CN106374062A - 车辆电池组的外部连接器 - Google Patents

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Abstract

一种根据本发明的外部连接器连接至电池组，该电池组设有：电池模块；变换器，其将电池模块的电压降低以向外部输出并将外部输入的电压升高以供应至电池模块；以及箱体，其中容纳有电池模块和变换器，且该外部连接器包括：连接器板，其联接至连接器敞口，连接器敞口穿过箱体而形成以便气密地密封连接器敞口；和联接螺栓，其各自具有插入至连接器板的一端，以及暴露的另一端；以及连接汇流条，其各自具有形成连接端子并且插入至连接器板从而与联接螺栓暴露在同一方向上的一端，以及联接至与电池模块和变换器连接的对应的主汇流条的另一端。

Description

车辆电池组的外部连接器
技术领域
本说明书涉及用于车辆的电池组的外部连接器，并且更具体地，涉及一种应用于用作轻型混合动力车辆的驱动电动机的动力源的车辆电池组的外部连接器。
背景技术
混合动力车辆指一种由高效地组合两种或两种以上不同类型的动力源来驱动的车辆，但在大多数情况下，是指一种由以燃烧燃料(诸如汽油、柴油等化石燃料)的方式来获得转动力的发动机以及从电池电力获得转动力的电动机来驱动的车辆。
混合动力车辆是一种适于未来的车辆，其可以通过将电动机用作次级动力源同时也采用发动机来减少废气并改进燃料效率。对于混合动力车辆的积极研究正在进行之中以满足应当改进燃料效率以及应当开发生态友好产品的时代的需求。
根据发动机和电动发动机之间的动力分配比例，混合动力车辆分为轻型、中型和重型。
驱动电动机的容量小于发动机容量的类型称作混合动力系统。一般，在轻型混合动力系统中，不存在仅靠驱动电动机来驱动车辆的模式。另一方面，在采用具有大容量的电动机的重型混合动力系统中，存在利用电动机以低速驱动车辆的模式。
对于汽车而言，汽车的电动部件使用12V的电压。轻型混合动力车辆进一步要求使用辅助高压电池(例如，48V)用于大容量的电能的使用和充电。
轻型混合动力车辆的辅助电池以电池模块的形式设置在电池组中，且该电池组与外部连接器相连接。
图1是示出了根据相关技术的电池组的外部连接器的结构的视图。
连接至电池组10的外部连接器16包括：由具有高导电率的金属导体形成的联接螺栓30、联接螺栓31、联接螺栓32，主汇流条20、主汇流条21、主汇流条22，以及由具有绝缘特性的合成树脂材料制成的连接器板40。
外部连接器16被制造成使得通过在联接螺栓30、联接螺栓31、联接螺栓32和主汇流条20、主汇流条21、主汇流条22已经插入模具的状态下注入合成树脂的所谓的嵌件成型方法来使联接螺栓30、联接螺栓31、联接螺栓32，主汇流条20、主汇流条21、主汇流条22以及连接器板40整体形成。
由此制造的外部连接器16的主汇流条20、主汇流条21、主汇流条22穿过连接器敞口12而插入，该连接器敞口穿过箱体11的一个侧表面而形成，且连接器板40以热结合的方式密封地联接至具有连接器敞口12的箱体11。
但是，将连接器板40联接至箱体11的一个侧表面的方法将外部连接器16的安装位置限制到仅在箱体的该一侧表面，且因此导致了问题|，不能满足用户(消费者)希望将外部连接器安装在各个位置的需求。
由于连接器板40安装成垂直于箱体11的侧表面伸出，因此在使用电池组10的同时，会损坏或毁坏外部连接器16。
此外，由于连接器板40以进行热结合的方式联接至具有连接器敞口12的箱体11，因此即使在外部连接器16损坏，仍然不允许外部连接器16的更换。这导致必须更换与外部连接器16连接的整个电池组10。
此外，为了将连接器板40与箱体11热结合，应执行分离的热结合过程。
发明内容
因此，具体描述的一个方面是提供一种应用在具有嵌入式变换器的用于轻型混合动力车辆的电池组的外部连接器。
具体描述的另一个方面是通过提供一种允许自由地设置外部连接器相对于箱体的位置的结构来改进邻近电池组来设计其他装置的自由度。
具体描述的另一个方面是提供一种外部连接器结构，即使在没有执行热结合过程的情况下也能简单地将外部连接器气密地密封在箱体中。
具体描述的另一个方面是提供一种外部连接器结构，其能够以简单的方式来将外部连接器附接至箱体以及从箱体上拆卸外部连接器。
具体描述的另一个方面是通过将连接器板从箱体伸出的程度最小来防止在使用电池组的同时外部连接器的损坏或毁坏。
为了达到这些或其他优点且根据本说明书的目的，如文中所体现并宽泛地描述的，提出了一种连接至电池组的外部连接器，该电池组包括：电池模块；变换器，其将电池模块的电压降低以向外部输出并将外部输入的电压升高以供应至电池模块；以及箱体，其中容纳有电池模块和变换器，该外部连接器包括：连接器板，其联接至连接器敞口，连接器敞口穿过箱体而形成以便气密地密封连接器敞口；和联接螺栓，其各自具有插入至连接器板的一端，以及暴露的另一端；以及连接汇流条，其各自具有形成连接端子并且插入至连接器板从而与联接螺栓暴露在同一方向上的一端，以及联接至与电池模块和变换器连接的对应的主汇流条的另一端。
此处，外部连接器可以安装在箱体的一个表面上，且连接汇流条的形状可以根据外部连接器联接至箱体的位置而改变以便与主汇流条联接。
连接器板可以以表面接触的方式联接至箱体的内表面，使得联接螺栓和连接端子穿过连接器敞口而暴露在箱体的外部。
密封部可以设置在连接器板和箱体的联接表面之间。
密封部可以沿着连接器板的边缘形成闭合环以包围联接螺栓和连接端子。
密封部可以包括在连接器板上、箱体上或者连接器板和箱体中的每个上形成的凹槽，以及插入凹槽以密封连接器板和箱体之间的间隙的密封圈。
密封部可以以在连接器板和箱体之间涂有密封材料的方式而形成。
连接器板联接至箱体的联接方向可以对应于联接螺栓的纵向方向。
连接汇流条可以利用螺栓联接至主汇流条。位置固定导件可以设置在至少一个连接汇流条的下端的两侧，以便支撑在主汇流条的侧表面上以在利用螺栓将连接汇流条联接至主汇流条时防止连接汇流条由于螺栓的转动而相对于主汇流条转动。
本申请的进一步适用范围从下文给出的具体描述中将变得更加显而易见。但是，应理解，具体描述和特定示例尽管表明了本发明的优选实施例，但其仅以说明的方式给出，因为，从该具体描述，本发明的精神和范围内的各种变化和改进对本领域内的技术人员会变得显而易见。
附图说明
所包含的附图提供了本发明的进一步理解，其并入本说明书且作为本说明书的一部分，该附图图示了示例性实施例并与描述一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1为示出了根据相关技术的用于电池组的外部连接器结构的视图；
图2为示出了根据本发明的具有外部连接器的电池组的结构的构造图；
图3为根据本发明的实施例的具有外部连接器的电池组的立体图；
图4为示出了根据本发明的实施例的电池组的外部连接器的立体图；
图5为示出了根据本发明的实施例的外部连接器和箱体之间的联接状态的剖视图；以及
图6为示出了根据本发明的实施例的连接汇流条和主汇流条之间的连接关系的示范性视图。
具体实施方式
本说明书和权利要求中使用的术语或词汇不应被解释为限制在字典中的通常含义或定义，而应基于发明人可以恰当地定义术语的概念来以最佳方式解释本发明，解释为适用于本发明技术范围的含义和概念。此外，在本说明书的实施例和附图中所示的构造仅为最优选实施例，且可能不表示本发明的全部技术范围。因此，应理解到在应用该申请时，可以存在替代该实施例的各种等同替换和变形。
图2为示出了根据本发明的具有外部连接器的电池组的结构的构造图。
如图2所示，电池组100包括：电池模块140，其比车辆的电子电池(electronicbattery)具有相对较高的电压；变换器120，其降低电池模块140的电压以向外输出，或者升高外部输入电压(供应自电子电池或发电厂的电压)以供应给电池模块140；以及外部连接器160，其连接至车辆的输入/输出端子。
车辆的电子电池通常采用12V的电压。下文中，将假设电子电池的电压为12V且电池模块的电压为48V来进行描述。
根据本发明的具有外部连接器的电池组100将向轻型混合动力车辆的驱动电动机供应电力，并设有具有48V电压的电池模块140。由于轻型混合动力车辆不使用普通起动电动机而是使用具有比起动电动机具有更大容量的驱动电动机，因此需要高压电池模块140用于向驱动电动机供应电力。
但是，即使对轻型混合动力车辆而言，电气部件也以与普通汽车相同的方式由12V电压驱动。为此，轻型混合动力车辆配有使用12V电压的电气电池(electrical battery)，以及产生12V电压的电力的发电机。
变换器120根据车辆的行驶状态来向驱动电动机供应电池组100的电力，或降低电池组100的电压以供应给电气电池。
更具体解释为，变换器120将12V电压升高为48V电压或者将48V电压降低为12V电压。在向驱动电动机供应电池模块140的电力时，48V的电压照常供应。因此，不需要由变换器120的电压调节。但是，为了向车辆的电气部件等供应电池模块140的电力，电池模块140的电压应降低为12V。此外，为了利用自外部输入的12V的电压对电池模块140充电，该12V的电压应升高为48V的电压。
外部连接器160的连接汇流条166可分别构造为12V输入/输出端子，48V输出端子，以及共用接地端子。12V的电压可从变换器120供应至电气电池或从电气电池供应至变换器120。48V的电压供应给驱动电动机。
图3为根据本发明的实施例的具有外部连接器的电池组的立体图；图4为示出了根据本发明的实施例的电池组的外部连接器的立体图；图5为示出了根据本发明的实施例的外部连接器与箱体之间的联接状态的剖视图；以及图6为示出了根据本发明的实施例的连接汇流条和主汇流条之间的连接关系的示范性的视图。
根据本发明的实施例的外部连接器160可通过根据用户的需求而改变设计来选择性地安装在电池组100的箱体102的任一表面上。
为了便于解释，如图3和图6所示，将假设该一个表面为箱体102的上表面来进行以下描述。
如图3、图5和图6所示，连接器敞口104穿过箱体102的上表面而形成。分离制造的外部连接器160联接至连接器敞口104。
将参考图2到图6对其进行更详细的描述。根据本发明的实施例的电池组100的外部连接器160包括：连接器板162，其联接至连接器敞口104以密封连接器敞口104；联接螺栓164，其各自具有插入(埋入)连接器板162的一端和暴露的另一端；以及连接汇流条166，其各自具有形成连接端子166d并且插入连接器板162以与对应的联接螺栓164沿同一方向暴露的一端，以及联接至与电池模块140和变换器120相连接的对应的主汇流条150的另一端。
连接器板162由具有绝缘特性的合成树脂材料制成。
联接螺栓164和连接汇流条166由具有高导电率的金属导体形成。
外部连接器160以如下方式来制造：在插入有联接螺栓164和连接汇流条166的状态下通过将合成树脂注入模具中的所谓的嵌件成型方法来使联接螺栓164、联接螺栓31、联接螺栓32、连接汇流条166和连接器板162整体形成。
此处，连接器板162以表面接触的方式联接至箱体102的内表面，使得联接螺栓164和连接端子166d穿过连接器敞口104暴露至箱体102的外部。
以这种方式，连接器板162可以以表面接触的方式联接至箱体102的内表面，且从而连接器板162不会向箱体102的外部伸出。
换言之，只有用于连接外部连接器160所需的部分，也就是，仅联接螺栓164和连接端子166d向外伸出。
因此，与根据相关技术的外部连接器16不同，除了联接螺栓164和连接端子166d，外部连接器160没有伸出箱体102。这可以在电池组100的使用期间使外部连接器160的损坏和毁坏的最小。
同时，如图4所示，连接器板162设有用以将连接器板162联接至箱体102的联接孔162a。此外，如图5所示，箱体102设有联接孔102a，其位置对应于连接器板162的联接孔162a。相应地，通过利用联接螺栓170将这些联接孔162a和102a相联接来简单地使连接器板162和箱体102彼此联接。
此处，连接器板162和箱体102彼此联接的联接方向优选地与伸出方向相对应，也就是，联接螺栓164的纵向方向。这是为了针对转动重量而将连接器板162稳定地支撑在箱体102上，该转动重量在将环形端子(未示出)插入至联接螺栓164之后螺丝(未示出)连接至联接螺栓164时因该螺丝而施加到联接螺栓164上。
同时，依据外部连接器160安装在箱体102上的位置，可改变连接汇流条166的形状以便联接至主汇流条150。
此处，连接汇流条166的形状的改变是指减少或增加连接汇流条166的长度。连接汇流条166的长度可以在设计步骤中设定，或根据操作员的需要以弯折方式进行调整(参见图4)。
本发明可以以分离于主汇流条150来制造外部连接器160，并利用联接至主汇流条150的连接汇流条160形状的改变而将分离制造的外部连接器160联接至主汇流条150的方式，使外部连接器160的安装位置能够相对于箱体102自由地改变。因此，根据本发明，可改进邻近电池组100来设计其他装置(未示出)的自由度。
如图4所示，用于联接主汇流条150的联接孔166a可以分别形成在连接汇流条166的下端。如图6所示，应注意到，连接汇流条166分别通过将螺栓152穿过联接孔166a(图6中未示出)插入来联接至安装在箱体102内的主汇流条150。
如图4和图6所示，由主汇流条150的侧表面支撑的位置固定导件166c可以形成在至少一个连接汇流条166(例如，中间连接汇流条166)的下端的两侧以在通过将螺栓152穿过联接孔166a而将连接汇流条166联接至主汇流条150时防止连接汇流条166由于主汇流条150而转动。
同时，由于连接器板162和箱体102以表面接触的状态彼此联接，因此在连接器板162和箱体102的联接表面之间需要密封部162b以防止外来物质和水进入箱体102。
为此，以闭合环形状形成以包围联接螺栓164和连接端子166d的密封部162b可以设置在连接器板162和箱体102之间的间隙(或部位)上。
此处，密封部162b可以设有凹槽162b1，其由弹性材料制成并且形成在连接器板162上、箱体102上或者连接器板162和箱体102中的每个上，且密封圈162b2插入至凹槽162b1以密封连接器板162和箱体102之间的间隙。
如上所述，密封部162b，可以以密封圈162b2的形状构造，例如，插入凹槽162b1的橡胶圈，但也可替代地不形成凹槽162b1而以简单地在连接器板162和箱体102之间涂有由硅制成的密封材料(未示出)的方式来构造。
本发明可以在连接器板162和箱体102之间的接触表面上设置密封部162b以便仅通过将连接器板162联接至箱体102来保证外部连接器160和箱体102之间的联接部的密封状态。
如上所述，本发明可以不进行热结合过程，且这可以允许外部连接器160以简单的联接方式附接至箱体102或者从箱体102上拆卸。
因此，本发明可以在外部连接器160出现损坏时使外部连接器160的更换简化。
应理解，除非另有说明，上述实施例并不应局限于上述描述的任何细节，而是应在所附权利要求所界定的范围内宽泛地解释，且因此落在权利要求的边界和界限内或这种边界和界限内的等同形式内的所有变化和改进旨在由所附权利要求包含。

Claims (9)

1.一种连接至电池组的外部连接器，所述电池组包括：电池模块；变换器，其将所述电池模块的电压降低以向外部输出并将外部输入的电压升高以供应至所述电池模块；以及箱体，其中容纳有所述电池模块和所述变换器，
其特征在于，所述外部连接器包括：
连接器板，其联接至连接器敞口，所述连接器敞口穿过所述箱体而形成以便气密地密封所述连接器敞口；和
联接螺栓，其各自具有插入至所述连接器板的一端，以及暴露的另一端；以及
连接汇流条，其各自具有形成连接端子并且插入至所述连接器板从而与所述联接螺栓暴露在同一方向上的一端，以及联接至与所述电池模块和所述变换器连接的对应的主汇流条的另一端。
2.根据权利要求1所述的外部连接器，其中所述外部连接器安装于所述箱体的一个表面上，且
其中，所述连接汇流条的形状根据所述外部连接器联接至所述箱体的位置而改变以与所述主汇流条联接。
3.根据权利要求2所述的外部连接器，其中所述连接器板以表面接触的方式联接至所述箱体的内表面，使得所述联接螺栓和所述连接端子穿过所述连接器敞口暴露在所述箱体的外部。
4.根据权利要求3所述的外部连接器，其中密封部设置在所述连接器板和所述箱体的联接表面之间。
5.根据权利要求4所述的外部连接器，其中所述密封部沿着所述连接器板的边缘形成闭合环以包围所述联接螺栓和所述连接端子。
6.根据权利要求5所述的外部连接器，其中所述密封部包括在所述连接器板上、所述箱体上或者所述连接器板和所述箱体中的每个上形成的凹槽，以及插入所述凹槽以密封所述连接器板和所述箱体之间的间隙的密封圈。
7.根据权利要求5所述的外部连接器，其中所述密封部以在所述连接器板和所述箱体之间涂有密封材料的方式而形成。
8.根据权利要求1所述的外部连接器，其中所述连接器板联接至所述箱体的联接方向对应于所述联接螺栓的纵向方向。
9.根据权利要求1所述的外部连接器，其中所述连接汇流条利用螺栓联接至所述主汇流条，并且
其中位置固定导件设置在至少一个所述连接汇流条的下端的两侧，所述位置固定导件支撑在所述主汇流条的侧表面上以在利用所述螺栓将所述连接汇流条联接至所述主汇流条时防止所述连接汇流条由于所述螺栓的转动而相对于所述主汇流条转动。
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