一种车辆电连接器组件以及连接方法与流程

本发明总体上涉及一种用于车辆的电连接器，并且更具体地涉及可适于在多个不同位置接出的连接器。

背景技术：

电动车辆不同于传统机动车辆，因为电动车辆可选地使用通过电池组供电的一个或多个电机驱动。电机可取代内燃发动机或除内燃发动机之外驱动电动车辆。示例性电动车辆包括混合动力电动车辆(hev)、插电式混合动力电动车辆(phev)、燃料电池车辆(fcv)以及电池电动车辆(bev)。

传统车辆和电动车辆可使用各种连接器。例如，在电动车辆中，连接器可将高压导线的第一端电连接到电池组汇流条。另一连接器将高压导线相对的第二端电连接到接线盒。又一连接器可将低功率导线(例如信号线)连接到电池组和接线盒。

在一些示例中，导线沿着第一轴线退出连接器，并且连接器接合沿着横向于第一方向的第二轴线的连接接口。当第一轴线从第二方向偏移90度时，连接器常常称为90度连接器。

技术实现要素：

根据本发明的示例性方面的车辆连接器组件除其它部件之外还包括第一壳体和第二壳体。第二壳体配置为可选地在第一位置中接合第一壳体以配合第一接出位置，并且可选地在第二位置中接合第一壳体以配合不同于第一接出位置的第二接出位置。

在前述组件的另一示例中，第一位置从第二位置周向地偏移。

前述组件的另一示例包括夹子和指状件。夹子配置为接合指状件中的对应指状件以保持第一壳体相对于第二壳体的周向位置。

在任意前述组件的另一示例中，夹子接触指状件中的对应指状件以限制第一壳体相对于第二壳体的周向运动。

任意前述组件的另一示例包括夹子和径向延伸的环。夹子配置为接合径向延伸的环以相对于第二壳体保持第一壳体。

在任意前述组件的另一示例中，导线附接到保持在第一壳体和第二壳体中的连接片。第一接出位置和第二接出位置是导线从连接片延伸的位置。

在任意前述组件的另一示例中，导线被超声波焊接到连接片。

在任意前述组件的另一示例中，导线是高压导线且具有5毫米或多于5毫米的直径。

在任意前述组件的另一示例中，导线被第一壳体、第二壳体或第一壳体和第二壳体两者的护罩部周向地包围。

在任意前述组件的另一示例中，导线在第一方向上从连接片延伸，并且端子连接器在横向于第一方向的第二方向上从连接片延伸。

在任意前述组件的另一示例中，第一壳体和第二壳体包括90度连接器的部分。

任意前述组件的另一示例包括电动车辆的导线和牵引电池。连接器将导线电连接到牵引电池。

任意前述组件的另一示例包括电动车辆的导线和高压接线盒。连接器将导线电连接到高压接线盒。

根据本发明的另一示例性方面的电连接方法，除了其它之外还包括将连接器的第一壳体在第一位置中固定到第二壳体以配合第一接出位置。第一壳体可在第二位置中固定到第二壳体以配合取代第一接出位置的第二接出位置。第一位置从第二位置周向地偏移。

前述方法的另一示例包括使第一壳体中的夹子接触第二壳体中的指状件以限制第一壳体相对于第二壳体的周向运动。

任意前述方法的另一示例包括使第二壳体的径向延伸环接合从第一壳体延伸的夹子以相对于第二壳体固定第一壳体。

在任意前述方法的另一示例中，第一接出位置是导线从保持在第一壳体和第二壳体中的连接片延伸的位置。导线在第一方向上从连接片延伸，并且端子连接器在横向于第一方向的第二方向上从连接片延伸。

在任意前述方法的另一示例中，连接器是90度连接器。

任意前述方法的另一示例包括通过连接器将导线电连接到电动车辆的牵引电池。

任意前述方法的另一示例包括通过连接器将导线电连接到电动车辆的高压接线盒。

根据本发明，提供一种车辆连接器组件，包括：

第一壳体；

第二壳体，该第二壳体配置为可选地在第一位置中接合第一壳体以配合第一接出位置，并且可选地在第二位置中接合第一壳体以配合不同于第一接出位置的第二接出位置，第一位置从第二位置周向地偏移；以及

导线，该导线附接到保持在第一壳体中的连接片，第一接出位置和第二接出位置是导线从连接片延伸的位置，当第二壳体在第一位置和第二位置中接合第一壳体时，导线在周向上不受第一壳体限制；以及，

多个夹子，该多个夹子配置为接合以保持第一壳体相对于第二壳体的周向位置。

在本发明的一个实施例中，该连接器组件包括多个指状件，多个夹子配置为接合多个指状件中的对应指状件以保持第一壳体相对于第二壳体的周向位置。

在本发明的一个实施例中，多个夹子接触多个指状件中的对应指状件以限制第一壳体相对于第二壳体的周向运动。

在本发明的一个实施例中，该连接器组件包括径向延伸的环，多个夹子配置为接合径向延伸的环以相对于第二壳体保持第一壳体。

在本发明的一个实施例中，导线被超声波焊接到连接片。

在任意前述组件的另一示例中，导线是高压导线并且具有5毫米或多于5毫米的直径。

在本发明的一个实施例中，导线被第二壳体两者的护罩部周向地包围。

在本发明的一个实施例中，导线在第一方向上从连接片延伸，并且端子连接器在横向于第一方向的第二方向上从连接片延伸。

在本发明的一个实施例中，第一壳体和第二壳体包括90度连接器的部分。

在本发明的一个实施例中，该连接器组件包括电动车辆的导线和牵引电池，连接器将导线电连接到牵引电池。

在本发明的一个实施例中，该连接器组件包括电动车辆的导线和高压接线盒，连接器将导线电连接到高压接线盒。

根据本发明，提供一种电连接方法，包括：

将连接器的第一壳体在第一位置中固定到第二壳体以配合导线的第一接出位置，其中第一壳体可在第二位置中固定到第二壳体以配合取代第一接出位置的第二接出位置，第一位置从第二位置周向地偏移，导线在周向上不受第一壳体限制；以及，

使用多个夹子将第一壳体固定到第二壳体。

在本发明的一个实施例中，连接器是90度连接器。

在本发明的一个实施例中，该方法包括通过连接器将导线电连接到电动车辆的牵引电池。

在本发明的一个实施例中，该方法包括通过连接器将导线电连接到电动车辆的高压接线盒。

在本发明的一个实施例中，该方法使包括在第一壳体或第二壳体中的一个内多个夹子接触第一壳体或第二壳体中的另一个内的多个指状件以限制第一壳体相对于第二壳体的周向运动。

在本发明的一个实施例中，该方法包括使第一壳体或第二壳体的径向延伸环接合从第一壳体或第二壳体中的另一个延伸的多个夹子以相对于第二壳体固定第一壳体。

在本发明的一个实施例中，该方法包括利用第二壳体的护罩部包围导线。

根据本发明，提供一种车辆连接器组件，包括：

第一壳体；

第二壳体；

多个夹子，所述多个夹子配置为，根据固定到由第一壳体保持的连接片的导线的方向来可选地在多个不同周向位置中的一个中将第一壳体和第二壳体固定到一起，导线被第一壳体或第二壳体但不是第一壳体和第二壳体两者限制相对于第一壳体和第二壳体周向移动。

在本发明的一个实施例中，第二壳体包括具有可移动到接合位置的凸缘的护罩部，当凸缘处于接合位置中时，护罩部围绕导线环状地设置。

附图说明

对于本领域的技术人员而言，本公开示例的各种特征和优点将从详细的说明中变得显而易见。伴随详细说明的附图可简单的描述如下：

图1示出了包含电池组的示例性电动车辆的侧视图；

图2示出了来自图1的电池组的阵列的侧视图，该阵列使用导线和连接器电连接到高压接线盒；

图3示出了用于图2的电池组的示例性连接器的侧视图；

图4示出了图3的连接器的分解图和局部剖面图；

图5示出了图3的连接器第一壳体的侧视图；

图6示出了图5的第一壳体的俯视图；

图7示出了图3的连接器第二壳体的侧视图；

图8示出了图7的第二壳体的俯视图；

图9示出了适合用于图1的电池组的另一示例性连接器装配过程中的步骤；

图10示出了紧随图9中步骤的装配过程中的步骤；

图11示出了紧随图10步骤的装配过程中的另一步骤；

图12示出了紧随图11中步骤的装配过程中的另一步骤；

图13示出了适合用于图1的电池组的另一示例性连接器。

具体实施方式

本发明总体涉及用于车辆的连接器。更具体地，本发明涉及能够配合导线的多个不同接出位置的电连接器壳体。这允许常规连接器壳体用于需要不同的接出位置的位置，其减少部件复杂性。

参考图1，示例性电动车辆10包括电池组14、电机18以及一对车辆驱动轮22。电机18可接收来自电池组14的电功率。在一些操作条件下，电机18将电功率转换成扭矩，该扭矩驱动车轮22。在其它操作条件下，电机18可将车辆的机械动能转换回电功率以使电池组14充电。示出的电池组14在一些实施例中包括相对高压牵引电池。

示例性车辆10是全电动车辆。在其它示例中，电动车辆10是混合动力电动车辆，其可选地利用由取代电机18的或除电机18之外的内燃发动机提供的扭矩驱动车轮22。在又一实施例中，车辆10是燃料电池车辆或一些其它类型的车辆。

现参考图2并继续参考图1，电池组14的阵列24包括沿着轴线a设置的并且轴向夹在端板30之间的多个单独的电池单元组件26。电池组14可包括阵列24和几个其它阵列。阵列24在一些实例中被视为为模块或堆叠件。

电池单元组件26和端板30设置为邻近热交换板34。热交换板34用于控制电池单元组件26中的热量水平。在其它示例中，电池组14不包括任何热交换板。

汇流条组件38定位在电池单元组件26的顶部处。汇流条组件38电连接到电池单元组件26的端子。功率可通过汇流条组件38从电池单元组件26中导出或导入电池单元组件26。

在此示例中，第一连接器组件50将导线42的第一端电连接到汇流条组件38，并且第二连接器54将导线42相对的第二端电连接到高压接线盒58。功率通过导线42和连接器50、54导入汇流条组件38或从汇流条组件38导出。因为导线42传递相对高压的电力，所以导线42考虑为高压导线。

电控制器62可操作地连接到高压接线盒58以控制功率流。高压接线盒58和电控制器62控制阵列24以及车辆的其它部件之间的功率分配。具有本领域的技术并且受益于本发明的人员可以理解如何使用高压接线盒58和电控制器62以将功率分配给阵列24和电池组14中的其它阵列并且从阵列24和电池组14中的其它阵列分配功率。

导线42是将汇流条组件38中的正极汇流条的输入部电连接到高压接线盒58的第一导线。车辆10可附加地包括第二导线、第三导线以及第四导线。为了清楚的绘图，其它导线从图2中省略了。

第二导线可将正极汇流条的输出部电连接到高压接线盒58。第三导线可将汇流条组件38中的负极汇流条的输入部电连接到高压接线盒58。第四导线可将负极汇流条的输出部电连接到高压接线盒58。第二导线、第三导线以及第四导线与导线42大体相同地配置。与第二导线、第三导线以及第四导线关联的连接器与连接器50、54大体相同地配置。

除高压导线之外，车辆10可包括使用连接器连接到汇流条组件38或阵列24的另一部分的低压导线。低压导线可用于传输用作控制目的的低压信号，或用于传递功率。与低压导线关联的连接器与连接器50、54大体相同地配置。本公开实施例的连接器可与高压导线或低压导线结合使用。低压导线通常具有0.5毫米至1毫米的直径。高压导线(例如导线42)具有通常5毫米或更大的直径。

现参考图3至图8继续参考图2，第一连接器组件50将导线42电连接到汇流条组件38。示例性连接器组件50包括凸部66，该凸部接收在汇流条组件38的凹部内。当凸部66接收在汇流条组件38的凹部内时，连接器50的端子连接器70电连接到汇流条组件38的对应的插脚。具有本领域的技术和受益于本发明的人员将理解如何将端子连接器70电连接到汇流条组件38内对应的端子或插脚。

连接器组件50的第一壳体74设置有凸部66。端子连接器70保持在第一壳体74中。端子连接器70终止在连接片78处。端子连接器70横向地对齐连接片78。

在此示例中，导线42的电线82直接地固定到连接片78以将导线42电连接到端子连接器70。端子连接器70在此示例中是金属材料，并且电线82是铜制的。示例性电线82被超声波焊接到连接片78，所以连接片78被视为焊接连接片。在另一示例中，电线82可以卷曲、电阻焊接或激光焊接到连接片78。

从连接器组件50延伸的导线42的位置称为连接器的接出位置。在此示例中，导线42沿着x轴从连接片78和连接器组件50延伸，并且端子连接器70沿着y轴从连接片78延伸。尤其地，y轴从x轴90度偏移。连接器组件50被视为90度连接器，因为来自连接器组件50的导线42的接出位置(take-outlocation)是从端子连接器70处90度偏移的。

在一些示例中，车辆10和电池组14中特定的接出位置是期望的。例如，期望将导线42引导向高压接线盒58的接出位置以减少导线42中的弯曲。此外，包装限制也需要特定的接出位置。

连接器组件50可具有期望的接出位置，该接出位置不同于用于例如连接器组件50的其它连接器、与其它高压电线关联的连接器以及与低压电线关联的连接器的期望接出位置。示例性连接器组件50可配置为配合用于导线42的几个不同接出位置。因此，单一连接器可设计用于车辆10的几个不同区域。

示例性连接器组件50包括第二壳体86，在导线42固定到连接片78后，该第二壳体固定到第一壳体74。为了将第二壳体86和第一壳体74结合在一起，夹子90弯曲并且被接收在指状件94之下。

第一壳体74包括关于y轴环状分布的多个指状件94。通过围绕y轴相对于第一壳体74旋转第二壳体86连接并且然后将夹子90连接到不同的指状件91，第二壳体86在多个不同的周向位置处可接合第一壳体74。示例性第一壳体74包括十六个指状件94，并且因此包括用于将第二壳体86接合到第一壳体74的十六个可能的周向位置。

当第一壳体74和第二壳体86彼此固定时，第二壳体86的护罩部98配置为接收导线42。第二壳体86在一个位置中接合第一壳体74，该位置将护罩部98与导线42和导线42的接出方向周向对齐。

护罩部98的凸缘102是围绕活动铰链106可旋转的，使得夹子108可接合指状件110。当夹子108接合指状件110并且第一壳体74固定到第二壳体86时，护罩部98围绕x轴周向地包围导线42。

如果导线42在横向于x轴的方向上充分地移动，则导线42将接触护罩部98以防止导线42的一些弯曲和扭结。如果使第二壳体86相对于第一壳体74围绕y轴移动的力被施加到第二壳体86，与这种运动关联的力在夹子90和指状件94之间的界面处被吸收。因此，导线42的运动没有过度地加压且破坏电线82和连接片78之间的附接。护罩部98还可设置用于指状件防护的屏障，该屏障特别地适合于高压应用。

尽管示例性连接器50包括在第一壳体74上的指状件94和在第二壳体86上的夹子90，但是其它的布置也是可能的。例如，一个或多个夹子90可从第一壳体74延伸，并且一个或多个指状件94可从第二壳体86延伸。又一示例可以使用除了夹子90和指状件94之外的附接策略，例如使用粘合剂或超声波焊接将第一壳体74固定到第二壳体86。

参考护罩部98，在其它示例中可转换夹子108和指状件110。

现参考图9至图12，如图9中示出的，用于连接器组件50a的示例性装配过程包括将电线82a附接到连接片78a。组件固定装置可用于在附接过程中相对于导线42a保持连接片78a的位置。一旦导线42a的电线82a固定到连接片78a，接出位置的周向方向即被确定。

在此示例中，如果12点位置是在页面的顶部处，则导线42a在近似7点钟位置从连接片78a延伸。例如，如果导线42a被要求在3点钟方向从连接片78a延伸，如图3的连接器组件50，则组件固定装置可改变或调整使得导线42a在3点钟位置固定到连接片78a。

电线82a固定到连接片78a后，如图10中示出的，连接片和端子连接器被放置在第一壳体74a内。第二壳体86a然后利用接合指状件94a的夹子90a夹在第一壳体74a上。第一壳体74a和第二壳体86a然后封闭连接片78a和电线82a。

当第二壳体86a夹在第一壳体74a上时，第一壳体74a的护罩部98a然后在7点钟方向对齐以配合导线42a的位置。

凸缘102a然后围绕活动铰链106a旋转使得夹子108a可接合指状件110a。护罩部98a然后周向地包围邻近第一壳体74a的导线42a的部分。图12中示出了护罩部98a周向地包围导线42a的夹持位置。

参考图13，另一示例性连接器组件50b包括环状部120，该环状部从第一壳体74b径向地向外延伸。从第二壳体86b延伸的夹子90b可在环状部120上屈曲并且配合以将第一壳体74b和第二壳体86b接合在一起。

由于使用了环状部120(相比图3中连接器组件50的指状件94)，连接器组件50b可具有用于导线42b的接出位置的实际无限数量的周向方向。尤其地，环状部120不会像图3中的连接器50的指状件9那样抵抗与第一壳体74b相对于第二壳体86b的旋转运动关联的力。因此，在一些实例中，导线42b与第一壳体74b内端子连接部的附接是足够稳健的以适应施加到连接器组件50b的力，该力否则将相对于第二壳体86b旋转第一壳体74b。

本公开示例的特征包括可用于设置各种接出位置的连接器。因此不同连接器设计是不需要的，其减少了部件复杂性。

前述说明本质上是示例性的而非限定。不必脱离本发明的本质的对本公开示例的变形和修改对于本领域的技术人员可变得显而易见。因此，给予本发明的法律保护的范围仅可通过研究下述权利要求确定。