CN115189196A - 汽车充电线束 - Google Patents

Abstract

本专利申请公开了一种汽车线束，包括：由多个刚性铝导体构成的导电段；连接于所述刚性铝导体第一端的第一连接器；连接于所述刚性铝导体第二端的第二连接器；以及柔性连接段，所述柔性连接段用于连接所述刚性铝导体第一端和第一连接器。所述汽车线束可为充电线束，所述刚性铝导体可为铝排或铝棒。

Description

汽车充电线束

技术领域

本专利申请涉及汽车充电线束，尤其涉及一种用于将电力从新能源车的充 电插座传递到电池组的线束。

背景技术

以纯电动车(EV)和插电式混合动力车(PHEV)为代表的新能源车正取 代传统的燃油车。此类新能源通常在底盘搭载电池组(电池包)，并且用适于 大电流传输的线束/线缆将电力从充电插座传递给电池组。

图1展示了一种适用于新能源车的快充线束100，其中，线束100一端的 充电座连接器110用于和外部的充电插头(未示出)连接，线束100另一端的 电池连接器120用于和电池组或电池组的配电盒连接。多根铜导线130用于传 递电力。

充电座连接器110一般被设于车身侧面，例如车身左后或右后，靠近后轮 的位置。电池组则通常被设于车身底盘上。因此，充电座连接器和电池组之间 的铜导线有较大的长度。由于铜是一种密度较大的材料，且成本亦较高，因此 图1所示的线束100中，铜导线的重量和制造成本均会影响新能源汽车降本减 重的开发需求。

为了满足快充要求，铜导线通常较粗，例如其横截面达70mm²－95mm²。 此外，如图1所示，沿着铜导线130的长度，设有若干线槽140或其他类似的 定位机构，以确保铜导线130能够顺应车身的空间来布置定位，并为铜导线提 供保护效果。这些线槽140进一步占用了车身的空间。

由于铝比铜的密度小，铝质导体越来越多地被应用在新能源车的充电线束 方案中，相应地，存在对于性能稳定可靠且成本合理的铝质充电线束及相应连 接和定位技术的开发需求。

发明内容

根据本申请的一个方面，提出一种汽车线束，包括：由多个刚性铝导体构成 的导电段；连接于所述刚性铝导体第一端的第一连接器；连接于所述刚性铝导体第 二端的第二连接器；以及柔性连接段，所述柔性连接段用于连接所述刚性铝导体第 一端和第一连接器。

上述汽车线束的方案中，所述线束是汽车充电线束。

上述的汽车线束的方案中，还包括：额外的柔性连接段，用于连接所述刚性 铝导体第二端和第二连接器。

上述的汽车束的方案中，所述第一连接器是充电座连接器。

上述的汽车电线束的方案中，所述第二连接器是电池连接器。

上述的汽车线束的方案中，所述柔性连接段包括柔性导体和绝缘层。

上述的汽车线束的方案中，所述柔性导体包括编织导线。

上述的汽车线束的方案中，所述柔性导体包括铜箔或铝箔的叠层。

上述的汽车线束的方案中，所述柔性导体包括扁平的铜导线或铝导线。

上述的汽车线束的方案中，所述扁平的铜导线或铝导线包括多根铜导丝或铝 导丝。

上述的汽车线束的方案中，所述刚性铝导体是铝排或铝棒。

上述的刚性铝导体是铝排的方案中，所述充电座连接器的尾端接出铜线缆， 所述铜线缆的末端和所述铝排的第一端焊接。

上述的刚性铝导体是铝排的方案中，所述电池连接器的尾端接出铜线缆，所 述铜线缆的末端和所述铝排的第二端焊接。

上述的刚性铝导体是铝排的方案中，还包括安装于钣金上的穿孔护套，所述 铝排的第一端穿过所述穿孔护套后焊接到所述充电座连接器的尾端接出的铜线缆 上。

上述的刚性铝导体是铝排的方案中，所述铝排的横截面为矩形，包括扁平实 心铝芯、绝缘层、线束屏蔽层和保护层。

上述的刚性铝导体是铝棒的方案中，所述充电座连接器的尾端接出铜线缆， 所述铜线缆的末端和所述铝棒的第一端焊接。

上述的刚性铝导体是铝棒的方案中，所述电池连接器的尾端接出铜线缆，所 述铜线缆的末端和所述铝棒的第二端焊接。

上述的刚性铝导体是铝棒的方案中，还包括安装于钣金上的穿孔护套，所述 充电座连接器的尾端接出的铜线缆穿过所述穿孔护套后，和所述铝棒的第一端焊接。

上述的刚性铝导体是铝棒的方案中，所述铝棒的横截面为圆形，包括圆形实 心铝芯、绝缘层、线束屏蔽层。

附图说明

图1示出一种现有的基于铜质线缆的充电线束。

图2A示出一种示例性的基于铝排的充电线束，以及其所安装位置的车身 钣金结构。

图2B示出图2A相同的充电线束，但去除了其背景中的车身钣金部分。

图2C示出图2B所示充电线束的铝排部分。

图3显示了图2A和图2B中使用的铝排连接到铜导体的一种实现方式。

图4显示了图2A和图2B中使用的定位元件的一个示例。

图5显示了适用于图2A的实现方式的铝排的叠层构造。

图6A示出一种示例性的基于铝棒的充电线束，以及其所安装位置的车身 钣金结构。

图6B示出图6A相同的充电线束，但去除了其背景中的车身钣金部分。

图6C示出图6B所示充电线束的铝棒部分。

图7显示了图6A和图6B中使用的铝棒连接到铜导体的一种实现方式。

图8显示了图6A和图6B中使用的定位元件的一个示例。

图9显示了适用于实施例的铝棒的叠层构造。

图10A示出了根据本申请的实施例的包括铝排和柔性连接段的线束。

图10B展示了图10A中的线束具体应用于一种车身钣金时的情况。

图11展示了图10A中使用的充电座连接器的截面图。

图12A和图12B显示了基于柔性连接段实现铝排和充电座连接器之间的柔 性连接。

图13A－13B显示了一种柔性连接段的实现方式。

图14显示了一种柔性连接段的实现方式。

图15A－15C显示了一种柔性连接段的实现方式。

具体实施方式

在以下的描述中，参考各实施例对本专利申请进行描述。然而，本领域的 技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/ 或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细 描述公知的结构、材料或操作以免使本专利申请的各实施例的诸方面晦涩。类 似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本专利申 请的实施例的全面理解。然而，本专利申请可在没有特定细节的情况下实施。 此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。

出于本公开的目的，短语“A和/或B”意指(A)、(B)或(A和B)。出于本 公开的目的，短语“A、B、和/或C”意指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、 (B和C)或(A、B和C)。

出于本公开的目的，说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实 施例”等的引用表明所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是 每个实施例不一定都包括该特定的特征、结构或特性。此外，此类短语不一定 是指同一个实施例。此外，当结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，认 为结合无论是否被明确描述的其他实施例而影响此类特征、结构或特性是在本 领域技术人员的知识范围之内的。

下面结合附图对本专利申请的实施例和变化例作进一步的说明。

1.示例的基于铝排的充电线束

图2A示出一种示例性的充电线束200，以及其所安装位置的车身钣金结 构。图2B示出图2A相同的充电线束200，但去除了其背景中的车身钣金部分。 图2C示出图2B所示充电线束200的铝排部分。

如图2A－2C所示，充电线束200包括两根铝制母排(busbar)230(或简 称铝排)，铝排230可以预成形为特定的形状以适应于在车体内的安装。线束 两端的充电座连接器210和电池连接器220的尾端仍用铜线缆280接入，然后 铝排230的两端和上述两个连接器尾端的铜线缆280中的铜导体形成电连接， 从而完成从充电插座到电池组/电池组配线盒的电传输路径。铝排230用若干空 间体积较小的定位元件240(不同于图1中的线槽140)定位在车身钣金上。 穿孔护套(pass-through grommet)250可进一步起到定位/限位的作用。

图2A所示的车身钣金是右后车身钣金件(从车内向外观察)，但该钣金 结构仅作为示例。实际应用中，充电座连接器210和电池连接器220可以位于 任何合乎整车设计要求的位置。

图3显示了铝排230连接到铜导体的一种实现方式。如图3所示，充电座 连接器210的尾端安装有铜线缆280。铝排230穿过穿孔护套250后，其扁平 末端与铜线缆280的扁平末端在通过诸如波峰焊的技术焊接在一起。

进一步，可以在铝排230和铜线缆280的焊接处(例如，图3中附图标记 260所示区域)使用热缩管来进行密封保护。

图4显示了图2A和图2B中使用的定位元件240的一个示例。如图4所示， 两个铝排230穿过橡胶材质的箍环2402，金属支架2401的一端套在箍环2402 上，并用扎带2403紧固。金属支架2401上设有定位孔，以使其可以固定在车 身钣金上。

图5显示了适用于实施例的铝排230的叠层构造。如图5所示，铝排可包 括扁平实心铝芯2310、绝缘层2320、线束屏蔽层2330和保护层2340。扁平实 心铝芯2310的横截面积可为120mm²。绝缘层2320可通过PA12、XLPE或PVC 材料挤塑。线束屏蔽层2330可以是编织层，编织套管，或者以铝带或铜带来 缠绕。保护层2340可以是套管或管道。

通过以铝排来代替铜线缆，在长度相同的情况下，满足充电需求的铝母排 相比于铜线缆，具有明显的减重降本的优势。一种应用示例如以下表一和表二 所示。

表一

表二

	95mm<sup>2</sup>铜线缆	120mm<sup>2</sup>铝母排	成本减少
				母排长度	1m	1m	/
材料成本百分比	100％	31％	69％

同时，因为铝排210具有较高的刚性，不需要用于铜线缆的传统线槽，而 是可以用诸如图4所示的体积相对较小的定位元件240，因此节省了车内空间。

以铝排代替铜线缆制作的线束在产业中因此具有非常积极的意义。

2.示例的基于铝棒的充电线束

图6A示出一种示例性的充电线束600，以及其所安装位置的车身钣金结 构。图6B示出图6A相同的充电线束600，但去除了其背景中的车身钣金部分。 图6C显示了充电线束中的铝棒630，去除了定位元件和两端的连接器等。

如图6A－6B所示，充电线束600包括两根铝棒(rod)630，铝棒60可以 预成形为特定的形状以适应于在车体内的安装。线束两端的充电座连接器610 和电池连接器620的尾端仍用铜线缆680接入，然后铝棒630的两端和上述两 个连接器尾端的铜线缆680中的铜导体形成电连接，从而完成从充电插座到电 池组/电池组配线盒的电传输路径。铝棒630用若干空间体积较小的定位元件 640(不同于图1中的线槽140)定位在车身钣金上。穿孔护套(pass-through grommet)650可进一步起到定位/限位的作用。

图6A所示的车身钣金是右后车身钣金件(从车内向外观察)，但该钣金 结构仅作为示例。实际应用中，充电座连接器610和电池连接器620可以位于 任何合乎整车设计要求的位置。

图7显示了铝棒630连接到铜导体的一种实现方式。如图7所示，电池连 接器620的尾端安装有铜线缆680。铝棒630的扁平末端与铜线缆680的扁平 末端在通过诸如波峰焊的技术焊接在一起。

进一步，可以在铝棒630和铜线缆680的焊接处(例如，图7中附图标记 660所示区域)使用热缩管来进行密封保护。

图8显示了图6A和图6B中使用的定位元件640的一个示例。如图8所示， 两个铝棒630穿过橡胶材质的箍环6402，金属支架6401的一端套在箍环6402 上，并用扎带6403紧固。金属支架6401上设有定位孔，以使其可以固定在车 身钣金上。

图9显示了适用于实施例的铝棒630的叠层构造。如图9所示，铝棒可包 括圆形实心铝芯6310、绝缘层6320、线束屏蔽层6330。还可以有未示出的保 护层或保护套。圆形实心铝芯6310的横截面积可为120mm²。绝缘层6320可 通过PA12、XLPE或PVC材料挤塑。线束屏蔽层6330可以是编织层，编织套 管，或者以铝带或铜带来缠绕。还可增设保护层，其可以是套管或管道。

和基于铝排的线束类似，以铝棒代替铜线缆制作的线束在产业中也具有非 常积极的意义。

3.铝排或铝棒与铜线缆之间的柔性连接段

本专利申请的一个实施例涉及涉及在铝排或铝棒与铜线缆之间的柔性连 接段，这种柔性连接段有利于消除相对刚性的铝排或铝棒的安装公差。

当采取如前所述的方式，以铝排或铝棒代替铜线缆来制作充电线束时，铝 排或者铝棒具有相对高的刚性。刚性的铝排或者铝棒在安装时，由于制作精度 和安装精度的限制，其末端的实际定位和设计定位可能存在公差，从而影响到 铝排或铝棒与连接器之间的间距的精度。为了克服这一被识别到的问题，本申 请的实施例提出一种在刚性导体和连接器之间加入柔性连接段的方案。

图10A示出了包括铝排和柔性连接段的线束1000。充电线束1000包括两 根铝制母排(busbar)1030(或简称铝排)，铝排1030可以预成形为特定的形 状以适应于在车体内的安装。铝排1030安装就位后，其两端和充电座连接器 1010和电池连接器1020形成直接或间接的电连接。铝排1030用若干空间体积 较小的定位元件1040定位在车身钣金上。穿孔护套1050可进一步起到定位/ 限位的作用。铝排1030和充电座连接器1010分别连接到柔性连接段1070，从 而实现铝排1030和充电座连接器1010之间的柔性连接。

图10B展示了图10A中的线束1000具体应用于一种车身钣金时的情况。

图11展示了图10A中的充电座连接器1010的截面图。如图11所示，充 电座连接器1010的尾端装有两个铜片端子1011A和1011B，该两个端子将用 于和柔性连接段1070形成电连接。

图12A和图12B显示了基于柔性连接段1070实现铝排1030和充电座连接 器1010之间的柔性连接。如图12A所示，将两个柔性连接段1070适当定位后， 将其一端分别焊接到电座连接器1010的尾端的两个铜片端子1011A和1011B， 将其另一端分别焊接到两根铝排1030上。如图12B所示，在焊接完成后，利 用热缩管1210来保护整个柔性连接段1070和两端的焊接区。

柔性连接段1070可以是具有适当柔性，并且可以和铝排以及铜片端子焊 接的任何导电材料。例如，如图13A所示，柔性连接段可以包括铜编织导线1320 和外部的绝缘层1310，如图13B所示，铜编织导线1320通过超声波焊接在区 域1360连接到刚性的铝排1330上。再例如，如图14所示，柔性连接段可以 包括叠层母排1420和外部的绝缘层1410，叠层母排1420可以由几层铜箔或铝 箔叠压而成，绝缘层1410可以采用热缩管，或者以XLPE、PVC、PA12等材 料来挤塑。再例如，如图15A所示，柔性连接段可以包括扁平的铜导线或铝导 线1520，以及外部的绝缘层1510，且如图15B和图15C所示，扁平的铜导线 或铝导线可以是多跟铜导丝或铝导丝。

尽管图10A－图15C是以铝排为示例描述了采取柔性连接段以吸收定位公 差的方案，但可以理解，在使用铝棒的实现方式中，也可以采取柔性连接段以 吸收定位公差。

可以理解，上述的这种采用柔性连接段的构思可以替换或完善图3和图7 所示的连接方式，从而改进前文所述的“1.示例的基于铝排的充电线束”和“2. 示例的基于铝棒的充电线束”，但本发明的改进适用的对象不限于此两种线束。

尽管以充电座连接器端为例描述了采取柔性连接段以吸收定位公差的方 案，但可以理解，可以根据需要，在电池连接器端采取柔性连接段以吸收定位 公差。

进一步的实施例可涵盖任何具有刚性导体段(因而有较大的安装定位公差 需解决)的汽车线束，这种汽车线束可不限于充电线束，而是汽车的供电或信 号架构系统中的其他线束产品。

本文所使用的术语“汽车”应作广义理解，其应能够涵盖各种车辆和陆上 交通工具。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述披露仅 仅作为示例，而并不构成对本专利申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域 技术人员可能会对本专利申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正 在本专利申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本专利申请实施例的精 神和范围。

Claims (11)

1.一种汽车线束，包括：

由多个刚性铝导体构成的导电段；

连接于所述刚性铝导体第一端的第一连接器；

连接于所述刚性铝导体第二端的第二连接器；以及

柔性连接段，所述柔性连接段用于连接所述刚性铝导体第一端和第一连接器。

2.如权利要求1所述的汽车线束，其特征在于，所述汽车线束是汽车充电线束。

3.如权利要求1所述的汽车线束，其特征在于，还包括：

额外的柔性连接段，用于连接所述刚性铝导体第二端和第二连接器。

4.如权利要求1所述的汽车线束，其特征在于，所述第一连接器是充电座连接器。

5.如权利要求1所述的汽车线束，其特征在于，所述第二连接器是电池连接器。

6.如权利要求1所述的汽车线束，其特征在于，所述柔性连接段包括柔性导体和绝缘层。

7.如权利要求6所述的汽车线束，其特征在于，所述柔性导体包括编织导线。

8.如权利要求6所述的汽车线束，其特征在于，所述柔性导体包括铜箔或铝箔的叠层。

9.如权利要求6所述的汽车线束，其特征在于，所述柔性导体包括扁平的铜导线或铝导线。

10.如权利要求9所述的汽车线束，其特征在于，所述扁平的铜导线或铝导线包括多根铜导丝或铝导丝。

11.如权利要求1所述的汽车线束，其特征在于，所述刚性铝导体是铝排或铝棒。

Images