CN117424017A - 使用母线的电力线束 - Google Patents

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CN117424017A CN202310889229.4A CN202310889229A CN117424017A CN 117424017 A CN117424017 A CN 117424017A CN 202310889229 A CN202310889229 A CN 202310889229A CN 117424017 A CN117424017 A CN 117424017A
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K·J·彼得森
D·L·赫姆纳尼
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Abstract

一种电力线束(102)包括保持电力触头(270)的插头壳体(230)和接收在插头壳体的腔室(232)中的母线(202)。电力触头具有配合部分，配合部分具有可分离的配合接口，配合接口被配置为当与头座连接器配合时插入头座连接器(400)的头座触头(404)的头座触头堆叠体(406)中。母线在电力触头的端接部分处焊接到焊接垫(276)。螺栓(300)穿过插头壳体，插头壳体配置为可螺纹连接到头座连接器的螺纹连接器，以将插头壳体固定到头座连接器。

Description

使用母线的电力线束
技术领域
本文的主题总体上涉及电力线束。
背景技术
电连接器用于电连接系统(诸如车辆)内的各种部件。例如，插头连接器可以与头座连接器配合。每个连接器保持触头，当插头连接器耦合到头座连接器时，触头之间产生配合关系。插头连接器通常包括端接到插头连接器的触头的电力电缆，其从插头连接器延伸到另一个部件。电缆线束通常很重且组装在车辆内很麻烦。仍然需要一种消除电力电缆和电缆线束的使用的电力线束。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种电力线束，该电力线束包括插头壳体，该插头壳体具有在端接端和配合端之间延伸的腔室，该配合端配置为与电力线束的头座连接器配合。插头壳体包括在配合端处穿过壳体的孔。电力线束包括接收在腔室中的电力触头。电力触头在插头壳体的配合端处具有配合部分。配合部分包括可分离的配合接口，该配合接口被配置为当配合端与头座连接器配合时插入头座连接器的头座触头的头座触头堆叠体中。电力触头在插头壳体的端接端处具有端接部分。端接部分包括焊接焊盘。电力线束包括在端接端处从腔室延伸的母线。母线在电力触头的端接部分处焊接到焊接垫。电力线束包括接收在孔中并穿过插头壳体的螺栓。所述螺纹连接器配置为可螺纹地联接到所述头座连接器的螺纹连接器，以将所述插头壳体固定到所述头座连接器。
附图说明
现在将参考附图通过示例的方式描述本发明，在附图中：
图1是根据示例性实施例的具有电力线束的电力系统的后透视图。
图2是根据示例性实施例的具有电力线束的电力系统的前透视图。
图3是根据示例性实施例的电力系统的插头连接器的底部透视图。
图4是根据示例性实施例的电力系统的头座连接器的顶部透视图。
图5是根据示例性实施例的插头连接器的分解图。
图6示出了根据示例性实施例的插头连接器的一部分，其示出了联接至电力触头的母线。
图7示出了根据示例性实施例的耦合到头座连接器的触头组件的插头连接器的电力触头。
图8是根据示例性实施例的插头连接器的横截面视图。
图9示出了根据示例性实施例的耦合到头座连接器的触头组件的插头连接器的电力触头。
具体实施方式
图1是根据示例性实施例的具有电力线束102的电力系统100的后透视图。图2是根据示例性实施例的具有电力线束102的电力系统100的前透视图。电力线束102包括用于电连接第一部件104和第二部件106的电力连接器。例如，电力线束102包括插头连接器200和头座连接器400。插头连接器200是设置在一个或多个扁平电力电缆或母线202(例如，在所示实施例中为两个母线202)的端部处的电缆连接器。头座连接器400可以附加地或替代地设置在电力电缆(未示出)的端部处。在所示实施例中，头座连接器400被配置为直接安装到电气部件106。插头连接器200被配置为在配合方向上诸如从上方插入到头座连接器400上，以电连接部件104、106。连接器200、400在第一部件104和第二部件106之间的电力传输线中提供可分离的接口。
在各种实施例中，电力系统100可以是车辆(诸如电动车辆)的一部分。第一部件104可以是车辆的电池，并且第二部件106可以是车辆的电力设备，诸如车辆的逆变器或马达或车辆子系统，诸如充电入口、加热器、压缩机或另一车辆子系统。在替代实施例中，电力系统100可以用于除电动车辆之外的其他应用中。
在示例性实施例中，连接器200、400使用螺纹部件(例如接收在螺纹插入件中的螺栓)机械连接，以连接连接器200、400。在示例性实施例中，连接器200、400是紧凑的或低轮廓的，诸如占用的空间(例如，高度和/或宽度和/或长度)不比对应的母线202多得多。在示例性实施例中，连接器200、400是在其间形成密封接口的密封连接器。插头连接器200密封到母线202。头座连接器400密封到部件106。连接器200、400在配合接口处使用环境密封件彼此密封。螺纹紧固件可以另外密封在连接器200、400内。在示例性实施例中，连接器200、400是触摸安全的，其中任何与所有带电导电元件都是绝缘的，以防止短路、火花、电弧或触摸带电元件的伤害。连接器200、400在配合状态和未配合状态下都是触摸安全的。在示例性实施例中，连接器200、400是抗振动的，以保持沿着输电线的可靠电连接。在示例性实施例中，连接器200、400可以相对于彼此以各种取向配合。例如，母线202可以以不同的角度(例如180°、90°或其他角度)远离连接延伸。虽然在图1和图2中示出了单个接口，但是连接器200、400可以具有多个接口(例如，不是具有双配合接口，而是可以提供各自具有单个配合接口的两个连接器)。
插头连接器200包括母线202、接收母线的端部的壳体230、连接到相应母线202的端部的电力触头270(图3中所示)、以及用于将插头连接器200固定到头座连接器400的螺栓300。壳体230接收母线202、电力触头270和螺栓300。壳体230被配置为与头座连接器400配合。螺栓300用于将插头连接器200机械地连接到头座连接器400。电力触头270用于将母线202电连接到头座连接器400。
头座连接器400包括触头组件402和保持触头组件402的壳体430。触头组件402被配置为连接到电力触头270。触头组件402被配置为电连接到电气部件106，以便向电气部件106供电。壳体430可以保持螺纹插入件，例如螺纹插座，以与螺栓300配合。
图3是根据示例性实施例的插头连接器200的底部透视图。插塞式连接器200包括保持母线202的壳体230和连接到相应母线202的端部的电力触头270。壳体230包括位于底部的开口231，该开口231接收头座连接器400的一部分(如图4所示)。电力触头270通过开口231暴露，用于与头座连接器400配合。可选地，可以在底部设置接口密封件(未示出)以与头座连接器400接口连接。例如，接口密封件可以位于围绕开口231的凹槽中，以与头座连接器400接口连接。
图4是根据示例性实施例的头座连接器400的顶部透视图。头座连接器400包括保持触头组件402的头座壳体430。触头组件402被配置为电连接到电气部件106，以便向电气部件106供电。头座壳体430可以包括从安装凸缘434延伸的护罩432。护罩432围绕触头组件402。护罩432可以在配合期间插入插头连接器200(图3)中。安装凸缘434被配置为安装到部件，诸如第二电气部件106或车辆的底盘或其他部分。
每个触头组件402包括布置在一个或多个头座触头堆叠体406中的头座触头404和耦合到头座触头堆叠体406的头座电力触头408。头座触头404将头座电力触头408电连接到插头连接器200的电力触头270(图3)。在示例性实施例中，头座触头404是插座触头，其在端部处具有配置为接收电力触头270的插座。头座触头404可以是音叉型触头，其在插座的相对侧上具有弹簧梁以与电力触头270配合。在替代实施例中可以使用其他类型的触头。
图5是根据示例性实施例的插头连接器200的分解图，其示出为配合到头座连接器400。插塞式连接器200包括母线202、壳体230、电力触头270和螺栓300。在示例性实施例中，电力触头270焊接到母线202。
在示例性实施例中，母线202是扁平金属母线。母线202可以是带护套的母线，使得母线202是触摸安全的。母线202可以是实芯母线，例如挤压金属母线。可替代地，母线202可以是绞合或编织的扁平电缆。在示例性实施例中，围绕母线202设置母线密封件212。母线密封件212可以密封到母线护套。母线密封件212被配置为抵靠壳体230密封。在各种实施例中，母线密封件212可以是橡胶材料。可选地，可以使用多个母线密封件212来密封各种部件。在示例性实施例中，提供母线套圈214以将母线202固定到壳体230。母线套圈214可以通过闩锁、夹子、紧固件或其他固定元件固定到壳体230。母线套圈214可以将母线密封件212保持在壳体230中。
壳体230由介电材料(诸如塑料材料)制成。可选地，壳体230可以是注射模制部件。在各种实施例中，壳体230是多件式壳体。例如，壳体230可以包括壳体和接收在壳体中的壳体插入件。可替代地，壳体230可以是单件式壳体。
壳体230包括形成腔室232的壁，腔室232接收母线202、电力触头270和螺栓300。在示例性实施例中，壳体230包括顶部234和底部236。壳体230包括在前部240和后部242之间延伸的侧面238。壳体230包括在后部242处的开口244，该开口244提供通向腔室232的入口。母线202被接收在开口244中。母线套圈214可以插入开口244中并且在后部242处联接到壳体230。母线密封件212可以在开口244处密封到壳体230的内表面。在示例性实施例中，底部236限定壳体230的配合端250，并且后部242限定壳体230的终止端252。在替代实施例中，其他取向是可能的。配合端250被配置为配合到头座连接器400。
在示例性实施例中，壳体230包括在腔室232中的接触件通道246，接触件通道246接收电力接触件270。触头通道246与开口244对准，以从开口244接收具有母线202的电力触头270。当电力触头270从后部242装载到壳体230中时，触头通道246在从后到前的装载方向上接收电力触头270。在所示实施例中，触头通道246位于前部240处。
在示例性实施例中，壳体230包括在腔室232中的母线通道248，母线通道248接收母线202。母线通道248与开口244对准，以从开口244接收母线202。当母线202从后部242装载到壳体230中时，母线通道248在从后到前的装载方向上接收母线202。在所示实施例中，母线通道248位于后部242处。母线通道248可以大于触头通道246，因为母线202可以大于电力触头270。
电力触头270是金属导体，例如铝或铜导体。在各种实施例中，电力触头270可以是挤压金属触头。或者，电力触头270可以热锻或冲压成形。在各种实施例中，电力触头270可以被镀覆或涂覆。电力触头270在端接端272和配合端274之间延伸。配合端274被配置为与头座连接器400的相应电力触头配合。端接端272被配置为端接到母线202。电力触头270包括在终端272处的焊接垫276。母线202在终端272处焊接到焊接垫276。在替代实施例中可以使用其他类型的终端。
在所示实施例中，电力触头270是矩形的。然而，在替代实施例中，电力触头270可以具有其他形状。电力触头270包括在配合端274处的配合边缘280。在各种实施例中，配合边缘280可以是底部边缘。电力触头包括第一表面282和与第一表面282相对的第二表面284。配合边缘280在第一表面282和第二表面284之间延伸。配合边缘280被配置为插入到头座连接器400的配合触头中，以将电力触头270电连接到头座连接器400的配合触头。第一表面282和第二表面284限定配合表面，该配合表面被配置为电连接到头座连接器400的配合触头。
在示例性实施例中，电力触头270包括从第一表面282和/或第二表面284延伸的突片286。凸片286用于将电力触头270固定在壳体230中，例如固定在触头通道246中。突片286可以是可偏转的。
图6示出了根据示例性实施例的插塞式连接器200的一部分，其示出了联接至电力触头270的母线202。母线202包括导体204和围绕导体204的护套206。导体204可以是铝导体而不是铜导体，以减轻重量和成本。导体204可以是扁平导体(例如，宽且薄)。导体204可以是大致矩形的。可选地，导体204可以具有圆形边缘。在端部处移除护套206的一部分以暴露导体204。母线202的暴露部分焊接到电力触头270。电力触头270的一部分与母线202重叠并且焊接到母线202，例如焊接到第一表面282。母线202可以形成为特定形状(例如在插头连接器和第一电气部件之间延伸)并且可以在形成时保持形状。这样，可以使母线202在插头连接器和第一电气部件之间相对短(例如，没有浪费长度)。导体可以用于将热量从插头连接器200和头座连接器400消散掉。
在示例性实施例中，母线202包括在母线202的底部处的凹口208。凹口208缩短母线202，例如缩短到大致等于电力触头270高度的高度。例如，母线202具有高度220和厚度222。凹口208减小了端部处的高度220。在所示实施例中，凹口208将高度减小大约25％。电力触头270具有高度290和厚度292。电力触头270具有沿着电力触头270的顶部和底部之间的高度290居中的电力触头中心线294。母线202具有沿着母线202的顶部和底部之间的高度220居中的母线中心线224。在示例性实施例中，母线中心线224从电力触头中心线294偏移。例如，母线中心线224相对于电力触头中心线294向下移动。母线202相对于电力触头270向下移位，以减小组件的轮廓(例如，总高度)，从而减小插头连接器200的轮廓。
图7示出了耦合到头座连接器400的触头组件402的插头连接器200的电力触头270。每个触头组件402包括布置在头座触头堆叠体406中的头座触头404和耦合到头座触头堆叠体406的头座电力触头408。头座触头404将头座电力触头408电连接到插头连接器200的电力触头270。
在所示实施例中，头座触头404是在头座触头404的两端具有插座的双插座触头。在替代实施例中可以使用其他类型的触头。每个头座触头404包括在头座触头404的第一配合端416处的间隙414的相对侧上的弹簧梁410、412。间隙414限定插座，该插座配置为接收电力触头270的底部边缘280。例如，当插头连接器200配合到头座连接器200时，电力触头270在配合方向上从上方插入间隙414中。弹簧梁410、412接合电力触头270的第一和第二表面282、284，以将头座触头404电连接到电力触头270。每个头座触头404包括在间隙424和头座触头404的第二配合端426的相对侧上的弹簧梁420、422。间隙424限定插座，该插座被配置为接收头座电力触头408的顶边缘。弹簧梁420、420接合头座电力触头408的侧表面，以将头座触头404电连接到头座电力触头408。头座触头404布置在头座触头堆406中，使得间隙414、424彼此对准以接收电力触头270和头座电力触头408。头座触头404可以在头座触头堆叠体406内独立地移动，以与电力触头270和/或头座电力触头408对接。
图8是根据示例性实施例的插塞式连接器200的横截面视图。电力触头270和母线202布置在腔室232中。例如，电力触头270位于电力触头通道246中，并且母线202位于母线通道248中。母线202从壳体230向后延伸。例如，母线202通过后部242处的开口244离开壳体230。
通道246、248由壳体230的壁260限定。在示例性实施例中，壳体230的壁260包括在电力触头通道246和母线通道248之间的台阶262。台阶262将电力触头通道246的底部定位在母线通道248的位置上方的竖直高度处。母线通道248的一部分位于电力触头通道246下方，这允许母线202定位在较低的竖直高度处，以减小系统的整体高度或轮廓。例如，端接端252处的壳体230的底部236可以位于配合端250处的壳体230的底部236下方。例如，接收头座连接器400的一部分的底部236处的开口244可以位于后部242处的壳体230的底部236上方。通过向下移位端接端252，插头壳体230的整体轮廓可以减小(例如，与安装有头座连接器400的底盘的顶部相比)。
返回参考图5，在组装期间，电力触头270和母线202通过后部242装载到腔室232中。电力触头270位于壳体230的配合端250处的电力触头通道246中，并且母线202位于壳体230的终止端252处的母线通道248中。在示例性实施例中，电力触头270垂直取向(例如，平行于配合方向)，使得在插头连接器200与头座连接器400配合期间，配合边缘280可以从上方插入头座触头404(图4)。例如，电力触头270沿着电力触头平面延伸，该电力触头平面是竖直平面。
在所示实施例中，母线202的端接部分207(例如，母线202从端接到电力触头270的端部开始的初始长度)垂直取向。母线的端接部分207在竖直取向上离开壳体230。在示例性实施例中，母线202还包括在端接部分207下游的扭转部分208。母线202通过扭转部分208扭转，以使母线202的下游部分209取向成不平行于电力触头270。在所示实施例中，母线202通过扭转部分208扭转90°，使得下游部分209垂直于端接部分207取向。然而，在替代实施例中，母线202可以扭转大于或小于90°。母线202(沿着下游部分209)沿着母线平面延伸，母线平面是水平面。扭转部分208有助于减少母线202在与头座触头404的配合接口处的振动影响。例如，母线202的振动的影响在与母线202的最硬方向相同的方向上最大。因此，由于母线202沿着下游部分209的宽度在左右方向上而不是在上下方向上，母线202的振动在左右方向上最大。因此，母线202的振动垂直于与头座触头404的配合方向，这减少了插头触头和电力触头270之间的磨损或滑动。
图9示出了耦合到头座连接器400的触头组件402的插头连接器200的电力触头270。与图7所示的实施例相比，母线202在图9所示的实施例中具有不同的取向。例如，母线202的端接部分207水平取向，其垂直于电力触头270的竖直取向。母线202包括在导体204的端部处的焊接凸片205。焊接凸片205被配置为焊接到电力触头270的焊接垫276。电力触头270包括凹口288，凹口288减小电力触头270的总高度，但是凹口288接收母线202(例如，以允许插头连接器200的总轮廓或高度减小)。
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2022年7月19日提交的题为“Connector for Solid Busbar(用于固体母线的连接器)”的美国临时申请No.63/390,331的权益，该临时申请的主题通过引用的方式整体并入本文。

Claims (11)

1.一种电力线束(102)，包括：
插头壳体(230)，所述插头壳体具有在端接端(272)和配合端(274)之间延伸的腔室(232)，所述配合端配置为与所述电力线束的头座连接器(400)配合，所述插头壳体包括在所述配合端处穿过所述壳体的孔；
电力触头(270)，其接收在所述腔室中，所述电力触头在所述插头壳体的所述配合端处具有配合部分，所述配合部分包括可分离的配合接口，所述配合接口被配置为当所述配合端与所述头座连接器配合时插入所述头座连接器的头座触头(404)的头座触头堆叠体(406)中，所述电力触头在所述插头壳体的所述端接端处具有端接部分，所述端接部分包括焊接垫(276)；
母线(202)，其在所述端接端处从所述腔室延伸，所述母线在所述电力触头的所述端接部分处焊接到所述焊接垫；以及
螺栓(300)，所述螺栓(300)被接收在所述孔中并穿过所述插头壳体，所述螺纹连接器被配置为螺纹联接到所述头座连接器的螺纹连接器，以将所述插头壳体固定到所述头座连接器。
2.根据权利要求1所述的电力线束(102)，其中，所述母线(202)包括扭转部分，以使所述母线取向为不平行于所述电力触头(270)。
3.根据权利要求1所述的电力线束(102)，其中，所述电力触头(270)是沿着电力触头平面延伸的平面，所述母线(202)包括内部部分和外部部分，所述内部部分位于所述腔室(232)中并且在所述电力触头的所述端接部分处焊接到所述焊接垫(276)，所述外部部分从所述插头壳体(230)的所述端接端(272)延伸，所述外部部分沿着母线平面延伸，所述母线平面取向为不平行于所述电力触头平面。
4.根据权利要求1所述的电力线束(102)，其中，所述母线(202)包括母线密封件(212)，所述母线密封件密封地联接在所述母线和所述插头壳体(230)之间。
5.根据权利要求1所述的电力线束(102)，其中，所述母线(202)包括联接到所述母线的母线套圈(214)，所述母线套圈可移除地联接到所述插头壳体(230)以将所述母线固定到所述插头壳体。
6.根据权利要求1所述的电力线束(102)，其中，所述电力触头(270)沿着电力触头中心线(294)延伸，所述母线(202)包括相对于所述电力触头中心线偏移的母线中心线(224)。
7.根据权利要求1所述的电力线束(102)，其中，所述母线(202)包括在所述电力触头(270)下方偏移的凹口(208)。
8.根据权利要求1所述的电力线束(102)，其中，所述腔室(232)包括接收所述电力触头(270)的电力触头通道(246)和接收所述母线(202)的母线通道(248)，所述插头壳体(230)包括在所述电力触头通道和所述母线通道之间的台阶，使得所述母线通道的一部分位于所述电力触头通道下方。
9.根据权利要求1所述的电力线束(102)，其中，所述电力壳体包括顶部(234)和底部(236)，所述电力壳体包括在所述底部处的开口(244)，所述开口(244)被配置为通过所述开口接收所述头座连接器(400)的一部分，所述插头壳体(230)在所述端接端(272)处位于所述开口下方。
10.根据权利要求1所述的电力线束(102)，其中，所述螺栓(300)包括螺栓密封件，所述螺栓密封件被配置为密封在所述螺栓和所述插头壳体(230)之间。
11.根据权利要求1所述的电力线束(102)，其中，所述母线(202)是扁平电缆，所述扁平电缆的宽度是所述扁平电缆的厚度的至少十倍。
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