CN111312973B - 压缩夹电池连接系统 - Google Patents

Abstract

一种电池连接系统包含导体，该导体配置成与具有极柱的电池连接。内夹元件具有被成形为与极柱配合且限定中空内部和外部的壁。该壁具有限定壁中的空隙的凹口。外夹元件与内夹元件的壁的外部配合，以减小空隙的大小从而将导体固定到电池。

Description

压缩夹电池连接系统

技术领域

本公开总体上涉及电池端子连接，且更具体地，涉及用于牢固且可释放地连接电池与导体的压缩夹连接系统。

背景技术

存在用于将电缆连接到电池，使得来自电池的电力通过具有良好导电性的电缆流到电池的预期负载的各种电池端子连接系统。需要安全、可靠且耐用的连接，以确保不间断电力从电池流到其负载。在典型的应用中，可以断开电池连接，使得可以移除和更换电池。用于诸如车辆电池的应用的常见方法使用从电池延伸的实心圆柱形极柱以及环绕该极柱并与电缆连接的U形夹式端子夹。例如，典型的端子夹在极柱的一侧具有与电缆的连接，并且在极柱的相对侧具有跨间隙对置的一对臂。通常使用螺栓将臂挤压在一起以减小间隙的大小并且将夹挤压到极柱上。通常，夹是由易于变形的柔软可锻金属制成。当暴露于冲击负载时，这种类型的夹可能会弯曲、滑动且无意地与电池断开。在某些应用中，不间断的电池连接是优选的，以使配件即使在冲击后也能继续工作。另外，典型的电池连接由于腐蚀和磨损而随时间劣化，这可能导致从电池到电缆的传导减少。例如，当典型的夹老化时，它通常具有劣化的端子接触区域，特别是当夹重复断开并重新连接时。

因此，期望提供改进的电池连接，这些电池连接在所施加的冲击力下保持附接，并且在较长的使用期限内提供电池极柱与电缆夹之间的可靠接触。结合附图和前述技术领域和背景技术，从随后的详细描述和所附权利要求中本发明的其他期望特征和特性将显而易见。

发明内容

在多个实施例中，一种电池连接系统包含导体，该导体配置成与具有极柱的电池连接。内夹元件具有限定中空内部和外部的壁。壁具有限定壁中的空隙的凹口。外夹元件与内夹元件的壁的外部配合，并且配置成减小空隙的大小以将导体固定到电池。

在附加的实施例中，导体连接到内夹元件。

在附加的实施例中，外夹元件配置成与内夹元件接合并且将内夹元件压靠在极柱上。

在附加的实施例中，内夹元件具有突出到中空内部中的特征部，其中该特征部配置成在外夹元件与内夹元件配合时抑制内夹元件的竖直移动。

在附加的实施例中，内夹元件包含环形段和多边形段，该多边形段具有平坦侧面并且邻近于环形段设置。

在附加的实施例中，内夹元件包含配置成与导体配合的连接器。

在附加的实施例中，外夹元件包含环形段和多边形段，该多边形段具有平坦侧面并且邻近于环形段设置。

在附加的实施例中，内夹元件具有突出到中空内部中的肋状物以及在壁的外部上的螺纹。凹口延伸穿过肋状物和螺纹并将肋状物和螺纹一分为二。

在附加的实施例中，壁包含逐渐变细的外螺纹，并且外夹元件包含逐渐变细的且与外螺纹配合的内螺纹。

在附加的实施例中，外螺纹逐渐变细，使得外夹元件配置成在螺纹连接到内夹元件上时逐渐闭合凹口并将内夹元件紧固在极柱上。

在多个其他实施例中，一种电池连接系统包含导体，该导体配置成与具有极柱的电池连接。内夹元件具有被成形为与极柱配合且限定中空内部和外部的壁。壁具有限定壁中的空隙的凹口。导体与内夹元件连接。外夹元件与内夹元件的壁的外部配合，并且配置成减小空隙以将导体固定到电池。

在附加的实施例中，导体的至少一部分与内夹元件成一体。

在附加的实施例中，外夹元件包含具有内螺纹的段，并且内夹元件的壁的外部包含外螺纹。

在附加的实施例中，内夹元件具有突出到中空内部中的肋状物。肋状物配置成当外夹元件与内夹元件配合时嵌入到极柱中。

在附加的实施例中，内夹元件包含环形段且包含多边形段，该多边形段具有平坦侧面并且邻近于环形段设置。

在附加的实施例中，内夹元件包含臂，该臂从壁延伸并终止于配置成与导体配合的连接器处。

在附加的实施例中，外夹元件包含环形段且包含多边形段，该多边形段具有平坦侧面并且邻近于环形段设置。

在附加的实施例中，内夹元件具有突出到中空内部中的肋状物以及在壁的外部上的螺纹。凹口延伸穿过肋状物和螺纹并将肋状物和螺纹一分为二。

在附加的实施例中，壁包含逐渐变细的外螺纹，并且外夹元件包含逐渐变细的且与外螺纹配合的内螺纹。外螺纹在背离电池的方向上向下逐渐变细，使得外夹元件被配置成在被螺纹连接到内夹元件上时逐渐闭合凹口并将内夹元件紧固在极柱上。

在多个附加的实施例中，一种电池连接系统包含具有端子极柱的电池。导体配置成与端子极柱连接。内夹元件装配在极柱上，并且具有被成形为与极柱配合且限定中空内部的壁。臂具有外部，该外部具有逐渐变细的外螺纹。壁具有限定壁中的空隙的凹口。外夹元件包含内螺纹，该内螺纹是逐渐变细的且与外螺纹配合。外螺纹在背离电池的方向上向下逐渐变细，使得外夹元件被配置成在被螺纹连接内夹元件上时逐渐闭合凹口并将内夹元件紧固在极柱上。

附图说明

下文将结合以下附图描述示例性实施例，其中相同的数字表示相同的元件，并且其中：

图1是根据各种实施例的电池连接系统的示意图；

图2是根据各种实施例的图1的电池的一部分的透视局部图示；

图3是根据各种实施例的图1的电池的一部分的透视局部图示，在该电池上放置有内夹元件；

图4是根据各种实施例的图1的电池的一部分的透视局部图示，在该电池上放置有内夹元件和外夹元件；

图5是根据各种实施例的图3的内夹元件的分离透视细节图示；

图6是根据各种实施例的图4的电池以及内夹元件和外夹元件的局部示意性横截面图示；以及

图7是根据各种实施例的电池极柱以及内夹元件和外夹元件的局部示意性横截面图示。

具体实施方式

以下具体实施方式本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制应用和用途。此外，不旨在受前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论约束。

在与电池连接系统有关的一个或多个示例性实施例中并且如本文所描述，用于与端子极柱连接的压缩夹方法提供安全且可靠的连接特性。例如，压缩夹包含内部元件和外部元件，在配合在一起的过程中，该内部元件和外部元件将压缩夹逐渐地紧固到电池极柱上。此连接系统提供强大的固持力，以抵抗可能对该夹施加力的接触或冲击事件期间的分离，并产生如下文进一步描述的其他期望结果。在本文描述的某些实施例中，一种电池连接系统包含导体，该导体配置成与具有极柱的电池连接。内夹元件具有被成形为与极柱配合且限定中空内部和外部的壁。壁具有限定壁中的空隙的凹口。外夹元件与内夹元件的壁的外部配合，以减小空隙的大小从而将导体固定到电池。例如，外夹元件配置成与内夹元件接合并且将内夹元件压靠在极柱上。在多个实施例中，外夹元件的应用引起来自内夹元件的抵靠电池极柱的径向指向的内向力。与在极柱的一侧挤压的传统双臂夹相比，这将力更均匀地分布在电池极柱周围。虽然本文描述的某些实施例可以与车辆应用相关，但是本公开不限于车辆，而是适用于期望改进的电池连接的任何应用。

参考图1，以示意形式示出电池连接系统20，该系统通常包含电池22、负载电路24，以及用于将负载电路24与电池22连接的夹组件26、28。具体而言，夹组件将导体27与电池22连接，并且夹组件28将另一导体29与电池22连接。在当前实施例中，电池22配置成具有用作端子连接的极柱30、32的车辆电池。一般而言，极柱30是负极端子，且极柱32是正极端子。在其他实施例中，电池22可以具有任何数量的端子。另外，端子可以位于电池22的其他位置处，诸如侧面、端部或底部中的一个或多个。在此实施例中，极柱30、32是顶极柱。电池22可以用于12伏系统，或者可以配置成输送该电池在其中运行的应用所需的任何电压。负载34可以是需要电池作为电源的任何装置或多个装置。在此实施例中，负载电路24包含预熔丝36，该预熔丝在外壳(未示出)中可以被安装在电池22的顶部上。

夹组件26、28在极柱30、32处将负载电路24与电池22连接，并且如上所述，在此实施例中，极柱30、32分别用作负极端子和正极端子。夹组件26、28配置成可释放地连接到极柱30、32，使得可以在使用中移除和/或更换电池22。因此，夹组件26、28可以在其使用寿命期间重复地断开和重新连接，因此易于连接。另外，期望夹组件26、28保持附接到电池22，即使电池被推挤或者在夹组件经受接触或冲击负载的情况下也如此。通过在此类负载之后保持连接，不中断对负载34的供电。例如，负载34可以包含需要连续可操作性的通信系统。

参考图2，示出电池22的细节，该细节示出了极柱32周围的区域，在此实施例中，极柱32是正极端子。极柱32在凹部42中位于电池22的顶部40处。凹部42形成为电池22的拐角44处的凹陷。凹部42由电池壳体邻近拐角44的平坦区域46限定，其在两侧由从平坦区域46向上延伸的壁48、50限定。因此，可用于与极柱32连接的空间受到附近的壁48、50的限制。极柱32从平坦区域46向上延伸，从基部52延伸到其顶部54处的末端。极柱32的高度与壁48、50的高度大致相同，这为极柱32提供了一些保护。在此实施例中，极柱32是圆形端子，其中基部52和顶部54都具有圆形形状。极柱32的侧面56从基部52到顶部54向下略微逐渐变细，使得基部52具有比顶部54更大的直径。在其他实施例中，侧面56不是逐渐变细的。

如图3所示，夹组件28的内夹元件58示出为位于极柱32上。在此实施例中，内夹元件58包含呈Z形支架60形式的臂，该臂在上方且向上延伸并且终止于连接器62处。Z形支架60将连接器62定位在用于与预熔丝36连接的便利位置处。连接器62配置成与导体29配合。在其他实施例中，Z形支架60可以是导体29的一部分。在其他实施例中，内夹元件58配置成在没有Z形支架60的情况下直接附接到传统的电池电缆(未示出)，或者导体29可以采用其他形式。

内夹元件58包含环形段64和多边形段68，该多边形段具有平坦侧面70并且邻近于环形段64设置。在当前实施例中，多边形段68比环形段64更靠近平坦区域46定位，使得环形段64呈现为从电池22向外。内夹元件58具有被成形为与极柱32配合且限定中空内部74的壁72。壁72具有包含外螺纹76的外部。在壁72中从其顶端82朝向多边形段68形成一系列三个凹口79至81。凹口79至81不延伸到多边形段68中以保持其强度。凹口79至81可以在其制造期间被切割或可以以其他方式形成在内夹元件58中。

在当前实施例中，Z形支架60是内夹元件58的组成部分。Z形支架60包含段84，该段基本上平行于平坦区域46并且定向成从多边形段68朝向壁48延伸。段84的长度使得其终止于壁48之外。Z形支架60包含段86，该段从段86向上延伸并且延伸得高于壁48，使得段88在壁48上方延伸并且在电池22的顶部40之上延伸。连接器62位于段88的末端处，并且也位于电池22的顶部40之上。在其他实施例中，内夹元件58可以省略Z形支架60，该Z形支架可以是单独的部件或可以不使用。

参考图4，外夹元件90与内夹元件58配合，并且配置成减小凹口79至81中的空隙的大小，以将内夹元件58和连接的导体29固定到电池22。外夹元件90包含圆形和帽形的环形段92，并且包含具有平坦侧面96且邻近于环形段92设置的多边形段94。在此实施例中，多边形段94设置在环形段的顶部98上并且是六边形的。因而，多边形段94易于接近并且配置成通过例如扳手或起子的普通工具接合，以便于应用和移除。

参考图5，单独示出内夹元件58的一部分。中空内部74从多边形段68的底端102到环形段64的顶端82完全延伸穿过内夹元件58。在当前实施例中是肋状物104的特征部由壁72形成并且突出到中空内部74中。肋状物104形状上是环形的，从而围绕中空内部74延伸。肋状物背离壁72的内侧延伸，使得其提供抓紧作用以将内夹元件58固定在极柱32上。因此，肋状物104配置成当外夹元件90与内夹元件58配合时嵌入极柱32中并螺纹连接其上。凹口79至81中的每一个延伸穿过肋状物104和所有螺纹76两者并将该肋状物和螺纹两者一分为二。因此，肋状物104被三个凹口79至81分成三个弧。类似地，环形段64被凹口79至81分成三个部分，者三个部分各自延伸穿过螺纹76的整个深度到达多边形段68。在其他实施例中，代替肋状物104，该特征部可以是被配置成诸如在组装到电池22上期间将内夹元件58固持到极柱32的一个或多个齿、凸耳、脊或其他凸起。

在图6中，以横截面示出电池连接系统20，其中内夹元件58定位在极柱32上，且外夹元件90与内夹元件58配合。外夹元件90包含具有内螺纹110的段108，该内螺纹与内夹元件58的壁72的外部上的外螺纹76配合。外螺纹76在背离底端102并朝向环形段64的顶端82的方向上逐渐变细。因此，顶端82处的螺纹76的直径最小，并且螺纹直径随着背离顶端82移动而增加。内螺纹110逐渐变细且与外螺纹76配合。内螺纹110逐渐变细，使得顶部的螺纹110具有较小的直径，同时随着向下移动螺纹的直径增加。因此，外夹元件90被配置成在被螺纹连接到内夹元件58上时逐渐地闭合凹口79至81并且将内夹元件58紧固在极柱32上。此外，螺纹提供了何时组装完成(诸如当螺纹完全接合时)的指示。当进行紧固时，肋状物104嵌入极柱32中，自形成凹槽114。在其他实施例中，外螺纹76或内螺纹110中的仅一个是逐渐变细的。移除外夹元件90只需要从内夹元件58拧下外夹元件90即可。移除内夹元件58需要展开壁72以使凹口79至81扩张，从而在将肋状物104剥离之前将肋状物104从凹槽114中退出。肋状物104增加了夹组件28的抓紧强度。在其他实施例中，内夹元件58和外夹元件90通过除螺纹之外的特征部连接在一起，诸如通过压缩件、压接件、卡扣、夹子、紧固件或其他连接装置。

在图7中示意性示出的实施例中，内夹元件58包含具有压缩唇缘122的上端120，该压缩唇缘从尖端126到第一个螺纹76具有圆形外表面124。在螺纹110的端部处，外夹元件90在其内侧具有边缘128。该边缘具有成角度的壁130，该壁配置成与压缩唇缘122配合。内夹元件58定位在极柱32上，并且外夹元件90螺纹连接到内夹元件58上。当边缘128接触压缩唇缘122时，外夹元件90的进一步旋转迫使尖端126嵌入极柱32中。另外，螺纹110迫使环形段64抵靠极柱32以获得良好的表面接触。因此，将外夹元件90与内夹元件58配合会将夹组件28固定在电池极柱32上。

通过上述电池连接系统，压缩夹方法提供了安全可靠的连接特性。示例性压缩夹包含内部元件和外部元件，在配合在一起的过程中，该内部元件和外部元件将压缩夹逐渐紧固到电池极柱上。此连接系统提供强大的固持力以抵抗分离，并且用可释放的方式容易地连接到电池。

还应理解，一个或多个示例性实施例仅是示例，且并不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或构型。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供用于实施一个或多个示例性实施例的便捷路径。应理解，在不脱离所附权利要求及其合法等效物所阐述的本公开范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (9)

1.一种电池连接系统，包括：

导体，配置成与具有极柱的电池连接；

内夹元件，配置成装配在所述极柱上，其中，所述内夹元件具有限定中空内部和外部的第一壁，其中，所述第一壁具有限定所述第一壁中的空隙的凹口；以及

外夹元件，配置成与所述内夹元件的第一壁的外部配合，并且配置成减小所述空隙以将所述导体固定到所述电池；

其中，所述第一壁包含逐渐变细的外螺纹，并且所述外夹元件包含逐渐变细且与所述外螺纹配合的内螺纹，所述内夹元件具有压缩唇缘的上端，所述压缩唇缘从尖端到所述外螺纹的第一个螺纹具有圆形外表面；在所述内螺纹的端部处，所述外夹元件在所述内螺纹的内侧具有边缘，所述边缘具有成角度的第二壁，所述第二壁配置成与所述压缩唇缘配合，当所述边缘接触所述压缩唇缘时，所述外夹元件的进一步旋转迫使所述尖端嵌入所述极柱中。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述导体连接到所述内夹元件。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述外夹元件配置成与所述内夹元件接合，并且将所述内夹元件压靠在所述极柱上。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述内夹元件具有突出到所述中空内部中的特征部，其中，所述特征部配置成在所述外夹元件与所述内夹元件配合时抑制所述内夹元件的竖直移动。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述内夹元件包含环形段和多边形段，所述多边形段具有平坦侧面并且邻近于所述环形段设置。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述内夹元件包含配置成与所述导体配合的连接器。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述外夹元件包含环形段和多边形段，所述多边形段具有平坦侧面并且邻近于所述环形段设置。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述内夹元件具有突出到所述中空内部中的肋状物，以及在所述第一壁的外部上的螺纹，其中，所述凹口延伸穿过所述肋状物和所述螺纹并将所述肋状物和所述螺纹一分为二。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述外螺纹逐渐变细，使得所述外夹元件配置成在螺纹连接到所述内夹元件上时，逐渐闭合所述凹口并将所述内夹元件紧固在所述极柱上。

Images