CN109600942A - 车辆中央电气盒和制造车辆中央电气盒的方法 - Google Patents

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Abstract

描述了用于将电力分配到车辆(10)的电气系统(14)的中央电气盒(12)和制造该中央电气盒(12)的方法(100)。中央电气盒(12)包括印刷电路板结构(20)，该印刷电路板结构(20)具有第一印刷电路板(PCB)部分(22)，其相对于第二PCB部分(24)成角度地布置。印刷电路板结构(20)包括柔性连接元件(26)，其与第一PCB部分(22)和第二PCB部分(24)一体形成，形成从第一PCB部分延伸到第二PCB部分(24)的印刷电路。中央电气盒(12)还包括从第一PCB部分(22)的第一主表面(30)垂直延伸的第一多个电气端子(28)和从第二PCB部分(24)的第二主表面(36)垂直延伸的第二多个电气端子(34)。第一主表面(30)相对于第二主表面(36)成大约90度角的角度布置。

Description

车辆中央电气盒和制造车辆中央电气盒的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年10月3日提交的美国专利申请No.15/723,245的优先权权益，将该美国专利申请的全部公开内容通过援引并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及用于分配电力的中央电气盒，并且更具体地涉及用于将电力分配到车辆的电气系统的中央电气盒。
背景技术
机动车的中央电气盒通常包括保险丝，以保护电气系统的电气部件免受由短路和/或电路过载造成的损坏。基于印刷电路板(PCB)的中央电气盒是一种类型的配电部件组装，这种类型的配电部件组装通过连接系统接口配合至一个或多个线束组件。它提供了复杂的内部功率总线布线，并且包含诸如保险丝，继电器，断路器和其他电气部件(诸如，二极管和/或集成电路微控制器)之类的设备。
由于设计和可制造性的限制，传统上中央电气盒配置有连接器输入/输出和设备作为顶部/底部组件。在中央电气盒上通常使用以形成90度角连接的引脚端子头由经组装的弯曲端子或在配合至PCB的塑料头中二次成型(over-molded)的端子组成。将端子组装到PCB要求塑料头能够承受由特殊的高温塑料形成的高温焊接工艺，或者要求特殊的处理步骤以避免塑料头的高温暴露，这可能不期望地增加了制造中央电气盒的成本。因此，仍然需要消除对塑料头的需求的、具有90度角连接的中央电气盒组件。
背景技术部分中所讨论的主题不应当仅因为它在背景技术部分中的提及而被假定为现有技术。类似地，背景技术部分中提及的或与背景技术部分的主题相关联的问题不应被假定为先前已在现有技术中被认识到。背景技术部分中的主题仅仅表示不同的方法，它们本身也可以是发明。
发明内容
根据本发明的实施例，提供了一种用于将电力分配到车辆的电气系统的中央电气盒。该中央电气盒包括印刷电路板结构，该印刷电路板结构具有第一印刷电路板(PCB)部分，该第一PCB部分相对于第二PCB部分成角度地布置。印刷电路板结构还包括柔性连接元件，该柔性连接元件与第一PCB部分和第二PCB部分一体形成，形成从第一PCB部分延伸到第二PCB部分的印刷电路。中央电气盒还包括从第一PCB部分的第一主表面垂直延伸的第一多个电气端子和从第二PCB部分的第二主表面垂直延伸的第二多个电气端子。中央电气盒还包括壳体，印刷电路板结构设置在该壳体中。第一主表面相对于第二主表面成大约90度角的角度布置。
第一多个电气端子的一部分可以被配置成与可移除的电气部件(诸如，可熔断连接件和/或机电继电器)对接。第二多个电气端子的一部分可以是被配置成与包含相应阴型端子的电连接器对接的阳型片状端子。在替代实施例中，第一多个端子可包括阳型片状端子，并且第二多个端子可包括阴型端子。
中央电气盒可进一步包括被配置为接纳电连接器的护罩。该护罩限定多个孔，第二多个电气端子被接纳在多个孔中，并且第二多个电气端子延伸穿过多个孔。
壳体可以限定成对的相对平行沟槽，护罩的相对边缘被接纳在这成对的相对平行沟槽中。另选地或另外地，护罩可以通过活页铰链附接到壳体。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种制造中央电气盒的方法，该中央电气盒被配置成将电力分配到车辆的电气系统。该方法包括下列步骤：
·提供印刷电路板结构，该印刷电路板结构具有第一印刷电路板(PCB)部分并具有柔性连接元件，该第一PCB部分相对于第二PCB部分成角度布置，该柔性连接元件与第一PCB部分和第二PCB部分一体形成并形成从第一PCB部分延伸到第二PCB部分的印刷电路；
·将第一多个电气端子插入到第一PCB部分的第一主表面中，使得第一多个电气端子从第一主表面垂直延伸；
·将第二多个电气端子插入到第二PCB部分的第二主表面中，使得第二多个电气端子从第二主表面垂直延伸；
·弯曲柔性连接元件，使得第一主表面相对于第二主表面成大约90度角的角度布置；
·提供壳体；以及
·将印刷电路板结构设置在壳体内。
第一多个电气端子的一部分可以被配置成与可移除的电气部件(例如，可熔断连接件和/或机电继电器)对接。第二多个电气端子的一部分可以是被配置成与包含相应阴型端子的电连接器对接的阳型片状端子。
该方法可进一步包括下列步骤：
·提供配置成接纳电连接器的护罩，其中该护罩限定多个孔。
·将第二多个电气端子插入在多个孔内，使得第二多个电气端子延伸穿过该多个孔。
壳体可以限定成对的相对平行沟槽，并且该方法可以进一步包括将护罩的相对的边缘设置在该成对的相对平行沟槽内的步骤。
护罩可以通过活页铰链附接到壳体，并且该方法可以进一步包括折叠活页铰链的步骤。
阅读优选实施例的下列详细描述，进一步的特征和优点将更清楚地呈现，优选实施例通过参考附图仅作为非限制性示例给出。
附图说明
现在将参考各个附图并通过示例的方式对本发明进行描述，其中：
图1是根据本发明的实施例的配备有中央电气盒的车辆的示意图；
图2是根据本发明的实施例的中央电气盒的分解视图；
图3是根据本发明的实施例的图2的中央电气盒的印刷电路板结构的分离视图。
图4是根据本发明的实施例的、制造图2的中央电气盒的方法的流程图；并且
图5至图10是根据本发明的实施例的图2的中央电气盒的渐进组装视图。
具体实施方式
图1示出了配备有中央电气盒12的车辆10的非限制性示例。中央电气盒12将电力流分配并限制到车辆10的电气系统14。电气系统14通常包括车辆10的各种设备15(诸如，喇叭，前照灯，动力转向电动机等)以及将电力从中央电气盒12承载到设备15中的每一个所需的相关联的线束17。通常，中央电气盒12从车辆10的电池16和交流发电机19接收电力。中央电气盒12限制分配给电气系统14的电力流，从而使得电气系统14不会由于电气系统14内的短路而发生损坏。
图2和图3示出了中央电气盒12的非限制性示例。该中央电气盒12包括印刷电路板结构20，该印刷电路板结构20具有基本上刚性的第一印刷电路板(PCB)部分22，该基本上刚性的第一印刷电路板(PCB)部分22相对于基本上刚性的第二PCB部分24成角度地布置。柔性连接元件26与第一PCB部分22和第二PCB部分24一体形成，并形成从第一PCB部分22延伸到第二PCB部分24的印刷电路。第一PCB部分22和第二PCB部分24不包括将该第一PCB部分22和第二PCB部分24连接到柔性连接元件26的任何接触焊盘。
如图2和图3中所示，第一多个电气端子28从第一PCB部分22的第一主表面30垂直延伸。第一多个电气端子28的一部分被配置为与可移除的可熔断连接件32对接。第二多个电气端子34从第二PCB部分24的第二主表面36垂直延伸。第二多个电气端子34的一部分是被配置成与包含相应的阴型端子的电连接器(未示出)对接的阳型片状端子。柔性连接元件26被折叠，使得第一PCB部分22的第一主表面30相对于第二PCB部分24第二主表面36成大约90度角的角度布置。如本文所用的，“大约90度角”是指85度到95度范围内的角度。
如图2中所示，中央电气盒12还包括被配置成接纳配合的电连接器的护罩38。护罩38限定多个孔40，第二多个电气端子34被接纳到多个孔40中，并且第二多个电气端子34延伸穿过多个孔40。
中央电气盒12进一步包括下壳体42，印刷电路板结构20设置在该下壳体42中。下壳体42优选地由绝缘塑料材料制成，诸如，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。下壳体42限定成对的相对平行沟槽44，该成对的相对平行沟槽44接纳护罩的相对的边缘46，以便相对于第一PCB部分22成90度角来固定第二PCB部分24。
中央电气盒12另外包括上壳体48，该上壳体48覆盖第一PCB部分22，限定多个开口50，允许对第一多个电气端子28的接取，并且为附接到第一多个电气端子28的可熔断连接件32提供支撑。被配置成允许接取可熔断连接件32的可移除的盖52附接到下壳体42。
图4至图10示出了制造中央电气盒12的方法100的非限制性示例，该中央电气盒12被配置为将电力分配至车辆10的电气系统14。方法100包括以下步骤：
步骤102，提供印刷电路板(PCB)结构，该步骤102包括提供印刷电路板结构20，该印刷电路板结构20具有由柔性连接元件26互连的与第一印刷电路板(PCB)部分22和第二PCB部分24，该柔性连接元件26与第一PCB部分22和第二PCB部分一体形成，并形成从第一PCB部分22延伸到第二PCB部分的印刷电路。如图5中所示，第一PCB部分22的第一主表面30与第二PCB部分24的第二主表面36平行且共面；
步骤104，将第一多个电气端子插入到PCB结构的第一PCB部分中，该步骤104包括将第一多个电气端子28插入到第一PCB部分22的第一主表面30中，使得第一多个电气端子28从第一主表面30垂直延伸，如图5和图6中所示。第一多个电气端子28的第一部分被插入到第一PCB部分22的顶侧中，并且配置成与可移除的可熔断连接件32对接，而第一多个电气端子28的第二部分被插入到第一PCB部分22的底侧中，并且配置成与带螺纹的螺柱54对接(见图9)；
步骤106，将第二多个电气端子插入到PCB结构的第二PCB部分24中，该步骤106包括将第二多个电气端子34插入到第二PCB部分24的第二主表面36中，使得第二多个电气端子34从第二主表面36垂直延伸，如图5和图6中所示。第二多个电气端子34是被配置成与包含相应的阴型端子的电连接器(未示出)对接的阳型片状端子，并且被插入到第二PCB部分24的底侧中。
步骤108，提供限定多个孔的护罩，该步骤108包括提供被配置成接纳电连接器的护罩38，其中护罩38限定多个孔40，如图6中所示；
步骤110，将第二多个端子插入到多个孔中，该步骤110包括将第二多个电气端子34插入在多个孔40内，使得第二多个电气端子34延伸穿过多个孔40，如图7中所示。
步骤112，弯曲柔性连接元件，使得第一PCB部分相对于第二部分PCB成90度角，该步骤112包括弯曲柔性连接元件26，使得第一PCB部分22的第一主表面30相对于第二PCB部分24的第二主表面36成大约90度角的角度布置，如图7中所示；
步骤114，提供具有成对的相对平行沟槽的下壳体，该步骤114包括提供如图8中所示的限定了成对的相对平行沟槽44的下壳体42；
步骤116，将护罩的边缘设置在该成对的相对平行沟槽内，该步骤116包括将护罩38的相对边缘设置在下壳体42的成对的相对平行沟槽44内，如图8和图9中所示；
步骤118，将PCB结构设置在下壳体内，该步骤118包括将印刷电路板结构20设置在下壳体42内，如图8和图9中所示；
步骤120，将上壳体设置在下壳体内，该步骤120包括将上壳体48设置在下壳体42内，如图10中所示；以及
步骤122，将盖附接到下壳体，该步骤122包括将盖52附接到下壳体42，如图2中所示。
因此，提供了一种用于车辆10的中央电气盒12。第一PCB部分22与第二PCB部分24之间的柔性连接元件26向中央电气盒12提供沿两个不同的轴(例如，顶部/底部和左/右)定向的端子，从而允许优化中央电气盒在车辆10内的设计和封装。通过将柔性连接元件26引入中央电气盒12中，可以将高电流端子定位到多个经定向的接口中，从而有利于线束连接和设备15的组装，而不是常规的顶部/底部端子定向。由中央电气盒12提供的进一步的益处包括在第一PCB部分22和第二PCB部分24两者上利用电流端子。此外，柔性连接元件26的多种配置潜在地允许根据中央电气盒12的激增来重新利用用于不同的中央电气盒12设计的外壳部件。使用柔性连接元件26减少了中央电气盒12中的部件，包括消除了塑料头，弯曲端子等。中央电气盒12在最终组装时另外提供“直角”插头连接器/接口，而不需要通过高温端子焊接工艺进行处理的塑料重塑直角端子。
尽管已经根据本发明的优选实施例对本发明进行了描述，然而本发明并不旨在受限于此，而是仅受所附权利要求书中所阐述的范围限制。例如，上文描述的实施例(和/或实施例的多个方面)可彼此结合地使用。另外，可以做出许多修改，以使具体的情况或材料适应本发明的教导，而不脱离本发明的范围。本文所描述的各种部件的尺寸、材料类型、定向以及各种部件的数量和位置旨在限定某些实施例的参数，并且决不是限制性的，而仅仅是原型实施例。
在阅读上述描述时，在权利要求书的精神和范围内的许多其他实施例和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本发明的范围应当参考所附权利要求书以及此类权利要求书的等同例的完整范围来确定。
在所附权利要求书中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”被用作相应的术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简明英语同等词。此外，术语第一、第二等的使用不表示任何的重要度，而术语第一、第二等被用来将一个要素与另一要素区别开来。此外，一、一个等术语的使用不表示对数量的限制，而是表示所引述项中的至少一个的存在。此外，诸如上、下等的方向性术语不表示任何特定的定向，相反，术语上、下等被用来将一个要素与另一要素区别开来且建立各种要素之间的位置关系。
进一步，所附权利要求的限定并不是以手段加功能的形式撰写的，并且并不意在基于35U.S.C.§112(f)而解释，除非且直到这样的权利要求限定直接使用短语“用于…的装置(means for)”后跟功能性描述而没有进一步的结构。

Claims (12)

1.一种中央电气盒(12)，被配置成将电力分配到车辆(10)的电气系统(14)，所述中央电气盒(12)包括：
印刷电路板结构(20)，所述印刷电路板结构(20)具有第一印刷电路板PCB部分(22)并具有柔性连接元件(26)，所述第一PCB部分(22)相对于第二PCB部分(24)成角度布置，所述柔性连接元件(26)与所述第一PCB部分(22)和所述第二PCB部分(24)一体形成并形成从所述第一PCB部分(22)延伸到所述第二PCB部分(24)的印刷电路；
第一多个电气端子(28)，从所述第一PCB部分(22)的第一主表面(30)垂直伸出；
第二多个电气端子(34)，从所述第二PCB部分(24)的第二主表面(36)垂直伸出；以及
壳体(42)，所述印刷电路板结构(20)设置在所述壳体(42)中，其中所述第一主表面(30)相对于所述第二主表面(36)成大约90度的角度布置。
2.如权利要求1所述的中央电气盒(12)，其特征在于，所述第一多个电气端子(28)的一部分被配置成与可移除的可熔断连接件(32)对接。
3.如权利要求1所述的中央电气盒(12)，其特征在于，所述第二多个电气端子(34)的一部分是被配置成与包含相应阴型端子的电连接器对接的阳型片状端子。
4.如权利要求3所述的中央电气盒(12)，其特征在于，所述中央电气盒(12)进一步包括被配置成用于接纳所述电连接器的护罩(38)，并且所述护罩(38)限定了多个孔(40)，所述第二多个电气端子(34)被接纳在所述多个孔(40)中，并且所述第二多个电气端子(34)延伸穿过所述多个孔(40)。
5.如权利要求4所述的中央电气盒(12)，其特征在于，所述壳体(42)限定了成对的相对平行沟槽(44)，所述护罩(38)的相对的边缘被接纳在所述成对的相对平行沟槽(44)中。
6.如权利要求4所述的中央电气盒(12)，其特征在于，所述护罩(38)通过活页铰链附接到所述壳体(42)。
7.一种用于制造被配置成将电力分配给车辆(10)的电气系统(14)的中央电气盒(12)的方法(100)，所述方法(100)包括以下步骤：
提供(102)印刷电路板结构(20)，所述印刷电路板结构(20)具有第一印刷电路板PCB部分(22)并具有柔性连接元件(26)，所述第一PCB部分(22)相对于第二PCB部分(24)成角度布置，所述柔性连接元件(26)与所述第一PCB部分(22)和所述第二PCB部分(24)一体形成并形成从所述第一PCB部分(22)延伸到所述第二PCB部分(24)的印刷电路；
将第一多个电气端子(28)插入(104)到所述第一PCB部分(22)的第一主表面(30)中，使得所述第一多个电气端子(28)从所述第一主表面(30)垂直伸出；
将第二多个电气端子(34)插入(104)到所述第二PCB部分(24)的第二主表面(36)中，使得所述第二多个电气端子(34)从所述第二主表面(36)垂直伸出；
弯曲(112)所述柔性连接元件(26)，使得所述第一主表面(30)相对于所述第二主表面(36)大约成90度的角度布置；
提供(114)壳体(42)；以及
将所述印刷电路板结构(20)设置(118)在所述壳体内(42)。
8.如权利要求7所述的方法(100)，其特征在于，所述第一多个电气端子(28)的一部分被配置成与可移除的可熔断连接件(32)对接。
9.如权利要求7所述的方法(100)，其特征在于，所述第二多个电气端子(34)的一部分是阳型片状端子，所述阳型片状端子被配置成与包含相应阴型端子的电连接器对接。
10.如权利要求9所述的方法(100)，其特征在于，所述方法(100)进一步包括以下步骤：
提供(108)被配置成用于接纳所述电连接器的护罩(38)，其中，所述护罩(38)限定了多个孔(40)；以及
将所述第二多个电气端子(34)插入(110)在所述多个孔(40)内，使得所述第二多个电气端子(34)延伸穿过所述多个孔(40)。
11.如权利要求10所述的方法(100)，其特征在于，所述壳体(42)限定了成对的相对平行沟槽(44)，并且所述方法(100)进一步包括用于将所述护罩(38)的相对的边缘设置在所述成对的相对平行沟槽(44)内的步骤(116)。
12.如权利要求10所述的方法(100)，其特征在于，所述护罩(38)通过活页铰链附接到所述壳体(42)，并且所述方法(100)进一步包括折叠所述活页铰链的步骤。
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