本發(fā)明涉及電連接器系統(tǒng)，尤其是涉及被配置成使兩個以上高壓電負載互連的電連接器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

屏蔽線纜通常包括絕緣的中心導(dǎo)體和圍繞該中心導(dǎo)體絕緣部的分開的絕緣的屏蔽導(dǎo)體。屏蔽導(dǎo)體可由編織線網(wǎng)、金屬箔或金屬化膜組成。線纜通常具有覆蓋屏蔽導(dǎo)體的第二絕緣層。屏蔽線纜已經(jīng)長期用于通信系統(tǒng)，諸如用在有線電視傳輸線中。屏蔽線纜也發(fā)現(xiàn)用在電動車輛和混合動力車輛中的高壓應(yīng)用中。當(dāng)屏蔽線纜被拼接在一起時，通常需要電連接被拼接的線纜的屏蔽導(dǎo)體和中心導(dǎo)體，以便維持屏蔽導(dǎo)體的電連續(xù)性。由于必須從線纜的拼接端削減屏蔽導(dǎo)體以便接合中心導(dǎo)體，所以將屏蔽導(dǎo)體互連會是復(fù)雜的。在一對多拼接配置(有時稱為y拼接)中，將屏蔽導(dǎo)體互連可以是更復(fù)雜的。

圖1示出了用于在諸如電動車輛(未圖示)中將若干電負載1連接到電池組2的現(xiàn)有技術(shù)方案。每個電負載1需要從電池組2延伸到電負載1的成對高壓屏蔽線纜(正極性3和負極性4)以及保護電路中的各個電路的分開的熔斷器5。

在背景部分中論述的主題不應(yīng)僅由于其在背景部分被提及而被認定是現(xiàn)有技術(shù)。相似地，在背景部分中所提到的或與背景部分的主題相關(guān)聯(lián)的問題不應(yīng)被認定為在現(xiàn)有技術(shù)中已被認識到。背景部分中的主題僅代表不同的實現(xiàn)方法，這些主題本身也可能是有創(chuàng)造性的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，一種公電端子被提供。這種端子包括連接部分，該連接部分限定從該端子縱向突出的第一葉片(blade)和亦從該端子縱向突出的第二葉片。第一葉片的寬度小于第二葉片的寬度。第一葉片的長度小于第二葉片的長度。該端子還包括附連部分，該附連部分限定成對壓接翼(crimpwing)，該成對壓接翼被配置成將該端子附連到線纜。該端子進一步包括過渡部分，該過渡部分在連接部分和附連部分中間。

過渡部分可限定第一肩部，第一肩部從過渡部分的第一近中(mesial)邊緣橫向突出、接近第一葉片。過渡部分可進一步限定第二肩部，第二肩部從過渡部分的位于第一近中邊緣對面的第二近中邊緣橫向突出。該第二肩部接近第二葉片。第一肩部的寬度可大于第二肩部的寬度。過渡部分的遠端區(qū)域可限定孔，該孔被表征為具有通常矩形的形狀。

根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，一種電連接器系統(tǒng)被提供。該電連接器系統(tǒng)包括公連接器，該公連接器具有公端子，該公端子限定從該公端子縱向突出的第一葉片和亦從該公端子縱向突出的第二葉片。第一葉片的寬度小于第二葉片的寬度。第一葉片的長度小于第二葉片的長度。該公端子還限定成對壓接翼，該成對壓接翼被配置成將該公端子附連到線纜。該電連接器系統(tǒng)還包括母連接器，母連接器具有第一母端子和第二母端子，第一母端子被配置成接收公端子的第一葉片，第二母端子被配置成接收公端子的第二葉片，從而將第一母端子、第二母端子和線纜電互連。

第一葉片可限定從第一葉片的近中邊緣橫向突出的第一肩部而第二葉片可限定從第二葉片的另一近中邊緣橫向突出的第二肩部。第一肩部的寬度可大于第二肩部的寬度。

該電連接器系統(tǒng)可進一步包括限定腔體的公連接器主體，該腔體被配置成接收公端子。這種腔體限定被配置成接收第一肩部的第一縱向插槽并且限定位于第一插槽對面的第二縱向插槽。第二插槽具有小于第一插槽深度的深度。第二插槽被配置成接收第二肩部。第一肩部的橫向邊緣被配置成嚙合第一插槽的端壁而第二肩部的橫向邊緣被配置成嚙合第二插槽的另一端壁。

公端子的遠端區(qū)域可限定孔。公連接器主體可限定卡合特征，該卡合特征被配置成嚙合該孔。該孔可被表征為具有矩形形狀。

根據(jù)本發(fā)明的第三實施例，另一種電連接器系統(tǒng)被提供。該電連接器系統(tǒng)包括公連接器，該公連接器具有公端子，該公端子限定從該公端子縱向突出的第一葉片和亦從該公端子縱向突出的第二葉片。第一葉片的寬度小于第二葉片的寬度。該公端子還限定成對壓接翼，該成對壓接翼被配置成將該公端子附連到線纜。該電連接器系統(tǒng)還包括母連接器，母連接器具有第一母端子和第二母端子，第一母端子被配置成接收第一葉片，第二母端子被配置成接收第二葉片。第一葉片的第一尖端具有第一相對位置而第二葉片的第二尖端具有與第一相對位置不同的第二相對位置使得當(dāng)公連接器與母連接器配對時，第一尖端不接觸第一母端子的同時第二尖端接觸第二母端子，從而降低將公連接器與母連接器配對所需的峰值嚙合力。另外，當(dāng)公連接器與母連接器配對時，第一母端子、第二母端子和線纜被電互連。根據(jù)一個特定實施例，將公連接器與母連接器配對所需的峰值嚙合力不超過75牛頓。

第一葉片可限定從第一葉片的近中邊緣橫向突出的第一肩部而第二葉片可限定從第二葉片的另一近中邊緣橫向突出的第二肩部。第一肩部的寬度可大于第二肩部的寬度。

該電連接器系統(tǒng)可進一步包括限定腔體的公連接器主體，該腔體被配置成接收公端子。這種腔體限定被配置成接收第一肩部的第一縱向插槽并且限定位于第一插槽對面的第二縱向插槽。第二插槽具有小于第一插槽深度的深度。第二插槽被配置成接收第二肩部。第一肩部的橫向邊緣被配置成嚙合第一插槽的端壁而第二肩部的橫向邊緣被配置成嚙合第二插槽的另一端壁。

公端子的遠端區(qū)域可限定孔。公連接器主體可限定卡合特征，該卡合特征被配置成嚙合該孔。該孔可被表征為具有矩形形狀。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖借助示例來描述本發(fā)明，在附圖中：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的電負載連接方案的示意圖；

圖2是根據(jù)一個實施例的電負載連接方案的示意圖；

圖3是根據(jù)一個實施例的電連接器系統(tǒng)的立體圖；

圖4是根據(jù)一個實施例的圖3的電連接器系統(tǒng)的分解立體圖；

圖5是根據(jù)一個實施例的圖3的電連接器系統(tǒng)的公功率端子的側(cè)視圖；以及

圖6是根據(jù)一個實施例的固定在圖3的電連接器系統(tǒng)的內(nèi)殼體中的圖5的公功率端子的剖視立體圖。

具體實施方式

本文呈現(xiàn)了公電端子以及采用該公電端子的電連接系統(tǒng)。

圖2示出了用于使用本文所呈現(xiàn)的設(shè)備和方法通過拼接成對正極線纜13a、13c、13b、13d以及成對負極線纜14a、14c、14b、14d來將電負載(例如電池充電器11a、加熱器11b、dc/dc轉(zhuǎn)換器11c和空調(diào)(ac)壓縮機電機11d)連接到(諸如電動車輛(未圖示)中的)電池組12的方案的非限制性示例。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)若干電路可被組合并共享單一熔斷器15，例如因為電負載11a-b和/或11c-d的組合電流比熔斷器15的額定容量低或者因為所述電負載沒有被同時使用。電負載11a-b還可被連接到控制器16，控制器16使得電負載11a-b能夠一次運行一個從而使得它們不被同時使用或者控制器16可監(jiān)控電負載11a-b中的每一個所使用的電流并控制電負載11a-b中的每一個從而使得電負載11a-b所使用的總電流比熔斷或斷開熔斷器15b所需的額定電流小。

本發(fā)明人認識到至這些電負載的成對高壓屏蔽線纜13a、13c、14a、14c可如圖2中所示利用電連接系統(tǒng)20拼接在一起，電連接系統(tǒng)20連接屏蔽線纜13a、13c、14a、14c的芯導(dǎo)體，同時維持屏蔽線纜13a、13c、14a、14c的屏蔽導(dǎo)體(未圖示)的隔離和連續(xù)性，從而減少電負載11a-d與電池組12互連所需的屏蔽線纜的總長度，因此降低了屏蔽線纜成本、重量、封裝空間以及線束的布線復(fù)雜度。因為多個電負載11a-b、11c-d可共享單一熔斷器15a、15b，所以電池組12中的熔斷電路的數(shù)量也可被減少；通過相較于本發(fā)明背景技術(shù)中所描述的圖1的現(xiàn)有技術(shù)方案減少了熔斷器和線纜連接器的數(shù)量而進一步降低了電池組的成本和復(fù)雜度。

圖2至4示出了電連接系統(tǒng)20(下文稱為連接系統(tǒng)20)的非限制性示例。連接系統(tǒng)20被配置成將電動車輛中的電池組12與兩個不同的電負載(諸如dc/dc轉(zhuǎn)換器11c和空調(diào)(ac)壓縮機電機11d)互連。連接系統(tǒng)20包括公連接器22和母連接器28，該公連接器22具有兩對線纜24a-b、26a-b，該母連接器28具有兩對屏蔽線纜13a、13c、14a、14c。公連接器22具有公頭30，該公頭30由諸如玻璃填充聚對苯二甲酸丁二醇酯(pbt)之類的絕緣材料形成，被配置成經(jīng)由緊固件(例如螺絲)安裝到電負載(例如dc/dc轉(zhuǎn)換器11c)中的一個的導(dǎo)電箱(未圖示)。公頭30包括面密封件32，該面密封件32由兼容彈性材料形成且被配置成將公頭30密封到導(dǎo)電箱從而抑制污染物侵入連接系統(tǒng)20和導(dǎo)電箱中。

公連接器22包括公頭30內(nèi)的導(dǎo)電公屏蔽件34。這種公屏蔽件34電連接到導(dǎo)電箱以提供屏蔽線纜13a、13c、14a、14c的屏蔽導(dǎo)體和導(dǎo)電箱之間的電連接。公屏蔽件34包圍公內(nèi)連接器殼體36，該公內(nèi)連接器殼體36由諸如玻璃填充pbt之類的絕緣材料形成，亦被安置在公頭30內(nèi)。這種公內(nèi)連接器殼體36限定若干腔體38，該腔體38接受成對公功率端子40a-b和母高壓互鎖(hvil)端子42a-b。

成對公功率端子40a-b終結(jié)第一對線纜24a-b，第一對線纜24a-b從連接器系統(tǒng)20供應(yīng)電功率給dc/dc轉(zhuǎn)換器11c。該第一對線纜24a-b不需要被屏蔽，因為它們通過被包含在dc/dc轉(zhuǎn)換器11c的導(dǎo)電箱內(nèi)而被屏蔽。母hvil端子42a-b連接到第二對線纜26a-b，第二對線纜26a-b與hvil控制電路(未圖示)互連。hvil控制電路禁止dc/dc轉(zhuǎn)換器11c的操作直至母hvil端子42a-b通過母連接器28中的分流端子44被短接在一起。

公連接器22還包括端子位置保證(tpa)器件46，該tpa器件46由諸如玻璃填充pbt之類的絕緣材料形成，被配置成將公功率端子40a-b和母hvil端子42a-b固定在公內(nèi)連接器殼體36中。公連接器22另外包括兼容連接器密封件48和密封保持器50，該兼容連接器密封件48和密封保持器50被配置成將公連接器22密封到母連接器28，從而抑制污染物進入連接系統(tǒng)20。

母連接器28包括外連接器殼體52，該外連接器殼體52由例如玻璃填充pbt之類的絕緣材料形成，該外連接器殼體52限定鎖臂54和連接器位置保證(cpa)器件56，該鎖臂54被設(shè)計成將母連接器28固定到公連接器22，該cpa器件56保證，除非cpa器件56先脫離，否則使鎖臂54無法活動來使公連接器22從母連接器28斷開。

母連接器28還包括母內(nèi)連接器殼體58，該母內(nèi)連接器殼體58由諸如玻璃填充pbt之類的絕緣材料形成。母內(nèi)連接器殼體58也限定若干腔體60，腔體60被配置成接受兩對母功率端子62a-b、64a-b。第一對母功率端子62a-b終結(jié)被連接到電動車輛電池組12的第一對屏蔽線纜13a、14a的中心導(dǎo)體，而第二對母功率端子64a-b終結(jié)被連接到第二電負載(例如ac壓縮機電機11d)的第二對屏蔽線纜13c、14c的中心導(dǎo)體。第一對屏蔽線纜13a、14a的中心導(dǎo)體相較第二對屏蔽線纜13c、14c的中心導(dǎo)體具有更大的橫截面以便允許第一屏蔽線纜13a、14a從電池組12傳導(dǎo)更大的電流至電負載11c-d兩者，其中第二對屏蔽線纜13c、14c從dc/dc轉(zhuǎn)換器11c運載較低的電流至ac壓縮機電機11d。第一和第二對屏蔽線纜13a、13c、14a、14c的外屏蔽導(dǎo)體由導(dǎo)電套圈63終結(jié)，導(dǎo)電套圈63與包圍母內(nèi)連接器殼體58的導(dǎo)電母屏蔽件66互連。當(dāng)公連接器22與母連接器28配對時，母屏蔽件66與公屏蔽件34互連，從而提供公和母功率端子40a-b、60a-b、62a-b的電屏蔽以及屏蔽導(dǎo)體與導(dǎo)電箱之間的電連續(xù)性。

母內(nèi)連接器殼體58還包括導(dǎo)電hvil分流端子44，導(dǎo)電hvil分流端子44被配置成在公和母功率端子40a-b、60a-b、62a-b被恰當(dāng)?shù)剡B接之后使母hvil端子42a-b互連。hvil分流端子44和母hvil端子42a-b被配置使得它們分別在公和母連接器22、28被連接和斷開時最后配對和首先打破。

母連接器28另外包括線纜密封件68，線纜密封件68由兼容彈性材料形成，包圍屏蔽線纜13a、13c、14a、14c中的每一者從而抑制污染物流入連接系統(tǒng)20中。母連接器28也包括應(yīng)變釋放器件70。應(yīng)變釋放器件70由諸如聚酯化合物之類的絕緣材料形成。應(yīng)變釋放器件70將線纜密封件68保持在外連接器殼體52內(nèi)并為母功率端子40a-b、42a-b提供端子位置保證以及為屏蔽線纜13a、13c、14a、14c提供應(yīng)變釋放。

如圖5中所示，公功率端子40包括限定兩個葉片狀特征74、76的連接部分72，葉片狀特征74、76中的每一個從端子40與端子40的縱軸x平行地突出。公功率端子40還包括附連部分78，該附連部分78限定第一對壓接翼80和第二對壓接翼82，該第一對壓接翼80被配置成將端子40附連到線纜24的導(dǎo)體，該第二對壓接翼82被配置成將端子40附連到線纜24的絕緣護套。公功率端子40還包括在連接部分72和附連部分78中間的過渡部分84。公功率端子40由諸如c151銅合金之類的導(dǎo)電材料片材通過沖壓或沖裁工藝形成。

公端子40的第一葉片74比第二葉片76更寬以允許它從電池組12傳導(dǎo)更高的電流以便同時將功率供應(yīng)給例如dc/dc轉(zhuǎn)換器11c和ac壓縮機電機11d之類的電負載兩者。在所示示例中，第一葉片74是6.3毫米(mm)寬，而第二葉片76是2.6mm寬。第一葉片74還比第二葉片76更長以允許它在第二葉片76與第二母功率端子64連接之前與第一母功率端子62互連。在所示示例中，第一葉片74超過過渡部分84突出10.3mm，而第二葉片76超過過渡部分84突出8.8mm。第一和第二葉片74、76的這種交錯布置減少了將公和母連接器22、28配對所需的峰值力。在所示連接系統(tǒng)20的實施例中，最大嚙合力小于70牛頓。第一和第二葉片74、76的尖端在兩條軸線上成斜面。

第一和第二葉片74、76以基于銀的鍍層覆蓋，同時附連部分78由基于鎳的鍍層覆蓋，以改善端子間導(dǎo)電性并抑制腐蝕。如圖4中最佳示出，兩個公功率端子40a-b被安置在公內(nèi)連接器殼體36內(nèi)且被布置成使得一個公功率端子40a的第一和第二葉片74a、76a與另一公功率端子40b的對應(yīng)葉片不相鄰或在另一公功率端子40b的對應(yīng)葉片的對角處。第一母功率端子62a-b也比第二母功率端子64a-b更寬以便恰當(dāng)?shù)厝菁{第一和第二公功率端子40a-b。

每個公功率端子40的過渡部分84限定第一肩部86，第一肩部86從第一葉片74的第一近中或外側(cè)邊緣88橫向(即與公功率端子40的縱軸x大體垂直)突出。每個公功率端子40的過渡部分84還限定第二肩部90，第二肩部90從在第一葉片74的第一近中邊緣88對面的第二葉片76的第二近中邊緣92橫向突出。第一肩部86的寬度大于第二肩部90的寬度。如圖4中最佳示出，這些第一和第二肩部86、90與位于公內(nèi)連接器殼體36的相對側(cè)中的更淺和更深的插槽64、96對接(interface)。第一肩部的橫向邊緣被配置成嚙合第一插槽的端壁而第二肩部的橫向邊緣被配置成嚙合第二插槽的另一端壁以確保公功率端子40a-b被恰當(dāng)?shù)夭贾迷诠珒?nèi)連接器殼體36中，如上所述。

圖5示出了過渡部分84的遠端或中心區(qū)域98限定孔100。該孔100被表征為具有通常矩形的形狀。如圖6中所示，由公內(nèi)連接器殼體36內(nèi)的柔性梁104限定的鎖定特征102嚙合孔100的邊緣106并將公功率端子50固定在公內(nèi)連接器殼體36內(nèi)。所述鎖定特征位于所述腔體內(nèi)以確保第一肩部的橫向邊緣與第一插槽的端壁嚙合且第二肩部的橫向邊緣與第二插槽的端壁嚙合。

在不受任何特定的操作理論約束的情況下，當(dāng)連接系統(tǒng)20被完全連接時，來自電池組12的電流流過第一對屏蔽功率線纜經(jīng)由第一母功率端子40a-b到達電連接器連接系統(tǒng)20。然后，所述電流的一部分通過與公功率端子40a-b的附連部分接合的成對線纜24a-b流到dc/dc轉(zhuǎn)換器11c且所述電流的其余部分通過第二對屏蔽線纜13c、14c經(jīng)由第二葉片76流到ac壓縮機電機11d。

雖然所示實施例中的電連接器連接系統(tǒng)20用在電動車輛應(yīng)用中，但該系統(tǒng)的其他實施例可設(shè)想用于針對拼接屏蔽線纜的其他應(yīng)用。例如，公連接器可被安裝到導(dǎo)電箱而公屏蔽件可被配置成類似于母屏蔽件66使用套圈63與屏蔽線纜互連。另外，雖然所示電連接器連接系統(tǒng)20被配置成拼接連接成對線纜，但其他實施例可建議拼接單一線纜。

因此，提供了配置成向兩個不同的電負載提供電功率的電連接器連接系統(tǒng)20以及拼接多個屏蔽線纜對13a、13c、14a、14c的方法。電連接器連接系統(tǒng)20提供了密封以防環(huán)境污染物的屏蔽線纜拼接。公和母連接器22、28可用小于75牛頓的力互連，消除了對可由汽車制造商加諸的機械輔助以滿足人體工學(xué)要求的需要。電連接系統(tǒng)20還減少了將多個電負載11c、11c與電池組12互連所需的屏蔽線纜13a、13c、14a、14c的長度，提供了降低材料成本和簡化線纜布線的益處。

盡管已根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，然而本發(fā)明不旨在受如此限制，而是僅受所附權(quán)利要求中給出的范圍限制。此外，術(shù)語第一、第二等的使用不表示任何重要性次序，而是用術(shù)語第一、第二等來區(qū)別不同的要素。此外，不定冠詞的使用不表示對數(shù)量的限制，而是表示存在至少一個所引用的物件。