CN101453089B - 电连接器 - Google Patents

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Abstract

一种高压电连接器，所述高压电连接器包括连接器主体。第一连接器支撑在连接器主体内。第二连接器支撑在连接器主体内，并电连接到第一连接器。高压电路保护装置电连接在第一连接器和第二连接器之间。

Description

电连接器
技术领域
在此描述了电连接器的各种实施方式。具体地说，在此所描述的实施方式涉及在交通工具中使用的改进的电连接器。 
背景技术
具有电的、电池驱动发动机的电动交通工具和混合动力交通工具在市场中变得日益普遍。这样的电动的和混合动力的交通工具需要高压配电箱。高压配电箱可能造价很高，而其中所包含的保险丝(fuse)可能难于更换。 
此外，这些已知的高压配电箱必须是密封的、屏蔽的，并具有连接到电源的高压联锁回路(interlock loop)(HVIL)，使得如果连接器从配电箱拆除就断开电源。 
因此，期望提供改进的封装，用于在电动的和混合的交通工具中所需要的高压电路保护。 
发明内容
本应用描述了高压电连接器的各种实施方式。高压电连接器的一种实施方式包括连接器主体(body)。第一连接器被支撑在连接器主体内。第二连接器被支撑在连接器主体内，并电连接到第一连接器。高压电路保护装置电连接在第一连接器和第二连接器之间。 
本发明提供一种高压电连接器，其包括： 
连接器主体； 
第一连接器，其被支撑在所述连接器主体内； 
第二连接器，其被支撑在所述连接器主体内，并电连接到所述第一连接器；以及 
高压电路保护装置，其电连接在所述第一连接器和所述第二连接器之间。 
另外，所述第一连接器可以是一对插头。 
另外，所述插头可以构造并设置成用于电连接到高压电源。 
另外，所述插头可包括在所述插头的一个端部上的非传导性的盖。 
另外，所述第二连接器可包括一对母线。 
另外，所述高压电路保护装置可以为高压保险丝。 
另外，所述高压电路保护装置可以为高压电路断路器。 
另外，所述连接器主体可以包括非传导材料，且其中所述连接器主体包括包含了传导材料的外部层。 
另外，所述外部层可以由传导塑料形成。 
另外，所述外部层可以由铜层上的镍层形成。 
另外，所述外部层可以由导电涂料形成。 
另外，所述外部材料可以由金属网形成。 
本发明提供一种高压电连接器，其包括： 
第一连接器主体部分； 
第二连接器主体部分； 
一对电线，其具有第一端部和第二端部； 
电连接器，其连接在所述一对电线中的每一根电线的第一端部；以及 
高压电路保护装置，其电连接在所述一对电线中的每一根电线的所述第一端部和所述第二端部之间； 
其中所述高压电路保护装置和所述一对电线的一部分被支撑在所述第一连接器主体部分内；以及 
其中所述第一连接器主体部分的一部分被支撑在所述第二连接器主体部分内。 
另外，连接在所述一对电线中的每一根电线的第一端部处的所述电连接器可以为小孔端子。 
另外，所述高压电路保护装置可以为高压保险丝。 
另外，所述高压电路保护装置可以为高压电路断路器。 
另外，所述第一连接器主体部分可以包括非传导材料，且其中所述第一连接器主体部分包括包含了传导材料的外部层。 
本发明还提供一种高压电连接器，其包括： 
连接器主体； 
一对母线，其具有第一端部和第二端部，所述第一端部和第二端部界定了电连接器；以及 
高压电路保护装置，其电连接在所述一对母线中的一根母线的所述第一端部和所述第二端部之间； 
其中所述高压电路保护装置和所述一对母线的一部分被支撑在所述连接器主体内。 
另外，所述一对母线的所述第二端部可以电连接到界定用于容纳阳连接器的开口的空腔块。 
另外，所述高压电路保护装置可以是高压保险丝和高压电路断路器中的一个。 
当根据附图来阅读时，对于本领域技术人员来说，从以下详细描述中，高压电连接器的其它优点将变得明显。 
附图说明
图1是高压电连接器的第一实施方式的透视图，显示为连接到电源。 
图2是在图1中所示的高压电连接器的一部分的透视图，显示为在完全组装之前。 
图3是在图1中所示的高压电连接器的一部分的透视图，显示为在完全组装之前。 
图4是在图1中所示的高压电连接器的第一实施方式的透视图。 
图5是在图1中所示的高压电连接器的第二实施方式的透视图。 
图6是在图1中所示的高压电连接器的第三实施方式的透视图。 
具体实施方式
现参考附图，通常以10代表的高压电连接器的第一实施方式展示在图1中。通过第一连接器14(未显示在图1中，而显示在图4中)，所展示的高压电连接器10连接到比如反相器12的高压电源。所展示的高压电连接器10的实施方式还显示有第二载荷(load)连接器16，用于将高压电连接器10连接到高压设备。这些设备的实例包括高压空调压缩机(未显示)、常规或正温度系数(PTC)加热器(未显示)以及动力转向系统(未显示)。显示了第三载荷连接器18，该第三载荷连接器可用于将高压电连接器10连接到比如高压电池(未显示)的电源。 
高压电连接器10包括第一主体部分20。在图2A至2C中所示的第一主体部分20的实施方式由例如高温聚酰胺(PA)、聚邻苯二甲酰胺(PAA)或其它期望的耐高温热塑材料的塑料形成。第一主体部分20包括用于一对母线(bus bar)26中的一根的开口22和24。在所展示的实施方式中，显示了两个开口22和24和两对母线26。可选地，可使用任何期望的数目的母线对26和对应的开口22和24，例如一个开口和一对母线26或三个开口和三对母线26。应该理解，第一主体部分20可具有在电系统内安装所需要的任何形状。
在此所描述和展示的实施方式中，母线26与第一主体部分20一体地形成，使得每对母线26中的一根母线(即图2A中的母线26A)从开口22的第一端部22A延伸到开口22的第二端部22B。如将在以下详细描述的，在第二制造步骤中，母线26A的一部分从比如开口24的开口中移除，以容纳保险丝28。母线26可由铜形成。可选地，母线26可由任何期望的传导材料比如铜合金、包铜的铝和钢、铝和其它期望的金属形成。 
一对第一连接器或插头(pin)30通过第一主体部分20的第一端部20A横向延伸。插头30可由铜形成。可选地，插头30可由任何其它期望的传导材料比如铜合金、包铜的铝和钢、铝和其它期望的金属形成。所展示的插头30包括过模制(overmold)的保护塑料端部盖(cap)32。应该理解，端部盖32不是必要的，且这些端部盖32无需被过模制，并可通过比如用粘合剂的任何期望的方法来连接到插头30。 
所展示的第一主体部分20包括槽(channel)34，槽34用于如最佳地显示在图3中的来容纳和安装高压联锁回路(HVIL)母线26。 
高压保险丝28可例如通过焊接或软焊来连接到开口22和24内的母线26A。可选地，可使用例如PTC和电路断路器的其它电路保护装置。在所展示的实施方式中，在保险丝28连接到母线26A后，第一覆盖物(cover)38可关于开口22和24连接到第一主体部分20的底部表面(如在图2A中所观察到的)。在所展示的实施方式中，覆盖物38扣合(snap fit)到第一主体部分20的底部表面21。一旦覆盖物38连接，覆盖物38和开口22和24就界定了空腔40和42。 
在制造工艺的后续步骤中，空腔40和42可如图2B所最佳地显示的填充有石英沙44。可选地，空腔40和42可填充有例如不可燃泡沫的任何其它期望的材料。在所展示的实施方式中，在石英沙44布置在空腔40和42内后，第二覆盖物46可关于空腔40和42连接到第一主体部分20的顶部表面20B。在所展示的实施方式中，覆盖物46可扣合到第一主体部分20的顶部表面20B，从而界定了第一连接器子配件48。 
在制造工艺的另一步骤中，子配件48可如图2C所最佳地显示的置于模制的塑料容器(holder)50内。容器50提供了用于后续过模制的嵌套和切 断表面。应该理解，容器50可具有在电系统内安装所需要的任何形状。 
在制造工艺的进一步的步骤中，HVIL母线36布置在槽34内。HVIL母线36可由铜形成。可选地，HVIL母线36可由任何其它期望的传导材料比如铜合金、包铜的铝和钢、铝和其它期望的金属形成。由HVIL母线36形成的HVIL电路是带有外部保护的菊花链电路(daisy chain circuit)，使得如果例如通过第二连接器16和/或第三连接器18的任何连接变成断开的，则电路就断路。 
在制造工艺的另一步骤中，装置主体52可如图3所最佳地显示的关于包括了子配件48的容器50来形成。在过模制的步骤中，装置主体52可由塑料例如PA、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或其它期望的热塑材料来形成。可选地，装置主体52可形成为两件或更多(未显示)，并关于包括子配件48的容器50来组装。这样的多件装置主体52的多个件可随后用任何期望的方法来结合在一起，比如声波焊接、热焊接、感应焊接、激光焊接和类似方法。应该理解，第一装置主体52可具有在电系统内安装所需要的任何形状。 
一旦装置主体52形成，外部层或屏蔽层就可应用在装置主体52上。在一种实施方式中，在过模制的工艺中，通过将传导塑料材料施加在装置主体52上来形成屏蔽层。这种传导塑料的一个实例是填充有钢纤维或其它传导纤维和/或微粒的PA。在另一实施方式中，屏蔽层通过在电镀工艺中将一层镍施加在一层铜上来形成。可选地，可使用施加屏蔽层的任何其它需要的方法，例如导电涂料和金属网。传导连接器密封件54可随后关于高压电连接器10的插头屏蔽部分56来布置。连接器密封件54可由任何期望的传导材料来形成，例如填充有钢纤维或其它传导纤维和/或微粒的硅橡胶。 
过模制的装置主体52提供了容器50和子配件48上的保护性覆盖物或壳，从而增加了高压电连接器10的坚固性。此外，因为通过第一主体部分20围绕保险丝壁的附加的塑料材料和过模制的装置主体52的结合，允许了连接器10承受可形成于保险丝28的配置和使用过程中的更高水平的压力和热，所以增加了连接器10的最大可能电压。
如最佳地显示在图4中的，第一连接器14可以是适合于连接到反相器12的任何期望类型的连接器。第二和第三载荷连接器16和18可为任何类型的连接器，比如展示在图5A至5C中的尾连接器(pigtail connector)100。有利地，因为安装在高压电连接器100内的高压保险丝28提供的保护，所以当使用尾连接器时，HVIL就不是必要的了。 
高压电连接器的第二实施方式在图5A至5C中通常以100代表。所展示的连接器100包括一对电线102，各电线具有安装到电线102的小孔端子104。电线102的每一根电线都终止于扁平的环形端子106。该对电线102中的一根电线包括了连接在电线102和扁平的环形端子106之间的保险丝108。 
如最佳地显示在图5B中的，保险丝108和一对电线102的一部分封闭在第一主体部分110内。展示在图5B中的第一主体部分110的实施方式由塑料形成，例如PA、PBT或其它期望的热塑材料。一旦第一主体部分110形成，屏蔽层就可施加到第一主体部分110上。应理解，第一主体部分110可具有在电系统内安装所需要的任何形状。 
如最佳地显示在图5C中的，装置主体112可关于第一主体部分110形成。应理解，装置主体112可具有在电系统内配合所需要的任何形状。如以上根据连接器10所描述的，屏蔽层可为任何期望的传导层，比如传导塑料材料、铜层上的镍层、导电涂料或金属网。 
装置主体112可在过模制的工艺中由塑料形成。适当的塑料的实例包括例如填充有钢纤维或其它传导纤维和/或微粒的PA、可镀的塑料材料、适合于施加导电涂料的塑料和具有一体地模制在其中的金属网的塑料。 
高压电连接器的第三实施方式在图6A至6C中通常以200来代表。所展示的连接器200包括在图6A中通常以201来显示的连接器子配件。子配件201包括一对母线组件202，每一母线组件202具有基本上L形的第一母线部分202A，该第一母线部分202A具有形成于其第一端部204的安装孔203。第二母线部分202B的第一端部206比如通过焊接或软焊来连接到第一母线部分202A的第二端部208。第二母线部分202B的第二端部210终止于塑料空腔块212。空腔块212的第二端部212B可包括开口(未显示)， 用于容纳阳连接器(male connector)，比如显示在图6B中的导线头(harnesslead)214。应该理解，空腔块212可具有在电系统内安装所需要的任何形状。 
第二母线部分202B之一中的一部分可移除，且高压保险丝(未显示)可比如通过焊接或软焊来连接到第二母线部分202B。在所展示的实施方式中，保险丝封闭在保险丝壳206内。保险丝壳216由塑料形成，例如高温PA、PPA或其它期望的耐高温热塑材料。应该理解，保险丝壳216可具有在电系统内安装所需要的任何形状。 
如最佳地显示在图6B中的，子配件201封闭在装置主体218内。展示在图6B中的装置主体218的实施方式由塑料形成，例如PA、PBT或其它期望的热塑材料。应该理解，装置主体218可具有在电系统内安装所需要的任何形状。一旦装置主体218形成，屏蔽层就可施加在装置主体218上。如以上关于连接器10所描述的，屏蔽层可为任何期望的传导层，比如传导塑料材料、铜层上的镍层、导电涂料或金属网。 
传导连接器密封件220可随后关于围绕母线组件202的外露部分的装置主体218的部分来布置。连接器密封件220可由任何期望的传导材料形成，例如填充有钢纤维或其它传导纤维和/或微粒的硅橡胶。 
连接器200还可包括形成于连接器200的第一端部200A的孔222，用于如显示在图6C中的容纳用于将连接器200安装到电源226的紧固件224。连接器200还可包括连接到连接器200的第二端部200B的端子定位保证(TPA)构件228。 
在此所描述和展示的高压电连接器10、100、200的一个优点在于连接器10、100、200是便于使用的部件，如果比如保险丝28的电路保护装置中的一个装置因电路过载而断路，那么这些部件可容易地更换。 
高压电连接器10、100、200的一个优点在于具有比如电路断路器的可重新设定的电路保护装置允许连接器10、100、200被多次使用，而无需更换。 
高压电连接器10、100、200的另一优点在于消除了对于比如配电箱 或配电中心的分离箱体的需求。此外，由于连接器10可被更换，而无需接近或接触配电箱，所以交通工具操作者的安全也提高了。 
另一优点是相对的方便，其中带有一体化保险丝28、108的连接器10、100、200可组装到比如反相器12的电源。例如，连接器10构造并设置成方便地插入反相器12内。此外，连接器200构造并设置成由紧固件224连接到电源226。 
高压电连接器10、100、200的另一优点在于密封的屏蔽的高压接口的数量减少，高压电系统的复杂性和成本下降，且高压电系统的可靠性增加。 
已经在高压电连接器的各种实施方式中描述了高压电连接器的工作原理和模式。但是，应注意到，在此所描述的高压电连接器可以用所具体展示和描述的以外的其它方式来实施，而不偏离其范围。

Claims (18)

1.一种高压电连接器，其包括：
连接器主体，其中所述连接器主体由非传导材料形成并包括由传导材料形成的外部层；
第一连接器，其被支撑在所述连接器主体内；
第二连接器，其被支撑在所述连接器主体内，并电连接到所述第一连接器；以及
高压电路保护装置，其电连接在所述第一连接器和所述第二连接器之间。
2.如权利要求1所述的高压电连接器，其中所述第一连接器是一对插头。
3.如权利要求2所述的高压电连接器，其中所述插头构造并设置成用于电连接到高压电源。
4.如权利要求2所述的高压电连接器，其中所述插头包括在所述插头的一个端部上的非传导性的盖。
5.如权利要求1所述的高压电连接器，其中所述第二连接器包括一对母线。
6.如权利要求1所述的高压电连接器，其中所述高压电路保护装置为高压保险丝。
7.如权利要求1所述的高压电连接器，其中所述高压电路保护装置为高压电路断路器。
8.如权利要求1所述的高压电连接器，其中所述外部层由传导塑料形成。
9.如权利要求1所述的高压电连接器，其中所述外部层由铜层上的镍层形成。 
10.如权利要求1所述的高压电连接器，其中所述外部层由导电涂料形成。
11.如权利要求1所述的高压电连接器，其中所述外部层由金属网形成。
12.一种高压电连接器，其包括：
第一连接器主体部分，其中所述第一连接器主体部分包括非传导材料，且其中所述第一连接器主体部分包括包含了传导材料的外部层；
第二连接器主体部分；
一对电线，其具有第一端部和第二端部；
电连接器，其连接在所述一对电线中的每一根电线的第一端部；以及
高压电路保护装置，其电连接在所述一对电线中的每一根电线的所述第一端部和所述第二端部之间；
其中所述高压电路保护装置和所述一对电线的一部分被支撑在所述第一连接器主体部分内；以及
其中所述第一连接器主体部分的一部分被支撑在所述第二连接器主体部分内。
13.如权利要求12所述的高压电连接器，其中连接在所述一对电线中的每一根电线的第一端部处的所述电连接器为小孔端子。
14.如权利要求12所述的高压电连接器，其中所述高压电路保护装置为高压保险丝。
15.如权利要求12所述的高压电连接器，其中所述高压电路保护装置为高压电路断路器。
16.一种高压电连接器，其包括：
连接器主体，其中所述连接器主体由非传导材料形成并包括由传导材料形成的外部层；
一对母线，其具有第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端 部分别界定了第一电连接器和第二电连接器；以及
高压电路保护装置，其电连接在所述一对母线中的一根母线的所述第一端部和所述第二端部之间；
其中所述高压电路保护装置和所述一对母线的一部分被支撑在所述连接器主体内。
17.如权利要求16所述的高压电连接器，其中所述一对母线的所述第二端部电连接到空腔块，该空腔块界定用于容纳阳连接器的开口。
18.如权利要求16所述的高压电连接器，其中所述高压电路保护装置是高压保险丝和高压电路断路器中的一个。 
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