用于将逆变器母线排电连接到驱动单元的电连接器的连接器组件和方法以及这种驱动单元与流程

1.本发明涉及一种用于将逆变器母线排电连接到驱动单元的电连接器的连接器组件，该连接器组件包括：载体；中间母线排，其包括带有孔的第一端子、以及延伸穿过第一端子的孔的第一紧固元件，其中，中间母线排安装到载体并且中间母线排可通过第一紧固元件连接到逆变器母线排。


背景技术：

2.混合动力和全电动车辆包括电力蓄电池（普遍为电池）和用于驱动车辆轮胎的马达。逆变器布置在电力蓄电池和马达之间，以汇聚电力蓄电池的累计功率并向马达供应电力。在当代，这些电驱动单元变得更加集成化以降低驱动单元的成本和包装。然而，即使是在这种构型中，逆变器的母线排也需要通过电导体连接到马达的电连接器以横跨逆变器母线排和马达的电连接器的偏置量。
3.在us 9,112,397 b2中公开了如最初描述的连接器组件。逆变器端子板安装由母线排形成的电导体，该母线排一体地包括逆变器站点连接端子和马达站点连接端子。
4.在us 9,112,397 b2中公开了连接器组件的第二实施例，其中，逆变器端子板安装电导体，该电导体通过编织线连接逆变器站点连接端子和马达站点连接端子。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种逆变器母线排到驱动单元的电连接器的连接件以横跨逆变器母线排和电连接器之间的标称偏置量，该标称偏置量补偿了逆变器母线排和电连接器之间的位置偏差，同时减小了逆变器母线排的静态负载并具有抗振能力。
6.该目的通过一种用于将逆变器母线排电连接到驱动单元的电连接器的连接器组件来实现，该连接器组件包括：载体；中间母线排，其包括带有孔的第一端子、以及延伸穿过第一端子的孔的第一紧固元件，其中，中间母线排安装到载体并且中间母线排可通过第一紧固元件连接到逆变器母线排，其中，载体包括限定纵向轴线的定位销，所述定位销适于容纳在驱动单元的壳体的容座中，使得载体能够沿纵向轴线的方向轴向滑动；以及第一紧固元件相对于定位销的纵向轴线以一径向间隙布置在第一端子的孔内。
7.根据本发明的连接器组件具有如下的优点：可以在不使用线的情况下补偿逆变器母线排和电连接器之间的位置偏差。线容易受到例如从驱动单元本身或由车辆移动引起的振动的影响，从而限制了连接器组件的使用寿命。此外，发明性连接器组件在将中间母线排连接到逆变器母线排上之后未在逆变器母线排上引起静态负载。通过定位销或者载体的可滑动布置避免了逆变器母线排沿平行于定位销的纵向轴线的方向的张紧。通过第一紧固元件和第一端子的孔之间的径向间隙避免了逆变器母线排沿径向于定位销的纵向轴线的方向的张紧。此外，连接器组件上的附加的外部负载（诸如，振动）将由定位销承载。
8.在本公开的上下文中，第一紧固元件和第一端子的孔之间的相对于定位销的纵向
轴线的径向间隙应被理解为包括第一紧固元件和第一端子的孔之间的在径向延伸到定位销的纵向轴线的平面中的任何间隙。
9.在本公开的上下文中，母线排应意在包括作为导电条或导电排，其可以被认为具有合理的刚性，特别是与线相比被认为具有刚性。此外，孔应被理解为延伸穿过元件的每个开口，其中，开口可以具有封闭轮廓（诸如，钻孔（bore））或沿相对于孔的纵向轴线的径向方向具有开放轮廓（诸如，槽或凹部）。
10.此外，定位销可以具有允许定位销沿着其纵向轴线在容座内部滑动的每种横截面轮廓。例如，定位销可以具有圆形、椭圆形或矩形横截面轮廓。还可构想的是，定位销的横截面轮廓为月牙形或具有弯曲矩形的形状。从横截面轮廓的一端到另一端的跨度可以大于定位销沿纵向轴线的方向的范围。
11.为了补偿逆变器母线排和驱动单元的电连接器之间的经分析确定的最大位置偏差，第一紧固元件和第一端子的孔的标称径向间隙可以是例如1 mm和更大。
12.连接器组件可以被构造成将一个或多个逆变器母线排连接到一个或多个电连接器。特别地，连接器组件可以被构造成经由三个中间母线排将三个逆变器母线排连接到三个电连接器。
13.如果连接器组件被构造成将至少两个逆变器母线排连接到两个电连接器，则载体可以包括一个或多个肋，所述肋被构造成将两个相邻的中间母线排或者两个相邻的电连接器和/或两个逆变器母线排彼此分离。
14.载体可以至少部分地由电绝缘材料制成，以避免中间母线排和/或逆变器母线排之间的任何短路。在本发明的实施例中，连接器组件可以包括第二紧固元件，并且中间母线排可以具有带有孔的第二端子，其中，第二紧固元件延伸穿过第二端子的孔以用于在中间母线排和驱动单元的电连接器之间建立连接。在该实施例中，载体可以包括接收第二紧固元件的螺纹钻孔。为此，载体可以包括螺纹插入件，该螺纹插入件设置有由导电材料制成的所述螺纹钻孔。另外或替代地，载体的螺纹插入件可以由金属材料制成，以避免紧固元件的不希望的松动。
15.此外，第二紧固元件可以沿平行于定位销的纵向轴线的方向以一间隙布置在中间母线排的第二端子的孔内。以这种方式，可以避免中间母线排和驱动单元的电连接器之间的沿平行于定位销的纵向轴线的方向的张紧。此外，第二紧固元件可以至少沿垂直于定位销的纵向轴线的方向以一间隙布置在中间母线排的第二端子的孔内。
16.在本发明的另外的实施例中，载体可以包括具有由导电材料制成的带有孔的插入件，其中，第一紧固元件布置在插入件的孔内部并且插入件与第一紧固元件和中间母线排接触。对于该实施例，来自逆变器母线排的电流可以以足够低的接触电阻传输到中间母线排。另外或替代地，载体的插入件可以由金属材料制成，以避免紧固元件的不希望的松动。
17.在本发明的另一个实施例中，连接器组件可以进一步包括第三紧固元件，其中，载体可以具有孔并且载体可通过延伸穿过载体的孔的第三紧固元件连接到驱动单元的壳体，其中，第三紧固元件沿平行于定位销的纵向轴线的方向以一间隙布置在载体的孔内。将载体安装到驱动单元的壳体上防止了连接器组件振动（例如，由于来自马达的激励或来自车身移动的激励所致）。此外，对于该实施例，可以避免的是：当将载体安装到驱动单元的壳体上时，引起经由载体沿平行于定位销的纵向轴线的方向作用在逆变器母线排上的另外的外
部负载。为了补偿逆变器母线排和驱动单元的电连接器之间的最大位置偏差，第三紧固元件和载体的孔之间的沿平行于定位销的纵向轴线的方向的标称间隙可以是例如2 mm和更大。此外，第三紧固元件可以至少沿垂直于定位销的纵向轴线的方向以一间隙布置在载体的孔内。特别地，就考虑第三紧固元件的标准化间隙而言，可以选择间隙。
18.例如，载体的孔可以具有细长形状，或者它可以是沿平行于定位销的纵向轴线的方向开放的槽。
19.该目的进一步通过一种驱动单元来实现，该驱动单元包括：带有容座的壳体；逆变器母线排，其用于与逆变器电连接；电连接器，其用于与电负载电连接；以及根据前述权利要求中任一项所述的连接器组件，其中，定位销容纳在壳体的容座内、能够沿轴向方向滑动，并且中间母线排通过第一紧固元件连接到逆变器母线排。
20.驱动单元显示出与单独的发明性连接器组件相同的优点。因此，在此参考以上相关解释。
21.轴向方向平行于定位销的纵向轴线，定位销沿该轴向方向可滑动地容纳在壳体的容座内。
22.壳体的容座具有允许定位销沿着定位销的纵向轴线在容座内部滑动的横截面轮廓。特别地，容座的横截面轮廓与定位销的横截面轮廓互补。特别地，容座的横截面轮廓可以是圆形、椭圆形、矩形、月牙形，或者可以具有弯曲矩形的形状。
23.在驱动单元的实施例中，中间母线排可以通过第二紧固元件连接到电连接器。因此，可以在中间母线排和电连接器之间建立固定的连接以避免这两个部分之间的显著的相对运动。
24.在驱动单元的另一个实施例中，电连接器可以包括第二紧固元件所延伸穿过的孔，其中，第二紧固元件沿平行于定位销的纵向轴线的方向以一间隙布置在电连接器的孔内。对于该实施例，可以避免的是：由电连接器和中间母线排之间的连接产生的平行于定位销的纵向轴线的张力经由载体作用在逆变器母线排上。为了补偿逆变器母线排和驱动单元的电连接器之间的最大位置偏差，第三紧固元件和载体的孔之间的沿平行于定位销的纵向轴线的方向的标称间隙可以是例如1 mm或更大。此外，第二紧固元件可以沿垂直于定位销的纵向轴线的方向以一间隙布置在电连接器的孔内。
25.在驱动单元的实施例中，载体可以通过延伸穿过载体的孔的第三紧固元件连接到壳体，其中，第三紧固元件的夹持力沿横向于定位销的纵向轴线的方向作用。特别地，夹持力可以沿一个方向作用，使得在载体和壳体之间建立自锁连接，即由夹持力引起的载体和壳体之间接触的摩擦力超过了载体的轴向分量。对于该实施例，可以避免的是：在将载体紧固到壳体时，平行于定位销的纵向轴线的力经由载体作用在逆变器母线排上。
26.在驱动单元的另外的实施例中，可以包括电连接器和中间母线排之间的平面接触和/或逆变器母线排和中间母线排之间的平面接触。对于该实施例，来自逆变器母线排的电流可以经由中间母线排以足够低的接触电阻传输到电连接器。
27.在驱动单元的实施例中，第一紧固元件可以是被接收在逆变器母线排的螺纹钻孔中或由螺母接收的第一螺钉。在驱动单元的另一个实施例中，第二紧固元件是由载体的螺纹钻孔接收的第二螺钉，其将电连接器夹持在中间母线排和载体之间。
28.除此之外，本发明的目的通过一种用于通过连接器组件、特别是通过如上文所描
述的连接器组件将逆变器母线排电连接到驱动单元的电连接器的方法来实现，该方法包括以下步骤：将具有中间母线排的载体安装到壳体上，使得载体能够沿第一方向滑动；通过沿第一方向滑动载体来使中间母线排与逆变器母线排接触；将中间母线排紧固到逆变器母线排；以及将中间母线排紧固到驱动单元的电连接器。
29.发明性方法具有如下的优点：中间母线排可以连接到逆变器母线排，而不在逆变器母线排上施加静态负载。
30.该方法的实施例可以包括如下的另外的步骤：在将载体安装到壳体上时，将驱动单元的电连接器定位在载体和中间母线排之间。
31.该方法的另一个实施例可以包括如下的另外的步骤：在将中间母线排紧固到驱动单元的电连接器之后，将载体紧固到壳体。
附图说明
32.随后，将通过示例的方式参考附图来描述本发明，在附图中：图1是具有发明性连接器组件的驱动单元的分解图，其中壳体被部分地切掉；图2是图1的细节z的按比例放大图；图3是如图1的驱动单元的连接器组件的第一透视细节图；图4是如图1的驱动单元的连接器组件的第二透视细节图，以及图5是用于通过连接器组件将逆变器母线排电连接到驱动单元的电连接器的发明性方法的过程序列。
具体实施方式
33.图1至图4描绘了发明性连接器组件2的示例性实施例，该连接器组件将电驱动单元1的逆变器母线排24、24'、24''连接到马达连接器26、26'、26''。
34.电驱动单元1包括逆变器30，该逆变器将图中未表示的电池的电力传输到电动马达31。逆变器30包括用于将逆变器30连接到电负载的三个逆变器母线排24、24'、24''，其中，逆变器母线排24、24'、24''中的每一个表示一个电相。
35.在本实施例中，逆变器母线排24、24'、24''具有扁平形状。然而，也可以为母线排24、24'、24''构想与扁平截然不同的形状。三个逆变器母线排24、24'、24''通过绝缘盖32彼此分离并电绝缘。在不存在绝缘盖的自由端处，逆变器母线排24、24'、24''中的每一个设置有螺纹钻孔25、25'、25''以将逆变器母线排24、24'、24''连接到连接器组件2。
36.电动马达31包括三个马达连接器26、26'、26''以用于将电动马达31连接到电源，在本实施例中，电源为电池。在本实施例中，马达连接器26、26'、26''中的每一个包括具有扁平矩形形状的端子27、27'。然而，也可以为端子27、27'构想与扁平或矩形截然不同的形状。端子27、27'中的每一个包括细长通孔28、28'。在图中，包括马达连接器26''的通孔的端子被隐藏。还将可构想对马达连接器26、26'、26''的端部开放的槽。
37.逆变器母线排24、24'、24''过连接器组件2连接到马达连接器26、26'、26''，该连接器组件包括载体3和三个中间母线排16、16'、16''。
38.连接器组件2的载体3至少部分地由电绝缘材料制成，并且包括彼此垂直布置的第一连接部分4和第二连接部分5。两个加劲肋7、7'在第一连接部分4和第二连接部分5之间延
伸，以加强载体并且在空间上将三个中间母线排16、16'、16''彼此分离。
39.载体3进一步包括限定纵向轴线l1的定位销15。定位销15容纳在壳体29的容座（该容座在图中被隐藏）中，使得载体3能够沿平行于纵向轴线l1的方向滑动。横向于纵向轴线l1作用在载体3上的外部负载将由定位销15承载。在本实施例中，定位销15沿着纵向轴线l1具有圆形轮廓。然而，可构想允许定位销15沿着纵向轴线l1在壳体29的容座中滑动的所有其他轮廓，例如椭圆形、矩形、月牙形或弯曲矩形。就此而言，壳体29的容座可以相对于定位销15的形状具有互补的形状。定位销15和壳体29的容座可以形成为使得在定位销15和壳体29的容座之间建立松配合或过渡配合。
40.中间母线排16、16'、16''安装到载体3的第一连接部分4使得它们固定在由第一连接部分4勾画的平面中并且可垂直于所述平面滑动。中间母线排16、16'、16''中的每一个包括第一端子17、17'、17''，在本实施例中，该第一端子具有与逆变器母线排24、24'、24''的形状互补的扁平形状。特此，确保了中间母线排16、16'、16''的第一端子17、17'、17''和逆变器母线排24、24'、24''之间的平面接触，从而降低电接触电阻。为了将中间母线排16、16'、16''固定到逆变器母线排24、24'、24''，呈第一螺钉21、21'、21''形式的第一紧固元件延伸穿过载体3的插入件8、8'、8''中的孔9、9'、9''。进一步地，第一螺钉21、21'、21''相对于定位销15的纵向轴线l1以一径向间隙延伸穿过中间母线排16、16'、16''的第一端子17、17'、17''中的孔18、18'、18''。第一螺钉21、21'、21''容纳在逆变器母线排24、24'、24''的螺纹钻孔25、25'、25''中，从而将中间母线排16、16'、16''的第一端子17、17'、17''夹持在载体3的第一连接部分4和逆变器母线排24、24'、24''之间。由于中间母线排16、16'、16''的第一端子17、17'、17''中的孔18、18'、18''和第一螺钉21、21'、21''之间的径向间隙、以及定位销15在壳体29的容座内的可滑动布置所致，可以补偿逆变器母线排24、24'、24''和壳体29的容座之间的位置偏差，使得并未通过将中间母线排16、16'、16''连接到逆变器母线排24、24'、24''而将静态负载施加到逆变器母线排24、24'、24''。
41.在本实施例中，插入件8、8'、8''的孔9、9'、9''和第一端子17、17'、17''中的孔18、18'、18''具有相同的直径。然而，可构想的是，插入件8、8'、8''的孔9、9'、9''和端子17、17'、17''的孔18、18'、18''的直径不同。特别地，插入件8、8'、8''的孔9、9'、9''的直径可以大于第一端子17、17'、17''的孔18、18'、18''的直径。
42.插入件8、8'、8''可以由导电材料制成，以降低逆变器母线排24、24'、24''和中间母线排16、16'、16''的连接的接触电阻。另外或替代地，插入件8、8'、8''可以由金属材料制成，以避免第一紧固元件21、21'、21''的不希望的松动。
43.载体3进一步包括两个引导肋14、14'，这两个引导肋也可以被称为分离肋。在组装条件下，第一引导肋14被接收在第一间隙33中并，且第二引导肋14'被接收在第二间隙33'中，其中，第一间隙33由逆变器母线排24和逆变器母线排24'的自由端构成，并且第二间隙33'由逆变器母线排24'和逆变器母线排24''构成。因此，在使定位销15或者载体3沿着纵向轴线l1滑动时，引导肋14、14'将载体3引导到专用位置中，之后将中间母线排16、16'、16''连接到逆变器母线排24、24'、24''。此外，引导肋14、14'在空间上将逆变器母线排24、24'、24''彼此分离以及电绝缘。
44.进一步地，中间母线排16、16'、16''中的每一个包括第二端子19、19'、19''，在本实施例中，该第二端子具有与马达连接器26、26'、26''的相关端子27、27'的形状互补的扁
平矩形形状。因此，还将可构想第二端子19、19'、19''的背离扁平或矩形的形状。中间母线排16、16'、16''的第二端子19、19'、19''布置成垂直于中间母线排16、16'、16''的第一端子17、17'、17''并平行于载体3的第二连接部分5。载体3的第二连接部分5和中间母线排16、16'、16''的第二端子19、19'、19''相隔距离d1，该距离限定了其中布置有马达连接器26、26'、26''的端子27、27'的槽。
45.呈第二螺钉22、22'、22''形式的第二紧固元件容纳在被包括在载体3中的插入件12、12'、12''的螺纹钻孔13、13'、13''中。第二螺钉22、22'、22''延伸穿过中间母线排16、16'、16''的第二端子19、19'、19''中的孔20、20'、20''和马达连接器26、26'、26''的端子27、27'的细长通孔28、28'。第二螺钉22、22'、22''的螺纹力将马达连接器26、26'、26''夹持在载体3的第二连接部分5和中间母线排16、16'、16''之间。
46.在组装条件下，端子27、27'的细长通孔28、28'沿平行于定位销15的纵向轴线l1的方向延伸。因此，第二螺钉22、22'、22''沿定位销15的纵向轴线l1的方向以一间隙布置在细长通孔28、28'内。因此，并未通过将中间母线排16、16'、16''与马达连接器26、26'、26''连接而经由载体3沿纵向轴线l1的方向将静态负载施加到逆变器母线排24、24'、24''。
47.载体3进一步包括两个固定部分6、6'，每个固定部分包括插入件10、10'。插入件10、10'包括孔11、11'，呈第三螺钉23、23'形式的第三紧固元件延伸穿过所述孔。第三螺钉23、23'容纳在壳体29的螺纹钻孔中。特此，载体3固定到壳体29，从而减少了从驱动单元1的任何源引起的振动。壳体29的螺纹钻孔位于壳体29的在图1和图2中被切掉的部分中。
48.在本实施例中，孔11、11'具有平行于定位销15的纵向轴线l1延伸的细长形状。然而，可构想孔11的所有形状，这些形状在孔11、11'和第三螺钉23、23'之间沿平行于定位销15的纵向轴线线l1的方向实现间隙。
49.连接器组件2和马达31被连接到壳体29的壳体盖所覆盖，以保护电连接件免受环境影响。为透明起见，图1至图4中未描绘壳体盖。
50.在图5中的是用于通过连接器组件将逆变器母线排电连接到驱动单元的电连接器的方法的过程序列。在第一过程步骤v1中，将包括中间母线排16、16'、16''的载体3（见图1至图4）安装到壳体29上，使得载体3能够沿第一方向滑动。在将载体3安装到壳体29上时，驱动单元1的电连接器26、26'、26''定位在载体3和中间母线排16、16'、16''之间。在第二过程步骤v2中，通过沿第一方向滑动载体来使中间母线排16、16'、16''与逆变器母线排24、24'、24''接触。在随后的过程步骤v3中，将中间母线排16、16'、16''紧固到逆变器母线排24、24'、24''。在第四过程步骤v4中，将中间母线排16、16'、16''紧固到驱动单元1的电连接器。在第五过程步骤v5中，将载体3紧固到壳体29。
51.附图标记列表1 驱动单元2 连接器组件3 载体4 连接部分5 连接部分6、6' 固定部分7、7' 加劲肋
8、8'、8'' 插入件9、9'、9'' 孔10、10' 插入件11、11' 孔12、12'、12'' 插入件13、13'、13'' 螺纹钻孔14、14' 引导肋15 定位销16、16'、16'' 中间母线排17、17'、17'' 第一端子18、18'、18'' 孔19、19'、19'' 第二端子20、20'、20'' 孔21、21'、21'' 螺钉22、22'、22'' 螺钉23、23' 螺钉24、24'、24'' 逆变器母线排25、25'、25'' 螺纹钻孔26、26'、26'' 马达连接器27、27' 端子28、28' 孔29 壳体30 逆变器31 马达32 盖33、33' 间隙d 距离l 纵向轴线。