电接线排的制作方法

文档序号:15310681发布日期:2018-08-31 21:45阅读:333来源:国知局

已知用以操作嵌入于汽车中的电机的逆变器。嵌入于汽车中的机器具体来说允许驱动汽车的车轮。这类逆变器可包括:电力电子模块,其包括供应电机的能量流经的组件;以及电子控制单元,其包括用于操作电子电力单元的组件的组件。

举例来说,欧洲专利申请ep2736160的公开案描述容纳于壳体中且嵌入于汽车中的逆变器。文件公开一种电接线排,其在逆变器的电力模块与安装于壳体的壁中的电连接器之间提供电连接。电连接器提供与由逆变器操作的电机的电连接。壳体的大小必须尽可能小以在汽车中占用最小的空间。正在寻求改良逆变器的组件在壳体中的集成密度的布置。

为这个目的,本发明提出一种用于电连接电组件的电接线排,所述接线排包括:

-至少一个导电部件,

-由电绝缘材料制成的涂层,至少在接线排的主平面中覆盖所述部件,导电部件包括:

-第一端,形成电连接端子,

-平面部分,延伸以便接着所述主平面;

-导电筒体,在相对于主平面的横向方向上从平面部分的第一侧面延伸,筒体的内壁从定位于平面部分中的开口延伸以便容纳杆以使得筒体的远端搁置在电组件的端子上。

因此,当电组件的端子定位于距电接线排的平面一定距离时,导电筒体允许跨越这个距离以允许与电组件的端子电连接。通过容纳用于将筒体的远端搁置在电组件的端子上的杆,筒体在接线排与组件的端子之间提供操作电接触。操作电接触是指允许电接线排与组件交换电能从而使得组件进行其所设计用于的功能的电接触。

根据一实施例,涂层包括至少一个从与所述导电筒体的相同侧上的主平面横向延伸的突起,其远端配置成与支架相抵形成电接线排的搁置表面。

根据一实施例,导电筒体从主平面垂直延伸,且突起以相对于接线排延伸在主平面中的部分大于90°的角度延伸。

根据一实施例,导电部件的平面部分包括其第一侧面的第二相对侧面且开口周围无电绝缘材料。

根据一实施例,接线排包括多个导电部件,具体地说是三个。

本发明还涉及一种用于嵌入于汽车中的电设备,包括:

-壳体,

-至少第一电组件,容纳于所述壳体中,

-电连接器,穿过壳体的开口以便允许第一组件与电设备外部的组件之间的能量交换,

-根据本发明的电接线排,其中第一端连接到电连接器的端子,所述接线排以一定方式定位以使得导电筒体的远端与第一组件的电端子接触,

-杆,容纳于导电筒体的圆筒中从而使得导电筒体的远端搁置于第一电组件的电端子上。

根据一实施例,涂层的突起的远端搁置于来自壳体的表面上。

根据一实施例,第一电组件为电力电子模块,其包括用于接收与电机交换的电流的切换器;电设备还包括电子控制单元,其包括用于监测电设备的组件的组件;电子控制单元和电力电子模块经叠加;

且其中导电筒体通过开口穿过电子控制单元以接触电力模块的电端子。

根据一实施例,电力电子模块定位于壳体的壁上,电子控制单元由定位于电子控制单元与电子电力模块之间的壁支撑,所述壁具有用于通过导电筒体的孔。

根据一实施例,电子控制单元包括配置成测量通过接线排流动的电流的电流传感器,所述电流传感器包括围绕导电筒体的开口以便测量所述电流,具体地说通过测量由通过的电流引起的磁场来测量。

将在以下描述中结合附图详细描述本发明。应注意,除说明描述的文字之外,这些附图不具有其它目的,且不以任何方式构成对本发明的范围的限制。

图1和图2为根据本发明的电设备1的实例的透视图。

图3和图4分别为电设备的第一壳体和第二壳体在盖板移除时的视图。

图5为电设备的截面图。

图6和图7为电设备的第一壳体在移除一些组件的情况下的其它视图。

图8和图9为电设备的壳体组合件的截面图。

图10和图11为组合件的第一壳体的透视图。

图12示出插入于组合件的第一壳体与第二壳体之间的密封件。

图13和图14为组合件的第二壳体的透视图。

图15为示出根据本发明的电接线排在组装于第一壳体内时的实例的详细视图。

图16和图17为根据本发明的电接线排的实例的透视图。

图18为根据本发明的电接线排不具有其涂层的实例的透视图。

图1和图2示出包括根据本发明的电接线排的电设备1的实例的透视图。电设备包括容纳电设备1的组件的组合件100。电设备1具体地说包括用于为电机供电的逆变器,所述电机例如旋转式电机,例如用于从汽车的第一电网驱动汽车的车轮的机器。电设备特别地包括用于转换汽车的第一直流电电网与第二直流电电网之间的电压的dc/dc转换器。逆变器和dc/dc转换器两者可集成到电设备1中,其使得汽车中的较好集成密度成为可能。举例来说,第一电网为高压电网,且第二电网为低压电网。通常,低压电网传递低于60v的电压,具体地说约18v或12v的电压;高压电网传递高于60v的电压,尤其为高于100v、200v或甚至400v的电压。

图7示出将根据本发明的电接线排400集成于电设备1的壳体110内。为便于理解,一些组件未示出。

接线排400提供与第一组件300的电连接。具体地说,电接线排400将第一组件300与电连接器382连接。电连接器382穿过壳体110的开口,以允许电能在第一组件300与电设备1的外部交换,具体地说与由逆变器控制的电机的各相交换。图16到图18示出接线排400的透视图。

电接线排包括三个导电部件410。具体地说,每一导电部件410使得有可能将由逆变器控制的电机的相位与第一组件300电连接。接线排400可包括不同数目个片件410,具体地说所述数目取决于由第一组件300控制的电机的相位的数目。每一导电部件410具体地说为整体部件。导电部件410例如由铜制成。

涂层420通过电绝缘材料覆盖导电部件410。具体地说,绝缘材料为包覆模制于导电部件410上的塑性材料。涂层420在导电部分410的平面部分413延伸的平面β中覆盖导电部件410。导电部分410的第一端411形成导电部分410的电连接端子。第一端411与电连接器382的端子382e接触。机械接触为例如通过螺钉、焊接或任何其它方式获得。

具体地说,第一端411通过中间部分412连接到平面部分413,其允许跨越平面部分413与第一端411之间的距离。具体地说,第一端411定位成与电连接器382的端子382e对应。中间部分412可沿着相对于平面β的横向方向延伸或沿着平行于平面β的方向延伸以使得与电连接器382的端子382e接触。

第一端411、中间部分412和平面部分413具体地说为一个整体件。其可由单个片形成,尤其为金属片。

平面部分413包括开口413a。由导电材料制成的筒体414从来自导电构件410的第一侧面的开口413a朝向横向方向延伸到主平面β。筒体414例如由铜制成。具体地说,将筒体414添加到平面部分413。筒体414特别地例如通过激光焊接或通过粘着剂紧固到平面部分413。筒体414和平面部分413可以另一方式紧固,只要在接线排400与第一组件300之间存在功能性电接触。可替换的是,可通过贴合相同材料来一起获得筒体414和平面部分413。

筒体414的近端414b特别地与平面部分413的开口413a对应。具体地说,筒体414在近端处的内壁与平面部分413的开口413a的边缘拟合。因此筒体414为中空的且除其它之外形成圆筒,其中可通过平面部分413的开口413a将杆500引入。

当组装于电设备1中时,筒体414容纳将筒体414的远端414a相抵于第一组件300的电端子300e而搁置的杆500。

筒体414的远端414a因此形成接线排400的电连接端子。筒体414a从主平面β将接线排400的电端子偏转到远离主平面β的平面。因此,接线排的主平面β可处于与第一组件300的电端子300e所位于的平面不同的水平面,其改良电设备1的壳体110中的组件的集成。通过将筒体414的远端414a搁置在第一组件300的电端子300e上,杆500确保筒体414的远端414a与第一组件300的电端子300e之间的良好电接触。

具体地说,涂层420在紧接平面部分413的开口413a的边缘处使平面部分413的一部分裸露。平面部分413的与第一侧面相对的第二侧面因此在开口413a周围不具有任何电绝缘材料。因此,杆500的头部500a可直接在导电部分410的表面上而不在涂层420上施加力,其改良将筒体414搁置在第一组件300的端子300e上时的电阻。

杆500可由例如金属的导电材料制成,例如钢。通过直接与导电部分410的表面接触,头部500a可使电流通过杆500,其有助于接线排400与第一组件300之间电流的交换。

为进行将筒体414搁置在第一组件300的电端子300e上,杆500可包括与对应筒体414的内壁中的相应螺纹所对应且与第一组件300的端子300e的孔中的相应螺纹所对应的螺纹。可在杆500的头部500a之间插入垫圈。然而,可以其它方式实现搁置;例如通过压入配合技术。另外,通过与第一组件300的电端子300e接合,且具体地说与筒体414的内壁接合,杆500有助于将接线排机械固持于电设备中。

涂层420可包括突起421,其有助于将电接线排400机械固持,具体地说固持于电设备1的壳体110中。突起421从与筒体414的相同侧上的主平面β横向延伸。具体地说,突起421形成突片,其远端421a相抵于支架s搁置。具体地说,支架s为电设备1的壳体110的材料的一部分。远端421a因此形成搁置于支架s上的表面,以有助于将接线排400机械固持于壳体110中。具体地说,突起421从主平面中的涂层420的部分延伸远离筒体414。这改良接线排在400电设备中的稳定性。

突起421的远端421a可包括引脚421c,其进入支架s的孔中来在接线排400组装于壳体110中时将其定位在适当位置处。具体地说,通过由壳体110的侧壁116限定的开口在一个方向上将接线排400引入到壳体110中。具体地说,引脚421c与支架s的孔配合以在相对于插入方向的横向方向但不以插入方向上隔绝接线排400,以便确保实现搁置于筒体414的远端414a与第一组件300的端子300e之间。

具体地说,筒体414从主平面β垂直延伸。筒体414的方向具体来说对应于电接线排400的插入方向以便定位在电设备1内。

第一组件300具体来说为电力电子模块300,其为逆变器的部分。具体地说,电力电子模块300包括用于为电机供电的组件。电子模块表示一组组件,尤其为电子切换器,例如半导体晶体管,其组装于专用于模块300的壳体中且可由电子模块300的电端子300e从专用于模块300的壳体外部电导通。切换器具体地说布置成电力源之间的电能运行通过的电路,包括汽车的第一电网,和外部组件,包括由逆变器操作的电机。这种电力电子模块300可由壳体110的第一壁111支撑,其具体地说形成壳体110的底部。

举例来说,电子控制单元370和电子控制单元370的支架375容纳于同一壳体110中,如图5和图15所示出。电子控制单元370的支架375为壁,具体地说为板,其悬置于由壳体110限定的外壳117中。举例来说,将支架带入壳体110中且通过相抵于第一壳体110的材料的部分搁置而固持在适当位置,所述部分包括来自壳体110的表面的突起157。支架375特别地通过搁置在其边缘处而固持在适当位置。支架375例如由金属制成以改良电子控制单元370的散热。电子控制单元370具体地说为其上安装组件371的电子卡370。电子控制单元370通过与支架375接触的一侧由支架375支撑。具体地说,电子控制单元370操作逆变器和/或dc/dc转换器的组件,具体地说为电力电子模块300的切换器。为这个目的,电子单元370可与电设备的外部交换数据信号,例如与汽车的控制器交换。

具体地说,电力模块300、电子控制单元370的支架375和电子控制单元370以相对的布置叠加到由第一壳体110限定的第一外壳117中。电子控制单元的支架375定位于电力模块300与电子控制单元370之间。

当接线排400安装于电设备1中时,筒体414通过开口370a穿过电子控制单元370且通过开口375a穿过电子控制单元370的支架375以便与电力电子模块300的电端子300e接触。这种布置使得节省外壳117中的一些空间,且因此改良组件在由壳体110限定的外壳117中的集成。

另外,电子控制单元370可包括电流传感器372,以便测量流经接线排400的电流。电流传感器372具体地说安装于形成电子控制单元370的电子卡的表面上。具体地说,电子控制单元370包括用于导电部件410中的两个且不用于第三导电部分410的相应电流传感器372。流经第三导电部分410的电流可从在另两个导电部件上测量的电流推导出来。每一电流传感器372具有由筒体414穿越的开口372a。具体地说,电流传感器372测量来自由电流通过引发的磁场的电流。电流传感器372为例如霍耳效应(halleffect)传感器。每一电流传感器372可包括轴372b,其容纳于形成电子控制单元370的电子卡中用于传达所测量电流的值。

壳体110(下文称为第一壳体110)可与第二壳体120相关联以形成组合件100,所述组合件100形成电设备1的壳体。

除电力电子模块300、电子控制单元370和电子控制单元的支架375之外,第一壳体110还可容纳例如图3和图5到图7中所示出的其它第一组件。第二壳体120容纳一个或多个例如图4和图5中所示出的第二电组件。

第一壳体110和第二壳体120的实例在图8到图14中示出。第一壳体110可包括第一壁111,其搁置于第二壳体120的第二壁121上以形成电设备1的冷却回路200。为这个目的,第一壁111可包括凹槽112,其面向第二壁120的凹槽122以形成冷却回路200。冷却回路200容纳用于冷却电设备1的流体。

具体地说,第一凹槽112和第二凹槽122面对面以形成冷却流体将流入的冷却回路的通道210。因此,冷却通道的直径分布于两个壁之间。

具体地说,第一壁111和第二壁121在相应的大体上平坦的表面113、表面123上(所谓的搁置表面)彼此相抵。第一壁111的搁置表面113包括第一凹槽112的边缘;且第二壁121的搁置表面123包括第二凹槽122的边缘。术语第一凹槽112或第二凹槽122的“边缘”应被视为凹槽112、凹槽122与凹槽112、凹槽122从其变为中空的表面之间的边界。第一凹槽112从其变得中空的表面具体来说对应于第一壁111的搁置表面113;且第二凹槽122从其变得中空的表面具体来说对应于第二壁121的搁置表面123。具体地说,第一凹槽112或第二凹槽122的边缘整体地包括于其相应搁置表面113、表面123中。

通过在第一壁111与第二壁121之间提供平坦的搁置表面,密封冷却回路200的实施方案变得容易。实际上,优选地将第一壁111和第二壁121彼此相抵以形成冷却回路200的部分机器加工以移除可产生使冷却剂漏泄出冷却回路200的区域的表面不规则性。通过提供平坦的接触表面113、表面123,机械加工这些搁置表面113、表面123变得容易。

第一壁111可包括至少一个穿孔114且第二壁121可包括至少一个穿孔124,其边缘彼此接触以形成第一壁111的与带有第一凹槽112的侧面相对的侧面与第二壁121的与带有第二凹槽122的侧面相对的侧面之间的路径。具体地说,这些穿孔114、穿孔124形成由第一壳体110限定的第一外壳117与由第二壳体120限定的第二外壳127之间的路径。这些穿孔114、穿孔124尤其形成于形成冷却回路200的第一壁111和第二壁121的区域111a、区域121a外部。

密封件可定位于第一壁111与第二壁121之间。密封件130的实例在图12中示出。具体地说,密封件130提供形成冷却回路200的第一壁111和第二壁121的区域111a、区域121a周围的紧密性。为这个目的密封件130具体地说出现于第一壁111和第二壁121的搁置表面113、表面123之间。密封件130在形成时在定位冷却回路200于内的部分中可不含任何材料,除材料条带134、材料条带135、材料条带136之外。这些材料条带134、材料条带135、材料条带136改良密封件130的刚性以便于处置和置放密封件130。这些材料条带134、材料条带135、材料条带136可具有仅足以获得刚性且限定开口131、开口132、开口133的宽度。密封件130沿冷却回路200周围的闭合线密封,尤其为形成冷却回路200的壁111、壁121的区域111a、区域121a周围。密封件130亦可密封于形成于第一壁111和第二壁121中的路径周围。密封件130因此包括孔137,其边缘提供所述路径周围的密封。密封件130亦可包括孔139,其允许用于将第一壁111固定在第二壁121上的相应固定构件通过。

冷却回路200可包括输入端口201和输出端口202,冷却剂通过所述输入端口201和所述输出端口202进入且离开冷却回路200。输入端口201和输出端口202包括于第二壳体120中,特别地包括于描述如下的第二壳体120的侧壁126中。具体地说,输入端口201/输出端口202为侧壁116中的管形开口。这些输入端口201/输出端口202由导管203、导管204扩展,其与第二壁121的第二凹槽122连通来传达或提取其中的冷却剂。端件205、端件206可插入到输入端口201/输出端口202中以将其装配到冷却剂供应回路。

每一壳体110、壳体120可包括从第一壁111或第二壁121的边缘横向延伸的相应的侧壁116、侧壁126以限定相应的第一外壳117和第二外壳127。具体地说,当第一壳体110和第二壳体120安装于彼此上以便形成冷却回路200时,第一壳体110的侧壁116在与第二壳体120相对的方向上延伸且第二壳体120的侧壁126在与第一壳体110相对的方向上延伸。每一外壳117、外壳127可由相抵于所述侧壁116、侧壁126的远端的相应的盖板118、盖板128封闭。因此,第一壁111形成第一壳体110的底部且第二壁121形成第二壳体120的底部。

具体地说,第一壳体110和第二壳体120由将第一壁111相抵于第二壁121固持的固定构件紧扣到彼此。这些固定构件为例如螺钉,其引入至第一壁111和第二壁121中的相应的孔t1、孔t2中。固定构件还可为夹具,例如由第一壳体110和第二壳体120的侧壁116、侧壁126所承载的。

由第一壳体110限定的第一外壳117可包括具有绝缘模制衬底(insulatedmoldedsubstrate;smi)的电子板310,其为dc/dc转换器的部分。smi板携载用于汽车的第一电网和第二电网之间的电压转换的组件。smi卡310可由第一壳体110的第一壁111支撑,其中其侧面中的一个与第一壁111接触。smi板包括例如电子切换器,例如半导体晶体管或其它。

由第二壳体120限定的第二外壳127可容纳用于对进行电设备1的输入信号滤波的电磁兼容性(electromagneticcompatibility;emc)滤波器320和/或用于对电设备1的输出信号进行滤波的emc滤波器330,和/或包括用于校正传递到电力模块300的电流的电感和用于电设备1的dc/dc转换器的变压器的磁性组件340,和/或用于实现包括于电子模块300中和/或包括于smi卡310上的电力交换机的零电压切换(zero-voltageswitching,或zvs)的电容模块350。这些第二组件320、组件330、组件340、组件350可由第二壁121支撑,其中其侧面中的一个与第二壁121接触。

第一壁111可包括贯通开口115,其边缘与第二壁120的开口125拟合。突起156从与带有第二凹槽122的壁121的侧面相对的壁121的侧面上的开口125的边缘延伸。突起形成空腔151,其容纳电容块315,如图7中可见。电容块315包括多个电容器316。其连接到逆变器,具体地说连接到电力电子模块300,且连接到dc/dc转换器,特别地连接到smi卡310。具体地说,电容块315处于汽车的第一电网与电子模块300和smi卡310之间的电连接中;且构成尽可能靠近电力电子模块300和smi卡310的电力储备,具体地说用于切断其切换器。为这个目的,电容块315通过电接线排(未示出)连接到电力模块300和smi卡。第一壁111的贯通开口115在用于形成冷却回路200的第一壁111的区域111a的外部。第二壁121的开口125在用于形成冷却回路200的第二壁121的区域121a的外部。密封件包括孔138以允许电容块315通过。

容纳于第一外壳117中的组件可通过由形成于第一壁111和第二壁121中的穿孔114、穿孔124限定的路径与第二组件320、组件330、组件340、组件350电连接。图5示出smi板310的电连接器311与磁性组件340的端子之间通过电连接器360电连接的实例。

具体地说,逆变器的电子切换器电设备1的dc/dc转换器(特别地为电力电子模块300和smi卡310)容纳于两个壳体110、壳体120中的一个中,而电设备1的滤波和校正组件320、组件330、组件340、组件350容纳于两个壳体中的另一个中。这使得有可能在逆变器与dc/dc转换器之间共用滤波组件。此外,通过在同一壳体中容纳切换器,具体地说容纳电力电子模块300和smi卡310,更容易用单个电子控制单元370操作其。这类电子控制单元370例如与切换器容纳于同一壳体中,如图5中所示出。

除具体地说在电机的电子模块300与各相位之间提供电连接的电连接器382之外,还有电设备1还可包括用于允许电设备1的组件与电设备的外部(例如与车辆控制器)之间进行数据信号交换的信号连接器380。具体地说,信号连接器380连接到电子控制单元370。电设备1可包括允许向电设备1的组件供电的电力输入连接器381。具体地说,电力输入连接器381允许与汽车的第一电网电连接,特别地与这个第一电网的电存储单元电连接,以提供输入到电设备1的逆变器和/或dc/dc转换器的电能。dc/dc输出电连接器383可用以在电设备1的dc/dc转换器与汽车的第二电网之间传送电能,具体地说通过第二电网的电存储单元传送。这些电连接器380、电连接器381、电连接器382、电连接器383具体地说在形成图2中示出的电设备1的壳体的组合件100的一侧上。具体地说,这些电连接器380、电连接器381、电连接器382、电连接器383定位于第一壳体110和第二壳体120的侧壁116、侧壁126上。

电设备1可包括用于控制电设备1内部的湿度的通风口385。通风口385具体地说携载于形成电设备1的壳体的组合件100的一侧上。举例来说,其携载于第一壳体110的侧壁116上。其还可携载于第二壳体126的侧壁126上。

本发明不仅限于上文所描述的单个实例。附图表示组合若干实施例的实施方案的具体实例。然而,实施例的特征在可在一个实施例与另一实施例中彼此独立,或彼此组合,如从权利要求中显而易见。

具体地说,已描述电接线排410具有三个导电片件410,但可包括除三个外的其它数目。电接线排可提供与除电力模块300之外的组件的电连接。电设备1可不含电子控制单元370的支撑板375。那么电子控制单元可由壳体110支撑,特别地由来自壳体110的表面支撑。

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