混合动力变速器高电压连接的制作方法

本公开涉及电气化车辆变速器领域。更具体地，本公开涉及一种用于在逆变器和电机之间进行电连接的系统和方法。

背景技术：

许多车辆在广泛范围的车速下使用，包括前进和倒退移动两者。然而，一些类型的发动机仅能够在窄范围的转速内有效地操作。因此，往往会采用能够以各种传动比有效地传输功率的变速器。当车辆处于低速时，变速器通常以高传动比操作，使得所述变速器使发动机扭矩倍增以提高加速度。在高车速下，使变速器以低传动比操作允许与安静、燃料高效的巡航相关联的发动机转速。

混合动力车辆变速器通过提供能量存储来改善燃料经济性。例如，在混合动力电动车辆中，能量可以存储在电池中。可以通过操作发动机以产生比推进瞬时所需的功率更多的功率来对电池充电。另外，原本将在制动期间耗散的能量可以被捕获并存储在电池中。存储的能量可以稍后使用，从而允许发动机产生比推进瞬时所需更少的功率，且因此消耗更少的燃料。

技术实现要素：

一种电气化变速器包括端子基座、第一电引线和第二电引线以及覆盖件。端子基座固定到壳体。第一电引线具有第一端子板。第二电引线具有第二端子板。覆盖件具有第一插脚。覆盖件螺栓连接到壳体，使得第一端子板和第二端子板被挤压在第一插脚和端子基座之间，以在第一引线和第二引线之间建立电连接。电气化变速器还可以包括分别具有第三端子板、第四端子板、第五端子板和第六端子板的第三引线、第四引线、第五引线和第六引线。第三端子板和第四端子板被挤压在覆盖件的第二插脚和端子基座之间。第五端子板和第六端子板被挤压在覆盖件的第三插脚和端子基座之间。端子基座可以包括三个可压缩限制器，该可压缩限制器被配置为在端子块相对于壳体的位置存在微小变化的情况下维持端子板上的挤压力。电气化变速器还可以包括逆变器和电动马达，该逆变器被配置为向第一引线、第三引线和第五引线提供交流电功率，该电动马达被配置为响应于来自第二引线、第四引线和第六引线的电功率产生扭矩。端子基座和逆变器可以集成到逆变器模块中。电气化变速器还可以包括简单的行星齿轮组，该简单行星齿轮组具有固定地联接到电动马达的中心齿轮、可驱动地联接到变速器输出端的环形齿轮以及固定地联接到变速器输入端的齿轮架。电动马达可以可驱动地连接到变速器输出端。

一种组装变速器的方法包括将马达固定到变速器壳体，将逆变器壳体固定到变速器壳体，以及将覆盖件固定到逆变器壳体。马达固定到变速器壳体，使得三个电源线突出超过变速器壳体。逆变器壳体包含逆变器模块，该逆变器模块具有三个逆变器引线和一个端子基座。覆盖件被固定到逆变器壳体，使得逆变器引线和电源线的相应对被挤压在覆盖件和端子基座之间。端子基座可以包括与引线对对准的三个可压缩限制器。覆盖件可以限定与可压缩限制器和引线对对准的三个非导电插脚。在将覆盖件附接到逆变器壳体之前，可以在逆变器壳体和覆盖件之间安装密封件。

附图说明

图1是混合电动动力传动系统的示意图。

图2是使用拧入到保持螺母中的螺栓将三个逆变器电缆接合到三个相应马达电缆的端子块的横截面图。

图3是指示在图2的端子块中安装一个螺栓之前的零件的标称位置的详细分解图。

图4是指示在图2的端子块中安装一个螺栓之前的零件的共同位置的详细分解图。

图5是使用具有延伸插脚的覆盖件将三个逆变器电缆接合到三个相应马达电缆的第二端子块的横截面图。

图6是指示在图5的端子块中安装覆盖件之前的零件的共同位置的分解图。

图7是使用图5-图6的端子块在逆变器和马达之间进行电连接的流程图。

具体实施方式

本文中描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开实施例仅仅是示例并且其他实施例可以呈现各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可以被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导所属领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。如所属领域一般技术人员将理解，参考任何一个附图示出并描述的各个特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征相结合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实现方式，可能需要根据本公开的教导对这些特征做出各种组合和修改。

图1示意性地示出了功率分流型混合动力电动车辆动力传动系统。主功率由发动机10提供，发动机10经由变速器输入轴14固定地联接到齿轮架12。一组行星齿轮16被支撑以相对于齿轮架12旋转。中心齿轮18和环形齿轮20各自被支撑以围绕与齿轮架12相同的轴线旋转，并且各自与行星齿轮16啮合。发电机22固定地联接到中心齿轮18。副轴齿轮24固定地联接到环形齿轮20并且与副轴齿轮26啮合。副轴齿轮26经由轴32固定地联接到副轴齿轮28和30。副轴齿轮34与副轴齿轮30啮合并且固定地联接到马达36。副轴齿轮28与副轴齿轮38啮合，副轴齿轮38是差速器40的输入端。差速器40驱动车轮42和44，从而在车辆转弯时允许轻微的速度差。

发电机22和马达36都是可逆电机。术语发电机和马达仅用作标签。两个机器都能够将电功率转换成机械功率或将机械功率转换成电功率。例如，每个机器可以是同步马达。

两个电机和变速器传动系统包含在变速器壳体50内。马达36由第一逆变器52经由三个引线54供电。位于变速器壳体50外部的引线的部分被标记为54a，而位于壳体50内的引线的部分被标记为54b。类似地，发电机22由第二逆变器56经由三个引线58供电。位于变速器壳体50外部的这些引线的部分被标记58a，而位于壳体50内的部分被标记为58b。位于壳体外部的部分可以被称为逆变器引线，并且壳体内部的部分可以被称为马达引线。引线可以是电线或其他类型的导电材料，诸如刚性金属片。彼此连接的引线的至少端部是扁平刀片。两个逆变器都通过直流总线电连接到电池60。逆变器52和56包含在逆变器壳体62内，所述逆变器壳体62附接到变速器壳体50。

在一些情况下，发动机10可以产生比输送至车轮42和44的功率更多的功率，其中多余的功率存储在电池60中。在其他情况下，功率可以从电池60流出，从而允许发动机10产生比车辆的瞬时需求少的功率。例如，当驱动车辆的功率来自电池60时，发动机10可以关闭。

图1的动力传动系统可以以连续可变模式操作，其中电池60既不提供功率也不吸收功率。施加到发电机22的扭矩和施加到副轴齿轮24的扭矩两者都与发动机10基于中心齿轮18上的齿数和环形齿轮20上的齿数产生的扭矩相关。具体地，

其中teng是由发动机10产生的扭矩，tgen是由发电机22吸收的扭矩，tgear24是由齿轮24吸收的扭矩，nsun是中心齿轮18上的齿数，并且nring是环形齿轮20上的齿数。发动机转速是发电机速度和齿轮24的速度的加权平均值。

当车辆缓慢移动时，齿轮24缓慢旋转，并且发电机22比发动机10旋转得更快。发动机产生的功率由行星齿轮组分流。功率的一部分从齿轮架14机械地传输到轴32，再传输到环形齿轮20、齿轮24和齿轮26。其余的功率从中心齿轮18传输到发电机22，发电机22将该功率转换成电功率。马达36将电功率转换成机械功率，该机械功率通过齿轮34和30传输到轴32。

图2示出了第一三相电源连接子系统。端子基座64被支撑在逆变器壳体62内。例如，逆变器模块的一部分可以用作端子基座(为了避免绘图混乱，在图2中仅标记了三个逆变器引线中的一个和三个电源线中的一个)。每个逆变器引线通过拧入到对应的端子螺母70中的端子螺栓68被挤压到电源线中的一个。当引线被紧密地挤压在一起时，电流可以在引线54a和54b之间自由流动。端子螺母中的每一个被保持在端子基座64中。引线58a和58b类似地连接。在建立所有连接后，可以将覆盖件(未示出)螺栓连接到壳体，以减少暴露于污染并且防止在它们承载高电压电功率时意外接触引线。

图3示出了在安装端子螺栓68之前的一组零件中的一个，此时每个零件都位于该组装阶段的标称既定位置。由于引线的其余部分被保持的方式，引线的端部可以在不移位或压迫其他部件的情况下以适度的力竖直地移动。因此，在引线的端部直接定位在端子螺母70上方的情况下，可以毫无困难地插入并紧固端子螺栓。

令人遗憾地，如图4所示，由于零件间的差异和其他噪声因素，引线的端部有时可能与端子螺母不对准。在这种情况下插入端子螺栓需要水平地移位引线。水平地移动引线的端部需要显著更高的力，可能导致其他零件也移动，并且可导致其他零件中的应力。侧向力显著增加了端子螺栓交叉拧入安装在端子螺母中的风险，这进而增加了不良电连接的风险。

图5示出了被设计为减轻与图2-图4的系统相关联的问题的替代端子系统。端子基座64′固定到逆变器壳体62。端子基座64′包括多个可压缩限制器72。使用围绕覆盖件外周的多个螺栓76将覆盖件74螺栓连接到逆变器壳体62。覆盖件74可以通过可压缩密封件78密封到壳体62。覆盖件74包括具有一系列插脚82的非导电加强件80。加强件可以通过诸如螺栓或粘合剂等各种方法附接到覆盖件的其余部分，或者可以一体地形成。每个引线对都被挤压在插脚82中的一个与可压缩限制器72中的一个之间。限制器被设计成使得对于指定尺寸公差内零件尺寸的所有组合，挤压力在最小要求的力和最大可接受的力之间。图6是示出在附接覆盖件74之前的各种零件的分解图。注意，即使引线从其标称位置水平移位，它们也不会限制覆盖件74的安装。

图7是组装如图5-图6所示的电气化变速器的方法的流程图。在90处，多个可压缩限制器被安装到端子基座中，出于该流程图的目的，端子基座被假设为逆变器模块的一部分。在92处，逆变器引线被安装到逆变器模块上，使得每个引线的自由端与可压缩限制器中的一个对准。如图6所示，不需要完美对准。在94处，逆变器模块(包括端子基座和逆变器引线)被固定到逆变器壳体。在96处，马达被安装在变速器壳体中，并且电源线被安装成使得每个引线的自由端从变速器壳体突出。在98处，逆变器壳体被固定到变速器壳体，使得电源线的突出端与可压缩限制器对准。逆变器引线是否更靠近可压缩限制器，或电源线是否更靠近可压缩限制器并不重要。在100处，安装密封件。密封件可以安装到覆盖件或壳体，使得一旦覆盖件就位，密封件就在两个零件之间。最后，在102处，覆盖件被固定到逆变器壳体，使得引线被挤压在限制器和固定到覆盖件的插脚之间。

虽然上文描述了示例性实施例，但是并非意图为，这些实施例描述由权利要求涵盖的所有可能形式。在说明书中使用的词汇是描述性词汇，而不是限制性的词汇，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以进行各种变化。如先前所述，各种实施例的特征可以进行组合以形成可能未明确描述或示出的本发明的另外的实施例。虽然各种实施例可能已经被描述为就一个或多个期望的特性而言相对于其他实施例或现有技术实现方式提供优点或者是优选的，但是本领域普通技术人员应认识到，可能折衷一个或多个特征或特性来实现期望的整体系统属性，这取决于具体的应用和实现方式。因此，描述为在一个或多个特性方面不如其他实施例或现有技术实现方式理想的实施例并不在本公开的范围之外，并且对于特定应用来说可能是期望的。