CN107040229B - 用于高压连接器装配件的滤波器组件和高压连接器装配件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高压连接器装配件的滤波器组件，以及涉及高压连接器装配件。滤波器组件包括第一导电汇流条和至少一个第二导电汇流条，其中每个汇流条分别具有第一端子区段、第二端子区段和连接区段，其中第一端子区段可被连接至第一连接器元件，第二端子区段可被连接至第二连接器元件，连接区段布置在第一端子区段和第二端子区段之间。滤波器组件包括至少一个环状芯部元件以及滤波器外壳，滤波器外壳环绕滤波器载体上的滤波器电路、所述环状芯部元件和第一导电汇流条和至少一个第二导电汇流条的至少一部分。汇流条基本上平行于彼此地延伸，并且穿过至少一个环状芯部元件，电路载体布置在滤波器外壳的容纳汇流条的连接区段的区域中。

Description

用于高压连接器装配件的滤波器组件和高压连接器装配件

技术领域

本发明涉及一种用于高压连接器装配件的滤波器组件，以及涉及相应的高压连接器装配件。

背景技术

对于电磁兼容性(EMC)的控制在电动车辆推进器概念的发展中逐渐变成关键。由于电推进系的电力需求不能通过具有12VDC(直流电)的电源电压的传统的低压(LV)车辆电气系统所实现，因此引入了牵引车辆电气系统，其电压水平典型地在120VDC到1000VDC的范围内。高压(HV)车辆电气系统将通常置于车辆后部中的行李空间下方的能量存储器连接至能量转换器以及发动机舱中的同步电机。由于在脉冲反相器中的半导体部件以最快的时钟沿进行开关以最小化热损失，形成了具有高幅值的干扰脉冲，其包括高频(HF)频谱分量。这些高频频谱分量干扰邻近的电气系统。敏感的无线电服务(诸如VHF收音机、GPS导航、移动电话或驾驶员辅助系统)的不断增加的数量额外地加剧了这种情况。在车辆外部的系统也必须不被干扰。这在国际标准(诸如CISPR 25或者EU GUIDELINE ECE-R10)中进行了规定。

为了改善电推进的EMC，已知的是将HV车辆电系统被设计为完全地被屏蔽。在该情况下，采用在HF范围类似波导操作的单个屏蔽同轴电缆。这些电缆在其线路端部进行阻抗变换，并且在电缆端部处的不匹配可能导致反射干扰因素以及由于线路上的驻波而产生的共振放大。

为了将反相器连接至电池，需要合适长的被屏蔽的电缆，然而该电缆可能危害EMC的防护。在一方面，可能产生高的屏蔽件电流，如果该些高的屏蔽电流处于高频范围内，则它们可能导致高的辐射和电压峰值，而电压峰值可能甚至导致对反相器或电池的损坏(如果是合适的尺寸)。此外，干扰可能耦合到车辆的低压系统中。另一个问题在于，电缆屏蔽件与电池或反相器的屏蔽的电连接和机械连接。该连接的阻抗必须非常小，以保证充分的屏蔽。特别地在车辆中，通过振动或冲击，产生机械力，该些机械力弱化屏蔽连接并且从而使得阻抗随着长时间而增长。可能由于氧化或腐蚀而产生的时效过程也不应当被忽视。

在电池和反相器之间提供EMC滤波器装配件从而是已知的。这些EMC滤波器典型地是双线式HV直流滤波器，其在直流输出中过滤出HV部分，并且从而降低与线路相关联的干扰辐射。

此外，通过陡峭的开关沿，产生电压峰值，该电压峰值通过线路电感而被进一步地抬高。为了防止由此产生的峰值电流，已知的是采用铁氧体环状芯部，线路通过其被引导。

具有多个铁氧体环状芯部的这样的滤波器装配件可从DE 10 2013 101 323 A1已知。根据该出版物的滤波器部件包括外壳本体、第一和至少一个第二汇流条，该第一和至少一个第二汇流条分别具有第一端部区段和第二端部区段，在每个情况下第一端部区段和第二端部区段之间布置有中间区段。该至少两个汇流条的端部区段分别具有用于将电导体连结至滤波器部件的端子。第一汇流条的第一和第二端部区段和中间区段布置在第一平面中，并且该至少一个第二汇流条的第一和第二端部区段和中间区段布置在不同于第一平面的第二平面中。因此，已知的滤波器部件可以从一个安装方向被连接至电导体。

然而，在电池的端子板处提供环状芯部和EMC滤波器装配件会占据机动车辆的宝贵的安装空间。此外，需要高成本的连接技术，这使得安装更加昂贵并且增加了随后的维护成本。

从而存在对改善的滤波器装配件的需求，这种改善的滤波器装配件可以以节省空间和可靠、且同时成本有效的方式而形成。

发明内容

上述问题是通过独立专利权利要求的主题而解决的。本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。

在这种情况下，本发明是基于这样的想法，即EMC滤波器装配件(filterarrangement)的载流元件垂直地引导通过环状磁性芯部并且被直接引入位于其下方的插接接口中。滤波器装配件的部件从而是高压插接接口的一部分。特别地，用于高压连接器装配件的滤波器组件具有第一和至少一个第二导电汇流条。每个汇流条分别具有第一端子区段、第二端子区段和连接区段，其中第一端子区段可被连接至第一连接器元件，第二端子区段可被连接至第二连接器元件，并且连接区段布置在第一端子区段和第二端子区段之间。滤波器组件具有布置在电路载体上的滤波器电路，至少一个环状芯部元件，以及滤波器外壳，该滤波器外壳环绕滤波器电路、环状芯部元件和第一导电汇流条和至少一个第二导电汇流条的分别的至少一部分。第一和至少一个第二导电汇流条基本上平行于彼此地延伸，并且穿过至少一个环状芯部元件，电路载体以及滤波器电路布置在滤波器外壳的容纳汇流条的连接区段的区域中。在该情况下，电路载体可沿着汇流条布置在环状芯部元件的外部或内部。替代地，电路载体也可被布置为基本上相对于汇流条的连接区段成直角(以及从而平行于环状芯部元件)。电路载体可从而也被设计为多件式和/或柔性的。

这样一种集成的滤波器装配件具有这样的优势，即能够以非常小的安装空间需求实现HV EMC过滤。此外，可以省略电连接，例如螺纹连接。被安装的能力被简化，并且该装配件具有高的载流能力和减少的热量生成。可使用简单的工具以用于安装。

对于根据本发明的滤波器装配件，可将传统的标准磁性芯部用作环状芯部元件。例如，环状芯部元件可以由磁性材料制成，优选地由铁氧体形成。至少一个芯部元件具有环面(torus)的几何形状，其中心轴线沿着汇流条的连接区段而延伸。这代表了一种传统的几何形状，该形状可以被简单地制造并且也是特别有效的。然而，对于本领域技术人员来说清楚的是，也可使用其他的形式，优选的关于纵向中心轴线对称的形式。此外，根据本发明，还可以将若干个环状芯部元件集成到滤波器装配件中。

根据本发明，第一区段和/或第二区段配置为插接触头元件，插接触头元件为第一连接器元件和/或第二连接器元件的一部分并且其可被连接至相关联的配合插接触头。以这种方式，汇流条可以直接用作连接器元件的一部分并且可以免除额外的电连接和转移电阻。

如果配置为插接触头元件的端子区段形成为从连接区段的直线延长部，可以获得在机械和电气方面特别稳定和有效的过滤。

根据本发明的另一个有利发展例，滤波器外壳具有外壳基部元件和外壳封盖元件，流条和电路载体被保持在外壳基部元件中，并且外壳封盖元件被固定到外壳基部元件以闭合滤波器外壳。该装配件可以被特别容易地布置，并且使得较大的单元的模块化生产，例如，诸如用于所谓的电池断开单元(BDU)的高压连接器装配件。特别地，外壳基部元件和外壳封闭元件可彼此互锁。然而，也可替代地使用其他的连接技术，诸如超声焊接或胶接。

根据本发明的其他有利发展例，为了电接触滤波器电路，一个或多个端子可被向外引导。以这种方式，可以简单地形成例如到其他的滤波器模块或到外部部件的连接。

本发明进一步地涉及一种相关联的高压连接器装配件，其具有用于接触电源的至少一个第一连接器元件和用于接触耗电装置的至少一个第二连接器元件，进一步地包括根据本发明的至少一个滤波器组件，其中第一连接器元件和第二连接器元件通过至少一个滤波器组件连接至彼此。这样一种高压连接器装配件用于电池的HV端子板中。通过根据本发明的一体的装配件，可以实现高效的EMC过滤，同时实现最小的安装空间的需求。

在机械方面，在电池处到连接器元件的牢固连接可通过以下方式实现，至少两个汇流条的第一端子分别通过螺纹连接而连接至被设计为插接连接器的连接器元件以接触电源。至少两个汇流条的与第一端子区段相反的那些第二端子区段有利地分别配置为是第二连接器元件的直接部分的插接接触元件。从而不再需要将额外的插接触头安装用于第二连接器元件。因此，减少了安装支出，转移电阻被保持为较低，并且增加了可靠性。

如果意图将若干线路连接，根据本发明的高压连接器装配件还可包括多个根据本发明的滤波器组件。在该情况下，每个滤波器组件可被分别地构造并且可被制成模块。有利的是，每个滤波器组件具有用于其的单独的滤波器外壳。然而，明显的是，也可将多个滤波器组件制成为具有一体的共同滤波器外壳。

根据本发明的有利实施例，在高压连接器装配件的连接器外壳中，额外地设置有优选的金属屏蔽件，其布置为使得至少部分地环绕滤波器组件。以这种方式，EMC干扰因素可尤其高效地被消除。

为了防止湿气和污物的进入，第一连接器元件和/或第二连接器元件被设计为使得，其密闭地(hermetically)密封至少一个滤波器组件。以这种方式，腐蚀的出现可被尽可能的减少。

附图说明

为了更好地理解本发明，将使用在下图中示出的示例性实施例来更详细地阐述。在此，相同的部件提供以相同的附图标记和相同的部件名称。此外，来自示出和描述的不同实施例中的一些特征或特征组合也表示独立的解决方案，具有创造性的解决方案，或者是根据本发明的解决方案。在附图中：

图1示出了用于高压连接器装配件的滤波器组件的透视图；

图2示出了图1的滤波器组件的部分分解透视图；

图3示出了根据本发明的、具有两个滤波器组件的高压连接器装配件的部分分解透视图；

图4示出了图3的装配件的一部分的部分分解透视图；

图5示出了图3的装配件的示于图4的那部分的截面图。

具体实施方式

本发明将参考附图，特别地首先参考图1在下文中更详细地解释。

根据本发明的滤波器装配件100包括第一汇流条102和第二汇流条104。每个汇流条具有第一端子区段106和第二端子区段108，其中两个端子区段106、108经由连接区段110而连接到彼此。第一和第二端子区段106、108可被连接到第一和第二连接器元件，如下文中参考图3详细解释的。

根据本发明，滤波器装配件100具有滤波器外壳112，滤波器外壳112具有外壳基部本体114和外壳封盖元件116。两个壳体元件经由锁定连接118而固定到彼此。然而，也可显而易见的设想使用超声焊接、胶接连接或其他合适的连接技术。

第二端子区段108被设计为使得，其可被直接用作第二连接器元件中的插接触头。第二端子区段以直线的方式延伸出连接区域110，并且穿过环状芯部元件120，如图2中可以看到的。第一端子区段106配置为具有螺纹的端子凸耳。第一端子区段还相对于连接区域110弯曲90°，以形成沿着纵向方向122的螺纹。

环状芯部元件120和滤波器电路被容纳在滤波器外壳112中，如可从图2中看出的。端子124被向外引导以接触滤波器电路。

图1中的滤波器装配件100的分解(opened)视图在图2中示出。如可从该图中识别的，布置在电路载体126上的滤波器电路被设置在外壳基部本体114中。滤波器电路包括多个电子部件128和连接至端子124的导电端子凸片130。

根据在附图中示出的实施例，滤波器电路的电路载体126布置在滤波器外壳112中，使得由电路载体126限定的平面沿着纵向方向122延伸。替代地(未在附图中示出)，电路载体126可横向于(特别地垂直于)汇流条102、104延伸。电路载体126从而布置在环状芯部元件120的上方或下方。进一步地，可以设想的是，电路载体126布置在环状芯部元件120的开口中，特别地在两个汇流条之间。

进一步地，环状芯部元件120被保持在外壳中，使得汇流条102、104通过其连接区段110穿过该环状芯部元件。从而，汇流条的过滤和电感屏蔽可以特别节省空间的方式实现。

环状芯部元件120由环面形状的铁氧体环状形成，如通常已知的。此外，对于本领域技术人员来说清楚的是，也可以设置若干环状芯部元件120。

对于外壳基部本体114和外壳封盖元件116之间的互锁，在外壳封盖元件116处与相应的锁定凸部134相互作用的锁定开口132设置在外壳基部本体114处。

根据本实施例，汇流条102、104经由压配合被保持在外壳基部本体114中。汇流条102、104具有良好的载流能力，并且由于插接触头的一体配置，汇流条具有降低损失的优势。机械连接是尤其稳定的，这意味着该机械连接还满足机动车辆关于振动耐受性和温度耐受性而存在的高要求。

由于作为封闭模块的根据本发明的滤波器装配件100的设计，任意数量的这种滤波器模块可以简单的方式被安装在根据本发明的高压连接器装配件中。图3以示例的方式示出了包括两个不同的滤波器装配件100A和100B的高压连接器装配件200。在该情况下，滤波器装配件100A对应于示于图1和2中的实施例，而滤波器装配件100B实际上根据相同的原理来构造、但是具有一定程度上不同的尺寸。

高压连接器装配件200具有连接器外壳136，根据本发明，该外壳由通过螺纹连接在一起的两个半壳体136A、136B形成。滤波器装配件100A、100B的第一端子区段106分别经由相应的引线框138而耦接至可被连接至电池的第一连接器元件140。图3示出了相应的配合插接连接器142，然而，该配合插接连接器是高压连接器装配件200的一部分。

在负载侧，设置有两个第二连接器元件144，该两个第二连接器元件可被连接至相应的第二配合插接连接器146。在该情况下，汇流条102、104的第二端子区段108分别被设计为使得，它们为第二连接器元件144的一部分并且直接电接触配合插接连接器146。

与引线框138一起，还进一步设置有屏蔽件148，该屏蔽件围绕该两个滤波器装配件100A和100B引导。此外，外部部件150外部地附接至外壳的半壳体136B，并且连接至滤波器装配件100A、100B的端子124。

在部分分解和截面的细节视图中，图4示出了图3的连接器外壳的第一半壳体136A和相关联的第二连接器元件144，滤波器装配件100A和100B接收在第一半壳体136A中。如可从图4中看出的，汇流条102、104分别穿过保持在滤波器外壳中的环状芯部元件120。汇流条分别通过其连接区段110借助于压配合保持在外壳基部本体114中。然而，可以设想的是，汇流条102、104仅被固定在第二连接器元件144的内部绝缘体152中。

第二连接器元件144经由密封元件154而提高外壳136的内部的密封，以避免湿气或污物的进入。

如可从图4的视图进一步识别的，电路载体126以特别节省空间的方式布置为平行于连接区段110的延伸部。

图5示出了图4的组装的装配件的截面图。如从该视图再次变得清楚的，汇流条的第二端子区段108直接形成第二连接器元件144的插接触头，并且直接接触示于图3的第二配合插接连接器。以更有利的方式，该一体的设计减少了所需的电连接的数量以及导电部件的数量。该过滤也是特别有效的。

附图标记列表

Claims (15)

1.一种用于高压连接器装配件（200）的滤波器组件，所述滤波器组件（100）具有：

第一导电汇流条（102）和至少一个第二导电汇流条（104），其中每个汇流条（102、104）分别具有第一端子区段（106）、第二端子区段（108）和连接区段（110），其中所述第一端子区段能被连接至第一连接器元件（140），所述第二端子区段能被连接至第二连接器元件（144），所述连接区段布置在所述第一端子区段（106）和所述第二端子区段（108）之间，

滤波器电路，所述滤波器电路布置在电路载体（126）上，滤波器电路包括导电的端子凸片（130），所述端子凸片（130）连接至滤波器外壳（112）上的端子（124），

至少一个环状芯部元件（120），

所述滤波器外壳（112），所述滤波器外壳环绕所述滤波器电路、所述环状芯部元件（120）以及所述第一导电汇流条（102）和所述至少一个第二导电汇流条（104）的至少一部分，

其中，所述第一导电汇流条（102）和所述至少一个第二导电汇流条（104）平行于彼此地延伸，并且穿过所述至少一个环状芯部元件（120），以及

其中，所述电路载体（126）布置为使得所述滤波器电路处于所述滤波器外壳（112）的容纳所述汇流条（102、104）的连接区段（110）的区域中。

2.根据权利要求1所述的滤波器组件，其中，所述至少一个环状芯部元件（120）由磁性材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的滤波器组件，其中，所述第一端子区段（106）和/或所述第二端子区段（108）配置为插接触头元件，所述插接触头元件是所述第一连接器元件（140）和/或所述第二连接器元件（144）的一部分，并且所述插接触头元件能够被连接至相关联的配合插接触头。

4.根据权利要求3所述的滤波器组件，其中，配置为插接触头元件的端子区段（108）形成为从所述连接区段（110）的直线延长部。

5.根据权利要求1或2所述的滤波器组件，其中，所述至少一个环状芯部元件（120）具有环面的几何形状，所述环面的中心轴线沿着汇流条（102、104）的连接区段（110）而延伸。

6.根据权利要求1或2所述的滤波器组件，其中，所述滤波器外壳（112）具有外壳基部本体（114）和外壳封盖元件（116），所述汇流条（102、104）和所述电路载体（126）被保持在所述外壳基部本体中，并且所述外壳封盖元件被固定到所述外壳基部本体（114），从而闭合所述滤波器外壳（112）。

7.根据权利要求6所述的滤波器组件，其中，所述外壳封盖元件（116）和所述外壳基部本体（114）彼此互锁。

8.根据权利要求1或2所述的滤波器组件，其中，端子（124）在所述滤波器外壳（112）上被向外引导，从而电接触所述滤波器电路。

9.一种高压连接器装配件，其具有用于接触电源的至少一个第一连接器元件（140）和用于接触耗电装置的至少一个第二连接器元件（144），还包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的滤波器组件（100、100A、100B），

其中，所述第一连接器元件（140）和所述第二连接器元件（144）通过所述至少一个滤波器组件（100、100A、100B）连接至彼此。

10.根据权利要求9所述的高压连接器装配件，其中，至少两个汇流条（102、104）的第一端子区段（106）分别通过螺纹连接而连接至连接器元件（140）以接触电源，所述第一连接器元件（140）被设计为插接连接器。

11.根据权利要求9或10所述的高压连接器装配件，其中，至少两个汇流条的第二端子区段（108）分别配置为插接接触元件，所述插接接触元件是所述第二连接器元件（144）的直接部分。

12.根据权利要求9或10所述的高压连接器装配件，还包括连接器外壳（136），多个滤波器组件（100、100A、100B）保持在所述连接器外壳中，使得所述汇流条（102、104）的连接区段（110）平行于彼此地延伸。

13.根据权利要求12所述的高压连接器装配件，其中，每个所述滤波器组件（100、100A、100B）具有单独的滤波器外壳（112）。

14.根据权利要求13所述的高压连接器装配件，还包括屏蔽件（148），所述屏蔽件布置在所述连接器外壳（136）中，使得所述屏蔽件至少部分地环绕所述滤波器组件（100、100A、100B）。

15.根据权利要求9或10所述的高压连接器装配件，其中所述第一连接器元件（140）和/或所述第二连接器元件（144）被设计为使得，其密闭地密封所述至少一个滤波器组件（100、100A、100B）。

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