高压联锁连接机构的制作方法

专利名称：高压联锁连接机构的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及车辆电气系统，更特别地涉及特别适用于使用混 合动力、电动或燃料电池车辆的高压联锁连接机构。
背景技术：
混合动力、电动或燃料电池车辆一般采用高压电气系统，该系统 包括至少一个高压电源，例如电池、燃料电池、发电机等等。在人(例 如技工)物理接触电气系统的带电元件(例如联锁连接端子)之前， 应该断开高压电源并且释放所有的局部电能。出于这个原因，高压电 气系统可以采用当检测到试图访问联锁连接端子时，起动电源释放(或
断开)的高压联锁(HVIL)控制电路。
HVIL控制电路起动高压电源释放之后，在高压电源充分释放之前 要经过几秒。因此期望为高压电气系统配备至少一个机械屏障(这里 称为延时部件)，该机械屏障防止技工在释放完成之前访问联锁连接 端子。例如， 一个高压连接系统采用螺紋紧固件，该紧固件将访问盖 固定到高压设备。该螺紋紧固件由电联接到HVIL控制电路的护罩覆盖。 为了分离螺紋紧固件并移开访问盖，技工首先将护罩移到打开位置。 这通过起动高压电源断开和释放的HVIL控制电路检测。当技工移开螺 紋紧固件时经过几秒，由此在移开访问盖之前为电源提供时间来释放 到可接受的水平。
虽然采用传统延时部件的高压连接系统 一 般是有效的，在某些方 面仍然是受限的。例如，上述类型的高压连接系统(即采用螺紋紧固 件来固定访问盖的系统)不要求重新装配紧固件来重新连接高压联锁
连接机构。因此，技工不用在维修之后可能不会重新装配螺紋紧固件， 这在稍后的时间再次访问高压端子时致使延时部件无效。
因此应该认识到的是希望提供一种采用防止在高压电源基本释放 之前接近联锁连接端子的延时部件的高压连接系统。如果这样进一 步 希望的是要求重新装配延时部件来重新连接联锁连接机构的高压连接 系统。根据接下来的详细描述和附加的权利要求，结合伴随的附图和前述的技术领域和背景技术，本发明的其他希望特征和特性是显而易见的。

发明内容
提供与高压电气系统一起使用的联锁连接机构。该联锁连接机构 包括插入部分、弹性构件和适合于将插入部分容納在其中的接纳部分。 接纳部分包括访问孔，通过该孔在插入部分容纳在接纳部分中时弹性 构件可访问。该弹性构件联接到插入部分并构造为接合接納部分以防 止插入部分在弹性构件变形之前从接纳部分分离。


此后将结合随后的附图描述本发明，其中相同的数字标识相同的
元件，并且
图1是具有根据本发明示例性实施例的联锁连接机构的概略的高
压连接系统的立体图2是将盖移到打开位置之后图1所示的联锁连接机构的立体图； 图3是沿线2 - 2截取的图2所示的联锁连接机构的横截面视图； 图4, 5和6是沿线2 -2截取的图2所示的联锁连接机构的橫截面视
图，图示了插入部分可以从接纳部分分离的一种方式。
具体实施例方式
接下来的详细描述在本质上仅仅是示例性的并且没有意图限制本 发明或本发明的应用和使用。此外，没有意图通过存在于前述技术领 域、背景技术、发明内容或接下来的详细描述中的任何表迷或暗指的 理论来限制。
图1是概略的高压连接系统10的立体图，根据本发明的第 一 示例性 实施例，在车辆(例如混合动力、电动或燃料电池车辆)上采用该系 统。高压连接系统10包括高压联锁(HVIL)电路14和至少一个联锁连 接机构18。高压连接系统10电联接高压电源12和至少一个高压设备16。 通过举例，高压电源12可采取电池、燃料电池、发电机等等的形式； 并且高压设备16可以采取电动机控制器的形式。
耳关锁连接才几构18可以包括插入部分20、接纳部分22和盖24;然而，
6应该理解的是联锁连接机构1 8可以采用适合于连接高压端子(例如穿
板式连接器)的任何形式。联锁连接机构18电联接在高压电源12和高 压设备16之间。在图示的示例性实施例中，插入部分20通过电线26电 连接到高压电源12,而接纳部分22通过电线28电联接到高压设备16。 联锁连接机构18还电联接到HVIL电路14 ，该电路通过控制信号线30(例 如串行数据线)依次可操作地联接到高压电源12。例如，HVIL端子32 可以安装在接纳部分22上并通过电线34电联接到HVIL电路14。另外， 短路插塞36可以安装在盖24上并且在盖24处于关闭位置(如图l所示) 时接合端子32。 HVIL电路14电监测端子32来确定短路插塞36已经从端 子3 2分离的时间以及由此盖2 4已经从关闭位置移到如图2所示的打开 位置(如下所述)的时间。尽管给出了本实施例，但HVIL电路14可以 适合于确定盖24移到打开位置的时间的任何方式联接到联锁连接机构 18。
在维修高压设备16或高压连接系统10的其它部件之前，技工首先 要分离联锁连接机构18 。 HVIL电路14被构造为通过监测盖24的位置来 检测对联锁连接才几构18的访问意图以及在盖24从关闭位置移开时起动 高压电源12的释放(或断开)。然而，正如先前所阐述的，高压电源 12或高压设备16需要几秒钟来断开或释放所储存的电能。出于这个原 因，联锁连接机构18配备有至少一个延时部件，该部件物理阻止了联 锁连接机构18的分离。以这种方式，联锁连接机构18排除了与包含在 联锁连接机构18中的高压端子的物理接触，直到高压电源12从电路中 完全移除。
在分离联锁连接机构18时，技工首先将盖24从关闭位置移到打开 位置。图2是在盖24已经被移到打开位置之后联锁连接机构18的立体 图。这导致短路插塞36从HVIL端子32的断开。这种断开由HVIL电路M (图l )检测，这开始高压电源12的断开和所有重要的储存电能从该系 统的释放。为了将盖24移到打开位置，技工只是沿箭头38指示的方向 滑动盖24。盖24可以保持在接纳部分22的端部或者代替地移出并放在 一边。
图3是沿线2 - 2截取的联锁连接机构18的横截面视图并且出于清 楚已将盖24移出。在该视图中，可以看出的是接纳部分22包括具有位 于其中的腔和开口端42的外壳40 (例如塑料的)。插入部分20通过开
7口端42插入到外壳40的腔内。至少一个访问孔配备为穿过外壳40的壁。 例如，如图3所示，第一和第二访问孔44和46配备为分别穿过外壳40的 相对壁48和50。外壳40还包括至少一个保持部件；例如外壳40包括第 一和第二保持部件(例如，突出)52和54,该保持部件分别邻近开口 端42位于壁48和50的内表面上。保持部件52和54优选为分别邻近访问 孔44和46设置。
联锁连接机构18的插入部分20包括携有端子58的外壳56 。至少一 个弹性构件联接到外壳56的外部。尤其在图示的示例性实施例中，第 一和第二弹簧夹60和62装配在外壳56的相对壁上。当插入部分20如图2 和3所示容纳在接纳部分22中时，弹簧夹60和52从外壳56向外伸出。如 果技工(或其他人)试图将插入部分20从接納部分22中拉出，弹簧夹 60和62分别贴靠地接合保持部件52和54以防止联锁连接机构18的分 离。
图4 - 6是联锁连接机构18的横截面视图，图示了连接机构18由技 工利用分离工具64 (图4和5)分离的一种方式。分离工具65图示为具 有细长的手柄部分的L形主体；然而可以认识到的是工具64包括^法何一 种适合于插入访问孔44和46的主体。分离工具64可专用于分离联锁连 接机构18。可替换地，工具64包括通常适用于其它应用的工具，例如 螺丝刀、阿伦扳手(Allen wrench)等等。出于简便，工具64可拆卸地 紧固到盖24 (图1和2)。
分离工具64包括适合于插入访问孔44和46的头部，当插入部分20 容纳在接纳部分22中时，该访问孔分别为弹簧夹60和62提供访问途径。 为此，访问孔44和46分别具有足够大允许工具64插入的直径；然而， 访问孔44和46的直径优选为足够小以防止技工(和其他人)利用手指 达到弹簧夹60和62。在将盖24移到打开位置之后(图2),分离工具64 的头部插入访问孔44，如图4中由箭头66所示。工具64接合弹簧夹60并 使弹簧夹60变形(例如，朝向插入部分20的外壳56压缩弹簧夹60)。 与此同时，插入部分20如箭头68所示远离接纳部分22拉动或扭转。这 两个运动允许弹簧夹60的边缘移过如图4中所示的70处的保持部件52 。
参考图5，工具64接下来以箭头72所示的方式插入访问孔46。这使 弹簧夹62变形(例如，朝向插入部分20的外壳56压缩弹簧夹62 )并由 此允许在插入部分20远离接纳部分22拉动或扭转时，弹簧夹62移过保持部件54 (如箭头74所示)。在这个步骤完成之后，弹簧夹60和62不 再贴靠地接合相应的保持部件52和54;因此，现在通过如图6中箭头76 所示远离接纳部分22简单地拉动插入部分20就可分离联锁连接机构 18。
因此应当认识到的是在盖24 (图1和2)已经移到打开位置并且高 压电源12的释放(图1)已经起动之后，必须进行多个步骤来分离联锁 连接机构18。因此，技工必须花费一段时间(例如几秒钟)进行上述 步骤来使插入部分20从接纳部分22分离。这允许高压电源12在技工与 包含于联锁连接机构18中的端子进行物理接触之前断开和/或释放。
维修之后，，联锁连接机构18通过简单地将插入部分20插进接纳部 分22而重新连接。当插入部分20首先插入接纳部分22的开口端42时， 弹簧夹60和62分别由保持部件52和54压缩到插入部分20的外壳56。当 插入部分20完全插入接纳部分22以使端子58接触由接纳部分22携有的 端子时，弹簧夹60和62移过保持部件52和54,并且相应地在接纳部分 22中展开以返回图3所示的位置。因此，与采用上述类型的传统螺紋紧 固件的联锁连接机构对比，联锁连接机构18要求技工重新装配或重置 延时部件以便重新连接连接机构的端子。
虽然在上已经将联锁连接机构18的示例性实施例描述为采用弹簧 夹来将插入部分20保持在接纳部分22中，可以认识到的是可以采用多 种其它合适的弹性保持装置。例如，在某些实施例中，外壳56可由柔 韧的材料制成，该材料在插入部分20插入接纳部分22时可以压缩。可 选择地，弹性保持构件可以采用弹簧偏压设备的形式，例如可在缩回
和展开位置之间移动的球塞。此外，虽然在上已经将联锁连接机构描 述为采用两个延时部件(即弹性构件60和62、保持部件52和54以及访 问孔44和46)，具有创造性的联锁连接机构的其它实施例可以采用任 何数量的延时部件，适合于在足够的 一 段时间防止联锁连接机构18分 离以便允许高压电源12充分释放。
根据上述，应该认识到的是已经提供了采用延时部件的高压连接 系统，其防止访问联锁连接端子直到高压电源基本上释放。进一步应 该认识到的是高压连接系统要求重新装配延时部件来重新连接联锁连 接机构。虽然已经就车辆方面论述了高压连接系统的示例性实施例，' 应该认识到的是高压连接系统的其它实施例可用在希望提供电访问保护的任何方面。此外，这里所用的术语"高压，，指的是其最广泛含义
并且包括期望访问保护的任何电压(例如，对于DC,大概30伏及更高， 对于AC，大概15伏及更高)。
虽然在上述详细描述中给出了至少 一 个示例性实施例，应该认识
到的是存在相当大量的变形。还应该认识到的是示例性实施例仅仅是 示例性的并没有意图以任何方式限制本发明的范围、应用或结构。而 是，上述详细描述为本发明所属领域的技术人员提供实现示例性实施 例的便利路线图。应该理解的是在不脱离所附权利要求及其合法等价 物所阐述的本发明的范围的情况下，在功能和元件配置上可进行各种 改进。
权利要求
1. 一种与高压电系统结合使用的联锁连接机构，包括 插入部分；接纳部分，适合于将插入部分容纳其中，该接纳部分包括访问孔；和弹性构件，联接到插入部分并在插入部分由接纳部分所容纳时通过所述访问孔可访问，该弹性构件:故构造为接合接纳部分以防止在弹 性构件变形之前，插入部分与接纳部分的分离。
2. 如权利要求l所述的联锁连接机构，其特征在于该接纳部分包括夕卜壳，具有内表面和外表面，该访问孔从内表面延伸到外表面；和保持部件，设置于内表面上。
3. 如权利要求2所述的联锁连接机构，其特征在于该弹性构件被构 造为贴靠地接合该保持部件以防止插入部分从接纳部分分离。
4. 如权利要求l所述的联锁连接机构，其特征在于该弹性构件包括 至少一个弹簧夹。
5. 如权利要求4所述的联锁连接机构，其特征在于该插入部分包括 第一壁和第二壁，并且所述至少一个弹簧夹包括第一弹簧夹，固定联接到第一壁；和 第二弹簧夹，固定联接到第二壁。
6. 如权利要求5所述的联锁连接机构，其特征在于第一壁与第二壁 大体上相对。
7. 如权利要求2所述的联锁连接机构，其特征在于该保持部件存在 于访问孔附近。
8. 如权利要求l所述的联锁连接机构，进一步包括盖，该盖可滑动 地联接到接纳部分，该盖被构造为当盖处于关闭位置时封闭访问孔。
9. 如权利要求8所述的联锁连接机构，进一步包括高压联锁电路， 该高压联锁电路联接到盖并被构造为检调'J盖从关闭位置移开的时间。
10. 如权利要求9所述的联锁连接机构，其特征在于该高压联锁电 路包括端子，装配在插入部分上；和短路插塞，装配在盖上，该短路插塞在该盖处于关闭位置时接合 该端子。
11. 一种与高压电系统结合使用的联锁连接机构，该联锁连接机构被构造为通过分离工具分离，包括 接纳部分，包括外壳，具有访问孔和位于其中的腔；和 突出，从外壳延伸到腔中； 插入部分，适合于由该腔容纳；和弹性构件，装配在插入部分上，该弹性构件贴靠地接合所述突出 以便将插入部分保持在腔中直到分离工具插入访问孔以使该弹'性构件变形。
12. 如权利要求ll所述的联锁连接机构，其特征在于该外壳包括 通过其容纳插入部分的开口端，该突出靠近该开口端设置。
13. 如权利要求ll所述的联锁连接机构，其特征在于该接纳部分 包括穿过外壳的第一和第二访问孔；和第一和第二突出，设置于外壳上并分别靠近第一和第二访问孔延 伸到腔中。
14. 如权利要求13所述的联锁连接机构，包括装配在插入部分上 的第一和第二弹性构件。
15. 如权利要求14所述的联锁连接机构，其特征在于当插入部分 保持在腔中时，第一和第二弹性构件分别通过第一和第二访问孔可访问。
16. —种在车辆上使用的高压连接系统，包括高压电源和高压设 备，高压连接系统包括联锁连接机构，构造为联接高压电源到高压设备，该联锁连接枳^ 构包括接纳部分，其中具有访问孔；插入部分，适合于插入接纳部分中；和弹性构件，联接到插入部分并贴靠地接合接纳部分的内表面以将插入部分保持在接纳部分中直到弹性构件变形，该弹性构件被构 造为通过访问孔可访问；和高压联锁电路，联接到联锁连接机构，该高压联锁电路被构造为 在检测到访问联锁连接机构时起动高压电源的释放。
17. 如权利要求16所述的高压连接系统，其特征在于高压连接系统进一 步包括可移动地联接到该联锁连接机构的盖，当处于关闭位置时该盖遮蔽访问孔。
18. 如权利要求17所述的高压连接系统，其特征在于该盖可滑动 地联接到接纳部分。
19. 如权利要求17所述的高压连接系统，其特征在于高压联锁电 路联接到盖并被构造为在盖从关闭位置移出时起动高压电源的释放。
20. 如权利要求16所述的高压连接系统，其特征在于该弹性构件 包括弹簧夹。
全文摘要
本发明涉及高压联锁连接机构。提供与高压电系统结合使用的联锁连接机构。该联锁连接机构包括插入部分、弹性构件和适合于将插入部分容纳在其中的接纳部分。接纳部分包括访问孔，当插入部分容纳在接纳部分中时，弹性构件可通过该孔访问。弹性构件联接到插入部分并被构造为接合接纳部分以防止插入部分与接纳部分的分离直到弹性构件变形。
文档编号B60R16/02GK101311039SQ200810097120
公开日2008年11月26日 申请日期2008年5月14日 优先权日2007年5月14日
发明者J·E·塔钦斯基 申请人:通用汽车环球科技运作公司