CN113839244B - 高压连接器 - Google Patents

Abstract

一种连接器(200)包括至少一个电的接触装置，其中，所述接触装置包括：至少一个环形接触元件(202)；内部保护元件(216)，布置在所述接触元件内部并且突出于所述接触元件(202)；以及外部保护元件(217)，至少部分地包围所述接触元件(202)并且突出于所述接触元件(202)，其中，所述内部保护元件(216)和所述外部保护元件(217)形成所述接触元件(202)的防触电保护件。

Description

高压连接器

相关申请的交叉引用

本申请是申请日为2017年4月21日，申请号为201780027265.2，发明名称为“高压连接器”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本申请涉及一种连接器，例如用于可释放地电连接高压部件的高压连接器，或者是可释放地电连接机动车辆的电驱动系统的高压连接器。

高压部件例如可理解为机动车辆(混合动力驱动、混合动力、电动、或燃料电池车辆)的电驱动系统的装置和单元。

高压例如可理解为至少60V的直流(DC)电压或至少30V的交流(AC)电压的电压。

在下文中，HV代表“高压(high-voltage)”。

背景技术

在完全或部分由电流驱动的电动或混合动力车辆中，通过连接器元件传输非常高的电流和/或电压，因此其中安装有电触头。

由于是高电流和/或高电压，对连接器元件的安全性就提出了特别严格的要求。在这方面，例如德国电气工程协会(Verband der Elektrotechnik，简称VDE)的标准(例如VDE0470)和欧洲标准(例如IEC/EN 61032)规定，必须为接触元件提供关于人手接触的保护。对于相应的测试，提供了所谓的测试手指。测试手指用于模拟人的指尖并且以规定的测试力按压连接器元件的截面或开口，通过所述截面或开口可接近接触元件，而在此过程中不允许接触接触元件的载流截面。

现有技术公开了多种连接器元件，其中以各种方式防止接触接触元件。在这方面，接触元件本身可以设置有防触电保护体；或者在连接器断开的状态下，接触元件借助于可移动的防触电装置而隐藏，从而使接触元件符合相应的防触电标准或规定。在连接器的最终连接状态下，取出可移动的防触电装置，以便可以通过接合接触元件而与接触元件接触。

例如，DE 10 2010 035 943 A1公开了一种用于高压应用的连接器，该连接器具有壳体，在该壳体上形成电绝缘壁，所述电绝缘壁突出于由壳体保持的平面连接器销的上边缘和侧边缘，使得人的手指应该能够接触电绝缘壁的边缘，而不与平面连接器销接触。

基于接触表面和防触电保护件之间要遵守的最大距离，连接器的接触表面通常仅具有小的表面积，这对高压(HV)连接件中的温度分布具有不利影响。

上述状况有待改进。

发明内容

本申请部分实施例的目的在于详述改进的连接器。

本发明部分实施例提供了以下内容：

一种用于高压连接件的连接器，用于电连接高压部件，特别是机动车的电驱动系统，所述连接器包括至少一个电接触装置，其中，所述接触装置包括至少一个环形接触元件；第一内部保护元件，布置在接触元件内部并且突出于接触元件；以及第一外部保护元件，至少部分地包围接触元件并且突出于接触元件，其中，第一内部保护元件和第一外部保护元件形成接触元件的防触电保护件。

一种用于电连接高压部件，特别是机动车的电驱动系统的高压连接件，包括第一连接器和第二连接器，其中高压连接件包括接触装置和对应于接触装置的配合接触装置，其中接触装置包括接触元件，配合接触装置包括对应于接触元件的配合接触元件；第一内部保护元件，设置在接触元件内并且突出于接触元件；和第二内部保护元件，设置在配合接触元件内部并且突出于配合接触元件；第一外部保护元件，至少部分地围绕所述接触元件并突出于接触元件；和第二外部保护元件，至少部分地围绕配合接触元件并突出于配合接触元件，其中第一连接器的第一内部保护元件和第一外部保护元件、第二连接器的第二内部保护元件和第二外部保护元件能够插接在一起。

本发明部分实施例所基于的见解在于，以环形方式配置接触元件，从而增加接触元件的表面积，同时不超过接触元件和保护元件之间的最大距离，使得测试手指不会接触接触元件。

根据进一步的从属权利要求和参考附图的描述，有利的配置和进步是显而易见的。

根据本发明的一个优选实施例，接触元件包括相对于高压连接的纵向轴线倾斜地构造的接触表面。在该过程中，通过倾斜或弯曲接触表面，可以进一步增加其表面积，而不增加防触电保护件和接触元件之间的距离。

此外，接触元件的表面可以设置有合适的外形，以使接触元件和第二连接器的连接的配合接触元件在温度影响下以有利的方式变形。

实验表明，假定接触元件和/或配合接触元件的表面构造合适，其表面彼此模制，从而改善接触元件和配合接触元件之间的接触。

直式连接器中的纵向轴线在待制造的连接件的方向上延伸。相比之下，角连接器具有两个纵向轴线，其通常形成90°的角度。

根据本发明的连接器的另一优选实施例，接触元件配置为圆形或球形触头，或锥形或圆锥形触头。术语圆形触头还特别包括近似圆形形状，例如椭圆形或抛物线形。

根据本发明的一个优选实施例，连接器包括螺纹，以便将连接器拧到另一个待连接的连接器上。螺纹连接件特别坚固耐用，特别是在连接仅限经过培训的专业人员出于维护或安装目而打开和关闭的情况下很有利。

根据一个优选实施例，螺纹构造在连接器的密封区域之外。这就避免了需要在螺纹中密封螺纹或螺纹连接。

根据另一优选实施例，根据本发明的连接器包括弹簧，特别是螺旋弹簧或片弹簧。弹簧用于在接触装置上，在第二连接器的要接触的配合接触装置的方向上，施加预紧力。这就确保了在根据本发明的连接器的连接状态下，压紧力作用在接触元件和/或配合接触元件上。压紧力进一步改善了接触元件和/或配合接触元件202的基于温度的表面变形。

此外，弹簧为具有公差的部件提供公差补偿。

根据本发明的一个优选实施例，根据本发明的连接器包括高压监控电路。在将接触装置与第二连接器的配合接触装置断开之前，所述高压监控电路用于将接触装置与电压源断开。所述配合接触装置对应于接触装置。这种类型的HV监控电路也被专家称为高压互锁回路(HVIL)系统。这种类型的系统旨在通过方式进一步降低用户受伤的风险：在断开接触装置之前，至少断开与电压源的连接或者确保接触装置和/或配合接触装置的放电。

根据本发明的一个优选实施例，防触电保护件包括陶瓷和/或塑料，特别是聚酰胺和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯。

根据一个优选实施例，第一内部保护元件以两部分方式配置。第一内部保护元件尤其包括上部防触电帽和下部栓钉。以这种方式，第一内部保护元件可以在其材料特性方面特别有利地构造。在这方面，可以选择特别稳定并且具有低热膨胀性质的材料用于栓钉，而特别绝缘的材料可以用于防触电帽。

原则上，几乎所有耐温、不导电的材料都适用于防触电帽。

根据本发明的另一优选实施例，接触元件包括铝和/或铜。铝和铜具有特别有利的电性能。此外，铝和铜在温度影响下确保接触元件或配合接触元件202的特别积极的变形特性。

根据本发明的另一优选实施例，外部保护元件具有部分圆周保护壁。因此，如果需要，可以减小根据本发明的连接器的结构空间。为此目的，圆周保护壁中断，以部分圆周的方式构造。这里至关重要的是，中断不超过防触电保护件之间的最大距离，使得测试手指仍然不会接触接触元件。

此外，该实施例特别有利于角连接器，因为角连接制造可以特别简单。

根据本发明的另一优选实施例，外部保护元件在保护壁的各端部之间包括至少一个保护销或至少一个用于保护销的插座。

以这种方式，第一或第二连接器可以特别简单地保持在角连接的第二或第一连接器中。

根据一个优选实施例，连接器配置为多电极连接器，特别是双电极连接器。通过适当选择电极的数量确保结构空间紧凑或电流传输体积足够。

如果方便，上述配置和进步可以以任何期望的方式彼此组合。关于所述示例性实施例，本发明的其他可能的配置，进步和实施方式还包括未明确提及上文或下文描述的本发明的特征的组合。特别地，在此本领域技术人员还将添加单个部分作为对本发明的相应基本形式的改进或补充。

附图说明

下面基于附图的示意图中提供的示例性实施例更详细地解释本发明，其中：

图1示出了根据本发明的高压(HV)连接件的一个实施例的剖视图；

图2示出了根据本发明的连接器的一个实施例的透视图；

图3示出了根据本发明的连接器的一个实施例的透视图；

图4示出了根据本发明的连接器的一个实施例的俯视图；

附图旨在表达对本发明实施例的进一步理解。附图示出了实施例，并且与说明书一起阐明本发明的原理和概念。基于附图，其他实施例和所提到的许多优点是显而易见的。附图的元件不一定以相对于彼此成比例的方式示出。

在附图中，相同的，功能相同的和作用相同的元件、特征和部件——除非另有说明——在每种情况下都设有相同的附图标记。

具体实施方式

尽管在优选的示例性实施例的基础上完整地描述了本发明，但是本发明不限于此，而是可以以多种方式进行修改。

图1示出了根据本发明的高压连接件。该高压连接件包括用于单元连接的第一连接器和用于电缆连接的第二连接器。

从下文中可以明显看出，第一连接器和第二连接器各自的名称也可以互换。特别地，第一连接器的元件和第二连接器的配合元件各自的名称也可以互换。

第一连接器100包括两个接触装置或两个接触极，具有各自的接触元件102，各自的第一内部保护元件104和各自的第一外部保护元件108。第二连接器200包括以对应于所述接触装置的方式配置的两个配合接触装置。每个配合接触装置包括配合接触元件202，并包括第二外部保护元件217和第二内部保护元件216。

尽管示出了两个电极连接，为简化起见，下面仅参考一个接触装置和一个配合接触装置。在所示的实施例中，接触元件102和配合接触元件202配置为端部触头。端部触头意味着在两个端侧之间产生电接触。

第一连接器100的接触装置包括接触装置的绝缘部分103，接触装置具有环形接触元件102。接触元件102具有弯曲的接触表面并且配置为圆形触头。此外，接触元件102的接触表面为斜面，由此接触表面扩大，同时结构空间保持不变。接触表面面积的增加减小了接触表面的单位面积的转移电流密度。因此，结果证明，在电流传输期间接触元件102的发热是更低的。

第一内部保护元件104构造于第一连接器100的环形接触元件102内。第一内部保护元件104包括栓107，帽106构造于栓107上。栓107可以例如由导电材料，特别是金属制成，而帽106由非导电材料制成。

第一外部保护元件108以围绕环形接触元件的方式构造于环形接触元件102的外部。第一内部保护元件104和第一外部保护元件108相对于彼此同心地布置并且共同形成接触元件102的防触电保护件。内部保护元件104和外部保护元件108之间的距离不允许超过最大距离，因此测试手指或用户的手指无法接触接触元件102的接触表面。在这种情况下，外部保护元件108和内部保护元件104之间的最大距离取决于外部保护元件108和内部保护元件104相对于接触元件102突出的高度。也就是说，外部保护元件108和内部保护元件104相对于接触元件102突出得越高，外部保护元件108和内部保护元件104之间允许的最大距离越大。

在图1中，环形接触元件102与配合接触元件接触。配合接触元件202具有对应于接触元件102的接触表面。因此，配合接触元件202的接触表面同样是圆形的，弯曲的和淬火而成的。图1中的第二连接器200包括第二内部圆柱形保护元件216，其以对应于第一连接器100的第一内部保护元件104的方式布置，以使得第二连接器200的第二圆柱形内部保护元件216在连接状态下在其自身容纳第一连接器100的第一内部保护元件104。配合接触元件202围绕第二内部保护元件216。

此外，第二外部保护元件217设置在第二连接器200中，并且部分地围绕配合接触元件202。第二连接器200的第二外部保护元件217以对应于第一连接器的第一外部保护元件108的方式配置，使得第二外部保护元件217部分地围绕第一外部保护元件108。因此，在图1所示的高压连接件中，第二外部保护元件217、第一外部保护元件108、配合接触元件202、接触元件102、第二内部保护元件216和第一内部保护元件104彼此同心地布置。

此外，第二连接器200包括弹簧208，弹簧208构造为压缩弹簧。弹簧208插入凸缘206的环形凹部中，并通过所述凸缘连接到第二连接器200的绝缘部分204。以这种方式，弹簧208经由凸缘206在第一连接器100的方向上施加压缩力，使得配合接触元件202压靠接触元件102。此外，第二连接器200包括凸缘206的引导件213和止动件212，从而在第二连接器200中沿着纵向轴线L线性地引导凸缘206，并且止动件212固定凸缘206以防止凸缘206滑出引导件212。凸缘206通过凸缘206中心的孔设置在引导件212上。

另外，在第二连接器200的凸缘206和壳体214之间形成阻尼210。阻尼210可以例如由耐热橡胶或塑料制成。

图2以透视图示出了根据图1的第一连接器100。图2显示第一外部保护元件108仅部分地周向构成。第一外部保护元件108构造为部分圆周壁，在部分圆周壁的端部之间具有两个保护销118。在角连接器中，第一外部保护元件108的部分圆周壁确保了设计特别紧凑而简单。在这种情况下，部分圆周壁的端部与保护销118相邻，使得不会达到部分圆周壁的端部和最近的保护销118之间的最大距离。因此，也不会超过保护销118之间的最大允许距离。在这方面，可以根据需要提供许多保护销118。

绝缘部分103通过三个螺钉116固定到第一连接器100的壳体110上。

引导件120构造在第一连接器100的接触装置之间，所述引导件构造成在连接运动期间引导第一连接器100和/或第二连接器200。第一连接器100的引导件120构造成对应于第二连接器200的引导件222。HVIL接触室122构造于第一连接器100的引导件120内。HVIL接触室122与第二连接器200中的HVIL桥224一起构造成HVIL系统。

图2示出了第一连接器100的壳体110具有近似椭圆形的壁。椭圆形壁可选地设置有密封剂(未示出)。近似椭圆形壁的内部区域在下文中将称作密封区域。基部114构造在密封区域外部。基部114具有带螺纹的孔，第一连接器100可以在该孔处拧到相应的第二连接器200上。

图3和4示出了根据图1的第二连接器200的透视图和平面图。图3示出了螺钉230，其通过基部114将第一连接器连接到第二连接器。此外，图3中示意性地示出了电缆连接。尽管图3仅示出了一根电缆232，两极连接器无疑包括两根电缆232。

图4还示出了第二固定装置220，其固定电缆组件，例如壳体中的电缆触头和/或绝缘部件，以防止无意中拉出。另外，示意性地示出了具有与螺钉230对应的螺纹的孔。

如图4所示，第二连接器200还包括部分为圆周的第二外部保护元件217。第二部分圆周外部保护元件217具有两个插座218，其构造成接收第一连接器的保护销118。

附图标记列表

10 高压连接件

100 第一连接器

102 接触元件

103 绝缘部分

104 第一内部保护元件

106 帽

107 栓

108 第一外部保护元件

110 壳体

114 基部

116 螺钉

118 保护销

120 引导件

122 HVIL接触室

200 第二连接器

202 配合接触元件

204 绝缘部分

206 凸缘

208 弹簧

210 阻尼

212 止动件

213 引导件

214 壳体

216 第二内部保护元件

217 第二外部保护元件

218 插座

220 第二固定装置

222 引导件

224 HVIL桥

226 孔

228 保持元件

230 螺钉

232 电缆

L 纵轴

Claims (13)

1.一种用于高压连接件(10)的连接器(200)，包括至少一个电的接触装置，其中，所述接触装置包括：

-至少一个环形接触元件(202)，其中，所述环形接触元件(202)具有用于电接触的前侧端面；

-内部保护元件(216)，布置在所述接触元件内部并且突出于所述接触元件(202)；以及

-外部保护元件(217)，至少部分地包围所述接触元件(202)并且突出于所述接触元件(202)；

其中，所述内部保护元件(216)和所述外部保护元件(217)形成所述接触元件(202)的防触电保护件。

2.根据权利要求1所述的连接器(200)，其中，所述接触装置包括弹簧(208)，所述弹簧用于沿所述连接器的所述接触装置的方向向另一连接器的配合接触装置施加预紧力。

3.根据权利要求2所述的连接器(200)，其中，所述弹簧(208)是螺旋弹簧或片弹簧。

4.根据权利要求2或3所述的连接器(200)，其中，所述接触装置包括：

具有环形凹部的凸缘(206)；和，

绝缘部分(204)；

其中，所述弹簧(208)插入所述凸缘(206)的所述环形凹部，并且通过所述凸缘(206)连接到所述绝缘部分(204)。

5.根据权利要求4所述的连接器(200)，其中，所述凸缘(206)包括：引导件(213)，所述引导件(213)用于在沿着所述高压连接件(10)的纵向轴线(L)线性的引导所述凸缘(206)。

6.根据权利要求5所述的连接器(200)，其中，所述凸缘(206)包括：止动件(212)，所述止动件(212)用于固定所述凸缘(206)以防止所述凸缘(206)滑出所述引导件(213)。

7.根据权利要求4所述的连接器(200)，其中，所述接触装置包括阻尼(210)；

其中，所述阻尼(210)位于所述凸缘(206)和所述连接器(200)的壳体(214)之间。

8.根据权利要求7所述的连接器(200)，其中，所述阻尼(210)由耐热橡胶或塑料制成。

9.根据权利要求1到3任意一项所述的连接器(200)，其中，所述接触元件(202)包括相对于所述高压连接件(10)的纵向轴线(L)倾斜地和/或弯曲地构造的接触表面。

10.根据权利要求1到3任意一项所述的连接器(200)，其中，所述防触电保护件包括陶瓷和/或塑料。

11.根据权利要求1到3任意一项所述的连接器(200)，其中，所述防触电保护件包括聚酰胺和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯。

12.根据权利要求1到3任意一项所述的连接器(200)，其中，所述外部保护元件(217)包括部分圆周保护壁。

13.根据权利要求12所述的连接器(200)，其中，所述外部保护元件(217)在所述部分圆周保护壁的端部之间包括至少一个用于保护销的插座(218)。