CN106299826B - 电动汽车电池包管理系统信号连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的是一种电动汽车电池包管理系统（BMS）信号连接器。适用于电动汽车动力电池参数进行实时监控、故障诊断、SOC估算、行驶里程估算、短路保护、漏电检测、显示报警、充放电模式选择等，并通过CAN总线的方式与车辆集成控制器或充电机进行信息交互的信号连接电连接器。由螺帽拼紧式插座、插头组成；螺帽拼紧式插座包括螺帽拼紧式插座壳体、电缆罩壳体、橡胶密封圈、塑料防尘盖、壳体挡圈、O型橡胶圈、垫片、止动垫片、六角拼帽、电缆护套、夹线板和焊接式插针组件；插头包括插头壳体、连接卡帽、塑料防尘盖、波形圈、防跳圈、连接卡帽挡圈、压接式插孔绝缘体、压接式插孔组件、插头壳体挡圈、及防水尾附。

Description

电动汽车电池包管理系统信号连接器
技术领域
本发明涉及的是一种电动汽车电池包管理系统（BMS）信号连接器。适用于电动汽车动力电池参数进行实时监控、故障诊断、SOC估算、行驶里程估算、短路保护、漏电检测、显示报警，充放电模式选择等，并通过CAN总线的方式与车辆集成控制器或充电机进行信息交互的信号连接电连接器，也适用于电子通讯及工业设备自动化电气控制系统之间的电气连接。
背景技术
无论是简单的充电控制器还是复杂的控制单元，对于电池管理系统（BMS）的需求都在迅速增长，尤其是电动汽车领域。除了传统的充电状态监控外，BMS 系统还必须遵守日益严格的安全法规，注重控制和待机功能、热管理和用于保护 OEM 车厂电池的加密算法。并且随着电气化动力系统变得日益复杂，BMS 需要执行的功能增多，承受的负担之重前所未有。未来，甚至车辆控制单元（VCU）的部件和功能也会与 BMS 相关联。目前应用的传统连接器以纯压接或者纯焊接为主，纯压接连接器密封等级差，无法满足BMS与电池包之间的密封要求，从而造成BMS系统报警。而纯焊接连接器采用灌胶方法虽然可以达到密封要求，但是操作过程中劳动强度大、工序复杂，容易因工艺复杂而带来质量风险，且无法解决批量带来的效率问题。因此有必要开发一种高性能、高可靠、高密封的快速连接结构，以实现BMS与电池包之间的可靠连接。
发明内容
本发明目的是针对上述不足之处提供一种电动汽车电池包管理系统（BMS）信号连接器，是一种电动汽车电池管理系统（BMS）与电池包之间的信号连接器。本发明采用卡口式快速连接，体积小、重量轻、连接可靠。插座为螺母紧固式，接触件为焊接式，采用灌胶密封，密封性能好，防护等级达IP68，可避免电池包渗水。插头装孔，接触件为压接式，外壳为铝合金氧化发黑，具有良好的耐环境性能，广泛应用于电子通讯及工业设备自动化电气控制系统之间的电气连接。
本发明电动汽车电池管理系统(BMS)信号连接器是采用以下技术方案实现：
电动汽车电池管理系统（BMS）信号连接器由螺帽拼紧式插座、插头组成。螺帽拼紧式插座包括螺帽拼紧式插座壳体、电缆罩、橡胶密封圈、塑料防尘盖、壳体挡圈、O型密封圈、垫片、止动垫片、六角拼帽、电缆护套、夹线板和焊接式插针组件。
焊接式插针组件包括字序垫、插针绝缘体、焊接式插针、中间密封垫、焊接式绝缘体盖板。
螺帽拼紧式插座壳体中空，螺帽拼紧式插座壳体后部外周设置有外螺纹与电缆罩连接。螺帽拼紧式插座壳体前部外周设置有外螺纹与六角拼帽连接。螺帽拼紧式插座壳体中部内侧设置有焊接式插针组件安装定位台阶。螺帽拼紧式插座壳体前部内侧设置有插头防误插键槽及密封圈安装槽。
焊接式插针前端设置有插针，中部设置有密封垫安装定位槽，后端设置有焊锡槽及插针安装插针安装定边扁。中间密封垫上设置有多个插针安装孔，焊接式插针安装在中间密封垫的插针安装孔内，通过密封垫安装定位槽定位，插针绝缘体设置有多个绝缘体插针安装孔，在插针绝缘体外侧设有绝缘体定位键，装有中间密封垫和焊接式插针前部装插在插针安装孔内，在中间密封垫插针一侧进行灌注绝缘密封胶胶封，焊接式绝缘体盖板上设置有多个带扁定位安装孔，焊接式绝缘体盖板通过插针安装定边扁安装在插针中部。字序垫上设置有插针孔和字序，字序垫通过插针孔套装在插针上与插针绝缘体安装在一起，通过上述组装构成焊接式插针组件。
焊接式插针组件通过螺帽拼紧式插座壳体，后端安装在螺帽拼紧式插座壳体内侧焊接式插针组件安装台阶上，采用壳体挡圈固定在螺帽拼紧式插座壳体内，将橡胶密封圈安装在螺帽拼紧式插座前端密封圈安装槽内进行密封。
O型密封圈安装在法兰前侧的O型密封圈安装槽内，在O型密封圈外侧依次安装在止动垫片、垫片、六角拼帽，通过六角拼帽进行安装定位，螺帽拼紧式插座壳体前端安装有塑料防尘盖，用于防尘，螺帽拼紧式插座壳体后端安装有电缆罩，电缆罩前部内侧设置有内螺纹与螺帽拼紧式插座壳体后部外螺纹相配合将电缆罩安装在螺帽拼紧式插座壳体后部，电缆罩后部装电缆护套和夹线板，电缆线穿过电缆罩电缆护套引出，通过夹线板夹紧固定。
插头包括插头壳体、连接卡帽、塑料防尘盖、波形圈、防跳圈、连接卡帽挡圈、压接式插孔绝缘体、压接式插孔组件、插头壳体挡圈、及防水尾附。
插头壳体中空，插头壳体外周设置有定位圈，插头壳体前部外围设置防误插键位及标记槽，插头壳体后部外周设置有外螺纹，插头壳体内设置有定位压接式插孔绝缘体安装定位台阶，连接卡帽内设置有插头壳体安装台阶和螺旋槽。
连接卡帽前部外周设置有卡销插孔，套装在插头壳体外部，插头壳体通过定位圈与插头壳体安装台阶相配合进行安装定位，波形圈、防跳圈、连接卡帽挡圈依次安装在插头壳体定位圈后侧，用于插拔时弹性防脱定位。
压接式插孔前部设有插孔，中部设有定位卡爪，后部设有导线压接孔。用于压接电池包管理系统(BMS)电缆导线。多个压接有电池包管理系统(BMS)导线的压接式插孔分别装插在压接式插孔安装孔内。
压接式插孔绝缘体内设置有多个压接式插孔安装孔，电缆中多根导线分别压接在压接式插孔后部的导线压接孔内，多根连接有导线的压接式插孔分别插入压接式插孔绝缘体安装在插头壳体内部，插头壳体挡圈安装在压接式插孔绝缘体后部，进行安装定位。
防水尾附由护线套、拼紧帽、压紧套、封线体、O型密封圈组成，护线套中部设置有防水密封圈安装槽，护线套前部内侧设置有内螺纹与插头壳体后部外螺纹相配合，将护线套安装在插头壳体后部压紧防水密封圈，达到密封效果。护线套后部内侧设置有封线体安装孔，从护线套后侧将封线体安装于封线体安装孔内，与压接式插孔绝缘体后端贴合，封线体孔位和字序顺序对应压接式插孔绝缘体后端孔位及字序。将压紧套放置于封线体后端，两个斜面相对应。护线套后侧外周设置有外螺纹，拼紧帽前端内侧设置有内螺纹与护线套后侧外周外螺纹相连接，拼紧帽后部内侧设置有定位台阶，定位台阶压紧压紧套端面，通过旋转螺纹压紧封线体使封线体收缩压接电池包管理系统(BMS)电缆导线起到密封效果。
工作原理
电动汽车电池管理系统(BMS)信号连接器使用时，将螺帽拼紧式插座后端的电缆罩拆卸下来，将电池包管理系统(BMS)电缆导线一端穿过电缆罩电缆护套焊接在螺帽拼紧式插座焊接式插针焊锡槽内，然后将电缆罩安装在螺帽拼紧式插座后端，将电缆罩螺钉拧紧以固定线缆，将另一端电缆线中的导线分到与电池包中电池组相连。然后将螺帽拼紧式插座前端止动垫片、垫片、六角拼帽、塑料防尘盖从螺帽拼紧式插座前端拆卸下来，将螺帽拼紧式前端从电池包箱体内侧穿过箱体面板，再将拆卸下来的止动垫片、垫片依次安装在螺帽拼紧式插座壳体前端，采用六角拼帽将螺帽拼紧式插座固定安装在电池包箱体面板上。
再将插头电缆线与电池包管理系统（BMS）相连后将插头与螺帽拼紧式插座相连，即可以进电池包管理，提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。
本发明电动汽车电池管理系统(BMS)信号连接器优点：
电池包管理系统（BMS）信号连接器设计合理，结构紧凑。本发明采用卡口式快速连接，体积小、重量轻、连接可靠。插座为螺母紧固式，密封性能好，可避免电池包渗水。插头装孔，螺帽拼紧式插座装针，插头接触件为压接式，螺帽拼紧式插座接触件为焊接式，外壳为铝合金氧化发黑，具有良好的耐环境性能，广泛应用与电子通讯及工业设备自动化电气控制系统之间的电气连接，螺帽拼紧式插座采用灌胶密封，防护等级达IP68。
附图说明
图1是电池包管理系统（BMS）信号连接器示意图。
图2是电池包管理系统（BMS）信号连接器的螺帽拼紧式插座示意图。
图3是电池包管理系统（BMS）信号连接器的螺帽拼紧式插座结构分解示意图。
图4是电池包管理系统（BMS）信号连接器的螺帽拼紧式插座的插座壳体的结构示意图。
图5是电池包管理系统（BMS）信号连接器的螺帽拼紧式插座的焊接式插针结构示意图。
图6是电池包管理系统（BMS）信号连接器的插头示意图。
图7是电池包管理系统（BMS）信号连接器的插头结构分解示意图。
图8是电池包管理系统（BMS）信号连接器的插头的插头壳体结构示意图。
图9是电池包管理系统（BMS）信号连接器的插头的连接卡帽结构示意图。
图10是电池包管理系统（BMS）信号连接器的插头的压接式插孔结构示意图。
具体实施方式
参照附图1～10，电动汽车电池管理系统（BMS）信号连接器由螺帽拼紧式插座1、插头2组成。螺帽拼紧式插座1包括螺帽拼紧式插座壳体1-1、电缆罩1-2、橡胶密封圈1-3、塑料防尘盖1-4、壳体挡圈1-5、O型密封圈1-6、垫片1-7、止动垫片1-8、六角拼帽1-9、电缆护套1-10、夹线板1-11和焊接式插针组件。
焊接式插针组件包括字序垫1-12、插针绝缘体1-13、焊接式插针1-14、中间密封垫1-15、焊接式绝缘体盖板1-16。
螺帽拼紧式插座壳体1-1中空，螺帽拼紧式插座壳体1-1后部外周设置有外螺纹1-1-1与电缆罩1-2连接。螺帽拼紧式插座壳体1-1前部外周设置有外螺纹1-1-7与六角拼帽1-9连接。螺帽拼紧式插座壳体1-1中部内侧设置有焊接式插针组件安装定位台阶1-1-2。螺帽拼紧式插座壳体1-1前部内侧设置有插头防误插键槽1-1-3及密封圈安装槽1-1-4。
焊接式插针1-14前端设置有插针1-14-1，中部设置有密封垫安装定位槽1-14-2，后端设置有焊锡槽1-14-4及插针安装定边扁1-14-3。中间密封垫1-15上设置有多个插针安装孔1-17，焊接式插针1-14安装在中间密封垫1-15的插针安装孔1-17内，通过密封垫安装定位槽1-14-2定位，插针绝缘体1-13设置有多个绝缘体插针安装孔1-18，在插针绝缘体1-13外侧设有绝缘体定位键1-19，装有中间密封垫1-15和焊接式插针1-14前部装插在绝缘体插针安装孔1-18内，在中间密封垫1-15插针一侧进行灌注绝缘密封胶胶封，焊接式绝缘体盖板1-16上设置有多个带扁定位安装孔1-20，焊接式绝缘体盖板1-16通过插针安装定边扁1-14-3安装在焊接式插针1-14中部。字序垫1-12上设置有插针孔1-21和字序1-22，字序垫1-12通过插针孔1-21套装在焊接式插针1-14上与插针绝缘体1-13安装在一起，通过上述组装构成焊接式插针组件。
焊接式插针组件通过螺帽拼紧式插座壳体1-1，后端安装在螺帽拼紧式插座壳体1-1内侧焊接式插针组件安装台阶1-1-2上，采用壳体挡圈1-5固定在螺帽拼紧式插座壳体1-1内，将橡胶密封圈1-3安装在螺帽拼紧式插座前端密封圈安装槽1-1-4内进行密封。
O型密封圈1-6安装在法兰1-1-5前侧的O型密封圈安装槽1-1-6内，在O型密封圈1-6外侧依次安装在止动垫片1-8、垫片1-7、六角拼帽1-9，通过六角拼帽1-9进行安装定位，螺帽拼紧式插座壳体1-1前端安装有塑料防尘盖1-4，用于防尘，螺帽拼紧式插座壳体1-1后端安装有电缆罩1-2，电缆罩1-2前部内侧设置有内螺纹1-23与螺帽拼紧式插座壳体1-1后部外螺纹1-1-1相配合将电缆罩1-2安装在螺帽拼紧式插座壳体1-1后部，电缆罩1-2后部装电缆护套1-10和夹线板1-11，电缆线穿过电缆罩电缆护套1-10引出，通过夹线板1-11夹紧固定。
插头包括插头壳体2-1、连接卡帽2-2、塑料防尘盖2-3、波形圈2-4、防跳圈2-5、连接卡帽挡圈2-6、压接式插孔绝缘体2-7、压接式插孔2-8、插头壳体挡圈2-9、及防水尾附。
插头壳体2-1中空，插头壳体2-1外周设置有定位圈2-1-1，插头壳体2-1前部外围设置防误插键2-1-2位及标记槽2-1-3，插头壳体2-1后部外周设置有外螺纹2-1-4，插头壳体2-1内设置有定位压接式插孔绝缘体安装定位台阶2-1-5，连接卡帽2-2内设置有插头壳体安装台阶2-2-1和螺旋槽2-2-2。
连接卡帽2-2前部外周设置有卡销插孔2-2-3，套装在插头壳体外部，插头壳体2-1通过定位圈2-1-1与插头壳体安装台阶2-2-1相配合进行安装定位，波形圈2-4、防跳圈2-5、连接卡帽挡圈2-6依次安装在定位圈2-1-1后侧，用于插拔时弹性防脱定位。
压接式插孔2-8前部设有插孔2-8-1，插孔外部套装有插孔护套2-8-4，中部设有定位卡爪2-8-2，后部设有导线压接孔2-8-3。用于压接电池包管理系统(BMS)电缆导线。多个压接有电池包管理系统(BMS)导线的压接式插孔2-8分别装插在压接式插孔安装孔2-15内。
压接式插孔绝缘体2-7内设置有多个压接式插孔安装孔2-15，电缆中多根导线分别压接在压接式插孔2-8后部的导线压接孔2-8-3内，多根连接有导线的压接式插孔2-8分别插入压接式插孔绝缘体2-7，安装在插头壳体2-1内部，插头壳体挡圈2-9安装在压接式插孔绝缘体2-7后部进行安装定位。
防水尾附由护线套2-10、拼紧帽2-11、压紧套2-12、封线体2-13、防水密封圈2-14组成，护线套2-10中部设置有防水密封圈安装槽2-16，护线套2-10前部内侧设置有内螺纹2-17与插头壳体后部外螺纹2-1-4相配合，将护线套2-10安装在插头壳体2-1后部压紧防水密封圈2-14，达到密封效果。护线套2-10后部内侧设置有封线体安装孔2-18，从护线套2-10后侧将封线体2-13安装于封线体安装孔2-18内，与压接式插孔绝缘体2-7后端贴合，封线体2-13孔位和字序顺序对应压接式插孔绝缘体2-7后端孔位及字序。将压紧套2-12放置于封线体2-13后端，两个斜面相对应。护线套2-10后侧外周设置有外螺纹2-19，拼紧帽2-11前端内侧设置有内螺纹2-20与护线套2-10后侧外周外螺纹2-19相连接，拼紧帽2-11后部内侧设置有定位台阶2-21，定位台阶2-21压紧压紧套2-12端面，通过旋转螺纹压紧封线体2-13使封线体2-13收缩压接电池包管理系统(BMS)电缆导线起到密封效果。

Claims (4)

1.一种电动汽车电池包管理系统信号连接器，其特征在于：由螺帽拼紧式插座、插头组成；
螺帽拼紧式插座包括螺帽拼紧式插座壳体、电缆罩、橡胶密封圈、塑料防尘盖、壳体挡圈、O型密封圈、垫片、止动垫片、六角拼帽、电缆护套、夹线板和焊接式插针组件；
焊接式插针组件包括字序垫、插针绝缘体、焊接式插针、中间密封垫和焊接式绝缘体盖板；
螺帽拼紧式插座壳体中空，螺帽拼紧式插座壳体后部外周设置有外螺纹与电缆罩连接，螺帽拼紧式插座壳体前部外周设置有外螺纹与六角拼帽连接，螺帽拼紧式插座壳体中部内侧设置有焊接式插针组件安装定位台阶；
焊接式插针前端设置有插针，中部设置有密封垫安装定位槽，后端设置有焊锡槽及插针安装定边扁；中间密封垫上设置有多个插针安装孔，焊接式插针安装在中间密封垫的插针安装孔内，通过密封垫安装定位槽定位，插针绝缘体设置有多个绝缘体插针安装孔，在插针绝缘体外侧设有绝缘体定位键，装有中间密封垫和焊接式插针前部装插在绝缘体插针安装孔内，在中间密封垫插针一侧进行灌注绝缘密封胶胶封，焊接式绝缘体盖板上设置有多个带扁定位安装孔，焊接式绝缘体盖板通过焊接式插针安装定边扁安装在焊接式插针中部，字序垫上设置有插针孔和字序，字序垫通过插针孔套装在焊接式插针上与插针绝缘体安装在一起，通过上述组装构成焊接式插针组件；
焊接式插针组件通过螺帽拼紧式插座壳体，后端安装在螺帽拼紧式插座壳体内侧焊接式插针组件安装台阶上，采用壳体挡圈固定在螺帽拼紧式插座壳体内，将橡胶密封圈安装在螺帽拼紧式插座前端密封圈安装槽内进行密封；
O型密封圈安装在法兰前侧的O型密封圈安装槽内，在O型密封圈外侧依次安装止动垫片、垫片和六角拼帽，通过六角拼帽进行安装定位，螺帽拼紧式插座壳体前端安装有塑料防尘盖，用于防尘，螺帽拼紧式插座壳体后端安装有电缆罩，电缆罩前部内侧设置有内螺纹与螺帽拼紧式插座壳体后部外螺纹相配合将电缆罩安装在螺帽拼紧式插座壳体后部；电缆罩后部装电缆护套和夹线板，电缆线穿过电缆罩电缆护套引出，通过夹线板夹紧固定；
插头包括插头壳体、连接卡帽、塑料防尘盖、波形圈、防跳圈、连接卡帽挡圈、压接式插孔绝缘体、压接式插孔组件、插头壳体挡圈、及防水尾附；
插头壳体中空，插头壳体外周设置有定位圈，插头壳体后部外周设置有外螺纹，插头壳体内设置有定位压接式插孔绝缘体安装定位台阶，连接卡帽内设置有插头壳体安装台阶和螺旋槽；
连接卡帽前部外周设置有卡销插孔，套装在插头壳体外部，插头壳体通过定位圈与插头壳体安装台阶相配合进行安装定位，波形圈、防跳圈、连接卡帽挡圈依次安装在定位圈后侧，用于插拔时弹性防脱定位；
多个压接有电池包管理系统导线的压接式插孔分别装插在压接式插孔安装孔内；
压接式插孔绝缘体内设置有多个压接式插孔安装孔，电缆中多根导线分别压接在压接式插孔后部的导线压接孔内，多根连接有导线的压接式插孔分别插入压接式插孔绝缘体安装在插头壳体内部，插头壳体挡圈安装在压接式插孔绝缘体后部，进行安装定位；
防水尾附由护线套、拼紧帽、压紧套、封线体、O型密封圈组成，护线套中部设置有防水密封圈安装槽，护线套前部内侧设置有内螺纹与插头壳体后部外螺纹相配合，将护线套安装在插头壳体后部压紧防水密封圈，达到密封效果；护线套后部内侧设置有封线体安装孔，从护线套后侧将封线体安装于封线体安装孔内，与压接式插孔绝缘体后端贴合，封线体孔位和字序顺序对应压接式插孔绝缘体后端孔位及字序，将压紧套放置于封线体后端，两个斜面相对应；护线套后侧外周设置有外螺纹，拼紧帽前端内侧设置有内螺纹与护线套后侧外周外螺纹相连接，拼紧帽后部内侧设置有定位台阶，定位台阶压紧压紧套端面，通过旋转螺纹压紧封线体使封线体收缩压接电池包管理系统电缆导线起到密封效果。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电池包管理系统信号连接器，其特征在于：螺帽拼紧式插座壳体前端内侧设置有插头防误插键槽及密封圈安装槽。
3.根据权利要求1所述的电动汽车电池包管理系统信号连接器，其特征在于：
插头壳体前部外围设置防误插键位及标记槽。
4.根据权利要求1所述的电动汽车电池包管理系统信号连接器，其特征在于：
压接式插孔前部设有插孔，中部设有定位卡爪，后部设有导线压接孔，用于压接电池包管理系统电缆导线。
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