CN112585823B - 用于插入式电动车辆的连接器单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于插入式电动车辆的连接器单元(1)，该连接器单元(1)包括用于连接高压储能器(2)的第一组端子(4)、用于连接电推进马达(3)的第二组端子(6)、及具有电连接器(9)的连接器接口(8)，该连接器接口(8)被构造成用于在插入式电动车辆的高压储能器(2)充电期间临时接收充电连接器(26)的对应的连接器接口(25)，该连接器单元(1)还包括在第一组端子(4)和第二组端子(6)之间的固定电连接或临时电连接。还披露了一种用于插入式电动车辆的电气系统，以及一种用于为插入式电动车辆的高压储能器(2)充电的方法。

Description

用于插入式电动车辆的连接器单元
技术领域
本公开内容涉及一种用于插入式电动车辆的连接器单元。本公开内容还涉及一种用于插入式电动车辆的电气系统，以及一种用于为插入式电动车辆的高压储能器充电的方法。
该连接器单元、电气系统和充电方法可在各种类型的插入式电动车辆中实施，诸如例如汽车、卡车、公共汽车、船舶、以及诸如轮式装载机、挖掘机、倾卸车、压实机或林业机械等作业车辆、越野车，等等。
背景技术
插入式电动车辆通常包括电动马达和高压储能器，诸如高压电池和/或电容器。插入式电动车辆通常还包括连接器单元，其被构造成用于在车辆停放期间对高压储能器充电期间临时接收充电连接器。由此，在高压储能器充满电后，插入式电动车辆能够在一定的工作范围内实现纯电推进。
插入式电动车辆可以是仅将高压储能器作为能源的纯电动车辆，或者可以是同时具有高压储能器和例如内燃机或燃料电池等附加能源的混合动力电动车辆。
在插入式电动车辆的领域中，存在降低制造成本和改进可靠性的持续需求。
然而，尽管在这一领域开展了一些活动，但仍然需要一种能够满足制造成本和可靠性的要求的改进的插入式电动车辆。
发明内容
本节提供了本公开内容的总体概要，并不是对其全部范围或所有特征的全面公开。
本公开内容的总体目的在于提供一种用于插入式电动车辆的连接器单元，其使得能够以降低的制造成本制造插入式电动车辆并改进可靠性。本公开内容的另一目的在于提供一种用于插入式电动车辆的电气系统，以及一种用于为插入式电动车辆的高压储能器充电的方法，该系统和该方法同样使得能够以降低的制造成本制造插入式电动车辆并改进可靠性。
这一目的和其它目的将在下文中变得明显，它们通过如所附独立权利要求中所定义的连接器单元来实现。
根据本公开内容的第一方面，提供了一种用于插入式电动车辆的连接器单元，其中连接器单元包括用于连接高压储能器的第一组端子、用于连接电推进马达的第二组端子、具有电连接器的连接器接口，所述连接器接口被构造成用于在插入式电动车辆的高压储能器充电期间临时接收充电连接器的对应的连接器接口，连接器单元还包括在第一组端子和第二组端子之间的固定电连接或临时电连接。
根据本公开内容的第二方面，提供了一种用于插入式电动车辆的电气系统，其中电气系统包括：具有单个外部电连接部的高压储能器、电推进马达、以及包括第一组端子、第二组端子和连接器单元接口的连接器单元。第一组端子与高压储能器的单个外部电连接部连接。第二组端子与电推进马达连接。连接器单元被构造成能够在第一组端子和第二组端子之间提供固定电连接或临时电连接，连接器接口具有电连接器，其被构造成用于在高压储能器充电期间临时接收充电连接器的对应的连接器接口。
根据本公开内容的第三方面，提供了一种用于为插入式电动车辆的高压储能器充电的方法，其中所述方法包括：调节开关机构，以将连接器单元设置在充电模式，在充电模式中，第一组端子与第二组端子临时断开连接，其中第一组端子与高压储能器连接，第二组端子与插入式电动车辆的电推进电机连接；将外部固定充电器的充电连接器连接到连接器单元的连接器接口；从充电连接器经由连接器单元向高压储能器提供充电电流；将充电连接器从连接器单元的连接器接口断开连接；调节开关机构，以将连接器单元设置在驱动模式，在驱动模式中，第一组端子与第二组端子临时连接。
这样，由于在驱动模式中在高压储能器和电推进马达之间流动的电流将通过连接器单元，并且由于在充电模式中在外部固定充电器和高压储能器之间流动的电流也将通过连接器单元，高压储能器只需要具有一个单个高压电连接部，即在高压储能器和连接器单元之间的一个高压电连接部。
用于插入式电动车辆的传统电路解决方案通常包括带有两个高压电连接部的高压储能器，即用于连接高压储能器和电推进马达的第一高压电连接部，以及用于连接高压储能器和外部固定充电器的第二高压电连接部，与之相比，根据本公开内容的连接器单元能够减少高压储能器的高压电连接部的数量。
高压储能器的高压电连接部的数量的减少使得制造高压储能器所需的部件减少，并且使得高压储能器的总体设计不那么复杂。较少的部件通常会降低成本，以及降低某些部件发生故障的可能性，较不复杂的设计通常会产生更具成本效益的制造。因此，根据本公开内容的连接器单元、电气系统和用于为高压储能器充电的方法能够以降低的制造成本制造插入式电动车辆并提高可靠性。
通过实施从属权利要求的一个或多个特征实现进一步的优点。
在一种示例性实施方式中，连接器单元还包括开关机构，开关机构用于将连接器单元选择性地设置在驱动模式或充电模式，其中第一组端子在驱动模式中与第二组端子临时连接，从而使得能够在高压储能器和电推进马达之间建立闭合电路，并且其中第一组端子在充电模式中从第二组端子临时断开连接，从而使得从充电连接器提供到连接器接口的电连接器并进一步提供到第一组端子的充电电压不被提供到电推进电机或相关联的电转换器。由此，在利用充电连接器对车辆充电期间，充电电流被有效地传送到高压储能器，而电动马达和任何相关联的电转换器不被暴露于充电电流，从而降低其损坏风险。此外，开关机构使得连接器单元的电连接器能够在驱动模式中被切换到不可接近的状态，从而可以提高用户安全性。
在另一示例性实施方式中，连接器接口的电连接器在充电模式中与第一组端子连接，在驱动模式中与第一组端子断开连接。由此，降低了用户在驱动模式中通过接触连接器单元的电连接器而意外受到电击的风险。
在一种示例性实施方式中，连接器接口的电连接器在充电模式中可接近，以被连接到充电连接器的对应的连接器接口，连接器接口的电连接器在驱动模式中对于充电连接器的对应的连接器接口不可接近。由此，降低了用户在驱动模式中通过接触连接器单元的电连接器而意外受到电击的风险。
在一种示例性实施方式中，连接器接口的电连接器被构造成用于在驱动模式中被向下折叠，以使得对于充电连接器的对应的连接器接口不可接近。由此，实现了防止用户无意中接触电连接器的高水平的安全性。
在另一示例性实施方式中，连接器接口的电连接器在驱动模式和充电模式中可接近，以使得能够连接到充电连接器的对应的连接器接口。这种布置使得连接器单元的设计牢固、可靠且具有经济高效，而其他电气装置可用于在充电模式中在连接器单元和推进马达之间提供所需的断开连接。
在另一示例性实施方式中，连接器单元包括可拆卸地安装至彼此的第一部件和第二部件，其中第一部件被构造成被固定地安装在车辆上并且包括第一组端子和第二组端子，其中第二部件包括具有电连接器的连接器接口，其中第一部件具有第一组中间电连接器，所述第一组中间电连接器与第一组端子连接，并且被构造成能够在第一部件与第二部件附接时与第二部件的第一组对应的中间电连接器建立电连接，其中第一部件具有第二组中间电连接器，第二组中间电连接器与第二组端子连接，并且被构造成能够在第一部件与第二部件连接时与第二部件的第二组对应的中间电连接器建立电连接，其中在第一部件与第二部件的附接状态中，第一组端子和第二组端子之间的可调节连接或固定连接处于第二部件中。两件式的连接器单元使得能够提供改进的防盗能力，并且在发生事故或火灾等情况下提高维修人员或救援人员的安全性。
在另一示例性实施方式中，开关机构还被布置成用于选择性地将连接器单元设置在锁定模式，在锁定模式中，第一组端子与第二组端子断开连接，并且连接器接口的电连接器对于充电连接器的对应的连接器接口不可接近。锁定模式能够提高防盗能力，而无需拆卸连接器单元的部件。
在另一示例性实施方式中，开关机构被配置成能够由车辆的用户在驱动模式和充电模式之间手动调节。这允许用户对连接器单元的设置进行有效的控制。
在另一示例性实施方式中，开关机构被配置成能够在将连接器接口与对应的连接器接口连接之前被手动调节到充电模式。由此，在将连接器接口与对应的连接器接口连接之前，可执行开关机构的适当切换并且可选地由用户验证，从而使得可以提供正确、可靠的连接。
在另一示例性实施方式中，开关机构被配置成能够由车辆的用户在驱动模式和充电模式之间远程调节。这使得用户能够经由例如车辆驾驶舱中的控制设备或经由移动设备来控制连接器单元的设置。
在另一示例性实施方式中，第一组端子与第二组端子固定地连接，并且连接器接口的电连接器与第一组端子固定地连接。这种布置使得连接器单元的设计牢固、可靠且经济高效，而其他电气装置可用于在充电模式中提供在连接器单元和推进马达之间所需的断开连接。
在另一示例性实施方式中，第一组对应的中间电连接器与第二组对应的中间电连接器固定地连接，并且连接器接口的电连接器与第一组对应的中间电连接器固定地连接。这种布置使得连接器单元的设计牢固、可靠且经济高效，而其他电气装置可用于在充电模式中提供在连接器单元和推进电机之间所需的断开连接。
在另一示例性实施方式中，连接器接口的电连接器是阳连接器、阴连接器或混合的阴、阳连接器。
在另一示例性实施方式中，第一组中间电连接器和第二组中间电连接器是阳连接器、阴连接器或混合的阴、阳连接器。
在一些示例性实施方式中，开关机构包括能够折叠的电连接器，用于将连接器单元选择性地设置在驱动模式或充电模式中，其中在充电模式中电连接器被构造成用于被枢转地调节到充电位置，在充电位置中，电连接器朝向充电连接器突出，以使得电能能够从外部能源经由连接器单元提供到高压储能器，并且其中，在驱动模式中电连接器被构造成用于被枢转地调节到驱动位置，在驱动位置中，电连接器在第一组端子和第二组端子之间提供电接触，以使得电能能够从高压储能器经由连接器单元提供到牵引马达。由此，在确保充电功率不被提供给牵引马达或相关联的电能转换器的同时，电连接器可以提供双重功能。
当研究所附权利要求和下文描述时，本公开内容的进一步特征和优点将变得明显。本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以组合本公开内容的不同特征来创建除以下描述的实施例以外的其他实施例。
附图说明
从以下说明性和非限制性的详细描述和附图中，可以容易理解本公开内容的各种示例性实施例，包括其特定特征和示例性优点，其中：
图1示出了两件式连接器单元的第一示例性实施例，
图2示出了两件式连接器单元的第二示例性实施例，
图3示出了两件式连接器单元的第三示例性实施例，
图4示出了两件式连接器单元的第四示例性实施例，
图5示出了单件式连接器单元的第一示例性实施例，
图6示出了单件式连接器单元的第二示例性实施例，
图7示出了单件式连接器单元的第三示例性实施例，
图8示出了电气系统的第一示例性实施例，
图9示出了设置在驱动模式中的连接器单元，
图10示出了设置在充电模式中的连接器单元，
图11示出了第二部件被移除的两件式连接器单元，
图12示出了为插入式电动车辆的高压储能器充电的流程图的示例性实施例，以及
图13示出了包括连接器单元的插入式电动车辆。
具体实施方式
下面将参照附图更全面地描述本公开内容，附图中示出了本公开内容的示例性实施例。然而，本公开内容可以以许多不同的形式来实现，并且不应被解释为限于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底性和完整性。相似的附图标记在整个说明书中指代相似的元件。为了更好地说明和解释本公开内容的示例性实施例附图不必按比例绘制，并且可以放大某些特征。
现在参考附图1，其示出了根据本公开内容的连接器单元1的第一示例性实施例以及其与高压储能器2和电推进马达3的连接的横截面视图。
连接器单元1可以具有各种外部设计，并且可以由各种材料制成，诸如特别是塑料材料。图1仅示出了连接器单元的示意性图示，其重点在于连接器单元1的功能，连接器单元可以在所附权利要求的范围内具有各种其他设计和结构。
连接器单元1适于被安装在插入式电动车辆中，连接器单元1包括第一组端子4，其用于连接与插入式电动车辆的高压储能器2相关联的电缆或导体5。连接器单元1还包括第二组端子6，其用于连接与插入式电动车辆的电推进马达3相关联的电缆或导体7。
连接器单元1还包括连接器接口8，其具有电连接器9并且被配置成用于在对插入式电动车辆的高压储能器充电期间临时接收充电连接器的对应的连接器接口。
连接器单元1还包括第一组端子4和第二组端子6之间的固定电连接或临时电连接。
由此，连接器单元1可以用作高压储能器2的单个高压电触点，因为来自高压储能器2的电能可以通过第一组端子4和第二组端子6之间的固定电连接或临时电连接传送到电推进电机3，并且来自外部充电单元的充电电流可以从外部充电单元经由连接器接口8的电连接器9和第一组端子4传输到高压储能器2。
用于插入式电动车辆的传统高压储能器通常包括两个高压电触点，一个用于连接电推进马达，另一个用于连接充电连接器。然而，因为具有单个高压电触点使得部件较少并且简化了车辆中高压储能器的安装，所以具有单个高压电触点的高压储能器能够降低插入式电动车辆的制造成本并提高其可靠性。
第一组端子4典型地包括用于连接高压储能器2的正极的第一端子和用于连接高压储能器2的负极的第二端子。与插入式电动车辆的高压储能器2相关联的电缆或导体5被连接第一组端子4和高压储能器2的正、负极。
第一组端子4和高压储能器2的电极之间的连接可以是直接的，即没有任何中间电部件，也可以是间接的，例如包括一个或多个中间电部件。
如图1所示，定位于第一组端子4和高压储能器2的电极之间的中间电部件的一个示例是机械操作的开关或电动开关11，其用于启用/停用车辆的电气系统。其他类型的中间电部件可以是用于在短路等情况下快速断开高压储能器2的安全保险丝，或者是用于控制高压储能2的充电和/或功率输出的高压储能器2的控制单元。
第二组端子6用于连接与插入式电动车辆的电推进马达3相关联的电缆7。
第二组端子6典型地包括第一端子和第二端子。与插入式电动车辆的电推进马达3相关联的电缆或导体7被用于连接第二组端子6与电推进马达3。
第二组端子6和电推进马达3之间的连接可以是直接的，即没有任何中间电部件，也可以是间接的，例如包括一个或多个中间电部件。
定位于第二组端子6和电推进马达3之间的中间电部件的一个示例可以是用于控制电推进马达3的速度和扭矩的电转换器。存在用于控制电推进马达3的各种类型的电转换器，电推进马达3例如可以是直流电推进马达或交流电推进马达。
在图1的示例性实施例中，连接器单元1包括可拆卸地安装至彼此的第一部件12和第二部件13。图1以分离状态(即相互分离的)示出了第一部件12和第二部件13。
第一部件12被构造成被固定地安装在车辆上，其包括第一组端子4和第二组端子6，第二部件包括具有电连接器9的连接器接口8。第一部件12具有第一组中间电连接器14，其与第一组端子4连接，并且被构造成能够在第一部件12与第二部件13附接时与第二部件13的第一组对应的中间电连接器15建立电连接。此外，第一部件12具有第二组中间电连接器16，其与第二组端子6连接，并且被构造成能够在第一部件12与第二部件13附接时与第二部件13的第二组对应的中间电连接器17建立电连接14。最后，在第一部件12与第二部件13的附接状态中，第一组端子4和第二组端子6之间的可调节电连接或固定电连接位于第二部件13中。
具有可拆卸地安装至彼此的第一部件12和第二部件13的连接器单元1的两件式构造能够改进车辆防盗的保护，因为用户可以在离开车辆时简单地拆卸并带走第二部件13，从而消除第一组端子4和第二组端子6之间的电接触，即高压储能器2和电推进电机3之间的电接触。此外，连接器单元1的两件式构造还可以有利于确保在车辆维护和修理工作期间断开高压储能器2，并且可以使得能够快速且容易地断开高压储能器2，以避免第一响应者和牵引操作员暴露在来自与车辆碰撞有关的损坏的系统的潜在电击风险中。
如图1所示，第一组中间电连接器14和第二组中间电连接器16例如可以是阴连接器。或者，第一组中间电连接器14和第二组中间电连接器16可以是阳连接器，或者混合的阴、阳连接器，或者任何其他类型的连接器。
类似地，如图1所示，第一组对应的中间电连接器15和第二组对应的中间电连接器17可以是阳连接器，或者混合的阴、阳连接器，或者任何其他类型的连接器。这适用于本公开内容的所有示例性实施例。
在图1的示例性实施例中，电连接器9示出为阳连接器。但是，电连接器9可以替换成阴连接器、混合的阴、阳连接器或任何其他类型的连接器。这适用于本公开内容的所有示例性实施例。
图1的示例性实施例的电连接器单元1还包括开关机构，开关机构用于将连接器单元1选择性地设置在驱动模式或充电模式中。在驱动模式中，第一组端子4与第二组端子6临时连接，使得可以在高压储能器2和电推进马达3之间建立闭合电路。另一方面，在充电模式中，第一组端子4从第二组端子6临时断开，使得从充电连接器提供到连接器接口8的电连接器9并进一步提供到第一组端子4的充电电压不被提供到电推进马达3或相关联的电转换器。
开关机构因此在驱动模式中在第一组端子4和第二组端子6之间提供临时电连接，同时确保在充电模式中将电推进马达3从充电连接器安全可靠地断开。换句话说，安全地防止来自充电连接器的充电功率到达电推进马达3。
如在图1的示例性实施例中示意性示出的，开关机构可以包括用于将连接器单元1选择性地设置在驱动模式或充电模式中的能够折叠的电连接器9。特别地，在充电模式中，电连接器9可被枢转地调节到充电位置，在充电位置中电连接器9朝向充电连接器突出，并且在驱动模式中，电连接器9可被枢转地调节到驱动位置，在驱动位置中电连接器9在第一组端子4和第二组端子6之间提供电接触。在图1中，电连接器9处于充电位置和驱动位置之间的中间位置。
此外，在某些示例性实施例中，例如如图1所示，连接器接口8的电连接器9在充电模式中可接近，以使其能够被连接到充电连接器的对应的连接器接口，并且，连接器接口8的电连接器9在充电模式中对于充电连接器的对应的连接器接口不可接近。换句话说，在驱动模式中，电连接器9可被向下折叠而不可接近。这具有以下优点，即降低了用户或维修人员无意和潜在地具有危险性地接触到电连接器9的风险。
可替换地，如图2示意性示出地，在仍使得第一组端子4和第二组端子6之间能够具有临时电连接的同时，连接器接口的电连接器9在驱动模式和充电模式中可接近，以使其能够连接到充电连接器的对应的连接器接口。
因此，在图2的示例性实施例中，这种电连接器9不被折叠以在第一组端子4和第二组端子6之间提供临时电连接，而是连接器单元1的另一专用开关部件20实现该任务。本实施例的优点是，因为不必折叠电连接器以使得第一组端子4和第二组端子6之间能够临时电连接，因而电连接器9可以更牢固。另一优点是，专用开关部件20可以被制造为相对较小，诸如例如小型机械开关部件20或晶体管开关等形式的电子开关部件20。
在图2中，开关部分20位于充电位置和驱动位置之间的中间位置。
此外，开关机构还可被布置成用于将连接器单元1选择性地设置在锁定模式中，在锁定模式中，第一组端子4与第二组端子6断开，其中连接器接口8的电连接器9对于充电连接器的对应的连接器接口不可接近。例如，如图2所示，当将开关部件20设置在充电位置和驱动位置之间的中间位置时，可以提供这种锁定模式。
通过使用用于覆盖其他可接近的电接触器9的某种类型的盖，可以降低用户或维护人员无意和潜在地具有危险性地接触电连接器9的风险。
图3示意性示出了连接器单元1的又一示例性实施例，其中连接器接口8的电连接器9在充电模式中与第一组端子4连接，在驱动模式中与第一组端子4断开。该示例性实施例具有图2的实施例的优点，同时因为在驱动模式中电连接器9被简单地从第一组端子4和第二组端子6断开，因而仍然降低了用户或维护人员无意和潜在地具有危险性地接触电连接器9的风险。
例如，开关机构可被构造成能够由车辆的用户在驱动模式和充电模式之间手动调节。然后，用户可以例如在将连接器单元1的连接器接口8与充电连接器的对应的连接器接口连接之前，手动地将开关机构调节到充电模式，随后，在将连接器单元1的连接器接口8从充电连接器的对应的连接器接口断开之后，手动地将开关机构调节回驱动模式。例如，可通过手动操作杆、按钮或类似类型的致动器来实现开关机构的手动调节。
可替换地，开关机构可被配置成能够由车辆的用户在驱动模式和充电模式之间远程调节，例如经由位于车辆驾驶舱中的控制设备或者经由诸如智能手机的无线移动设备进行远程调节。
又或者可替换地，例如，在打开通常覆盖连接器接口8的盖时，或者在充电连接器和连接器单元1之间发生相互作用时，开关机构可以在驱动模式和充电模式之间自动致动，等等。
图4示意性示出了本公开内容的另一示例性实施例，其中第一组对应的中间电连接器15与第二组对应的中间电连接器17固定连接，连接器接口8的电连接器9与第一组对应的中间电连接器15固定连接。
因此，这种类型的连接器单元1不具有任何用于将连接器单元1选择性地设置在驱动模式或充电模式中的开关机构。相反，当第一部件12和第二部件13连接时，第一组端子4与第二组端子6固定连接。
此外，当第一部件12和第二部件13连接时，从充电连接器提供到连接器接口8的电连接器9并进一步提供到第一组端子4的任何充电电压被固定地提供到电推进电机3或相关联的电转换器以及高压储能器2或相关联的电转换器二者。
连接器单元1的这个实施例具有较少的可移动的内部部件，并且可以更经济高效地制造，还能提供更可靠的性能。为了避免将来自充电连接器的充电电流提供给电动马达3，电动马达的电转换器可以在充电模式中起断路器的作用。
类似地，为了降低用户或维护人员无意和潜在地具有危险性地接触电连接器9的风险，可使用用于覆盖其他可接近的电接触器9的某种类型的盖。
图5示意性示出了连接器单元1的另一可替代的实施例，其具有与上文参考图1所述的基本相同的结构、功能和可选的设计变型，但不同之处在于，图5的连接器单元1包括单个外壳。换句话说，第一组端子4和第二组端子6以及电连接器9和连接器接口8都固定处于同一个外壳中。
因此，图5中的连接器单元1不能提供与图1中的连接器单元1相同类型的车辆防盗保护或者在车辆上进行维护和修理期间高压储能器2的安全断开。然而，根据图5的示例性实施例的单部件式的连接器单元1具有其他有利方面，诸如连接器单元1的简化设计和制造。
类似地，图6示意性示出了连接器单元1的另一替代性实施例，其具有与上文参考图2所述的基本相同的结构、功能和可选的设计变型，但不同之处在于，图7的连接器单元1包括单个外壳，图7示意性示出了连接器单元1的另一替代实施例，其具有与上文参考图4所述的基本相同的结构、功能和可选的设计变型，但是不同之处在于，图7的连接器单元1包括单个外壳。
现在将参考图8，进一步描述用于插入式电动车辆的连接器单元1和电气系统，图8示意性示出了更完整的电气系统的示例性实施例，其还示出了外部固定充电器21。
用于插入式电动车辆的电气系统包括具有单个外部电连接部的高压储能器2、电推进马达3以及包括第一组端子4、第二组端子6和连接器接口8的连接器单元1。第一组端子4与高压储能器2的单个高压外部电连接部连接。第二组端子6与电推进电机3连接。连接器单元1被构造成能够在第一组端子4和第二组端子6之间提供临时电连接，连接器接口8具有电连接器9，其被构造成用于在高压储能器2充电期间临时接收充电连接器26的对应的连接器接口25。
连接器单元1具有如上文参考图1所述的基本相同的结构、功能和可选的设计变型。
可以沿着连接第一组端子4和高压储能器2的电缆或导体5提供高压储能器的电转换器22，高压储能器的电转换器22用于AC/DC或DC/DC转换和/或用于控制高压储能器2的充电和/或功率输出。
可替换地，如果外部固定充电器21包括用于将从外部能源28提供的电能转换为期望的充电功率的电转换器29，则可以省略上述电转换器22。这同样适用于下面描述的图9至11的实施例。
此外，沿着连接第一组端子4与高压储能器2的电缆或导体5，还提供用于启用/停用用于插入式电动车辆的电气系统23的机械操作的开关或电动开关11。
电转换器24也位于沿着连接第二组端子6和插入式电动车辆的电推进马达3的电缆7处。电转换器24可以例如被配置成用于控制电推进马达3的输出速度和扭矩。
在图8的示例性实施例中，充电连接器26的对应的连接器接口25包括两个对应的电连接器27。图中示出了对应的电连接器27为阴连接器。然而，与连接器单元1的电连接器9类似，对应的电连接器9可替代地被设计为阳连接器、混合的阴、阳连接器或任何其它类型的连接器。这适用于本公开内容的所有示例性实施例。
此外，尽管本公开内容的所有示例性实施例示出了两个电连接器9和两个对应的电连接器27，其例如可以表示具有直流负极引脚和直流正极引脚的直流充电器，或者具有单相引脚和中性引脚的单相交流充电器，根据本公开内容的连接器单元1和电气系统可以可选地设有三个、四个、五个、六个、七个、八个或更多个电连接器，这取决于电气系统的类型和信号引脚或通信引脚的数量。
根据本公开内容的连接器单元1，可例如适于在与各种可得的充电连接器设计标准中的任何一种兼容的系统中使用，这些标准例如SAE J1772(1型连接器)、IEC 62196(2型连接器)、国标标准GB/T20234.2-2015、CHAdeMO标准、组合充电气系统(Combined ChargingSystem)，特斯拉超级充电器标准(Tesla Supercharger standard)，等等。
外部固定充电器21通常被连接到外部电能来源28，例如电网。
根据所提供电能的类型和电压水平，外部固定充电器21还可以包括电转换器29，电转换器29用于将从外部能源28所提供的电能转换为期望的充电功率。电转换器29可以例如包括AC/AC变压器、AC/DC转换器和/或DC/DC转换器，等等。
可替换地，如果电气系统23包括用于AC/DC或DC/DC转换和/或用于控制高压储能器2的充电功率的电转换器22，则可以省略所述电转换器29。这同样适用于下文所述的图10的实施例。
图8示出了根据本公开内容的电气系统的一些部件和组件的示例性实施例的概述。为了进一步说明根据本公开内容的连接器单元1和电气系统的功能和优点，图9示出了以驱动模式布置的连接器单元1和电气系统。
这里，通过至少将第一对应的中间电连接器15和第二组对应的中间电连接器17与第一组中间电连接器14和第二组中间电连接器16连接的方式，连接器单元1的第一部件12和第二部件13附接至彼此。
此外，开关机构的能够折叠的电连接器9被向下折叠到在第一组端子4和第二组端子6之间提供电接触的驱动位置。由此，在驱动模式中，可从高压储能器2经由连接器单元1向牵引电机3提供电能。
为了进一步描述本公开内容的连接器单元1和电气系统，图10示出了以充电模式布置的连接器单元1和电气系统。
如上所述，通过至少将第一对应的中间电连接器15和第二组对应的中间电连接器17与第一组中间电连接器14和第二组中间电连接器16连接的方式，连接器单元1的第一部件12和第二部件13附接至彼此。
但是，开关机构的能够折叠的电连接器9未被向下折叠，而是电连接器9被枢转地调节到充电位置，在该充电位置，电连接器9朝向充电连接器26的对应的电连接器27突出并与充电连接器26的对应的电连接器27连接。由此，在充电模式中，可以从外部能源28经由连接器单元1向高压储能器2提供电能。
此外，由于连接器接口8的电连接器9被布置成对于用户不可接近，因此降低了用户或维护人员无意和潜在地具有危险性地接触电连接器9的风险。
为了进一步描述本公开内容的连接器单元1和电气系统，图11示出了在防盗或安全状态(即连接器单元1的第二部件13已经被移走的状态)下布置的连接器单元1和电气系统。例如，用户可以出于防盗目的在离开车辆时移走第二部件13，因为没有第二部件13就不可能驱动车辆，这是因为防止了从高压储能器2向牵引电机3提供电能。根据另一示例，出于安全原因，维修人员可在维修车辆时移走第二部件13，以降低电击风险。
本公开内容还涉及一种用于为插入式电动车辆的高压储能器充电的方法。该方法将参考图12进行描述，其中图12示出了该方法的主要步骤。在这些步骤之前、之后和/或在这些步骤之间可以添加进一步的步骤以进一步定义该方法。
在该充电方法的起始处，假设连接器单元被设置在驱动模式。该方法包括第一步骤31，调节开关机构以将连接器单元1设置在充电模式，其中第一组端子4从第二组端子6临时断开。由于第一组端子4与高压储能器2连接，第二组端子6与插入式电动车辆的电推进马达3连接，因此将连接器单元1设置在充电模式致使高压储能器2和电推进马达3断开。
该方法还包括第二步骤32，将外部固定充电器21的充电连接器26连接到连接器单元1的连接器接口8。
随后，该方法包括第三步骤33，从充电连接器经由连接器单元1向高压储能器提供充电电流。
此后，该方法包括第四步骤34，将充电连接器从连接器单元的连接器接口断开，以及，最后的第五步骤35，调节开关机构以将连接器单元1设置在驱动模式，其中第一组端子4与第二组端子6临时连接。
图13示意性示出了包括根据本公开内容的连接器单元1的插入式电动车辆40的例子。插入式电动车辆40包括至少一个具有输出轴的电推进马达3，其中输出轴与车辆40的车轮41、诸如高压电池组的高压储能器2以及连接器单元1中的至少一个驱动连接。
例如，连接器单元对车辆40外部的用户可容易接近，以简化高压储能器2的充电。例如，如图13所示，连接器单元1可处于车辆40的外侧。
通过将充电连接器26连接到连接器单元1的连接器接口8来执行对高压储能器2的充电。
高压储能器2包括单个外部高压电连接部42，其与连接器单元1的第一组端子4连接。连接器单元1的第二组端子6与电推进马达3连接。
因此，第一组端子4和第二组端子6之间的固定电连接或临时电连接使得能够在充电模式中经由连接器单元1对高压储能器2充电，以及能够在驱动模式中将电能从高压储能器2传送到电推进马达3。
尽管已经针对组件的特定组合描述了本公开内容，但是应当容易理解，这些组件也可以组合为其他配置，这对于本领域技术人员在研究本申请时是清楚的。因此，本公开内容的示例性实施例的上述描述和附图应被视为本公开内容的非限制性示例，而保护范围由所附权利要求限定。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制范围。
说明书中使用的“一”或“一个”一词可能意味着“一个”，但也与“一个或多个”或“至少一个”的含义保持一致。除非明确指出仅指替代方式，否则权利要求中使用的“或”一词用于表示“和/或”。
术语“包括”、“包含”、“具有”、“有”、“含有”是开放式连接动词。因此，一种方法或装置例如“包括”、“具有”或“包含”一个或多个步骤或元件，具有那些一个或多个步骤或元件，但并不限于仅拥有那些一个或多个元件。

Claims (17)

1.用于插入式电动车辆的连接器单元(1)，所述连接器单元(1)包括：
用于连接高压储能器(2)的第一组端子(4)，
用于连接电推进马达(3)的第二组端子(6)，
具有电连接器(9)的连接器接口(8)，所述连接器接口被构造成用于在所述插入式电动车辆的所述高压储能器(2)充电期间，临时接收充电连接器(26)的对应的连接器接口(25)，以及
在所述第一组端子(4)和所述第二组端子(6)之间的固定电连接或临时电连接，
其中，所述连接器单元(1)包括能够可拆卸地安装至彼此的第一部件(12)和第二部件(13)，
其中，所述第一部件(12)被构造成用于被固定地安装在所述车辆上，并且包括所述第一组端子(4)和所述第二组端子(6)，其中所述第二部件(13)包括具有所述电连接器(9)的所述连接器接口(8)，
其中，所述第一部件(12)具有第一组中间电连接器(14)，所述第一组中间电连接器(14)与所述第一组端子(4)连接，并且被构造成能够在所述第一部件(12)与所述第二部件(13)附接时与所述第二部件(13)的第一组对应的中间电连接器(15)建立电连接，
其中，所述第一部件(12)具有第二组中间电连接器(16)，所述第二组中间电连接器(16)与所述第二组端子(6)连接，并且被构造成能够在所述第一部件(12)与所述第二部件(13)附接时与所述第二部件(13)的第二组对应的中间电连接器(17)建立电连接，以及
其中，在所述第一部件(12)与所述第二部件(13)的附接状态中，所述第一组端子(4)和所述第二组端子(6)之间的可调连接或固定连接处于所述第二部件(13)中。
2.根据权利要求1所述的连接器单元，所述连接器单元还包括：
开关机构，所述开关机构用于将所述连接器单元(1)选择性地设置在驱动模式或充电模式，
其中，所述第一组端子(4)在所述驱动模式中与所述第二组端子(6)临时连接，从而使得能够在所述高压储能器(2)和所述电推进马达(3)之间建立闭合电路，
其中，所述第一组端子(4)在所述充电模式中与所述第二组端子(6)临时断开连接，从而使得从所述充电连接器(26)向所述连接器接口(8)的所述电连接器(9)并进一步向所述第一组端子(4)提供的充电电压不被提供给所述电推进马达(3)或相关联的电转换器(24)。
3.根据权利要求2所述的连接器单元，其中，所述连接器接口(8)的所述电连接器(9)在所述充电模式中与所述第一组端子(4)连接，并且在所述驱动模式中与所述第一组端子(4)断开连接。
4.根据权利要求2所述的连接器单元，其中，所述连接器接口(8)的所述电连接器(9)在所述充电模式中可接近，以被连接到充电连接器(26)的对应的连接器接口(25)，并且其中，所述连接器接口(8)的所述电连接器(9)在所述驱动模式中对于充电连接器(26)的对应的连接器接口(25)不可接近。
5.根据权利要求4所述的连接器单元，其中，所述连接器接口(8)的所述电连接器(9)被构造成用于在所述驱动模式中被向下折叠，以对于充电连接器(26)的对应的连接器接口(25)不可接近。
6.根据权利要求2所述的连接器单元，其中，所述连接器接口(8)的所述电连接器(9)在所述驱动模式和所述充电模式中均可接近，以被连接到充电连接器(26)的对应的连接器接口(25)。
7.根据权利要求2所述的连接器单元，其中，所述开关机构还被布置成用于将所述连接器单元(1)选择性地设置在锁定模式，在所述锁定模式中，所述第一组端子(4)与所述第二组端子(6)断开连接，并且所述连接器接口(8)的所述电连接器(9)对于充电连接器(26)的对应的连接器接口(25)不可接近。
8.根据权利要求2所述的连接器单元，其中，所述开关机构被配置成能够由所述车辆的用户在所述驱动模式和所述充电模式之间手动调节。
9.根据权利要求8所述的连接器单元，其中，所述开关机构被配置成能够在将所述连接器接口(8)与对应的连接器接口(25)连接之前被手动调节到所述充电模式。
10.根据权利要求2所述的连接器单元，其中，所述开关机构被配置成能够由所述车辆的用户在所述驱动模式和所述充电模式之间远程调节。
11.根据权利要求1所述的连接器单元，其中，所述第一组端子(4)与所述第二组端子(6)固定地连接，并且其中，所述连接器接口(8)的所述电连接器(9)与所述第一组端子(4)固定地连接。
12.根据权利要求1所述的连接器单元，其中，所述第一组对应的中间电连接器(15)与所述第二组对应的中间电连接器(17)固定连接，并且其中，所述连接器接口(8)的所述电连接器(9)与所述第一组对应的中间电连接器(15)固定连接。
13.根据上述权利要求中的任一项所述的连接器单元，其中，所述连接器接口(8)的所述电连接器(9)是阳连接器、阴连接器或者混合的阴、阳连接器。
14.根据权利要求1所述的连接器单元，其中，所述第一组中间电连接器(14)和所述第二组中间电连接器(16)是阳连接器、阴连接器或混合的阴、阳连接器。
15.根据权利要求2至10中任一项所述的连接器单元，其中，所述开关机构包括能够折叠的电连接器(9)，所述电连接器(9)用于将所述连接器单元(1)选择性设置在所述驱动模式或所述充电模式，其中在所述充电模式中，所述电连接器(9)被构造成用于被枢转地调节到充电位置，在所述充电位置所述电连接器(9)朝向所述充电连接器(26)突出，以使得电能能够从外部能源(28)经由所述连接器单元(1)提供到所述高压储能器(2)，其中在所述驱动模式中，所述电连接器(9)被构造成用于被枢转地调节到驱动位置，在所述驱动位置所述电连接器(9)在所述第一组端子(4)和所述第二组端子(6)之间提供电接触，以使得电能能够从所述高压储能器(2)经由所述连接器单元(1)提供到所述电推进马达(3)。
16.用于插入式电动车辆的电气系统，所述电气系统包括：
具有单个外部高压电连接部(42)的高压储能器(2)，
电推进马达(3)，
包括第一组端子(4)、第二组端子(6)和连接器接口(8)的连接器单元(1)，
其中，所述第一组端子(4)与所述高压储能器(2)的所述单个外部高压电连接部(42)连接，
其中，所述第二组端子(6)与所述电推进马达(3)连接，
其中，所述连接器单元(1)被构造成能够在所述第一组端子(4)和所述第二组端子(6)之间提供固定电连接或临时电连接，以及
其中，所述连接器接口(8)具有电连接器(9)，所述电连接器(9)被构造成用于在所述高压储能器(2)充电期间临时接收充电连接器(26)的对应的连接器接口(25)，
其中，所述连接器单元(1)包括能够可拆卸地安装至彼此的第一部件(12)和第二部件(13)，
其中，所述第一部件(12)用于固定地安装在所述车辆上，并且包括所述第一组端子(4)和所述第二组端子(6)，其中所述第二部件(13)包括具有所述电连接器(9)的所述连接器接口(8)，
其中，所述第一部件(12)具有第一组中间电连接器(14)，所述第一组中间电连接器(14)与所述第一组端子(4)连接，并且被构造成能够在所述第一部件(12)与所述第二部件(13)附接时与所述第二部件(13)的第一组对应的中间电连接器(15)建立电连接，
其中，所述第一部件(12)具有第二组中间电连接器(16)，所述第二组中间电连接器(16)与所述第二组端子(6)连接，并且被构造成能够在所述第一部件(12)与所述第二部件(13)附接时与所述第二部件(13)的第二组对应的中间电连接器(17)建立电连接，以及
其中，所述第一组端子(4)和所述第二组端子(6)之间的可调连接或固定连接处于所述第二部件(13)中。
17.用于为插入式电动车辆(40)的高压储能器(2)充电的方法，所述方法包括：
调节开关机构，以将连接器单元(1)设置在充电模式，在所述充电模式中，第一组端子(4)与第二组端子(6)临时断开连接，其中所述第一组端子(4)与高压储能器(2)连接，所述第二组端子(6)与所述插入式电动车辆(40)的电推进马达(3)连接，其中，所述连接器单元(1)包括能够可拆卸地安装至彼此的第一部件(12)和第二部件(13)，其中所述第一部件(12)用于固定地安装在所述车辆上并且包括所述第一组端子(4)和所述第二组端子(6)，其中所述第二部件(13)包括具有电连接器(9)的连接器接口(8)，其中所述第一部件(12)具有第一组中间电连接器(14)，所述第一组中间电连接器(14)与所述第一组端子(4)连接，并且被构造成能够在所述第一部件(12)与所述第二部件(13)附接时与所述第二部件(13)的第一组对应的中间电连接器(15)建立电连接，其中所述第一部件(12)具有第二组中间电连接器(16)，所述第二组中间电连接器(16)与所述第二组端子(6)连接，并且被构造成能够在所述第一部件(12)与所述第二部件(13)附接时与所述第二部件(13)的第二组对应的中间电连接器(17)建立电连接，并且所述第一组端子(4)和所述第二组端子(6)之间的可调连接或固定连接处于所述第二部件(13)中，
将外部固定充电器(21)的充电连接器(26)连接到所述连接器单元(1)的连接器接口(8)，
从所述充电连接器(26)经由所述连接器单元(1)向所述高压储能器(2)提供充电电流，
将所述充电连接器(26)从所述连接器单元(1)的所述连接器接口(8)断开连接，以及
调节开关机构，以将所述连接器单元(1)设置在驱动模式，在所述驱动模式中，所述第一组端子(4)与所述第二组端子(6)临时连接。
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