CN108081979A - 充电端口总成和模制方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于电动车辆的充电端口总成，包括具有开口的壳体和可移除地接收在开口内的第一可替换密封件。用于模制充电端口总成的模制方法包括将第一次注塑的材料注射到模具空腔中以形成充电端口总成的壳体、将插入件定位在模具空腔内、和将第二次注塑的材料注射到模具空腔中以在壳体内形成可替换密封件。

Description

充电端口总成和模制方法
技术领域
本发明涉及一种用于电动车辆的充电端口总成和用于制造充电端口总成的模制方法。示例性的充电端口总成采用二级模塑成型(two-shot molding)工艺形成，并且包括壳体和可移除地接收在壳体内的可替换密封件。
背景技术
降低机动车辆燃料消耗和排放的需要是众所周知的。因此，正在开发减少对内燃发动机依赖的车辆。电动车辆是为此目的开发的一种类型的车辆。通常，电动车辆与常规机动车辆不同，因为它们由一个或多个电池供电的电机选择性地驱动。相反，传统的机动车辆完全依靠内燃发动机来驱动车辆。
充电系统可以用于将一些电动车辆连接到外部电源，例如墙壁插座或充电站，以给电动车辆电池组充电。例如，插电式混合动力电动车辆通常包括充电端口总成，其提供用于将入口式充电连接器插入到充电端口总成的端口。充电端口总成的尺寸和形状必须适合适于电动车辆销售和运行的市场的特定的入口式充电连接器(例如，类型1、类型2等)。因此，在不同的全球区域(例如北美、欧洲、亚洲等)销售和运行的电动车辆的充电端口总成的制造需要独特的工具组。
发明内容
根据本公开的示例性方面的一种用于电动车辆的充电端口总成除了别的之外还包括：包括开口的壳体和可移除地接收在开口内的第一可替换密封件。
在上述充电端口总成的另一非限制性实施例中，在移除第一可替换密封件之后，第二可替换密封件可移除地接收在开口内。
在上述任一种充电端口总成的另一非限制性实施例中，第二可替换密封件具有与第一可替换密封件不同的构造。
在任何前述充电端口总成的另一非限制性实施例中，壳体由第一材料制成，并且第一可替换密封件由不同的第二材料制成。
在任何前述充电端口总成的另一非限制性实施例中，第一材料包括硬注塑热塑性材料，并且第二材料包括软注塑热塑性材料。
在任何前述充电端口总成的另一非限制性实施例中，壳体包括铰链臂。
在任何前述充电端口总成的另一非限制性实施例中，第一可替换密封件通过过盈配合被接收在开口内。
在任何前述充电端口总成的另一非限制性实施例中，第一可替换密封件包括开口。
在任何前述充电端口总成的另一非限制性实施例中，充电端口总成的端口可通过可替换密封件的开口进入。
在任何前述充电端口总成的另一非限制性实施例中，可替换密封件包括邻接围绕壳体开口的壳体表面的凸缘。
根据本公开另一示例性方面的一种模制方法除了别的之外还包括：将第一次注塑的材料注射到模具空腔中以形成充电端口总成的壳体、将插入件定位在模具空腔内、和将第二次注塑的材料注射到模具空腔中以在壳体内形成可替换密封件。
在上述模制方法的另一个非限制性实施例中，第一次注塑的材料是熔融硬注塑的塑料材料。
在上述任何一种模制方法的另一个非限制性实施例中，第二次注塑的材料是熔融软注塑的塑料材料。
在任何上述模制方法的另一个非限制性实施例中，该方法包括在注射第二次注塑的材料之后从模具空腔中移除充电端口总成。
在任何上述模制方法的另一个非限制性实施例中，该方法包括将第三次注塑的材料注射到模具空腔中以形成第二充电端口总成的第二壳体，将第二插入件定位在模具空腔内，第二插入件具有与插入件不同的设计，和将第四次注塑的材料注射到模具空腔中，以在第二壳体内形成第二可替换密封件。
在任何上述模制方法的另一个非限制性实施例中，充电端口总成配置为与第一类型的入口式充电连接器连接，并且第二充电端口总成配置为与第二类型的入口式充电连接器连接。
根据本发明，提供一种用于电动车辆的充电端口总成，包括：
安装在电动车辆上的壳体，并且壳体包括完全延伸通过壳体的开口；
设置在开口内的端口，其中端口配置为电连接入口式充电连接器用于对电动车辆充电；和
可移除地接收在开口内并且配置为阻止污染物进入端口的第一可替换密封件。
一种模制方法，包括：
利用第一二级模塑注射成型工艺注射成型第一充电端口总成，该第一充电端口总成包括第一壳体和第一可替换密封件；和
利用第二二级模塑注射成型工艺注射成型第二充电端口总成，该第二充电端口总成包括第二壳体和第二可替换密封件；
其中使用一组模制工具模制第一充电端口总成和第二充电端口总成。
根据本发明的另一个实施例，其中第一充电端口总成配置为用于第一全球区域并且第二充电端口总成配置为用于与第一全球区域不同的第二全球区域。
根据本发明的另一个实施例，其中第一二级模塑注射成型工艺包括：
将第一次注塑的材料注射到模具空腔中以形成第一壳体；
将第一插入件定位在模具空腔内；和
将第二次注塑的材料注射到模具空腔中以在第一壳体中形成第一可替换密封件。
根据本发明的另一个实施例，其中第二二级模塑注射成型工艺包括：
将第三次注塑的材料注射到模具空腔中以形成第二壳体；
将第二插入件定位在模具空腔内，第二插入件具有与第一插入件不同的设计；和
将第四次注塑的材料注射到模具空腔中以在第二壳体中形成第二可替换密封件。
上述段落的实施例、示例和替代方案、权利要求或以下说明书和附图、包括它们的各个方面或各个特征中的任何一个可以独立地或以任何组合的方式来实现。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非这些特征不兼容。
通过以下详细描述，本公开的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。伴随详细描述的附图可以简要描述如下。
附图说明
图1示意性地示出了电动车辆的动力传动系统；
图2示出了用于电动车辆的充电端口总成；
图3示出了连接到图2的充电端口总成的入口式充电连接器，以便对电动车辆电池组充电；
图4示出了充电端口总成的壳体；
图5和5A示出了用于充电端口总成的可替换密封件；
图6示出了提供空腔以形成图4的壳体的模具总成；
图7示出了提供空腔以形成图5的可替换密封件的模具总成。
具体实施方式
本公开描述了充电端口总成和用于构造充电端口总成的模制方法。示例性的充电端口总成包括：包括开口的壳体和可移除地接收在开口内的第一可替换密封件。第一可替换密封件可以被移除并且由具有与第一可替换密封件不同的设计构造的第二可替换密封件代替。充电端口总成的壳体可以因此容纳各种尺寸和形状的密封件，用于相对于不同入口式充电连接器设计进行密封。充电端口总成可以以二级模塑成型方法制成。这些和其他特征将在本详细说明书的以下段落中更详细地讨论。
图1示意性地示出了用于电动车辆12的动力传动系统10。在非限制性实施例中，电动车辆12是插电式混合动力电动车辆(PHEV)。然而，其他电动车辆也可受益于本公开的教导，包括但不限于电池电动车辆(BEV)。
在非限制性实施例中，动力传动系统10是采用第一驱动系统和第二驱动系统的动力分配动力传动系统。第一驱动系统可以包括发动机14和发电机18(即，第一电机)的组合。第二驱动系统至少包括马达22(即，第二电机)和电池组24。在该示例中，第二驱动系统被认为是动力传动系统10的电驱动系统。第一和第二驱动系统产生驱动电动车辆12的一组或多组车辆驱动轮28的扭矩。
发动机14(在实施例中，发动机14是内燃发动机)和发电机18可以通过诸如行星齿轮组的动力传递单元30连接。当然，可以使用包括其它齿轮组和变速器在内的其它类型的动力传递单元将发动机14连接到发电机18。在一个非限制性实施例中，动力传递单元30是行星齿轮组，其包括环形齿轮32、中心齿轮34和行星齿轮架总成36。
发电机18可以由发动机14通过动力传递单元30驱动，以将动能转换成电能。发电机18可以替代地用作马达，以将电能转换为动能，从而向连接到动力传递单元30的轴38输出扭矩。因为发电机18可操作地连接到发动机14，所以发动机14的速度可由发电机18控制。
动力传递单元30的环形齿轮32可以连接到轴40，轴40通过第二动力传递单元44连接到车辆驱动轮28。第二动力传递单元44可以包括具有多个齿轮46的齿轮组。其他动力传递单元也可以是合适的。齿轮46将扭矩从发动机14传递到差速器48，以最终为车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可以包括能够将扭矩传递到车辆驱动轮28的多个齿轮。在一个实施例中，第二动力传递单元44通过差速器48机械连接到轴50，以将扭矩分配到车辆驱动轮28。在一个实施例中，动力传递单元30、44是电动车辆12的变速驱动桥20的一部分。
马达22还可以用于通过向也连接到第二动力传递单元44的轴55输出扭矩来驱动车辆驱动轮28。在一个实施例中，马达22是再生制动系统的一部分。例如，马达22可以各自向电池组24输出电力。
电池组24是示例性电动车辆电池。电池组24可以是高压牵引电池组，其包括能够输出电力来操作电动车辆12的马达22、发电机18和/或其它电负载的多个电池总成25(即，电池阵列或电池单元组)。其他类型的能量存储装置和/或输出装置也可以用于对电动车辆12进行电力供电。
在非限制性实施例中，电动车辆12具有两种基本操作模式。电动车辆12可以在电动车辆(EV)模式下操作，其中使用马达22(大体上没有来自发动机14的帮助)用于车辆推进，从而在某种驾驶模式/周期将电池组24的荷电状态消耗到其最大允许放电速率。EV模式是用于电动车辆12的电荷耗尽操作模式的示例。在EV模式期间，例如由于再生制动的周期，电池组24的荷电状态在某些情况下可能增加。发动机14在默认EV模式下大体上为关闭，但是可以根据需要基于车辆系统状态或操作者允许的模式来操作发动机14。
电动车辆12可以另外以混合动力(HEV)模式操作，其中发动机14和马达22两者都用于车辆推进。HEV模式是用于电动车辆12的电荷维持操作模式的示例。在HEV模式期间，电动车辆12可以减小马达22的推进使用量，以便通过增加发动机14的推进来将电池组24的荷电状态保持在恒定或近似恒定的水平。除了在本公开的范围内的EV和HEV模式之外，电动车辆12可以以其他操作模式操作。
电动车辆12还包括用于对电池组24的能量存储装置(例如，电池单元)充电的充电系统16。充电系统16可连接到外部电源26(例如，来自电网的公用电源/电网电力)，用于在整个电动车辆12中接收和分配电力。在非限制性实施例中，充电系统16包括位于电动车辆12上的充电端口总成52和可操作地连接在充电端口总成52和外部电源26之间的电动车辆供应设备(EVSE)54。充电端口总成52适于选择性地从外部电源26通过EVSE 54接收电力，并且然后将电力提供给电池组24用于为电池单元充电。在另一个非限制性实施例中，EVSE 54包括插入到由充电端口总成52提供的端口58中的入口式充电连接器56、插入到外部电源26的插头60和连接在入口式充电连接器56和插头60之间的电线62。
图1中所示的动力传动系统10是高度示意性的，并不旨在限制本公开。在本公开的范围内，动力传动系统10可以替代地或附加地使用各种附加部件。此外，本公开的教导可以结合到任何类型的电动车辆中。
继续参考图1，图2至3示出了用于与电动车辆12一起使用的示例性充电端口总成52。例如，充电端口总成52可以是电动车辆12的充电系统16的一部分。
在非限制性实施例中，充电端口总成52包括壳体64和可替换密封件66。壳体64包括用于接收端口58和可替换密封件66的开口68(在图4中最佳示出)。在非限制性实施例中，开口68是完全延伸穿过壳体64的圆形开口。然而，也可以考虑其它形状。壳体64可以另外地包括用于连接车门(未示出)以隐藏端口58的铰链臂70。壳体64的尺寸和形状并不旨在限制本公开。
在非限制性实施例中，壳体64由相对硬的热塑性材料制成。合适的材料包括但不限于包括玻璃纤维增强的热塑性材料。在非限制性实施例中，壳体64由具有30％玻璃纤维增强的聚丙烯制成。
可替换密封件66用作防尘盖，以避免灰尘、水和其它环境污染物进入端口58中。可替换密封件66包括开口72，开口72至少部分地将端口58暴露于入口式充电连接器56(如图3中所示)。可替换密封件66可移除地接收在壳体64的开口68内。在非限制性实施例中，可替换密封件66通过过盈配合接收在壳体64的开口68内。在另一个非限制性实施例中，可替换密封件66包括凸缘74(见图3)。凸缘74邻接壳体64的围绕开口68的表面，以相对于壳体64帮助保持可替换的密封件66。
在非限制性实施例中，可替换密封件66由相对软的热塑性材料制成。合适的材料包括但不限于橡胶、热塑性弹性体聚烯烃、三元乙丙(EPDM)橡胶等。
现在主要参考图3，入口式充电连接器56可以插入到端口58中以对电动车辆12充电。入口式充电连接器56插入通过可替换密封件66的开口72以将入口式充电连接器56插入到端口58中。可替换密封件66包括设计成适应入口式充电连接器56的特定尺寸和形状的特定尺寸和形状。入口式充电连接器56例如可以是任何类型的充电连接器，包括类型1连接器(例如，SAE J1772)或类型2连接器(例如，IEC 62196或GB/T 20234)，并且可替换密封件66的尺寸设置成特别容纳这些充电连接器类型中的一个。
在非限制性实施例中，可替换密封件66可以从壳体64移除并且被替换为第二可替换密封件(例如参见图5A的密封件66)。第二可替换密封件具有与可替换密封件66不同的尺寸、形状和整体设计。以这种方式，可以使用单个壳体设计来提供能够与任何形式的入口式充电连接器56进行连接的充电端口总成。
在图4中示出了没有端口58和可替换密封件66的充电端口总成52的壳体64。图5中示出了从壳体64移除的可替换密封件66。
充电端口总成52可以使用二级模塑成型工艺注塑成型。第一次注塑的材料(即，硬注塑)提供壳体64。第二次注塑的材料(即，软注塑)提供可替换密封件66。在成型过程期间，二级模塑工艺有助于将可替换密封件66并入壳体64内。
继续参考图2至5，图6至7示意性地示出了用于形成充电端口总成52的示例性模具总成76。在非限制性实施例中，模具总成76用于二级模塑成型工艺以形成充电端口总成52。首先参考图6，在注塑成型过程中，将液体材料M1(例如，熔融硬注塑的塑料材料)移动到在芯侧Score和模具总成76的腔侧Scav之间设置的空腔C1中。材料M1在空腔C1内硬化以形成壳体64(图4中单独示出的模制壳体)。在材料M1已经硬化之后，芯侧Score与壳体64分离，并且注塑成型工具被操纵到适合于第二次注塑的位置以形成可替换密封件66。
现在参考图7，当芯侧Score与壳体64分离时，插入件78可以定位在模具总成76的空腔C2内。插入件78包括对应于可替换密封件66的期望尺寸和形状的尺寸和形状。随着壳体64保留在模具总成76中并且插入件78已经定位，接下来注塑成型工艺包括将第二次注塑的材料M2(例如，熔融软注塑的塑料材料)注射空腔C2中以形成可替换密封66。第二次注塑使材料M2直接抵靠壳体64，并且因此在壳体64的开口68内形成可替换密封件66(图2和图3中所示的模制总成)。然后可以将模制的充电端口总成52从模具总成76移除。
可以重复图6和7中描绘的模制过程以形成额外的充电端口总成。然而，如果需要，具有与图7中所示的插入件78不同设计的插入件可以在模制过程的第二次注塑之前插入空腔C2中。以这种方式，可以使用用于制造适于另一类型的入口式充电连接器的充电端口总成的相同组的工具来制造适于与不同类型的入口式充电连接器连接的充电端口总成。因此，本公开所提出的模制过程消除了在不同的全球区域(例如，北美、欧洲、亚洲等)销售和运行的电动车辆的充电端口总成的制造需要的独特的工具组。
虽然不同的非限制性实施例被示出为具有特定的部件或步骤，但是本公开的实施例不限于那些特定的组合。可以将任何非限制性实施例中的一些部件或结构与来自任何其他非限制性实施例的结构或部件结合使用。
应当理解，在几个附图中相同的附图标记表示相应的或类似的元件。应当理解，尽管在这些示例性实施例中公开并示出了特定部件布置，但是其它布置也可以受益于本公开的教导。
上述说明书应被解释为说明性的，而不是任何限制的意义。本领域普通技术人员将理解，某些修改可能落入本公开的范围内。由于这些原因，应研究以下权利要求以确定本公开的真实范围和内容。

Claims (15)

1.一种用于电动车辆的充电端口总成，包括：
包括开口的壳体；和
可移除地接收在所述开口内的第一可替换密封件。
2.根据权利要求1所述的充电端口总成，包括在移除所述第一可替换密封件之后可移除地接收在所述开口内的第二可替换密封件。
3.根据权利要求2所述的充电端口总成，其中所述第二可替换密封件具有与所述第一可替换密封件不同的构造。
4.根据前述权利要求中任一项所述的充电端口总成，其中所述壳体由第一材料制成，并且所述第一可替换密封件由不同的第二材料制成。
5.根据权利要求4所述的充电端口总成，其中所述第一材料包括硬注塑热塑性材料，并且所述第二材料包括软注塑热塑性材料。
6.根据前述权利要求中任一项所述的充电端口总成，其中所述壳体包括铰链臂。
7.根据前述权利要求中任一项所述的充电端口总成，其中所述第一可替换密封件通过过盈配合被接收在所述开口内。
8.根据前述权利要求中任一项所述的充电端口总成，其中所述第一可替换密封件包括开口，并且可选地，其中所述充电端口总成的端口可通过所述可替换密封件的所述开口进入。
9.根据前述权利要求中任一项所述的充电端口总成，其中所述可替换密封件包括邻接围绕所述壳体的所述开口的所述壳体的表面的凸缘。
10.一种模制方法，包括：
将第一次注塑的材料注射到模具空腔中以形成充电端口总成的壳体；
将插入件定位在所述模具空腔内；和
将第二次注塑的材料注射到所述模具空腔中以在所述壳体内形成可替换密封件。
11.根据权利要求10所述的模制方法，其中所述第一次注塑的材料是熔融硬注塑的塑料材料。
12.根据权利要求10或11所述的模制方法，其中所述第二次注塑的材料是熔融软注塑的塑料材料。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的模制方法，包括：
在注射所述第二次注塑的材料之后，从所述模具空腔中移除所述充电端口总成。
14.根据权利要求13所述的模制方法，包括：
将第三次注塑的材料注射到所述模具空腔中以形成第二充电端口总成的第二壳体；
将第二插入件定位在所述模具空腔内，所述第二插入件具有与所述插入件不同的设计；和
将第四次注塑的材料注射到所述模具空腔中以在所述第二壳体内形成第二可替换密封件。
15.根据权利要求14所述的模制方法，其中所述充电端口总成配置为与第一类型的入口式充电连接器连接，并且所述第二充电端口总成配置为与第二类型的入口式充电连接器连接。
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