CN104882683A - 防止电动车控制器接线柱转动的方法及所用防转接线柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止电动车控制器接线柱转动的方法及所用防转接线柱，本发明采用防转接线柱作为连接功率输出模块、主控电路板A和外部大电流导体的机械及电气连接体，以防止连接或拆卸外部大电流导体时，防转接线柱跟着固定螺钉一起旋转造成防转接线柱松动的技术问题。本发明通过对接线柱的改进很好的解决了在拧紧螺钉或螺栓时，接线柱随着螺钉或螺栓一起转动，使接线柱产生松动，造成接线柱与电路板之间出现连接故障，无法保证产品质量的技术问题；解决控制器实现模块化、标准化结构的大电流连接问题，为控制器的生产、测试全面实现自动化打下基础。本发明适用于电动两轮车、电动三轮车和电动汽车控制器的生产制造改进。

Description

防止电动车控制器接线柱转动的方法及所用防转接线柱

技术领域

本发明涉及一种防止电动车控制器接线柱转动的方法及所用防转接线柱，属于电动车驱动电机控制器制造技术领域。

背景技术

电动车驱动电机控制器（以下简称控制器）是电动车的主要部件，控制器包括兼做散热和防水的外壳，外壳内设有电路板，电路板上安装有主控和功率输出等各种功能的电路。现有控制器外壳内的电路板与电源线和驱动电机以及控制元件之间的连接主要靠外引电缆或接线柱连接。目前在对电动车控制性能改进时，一般较注重对控制电路可实现的电气功能的改进，往往忽略对控制器本身结构的改进。因此电动车控制器的结构基本还是保持10多年前的单一电路板传统结构形式，很难实现模块化、标准化结构形式。外壳内的电路板与电源线和驱动电机的连接仍然是采用电缆通过锡焊连接的方式。现有的连接方式在控制器的后续组装生产中，主要靠人工进行插线、焊接、补焊及理线才能完成，属于劳动密集型生产方式，很难实现自动化生产。在对控制器进行检测时也需靠人工一条一条电线对应连接，很难实现自动化检测。

对于少部分采用接线柱连接的控制器，由于电源线和驱动电机引线均需要通过大电流，因此电缆较粗，较硬。连接时需要用较大的扭力矩才可以通过螺栓将电源线和驱动电机引线可靠的与接线柱连接。如果螺栓拧的太松压紧力过小，可能会出现连接电阻过大在连接处发热而烧毁接线柱，甚至发生事故。螺钉或螺栓拧的太紧很可能会造成接线柱随着螺钉或螺栓一起转动，使控制器内部接线柱同功率电路之间的螺丝连接或焊接产生松动，造成接线柱与功率电路之间出现连接故障，无法保证产品质量。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种防止电动车控制器接线柱转动的方法及所用防转接线柱，以解决控制器实现模块化、标准化结构的大电流连接问题，为控制器的生产制造全面实现自动化生产、测试创造条件，同时解决将电源线和驱动电机大电流电缆与接线柱连接时，防止接线柱随着固定螺栓一起转动的技术问题，确保产品质量，从而克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的一种防止电动车控制器接线柱转动的方法为，该方法采用防转接线柱作为连接功率输出模块、主控电路板和外部大电流导体的机械及电气连接体，以防止连接或拆卸外部大电流导体时，接线柱跟着固定螺钉一起旋转造成接线柱松动的技术问题；防转接线柱的形状为“Z”字形，包括大电流导体连接柱和功率输出模块连接柱，大电流导体连接柱与功率输出模块连接柱的轴线平行且不重合；大电流导体连接柱经连接块与功率输出模块连接柱连接；大电流导体连接柱底面通过定位装置与主控电路板上的定位孔定位连接，功率输出模块连接柱穿过主控电路板上的限位孔，同主控电路板上的定位孔一起，限定防转接线柱的安装位置，同时限制接线柱转动。

前述方法中，所述外部大电流导体，是指与电源线或与电动车驱动电机电缆连接的接线端子，接线端子经固定螺钉与位于大电流导体连接柱顶端的连接螺孔连接。

前述方法中，所述定位装置是设在大电流导体连接柱底端的定位螺孔、定位凸台或定位销孔；定位螺孔通过穿过主控电路板的定位螺钉与主控电路板定位连接；定位销孔通过焊在主控电路板上的销轴进行定位；定位凸台穿过主控电路板上的定位孔进行定位。

前述方法中，所述定位凸台是在大电流导体连接柱底部直接加工出的凸台，或是在大电流导体连接柱底部加工一个盲孔，然后通过压铸、浇铸、冷压或铆接方式在盲孔中固定的定位销。

前述方法中，所述功率输出模块连接柱穿过主控电路板上的限位孔，然后将限位螺栓从功率输出模块连接柱上的光孔穿过与功率输出模块连接，既解决了防转接线柱、功率输出模块及主控板的电气连接，又起到功率模块与主控板的机械连接作用，同时也解决了接线柱的防转问题。

前述方法中，所述功率输出模块是整体的功率输出集成模块，或是由分离元件焊接在电路板上构成的功率输出电路板。

前述方法中，所述大电流导体连接柱的外圆设有密封环槽，密封环槽内设有O型密封圈或密封垫，通过O型密封圈或密封垫防止雨水通过外壳盖板进入控制器。

用于上述方法的本发明的一种防转接线柱为，所述防转接线柱的形状为“Z”字形，包括大电流导体连接柱和功率输出模块连接柱，大电流导体连接柱与功率输出模块连接柱的轴线平行且不重合，大电流导体连接柱经连接块与功率输出模块连接柱连接；大电流导体连接柱底面设有定位螺孔、定位销孔或定位凸台，大电流导体连接柱顶面设有大电流导体连接螺孔；功率输出模块连接柱设有贯通连接块的光孔。

前述防转接线柱中，所述大电流导体连接柱上部外圆设有密封环槽，密封环槽内设有O型密封圈或密封垫。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明通过对接线柱的改进很好的解决了在拧紧螺钉或螺栓时，接线柱随着螺钉或螺栓一起转动，使接线柱产生松动，造成接线柱与电路板之间出现连接故障，无法保证产品质量的技术问题，同时为控制器的生产、测试实现自动化打下基础。本发明适用于电动两轮车、电动三轮车和电动汽车控制器制造的改进。

附图说明

图1是本发明防转接线柱的结构示意图；

图2是图1的结构变形示意图；

图3是图1的立体示意图；

图4是图2的立体示意图；

图5是大电流导体连接柱底部设有定位螺孔的结构示意图；

图6是图5的结构变形示意图；

图7是大电流导体连接柱底部设有定位销孔的结构示意图；

图8是图7的结构变形示意图；

图9是大电流导体连接柱底部设有镶嵌有定位销的结构示意图；

图10是图9的结构变形示意图；

图11是第一种采用定位螺钉定位方式示意图；

图12是第二种采用焊接在主控电路板上的定位销定位方式示意图；

图13是第三种采用镶嵌在大电流导体连接柱底部的定位销定位方式示意图；

图14是第四种采用在大电流导体连接柱底部加工凸台定位方式示意图；

图15是实施例1的装配示意图；

图16是实施例1的防转接线柱安装示意图；

图17是实施例1安装完成后的示意图；

图18是实施例2的装配示意图；

图19是实施例2的防转接线柱安装示意图；

图20是实施例2安装完成后的示意图；

图21是实施例3的装配示意图；

图22是实施例3的防转接线柱安装示意图；

图23是实施例3安装完成后的示意图。

附图中的标记为：1-防转接线柱，2-大电流导体连接柱，3-功率输出模块连接柱，4-连接块，5-定位螺孔，6-定位销孔，7-定位凸台，8-大电流导体连接螺孔，9-光孔，10-密封环，11-O型密封圈，12-密封垫，13-功率输出模块，14-主控电路板，15-外部大电流导体，16-固定螺钉，17-限位孔，18-连接螺孔，19-定位螺钉，20-圆柱销，21-限位螺栓，22-外壳盖板，23-外壳底板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。

本发明的一种防止电动车控制器接线柱转动的方法为，如图11～14所示，该方法采用防转接线柱1作为连接功率输出模块13、主控电路板14和外部大电流导体15的机械及电气连接体，以防止连接或拆卸外部大电流导体时，接线柱跟着固定螺钉16一起旋转造成接线柱松动的技术问题；防转接线柱的形状为“Z”字形，包括大电流导体连接柱2和功率输出模块连接柱3，大电流导体连接柱与功率输出模块连接柱的轴线平行且不重合；大电流导体连接柱经连接块4与功率输出模块连接柱连接；大电流导体连接柱底面通过定位装置与主控电路板上的定位孔定位连接，功率输出模块连接柱穿过主控电路板上的限位孔17，同主控电路板上的定位孔一起，限定防转接线柱的安装位置，同时限制防转接线柱转动。外部大电流导体是指与电源线或与电动车驱动电机连接的接线端子，接线端子经固定螺钉与位于大电流导体连接柱顶端的连接螺孔18连接。定位装置是设在大电流导体连接柱2底端的定位螺孔5、定位凸台7或定位销孔6；定位螺孔通过穿过主控电路板的定位螺钉19与主控电路板定位连接；定位销孔通过焊在主控电路板上的销轴20进行定位；定位凸台穿过主控电路板上的定位孔进行定位。定位凸台7是在大电流导体连接柱2底部直接加工出的凸台，或是在大电流导体连接柱2底部加工一个盲孔，然后通过压铸、浇铸、冷压或铆接方式在盲孔中固定的定位销。功率输出模块连接柱穿过主控电路板上的限位孔，然后将限位螺栓21从功率输出模块连接柱上的光孔9穿过与功率输出模块连接，既解决了防转接线柱、功率输出模块及主控板的电气连接，又起到功率模块与主控板的机械连接作用，同时也解决了防转接线柱的防转问题。功率输出模块13是整体的功率输出集成模块，或是由分离元件焊接在电路板上构成的功率输出电路板。大电流导体连接柱2的外圆设有密封环槽10，密封环槽内设有O型密封圈11或密封垫12，通过O型密封圈或密封垫防止雨水通过外壳22或防水板23进入控制器。

根据上述方法构建并用于上述方法的本发明的一种防转接线柱如图1～10所示，该防转接线柱1的形状为“Z”字形，包括大电流导体连接柱2和功率输出模块连接柱3，大电流导体连接柱2与功率输出模块连接柱3的轴线平行且不重合，大电流导体连接柱2经连接块4与功率输出模块连接柱3连接；大电流导体连接柱2底面设有定位螺孔5、定位销孔6或定位凸台7，大电流导体连接柱2顶面设有大电流导体连接螺孔8；功率输出模块连接柱3设有贯通连接块4的光孔9。大电流导体连接柱2上部外圆设有密封环槽10，密封环槽内设有O型密封圈11或密封垫12。

实施例1

图15～17是本发明的防转接线柱用于20kW电动汽车直流无刷电机控制器的示意图，为了看清楚内部结构，图15～17均未画外壳盖板。其中：图15是20kW电动汽车直流无刷电机控制器的装配示意图，由图15可见，图中的功率输出模块13采用的是整体的功率输出集成模块，三个功率输出模块直接安装在外壳底板24上，并通过导电条连接。本例采用上下两块主控电路板，防转接线柱1是定位在下面的一块主控电路板上的，防转接线柱1的功率输出模块连接柱穿过下面主控电路板上的限位孔与功率输出模块13上的螺纹孔连接，或与连接功率输出模块的导电条连接。防转接线柱1的功率输出模块连接柱长度可根据实际情况调整。

图16是未画主控电路板时，防转接线柱1的功率输出模块连接柱与功率输出模块13的大电流连接示意图；图17是画有主控电路板时安装完成后的半成品示意图。为了图形的简洁，图中没有把固定连接螺丝、小电流控制信号线、产品端盖挡板等画进去。

实施例2

图18～20是本发明的防转接线柱用于1500W电动三轮车及低速电动汽车直流无刷电机控制器的示意图，其中：图18是1500W电动三轮车及低速电动汽车用直流无刷电机控制器的装配示意图，由图18可见，图中的功率输出模块13采用的是由分离元件焊接在电路板上构成的功率输出电路板。本例采用上下两块主控电路板，防转接线柱1是定位在下面的一块主控电路板上的，防转接线柱1的功率输出模块连接柱穿过下面主控电路板上的限位孔与功率输出模块13上的螺纹孔连接。防转接线柱1的功率输出模块连接柱长度可根据实际情况调整。防转接线柱1的大电流导体连接柱上套有密封垫与外壳盖板22密封连接。

图19是未画主控电路板和外壳盖板时，防转接线柱1的功率输出模块连接柱与功率输出模块13的大电流连接示意图；图20是安装完成后的示意图。为了图形的简洁，图中没有把固定连接螺丝、小电流控制信号线、产品端盖挡板画进去。

实施例3

图21～23是本发明的防转接线柱用于500W电动自行车用直流无刷电机控制器，其中：图18是500W电动自行车用直流无刷电机控制器的装配示意图，由图21可见，图中的功率输出模块13采用的是由分离元件焊接在电路板上构成的功率输出电路板。本发明的防转接线柱1是定位在主控电路板14上的，防转接线柱1的功率输出模块连接柱穿过主控电路板14上的限位孔与功率输出模块13上的螺纹孔连接。防转接线柱1的功率输出模块连接柱长度可根据实际情况调整。防转接线柱1的大电流导体连接柱上套有密封垫与外壳盖板22密封连接。

图22是未画主控电路板和外壳盖板时，防转接线柱1的功率输出模块连接柱与功率输出模块13的大电流连接示意图；图23是安装完成后的示意图。为了图形的简洁，图中没有把固定连接螺丝、小电流控制信号线、产品端盖挡板画进去。

本发明的补充说明

防转接线柱1的结构如图1所示形状为Z字形，包括大电流导体连接柱2和功率输出模块连接柱3，大电流导体连接柱与功率输出模块连接柱的轴线平行且不重合，大电流导体连接柱底端经连接块4与功率输出模块连接柱连接；大电流导体连接柱底面设有定位凸台7，大电流导体连接柱顶面设有大电流导体连接螺孔8；功率输出模块连接柱设有贯通连接块的光孔9。大电流导体连接柱上部外圆设有密封环槽10，密封环槽内设有O型密封圈11。

图2是图1的变形结构图，其不同点有两处，一是大电流导体连接柱2长度较长，二是功率输出模块连接柱3的长度较短，三是密封环槽10的形状不同，图2中的密封环槽实际上是一个台阶形的缺口，缺口内设有密封垫12。

为了形象的理解防转接线柱的结构特征，图3所示是图1的立体图，图4所示是图2的立体图，由图3和图4可见，大电流导体连接柱2和功率输出模块连接柱3为圆柱状，连接块4是连接大电流导体连接柱2和功率输出模块连接柱3的平板状。

本发明定位装置有四种不同形式，一种是如图14所示的形式，是在防转接线柱的大电流导体连接柱2的底面加工一个定位凸台7，定位凸台与防转接线柱是整体结构，定位时将定位凸台插入主控电路板14上的定位孔进行定位。第二种是如图13所示，先在大电流导体连接柱2的底面加工一个定位销孔，然后通过压铸、浇铸、冷压或铆接方式在定位销孔中固定一个圆柱销20，定位时将圆柱销插入主控电路板上的定位孔进行定位。第三种是如图12所示，在主控电路板 14上焊接一个圆柱销20，同时在大电流导体连接柱2的底面加工一个定位销孔，定位时将焊接在主控电路板上圆柱销插入大电流导体连接柱2的底面的定位销孔进行定位。第四种是如图11所示，在大电流导体连接柱2的底面加工一个定位螺孔5，定位时，将定位螺孔与主控电路板14上的定位孔对齐，然后用定位螺钉19穿过主控电路板上的定位孔与定位螺孔固定连接。图12和图13的区别是，图12中的圆柱销20是固定在主控电路板14上的，而图13中的圆柱销20是固定在大电流导体连接柱2的底面的定位销孔中的。

根据上述的四种不同定位方式，防转接线柱的大电流导体连接柱2的底面采取不同结构，一种如图1和图2所示，大电流导体连接柱2的底面设有定位凸台7；第二种如图9和图10所示，大电流导体连接柱2的底面设有定位销孔，定位销孔内固定有圆柱销20；第三种如图7和图8所示，大电流导体连接柱2的底面设有定位销孔；第三种如图5和图6所示，大电流导体连接柱2的底面设有定位螺孔5。

上述的本发明的防转接线柱的大电流导体连接柱2与控制外部电缆连接，功率输出模块连接柱3端部与功率输出模块13连接，功率输出模块可以是如图11～13所示的由分立元件焊接在电路板上构成的功率输出电路板；功率输出模块也可以是如图14所示的模块化功率集成电路。

本发明的防转接线柱的1可用于电动自行车控制器；也可用于电动三轮车及电动汽车控制器，其主要作用是将控制器内功率电路与电源或驱动电机进行大电流连接，因此防转接线柱用铜材料或铝材料制成。

具体实施时，采用防转接线柱1作为连接功率输出模块13、主控电路板14和外部大电流导体15的机械及电气连接体，以防止连接或拆卸外部大电流导体时，防转接线柱跟着固定螺钉16一起旋转造成防转接线柱松动的技术问题；所述防转接线柱的形状为Z字形，包括大电流导体连接柱2和功率输出模块连接柱3，大电流导体连接柱与功率输出模块连接柱的轴线平行且不重合；大电流导体连接柱底端经连接块4与功率输出模块连接柱连接；大电流导体连接柱底面通过定位装置确定防转接线柱在主控电路板上的安装位置，功率输出模块连接柱穿过主控电路板上的限位孔17限定防转接线柱的安装角度，同时限制防转接线柱转动。外部大电流导体是指与电源线或与电动车驱动电机连接的接线端子，接线端子经固定螺钉与位于大电流导体连接柱顶端的连接螺孔18连接。定位装置是设在大电流导体连接柱2底端的定位螺孔5、定位凸台7或定位销孔6；定位螺孔通过穿过主控电路板的定位螺钉19与主控电路板定位连接；定位销孔通过焊在主控电路板上的销轴20进行定位；定位凸台穿过主控电路板上的定位孔进行定位。定位凸台是在大电流导体连接柱4底部直接加工出的圆柱形凸台，或是在大电流导体连接柱4底部加工一个定位销孔6，然后通过压铸、浇铸、冷压或铆接方式在定位销孔中固定圆柱销20。功率输出模块连接柱穿过主控电路板上的限位孔，然后将限位螺栓21从功率输出模块连接柱上的光孔9穿过与功率输出模块连接，既解决了防转接线柱与功率输出模块的电气连接，同时也解决了防转接线柱的防转问题。功率输出模块13是整体的功率输出集成模块，或是由分离元件焊接在电路板上构成的功率输出电路板。大电流导体连接柱2的外圆设有密封环槽10，密封环槽内设有O型密封圈11或密封垫12，通过O型密封圈或密封垫防止雨水通过外壳盖板22进入控制器。

本发明防转接线柱作为连接功率输出模块13和主控电路板 14的机械和电气连接体，从根本上解决了控制器的结构实现了模块化、标准化的大电流连接问题，使控制器的整个生产制造过程，只需通过简单的人工操作，就能完成控制器的生产制造：在整个控制器的制造过程中，将电子元件焊接到电路板上，以目前的常规工艺，已经能很方便地通过自动贴片机、回流焊机、自动插件机、波峰焊机等自动化设备自动完成；后续的组装过程全程无需使用电烙铁，只需螺钉固定，就能完成控制器的组装，最大限度地降低了对生产工人的数量及技术要求，极大提高生产效率，节省人工用量2/3，节省焊锡、大电流电线等辅助原材料用量80％，本发明为控制器的生产制造，全面实现全自动化生产、测试打下了坚实的基础。

Claims (9)

1. 一种防止电动车控制器接线柱转动的方法，其特征在于：该方法采用防转接线柱作为连接功率输出模块、主控电路板和外部大电流导体的机械及电气连接体，以防止连接或拆卸外部大电流导体时，接线柱跟着固定螺钉一起旋转造成接线柱松动的技术问题；防转接线柱的形状为“Z”字形，包括大电流导体连接柱和功率输出模块连接柱，大电流导体连接柱与功率输出模块连接柱的轴线平行且不重合；大电流导体连接柱经连接块与功率输出模块连接柱连接；大电流导体连接柱底面通过定位装置与主控电路板上的定位孔定位连接，功率输出模块连接柱穿过主控电路板上的限位孔，同主控电路板上的定位孔一起，限定防转接线柱的安装位置，同时限制接线柱转动。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述外部大电流导体，是指与电源线或与电动车驱动电机电缆连接的接线端子，接线端子经固定螺钉与位于大电流导体连接柱顶端的连接螺孔连接。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述定位装置是设在大电流导体连接柱底端的定位螺孔、定位凸台或定位销孔；定位螺孔通过穿过主控电路板的定位螺钉与主控电路板定位连接；定位销孔通过焊在主控电路板上的销轴进行定位；定位凸台穿过主控电路板上的定位孔进行定位。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于：所述定位凸台是在大电流导体连接柱底部直接加工出的凸台，或是在大电流导体连接柱底部加工一个盲孔，然后通过压铸、浇铸、冷压或铆接方式在盲孔中固定的定位销。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述功率输出模块连接柱穿过主控电路板上的限位孔，然后将限位螺栓从功率输出模块连接柱上的光孔穿过与功率输出模块连接，既解决了防转接线柱、功率输出模块及主控板的电气连接，又起到功率模块与主控板的机械连接作用，同时也解决了接线柱的防转问题。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于：所述功率输出模块是整体的功率输出集成模块，或是由分离元件焊接在电路板上构成的功率输出电路板。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述大电流导体连接柱的外圆设有密封环槽，密封环槽内设有O型密封圈或密封垫，通过O型密封圈或密封垫防止雨水通过外壳盖板进入控制器。

8.一种用于权利要求1～7任一权利要求所述方法的防转接线柱，其特征在于：所述防转接线柱（1）的形状为“Z”字形，包括大电流导体连接柱（2）和功率输出模块连接柱（3），大电流导体连接柱（2）与功率输出模块连接柱（3）的轴线平行且不重合，大电流导体连接柱（2）经连接块（4）与功率输出模块连接柱（3）连接；大电流导体连接柱（2）底面设有定位螺孔（5）、定位销孔（6）或定位凸台（7），大电流导体连接柱（2）顶面设有大电流导体连接螺孔（8）；功率输出模块连接柱（3）设有贯通连接块（4）的光孔（9）。

9.根据权利要求8所述防转接线柱，其特征在于：所述大电流导体连接柱（2）上部外圆设有密封环槽（10），密封环槽内设有O型密封圈（11）或密封垫（12）。