用于车辆的电池管理系统连接器的制造方法

用于车辆的电池管理系统连接器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于车辆的电池管理系统连接器，其可以防止用于管理混合电动车中电池的电池管理系统（BMS）的“闩锁”。BMS连接器要求连接器以特定的顺序插入到连接器座中。具体地，在任何连接器可以插入到第二连接器端口中之前，第一连接器必须首先插入到第一连接器插入口中以解锁布置在第一连接器插入口与第二连接器插入口之间的锁定模块。
【专利说明】用于车辆的电池管理系统连接器
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于车辆的电池管理系统(BMS)连接器。更具体地，本发明涉及可以防止用于管理混合电动车中电池的BMS的闩锁(latch-up)的安全连接器。
【背景技术】
[0002]通常，混合电动车使用内燃机和利用来自电池的动力作为动力源的电动机。经常地，锂电池被用作混合电动车中电动机的动力源。锂电池可被分为两类，使用液体电解质的锂离子电池，以及使用固体聚合物电解质的锂聚合物电池。
[0003]通常根据电池的期望容量以单个模块或串联连接大约50到100个单元的组合的形式制造这些高电压电池。
[0004]例如，串联型混合动力车，发动机起到能源的作用，以旋转发电机对电池充电。在该系统中，根据用于驱动车辆的驱动电动机中消耗的电力和电池充电状态确定发电容量。发电机控制单元(GCU)通常实施成确定发电容量。GCU从电池管理系统(BMS)的电动机控制单元(MCU)接收信息，使得可以确定发电容量。
[0005]在混合动力车中BMS通常实施成管理车辆的大容量电池系统。BMS的部分或整个内部电路可能因BMS部件装配过程中的简单错误而受到损坏，这是由于因浪涌(surge)的“闩锁”现象。
[0006]“闩锁”是通常用于集成电路(ICs)领域描述特定类型的短路的术语，其可以发生在不当设计或损坏的电路中。更为具体地，“闩锁”是例如MOSFET电路的电源轨之间低阻抗路径的无意创造，触发了破坏BMS的适当功能的寄生结构，甚至可能因过流而导致BMS的破坏。因此，通常需要动力循环来纠正这种情形。
[0007]例如，如图1所示，连接器(未示出)应当顺序地插入到设置至连接器座10的四个连接器插入口 11中。也就是，连接器应当以①一②一③一④的顺序插入到四个连接器插入口中。因此，如果在装配连接器的过程中不以该特定顺序插入部件，则由于因工人粗心而改变连接器插入顺序的失误，可能损坏部件。
[0008]已经提出某些技术作为上述问题的可能解决方案(例如，美国专利第7828584号，美国专利公开第2002-0081901号，日本专利申请公开第2008-0130420号，日本专利申请公开第2005-0322574号等)，然而，大多数这些解决方案涉及浪涌保护。因此，仍然难以防止装配线上的工人使连接器不正确地排序。
[0009]上述在该【背景技术】部分公开的信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可能含有不构成在该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。

【发明内容】

[0010]本发明致力于解决上述与现有技术相关的问题。因此，本发明提供用于车辆的电池管理系统(BMS)连接器。BMS连接器可被实施为防止BMS闩锁的安全连接器，其允许连接器分别插入到连接器插入口中使得第二连接器仅能够在第一连接器插入到第一连接器插Λ口中后插入到第二连接器插入口中。
[0011]通过在分别插入各个连接器的连接器插入口内设置锁定模块来实施BMS连接器，使得各个连接器仅能够以特定的预定顺序插入到连接器插入口中，从而在装配连接器的过程中保护高价部件并显著加强安全性。
[0012]一方面，本发明提供BMS连接器，其包括:连接器座，配置成具有多个连接器插入口，连接器分别插入到该多个连接器插入口中；以及锁定模块，在连接器座中的连接器插入口之间的边界上配置成通过仅与进入一个连接器插入口中的连接器的接触引起的旋转而被拉回，同时具有在一个方向上可旋转的结构。因此，连接器仅以特定的预定顺序被顺序地插入到连接器插入口中，从而防止因不当装配导致的部件损坏。
[0013]在示例性实施方式中，锁定模块可以包括:锁定杆，具有形成在其两侧的一个或更多接触片，该接触片围绕安装在连接器座上的轴可旋转并接触连接器；以及弹簧，通过围绕轴的周边插入而被支承并且在一个方向弹性支承锁定杆，同时弹簧的两个端部分别固定至锁定杆的接触片。
[0014]在另一示例性实施方式中，弹簧可以是盘簧，并且可以以弹簧的直线弯曲部插入到形成在轴中的槽部中的结构进行安装。
[0015]在又一示例性实施方式中，弹簧的两个端部可以通过分别插入到从锁定杆的中心延伸到两个接触片的沟槽中而形成。
[0016]下面讨论本发明的其它方面和示例性实施方式。
【专利附图】

【附图说明】
[0017]现在将参考本发明的某些示例性实施方式来详细地说明本发明的上述和其它特征，其在所附附图中说明，下文给出的这些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本发明的限制，其中:
[0018]图1是示出常规电池管理系统(BMS)连接器的透视图；
[0019]图2是示出根据本发明示例性实施方式的BMS连接器的透视图；
[0020]图3是示出根据本发明示例性实施方式的BMS连接器的锁定模块的透视图；
[0021]图4是示出根据本发明示例性实施方式的BMS连接器的锁定模块的截面透视图；并且
[0022]图5是示出根据本发明示例性实施方式的BMS连接器中锁定模块的工作状态的平面图。
[0023]应当理解到，所附的附图并非必然是按比例的，其说明了本发明基本原理的各种示例性特征的一定程度上简化的代表。本文公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体大小、方向、位置和形状将部分取决于具体的既定用途和使用环境。
[0024]在附图中，附图标记在几张图中通篇指代本发明的相同或等同部件。
【具体实施方式】
[0025]下面将详细地参照本发明的各个实施方式，其实施例图示在所附附图中，并在下文加以描述。尽管将结合示例性实施方式描述本发明，但应当理解，本说明书无意于将本发明局限于这些示例性实施方式。相反，本发明不仅要涵盖这些示例性实施方式，还要涵盖由权利要求所限定的本发明的精神和范围内的各种替代形式、修改、等效形式和其它实施方式。
[0026]应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、燃烧、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。
[0027]本文使用的术语仅仅是为了说明具体的实施方式的目的而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种(a、an和the)”也意在包括复数形式，除非上下文中清楚指明。还可以理解的是，在说明书中使用的术语“包括(compr i s e s和/或compr i s i ng ) ”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。
[0028]图2是示出根据本发明示例性实施方式的电池管理系统(BMS)连接器的透视图。
[0029]如图2所示，BMS连接器包括锁定模块，其允许连接器仅以预定顺序插入，使得可以从根本上防止连接器以不当顺序插入。
[0030]为此，具有配置且结构设置成在其中接收连接器(未示出)的多个连接器插入口 11的连接器座10设置在BMS连接器的前侧，并且下面用于与连接器电连接的支架/键组(keyset) 24被分别分配至连接器座10的连接器插入口 11。
[0031]通过壁体22将连接器插入口 11分隔成各区域，使得一个连接器能够单独插入到各个连接器插入口 11中。在各个区域内，选择性限制各个连接器进入并允许连接器仅以其预定顺序插入到连接器插入口 11中的锁定模块12被安装在连接器插入口 11之间的边界线上，即在将连接器插入口 11隔开的壁体22上，以便通过与进入到连接器插入口 11中的连接器的接触干涉而允许或限制连接器的进入。
[0032]例如，模块安装部23可以设置在壁体22内下侧的预定空间(例如，通过去除壁体的一部分而形成的空间)内。具有在一个方向上可旋转的结构的锁定模块12可以安装在如上所述设置的模块安装部23中。
[0033]锁定模块12布置成同时设置在分别形成于各个区域两侧的连接器插入口 11的区域内，壁体22介于该连接器插入口 11之间。因此，锁定模块12在经由锁定模块12与进入连接器插入口 11中的连接器的接触而向后拉的同时允许连接器插入到各个连接器插入口11中，或者防止连接器插入到连接器插入口中。
[0034]例如，当BMS连接器设置有四个连接器插入口 11和沿三个内壁体22i分别安装在连接器插入口 11之间的边界线上的三个锁定模块12时，连接器必须以①一②一③一④的准确顺序插入到连接器插入口 11中，使得在锁定模块12顺序工作(锁定杆被顺序向后拉)时可以插入连接器。如果第一连接器不是首先插入到①中，而是试图插入到②中，或者如果第二连接器不是插入到②中，而是试图插入到③中等，则由于锁定模块12不会工作(即，锁定杆不因之前连接器的插入而旋转)，不可以插入连接器。结果，连接器必须以①一②一③一④的顺序插入到连接器插入口 11中，以便在该例子中所有四个连接器插入到BMS连接器中。
[0035]图3是示出根据本发明示例性实施方式的BMS连接器的锁定模块的分解透视图。图4是示出根据本发明示例性实施方式的BMS连接器的锁定模块的截面透视图。
[0036]如图3和4所示，当之前连接器插入到第一连接器口中时，锁定模块12配置成向后旋转(例如，逆时针方向)。通过与沿一个方向进入之前或第一连接器口中的连接器的接触，锁定模块可以被解锁，由此确保适当的顺序。
[0037]锁定模块12包括锁定杆15以及弹簧16，该锁定杆15具有圆柱形本体和接触片14a和14b，该圆柱形本体具有在其中心形成的孔20，该接触片14a和14b形成为从本体沿彼此相反的方向向外平行延伸，该弹簧16作为用于弹性支承锁定杆15的装置。
[0038]锁定杆15选择性地限制后续连接器的插入，直到之前的连接器已经插入到在前的端口中。锁定杆15围绕设置至连接器座10的轴13可旋转地安装，同时通过本体的孔20与轴13联接。
[0039]在如上所述安装的锁定杆15中，本体位置靠近形成于壁体22内的坡形挡块(stopper)(图5的21)。也就是,挡块21阻挡锁定杆15的本体的紧邻后侧。在这种情况下，沿一个方向拉回锁定杆15的一侧并且通过挡块21阻挡锁定杆15的另一侧。也就是，挡块以平行于锁定杆15姿态的坡形形成，这在后面会描述。因此，挡块21使得锁定杆15能够旋转以在一个连接器插入口中工作，并且使得锁定杆15能够旋转以在另一个连接器插入口中被阻挡。
[0040]安装锁定杆15，以使其朝向连接器的入口方向稍微倾斜。例如，位于首先插入连接器的一个连接器插入口 11的区域内的接触片14a的端部面对区域内侧，并且同时，位于下一个插入连接器的、邻近该一个连接器插入口 11的另一个连接器插入口 11的区域内的接触片端部14b的端部面对区域外侧，以便接触进入连接器插入口 11的区域中的连接器。
[0041]弹簧16可以是盘簧，并且弹簧16的上下端可以形成为沿彼此相反的方向弯曲。因此，弹簧16的上下端可以通过分别插入到形成于锁定杆15的两个接触片14a和14b中的沟槽19中来进行固定。这里，沟槽19可以分别形成为从本体的孔20延伸到两个接触片14a 和 14b 中。
[0042]穿过盘簧中心的直线弯曲部17形成在弹簧16的一个端部中，即，在弹簧16上端的端部中，使得利用直线弯曲部17将弹簧16固定至轴13。也就是，在轴13中形成槽部18。该槽部18具有从顶面到轴13下部的预定深度，并且形成在轴13的直径上。将轴13插入到弹簧16中，使得弹簧可以完全围绕该轴，并且将直线弯曲部17插入到槽部18中，从而将弹簧16固定到轴和锁定杆本体15。
[0043]因此，由于弹簧的弹性，当连接器从端口移走时，锁定杆15能够返回到锁定位置。因此，当外力施加到锁定杆15时(例如，当锁定杆15接触连接器时)，锁定杆15可以旋转到未锁定位置，在该未锁定位置，锁定杆15处于与连接器的插入方向基本平行的方向。然而，如果外力被移除，锁定杆15会返回其原始倾斜姿态(即，锁定位置)。
[0044]在下文中将描述如上所述配置的BMS连接器中的锁定模块的工作状态。
[0045]图5是示出根据本发明示例性实施方式的BMS连接器中锁定模块的工作状态的平面视图。在图5中示出安装在①连接器插入口 Ila与②连接器插入口 Ilb之间的锁定模块12的工作状态。很明显，分别安装在②与③之间和③与④之间的锁定模块的工作基本上相同。
[0046]①连接器插入口 Ila是设置成首先插入连接器的连接器插入口，并且②连接器插入口 Ilb是设置成下一个插入连接器的连接器插入口。锁定模块12，即由轴13和弹簧16一起支承的锁定杆15，安装成在两个连接器插入口 Ila与Ilb之间保持倾斜姿态，该两个连接器插入口 Ila与Ilb形成在连接器座10中。
[0047]在这种情况下，锁定杆15的接触片14a的端部在①连接器插入口 Ila的区域中位置面对内侧，并且接触片14b的端部在②连接器插入口 Ilb的区域中位置面对外侧。当第一连接器进入这种状态下的①连接器插入口 Ila时，通过第一连接器的插入力旋转锁定杆15，使得锁定机构沿图5中所示箭头方向旋转，因此第一连接器可以插入到①连接器插入口中。
[0048]然而，如果工人试图将第一连接器插入到②连接器插入口 Ilb中(B卩，还没有连接器插入到①连接器插入口中)，锁定杆15的旋转被挡块21阻挡，因此，第一连接器向②连接器插入口 Ilb中的插入被阻挡。
[0049]然而，当第一连接器插入到①连接器插入口 Ila中时，锁定杆15处于未锁定位置(例如，处于平行于插入方向的方向)。结果，进入②连接器插入口 Iib中的连接器可以在没有锁定模块15干涉的情况下插入到②连接器插入口 Ilb中。
[0050]如果连接器以①一②一③一④的预定顺序插入到连接器插入口中，无论何时当之前的连接器插入到之前的连接器插入口中时，锁定杆15的姿态旋转到未锁定位置，因此锁定杆不干涉下一个插入的连接器。然而，当连接器以不正确的顺序插入到连接器插入口中时，连接器不能插入到连接器插入口中，使得可以从根本上防止工人以不正确的顺序插入连接器。
[0051]根据本发明，用于车辆的BMS连接器设置有使连接器能够仅以特定的预定顺序插入到连接器插入口中的锁定模块，使得可以从根本上防止装配工人以不正确的顺序插入连接器，并由此显著加强连接器装配过程中的安全性，从而保护BMS免受损坏。
[0052]本发明参考其示例性实施方式进行了详细说明。然而，本领域技术人员能够理解，可以在不偏离本发明的原理和精神的情况下对这些实施方式进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同方式限定。
【权利要求】
1.一种用于车辆的电池管理系统(BMS)连接器，包括: 连接器座，配置成具有多个连接器插入口，多个连接器分别插入到所述多个连接器插入口中；以及 锁定模块，配置成经由与进入第一连接器插入口中的第一连接器的接触而旋转，所述锁定模块仅在一个方向上可旋转并且布置在所述连接器座中的所述第一连接器插入口与第二连接器插入口之间的边界上， 其中所述锁定模块要求所述多个连接器顺序地分别插入到所述多个连接器插入口中。
2.根据权利要求1所述的BMS连接器，其中所述锁定模块还包括锁定杆和弹簧，所述锁定杆具有分别形成在其两侧的接触片，所述接触片围绕安装在所述连接器座上的轴可旋转并且与所述多个连接器接触，所述弹簧围绕所述轴的周边设置并在一个方向上弹性支承所述锁定杆，其中所述弹簧的两个端部分别插入到所述锁定杆的接触片中。
3.根据权利要求1所述的BMS连接器，其中所述弹簧是盘簧，并且以所述弹簧的直线弯曲部插入到形成在所述轴中的槽部中的结构进行安装。
4.根据权利要求1所述的BMS连接器，其中所述弹簧的两个端部通过分别插入到从所述锁定杆的中心延伸到两个所述接触片中的沟槽中而形成，以使所述弹簧弹性支承所述锁定杆。
5.一种用于车辆的电池管理系统(BMS)连接器，包括: 连接器座，配置成具有多个连接器插入口，多个连接器分别插入到所述多个连接器插入口中；以及 锁定模块，配置成经由与进入第一连接器插入口中的第一连接器的接触而旋转，所述锁定模块仅在一个方向上可旋转并且布置在所述连接器座中的所述第一连接器插入口与第二连接器插入口之间的边界上。
6.根据权利要求5所述的BMS连接器，其中所述锁定模块还包括锁定杆和弹簧，所述锁定杆具有分别形成在其两侧的接触片，所述接触片围绕安装在所述连接器座上的轴可旋转并且与所述多个连接器接触，所述弹簧围绕所述轴的周边设置并在一个方向上弹性支承所述锁定杆，其中所述弹簧的两个端部分别插入到所述锁定杆的接触片中。
7.根据权利要求5所述的BMS连接器，其中所述弹簧是盘簧，并且以所述弹簧的直线弯曲部插入到形成在所述轴中的槽部中的结构进行安装。
8.根据权利要求5所述的BMS连接器，其中所述弹簧的两个端部通过分别插入到从所述锁定杆的中心延伸到两个所述接触片中的沟槽中而形成，以使所述弹簧弹性支承所述锁定杆。
9.根据权利要求5所述的BMS连接器，其中所述锁定模块要求所述多个连接器顺序地分别插入到所述多个连接器插入口中。
10.根据权利要求9所述的BMS连接器，其中在锁定位置，所述锁定模块的第一端伸入所述第一连接器插入口中并且相反的第二端伸入第二连接器插入口中。
11.根据权利要求9所述的BMS连接器，其中在未锁定位置，所述锁定模块位于与所述多个连接器的插入方向平行的方向，并且所述第一和第二端逆时针旋转到所述边界中。
【文档编号】H01R13/64GK103682828SQ201210493303
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年11月28日 优先权日:2012年9月5日
【发明者】李完 申请人:现代自动车株式会社