专利名称：自屏蔽高压配电盒的制作方法
技术领域：
本发明涉及电磁干扰(EMI)的抑制，且更特定地涉及在例如汽车、船或飞行器的移动平台的电系统中的EMI抑制。
背景技术：
移动平台典型地包括提供电力的功能模块。典型的功能模块包括但不限制于推进模块、动力转向模块、环境控制模块、安全系统模块、辅助动力模块和速度控制模块。移动平台现在使用高压电系统。例如，电动车辆(EV)和燃料电池车辆利用高压电推进模块。
流过功能模块的线束的电流放射能导致干扰的电磁场。例如，从动力转向模块的线束产生的EMI可以造成有害的寄生电流。另外，EMI可能导致移动平台的模块内的处理器或存储器的故障。封闭在罩内的线路滤波器用于抑制EMI。罩典型地包括围绕滤波器的金属盒。一般地，线路滤波器减小了EMI。罩试图防止EMI干扰周围的电气部件和配线。虽然在控制EMI中有些效果，但线路滤波器和罩的使用增加了成本、尺寸和复杂性。
此外，功能模块的线束典型地包括多个引线，引线在遍及线束的多个位置连接。这样的线束经常包括丰富的冗余连接点、过长的导线和低效的布线。
发明内容
因此，本发明提供了用于封闭电气配线系统内的电连接的配电盒。配电盒包括抵抗电磁场穿透的壳体和多个形成电连接的电导体。镜像板布置在壳体内且产生镜像电流来抑制由流过多个电导体的电流所生成的电磁场。
在一个特征中，壳体包括可移除盖，盖抵抗电磁场的穿透。壳体的周壁的上边缘构造为与盖配合来阻止电磁场在壳体和盖之间经过。
在另一个特征中，壳体包括高度地抵抗电磁场穿透的材料。
在另一个特征中，壳体包括多个用于所述的多个电导体的进口和出口的口。圈与多个口的每个相关。圈使得多个电导体的至少一个能通过它经过且抑制了电磁场的发射。每个圈包括高度地抵抗电磁场穿透的材料。每个圈从壳体延伸基于通过圈的相关的电导体电缆的直径的距离。
在再另一个特征中，汇流条布置在壳体内且电连接到电源的第一接线端。镜像板电地连接到电源的第二接线端。也包括了熔断器，且熔断器具有电连接到汇流条的第一接线端和电连接到多个电导体的一个的第二接线端。
在再另一个特征中，当打开壳体时，互锁安全开关将配电盒内的电压放电。
从详细的描述和附图将更完整地理解本发明，附图中图1是控制了根据本发明的移动平台的运行功能的运行管理系统的功能方框图；图2是运行管理系统的通用的自屏蔽配电盒的侧视图；图3是图2的配电盒的部分的截面视图，图示了盖和壳体的接附；和图4是图2的配电盒的顶视图，其中盖被移除。
具体实施例方式
如下的优选实施例的描述仅在本质上是典型的且决不意图于限制本发明、本发明的应用或使用。为清晰目的，相同的参考数字将在附图中用于识别类似的元件。
图1是控制了移动平台的运行功能的运行管理系统10的功能方框图，移动平台例如汽车、船或飞行器。运行管理系统10包括例如电池的电源14和至少一个通用的自屏蔽配电盒18。配电盒18是自屏蔽电连接封闭件，它提供了对EMI的防护而不要求运行管理系统10包括多个滤波器和屏蔽件。
配电盒18封闭了至少一个在电源14和至少一个功能模块22之间的电接头。功能模块22可以包括但不限制于推进模块、转向模块、环境控制模块、安全系统模块、辅助动力模块和速度控制模块。如果运行管理系统10包括多个功能模块22，配电盒18可包括多个电接头以用作多个电连接的中央接头点。中央接头点消除了过多的部件，减少了冗余的配线且减小了在每个电连接内的导线的长度。
配电盒18是可升级的，使得附加的电连接可能添加在配电盒18内。例如，如果运行管理系统10包括三个功能模块22和一个配电盒18，用于第四和第五功能模块22的电连接可以添加到配电盒18。此外，配电盒18是通用的，使得配电盒18可以用在运行管理系统10内的任何点处。换言之，相同的配电盒18可以用于封闭用于制动模块和内部照明模块的电接头。因此，不要求不同的电连接封闭件。作为替代，多个相同的配电盒18可以遍及运行管理系统10使用。
现在参考图2，图2示出了通用的自屏蔽配电盒18的侧视图。配电盒18包括壳体26和盖30，它们构造为高度地抵抗电磁场的穿透。例如，壳体26和盖30可以由例如钢、镍、铝和/或金的电磁屏蔽合金构造。屏蔽合金提供了对由封闭在配电盒18内的电接头生成的电磁场的最大的衰减。合金基于EMI屏蔽特征选择。例如，铝可以用于屏蔽15到20分贝的EMI。金可以用于屏蔽40到50分贝的EMI。因此，在配电盒18内的电磁场不辐射到配电盒18外。替代地，壳体26和盖30可以镀以屏蔽合金以抵抗电磁场的穿透。
盖30使用任何合适的紧固件接附到壳体26，紧固件使得当添加附加的电连接时盖30能被移除且再次安装。例如，如在图2中示出，盖30可以使用螺钉34联接到壳体。作为替代，盖30可以使用卡扣、闩锁或任何其它可释放的紧固件联接到壳体26。另外，盖30联接到壳体26，使得大体上阻止电磁场在壳体26和盖30之间通过。
现在参考图3，配电盒18的区域的截面视图详细给出了盖30与壳体26的周壁42的上边缘38的配合。盖30与上边缘38以舌槽方式配合，以大体上阻止电磁场在上边缘38和盖30的底面46之间通过。更特定地，上边缘38包括沿周壁42的整个上边缘38延伸的脊50。另外，盖30的底面46包括沿底表面46的整个周边区域延伸的槽54。当盖30放置在壳体26上时，脊50定位在槽54内以提供大体上阻止电磁场在底表面46和上边缘38之间通过的屏障。屏障提供了遍及盖30和壳体26之间的区域的电磁屏蔽特征的完整性而不考虑螺钉34的间距。
配电盒18也包括防止污染的天气屏障58，例如防止水和尘土穿过且损坏封闭的电连接。上边缘38可以包括沿上边缘38的整个周边延伸的凹陷62。天气屏障58是实心圆柱形挤出件，它由湿气、尘土、油污和任何其他围绕配电盒18的污染物不可渗透的弹性材料构造。天气屏障58就位在凹陷62内且当盖30联接到壳体26时在底表面46和上边缘38之间被压缩。作为替代，天气屏障58可以是配合在顶表面46和上边缘38之间的平的垫圈或任何其他合适的防止污染物在盖30和壳体26之间通过的设备。
再参考图2，壳体26包括多个口66，用于电力传导电缆70的进口和出口。每个口66的直径被最小化使得电磁边缘场仅近似地延伸到配电盒18内一个口的直径。在每个口66内圈74联接到壳体26。每个圈74用于保持电缆70的至少一个且用于抑制在其中电缆70通过口66的区域发射电磁场。每个圈74包括高度地抵抗电磁场穿透的材料。即，每个圈74由如上参考了壳体26和盖30的构建所述的屏蔽合金构造或镀以该屏蔽合金。每个圈74可以通过在各口66内为每个圈74攻螺纹而联接到壳体26。作为替代，每个圈74可以使用任何合适的保持装置联接到壳体26。例如，每个圈74可以在各口66内铸造、焊接、模制、铆接或胶合到壳体26。
现在参考图4，图4示出了其中盖30被移除的配电盒18的顶视图。每个圈74从壳体26延伸长度L以提供附加的对从电缆70辐射的电磁场的抑制。每个圈74的长度L基于希望的对电磁辐射的抑制的量、包括在每个圈74内的屏蔽合金和通过相关的圈74的电缆70的直径。例如，长度L可以取决于希望的对电磁辐射抑制的量为从中通过的各电缆70的直径的一倍到两倍。
每个电缆70包括至少一个导线78，导线78在壳体26的内部82内与另一个导线78电连接。为在描述本发明中清晰起见，特定的导线78也将单独地称为导线78A、78B、78C和78D。另外，如在此所使用，电连接的装置将在运行管理系统10内的第一点链结到第二点，以使得电流能从第一点流到第二点。链结可通过直接地将第一点联接到第二点或通过将第一点通过中间导电部件连接到第二点而实现，中间导电部件例如熔断器或导线。例如，一个导线78可以直接地连接到另一个导线78或一个导线78可以连接到熔断器的一端而另一个导线78连接到熔断器的另一端。在后者的实例中，两个导线78电连接使得电流通过中间部件从第一点流到第二点。
配电盒18包括位于壳体26的内部82内的镜像板86。镜像板86在配电盒18内产生镜像电流且接地到壳体26。镜像板86的定向正交于由通过封闭在配电盒18内的电接头的电流所辐射的电磁场。镜像电流生成了电磁场，此电磁场具有与流过每个电连接的每个导线78的电流所生成的电磁场的极性相对的极性。由镜像板86生成的电磁场的相对的极性大体上抵消了由流经每个电连接的电流所辐射的电磁场。
配电盒18包括汇流条90和至少一个具有第一接线端98的熔断器94，第一接线端98电连接到汇流条90。汇流条90也经过导线78A电连接到电源14的第一接线端102。镜像板86经过导线78B电连接到电源14的第二接线端106。每个功能模块22通过封闭在配电盒18内的电连接接收来自电源14的电力。导线78C电连接到功能模块22的第一点且连接到熔断器94的第二接线端110，以向功能模块22提供电力。导线78D电连接到镜像板86且连接到功能模块22的第二点。
当电源14提供电力时，电流从电源的第一接线端102通过导线78A且通过汇流条90流到熔断器94的第一接线端98。电流经过熔断器94且通过导线78C到功能模块22的第一点。电流流经功能模块22以向功能模块22提供电力且通过导线78D流回到镜像板86。电流流经镜像板86以经过导线78B流到电源14的第二接线端106。
在与功能模块22的第一点和电源14的第一接线端102之间流动的电流的方向相对的方向上，电流流经镜像板86。即，在与流经导线78A、汇流条90、熔断器94和导线78C的电流的相对的方向上，电流流经镜像板86。另外，流经镜像板86的电流生成了具有与在电源14的第一接线端102和功能模块22之间流动的电流所生成的电磁场的极性相对的极性的电磁场。因此，任何在配电盒18内由在第一接线端102和功能模块22之间流动的电流所生成的电磁场大体上被流经镜像板86的电流所生成的电磁场所抵消。
在配电盒8内导线78、熔断器94、汇流条90和镜像板86的布局有助于衰减电磁场。布局将导线78、熔断器94、汇流条90和镜像板86放置为靠近壳体26的底表面以最小化任何在配电盒18内辐射的电磁场的扩散。通过最小化电磁场的扩散，配电盒18进一步衰减了电磁场的辐射。
参考图3和图4，配电盒18进一步包括互锁汇流放电开关114，用于当盖30从壳体26分开时将配电盒18内的电压放电。配电盒18包括至少一个跨过每个熔断器94连接的放电电阻器(未示出)。当盖30从壳体26分开时，互锁汇流放电开关114导致放电电阻器将配电盒18内的电压放电。放电率基于放电电阻器的电阻额定值。更特定地，放电电阻器的电阻越高放电越慢，反之亦然。
再参考图4，配电盒18的布局是对称的，以此在导线78A和78B的每侧布置了相等个数的熔断器94。对称布局使得在壳体26内的电连接也是对称的。电连接的对称性使得导线78具有更短的长度，以此减小了电磁场在配电盒18内的传播。作为替代，布局可以是非对称的，使得多个熔断器94和电接头不相等地定位在导线78A和78B的两侧。非对称的布局提供了配电盒18的制造中的便利。当导线78C和78D进入和出离配电盒18时它们可以扭曲。扭曲导线78C和78D也有助于抑制从导线78C和78D辐射的电磁场。
虽然配电盒18已经描述为用于在功能模块22和电源14之间的电接头的中央接头点，配电盒18也可以用于其他电连接。例如，如果电源14是电池，则配电盒18可以用作在120V电源、电池充电功能模块22和电池之间的连接点。
本领域技术人员现在可以从前述的描述中认识到，本发明的宽范围的教示可以以多种形式实施。因此，虽然本发明已经结合其特定的实例描述，但本发明的实际范围不应如此的被限制，因为对研究附图、说明书和如下权利要求书的本领域技术人员，其他修改将变得是显见的。
权利要求
1.一种用于封闭电配线系统内的电连接的配电盒，其包括抵抗电磁场穿透的壳体；多个形成所述的电连接的电导体；和布置在所述的壳体内且生成了抑制由流经所述的多个电导体的电流所生成的电磁场的镜像电流的镜像板。
2.根据权利要求1所述的配电盒，其中所述的壳体包括抵抗电磁场穿透的可移除的盖。
3.根据权利要求2所述的配电盒，其中所述的壳体的周壁的上边缘构造为与所述的盖配合以阻止电磁场在所述的壳体和所述的盖之间通过。
4.根据权利要求1所述的配电盒，其中所述的壳体包括高度地抵抗电磁场穿透的材料。
5.根据权利要求1所述的配电盒，其中所述的壳体包括多个用于所述的多个电导体的进口和出口的口。
6.根据权利要求5所述的配电盒，进一步包括与所述的多个口的每个相关的圈且圈使得所述的多个的电导体的至少一个能经过它通过，所述的圈抑制电磁场的发射。
7.根据权利要求6所述的配电盒，其中每个圈包括高度地抵抗电磁场穿透的材料。
8.根据权利要求6所述的配电盒，其中每个圈从所述的壳体延伸基于相关的从它通过的电导体电缆的直径的距离。
9.根据权利要求1所述的配电盒，进一步包括布置在所述的壳体内且电连接到电源的第一接线端的汇流条。
10.根据权利要求9所述的配电盒，其中所述的镜像板电连接到所述的电源的第二接线端。
11.根据权利要求10所述的配电盒，进一步包括熔断器，熔断器具有电连接到所述的汇流条的第一接线端和电连接到所述的多个电导体的一个的第二接线端。
12.根据权利要求1所述的配电盒，进一步包括互锁安全开关，当打开所述的壳体时，互锁安全开关将配电盒内的电压放电。
13.一种用于降低配线系统内电磁干扰的方法，其包括将包括在所述的配线系统内的至少一个电连接封闭在配电盒的内部区域内；屏蔽由流经多个形成了所述的至少一个电连接的导体的电流所生成的电磁场从所述的配电盒穿透；和抑制生成的电磁场。
14.根据权利要求13的方法，其中所述的屏蔽通过由抗电磁材料构造所述的配电盒来实现。
15.根据权利要求13的方法，进一步包括在所述的配电盒内生成镜像电流，所述的镜像电流生成了相对的电磁场用于抑制所述的生成的电磁场。
16.根据权利要求13的方法，进一步包括屏蔽所述的电磁场通过形成在所述的配电盒内且所述的电导体通过其的口的穿透。
17.根据权利要求16的方法，进一步包括将圈在所述的口的每个内联接到所述的配电盒，所述的圈的每个使所述的电导体的至少一个经过它通过且屏蔽了所述的电磁场通过所述的口的穿透。
18.一种移动平台，其包括电源；功能模块；和容纳了电连接以从所述的电源向所述的功能模块传送电力的配电盒，该配电盒包括抵抗电磁场穿透的壳体；多个形成所述的电连接的电导体；和布置在所述的壳体内且生成了抑制由流经所述的多个导线的电流生成的电磁场的镜像电流的镜像板。
19.根据权利要求18所述的移动平台，其中所述的壳体包括抵抗电磁场穿透的可移除的盖。
20.根据权利要求19所述的移动平台，其中所述的壳体的周壁的上边缘构造为与所述的盖配合，以阻止电磁场在所述的壳体和所述的盖之间通过。
21.根据权利要求18所述的移动平台，其中所述的壳体包括高度地抵抗电磁场穿透的材料。
22.根据权利要求18所述的移动平台，其中所述的壳体包括多个用于所述的多个电导体的进口和出口的口。
23.根据权利要求22所述的移动平台，进一步包括与所述的多个口的每个相关的圈且圈使得所述的多个的电导体的至少一个能经过它通过，所述的圈抑制电磁场的发射。
24.根据权利要求23所述的移动平台，其中每个圈包括高度地抵抗电磁场穿透的材料。
25.根据权利要求23所述的移动平台，其中每个圈从所述的壳体延伸基于相关的从圈中通过的电导体电缆的直径的距离。
26.根据权利要求18所述的移动平台，进一步包括布置在所述的壳体内且电连接到电源的第一接线端的汇流条。
27.根据权利要求26所述的移动平台，其中所述的镜像板电连接到所述的电源的第二接线端。
28.根据权利要求27所述的移动平台，进一步包括熔断器，熔断器具有电连接到所述的汇流条的第一接线端和电连接到所述的多个电导体的一个的第二接线端。
29.根据权利要求18所述的移动平台，进一步包括互锁安全开关，当打开所述的壳体时，互锁安全开关将配电盒内的电压放电。
全文摘要
用于封闭电配线系统内的电连接的配电盒，包括抵抗电磁场穿透的壳体和多个形成电连接的电导体。镜像板布置在壳体内且生成了抑制由流经多个电导体的电流所生成的电磁场的镜像电流。
文档编号H05K9/00GK101077043SQ200580023529
公开日2007年11月21日 申请日期2005年5月19日 优先权日2004年5月21日
发明者S·拉莫斯, E·斯蒂尔, J·索瑟尔 申请人:通用汽车公司