CN115668649A - 大电流端子组件及包含这种大电流端子组件的电机和电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大电流端子组件，该大电流端子组件包括被可操作地布置成安装在壳体壁(10)中的孔口(10a)内的导体端子(12)、以及用于将导体端子(12)安装至壳体壁(10)上的安装模块(14a；14b)，所述安装模块(14a；14b)包括：配置成抵接围绕所述孔口(10a)的所述壳体壁(10)的第一侧的套环结构(16)，以及配置成插入到壳体壁(10)的孔口(10a)中的插入部分(18)，其中插入部分(18)在插入方向上的远端设有第一卡扣配合结构(18a)，该第一卡扣配合结构(18)和与壳体壁的第一侧相反的所述壳体壁(10)的第二侧接合，其中所述导体端子(12)的第一端配置成插入到所述安装模块(14a；14b)的开口中，使得第一卡扣配合结构(18a)与所述壳体壁(10)的第二侧的接合通过所述导体端子(12)的所述第一端的插入而被锁定。

Description

大电流端子组件及包含这种大电流端子组件的电机和电池

技术领域

本发明涉及大电流端子组件以及包含这样的大电流端子组件的各种电气装置。具体而言，本发明涉及一种用于电动车辆和其它大电流环境中的大电流端子。

背景技术

对在安装时稳固且能防错的大电流端子技术的需求正在增加，尤其是随着对电动车辆的需求的增加而增加。通常，电动车辆由直流(DC)电池提供动力，该直流电池用于驱动电动机。电动汽车使用逆变器将电池的直流电能转换成交流(AC)电能。逆变器可以通过调节交流电的频率来改变电动机的转速。由于电动车辆使用大电流电路，因此端子损坏可能极其危险，并导致事故和火灾。

已知的大电流端子组件包括安装在壳体壁的孔口中的金属导体端子和用于将导体端子安装至壳体壁的不导电安装模块。在双壁结构的情况下，已知在双壁结构的壁中分别安装凸形和凹形端子部分，每个端子部分由相应的不导电安装模块保持。

已知的大电流端子的组装和安装很复杂，并且容易出错。

发明内容

本发明寻求提供一种大电流端子和包含这样的大电流端子的电气装置，该大电流端子易于组装，并且不太可能出现组装错误。

上述目的是通过如权利要求1所述的大电流端子组件和包含这样的大电流端子的装置来实现的。

首先说明大电流端子组件，该大电流端子组件包括导体端子和用于将导体端子安装至壳体壁的安装模块。所述导体端子可操作地布置成安装在壳体壁的孔口中，并且由导电材料制成，例如具有镀镍层的钢材。

所述安装模块是例如由塑料制成的不导电元件，并且包括配置成抵接围绕所述孔口的所述壳体壁的第一侧的套环结构、以及配置成插入壳体壁的孔口中的大致圆柱形的插入部分。该插入部分在插入方向上的远端处设有第一卡扣配合结构，该第一卡扣配合结构接合与壳体壁的第一侧相反的壳体壁的第二侧。

本发明提出，导体端子的第一端应配置成插入到安装模块的中心开口中，使得第一卡扣配合结构与所述壳体壁的第二侧的接合通过所述导体端子的所述第一端的插入而被锁定。在本发明的上下文中，“锁定”意味着在导体端子处于其插入位置时卡扣配合连接不能被释放。通过在安装模块与壳体壁之间提供卡扣配合连接，能够实现快速且轻松的组装。与导体端子的连接的锁定具有双重优点，即，能够确保可靠的连接，并且能够避免组装错误。若卡扣配合结构没有正确卡入，则不可能实现连接的锁定。

导体端子的远端优选配置成在插入所述安装模块的开口中时径向向外偏转卡扣结构的端部，并且包括用于在导体端子到达其最终插入位置时容纳卡扣结构的端部的凹入台阶部分。

本发明还提出，导体端子的近端包括抵接套环，在导体端子已经到达其最终插入位置时，该抵接套环与安装模块的端面抵接。

本发明还提出，所述组件还包括布置在导体端子的外周上的O型圈。这支持简单且可靠的密封。

在本发明的另一个优选实施例中，所述套环结构包括环形凹部，该环形凹部配置成容纳围绕设置在所述壳体壁的第一侧上的所述孔口的轴向套环，其中在壳体壁的轴向套环的径向外表面与环形凹部的内表面之间设有O型圈。

本发明的另一个实例是一种包括第一连接器组件和第二连接器组件的系统，该第一连接器组件和第二连接器组件配置成将第一导体端子和第二导体端子安装在第一壳体壁和第二壳体壁的孔口中，其中所述第一壳体壁和所述第二壳体壁形成双壁，并且其中安装的第一导体端子和第二导体端子是在安装状态下彼此接合的匹配的凸形连接器端子和凹形连接器端子，其特征在于第一连接器组件和第二连接器组件中的至少一个是如上所述的连接器组件。

本发明的另一个方面涉及一种包括至少一个如上所述的连接器组件的旋转电机。本发明的另一个方面涉及一种包括至少一个如上所述的连接器组件的电池。可靠且轻松的安装使其本身非常适合于电动车辆。

附图说明

在以下优选实施例的说明中说明了或者在附图中示出了更多特征和优点。本领域技术人员应能够考虑到本发明的特征的更多组合或子组合，从而使本发明适应其特定需求，而不会脱离权利要求所限定的本发明的范围。

图1示出了本发明的第一实施例的大电流端子组件的截面图；

图2示出了图1的大电流端子的分解图；

图3示出了图1和图2的大电流端子的安装构件的透视图；

图4示出了本发明的第二实施例的大电流端子的侧视图；

图5示出了图4的大电流端子的截面图；

图6示出了图3和图5的大电流端子的分解图；

图7示出了图4-6的大电流端子组件的安装构件的透视图；

图8示出了一种具有双壁结构的系统，该系统包括两个彼此连接的本发明的大电流端子组件；

图9示出了一种具有双壁结构的系统，该系统包括四个本发明的大电流端子组件；

图10示出了本发明的另一个实施例的导体端子，该导体端子具有可释放的安装模块；以及

图11a和11b示出了具有图10的导体端子的组件的锁定和释放形态。

具体实施方式

图1示出了一种大电流端子组件，该大电流端子组件包括导体端子12和用于将导体端子12安装至壳体壁10的安装模块14a。导体端子12安装在壳体壁10的孔口10a中，并且是由金属导体制成的，该金属导体例如具有镀镍层。应说明的是，从壳体壁10突出的导体端子12的端部可以具有用于连接其它接线元件、连接器、夹子等的任何适当形状。壳体壁10可以是电动机或电池壳体的一部分，或者是不导电的连接器壳体的一部分。

在图3中更详细示出的安装模块14a是例如由塑料制成的不导电元件，并且包括配置成抵接围绕孔口10a的所述壳体壁10的第一侧的套环结构16、以及配置成插入到壳体壁10的孔口10a中的大致圆柱形的插入部分18。

插入部分18的在插入方向上的远端设有第一卡扣配合结构，该第一卡扣配合结构形成为沿着轴向延伸的多个闩锁18b。每个闩锁18a的径向外表面设有卡扣配合突起18b，该卡扣配合突起18b配置成和与所述壳体壁10的第一侧相反的壳体壁10的第二侧接合。突起18b可以直接卡扣在壳体壁10的第二侧的后表面上，或者卡扣在由围绕孔口10a的一个或更多个凹陷部分提供的肩部上，例如卡扣在沉孔的底部上。

在安装模块14a插入到孔口10a中时，卡扣配合结构18a的锥形或圆形端面18c抵接孔口10a的内表面，使得闩锁18a径向向内偏转，从而将由闩锁18b的径向内表面形成的圆的直径减小到低于导体端子12的外径的值。在安装模块14a已经到达其目标位置时，突起18b卡扣到它们的相应配合结构上，并且闩锁18a能够返回到它们的初始轴向取向。然后，由闩锁18b形成的圆的内径再次增大到等于或大于导体端子12的直径。

安装模块14a的套环结构16的直径大于孔口10a的直径。在安装模块14a完全安装好时(即，卡扣到位时)，套环结构16抵接壳体壁10的第一表面10b。在图1的实施例中，孔口10a设有沉孔10c并被沉孔10c包围，并且套环结构16抵接沉孔10c的平底表面10b。安装模块14a然后被紧紧地保持在壳体壁10的孔口10a中。

导体端子12的第一端配置成插入到安装模块14a的中心开口中，使得第一卡扣配合结构18a与所述壳体壁10的第二侧的接合通过所述导体端子12的所述第一端的插入而被锁定。中心开口被闩锁18a包围，并且具有如上所述的直径。若安装模块14a没有被正确地插入到其目标位置，则一个或更多个闩锁18a的突起18b抵接壳体壁10中的孔口10a的径向内表面，并且不能插入导体端子12。因此，只要卡扣配合结构18a没有正确卡扣，就不可能实现连接的锁定。

在闩锁18a的径向内表面上设有另一组径向向内突出的卡扣配合突起18d。导体端子12的远端具有倒角，该倒角配置成在被插入到安装模块14a的开口中时使卡扣配合结构18a的端部径向向外偏转。导体端子12包括凹入台阶部分12a，在导体端子12到达其最终插入位置时，该台阶部分12a用于容纳闩锁18a的端部的内卡扣配合突起18d。应说明的是，可以在每个闩锁18a上设置外卡扣配合突起18a和内卡扣配合突起18b。或者，不同类型的卡扣配合突起18a、18b例如可以以交替的方式设置在不同的闩锁上。

导体端子12还包括第一抵接套环12b，在导体端子12已经到达其最终插入位置时，该第一抵接套环12b与安装模块14a的端面抵接。另外，在距第一抵接套环12b一定距离处设有第二抵接套环12c，该第二抵接套环12c的直径比第一抵接套环12b的直径大。第二抵接套环12c的直径大于沉孔10c的直径，并且在导体端子12已经到达其最终插入位置时，第二抵接套环12c抵接围绕沉孔10c的壁表面。

在第一抵接套环12b与第二抵接套环12c之间的导体端子12的外周上布置有O型圈20。O型圈20与沉孔10c的径向内表面接触并密封所述组件。

图4-7示出了本发明的第二实施例，该第二实施例是针对更大的大电流连接器端子设计的。以下说明仅限于与第一实施例的不同之处，对于相同或基本相同的特征，可以参考第一实施例的以上说明，以避免重复。

第二实施例的安装模块14b的套环结构16包括具有环形凹部22的双壁结构，该环形凹部22配置成容纳围绕设置在所述壳体壁10的第一侧上的孔口10a的轴向套环24。在安装模块14b卡扣在其最终位置时，环形凹部22的底面中的凹槽28抵接壳体壁10的轴向套环24的轴向端部。在导体端子12上设置单个套环12d，并且在安装模块14b被卡扣在其最终位置时，该单个套环12d抵接位于环形凹部22背面上的安装模块14b的抵接表面。

模块14b将导体端子从壳体壁10隔离，因此适合与导电壳体结合使用。

安装模块14b的近端设有容纳第一O型圈20a的沉孔26，该第一O型圈20a布置在导体端子12的径向外表面与沉孔26的内表面之间，以在导体端子12与安装模块14b之间提供密封。在壳体壁10的轴向套环24的径向外表面与环形凹部22的内表面之间设有第二O型圈20b，以在壳体壁10与安装模块14b之间提供密封。

图8示出了一种包括第一连接器组件100a和第二连接器组件100b的系统，该第一连接器组件100a和第二连接器组件100b配置成将第一导体端子120a和第二导体端子120b安装在第一壳体壁101和第二壳体壁102的孔口110a、110b中，其中第一壳体壁101和第二壳体壁102形成双壁，并且其中安装的第一导体端子120a和第二导体端子120b是在安装好的状态下彼此接合的匹配的凸形导体端子和凹形导体端子。

除了连接器端子的凸形和凹形端部之外，第一连接器组件和第二连接器组件是相同的。除非另有说明，否则以上说明同时适用于第一连接器组件和第二连接器组件，但可能需要加以必要的变通。图8中的系统的连接器组件是参照图4-7说明的第二实施例的连接器组件。

图9示出了一种具有双壁结构的系统，该系统包括四个配对连接的本发明的大电流端子组件100a-100d。图9中的系统的连接器组件是参照图1-3说明的第二实施例的连接器组件。

图10示出了本发明的另一个实施例的具有可释放的安装模块的导体端子12的径向截面图。图10中的导体端子12与图6中的导体端子12的不同之处在于，它包括围绕导体端子12的下部圆周等距间隔的四个凹入台阶部分12a’。凹入台阶部分12a’被具有导体端子12的下部的直径的部分12e分开。至少在凹入台阶部分12a’的一侧上设有斜面12f，该斜面12f将凹入台阶部分12a’与部分12e连续地连接。

图11a和11b示出了具有图10的导体端子的组件的锁定和释放形态。在图11a的锁定形态中，闩锁18a的端部处的卡扣配合突起18d与凹入台阶部分12a’之一接合，并且所述组件被锁定。可以通过将导体端子12旋转大约45°来释放连接。然后，在如图11b所示的解锁形态中，卡扣配合突起18d被斜面12f径向向外推动，直到到达具有全直径的部分12e。然后，可以将导体端子12从安装模块14b拉出，这会解锁安装模块，从而可以从壳体壁释放闩锁18a。

附图标记列表

10 壳体壁

10a 孔口

10c 沉孔

12 导体端子

12a 凹入台阶部分

12b 第一抵接套环

12c 第二抵接套环

12d 抵接套环

14a；14b安装模块

16 套环结构

16 环形凹部

18 插入部分

18a 卡扣配合结构

18b 卡扣配合突起

18c 锥形端面

18d 卡扣配合突起

20 O型圈

20a 第一O形圈

20b 第二O形圈

22 环形凹部

24 轴向套环

26 沉孔

28 凹槽

Claims (9)

1.大电流端子组件，包括被可操作地布置成安装在壳体壁(10)中的孔口(10a)内的导体端子(12)、以及用于将导体端子(12)安装至壳体壁(10)的安装模块(14a；14b)，所述安装模块(14a；14b)包括：

·配置成抵接围绕所述孔口(10a)的所述壳体壁(10)的第一侧的套环结构(16)，以及

·配置成插入到壳体壁(10)的孔口(10a)中的插入部分(18)，

其中插入部分(18)在插入方向上的远端设有第一卡扣配合结构(18a)，该第一卡扣配合结构和与壳体壁的第一侧相反的所述壳体壁(10)的第二侧接合，其中所述导体端子(12)的第一端配置成插入到所述安装模块(14a；14b)的开口中，使得第一卡扣配合结构(18a)与所述壳体壁(10)的第二侧的接合通过所述导体端子(12)的所述第一端的插入而被锁定。

2.如权利要求1所述的连接器组件，

其特征在于：

导体端子(12)的远端配置成在被插入到所述安装模块(14a；14b)的开口中时径向向外偏转卡扣配合结构(18a)的端部，并且包括用于在导体端子(12)到达其最终插入位置时容纳卡扣结构(18a)的端部的凹入台阶部分(12a、12a’)。

3.如权利要求2所述的连接器组件，

其特征在于：

设有多个凹入台阶部分(12a’)，每个凹入台阶部分在特定的角度取向范围内容纳卡扣配合结构(18a)之一的端部，其中倾斜表面(12f)沿着至少一个圆周方向从每个凹入台阶部分(12a’)延伸，使得凹入台阶部分(12a、12a’)与卡扣配合结构(18a)之间的接合可以通过旋转导体端子(12)来释放。

4.如权利要求1-3之一所述的连接器组件，

其特征在于：

导体端子(12)的近端包括抵接套环(12b)，在导体端子(12)已经到达其最终插入位置时，该抵接套环(12b)与安装模块(14a；14b)的端面抵接。

5.如前述权利要求之一所述的连接器组件，

其特征在于：

还包括布置在导体端子(12)的外周上的O型圈。

6.如前述权利要求之一所述的连接器组件，

其特征在于：

所述套环结构(16)包括环形凹部(22)，该环形凹部配置成容纳围绕设置在所述壳体壁(10)的第一侧上的所述孔口(10a)的轴向套环(10b)，其中在壳体壁(10)的轴向套管(10b)的径向外表面与环形凹部(16)的内表面之间设有O形圈。

7.包括第一连接器组件和第二连接器组件的系统，所述第一连接器组件和第二连接器组件配置成将第一和第二导体端子(12)安装在第一和第二壳体壁(10)的孔口(10a)中，其中所述第一和第二壳体壁(10)形成双壁，并且其中安装的第一导体端子和第二导体端子(12)是在安装状态下彼此接合的匹配的凸形连接器端子和凹形连接器端子，其特征在于，第一连接器组件和第二连接器组件中的至少一个是如前述权利要求之一所述的连接器组件。

8.旋转电机，包括至少一个如权利要求1至6之一所述的连接器组件。

9.电池，包括至少一个如权利要求1至6之一所述的连接器组件。

Images