CN108352689B - 用于车辆配电装置的环绕式汇流条 - Google Patents

Abstract

一种环绕式汇流条(14)，其将电池电力(也称为B+电力)提供给用于车辆电气系统的配电装置(10)、诸如混合型配电箱(PDB)内的部件。该配电装置在整个车辆电气系统中输送或分配电力，并且可以包括下盖(12)、环绕式汇流条(14)、继电块组件(16)、具有印刷电路板(PCB)的模块(18)、继电器和熔断器(20)的阵列以及上盖(22)。电池电力从车辆电池和/或交流发电机提供到端子连接部(72)，从端子连接部提供到环绕式汇流条，并且从环绕式汇流条提供到继电块组件、模块以及配电装置内的其它可能部件。

Description

用于车辆配电装置的环绕式汇流条

技术领域

本发明总体涉及用于车辆电气系统的配电装置，更具体地涉及配电装置内的汇流条。

背景技术

在车辆电气系统中使用各种类型的配电装置，这些装置中的一些装置被称为配电箱、电气连接箱、电接线箱、电力中心等。配电装置将低压电池电力分配给车辆电气系统中的各个附件和装置。在许多配电装置的设计中，通常称为汇流条的导电金属带或金属条被用于向配电装置内的部件提供电池电力。能够由特定汇流条处理的电流或安培数的总量取决于其材料组成以及汇流条的尺寸和构造(例如，汇流条的横截面积会影响汇流条能够容纳的电流量)。

在某些现有技术的设计中，汇流条具有仅包括几个侧部的相对简单的设计(例如，单侧设计或双侧设计)。这种类型的汇流条的一个潜在缺点在于，相对简单的设计可能会限制或以其它方式约束对于配电装置的整体布置或构造的设计选项。对于更复杂类型的配电装置而言尤其如此，诸如包括独立模块和继电块的“混合型”配电箱(PDB)，独立模块和继电块两者都需要经由汇流条来提供电池电力。对于一些常规的汇流条设计而言，对封装在单个PDB内的模块和继电块提供电池电力会是困难的，甚至可能需要多个汇流条。

本领域技术人员将领会到，通过提供具有改进汇流条设计的配电装置，能够改善该装置的构造和设计选项。

发明内容

根据一个方面，本发明提供一种环绕式汇流条，该环绕式汇流条用在作为车辆电气系统一部分的配电装置中。所述环绕式汇流条可以包括：具有电池连接部的电池侧部，该电池连接部将电池端子固定到所述环绕式汇流条，并且提供两者间的电气连接；具有模块连接部的模块侧部，该模块连接部将所述环绕式汇流条固定到所述配电装置中具有印刷电路板的模块，并且提供两者间的电气连接；以及具有继电块连接部的继电块侧部，该继电块连接部将所述环绕式汇流条固定到所述配电装置中的继电块组件，并且提供两者间的电气连接。

附图说明

下面将结合附图描述本发明的优选示例性实施例，其中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是一个示例性配电装置的分解透视图；

图2是可以用于图1所示配电装置的示例性继电块组件的分解透视图；

图3和图4是图2所示继电块组件的局部透视图，其中，所述局部透视图取自所述继电块组件的下侧；

图5是可以用于图1至图3所示继电块组件的示例性环绕式汇流条的透视图；

图6和图7是可以用于诸如图1至图3中的一个所示的继电块组件的替选示例性环绕式汇流条的透视图；以及

图8是示出示例性锁定孔和锁定片的、继电块组件的一部分的侧视图。

具体实施方式

本文描述一种环绕式汇流条，其将电池电力(也被称为B+电力)提供给用于车辆电气系统的配电装置、诸如混合型配电箱(PDB)内的部件。参照图1，示出了配电装置10，所述配电装置10在整个车辆电气系统中输送或分配电力，并且大体上包括下盖12、环绕式汇流条14、继电块组件16、具有印刷电路板PCB的模块18、继电器和熔断器20的阵列以及上盖22。电池电力从车辆电池和/或交流发电机(未示出)提供到端子连接部72，从端子连接部提供到环绕式汇流条14，并且从环绕式汇流条提供到继电块组件16、模块18以及配电装置10内的其它可能部件。

以下描述针对环绕式汇流条14的不同实施例和特征以及其在配电装置10内的作用。由于其多侧的环绕构造，汇流条14特别适用于相对复杂的配电装置设计，如包括单独的继电块组件16及具有其自有印刷电路板(PCB)的模块18的混合型配电箱(PDB)10。本领域技术人员可以理解的是，环绕式汇流条14可以用于任何数目的不同类型的配电装置，并且不限于图中所示的示例性混合型配电箱(PDB)10。本文使用的术语“混合型配电箱”泛指车辆电气系统中的配电装置，其包括均被封装到单个装置中的继电块组件和独立模块。继电块组件包括成组的继电器、熔断器和/或其它常规的电气部件，而独立模块具有其自有的印刷电路板(PCB)，并且有时被称为继电器模块、接线块或者汇流电气中心。

图2至图4中进一步示出继电块组件16，所述继电块组件16大体上包括继电块下壳30、继电块32、继电块汇流条34、内部连接器36以及正确组装和连接所需的数个其它部件。可以设想，继电块组件16将在与其它部件一起插入较大的配电箱(PDB)10之前进行组装。然而，PDB不限于任何特定的组装顺序，并且能够根据任何合适的方法或步骤顺序来组装。

环绕式汇流条14是多侧的导电金属带，其向配电装置10内的各个部件提供电池电力。环绕式汇流条14的特定设计或构造通常是应用或产品专用的；也就是说，汇流条是针对特定的配电装置来定制设计，以便其能够环绕且紧密贴合相邻部件或零件的形状和大小。环绕式汇流条14优选由平坦的导电材料带(例如，不锈钢、纯铜或铜基合金、纯铝或铝基合金或一些其它合适的金属或金属合金)冲压、冲裁或以其它方式形成，并且由诸如继电块下壳30或模块18外盖这样的绝缘部件支撑，以便车辆电气系统不会短路。根据图3至图5所示的示例性实施例，环绕式汇流条14被设计用于相对复杂的混合型配电箱，并且以有效的方式平衡流经汇流条的电流，汇流条包括电池侧部52、中间侧部54、56和60、模块侧部58和继电块侧部62。

环绕式汇流条14的电池侧部52包括用于将汇流条与电池端子72连接的电池连接部70以及向内表面74和向外表面76。在图中所示的非限制性示例中，电池侧部52是平坦矩形表面，该平坦矩形表面包括电池连接部70，电池连接部70呈完全贯穿汇流条的内孔或内口的形式，并且被设计成容纳螺栓，用于将电池端子72和环绕式汇流条14固定到形成于继电块下壳30中的螺纹凸台78，这在图3和图4中清楚示出。内表面或后表面74接触并抵靠螺纹凸台78，螺纹凸台78由注射或模制塑料制成并且电绝缘。另一方面，电池端子72平放在外表面或前表面76上，以便金属对金属的接口在两个部件之间建立电气连接，并且使得电流能够从电池端子流到汇流条。

中间侧部54与电池侧部52一体成型，并且包括向内表面80和向外表面82。根据所示的示例，中间侧部54经由90度外角84连接到电池侧部52，使得两个侧部大体上彼此垂直，并且侧部54呈平坦矩形。本文使用的术语“外角”是指汇流条中的弯曲部分，其形成所涉及的两个侧部的外表面(在此情况下为外表面76和82)彼此相背的外缘，而非它们彼此相对的内腔。如图4最佳所示，当安装时，内表面或后表面80可以接触形成于继电块下壳30中的支座或其它部件86，并被其支撑。

中间侧部56一体连接到中间侧部54，并且包括向内表面90和向外表面92。如图5所示，中间侧部56也呈平坦矩形，并且就面积而言可以是环绕式汇流条14的最大侧部或壁部。当安装时，内表面90由模块18的壳体单元支撑，使得汇流条14环绕模块的端部区段。侧部56经由90度内角94一体连接到侧部54，使得两个侧部大体上彼此垂直。本文使用的术语“内角”是指汇流条中的弯曲部分，其形成所涉及的两个侧部的外表面(在此情况下为82和92)彼此相对的内腔。由于角84和94是相反的类型(即，分别为外与内)，因此侧部52和56在x轴方向上彼此平行且偏移，而非在该方向上重叠。如果角84和94皆为外角，如角110和124(稍后描述)，则侧部52、56会在x轴方向上至少部分地彼此重叠。

模块侧部58包括用于向模块18内的印刷电路板(PCB)提供电池电力的模块连接部100，而且也包括向内表面102和向外表面104。在图3至图5所示的示例性实施例中，模块侧部58并非完全平坦，因为模块连接部100形成于该侧部的凹入部或后缩部分106中。这并非必要，但当将环绕式汇流条14装配到模块18的端部上并且将汇流条定位成使得模块连接部100与模块中的螺纹孔对准时，它就可能成为有用的特征。因此，凹入部106可以构造成补充模块壳体中的对应凹处，并且充当各种部件的定位特征。根据所示的示例，模块连接部100呈完全贯穿汇流条的内孔或内口的形式，并且被设计成容纳螺栓108，其将环绕式汇流条14固定到模块18，并且将这两个部件电气连接到一起。应当理解，在其它实施例中，例如，连接部100能够用于将汇流条连接到除模块18之外的不同装置，诸如继电块组件16。模块侧部58经由90度外角110一体连接到中间侧部56，使得这两个侧部大体上彼此垂直。由于角94和110是相反的类型(即，分别为内与外)，因此侧部54和58在y轴方向上彼此平行且偏移，而非在该方向上重叠。

中间侧部60被一体连接到模块侧部58，并且如同其它侧部一样，包括向内表面120和向外表面122。根据所示的实施例，中间侧部60类似于从模块侧部58沿z轴方向向上延伸的支腿部分，并且经由90度外角124一体连接到模块侧部，使得这两个侧部彼此垂直。由于外角110和124，中间侧部56和60在x轴方向上彼此平行并且至少部分重叠；在该特定实施例中，侧部56和60是环绕式汇流条14内的唯一一对重叠的侧部。

继电块侧部62包括用于向继电块组件16提供电池电力的继电块连接部130，而且也包括向内表面132和向外表面134。正如其它连接部，继电块连接部130被设置成完全贯穿汇流条的内孔的形式，并且被设计成容纳螺栓138，其将汇流条14物理且电气连接到继电块组件16。由图5可以看出，继电块侧部62从中间侧部60的上端经由内角136延伸，以此方式使得继电块侧部62不平行于环绕式汇流条14的任何其它侧部或壁部。这种构造并非必要，但它确实提供了具有独特设计的环绕式汇流条14，这种独特设计有助于其电气连接到继电块组件16和模块18。本领域技术人员将认识到，环绕式汇流条14与电池端子72、继电块组件16和模块18形成连接，其中这些连接中的每一个被设置于汇流条的不同侧部或壁部上。这样的构造不仅在试图容纳相当复杂的混合型配电箱设计时有用，而且它也能够有助于在汇流条内平衡或分配电流，以便金属在任何特定区域内都不会变得过热而无法接受。当然可能存在其它构造，包括侧部数目与图6和图7中所示的实施例不同的那些构造。

现转至图6和图7，示出了环绕式汇流条的另外两个实施例。图6中的环绕式汇流条150类似于前述实施例，只是汇流条具有略微不同的构造，包括装置侧部152、中间侧部154、电池侧部156、模块侧部158、中间侧部160和继电块侧部162。装置侧部152和电池侧部154包括呈内孔的形式的协作装置连接部170、172，这些内孔容纳螺栓，用于将汇流条150物理且电气连接到配电装置内的一个或多个附加器件，诸如大电流器件。类似地，电池侧部156具有电池连接部180，该电池连接部容纳螺纹螺栓，用于将电池端子(未示出)连接到环绕式汇流条150，模块侧部158包括位于模块侧部的凹入部184上的模块连接部182，用于将汇流条150连接到具有其自有印刷电路板(PCB)的模块，并且继电块侧部162具有继电器连接部190，用于将汇流条连接到继电块组件。

图7和图8的环绕式汇流条200也类似于前述实施例，但包括电池侧部210、中间侧部212、模块侧部214和继电块侧部216。正如前述的实施例，电池侧部210、模块侧部214和继电块侧部216分别包括电池连接部220、模块连接部222和继电块连接部224，其中全部这些连接部均位于汇流条的不同侧部上，并且呈孔形，这些孔容纳将汇流条连接到配电装置的其它部件的螺栓。在该实施例中，设置锁定孔230，其使得环绕式汇流条200能够在用螺栓固定之前卡扣就位。在中间侧部212上示出单个锁定孔230，然而作为孔230的补充或替代，可以设置其它锁定特征，并且它们可以被设置在环绕式汇流条的任意数目的适当侧部或部分上。在该示例中，锁定孔230是窗格形状的孔，其包括三个平直或几乎平直的侧部以及一个曲线或拱形的侧部，以形成窗格形状的开口。对应的锁定片240可以从配电装置的另一部分、诸如继电块下壳30或模块18的壳体单元弹性地延伸，使得其贯穿锁定孔230并且将环绕式汇流条200固定就位；这在图8中示出。本领域技术人员可以理解的是，图中所示的锁定孔230仅为示例性，并且其它锁定孔和特征，包括具有不同尺寸和形状的锁定孔和特征，能够与环绕式汇流条配用。

应当领会到，前述的环绕式汇流条仅为示例性的，并且可以采用其它设计和实施例作为替代。此外，结合一个实施例所述的任一特征或特性同样可以针对不同的实施例来实施。例如，图7和图8中所示的锁定孔和锁定片可以用于图5和图6中所示的环绕式汇流条。

一旦环绕式汇流条被安装在配电装置10内，汇流条便至少部分地环绕继电块组件16以及模块18的多个部分，并且形成至少三种独立的电气连接：一种是电池连接部70、180和220连接到电池端子并且从电池端子接收电池电力或B+电力，一种是模块连接部100、182和222连接到具有印刷电路板(PCB)的模块18并且向模块18提供电池电力，并且一种是继电块连接部130、190和224连接到继电块组件16并且向其提供电池电力。在涉及具有独立模块和继电块的混合型配电箱(PDB)的大多数现有技术设计中，会需要多个汇流条来形成所有上述连接，但本文所述的环绕式汇流条用单个组件完成这一点。因此，本发明的环绕式汇流条能够便利并简化在配电装置内、诸如其中需向模块及继电块组件提供电池电力的混合型PDB内进行各种电气连接。

应当理解，上文是对本发明的一个或多个优选示例性实施例的描述。本发明不限于本文公开的特定实施例，而仅由所附权利要求限定。另外，前文描述中所包含的陈述涉及特定实施例，并且不应被解释为限制本发明的范围或限制权利要求中所用术语的定义，除非上文明确对术语或短语作出定义。对于本领域技术人员而言，各种其它实施例以及对所公开实施例的各种更变和修改将变得显而易见。所有这些其它实施例、更变和修改皆旨在落入所附权利要求的范围内。

如在本说明书和权利要求书中所用，术语“例如”、“举例而言”、“譬如”、“诸如”和“如同”以及动词“包括”、“具有”、“包含”及其动词形式在与一个或多个部件或其它项目的列表结合使用时，均被解释为开放式，这就表明该列表不应被视为排除其它的附加部件或项目。其它术语应采用其最广义的合理含义来解释，除非在需要不同解释的上下文中使用这些术语。

Claims (15)

1.一种环绕式汇流条(14)，所述环绕式汇流条(14)用在作为车辆电气系统的一部分的配电装置(10)中，所述环绕式汇流条(14)包括：

电池侧部(52)，所述电池侧部(52)具有电池连接部(70)，所述电池连接部将电池端子(72)固定到所述环绕式汇流条，并且提供所述电池端子(72)和所述环绕式汇流条之间的电气连接；

第一中间侧部(54)；

第二中间侧部(56)；

模块侧部(58)，所述模块侧部(58)具有模块连接部(100)，所述模块连接部将所述环绕式汇流条固定到所述配电装置中的具有印刷电路板(PCB)的模块(18)，并且提供所述模块(18)和所述环绕式汇流条之间的电气连接；

第三中间侧部(60)；以及

继电块侧部(62)，所述继电块侧部(62)具有继电块连接部(130)，所述继电块连接部将所述环绕式汇流条固定到所述配电装置中的继电块组件(16)，并且提供所述环绕式汇流条和所述继电块组件(16)之间的电气连接，

其中，所述第二中间侧部(56)和所述模块侧部(58)一体连接并且形成第一外角(110)，所述模块侧部(58)和所述第三中间侧部(60)一体连接并且形成第二外角(124)，所述第二中间侧部(56)和第三中间侧部(60)彼此平行，并且所述环绕式汇流条(14)被构造为使得所述第二中间侧部(56)、所述第一外角(110)、所述模块侧部(58)、所述第二外角(124)和所述第三中间侧部(60)联接为环绕所述配电装置(10)中的模块(18)的端部。

2.根据权利要求1所述的环绕式汇流条(14)，其中，所述电池连接部(70)呈完全贯穿所述电池侧部(52)的内孔形，并且被构造成容纳用于将所述电池端子(72)固定到所述环绕式汇流条的螺栓。

3.根据权利要求1所述的环绕式汇流条(14)，其中，所述电池侧部(52)进一步包括向内表面(74)和向外表面(76)，所述电池侧部的向内表面由形成于继电块壳体(30)中的螺纹凸台(78)支撑，并且所述电池侧部的向外表面平置于所述电池端子(72)上。

4.根据权利要求1所述的环绕式汇流条(14)，其中，所述模块连接部(100)呈完全贯穿所述模块侧部(58)的内孔形，并且被构造成容纳用于将所述环绕式汇流条固定到所述模块(18)的螺栓(108)。

5.根据权利要求1所述的环绕式汇流条(14)，其中，所述模块侧部(58)进一步包括凹入部(106)，所述模块连接部(100)形成在所述凹入部(106)处，所述凹入部被构造成补充所述模块(18)中的对应凹部，并且用于将所述环绕式汇流条与所述模块对准的定位部件。

6.根据权利要求1所述的环绕式汇流条(14)，其中，所述继电块连接部(130)呈完全贯穿所述继电块侧部(62)的内孔形，并且被构造成容纳用于将所述环绕式汇流条固定到所述继电块组件(16)的螺栓(138)。

7.根据权利要求1所述的环绕式汇流条(14)，其中，所述环绕式汇流条的侧部(52、54、56、58、60、62)中的至少一个侧部包括锁定孔(230)，所述锁定孔(230)被构造成容纳弹性锁定片(240)，并且将所述环绕式汇流条固定在继电块组件(16)内。

8.根据权利要求7所述的环绕式汇流条(14)，其中，所述锁定孔(230)被构造成包括三个平直侧面和一个曲形侧面的窗格形状。

9.根据权利要求1所述的环绕式汇流条(14)，其中，所述第一中间侧部经由90度外角(84)一体连接到所述电池侧部(52)，使得所述电池侧部与所述第一中间侧部彼此垂直。

10.根据权利要求9所述的环绕式汇流条(14)，其中，所述第二中间侧部经由90度内角(94)一体连接到所述第一中间侧部(54)，使得所述第一中间侧部与所述第二中间侧部彼此垂直，并且使得所述电池侧部(52)与所述第二中间侧部(56)在x轴方向上平行且不重叠。

11.根据权利要求10所述的环绕式汇流条(14)，其中，所述模块侧部(58)经由所述第一外角(110)一体连接到所述第二中间侧部(56)，所述第一外角为90度，使得所述模块侧部与所述第二中间侧部彼此垂直，并且使得所述模块侧部(58)与所述第一中间侧部(54)在y轴方向上平行且不重叠。

12.根据权利要求11所述的环绕式汇流条(14)，其中，所述第三中间侧部经由所述第二外角(124)一体连接到所述模块侧部(58)，所述第二外角为90度，使得所述模块侧部与所述第三中间侧部彼此垂直，并且使得所述第二中间侧部(56)与所述第三中间侧部(60)在x轴方向上平行且至少部分重叠。

13.根据权利要求12所述的环绕式汇流条(14)，其中，所述继电块侧部(62)经由90度内角(136)一体连接到所述第三中间侧部(60)，使得所述继电块侧部与所述第三中间侧部彼此垂直，并且使得所述继电块侧部不平行于所述环绕式汇流条的任何其它侧部。

14.根据权利要求1所述的环绕式汇流条(14)，其中，所述环绕式汇流条由以下金属中的至少一种冲压或冲裁而成：不锈钢、铜、铜基合金、铝或铝基合金。

15.一种混合型配电箱(PDB)(10)，包括下盖(12)、继电块组件(16)、具有印刷电路板(PCB)的模块(18)、上盖(22)以及根据权利要求1所述的环绕式汇流条(14)，其中，所述环绕式汇流条与所述继电块组件和所述模块连接，并且向所述继电块组件和所述模块提供电池电力。

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