CN108281815A - 一种新能源汽车应用铝合金线束连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源汽车应用铝合金线束连接结构，包括铝合金线缆和连接端子，所述铝合金线缆的前端与所述连接端子的一端内壁之间通过电磁脉冲焊连接，所述连接端子的另一端与一连接筒体的内壁之间通过摩擦焊连接，所述连接筒体的外周面具有轴向设置的外螺纹，所述连接筒体的前端内部设置有与所述连接端子的外周面密封配合的密封塞，所述连接筒体的前端外周面还与一螺母连接，所述螺母将所述连接端子限定在所述连接筒体内。
Description
技术领域
本发明涉及一种新能源汽车应用铝合金线束连接结构。
背景技术
为满足新能源汽车高压线束轻量化和低成本的要求，国外已开始将传统的铜线束更换为质量更轻、成本更低的铝合金线束。国内目前也有少数厂家推出了铝合金线束，但是难以大规模应用。由于铝合金电缆或者端子暴露在空气中后表面会迅速形成一层致密的氧化膜，而使电缆和端子连接部位的接触电阻迅速增大，长期工作温升增加而引发故障和事故。该问题制约了铝合金线束在新能源汽车领域的应用。
传统连接方式包括焊接、压接、机械固定三种，无论采用何种方式都无法彻底消除铝合金表面的氧化膜，而且无法避免二次氧化问题。因此，长时间使用在高、低温变化的环境下氧化膜始终存在，而导致接触电阻不断增大。为保证铝合金电缆和端子接触可靠性并且不改变客户端原有结构，将铝合金线缆应用到新能源汽车中，需设计一款新型的铝合金连接器线束方案。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种新能源汽车应用铝合金线束连接结构，以解决上述问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种新能源汽车应用铝合金线束连接结构，包括铝合金线缆和连接端子，其特征在于，所述铝合金线缆的前端与所述连接端子的一端内壁之间通过电磁脉冲焊连接，所述连接端子的另一端与一连接筒体的内壁之间通过摩擦焊连接，所述连接筒体的外周面具有轴向设置的外螺纹，所述连接筒体的前端内部设置有与所述连接端子的外周面密封配合的密封塞，所述连接筒体的前端外周面还与一螺母连接，所述螺母将所述连接端子限定在所述连接筒体内。
在本发明的一个优选实施例中，所述密封塞的前端和后端均设置为锥形面。
由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：
1、铝合金线缆和连接端子连接采用电磁脉冲技术，可以解决目前高压铝合金线束因为铝合金表面存在氧化膜而导致接触电阻增大的问题。
2、连接端子和连接筒体的过渡部分采用摩擦焊焊接，铜铝两种材料采用摩擦焊连接，焊接效率高、质量稳定、一致性好，可以保证端子的强度和稳定性。
3、连接筒体和连接端子材质为铜，可以采用与现有铜制高压线束相同的结构，保证新能源汽车在应用铝合金线束后结构不需做很大的调整和实验。
4、使用铝合金线缆，可以实现线束的轻量化，降低线束成本，在新能源汽车领域有实现大规模量产的前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种实施例的结构示意图。
图2是本发明一种实施例的铝合金线束电磁脉冲焊剖面测试结果对比图表。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
参见图1所示的一种新能源汽车应用铝合金线束连接结构，包括铝合金线缆100和连接端子200，铝合金线缆100的前端与连接端子200的一端内壁之间通过电磁脉冲焊连接，连接端子200的另一端与一连接筒体300的内壁之间通过摩擦焊连接。连接筒体300的外周面具有轴向设置的外螺纹310，连接筒体300的前端内部设置有与连接端子200的外周面密封配合的密封塞400，连接筒体300的前端外周面还与一螺母500连接，螺母500将连接端子200限定在连接筒体300内。
本实施例中的密封塞400的前端和后端均设置为锥形面410，使得螺母500在旋紧的过程中自动对中和压紧密封。
本发明使用过程中铝合金电缆和连接端子表面的氧化膜在焊接瞬间高速碰撞产生的金属射流作用下被完全清除掉，在连接端子和线缆接触的圆周部位形成若干个波浪形的焊接面。且由于其工作原理是依靠圆周均匀的电磁场力作用，可以保证整个圆周受力面均匀受力，电缆和连接端子连接处横截面为规整的圆形，特别是在电磁脉冲焊波谷处，不同工件焊接完成后截面融为一体，不存在连接薄弱点。而且两种金属在均匀电磁力作用下，原子互相渗透到对方原子结构的缝隙中，可以保证焊接面剖面没有孔隙而避免空气进入后二次氧化。因此采用本发明技术的铝合金线束可保证电缆和端子连接部位在长时间使用时不会产生氧化问题。而且，连接端子和连接筒体的过渡部分采用摩擦焊焊接，接触端面之间的相对运动在摩擦面及其附近区域产生摩擦热和塑形变形热，使及其附近区域温度上升到接近但一般低于熔点的温度区间，材料的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎，在顶锻压力的作用下，伴随材料产生塑性变形及流动，通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接。
为验证该本发明的实际效果，选取80平铝合金线缆(其载流能力相当于50平铜缆)与其适配的连接端子进行试验，对其接触电阻和拉脱力进行测试，且按照GB/T9327-2008要求做完温度循环试验后测试其接触电阻、拉脱力和剖面。结果显示试验前、后线束的接触电阻未发生变化，且远远优于相关线束标准的要求。线束拉脱力和剖面指标也远远优于相关线束标准要求，(具体试验结果见表1和附图2)。
表1：使用本发明样品检测结果
以上试验结果表明，使用本发明的结构可以有效解决目前高压铝合金线束存在的问题，且在高、低温不同环境下均能保证连接部位的可靠性，使用本发明制作的线束可有效清除铝合金线束和端子表面的氧化膜，而且可以避免焊接后二次氧化的问题，从而保证整个线束在长时间使用过程中接触电阻均满足要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种新能源汽车应用铝合金线束连接结构，包括铝合金线缆和连接端子，其特征在于，所述铝合金线缆的前端与所述连接端子的一端内壁之间通过电磁脉冲焊连接，所述连接端子的另一端与一连接筒体的内壁之间通过摩擦焊连接，所述连接筒体的外周面具有轴向设置的外螺纹，所述连接筒体的前端内部设置有与所述连接端子的外周面密封配合的密封塞，所述连接筒体的前端外周面还与一螺母连接，所述螺母将所述连接端子限定在所述连接筒体内。
2.如权利要求1所述的一种新能源汽车应用铝合金线束连接结构，其特征在于，所述密封塞的前端和后端均设置为锥形面。
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