本公开总体涉及线束，并且更具体地涉及高压导线束。
背景技术：
在利用电驱动马达的电动车辆和混合动力车辆中，需要高电压(HV)来为车辆的马达和其他部件提供能量。这里使用的术语HV是能够产生典型地在280V至650V范围内的电压的供电系统。
高压导线束(例如，8线规或更低)用于分配HV电力分配。如果在车辆的不同位置需要HV电力，则主HV导线被分支以将HV电力输送到两个不同的位置。在这样的例子中，需要分线盒来引入一根导线并将其分成两路输出。结果，将会有输入导线分成两条输出导线。所有使用的三根导线必须具有相同的线规。如果使用不同线规的导线，则也必须使用保险丝。
在接线盒内，主HV配电线被切割并且被耦合到两个或更多个HV输出导线。这样的系统利用各种部件作为夹具、螺栓和端子来将主HV输入导线耦合到多个HV输出导线，这样增加了额外的部件和成本。此外，接线盒被构造成尺寸适应各种输入和输出导线以及用于将这些连接与车辆其他部件隔离的其他部件。虽然这提供了足够的电力重新分配，但接线盒被构造成尺寸适应硬件，而且通常很大并且在空间有限时难以进行封装。此外，如果使用较小线规导线的任何输出导线，则必须将各自的保险丝支架安装在分支线内的某处以防止电路过载。
技术实现要素：
在本发明的一个方面中，提供一种功率分配器，其能够从主高压导管获得高压电力而不必切断主高压导管的导线。功率分配器允许电力在主高压导管的任何位置处从主高压导管分支。这减轻了将高压导管布线到远离分支导管布线位置的接线盒的需求，这降低了导线成本，并且减轻了保留典型配电接线盒的封装空间的需要。功率分配器包括外壳，该外壳包封电耦合到主高压导管的第一电导耦合装置和电耦合到分支导管的第二电导耦合装置。第一电导耦合装置被电固定到主高压导管，而不必通过在主高压导管的非终端部分处仅移除护套、护罩和绝缘体来切割主高压导管的导线而由此露出用于附接到主高压导管的裸线。可拆卸的保险丝连接第一和第二电导耦合装置以向分支导管提供电力。保险丝的集成进一步提供了在分支导管中使用相对于主高压导管更低线规的导线的优点。主高压导管和分支导管的接头被封装在T形耐候性外壳中，该外壳还为外部元件提供电磁屏蔽。
一个实施例设想了一种功率分配器，该功率分配器包括电耦合到第一导管的裸线非终端部分的第一电导耦合装置。第二电导耦合装置电耦合到第二导管的终端。第一导管比第二导管线规更大。保险丝电连接第一电导耦合装置和第二电导耦合装置。外壳包封第一和第二电导耦合装置和保险丝。
本文公开了一种功率分配器，包括：
电耦合到第一导管的裸线非终端部分的第一电导耦合装置；
电耦合到第二导管的终端的第二电导耦合装置，所述第一导管的线规大于所述第二导管；
保险丝，保险丝电连接所述第一电导耦合装置和所述第二电导耦合装置；
封装第一和第二电导耦合装置和保险丝的外壳。
根据本发明的其中一实施例，其中所述第一电导耦合装置包括用于电耦合到所述第一导管的所述裸线非终端部分的第一端和用于电耦合到所述保险丝的第二端。
根据本发明的其中一实施例，其中所述第一端被压接到所述第一导管的所述裸线非终端部分。
根据本发明的其中一实施例，其中所述第一端焊接到第一导管的裸线非终端部分。
根据本发明的其中一实施例，其中所述第二电导耦合装置包括用于电耦合到所述第二导管的所述终端的第一端和用于电耦合到所述保险丝的第二端。
根据本发明的其中一实施例，其中所述第二导管的所述第一端压接到所述第二导管的所述终端。
根据本发明的其中一实施例，其中所述第一端焊接到所述第二导管的终端。
根据本发明的其中一实施例，其中所述外壳是金属外壳。
根据本发明的其中一实施例，其中所述外壳是塑料外壳。
根据本发明的其中一实施例，其中塑料外壳还包括电磁屏蔽层。
根据本发明的其中一实施例，其中所述外壳包括两件式外壳，所述两件式外壳包括用于将所述第一电导耦合装置、第二电导耦合装置和保险丝固定在其中的耦合元件。
根据本发明的其中一实施例，还包括多个边缘密封件，所述边缘密封件设置在所述两件式外壳的配合边缘之间用于环境密封所述外壳。
根据本发明的其中一实施例，其中所述外壳包括第一孔和第二孔，所述第一孔和第二孔轴向对齐，所述第一导管通过所述第一孔进入所述外壳并通过所述第二孔离开所述外壳，以及其中所述外壳还包括第三孔，所述第三孔接收所述第二导管的终端。
根据本发明的其中一实施例，其中，所述外壳还包括分别设置在所述第一孔和第二孔处以环境密封所述外壳的第一密封元件和第二密封元件。
根据本发明的其中一实施例，其中所述外壳还包括位于所述第三孔处以环境密封所述第三孔的第三密封元件。
根据本发明的其中一实施例，还包括设置在所述第一孔、所述第二孔和所述第三孔上用于将每个所述密封元件保持在所述外壳内的多个端盖。
根据本发明的其中一实施例，其中所述保险丝是可更换的保险丝。
根据本发明的其中一实施例，其中所述外壳包围所述第一导管的所述裸露的非终端部分，其中第一导管的仅预定的轴向长度的绝缘护套、护罩和绝缘体被移除，使得没有裸露的导管延伸到所述外壳外部。
根据本发明的其中一实施例，还包括第一接地元件和第二接地元件，所述第一接地元件和第二接地元件电耦合到所述第一导管的护罩层和所述外壳上，其中，所述第一和第二接地元件相对于所述第一电导耦合装置在所述第一导管上的耦合部轴向偏移。
根据本发明的其中一实施例，还包括第三接地元件，所述第三接地元件电耦合到所述第二导管的护罩层和所述外壳上，其中，所述第三接地元件相对于所述第二电导耦合装置在所述第二导管上的耦合部轴向偏移。
附图说明
图1示出了功率分配器的横截面图；
图2示出了示例性高压导线的剖视图；
图3示出了功率分配器的局部分解图；
图4示出了功率分配器的完整分解图。
具体实施方式
在图1中示出了功率分配器10的横截面图，该功率分配器10用于将电力从主高压(HV)导管12分支到外壳16内的分支导管14，而不必切割导电主HV导管12。
图2示出了示例性高压导线的剖视图。高压导线的导电导线17包括形成在高压导线的最内层的导电金属(例如铜)的股线。绝缘体18与内层同轴并形成于外侧，用于绝缘导线17。屏蔽层19同轴地并形成于绝缘体18外侧。屏蔽层19通常为编织金属并为高压导线外部的物体提供电磁保护。护套20与屏蔽层共轴地形成于外侧。护套20通常由塑料材料制成并用于固定其中的内层以及保护内层免受环境条件的影响。
参考图3和图4，分别示出了局部分解图和完整分解图，以说明功率分配器10内的内部部件。配置在功率分配器10的外壳16内的部件包括第一电导耦合装置22、第二电导耦合装置24、保险丝26、多个电磁兼容性(EMC)接地元件和多个密封元件。
外壳16用作屏蔽和隔离设置在外壳16内的内部部件的覆盖物。外壳16优选为具有第一外壳部分28和第二外壳部分30的两件式结构。第一外壳部分28和第二外壳部分30优选地通过包括互锁元件的卡扣连接件固定在一起；然而，应该理解的是，可以使用其他紧固元件来将外壳部分固定在一起，其包括但不限于螺栓、螺钉、夹子、夹具、闩锁或螺母。所使用的紧固元件的类型允许接近外壳16内的内部部件。可选地，第一外壳部分28和第二外壳部分30可以使用在相应外壳部分之间形成的铰接接头制成蛤壳式外壳。
第一外壳部分28和第二外壳部分30优选地由用作外壳16内的内部部件的电磁兼容性(EMC)屏蔽的选择性金属制成。或者，第一外壳部分28和第二外壳部分30可以由其他材料制成，包括但不限于聚醚醚酮(PEEK)热塑性塑料、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚乙烯亚胺(PEI)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚全氟乙丙烯(FEP)。如果使用塑料材料，则必须在外壳内部安装内部EMC屏蔽层，以便进行EMC屏蔽。
当固定在一起时，第一外壳部分28和第二外壳部分30形成包括第一主体部分32和第二主体部分34的T形结构外壳。虽然示出了T形结构，但应该理解的是，在不偏离本发明的范围的情况下可以使用其它形状和构造。第一主体部分32包括第一孔38和第二孔40，其中主HV导管12通过第一孔38进入外壳16并且通过第二孔40离开外壳16。第一密封元件42设置在第一孔38附近，并且第二密封元件44设置在第二孔40附近，用于环境密封外壳16上主HV导管12分别进入和离开第一孔38和第二孔40的位置。第一密封元件42和第二密封元件44优选地由橡胶类型元件制成并围绕主HV导管12的周边安装，以在主HV导管12和外壳16之间形成防风雨的密封。或者，应当理解的是，在孔附近形成的外壳部分可有一定容差以围绕主HV导管形成密封，从而不必使用单独的密封元件。
第二主体部分34优选地与第一主体部分32正交。第二主体部分34包括用于接收分支导管14在那穿过的第三孔46。分支导管14容纳在第三孔46中并终止于第二主体部分34内。外壳16的第三孔46包括第三密封元件48，用于环境密封外壳16上分支导管14进入第三孔46的位置。类似地，在第三孔附近形成的相应外壳部分可有一定容差以围绕分支导管形成密封，从而不必使用单独的密封元件。第二主体部分36还容纳用于将分支导管14电耦合到主HV导管12的保险丝26。
除了围绕相应导管设置的用于密封水防止进入孔的密封元件之外，密封元件49沿着第一外壳部分28和第二外壳部分30之间的配合边缘设置。密封元件49密封配合边缘以防止水和其他环境污染物进入功率分配器10。
多个端盖50设置在第一开口38、第二开口40和第三开口46上，用于将每个密封元件保持在外壳内。每个相应的端盖优选是圆锥形的，然而，可以理解的是，可以使用其他形状，并且滑动地移位到相应的导管上，直到每个相应的端盖连接到围绕每个孔的相应的外壳部分。
如图2和3所示，第一耦合装置22和第二耦合装置24共同形成保险丝支架。第一电导耦合装置22包括用于接收和保持保险丝26的导电端的第一端部52和用于电耦合到主HV导管12的第二端部54。第二电导耦合装置24包括用于接收保险丝26的相对导电端的第一端部56和用于电耦合到分支导管14的终端的第二端部58。第一电导耦合装置22和第二电导耦合装置24安置在不导电保险丝安装板60上，保险丝安装板60将第一电导耦合装置22，第二电导耦合装置24和保险丝26与外壳16电隔离。不导电安装板60优选地由塑料材料制成；然而，不导电安装板60可以由任何不导电材料制成，其将相应的耦合装置和保险丝与第二外壳部分30电隔离。
以下提供了用于将分支导管14电耦合到主HV导管12而不必切断主HV导管12的导线的描述。如前所述，主HV导管12的导电部分被通过绝缘体、护罩和护套包封。与分支线14正交对齐的外壳16内的绝缘体、护罩和护套的相应部分被移除，从而露出主HV导管12的下面的裸线64。只有预定的轴向长度的绝缘体、护罩和护套62被移除，使得没有暴露的裸线64延伸到外壳16的外部。移除护套62和其他下面的部件允许电压直接从暴露的裸线64中引出，而不必实际切割在外壳16内的裸线64。第一电导耦合装置22的第二端部54在护套62和其他下面的部件被移除的地方被固定到露出的裸线64上。第一电导耦合装置22优选由具有良好导电性的铜形成，然而，应该理解，可以使用具有足够导电性的其他材料。优选地，第二端部54形成为扁平金属坯件，并且被轧制和压接以连接到主HV导管12。可选地，第二端部54可以形成为插入并定位在主HV导管12的暴露的裸线64上并且被压接和/或焊接的套筒。应该理解的是，可以使用其他方法来将第二端部例如通过焊接和/或压接而电地和结构地保持到暴露的裸线。例如，在进行熔融钎焊连接的位置可以使用焊接操作或者可以使用超声波焊接。
如图4所示，将分支导管14的外部绝缘护套66和其他下面的部件从终端剥离，使得预定轴向长度的裸线68暴露在分支导管14上。第二电导耦合装置24的第二端部58在护套66和其他下面的部件被移除的地方被固定到裸露的裸线68的终端。如前所述，第二电导耦合装置24可通过压接和/或焊接固定到分支导管14的裸线68。
布置在外壳16内的第一电导耦合装置22和第二电导耦合装置24经由保险丝26电耦合。保险丝26是可移除的，使得如果保险丝熔断，保险丝26可在外壳内被取出并且可以在不必更换整个功率分配器10的情况下进行更换。通过将保险丝26并入分支导管14的回路中，与主HV导管相比，分支导管14可以尺寸可以设定为不同线规的导线。也就是说，当分配高电压时，通常所有导管的尺寸都针对相同的负载来确定并且具有相同线规的导线以处理主HV电路的电流和负载。但是，某些电路可能不需要与主HV导线相同的负载，并且可以根据预期的负载使用较小线规的导线进行操作。因此，可以在利用较低电流消耗的分支电路中使用较低线规的导线。结果，如果相应的导管从主HV导管12分接，而相应的导管在操作上比HV回路汲取更低的负载，则在相应的分支导管经受比回路被确定来处理的负载更大的负载的位置可能发生过载。因此，在使用比HV电路中采用的较大线规导线更小的线规的导管时发生电压或电流的尖峰或过度增加的情况下，则必须采用保护措施。因此，当使用较小线规的导管时，保险丝被并入分支电路中以防止过载情况。如果电路出现过载，保险丝将熔断，分支电路中的电压和电流流动被终止。分支电路中的电压或电流将停止，直到外壳16中的保险丝26被更换。
由于在使用较小线规布线的情况下将保险丝26并入在功率分配器10内，所以较小线规导线降低了使用较大线规导线的成本。另外，不需要不仅要求额外的部件并且成本高的单独接线盒，而且不需要指定用于封装接线盒的位置以及不需要将导管布线进入到将要封装接线盒的选定位置和从将要封装接线盒的选定位置引出布线。通常情况下，接线盒可能不在有利于分支电路布线的区域，而是在尺寸适合接线盒封装的区域。相反，功率分配器10可以在基本上任何位置处被分接到HV导线中，并且更优选地，靠近需要分支导管被布线的区域。这样可以减少配线成本，因为不需要使用额外的导线连接到指定地点的接线盒，或从指定地点的接线盒来连接，指定地点往往不一定是最佳位置。
再次参照图3和图4，示出了用于将主HV导管12和支路导管14两者接地到外壳16的多个接地元件。第一接地环70和第二接地环72与第一电导耦合装置固定到主HV导管12的位置处轴向的隔开。为了将第一接地环70和第二接地环72固定到主HV导管12，仅将护套62的相应部分从主HV导管12移除，使护罩对主HV导管12保持完整。第一接地环70和第二接地环72两者通过如本文所述的压接和/或焊接操作固定到主HV导管12的护罩上。每个环最初可以形成为扁平的金属坯件并且被轧制以形成相应的接地环或者可以被形成为套筒并且被放置在主HV导管上并被插入到位并且被压接和/或被焊接。
第一接地支架74和第二接地支架76分别利用紧固件78和79固定到外壳16，紧固件78和79包括但不限于螺钉。每个接地支架和螺钉都具有导电性，以容许通过接地支架和紧固件将接地环接地。
类似地，第三接地环80与第二电导耦合装置固定到分支导管14的位置轴向隔开。为了将第三接地环80固定到分支导管14，仅将护套的相应部分66从分支导管14移除，同时使护罩对分支导管14保持完整。第三接地环80通过如本文所述的压接和/或焊接操作固定到分支导管14的护罩。第三接地环80可以最初形成为平坦的金属坯料片并且被轧制以形成相应的接地环或者可以被形成为套筒并且被放置在分支导管上并被插入到位并且被压接和/或焊接。
第三接地支架82利用包括但不限于螺钉的紧固件84固定到外壳16。接地支架82和螺钉84是导电的，以允许接地环80经由接地支架82和紧固件84接地。
虽然已经详细描述了本发明的某些实施例，但是本发明所属领域的技术人员将认识到用来实施由以下权利要求限定的本发明的各种替代设计和实施例。