽B；18、环管；19、支管；20、软管；21、加热器；22、气泵；23、环套B；24、环槽C；25、吸水槽B；26、梯形导槽B；27、导电柱；28、环套C；29、吸水槽C；30、梯形导块B；31、环套D；32、吸水槽D；33、梯形导块A；34、弹簧B；35、插座机构；36、插座壳；37、定位槽C；38、定位套A；39、定位套B；40、排气槽C；41、公头机构；42、环套E；44、环槽D；45、吸水槽E；46、梯形导槽C；47、环槽E；48、排气槽D；50、插针；51、环套F；52、吸水槽F；53、梯形导块C；54、弹簧C；55、弹簧A。

具体实施方式

附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。

如图1、2、10所示，它包括插头机构1、插座机构35，其中通过电缆8与电源连接的插头机构1同安装在汽车上的插座机构35进行插接配合。

如图2、3所示，上述插头机构1包括插头壳2、母头机构9，其中与电缆8内控制线电连接的一组母头机构9和分别与电缆8正负极电连接的一对母头机构9安装于插头壳2一端的定位头4上。

如图10、11所示，上述插座机构35包括插座壳36、公头机构41，其中安装于车体的插座壳36上开设有与插头壳2上定位头4插接配合的定位槽C37，与车体内控制线电连接的一组公头机构41和分别与蓄电池正负极电连接的一对公头机构41安装于定位槽C37中；与车体内控制线电连接的一组公头机构41同插头机构1中与控制线电连接的一组母头机构9一一对应且相互插接配合；与蓄电池正负极电连接的一对公头机构41同插头机构1中与电缆8正负极电连接的一对母头机构9一一对应且相互插接配合。

如图1、3、11所示，在母头机构9与公头机构41相互插接的过程中，母头机构9上粘附的水膜被母头机构9及相应公头机构41内部填充的毛吸材料吸附并被由插头壳2及插座壳36内安装的气泵22泵入毛吸材料的高温高压空气蒸发并带走。

如图2所示，上述插头机构1中与电缆8内控制线电连接的一组母头机构9安装于定位头4端面上的定位槽A5中，插头机构1中分别与电缆8正负极电连接的一对母头机构9安装于定位头4端面上的定位槽B6中。定位槽A5和定位槽B6将与控制线连接的母头机构9和与电缆8正负极连接的母头机构9有效隔离。如图10所示，插座壳36上的定位槽C37内具有与定位槽A5插接配合的定位套A38和与定位槽B6插接配合的定位套B39，保证与控制线连接的母头机构9同与控制线连接的公头机构41进行一一对应插接，与电缆8正负极连接的母头机构9同与蓄电池连接的公头机构41进行一一对应插接。如图1、2所示，插头壳2上安装有便于抓握的握把7。

如图4所示，上述母头机构9包括环套A10、环管18、支管19、气泵22、环套B23、环套C28、环套D31、弹簧A55、弹簧B34，其中如图3、4所示，安装于定位槽A5或定位槽B6内的环套A10中嵌入安装有铜质环套B23，环套B23一端的导电柱27与电缆8电连接；如图4、6、9所示，环套B23壁面上密布的吸水槽B25与环套A10壁面上密布的吸水槽A13一一对应且对接连通；如图4、6、7所示，环套A10内开设有围绕环套B23且与吸水槽A13相通的环槽B15，环槽B15、吸水槽A13和吸水槽B25内填充有毛吸材料；环槽B15内的毛吸材料内绕环套A10中心轴线周向均匀安装有若干通过环管18连通的支管19；如图3、4、6所示，环套A10端面上与环槽B15相通的排气槽B17与插头壳2上的排气槽A3相通。

如图4、8、9所示，环套B23内壁上的环槽C24内轴向滑动配合有对吸水槽B25开关的环套C28，环槽C24内安装有对环套C28复位的弹簧A55；环套C28壁面上密布的吸水槽与环套B23上的吸水槽B25一一对应；如图4、6、8所示，环套A10外壁上的环槽A12内轴向滑动配合有对吸水槽A13开关的环套D31，环槽A12内安装有对环套D31复位的弹簧B34；环套D31壁面上密布的吸水槽D32与环套A10上的吸水槽C29一一对应。

如图3、7所示，全部母头机构9中的环管18通过软管20相互连通。

如图4、6、8所示，上述环套D31内壁上对称安装有两个梯形导块A33，两个梯形导块A33分别滑动于环槽A12壁面上的两个梯形导槽A14内。梯形导块A33与梯形导槽A14的配合对环套D31在环槽A12内的轴向滑动发挥定位导向作用，同时，当环套D31在环槽A12内轴向滑动至极限位置时，环套D31上的吸水槽D32正好与环套A10上的吸水槽A13一一对接连通。如图5、8、9所示，环套C28外壁上对称安装有两个梯形导块B30，两个梯形导块B30分别滑动于环槽C24壁面上的两个梯形导槽B26内。梯形导块B30与梯形导槽B26的配合对环套C28在环槽C24内的轴向滑动发挥定位导向作用，同时，当环套C28在环槽C24内轴向滑动至极限位置时，环套C28上的吸水槽C29正好与环套B23上的吸水槽B25和环套A10上的吸水槽A13一一对接连通。如图3、4、7所示，气泵22的出气口安装有将气泵22泵出的空气进行快速加热的加热器21，加热器21的出气口通过软管20与一个环套A10内的环管18连通；如图5所示，弹簧A55一端与环槽C24内壁连接，另一端与环套C28的端面连接；如图4所示，弹簧B34一端与环槽A12内壁连接，另一端与环套D31的端面连接。

如图12所示，上述公头机构41、环套E42、插针50、环套F51、弹簧C54，其中如图10、11、12所示，环套E42安装于定位套A38或定位套B39内，环套E42内中部安装有插针50，插针50通过导电柱27与车体内的蓄电池或控制线电连接；如图12、14所示，环套E42内壁上的环槽D44内轴向滑动配合有对环套E42壁面上密布的吸水槽E45进行开关的环套F51，环套F51中部的圆槽与插针50轴向密封滑动配合，环槽D44内安装有对环套F51复位的弹簧C54；环套F51壁面上密布的吸水槽F52与环套E42上的吸水槽E45一一对应；环套E42内开设有围绕环套F51且与吸水槽E45相通的环槽E47，环槽E47和全部的吸水槽E45内均填充有毛吸材料；如图7、11、12所示，环槽E47内的毛吸材料内绕环套E42中心轴线周向均匀安装有若干通过环管18连通的支管19；环套E42端面上与环槽E47相通的排气槽D48与插座壳36上的排气槽C40相通；全部公头机构41中的环管18通过软管20相互连通。

如图13、14、15所示，上述环套F51外壁上对称安装有两个梯形导块C53，两个梯形导块C53分别滑动于环槽D44壁面上的两个梯形导槽C46内。梯形导块C53与梯形导槽C46的配合对环套F51在环槽D44内的轴向滑动发挥定位导向作用，同时，当环套F51在环槽D44内轴向滑动至极限位置时，环套F51上的吸水槽F52正好与环套E42上的吸水槽E45一一对接连通。如图11、12所示，安装于插座头内的气泵22的出气口处安装有将气泵22泵出的空气进行快速加热的加热器21，加热器21的出气口通过软管20与一个环套E42内的环管18连通；弹簧C54一端与环套F51端面连接，另一端与环槽D44内壁连接。

如图4、12所示，上述公头机构41中的插针50与相应母头机构9中的环套C28插接配合，公头机构41中的环套F51与相应母头机构9中的环套B23插接配合。

本发明中的气泵22和加热器21采用现有技术。

本发明中环套C28材质为导电金属，插针50材质为导电金属。

本发明的工作流程：在初始状态，插头机构1与插座机构35分离，插头机构1中的母头机构9与插座机构35中的公头机构41分离。母头机构9中弹簧A55和弹簧B34均处于压缩储能状态，环套D31上的吸水槽D32与环套A10上的吸水槽A13不相通，环套B23上的吸水槽B25与环套A10上的吸水槽A13一一对应且相通，环套C28上的吸水槽C29与环套B23上的吸水槽B25不相通。公头机构41中的弹簧C54处于压缩储能状态，环套E42上的吸水槽E45与环套F51上的吸水槽F52不相通。

插头机构1向插座机构35上插接过程中，当插头机构1中的母头机构9与插座机构35上相应的公头机构41相互插接时，母头机构9中的环套C28的内壁与相应公头机构41中的插针50相互作用，环套C28在插针50的摩擦作用下相对于环套B23轴向运动并快速达到极限位置，母头机构9中的弹簧A55被进一步压缩，环套C28上的吸水槽C29与环套B23上的吸水槽B25和环套A10上的吸水槽A13一一对应并达到完全相通的状态。

如果母头机构9的内外壁粘附有水膜，那么，此时吸水槽A13、吸水槽B25和环槽B15中的毛吸材料会将环套C28内壁上粘附的水膜有效吸附，环槽B15和吸水槽A13中的毛吸材料会将环套D31外壁上粘附的水膜有效吸附。

与此同时，公头机构41上的环套D31与相应母头机构9内的环套F51相互作用并产生相互摩擦，环套D31在环套F51的作用下相对于环套A10轴向运动并快速达到极限位置，弹簧B34被进一步压缩，环套D31上吸水槽D32与环套A10上的吸水槽A13一一对应并达到完全相通状态。环套F51在环套D31的反作用下相对于环套E42轴向运动并快速达到极限位置，弹簧C54被进一步压缩，环套F51上吸水槽F52与环套E42上的吸水槽E45一一对应并达到完全相通状态。

在母头机构9向相应公头机构41中插接过程中，环套D31外壁上粘附的水膜同时被环套E42上环槽E47和吸水槽E45中的毛吸材料有效吸附，保证母头机构9外侧粘附的水膜能够做大限度地被公头机构41和母头机构9中的毛吸材料共同吸附。

当插头机构1中的母头机构9与插座机构35上相应的公头机构41相互插接时，母头机构9中的环套C28的内壁与相应公头机构41中的插针50相互作用，插头机构1中的气泵22和加热器21在控制系统控制下开始运行，从气泵22中泵出并被加热器21快速加热的高压空气经过软管20和每个母头机构9中的环管18进入每个母头机构9中的全部支管19中，高温气体从支管19中喷出并经环套A10环槽B15的内壁的反射向环槽B15内的毛吸材料进行快速扩散，高温空气将毛吸材料中吸附的水分经与环槽B15相通的排气槽B17和插头壳2上的排气槽A3排出，保证公头机构41与母头机构9上粘附的水膜在两者相互插接过程中被气泵22泵出的高温空气带走，从而实现对公头机构41与母头机构9上粘附的水膜的有效清除。同时，插座机构35中的气泵22和加热器21在控制系统控制下开始运行，从气泵22中泵出并被加热器21快速加热的高压空气经过软管20和每个公头机构41中的环管18进入每个公头机构41中的全部支管19中，高温气体从支管19中喷出并经环套E42环槽E47的内壁的反射向环槽E47内的毛吸材料进行快速扩散，高温空气将环槽E47内毛吸材料中吸附的水分经与环槽E47相通的排气槽D48和插座壳36上的排气槽C40排出，保证公头机构41与母头机构9上粘附的水膜在两者相互插接过程中被插座机构35中安装的气泵22泵出的高温空气带走，从而实现对公头机构41与母头机构9上粘附的水膜的进一步有效清除。

当插头机构1与插座机构35完成插接时，母头机构9与公头机构41的插接完成。此时，插头机构1上粘附的水膜也基本被完全清除，保证湿水的插头机构1与插座机构35的安全插接，进而保证电动汽车在插头机构1湿水情况下的充电安全性。

当充电结束后，将插头机构1直接拔出插座机构35即可。在插头机构1拔出插座机构35过程中，母头机构9中的环套C28在相应弹簧A55的复位作用下复位，环套D31在相应弹簧B34的复位作用下复位，公头机构41中的环套F51在相应弹簧C54的复位作用下复位。

当插头机构1与插座机构35分离时，插头机构1和插座机构35中的气泵22在控制系统控制下同时停止运行。

综上所述，本发明的有益效果为：本发明中插头机构1的母头机构9向插座结构的公头机构41进行插接时，如果母头机构9上粘附有水膜，电阻传感器会将信号传递给控制系统，控制系统控制插头机构1中的气泵22向插头机构1的环套A10内泵入经加热器21处理的高温气体，同时，控制系统控制插座机构35中的气泵22向母头机构9的环套E42内泵入经加热器21处理的高温气体。高温气体将公头机构41和母头机构9中毛吸材料从公头机构41的内壁和外壁吸附的水分经插头机构1上的排气槽B17和插座机构35上的排气槽C40排出，使得插头机构1上的公头机构41与插座机构35上的母头机构9之间的水膜在插接过程中被有效清除，保证插头机构1掉落地面积水后不影响与汽车上的插座机构35相互插接，进而保证电动汽车的安全充电，提高电动汽车在充电头粘附水膜情况下的充电效率和安全性。