CN110198861A - 具有内置闭锁功能的电连接设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子设备(I，II)，该电子设备包括：公连接器(2；4)，该公连接器包括至少两个公插针(21，22；41，42)；母连接器(1；3)，该母连接器包括能够连接到电源(7)的至少两个第一端子(11，13；31，33)、以及能够连接到至少一个次要电力消耗者(5，6)的至少两个第二端子(12，14；32，34)；根据本发明，该公连接器(2；4)能够连接到主要电力消耗者(P)。当该公连接器(2；4)被插入该母连接器(1；3)中时，该母连接器(1；3)的每个第一端子(11，13；31，33)和每个第二端子(12，14；32，34)平行地连接到与该公连接器(2；4)的至少一个公插针(21，22；41，42)接合的凹槽，以便经由该电源(7)向该主要消耗者(P)和该次要消耗者(S)供电。

Description

具有内置闭锁功能的电连接设备
本发明涉及一种用于电动车辆或混合动力电动车辆的电连接设备。
电动车辆或混合动力电动车辆通常设置有闭锁服务，该闭锁服务包括断开电路以切断电池与由所述电池供电的系统之间的电连接。在这种情况下，电池被隔离以确保它不再为任何系统供电。
对车辆的电池进行闭锁的操作由专用于这个功能的连接器执行。这个连接器(通常是“跨接”连接器)被布置在电池与电力消耗者之间。因此，能够通过作用于这个闭锁连接器来控制这些元件彼此断开。
然而，这种连接器的结构通常很笨重，这使得其难以装配到车辆上并且会导致附加的安装成本。此外，连接器有时被安装在难以接近的位置，这在出现故障的情况下更换连接器时存在安装问题。
例如在文献FR2988901中披露了另一种类型的闭锁连接器。该文献描述了一种双极电切断设备，该设备允许电池的两个极同时断开。
因此，本发明的目的是提供一种允许能量源和至少一个消耗者彼此断开的电子设备，所述设备的结构不会过于笨重，并且所述设备不会使其所并入的电路更加复杂。
为此，本发明提出了一种电连接设备，该电连接设备包括
-公连接器，该公连接器包括至少两个公插针；
-母连接器，该母连接器包括能够连接到能量源的至少两个第一端子以及能够连接到至少一个次要电力消耗者的至少两个第二端子。
根据本发明，该公连接器能够连接到主要电力消耗者。此外，当该公连接器被插入该母连接器中时，该母连接器的每个第一端子和每个第二端子连接到与该公连接器的至少一个公插针配合的壳体，以便从能量源向主要消耗者和次要消耗者供电。
因此，当该公连接器被插入该母连接器时，该主要电力消耗者和该次要电力消耗者同时被供电。然而，当该公连接器从该母连接器拔出时，能量源与电路的其余部分隔离。根据本发明的电连接设备是有效的电切断装置，其允许电动车辆的电池被隔离。因此，在电池与消耗者(特别地是电动机的电子部件)之间没有电流流动。
此外，这种电连接设备的结构简单并且能够直接并入电路中。具体地，所有需要的只是将母连接器的端子连接到对应的元件：能量源和一个或多个连接器。
此外，这个设备在电路中提供了附加的电源接口。因此，有利地，本发明的连接设备在单一结构中提供双电源和闭锁功能。
根据本发明的第一实施例，每个第一端子被插入第一壳体中，并且每个第二端子被插入第二壳体中。另外，每个第一壳体与对应的第二壳体平行。
根据前述段落，每个公插针包括朝向公共输出端汇聚的第一分支和第二分支。当公连接器被插入母连接器中时，公插针的每个第一分支和每个第二分支分别被插入第一壳体和第二壳体中，直到与第一端子和第二端子接触。
根据第一实施例的一个特定特征，第一壳体和第二壳体一体式制成。
根据第二实施例，每个第一端子电连接到第一壳体，并且每个第二端子电连接到第二壳体。特别地，每个第一壳体与对应的第二壳体对齐，以便形成接纳公插针的通道。
根据前述段落，每个第一端子包括第一导电凸耳。类似地，每个第二端子包括第二导电凸耳。
本发明还涉及一种电气架构，该电气架构包括电能量源和至少一个次要消耗者。根据本发明，该电气架构包括根据以上所呈现的特征之一制成的电连接设备。此电连接设备布置在能量源与一个或多个次要消耗者之间。
本发明还涉及一种包括以上所呈现的电气架构的电动车辆或混合动力电动车辆。
通过完全非限制性指示并且参照附图给出的以下说明，其他创新性特征以及优点将变得显而易见，在附图中：
-图1示出了根据本发明的第一实施例的电连接设备；所述设备包括母连接器和公连接器；
-图2示出了缺少其外壳的图1的母连接器；
-图3示出了图1的母连接器与对应的公连接器配合的示意图；
-图4示出了根据本发明的第二实施例的电连接设备；
-图5示出了缺少其各自外壳的图4的母连接器和公连接器；
-图6示出了图4的母连接器与对应的公连接器配合的示意图；
-图7和图8示意性地示出了分别处于操作状态和闭锁状态的电气架构，该电气架构包括根据本发明的电连接设备。
参考图1，根据本发明的第一实施例的电连接设备I包括母连接器1和公连接器2。
母连接器1包括壳15，该壳包括附接板16和裙状部17。壳15覆盖电端子11、12、13和14以及中间连接件115和125。裙状部17具有与公连接器2的主体27的横截面互补的横截面。该公连接器连接到主要电力消耗者P。
当然，裙状部17和主体27的横截面可以是椭圆形、三角形、正方形或可以采用其他合适的几何形状。
在图2中，仅展示出了电端子11、12、13和14以及中间连接件115和125。根据这个实施例，存在成对的四个电端子，以便形成第一子组件1A和第二子组件1B。每个子组件1A或1B由第一电端子11或13和第二电端子12和14组成。
考虑到母连接器1的对称性，第一子组件1A的描述同样适用于第二子组件1B。第一电端子11被插入第一壳体111中，而第二电端子12被插入第二壳体121中。第一壳体111和第二壳体121彼此平行并且竖直地叠置，在图2中Z轴的方向上指向上方。因此，每个被插入对应的壳体中的第一端子11和第二端子12彼此平行布置并且一个位于另一个之上。
第一端子11和第二端子12以及第一壳体111和第二壳体121的形状互补，这允许它们轴向地插入或拔出，即沿着这些端子中的每一个端子的纵向轴线L1和L2。通过示例的方式，第一端子11和第二端子12的形状是圆柱形，并且第一壳体111和第二壳体121各自包括圆柱形孔。
在此示例中，第一壳体111和第二壳体121一体式制成，因此被称为第一中间连接件115，以便于子组件的形成以及公连接器插入每个子组件中。例如，中间连接件115由电绝缘材料制成。
类似地，母连接器1的第一子组件1B由插入第一壳体131中的第一电端子13和插入第二壳体141中的第二电端子14组成。第一壳体131和第二壳体141形成第二中间连接件125的一部分。
参考图3，第一端子11和第一端子13连接到能量源E，具体地是连接到电动车辆的动力电池，而第二端子121和第二端子122连接到次要消耗者S。第二端子12和第二端子14可以同时连接到多个次要消耗者。在这种情况下，这些次要消耗者并联。
公连接器2与母连接器1配合，以便不仅从能量源E向主要消耗者P建立电力供应，而且从同一个能量源E向次要消耗者S建立电力供应。公连接器2包括两个公连接插针21和公连接插针22，这两个公连接插针分别与母连接器1的第一子组件1A和第二子组件1B配合。
第一公连接插针21包括被插入第一壳体111中的第一分支211和被插入第二壳体121中的第二分支212。第一分支211和第二分支212分别与第一端子11和第二端子12接触，以在这些元件之间建立电连接。此外，这些分支211和212朝向公共输出端213汇聚。因此，第一插针21呈叉形形状。
因此，插入第一中间连接件115中的第一插针21一方面在能量源与主要消耗者之间建立第一电连接，并且另一方面在能量源与次要消耗者之间建立第一电连接。
类似地，第二插针22包括插入第二中间连接件125的第一壳体131中的第一分支221和插入同一中间连接件的第二壳体141中的第二分支。第一分支221和第二分支222与对应的端子13和14接触。第一分支221和第二分支222朝向公共输出端223汇聚。
与第二中间连接件125配合的第二插针22一方面在能量源和主要消耗者之间建立第二电连接，并且另一方面在能量源和次要消耗者之间建立第二电连接。
因此，将公连接器2连接到母连接器1允许一个电流i1在主要消耗者的两个端子之间流动，并且允许另一个电流i2在次要消耗者的两个端子之间流动。换句话说，母连接器1经由公连接器2同时向主要消耗者和次要消耗者供电。然而，当公连接器2与母连接器1断开时，在消耗者与能量源之间没有电流流动。因此，能量源与消耗者隔离，从而确保这些元件之间的电切断。因此，当公连接器1被断开时，能量源被闭锁。
在图4中，根据本发明的第二实施例，连接设备II包括母连接器3和公连接器4。
母连接器3包括壳35，该壳包括附接板36和裙状部37。此裙状部37具有与公连接器4的主体47的横截面互补的横截面。如在第一实施例中，该公连接器连接到主要电力消耗者P。
当然，裙状部37和主体47的横截面可以是椭圆形、三角形、正方形或可以采用其他合适的几何形状。
此外，壳35覆盖电端子31、32、33和34。以与第一实施例中相同的方式，电端子成对布置，以便形成第一子组件3A和第二子组件3B。每个子组件3A或3B由第一电端子31或33和第二端子32或34组成。
参考图5，第一子组件3A和第二子组件3B彼此相同。因此，对一个子组件的描述同样适用于另一个子组件。
参照第一子组件3A，第一端子31包括第一导电凸耳312，该第一导电凸耳具体地是通过焊接电连接到第一壳体311。在此示例中，第一壳体311是具有纵向轴线L3的中空圆柱形通道。第一导电凸耳312位于所述通道的轴向延续部分中。
以相同的方式，第二端子32包括第二导电凸耳322，该第二导电凸耳电连接到第二壳体321，该第二壳体的形状与第一壳体311的形状相同。在此示例中，此壳体也是具有纵向轴线L4的中空圆柱形通道。与第一端子31不同，第二导电凸耳322经由L形垫片323连接到第二壳体。第二导电凸耳的轴线J垂直于第二壳体312的轴线L4。与上述第一实施例不同，第一壳体311和第二壳体321成串连放置，即它们相对于彼此对齐，使得它们各自的轴线重合。此外，第一壳体311和第二壳体321彼此间隔开。
以这种方式，形成第一通道315以便接纳第一公插针41，该第一公插针的形状与通道的形状互补。通过示例的方式，公插针是圆柱形的，并且其直径基本上等于第一壳体311和第二壳体321的直径。
类似地，第二子组件3B由第一端子33和第二端子34组成。这些端子33或34中的每一个包括电连接到壳体331或341的导电凸耳332或342。第一壳体331面向第二壳体341布置以形成第二通道335。此第二通道335接纳连接器4的第二公插针42。
公连接器4是标准的、廉价的类型，易于从供应商处采购。
在第二实施例的一个示例中，端子和它们对应的壳体可以一体式制成。
在图6中，第一端子31和33连接到电能量源E，而第二端子32和34连接到次要消耗者S。
公连接器4被插入母连接器3中。第一公插针41和第二公插针42分别被插入到母连接器3的第一子组件3A和第二子组件3B中。对于每一对，将公插针插入对应的通道一方面允许在能量源与主要消耗者之间建立电连接，并且另一方面允许在能量源与次要消耗者之间建立电连接。
因此，这允许一个电流i3在主要消耗者的两个端子之间流动，并且允许另一个电流i4在次要消耗者的两个端子之间流动。这些电流为主要消耗者和次要消耗者两者供电。然而，当公连接器4从母连接器3中拔出时，能量源与消耗者之间不存在电连接。因此电源被隔离或闭锁。
图7和图8示出了电气架构10的一个示例，在该电气架构中并入了如上所述的连接设备I或II。电气架构10包括能量源7、两个次要连接器5和6以及用于连接主要电力消耗者的母连接器1或3。母连接器布置在次要连接器5和6与能量源10之间。
第一端子11、13或31、33连接到能量源10，而第二端子12、14或32、34连接到多个次要连接器5、6，这些次要连接器在电气架构10中并联连接。
在图7中，公连接器2或4经由其公插针21、22或41、42被插入母连接器1或3中。公连接器连接到主要电力消耗者(图7和图8中未展示)。因此，电气架构10处于操作状态，在该操作状态中主要消耗者和次要消耗者被供电。相反，如图8所示，当公连接器2或4从母连接器1或3中拔出时，能量源10与次要消耗者5、6之间的电路被中断。这同样适用于能量源10与主要消耗者之间的电路。在电气架构10内发生电切断，能量源7被闭锁。

Claims (8)

1.一种电连接设备(I；II)，包括
-公连接器(2；4)，该公连接器包括至少两个公插针(21，22；41，42)；
-母连接器(1；3)，该母连接器包括能够连接到能量源(E，7)的至少两个第一端子(11，13；31，33)、以及能够连接到至少一个次要电力消耗者(S，5，6)的至少两个第二端子(12，14；32，34)，
该电连接设备(I；II)的特征在于
-该公连接器(2；4)能够连接到主要电力消耗者(P)；
-当该公连接器(2；4)被插入该母连接器(1；3)中时，该母连接器的每个第一端子(11，13；31，33)和每个第二端子(12，14；32，34)连接到与该公连接器(2；4)的至少一个公插针(21，22；41，42)配合的壳体(111，121，131，141；311，321，331，341)，以便从该能量源(E，7)为该主要消耗者(P)和该次要消耗者(S，5，6)供电。
2.如权利要求1所述的电连接设备(I)，其特征在于
-每个第一端子(11，13)被插入第一壳体(111，131)中，并且每个第二端子(12，14)被插入第二壳体(121，141)中；
-每个第一壳体(111，131)与对应的第二壳体(121，141)平行。
3.如权利要求2所述的电连接设备(I)，其特征在于
-每个公插针(21，22)包括第一分支(211，221)和第二分支(212，222)，该第一分支和第二分支朝向公共输出端(213，223)汇聚；
-当该公连接器(2)被插入该母连接器(1)中时，该公插针(21，22)的每个第一分支(211，212)和每个第二分支(221，222)分别被插入该第一壳体(111，131)和该第二壳体(121，141)中，直到与该第一端子(11，13)和该第二端子(12，14)接触。
4.如权利要求2或如权利要求3所述的电连接设备(I)，其特征在于该第一壳体(111，131)和该第二壳体(121，141)一体式制成。
5.如权利要求1所述的电连接设备(II)，其特征在于
-每个第一端子(31，33)电连接到第一壳体(311，331)，并且每个第二端子(32，34)电连接到第二壳体(321，341)；并且
-每个第一壳体(311，331)与对应的第二壳体(321，341)对齐，以便形成接纳公插针(41，42)的通道(315，335)。
6.如权利要求5所述的电连接设备(II)，其特征在于
-每个第一端子(31，33)包括第一导电凸耳(312，332)；并且
-每个第二端子(32，34)包括第二导电凸耳(322，342)。
7.一种电气架构(10)，包括电能量源(7)和至少一个次要消耗者(5，6)，其特征在于该电气架构包括至少一个如前述权利要求之一所述的电连接设备(I，II)，所述电连接设备布置在该电能量源(7)与该次要消耗者(5，6)之间。
8.一种电动车辆或混合动力电动车辆，其特征在于该电动车辆或混合动力电动车辆包括如权利要求7所述的电气架构(10)。
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