用于插接系统的、具有类型编码的接口单元的制作方法

本发明涉及一种插接系统并且尤其是涉及一种用于高压电气连接的插接系统的接口单元。

背景技术：

具有电驱动装置的车辆包括车载电网，在车载电网中所谓的高压或危险电压(hv)组件可通过插接连接彼此耦合。例如hv车载电网的电能存储器可通过插接连接与hv车载电网的电缆束的一条电缆连接。

这种插接连接包括用于从组件输出电功率或将其输入组件的hv导线(如在直流电插接连接的情况下的正线和负线或在单相交流电插接连接的情况下的单相线和中性线或在三相交流电插接连接的情况下的三相线和中性线)。此外，这种插接连接还可包括可用于检测插接连接的状态的一个或多个信号线或保险线。尤其是可通过信号线(尤其是通过hvil线)来识别插接连接是否中断。作为响应随后(尚在插接连接最终分离之前)可中断在hv导线上的电流传输。从而可提高hv插接连接的安全性。

在hv车载电网中通常安装多个插接连接。本文的技术任务在于提供用于车辆的hv车载电网的插接系统，其允许保护地、可靠地且正确地安装hv车载电网的插接连接。

技术实现要素：

所述任务通过独立权利要求来解决。另外，有利的实施方式在从属权利要中被描述。

根据一个方面，提出一种用于在车辆的车载电网、尤其是高压车载电网中传输电功率的插接系统的电缆侧接口单元。在此，该插接系统包括所述电缆侧接口单元和特定组件侧接口单元，它们可插接在一起以建立用于传输电功率的插接连接。组件侧接口单元例如可与车载电网的组件(如能量存储器、用电器和/或发电机)连接。因此车载电网的组件可通过插接系统与车载电网的电缆束连接。

所述电缆侧接口单元包括功率接触件，其用于传输电功率并且用于与特定组件侧接口单元的相应功率接触件触点接通。例如电缆侧接口单元可构造为插头并且组件侧接口单元可构造为插座。功率接触件的数量通常取决于应传输直流电还是单相或多相交流电。

所述电缆侧接口单元包括壳体，其构造用于至少部分包围电缆侧接口单元的功率接触件。壳体尤其是可构造为圆柱体，其借助周面包围功率接触件。

壳体还构造用于将电缆固定在电缆侧接口单元上。在此电缆包括导线，所述导线在壳体内部与电缆侧接口单元的功率接触件导电连接。

此外，所述电缆侧接口单元包括颜色和/或物理(或者说机械)类型编码装置，其设置在壳体外壁上并且允许从车载电网的多个不同的组件侧接口单元中识别所述插接系统的特定组件侧接口单元。提供设置在壳体外部的类型编码装置允许装配工在安装车载电网时以保护性且可靠的方式将电缆束的电缆侧接口单元分配给车载电网的不同的组件侧接口单元。从而可以保护性且可靠的方式建立车载电网的插接连接。

通常，组件侧接口单元具有颜色和/或物理类型编码装置，其与电缆侧接口单元的颜色和/或物理类型编码装置相对应。例如，插接系统的各接口单元可具有相同的颜色编码和/或相同的物理特征，以便允许装配工在安装车载电网时识别插接系统的电缆侧和组件侧接口单元。

所述颜色和/或物理(或者说机械)类型编码装置可包括壳体的至少一部分的染色。壳体尤其是可由多个构件组成。因而至少一个所述构件可以特殊方式染色，以便提供类型编码。通过对壳体的一部分进行染色可有效地提供用于不同接口单元的不同类型编码。

壳体例如可包括用于将电缆固定在电缆侧接口单元上的固定装置。固定装置例如可构造用于将电缆夹紧在壳体的电缆侧端部上。固定装置在此可包括至少一个或多个单独的构件。所述颜色和/或物理类型编码装置可有效地设置在固定装置上。

特别有利的是，所述固定装置可包括两个相互嵌套的锥体，它们沿电缆的延伸方向具有互补的延伸段。所述颜色和/或物理类型编码装置因此可设置在至少一个所述锥体上。例如壳体的内壁可在壳体的电缆侧端部上包围电缆并且所述两个锥体可包括外锥体和内锥体。外锥体的外壁可贴靠在壳体的内壁上，而外锥体的内壁朝向壳体的电缆侧端部扩宽。另一方面，内锥体的内壁可贴靠在电缆的外壁上，而内锥体的外壁与外锥体的内壁互补地延伸，使得当内锥体被推入外锥体中时在电缆和壳体之间产生压配合。

内锥体尤其是可具有从外部可见的环形件，该环形件围绕电缆。所述颜色和/或物理类型编码装置则可有利地设置在该环形件上。

替代或补充地，所述颜色和/或物理类型编码装置可包括壳体的特定形状和/或在壳体上特殊成形和/或染色的构成物(如突出部)。

电缆侧接口单元的壳体和功率接触件通常构成由壳体包围的并且朝向电缆侧接口单元的前侧开口的第一空间，该开口的第一空间与特定组件侧接口单元的开口的第二空间相对应，以便建立插接连接。换句话说，电缆侧接口单元的壳体和功率接触件可构成第一空间轮廓(其通常由壳体包围)，其与特定组件侧接口单元的相对应的第二空间轮廓共同作用，以便形成插接连接。

开口的第一空间或者说第一空间轮廓的形状在此可构成一个物理类型编码，使得该电缆侧接口单元不能与多个不同的组件侧接口单元中的其它组件侧接口单元建立插接连接。尤其是，不同对的电缆侧接口单元和相应组件侧接口单元可具有不同成形的开口空间或者说空间轮廓，使得在不对应的接口单元之间不能形成插接连接。从而可确保车辆的车载电网的可靠且正确的安装。

替代或补充地，在开口的第一空间或者说第一空间轮廓内部可设有颜色类型编码(例如相应于在壳体外壁上的颜色类型编码装置，尤其是具有相应颜色)。这种颜色类型编码允许装配工在观看电缆侧接口单元的前侧时(例如为了观看开口的第一空间或第一空间轮廓的形状)识别电缆侧接口单元的类型。另一方面，通过电缆侧接口单元的这种运动可能损坏其中连接的电缆，因此基于设置在壳体外壁上的颜色类型编码装置进行识别通常有利于保护性地安装车载电网。

根据另一方面，提出一种用于检查车辆的车载电网的电缆束的方法。所述电缆束在此包括多个电缆和相应多个不同的电缆侧接口单元，其可如本文中所描述的那样设计。在此这些不同的电缆侧接口单元具有不同的颜色和/或物理类型编码装置。

所述方法包括(例如借助图像相机)获取关于多个不同的电缆侧接口单元的颜色和/或物理类型编码装置的图像数据。此外，所述方法包括基于图像数据检测电缆束的错误。基于图像数据检查电缆束尤其是可通过提供颜色和/或物理类型编码装置来实现，所述颜色和/或物理类型编码装置从外部可见地设置在不同电缆侧接口单元的壳体上。

电缆侧接口单元的颜色和/或物理类型编码装置可分别包括至少一个颜色类型编码装置和物理类型编码装置，它们共同构成一个编码装置对。检测电缆束的错误因此可包括检测错误的编码装置对，在此颜色类型编码装置不匹配物理类型编码装置。因此可在电缆束制造中进一步提高对制造缺陷的检测率。

根据另一方面，提出一种车辆(尤其是道路机动车、如轿车、卡车或摩托车)，其包括本文中描述的车载电网或本文中描述的插接系统或本文中描述的接口单元。

应注意，本文中描述的方法、装置和系统既可单独使用，也可与本文中描述的其它方法、装置和系统组合使用。此外，本文中描述的方法、装置和系统的任何方面可以多种方式相互组合。尤其是，权利要求的特征可以多种方式相互组合。

附图说明

下面参考实施例详细阐述本发明。附图如下：

图1示出具有hv互锁功能的示例性插接系统；

图2示出具有从外部可见的类型编码的示例性电缆侧接口单元；

图3示出图2的电缆侧接口单元的后视图；和

图4示出用于检查车辆车载电网的电缆束的示例性方法的流程图。

具体实施方式

如开头所述，本文涉及提供用于车辆的hv车载电网的插接系统，该插座系统允许保护性地且可靠地安装插接连接。在此情况下图1示出一种示例性插接系统100，其包括电缆侧接口单元110(例如插头)和组件侧接口单元120(例如插座)。电缆侧接口单元110与电缆111固定连接，该电缆包括两个或更多个hv导线114、115。尤其是电缆侧接口单元110的hv接触件与hv导线114、115连接。组件侧接口单元120与车载电网的组件121的相应两个或更多个hv导线124、125固定连接。尤其是，组件侧接口单元120的hv接触件与hv导线124、125连接。接口单元110、120因此包括两个或更多个接触件，通过它们，相应的hv导线114、124和115、125可彼此连接。hv车载电网中的电压例如可为300v、400v或更高。

组件121和组件侧接口单元120还可包括信号线122、123(如12v导线)，所述信号线可通过在电缆侧接口单元110中的信号桥112彼此导电连接。在信号线122、123之间通过信号桥112的导电连接的建立或分离可由组件121和/或车辆的另一组件的控制单元(未示出)来检测。通常这样设计由信号线122、123和信号桥112形成的信号回路，使得信号线122、123之间的导电信号连接在hv导线114、124或115、125之间的导电hv连接分离之前就已经中断。从而可已经提前阻止电流通过hv导线114、124或115、125。

车辆的车载电网通常包括多个组件(如一个或多个能量存储器、一个或多个用电器和/或一个或多个发电机)，它们通过电缆彼此连接。因此在车载电网中通常使用多个插接系统100，以便将车载电网的组件通过电缆束的电缆彼此导电连接。因此可提供如下电缆束，其包括多个电缆111且电缆111具有相应多个电缆侧接口单元110。在安装期间，装配工必须将多个电缆侧接口单元110分配给相应多个组件侧接口单元120，以便建立正确的插接连接。在此可能会出现不利影响车载电网功能的错误。

为了避免安装错误，可使用颜色和/或物理类型编码，其允许装配工识别插接系统100的正确接口单元对110、120。图2示出一种示例性的、具有颜色和/或物理类型编码的电缆侧接口单元110。该接口单元110包括壳体201，所述壳体包围接口单元110的一个或多个接触件203。所述一个或多个接触件203例如可构造为插座触点或引脚。

此外，接口单元110可包括编码装置202，其允许识别接口单元110的类型或待用接口单元110建立的插接连接的类型。接触件203(在触点支架上)和壳体201可具有如下轮廓，该轮廓与插接系统100的组件侧接口单元120的轮廓共同作用。接口单元110的轮廓在此可用作物理编码装置。尤其是，车载电网的不同插接系统100可具有不同的插接轮廓，从而能够可靠避免建立不正确的插接连接。

替代或补充地，编码装置202如图2所示可包括设置在壳体201和接触件203之间(即在插接轮廓内)的颜色编码。例如车载电网的不同插接系统100可使用不同颜色(如黑色、白色、蓝色、紫色、绿色、棕色、水蓝色等)。

上述编码装置202是装配工仅在他将电缆侧接口单元110转向其以便能够看到在壳体201和接触件203之间的插接轮廓和/或颜色编码时才能识别的编码装置202。在此可超过电缆111的最大允许弯曲程度并因此不利影响电缆111或在电缆111与接口单元110之间的连接。

因此有利的是，电缆侧接口单元110可包括编码装置207、208，它们对于装配工从外部可见。在此尤其是可使用用于将电缆111固定在电缆侧接口单元110上的装置来识别接口单元110的类型或待用其建立的插接连接。

在图2中电缆111被导入接口单元110的壳体201中并且在壳体201内与一个或多个接触件203连接。在此可使用密封件204来密封电缆111的各个芯线或导线114、115。电缆111可通过两个反向延伸的锥体205、206固定在壳体201的朝向电缆111的端面上。尤其是，外锥体205可安装在壳体内壁211和电缆111的外壁212之间，且外锥体205的直径朝向壳体201端面增大，以便容纳内锥体206，该内锥体的直径与外锥体205相反地延伸。外锥体205和内锥体206可彼此嵌套并且在此楔住，以便将电缆111固定在接口单元110的壳体201上。

如图2所示，内锥体206具有围绕电缆111延伸的环形件207，该环形件从外部可见。所述环形件207可以被颜色编码，以便从外部识别接口单元110的类型或待建立的插接连接。替代或补充地，环形件207可具有物理编码(如突起或凹陷208)。

图3示出接口单元110的壳体201的电缆侧端面的俯视图。在此图3尤其是示出外锥体205的端面、内锥体206的可能被颜色编码的环形件207、环形件207的示例性物理编码208以及电缆111。

图2和3因此示出具有颜色和/或物理编码装置207、208的电缆侧接口单元110，所述颜色和/或物理编码装置可在任何安装位置上被装配工识别，且在此不必扭转电缆侧接口单元110。编码装置207、208设置在壳体201的外壁上或接口单元110的保持盖上。尤其是，编码装置207、208可设置在用于将电缆111固定在接口单元110上的装置205、206上。颜色编码在此可通过一个构件(如内锥体206)的(可能完全或部分地)染色来实现。替代或补充地，可在接口单元110的壳体201上安装适合的彩色附加元件。在此有利的是，附加元件满足与接口单元110相同的机械要求和环境要求。

如上所述，在hv插接系统中位于壳体201内部的颜色编码标识202基于电缆侧接口单元110的结构(防水设计、防腐蚀等)在车载电网的安装过程中通常不能在任何位置中可见。当存在多于一种插接可能性时，这可导致车载电网的装配工必须进行多次插接尝试。由此在安装时产生时间损失。另外，装配工有可能达不到电缆111处的允许弯曲半径，这可导致电缆111的损坏并且可能引起车辆故障。

本文中描述的(可选)外部颜色编码207允许装配工可靠且快速地识别正确的接口单元110(即正确的插头)并且将其插到正确的位置(即正确的接口单元120)上。在此有利的是，(可选的)外部颜色编码207可通过锥形构件206(在插头上集成的导线固定装置的一部分)或通过夹元件或以其它方式实现。

为了使电缆束的制造商能够在生产线末端测试中以可靠且成本优化的方式来检查电缆束，可附加地在外部颜色编码上设置机械或物理区别或者说类型编码(如二进制式引脚/孔/等)。从而可基于机械或物理类型编码来检查电缆束。

在制造电缆束并且安设编码装置207、208期间可进行摄像监控并对图像数据进行评估，以避免错误地安设编码装置207、208。必要时既可使用颜色也可使用物理编码装置207、208。因此例如可检测不正确的颜色和物理编码装置207、208配对，从而检测错误制造的电缆束。物理编码装置208例如可包括突起、孔等，其可通过扫描来识别。

图4示出用于检查车辆的车载电网的电缆束的一种示例性方法400的流程图。该电缆束包括多个电缆和相应多个不同的电缆侧接口单元110。在此不同的电缆侧接口单元110具有不同的颜色和/或物理类型编码装置207、208。这样设计颜色和/或物理类型编码装置207、208，使得可从外部检测或识别或获取电缆侧接口单元110的类型编码。

方法400包括获取401关于多个不同的电缆侧接口单元110的颜色和/或物理类型编码装置207、208的图像数据。为此目的，可由图像相机获取具有多个不同电缆侧接口单元110的电缆束。方法400还包括基于图像数据检测402电缆束的错误。尤其是可检测一个或多个电缆侧接口单元110具有错误的颜色和/或物理类型编码装置207、208。

特别有利的是，电缆侧接口单元110的颜色和/或物理类型编码装置207、208可分别包括至少一个颜色类型编码装置207和至少一个物理类型编码装置208，它们共同构成一个编码装置对。因此检测402电缆束的错误可包括检测错误的编码装置对，在此颜色类型编码装置207不匹配物理类型编码装置208。

本文中所描述的接口单元110的类型编码允许快速、可靠且保护性地安装插接系统100。在此尤其是可以经济有效且可靠的方式使用用于固定电缆111的锥体205、206，以便使类型编码从外部可见。另外，通过所描述的类型编码可以有效且可靠的方式在生产电缆束时检测错误。

本发明不局限于所显示的实施例。尤其是应注意，说明书和附图仅用于说明所提出的方法、装置和系统的原理。