專利名稱：電纜分配系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種電纜分配系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于再充電電動(dòng)車輛的蓄電池的電纜分配系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)車輛變得更為流行。遺憾的是，現(xiàn)在的蓄電池技術(shù)需要對(duì)電動(dòng)車輛的蓄電池頻繁地再充電。因此，需要這樣的一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以迅速且有效地將電動(dòng)車輛聯(lián)接至充電站以對(duì)車輛的蓄電池再充電。通常在世界范圍內(nèi)可用的120V-240V的電力輸出對(duì)于汽車蓄電池再充電而言具有多個(gè)缺點(diǎn)。首先，由于相對(duì)低的電壓源，充電耗費(fèi)大量的時(shí)間。其次，蓄電池充電所需的高電流通常導(dǎo)致低效率，包括作為熱量的能量損失。因此，這產(chǎn)生了可伸縮電纜分配系統(tǒng)的需要，該可伸縮電纜分配系統(tǒng)降低能量損失并且更快和便利地為汽車蓄電池再充電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了與現(xiàn)有的可伸縮電纜分配系統(tǒng)相關(guān)的上述缺點(diǎn)以及其它問題。本發(fā)明的實(shí)施方式可以在高壓下操作，其降低了電流和相關(guān)的能量損失。不是使用接觸刷的傳統(tǒng)滑環(huán)，本發(fā)明的實(shí)施方式使用螺旋。此外，通過當(dāng)在使用中線圈緊貼時(shí)在螺旋環(huán)之間產(chǎn)生電力短路，縮短了流過線圈的電氣路徑。這在接下來會(huì)更加詳細(xì)描述。有些實(shí)施方式被用在電動(dòng)車輛的充電站。在充電站處，一組電纜可以被連接至汽車以充電蓄電池。固定長度的長電纜容易纏結(jié)并通常不方便。可伸縮電纜分配系統(tǒng)減少了電纜的雜亂和纏結(jié)，但是可能極大地增加電阻。在此描述的實(shí)施方式提供了一種電纜分配系統(tǒng)，其具有降低了的電阻。在一些實(shí)施方式中，充電站位于公共位置,例如服務(wù)站。在其它實(shí)施方式中，充電站位于私人位置，例如車庫；或者位于半私人位置，例如公司大院。在一些實(shí)施方式中，充電站可以使用可伸縮電纜分配系統(tǒng)以將電源連接至車輛，并且為車輛內(nèi)的蓄電池充電。在其它實(shí)施方式中，車輛在蓄電池更換站更換蓄電池，并且可伸縮電纜分配系統(tǒng)將電源直接連接至蓄電池或蓄電池單元。在一些實(shí)施方式中，公開了一種電纜分配系統(tǒng)，其包括殼體組件，該殼體組件包圍定子。殼體組件可以繞穿過非旋轉(zhuǎn)定子的中心的中心軸線旋轉(zhuǎn)。定子包括多個(gè)平行絕緣盤， 其與中心軸線軸向?qū)R。每個(gè)絕緣盤具有位于中心的集線器，其可以沿所述軸線從絕緣盤的一個(gè)表面向外延伸。這些絕緣盤都以堆疊陣列的方式彼此接觸。定子還包括柔性非絕緣電纜的多個(gè)平行線圈。每對(duì)相鄰的線圈被一個(gè)絕緣盤分離。每個(gè)線圈具有聯(lián)接至相鄰絕緣盤的集線器的內(nèi)部以及連接至殼體組件的外部。殼體組件包圍定子，所述定子包括絕緣盤。在一些實(shí)施方式中，公開了一種電纜分配系統(tǒng)，其包括殼體組件，該殼體組件包圍一個(gè)定子。該殼體組件圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)。定子包括多個(gè)平行的集線器，這些集線器與中心軸線軸向?qū)R。集線器彼此牢固地附接。每個(gè)集線器具有第一表面和相對(duì)的大體平行于第一表面的第二表面。定子還包括柔性電纜的多個(gè)平行的初級(jí)線圈。每個(gè)初級(jí)線圈具有聯(lián)接至集線器的內(nèi)部以及聯(lián)接至殼體組件的外部。定子還包括柔性絕緣數(shù)據(jù)傳送線纜的多個(gè)平行的次級(jí)線圈。每個(gè)次級(jí)線圈具有聯(lián)接至集線器的內(nèi)部以及聯(lián)接至殼體組件的外部。次級(jí)線圈借助絕緣盤與每個(gè)相鄰的初級(jí)線圈分離。殼體組件包圍定子并且旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至集線器在一些實(shí)施方式中，可伸縮電纜分配系統(tǒng)利用絕緣盤來分離單獨(dú)的線圈，因而允許高壓經(jīng)過線圈而不形成線圈上的電弧。在一些實(shí)施方式中，存在多個(gè)電力線圈，因而增加了任意一次能夠傳遞的電能的量。在一些實(shí)施方式中，獨(dú)立線圈是非屏蔽的，當(dāng)線圈纏繞或部分纏繞時(shí)(即，未完全解繞)，這些獨(dú)立線圈產(chǎn)生了需要的電力短路(更短的電氣路徑)。因?yàn)楫?dāng)電纜分配系統(tǒng)在使用時(shí)，線圈通常至少部分被纏繞，非屏蔽的線圈降低經(jīng)過線圈的總電阻，并因而降低了作為熱量喪失的能量量。在一些實(shí)施方式中，還包括數(shù)據(jù)控制線圈，該數(shù)據(jù)控制線圈可以修改經(jīng)過電力電纜的電流。本發(fā)明幫助解決關(guān)鍵缺陷以獲得電動(dòng)車輛的更廣適用。在此描述的可伸縮電纜分配系統(tǒng)的實(shí)施方式通過使用高壓連接和數(shù)據(jù)傳送通道來降低再充電時(shí)間，以優(yōu)化再充電。由于降低作為廢熱喪失的能量量，因此所公開的實(shí)施方式成本經(jīng)濟(jì)且環(huán)境友好。由每個(gè)線圈的環(huán)之間的短路產(chǎn)生的高壓以及更短的內(nèi)部電氣路徑降低了電能損失。


為了更好的理解前面描述的本發(fā)明的實(shí)施方式和其另外的實(shí)施方式，將在下文參考實(shí)施方式的說明結(jié)合下面的附圖，其中在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記代表相同部件。圖I示出了依照一些實(shí)施方式的可伸縮卷軸卷筒電纜分配系統(tǒng)的立體圖。圖2提供與圖I相同的視圖，移去了殼體組件的頂半部。圖3是圖I和2所示的可伸縮卷軸卷筒電纜分配系統(tǒng)的部分分解立體圖。圖4是圖I至圖3所示的定子的立體圖。圖5是圖I至圖4所示的可伸縮卷軸卷筒電纜分配系統(tǒng)的端蓋的前視圖。圖6是圖I至圖5所示的可伸縮卷軸卷筒電纜分配系統(tǒng)的定子和端蓋的部分分解圖。圖7是圖I至圖6所示的可伸縮卷軸卷筒電纜分配系統(tǒng)的線圈和絕緣盤的立體圖。圖8是圖I至圖7所示的可伸縮卷軸卷筒電纜分配系統(tǒng)的線圈和絕緣盤的供選擇的立體圖，在此示出的線圈從絕緣盤分離。圖9和圖10示出了依照一些實(shí)施方式的可伸縮卷軸卷筒電纜分配系統(tǒng)的立體圖，殼體組件的部分被切去以看到電力端子。圖11示出了依照一些實(shí)施方式典型鼓系統(tǒng)的立體圖，其包圍可伸縮卷軸卷筒電纜分配系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將詳細(xì)參考多個(gè)實(shí)施方式，這些實(shí)施方式的實(shí)施例在附圖中被示出。在下面的詳細(xì)描述中，描述多個(gè)特定細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，顯然對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明可以沒有這些特定細(xì)節(jié)而實(shí)現(xiàn)。在其它實(shí)例中，公知的組件和部件沒有詳細(xì)描述，以便不導(dǎo)致不必要地使得本發(fā)明的方面難懂。 還可以理解的是，雖然在此使用“第一”、“第二”等、或者“初級(jí)”、“次級(jí)”等的術(shù)語來描述多個(gè)部件，但是這些部件并不應(yīng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語只用于將一個(gè)部件與另一個(gè)區(qū)別。例如，初級(jí)線圈可以被稱為次級(jí)線圈，并且，類似的，次級(jí)線圈可以被稱為初級(jí)線圈，而不偏離本發(fā)明的保護(hù)范圍。初級(jí)線圈和次級(jí)線圈都是線圈，但其不是相同的線圈。在此描述的實(shí)施方式可以被用于個(gè)人住宅、公共充電站、私人商務(wù)場所、或汽車可能停放的其它任何位置。在此描述的一些實(shí)施方式為安裝在汽車上的蓄電池再充電。其它實(shí)施方式為未安裝于任何車輛上的蓄電池再充電，而其它實(shí)施方式用于為不用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的蓄電池充電。更一般地，本發(fā)明的實(shí)施方式可以被用于可旋轉(zhuǎn)電動(dòng)裝置，例如電動(dòng)標(biāo)牌或機(jī)器人臂、伸縮線纜、電動(dòng)起重機(jī)、以及其它類似位置。圖I和圖2示出了依照一些實(shí)施方式的可伸縮電纜分配系統(tǒng)。在一些實(shí)施方式中，殼體組件148包括上殼體單元102和下殼體單元104。在替代實(shí)施方式中，殼體組件148包括更多或更少的組件。在圖2中，上殼體組件102未被示出，以便更好地示出定子140。本發(fā)明不同的實(shí)施方式具有不同的尺寸。例如，圖I所示的殼體組件148僅有厘米級(jí)寬度，或可以是25厘米寬或更大。在一些實(shí)施方式中，沿在形成通過殼體組件的中心的軸線176觀察，殼體組件148總體上具有圓形截面。在其它實(shí)施方式中，例如圖I中所示的，殼體組件148也可以不是圓形截面形狀。實(shí)際地進(jìn)行伸縮的絕緣電纜將以一定方式圍繞殼體組件卷繞。圖11(在下面更詳細(xì)描述)示出了一個(gè)實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中殼體組件148由鼓188外接，并且外部電纜圍繞該鼓卷繞。在一些實(shí)施方式中，殼體組件148由絕緣材料(例如塑料或陶瓷)制成。其它絕緣材料也可以用于殼體組件。在一些實(shí)施方式中，殼體組件或殼體組件的部分可以通過注塑模制形成。在其它實(shí)施方式中，殼體組件可以通過熱塑模制、熱硬化澆鑄、機(jī)加工數(shù)控機(jī)床(CNC)、低壓注入(RIM)、或澆鑄環(huán)氧樹脂而形成。圖I和圖2示出了一個(gè)實(shí)施方式，其中非絕緣或非屏蔽電纜106以及帶屏蔽的數(shù)據(jù)傳送線纜108從端蓋112向外延伸。在一些實(shí)施方式中，非屏蔽電纜106是扁編結(jié)電纜。在一些實(shí)施方式中，非屏蔽電纜106是圓形或橢圓形編結(jié)電纜。在一些實(shí)施方式中，非屏蔽電纜106由銅或錫銅材料制成。在其它實(shí)施方式中，非屏蔽電纜106包括其它導(dǎo)電材料。在一些實(shí)施方式中，帶屏蔽或絕緣的數(shù)據(jù)傳送線纜108是扁編結(jié)電纜，如圖I和2所示。在其它實(shí)施方式中，帶屏蔽的數(shù)據(jù)傳送線纜108的導(dǎo)電部分具有橢圓形或圓形橫截面。在一些實(shí)施方式中，帶屏蔽的數(shù)據(jù)傳送線纜108的導(dǎo)電部分包括單片材料；在其它實(shí)施方式中，導(dǎo)電部分包括多個(gè)導(dǎo)電股并且可以被編結(jié)或纏繞?？尚D(zhuǎn)的軸承110位于端蓋112和殼體組件148之間，從而允許殼體組件148在端蓋112、盤以及集線器保持靜止的同時(shí)旋轉(zhuǎn)(或者反之亦然)。下文參考圖5更詳細(xì)地描述端蓋112。在一些實(shí)施方式中，通過螺栓或螺釘將上殼體單元102附接至下殼體單元104。圖I示出了一個(gè)實(shí)施方式，供螺栓穿過的孔166可以定位成將上殼體單元102緊固至下殼體單元104。臨近孔166的切除部分164為工具(例如螺絲刀)提供空間，以便操作螺栓、螺釘或其它類似物。
圖2示出了線圈116和絕緣盤114的平行堆疊。如圖所示，每個(gè)線圈116通過一個(gè)絕緣盤114與相鄰線圈116分離。在一些實(shí)施方式中，端蓋112被聯(lián)接至盤和線圈的堆疊的一側(cè)上的最外側(cè)絕緣盤114。在一些實(shí)施方式中，端蓋112是位于堆疊的一端的絕緣盤的整體部分。下文參考圖7和8更詳細(xì)的描述絕緣盤114和線圈116。圖I和2示出了存在一排電力端子132的實(shí)施方式。在圖2的實(shí)施方式中，僅示出了端子132的一部分，因?yàn)槎俗拥南虏课挥谙職んw單元104內(nèi)(參見圖9)。在一些實(shí)施方式中，一排電纜開口 160允許絕緣電纜136連接至電力端子132 (參見圖9)。在一些實(shí)施方式中，一排電力端子132將每個(gè)線圈116的外部118 (圖7)緊固至殼體組件148。這些由 圖9更詳細(xì)的示出。在圖2的實(shí)施方式中，電纜開口 160以及電力端子132位于下殼體單元104中。一排端子或電纜開口可以類似地整體形成在上殼體單元102中。在一些實(shí)施方式中，一排電纜開口 160或者一排電力端子132沿著下殼體單兀104的軸向長度定位。在一些實(shí)施方式中，穿過電纜開口 160連接的電纜136被螺釘182收緊，如圖9所示。在一些實(shí)施方式中，電力端子132中的螺釘130將線圈116的外部118保持到位。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，還存在很多其它方法來將電纜136附接至殼體組件148，或者將線圈116的外端118電連接至相應(yīng)的絕緣電纜136。在一些實(shí)施方式中，上殼體單元102和下殼體單元104由相同的模制或相同的制造工藝而制造。在這種情況下，開口 158或其它未能起作用的特征可以呈現(xiàn)在上殼體單元102上，這是因?yàn)橄職んw單元104具有相應(yīng)功能(或者反之亦然)。如圖3所示，定子140包括絕緣盤114，以及端蓋112。在一些實(shí)施方式中，定子140保持靜止，而殼體組件148圍繞其轉(zhuǎn)動(dòng)。在殼體組件148中，絕緣盤114、線圈116、以及端蓋112通過其中心共用單條縱向軸線176。圖3的部分分解圖示出了一些實(shí)施方式中的殼體組件148如何包圍線圈116和定子140。為了允許殼體組件148旋轉(zhuǎn)，軸承110的內(nèi)座圈聯(lián)接至端蓋112的外周，并且軸承110的外座圈聯(lián)接至殼體組件148的上切除部分168(1)和下切除部分170(1)的內(nèi)周。在一些實(shí)施方式中，軸承的外座圈通過力配合聯(lián)接至端蓋112的外周。在其它實(shí)施方式中，軸承的內(nèi)座圈通過粘結(jié)劑結(jié)合至端蓋112的外周。類似地，軸承110的外座圈可以通過摩擦配合(一旦上殼體單元102和下殼體單元104被緊固到一起)、粘結(jié)劑、或本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其它技術(shù)聯(lián)接至上切除部分168(1)和下切除部分170(1)。通常，第二軸承110附接至第二端蓋或最外盤(未示出)的集線器，所述集線器定位在定子的相對(duì)端(與圖3所示的端蓋112所處的端部相反的端部)。在一些實(shí)施方式中，第二軸承110按照與上面描述的用于第一軸承110所述類似的方式聯(lián)接至殼體組件148。第二軸承幫助保持系統(tǒng)平衡。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，由多種不同材料制成的多種不同類型的軸承可以在定子140和殼體組件148之間提供合適的接口，從而允許殼體組件圍繞定子旋轉(zhuǎn)。例如，在一些實(shí)施方式中，軸承110是角接觸滾珠軸承。在一些實(shí)施方式中，軸承的滾珠和座圈由陶瓷制成。一些實(shí)施方式使用球形滾珠推力軸承。其它實(shí)施方式使用圓柱滾珠軸承。在一些實(shí)施方式中使用高精度軸承。在一些實(shí)施方式中軸承110使用非金屬材料(例如陶瓷)，來降低短路或電弧的危險(xiǎn)。在一些實(shí)施方式中使用滑動(dòng)軸承。在替代實(shí)施方式中，定子140和殼體組件148之間的表面滑動(dòng)而不使用軸承。
在一些實(shí)施方式中，軸174沿軸線176定位，所述軸線176延伸穿過定子140的中心。在使用軸的一些實(shí)施方式中，軸174牢固地聯(lián)接至絕緣盤114和端蓋112。在一些實(shí)施方式中，軸位于沿著定子140的中心軸線形成的通道內(nèi)。具體地，圖5示出了端蓋軸開口152，并且圖6示出了集線器軸開口 154。所有的這些軸開口被對(duì)齊，并且軸174位于這些開口內(nèi)。圖4提供了定子140的細(xì)節(jié)視圖。在一些實(shí)施方式中，定子140包括絕緣盤114的平行堆疊以及聯(lián)接至最外側(cè)絕緣盤114的一個(gè)或多個(gè)端蓋112。插設(shè)在絕緣盤114之間的線圈116均具有外部118，外部1 18遠(yuǎn)離軸線176(圖3)徑向延伸。下面圖9和10更詳細(xì)地示出了每個(gè)線圈116的外部118如何聯(lián)接至殼體組件148并且電連接至每個(gè)絕緣電纜136的內(nèi)端178。在一些實(shí)施方式中，絕緣盤114由陶瓷材料制成，并且足夠厚來防止相鄰線圈之間的電弧。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，絕緣盤的具體厚度取決于絕緣材料的介電常數(shù)和由絕緣盤分離的線圈上的意在電壓和電流。例如，當(dāng)線圈上的電壓是400伏時(shí)，絕緣盤可以是3或4毫米厚。在一些實(shí)施方式中，絕緣盤是環(huán)形的，但是替代的形狀可以提供相同的功能，只要將電力線圈彼此分離即可。在一些實(shí)施方式中，端蓋112的外周是圓形的。雖然不必非要圓形，但圓形的形狀方便了使用商業(yè)上可得到的軸承110。在一些實(shí)施方式中，端蓋110由陶瓷或塑料構(gòu)成。在其它實(shí)施方式中，替代的剛性絕緣材料被用于端蓋112。圖5提供了圖I至圖4所示的端蓋112的前視圖。在這個(gè)實(shí)施方式中，具有八個(gè)端蓋通道部分126、以及用來將端蓋112連接至定子140的其它部件的兩個(gè)開口 142。端蓋112上的通道部分126與絕緣盤114上的通道部分120 (參見圖7)結(jié)合，以形成穿過定子140的通道。在一些實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)螺栓或銷被設(shè)置成穿過開口 142和絕緣盤上的相應(yīng)開口 156 (參見圖7)，以將定子140的部件連接至一起。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)端蓋通道部分126在其內(nèi)容納單條非屏蔽的電纜106、或多條帶屏蔽的數(shù)據(jù)傳送線纜108。多條帶屏蔽數(shù)據(jù)線纜可以占用單個(gè)通道，因?yàn)閿?shù)據(jù)線纜的帶屏蔽且低壓的特性不會(huì)導(dǎo)致電弧或短路。如下面圖7和8所示，端蓋通道部分126與集線器通道部分120結(jié)合以形成穿過定子140的通道。在一些實(shí)施方式中，具有切除部184，該切除部184從每個(gè)端蓋通道部分126延伸至端蓋112的外周。在一些實(shí)施方式中，切除部184提供供非屏蔽電纜106或帶屏蔽數(shù)據(jù)傳送線纜108彎曲的空間。圖6提供了定子140的部分分解視圖。在這個(gè)視圖中示出了端蓋112從最近的絕緣盤114和線圈116分離。在一些實(shí)施方式中，端蓋112與最外側(cè)絕緣盤114形成一體，而并不是如圖6所示的分離部件。在這一圖示中，平行線圈116中的一個(gè)以及平行絕緣盤114中的一個(gè)被示出為從定子140的剩余部分分離。圖6進(jìn)一步示出了所有的線圈116、絕緣盤114以及端蓋112軸向?qū)R。在一些實(shí)施方式中，絕緣盤上的開口 156如上文記載的容納銷或螺栓。在其它實(shí)施方式中，絕緣盤上的開口 156保持鎖定連接器122 (將參考圖7和8更詳細(xì)地描述)的鎖定連接器銷186。在開口 156保持鎖定連接銷186的一些實(shí)施方式中，相鄰絕緣盤114相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)180度。在一些實(shí)施方式中，絕緣盤的旋轉(zhuǎn)取向可以通過彼此相鄰的兩個(gè)開口 156的位置來識(shí)別。圖7和8示出了單個(gè)線圈116和供聯(lián)接該線圈的相鄰的絕緣盤114。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)線圈116的外部118具有角度，從而使得外部118聯(lián)接至殼體組件148，如前面的圖I和后面的圖9所描述的一樣。在一些實(shí)施方式中，絕緣盤14的中間部分包括集線器124。圖8示出了一個(gè)實(shí)施方式，其中集線器從絕緣盤114軸向向外延伸，并且線圈116以螺旋的方式圍繞集線器124。在其它實(shí)施方式中，集線器124與絕緣盤114的剩余部分齊平。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)集線器124與絕緣盤114整體形成(也就是，整體模制)，而在其它實(shí)施方式中，每個(gè)集線器是聯(lián)接至絕緣盤114的不同的部件。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)集線器124包括一個(gè)較大絕緣盤114的中間部分以及中心聯(lián)接至該較大盤的第二部件。每個(gè)集線器124包括多個(gè)集線器通道部分120，其穿過集線器124延伸。因而集線器通道部分120從絕緣盤114的每側(cè)都是可視的(當(dāng)觀察單獨(dú)的絕緣盤114時(shí)，如圖7和8所示)。集線器通道部分120與相鄰集線器的集線器通道部分120對(duì)齊并且與端蓋通道部分126對(duì)齊，以形成穿過定子140的中央的通道，這些通道平行于軸線176。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)集線器124的表面大體上是平的，并且每個(gè)集線器124的一個(gè)或兩個(gè)表面可以與絕緣盤114的剩余部分的表面重合。
如圖8所示，每個(gè)線圈116的內(nèi)部128在線圈116和非屏蔽的電纜106之間形成接口(圖I至圖3)，該接口布線穿過相應(yīng)的通道并且穿出端蓋112。在一些實(shí)施方式中，線圈116以及非屏蔽的電纜106包括單條連續(xù)導(dǎo)電電纜。在其它實(shí)施方式中，線圈116和非屏蔽的電纜106是不同的導(dǎo)電部件，它們?cè)诰€圈116的內(nèi)端128處彼此電聯(lián)接。在一些實(shí)施方式中，帶屏蔽的數(shù)據(jù)傳送線纜108以類似于非屏蔽電纜106的方式布線穿過不同的通道(參見圖I至圖4)。當(dāng)數(shù)據(jù)傳送線纜108布線穿過通道時(shí)，多個(gè)數(shù)據(jù)傳送線纜108可以布線穿過同一通道。在大多數(shù)實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)傳送線纜108不與非屏蔽的電纜106共用通道，因?yàn)榉瞧帘蔚碾娎|106內(nèi)的高壓所產(chǎn)生的電場會(huì)影響數(shù)據(jù)傳送。每個(gè)數(shù)據(jù)傳送線纜106類似地連接至線圈116，或與其連續(xù)。由于數(shù)據(jù)傳送線纜108內(nèi)的低電壓和低電流，因此相應(yīng)線圈116內(nèi)的螺旋或環(huán)上的“短接”不會(huì)帶來大的優(yōu)勢(shì)。因此，附接至數(shù)據(jù)傳送線纜108的線圈116可以是帶屏蔽的或非屏蔽的。一些實(shí)施方式不使用帶屏蔽的傳送電纜108。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)線圈116的內(nèi)端128使用鎖定連接器122機(jī)械地聯(lián)接至集線器124。鎖定連接器成形為防止線圈116的內(nèi)端128相對(duì)于集線器124移動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，集線器124具有孔144 (圖8)，該孔設(shè)置為緊貼地接收鎖定連接器122。當(dāng)鎖定連接器122以及線圈116的內(nèi)端128被插入孔144內(nèi)時(shí)，這形成了緊貼的機(jī)械聯(lián)接，其當(dāng)線圈116纏繞和放松時(shí)防止內(nèi)端128相對(duì)于集線器124移動(dòng)。在一些實(shí)施方式中，鎖定連接器122具有一個(gè)或兩個(gè)鎖定連接器銷186，該鎖定連接器銷插入絕緣盤114的開口 156內(nèi)。當(dāng)鎖定連接器122具有兩個(gè)鎖定連接銷186時(shí)，這些銷插入兩個(gè)相鄰的絕緣盤114內(nèi)。在鎖定連接器具有一個(gè)或兩個(gè)銷186的一些實(shí)施方式中，銷186將鎖定連接器122緊貼地保持在位，所以鎖定連接器122不需要緊貼地安裝于孔144內(nèi)。在鎖定連接器122具有兩個(gè)銷186的一些實(shí)施方式中，鎖定連接器122防止相鄰的絕緣盤114相對(duì)于彼此移動(dòng)，并因而為定子140提供機(jī)械穩(wěn)定性。圖8也有助于示出當(dāng)線圈被完全或部分卷繞(也就是，沒有完全解開或延伸)時(shí)通過線圈116的電氣路徑如何短路。在圖8中，存在多個(gè)獨(dú)立螺旋或環(huán)150。在解繞狀態(tài)下，螺旋或環(huán)150相互不接觸，所以電氣路徑是解繞線圈的全部長度。當(dāng)線圈116被卷繞得更緊時(shí)，螺旋環(huán)150變得更近，并且最終能夠相互接觸。由于線圈非屏蔽(沒有絕緣護(hù)套)，相互接觸的螺旋或環(huán)150從一個(gè)螺旋環(huán)150至另一個(gè)徑向地形成“短路”。在卷繞或部分卷繞狀態(tài)下，從外部118至內(nèi)部128的電氣路徑可以像最外側(cè)螺旋環(huán)150的半徑一樣短，因?yàn)槊總€(gè)螺旋環(huán)150與臨近的螺旋環(huán)150短路，形成穿過線圈116的徑向電氣路徑或部分徑向路徑(不僅僅是螺旋電氣路徑)。對(duì)比而言，注意到，通過解繞線圈116的電氣路徑是整個(gè)線圈的解繞長度，該長度長得多。 在一個(gè)示例中，具有12個(gè)螺旋環(huán)的線圈具有半徑為6毫米的最內(nèi)側(cè)螺旋環(huán)150以及半徑為16毫米的最外側(cè)螺旋環(huán)150。在卷繞狀態(tài)下，總電氣路徑的長度可以像16毫米一樣小，即沿著徑向路徑從中心到外部118。但是在解繞狀態(tài)下，電氣路徑可以近似為十二個(gè)周長的總和，即大約為83厘米。在這個(gè)示例中，在卷繞狀態(tài)下的電氣路徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在解繞狀態(tài)下的電氣路徑長度。這使得由線圈電阻產(chǎn)生的能量損失有顯著不同，并且降低了系統(tǒng)的操作溫度。具體地，電阻與電氣路徑長度成正比，并且能量損失與電阻成正比，因此電氣路徑長度的任何減少直接轉(zhuǎn)化為降低的能量損失。實(shí)驗(yàn)測試指示了使用非屏蔽電纜的線圈高達(dá)5 °C的降低。圖9和圖10示出了將線圈116的外部118聯(lián)接至殼體組件148的典型結(jié)構(gòu)。在該圖中，部分殼體組件148被切除以使得其它部件可視。圖9示出了外部118如何插入端子132內(nèi)。在圖10中，電力端子132的部分被切除以進(jìn)一步示出外端118和絕緣電纜136如何插入電力端子132。每個(gè)外部118通過將螺釘130 (如圖2所示)旋緊在開口 180中而被保持在位。每個(gè)端子132還連接至絕緣電纜136，絕緣電纜136被插入穿過電纜開口 160并且由螺釘182旋緊。每條絕緣電纜136繞殼體組件148卷繞，獨(dú)立地或成組地卷繞到一起為單條可伸縮的電纜192，如圖11所示。電纜136被屏蔽以防止相鄰電纜上的短接。雖然在圖9和10中僅示出了一條絕緣電纜136，但是在定子140中存在對(duì)應(yīng)于每個(gè)線圈116的一條絕緣電纜136。在這些圖中僅有絕緣電纜136的一小部分被描述。線圈116的每個(gè)外部118被聯(lián)接至不同的端子132并且通過不同的旋緊螺釘130保持在位。圖9和10因此示出了沿著殼體148總成的軸向長度的端子132陣列。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，還存在由于將外部118聯(lián)接至端子132的多種替代結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方式中，螺釘162將端子132保持在位，使得端子相對(duì)于殼體組件148不移動(dòng)。電力端子132可以通過多種不同的方法被保持在位。在一些實(shí)施方式中，使用嵌件成型，在注射前將端子放置于預(yù)定位置。在其它實(shí)施方式中，使用超聲波嵌入。在其它實(shí)施方式中，殼體組件內(nèi)形成用于電力端子的空間，使得當(dāng)電力端子被插入時(shí)具有緊實(shí)的配合。在其它實(shí)施方式中，端子132具有松弛的配合，直到上殼體單元102和下殼體單元104被粘接到一起(在緊配合的點(diǎn)處)。在一些實(shí)施方式中，使用螺釘(例如，螺釘162)或螺栓來將電力端子132保持到位，并且當(dāng)該單元被完全裝配時(shí)，這些螺釘或螺栓可以被隱藏。圖I至圖10示出了一個(gè)典型電纜分配系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這些附圖并未示出附接至殼體組件148的可伸縮電纜。圖11示出了鼓系統(tǒng)的典型實(shí)施方式，該鼓系統(tǒng)將殼體組件連接至伸縮的外部電纜。兩個(gè)或更多個(gè)帶屏蔽的電纜136連接至殼體組件148的電力端子。在圖11所示的實(shí)施方式中，帶屏蔽的電纜136進(jìn)一步被可伸縮的電纜192包圍。雖然帶屏蔽的電纜136并不需要進(jìn)一步被可伸縮電纜192包圍，但是使用單條可伸縮電纜192幫助防止獨(dú)立的帶屏蔽電纜136變得纏繞、彎曲、或以其他方式被破壞。當(dāng)存在多條帶屏蔽的電纜136時(shí)使用單獨(dú)的可伸縮電纜192特別有用。
可伸縮電纜192繞鼓188卷繞，鼓188大體上是圓的，如圖11的實(shí)施方式所示。在一些實(shí)施方式中，存在連接至可伸縮電纜192的止動(dòng)塊194。當(dāng)使用時(shí)，止動(dòng)塊194防止可伸縮的電纜192伸縮得過快。特別地，止動(dòng)塊194不能穿過滾筒190。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，存在防止可伸縮電纜192伸縮過快的多種替代方法。此外，滾筒190與止動(dòng)塊194共同作用能夠電纜分配系統(tǒng)平穩(wěn)的操作?？缮炜s電纜192的外端146典型地可以連接至插頭、插座或適于連接至外部裝置(在圖11中未示出)的其它機(jī)構(gòu)。在一些實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)線圈116由彈性金屬制成，其在使用后繞殼體組件148重繞可伸縮電纜192。在其它實(shí)施方式中，通過馬達(dá)繞殼體組件148重繞可伸縮電纜192，該馬達(dá)可以位于殼體單元的外部。在一些實(shí)施方式中，具有連接至殼體單元148的外部機(jī)械彈簧系統(tǒng)，以重繞可伸縮電纜192。一旦裝配到位，例如處于充電站或電動(dòng)車輛內(nèi)，功率電纜的一端連接至電源，并且另一端連接至負(fù)載，例如將要被充電的蓄電池。存在至少兩條非屏蔽電纜106，但是在一些實(shí)施方式中，可存在更多的非屏蔽電纜106。圖I和2中的實(shí)施方式具有7條非屏蔽電纜。一些實(shí)施方式只有一條非屏蔽電纜106，然而其它實(shí)施方式除了非屏蔽電纜106外，還具有兩條或更多條數(shù)據(jù)傳送線纜108。出于解釋的目的，前述說明參考了特定實(shí)施方式被描述。然而，前面提到的描述并不旨在是詳盡的或限制本發(fā)明于公開的精確形式?；谇懊娴慕虒?dǎo)可能有很多修改和變形。選擇和描述這些實(shí)施方式為了最好地解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際的應(yīng)用，因而使得本領(lǐng)域技術(shù)人員最好地利用本發(fā)明和適合于預(yù)期的特定使用的具有多種修改的多種實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種電纜分配系統(tǒng)，該電纜分配系統(tǒng)包括 定子，該定子包括 多個(gè)平行的絕緣盤，這些絕緣盤牢固地彼此附接；以及 柔性的非絕緣電纜形成的多個(gè)平行線圈，其中，每個(gè)平行線圈借助ー個(gè)絕緣盤與相鄰線圈分離；以及 殼體，所述殼體至少部分地包圍所述定子和所述平行線圈，其中所述殼體和所述定子被設(shè)置為相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求I所述的電纜分配系統(tǒng),其中，至少ー些絕緣盤包括位于中心的集線器。
3.如權(quán)利要求2所述的電纜分配系統(tǒng)，其中，每個(gè)線圈具有與相應(yīng)ー個(gè)絕緣盤的集線器聯(lián)接的內(nèi)部，并具有牢固地聯(lián)接至所述殼體組件的外端。
4.如權(quán)利要求3所述的電纜分配系統(tǒng)，其中，每個(gè)集線器包括 第一表面以及大體平行于所述第一表面的相反的第二表面； 多個(gè)通道部分，這些通道部分從所述第一表面延伸至所述第二表面。
5.如權(quán)利要求4所述的電纜分配系統(tǒng)，其中，相鄰集線器的所述通道部分被對(duì)齊以形成穿過所述絕緣盤的通道。
6.如權(quán)利要求5所述的電纜分配系統(tǒng)，其中，每個(gè)線圈的非絕緣電纜穿過相應(yīng)ー個(gè)通道布線。
7.如權(quán)利要求5所述的電纜分配系統(tǒng)，所述電纜分配系統(tǒng)還包括多條軸向電纜，這些軸向電纜每個(gè)均延伸穿過相應(yīng)ー個(gè)通道，其中，每個(gè)線圈的所述內(nèi)部均被電連接至相應(yīng)ー條軸向電纜。
8.如權(quán)利要求I所述的電纜分配系統(tǒng)，其中，所述定子還包括與軸向最外側(cè)的絕緣盤聯(lián)接的端蓋。
9.如權(quán)利要求I所述的電纜分配系統(tǒng)，所述電纜分配系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述殼體和所述定子之間的軸承。
10.如權(quán)利要求I所述的電纜分配系統(tǒng)，所述電纜分配系統(tǒng)還包括多個(gè)電カ端子，這些電カ端子沿著所述殼體組件的軸向長度設(shè)置，其中，每個(gè)所述線圈連接至相應(yīng)ー個(gè)端子。
11.如權(quán)利要求I所述的電纜分配系統(tǒng)，所述電纜分配系統(tǒng)還包括多條絕緣電纜，這些絕緣電纜每個(gè)都電聯(lián)接至相應(yīng)ー個(gè)線圈并且繞所述殼體組件的外周卷繞。
12.如權(quán)利要求I所述的電纜分配系統(tǒng)，其中，每個(gè)線圈包括經(jīng)由多個(gè)螺旋聯(lián)接至外端的內(nèi)端，其中，在至少部分卷繞的狀態(tài)下，沿所述內(nèi)端和所述外端之間的至少部分徑向路徑在所述內(nèi)端和所述外端之間形成電氣路徑。
13.如權(quán)利要求I所述的電纜分配系統(tǒng)，其中，所述柔性的非絕緣電纜由柔性非絕緣平編結(jié)電纜組成。
14.如權(quán)利要求I所述的電纜分配系統(tǒng)，所述電纜分配系統(tǒng)還包括由一條或更多條絕緣數(shù)據(jù)線纜形成的至少ー個(gè)線圈，這樣的線圈借助ー個(gè)絕緣盤與相鄰線圈分離，其中，所述一條或更多條絕緣數(shù)據(jù)線纜形成的所述至少ー個(gè)線圈設(shè)置在所述殼體內(nèi)。
15.如權(quán)利要求I所述的電纜分配系統(tǒng)，所述電纜分配系統(tǒng)還包括偏壓機(jī)構(gòu)，所述偏壓機(jī)構(gòu)用于使得所述殼體旋轉(zhuǎn)，以重繞任何被分配的電纜。
16.—種電纜分配系統(tǒng),包括非屏蔽電纜形成的多個(gè)平行線圈； ー個(gè)或更多個(gè)平行絕緣盤，所述絕緣盤與所述多個(gè)平行線圈對(duì)齊，其中，所述多個(gè)平行線圈中的相鄰線圈借助這些平行的絕緣盤中的ー個(gè)絕緣盤而彼此分離；以及 殼體組件，所述殼體組件包圍所述平行線圈和所述絕緣盤，其中，所述殼體組件以可旋轉(zhuǎn)的方式聯(lián)接至所述絕緣盤。
17.如權(quán)利要求16所述的電纜分配系統(tǒng)，所述電纜分配系統(tǒng)還包括多條絕緣電纜，這些絕緣電纜每個(gè)都聯(lián)接至相應(yīng)ー個(gè)平行線圈，其中，所述絕緣電纜繞所述殼體組件卷繞。
18.一種電纜分配系統(tǒng)，該電纜分配系統(tǒng)包括 具有中心軸線的殼體組件； 多個(gè)平行的軸向?qū)R的集線器，這些集線器牢固地彼此附接，其中，每個(gè)集線器具有第一表面和與所述第一表面大致平行的第二表面； 柔性電纜形成的多個(gè)平行的初級(jí)線圈，其中，每個(gè)初級(jí)線圈具有聯(lián)接至集線器的內(nèi)部以及牢固地附接至所述殼體組件的外端；以及 柔性絕緣數(shù)據(jù)傳送線纜形成的多個(gè)平行的次級(jí)線圈，其中，每個(gè)次級(jí)線圈具有聯(lián)接至集線器的內(nèi)部以及牢固地附接至所述殼體組件的外端，并且其中，所述次級(jí)線圈借助絕緣盤與每個(gè)相鄰的初級(jí)線圈分離； 其中，所述殼體組件以可旋轉(zhuǎn)的方式聯(lián)接至所述集線器。
19.如權(quán)利要求18所述的電纜分配系統(tǒng)，其中，每個(gè)集線器包括多個(gè)通道部分，這些通道部分大體垂直于相應(yīng)集線器的所述第一表面并且從所述集線器的所述第一表面延伸至所述集線器的所述第二表面，并且相鄰集線器的所述通道部分被對(duì)齊以形成穿過所述集線器的通道。
20.如權(quán)利要求19所述的電纜分配系統(tǒng)，其中，每個(gè)初級(jí)線圈的電纜還從所述內(nèi)部穿過不同的通道布線。
21.如權(quán)利要求20所述的電纜分配系統(tǒng)，其中，每個(gè)次級(jí)線圈的所述數(shù)據(jù)傳送線纜還穿過不容納初級(jí)電纜的通道布線。
22.如權(quán)利要求21所述的電纜分配系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)數(shù)據(jù)傳送線纜穿過單個(gè)通道布線。
全文摘要
一種電纜分配系統(tǒng)包括柔性非絕緣電纜的多個(gè)平行線圈，這些平行線圈通過多個(gè)平行絕緣盤分離。絕緣盤具有集線器，線圈的內(nèi)部牢固地附接到所述集線器。絕緣盤和線圈定位在殼體內(nèi)，所述殼體旋轉(zhuǎn)地連接至多個(gè)平行絕緣盤并且牢固地附接至多個(gè)線圈的每個(gè)外部。電纜包括線圈，線圈從內(nèi)部布線穿過通道，這些線圈以平行于平行絕緣盤的軸線的路徑延伸穿過這些絕緣盤。當(dāng)附接至殼體的線纜延伸時(shí)，線圈被卷繞，從而在螺旋線圈的相鄰環(huán)之間產(chǎn)生電力短路。更短的導(dǎo)電路徑降低作為熱量喪失的能量量。
文檔編號(hào)H02G11/02GK102625751SQ201080040418
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者H·紹爾, J·奧利, S·阿夫納 申請(qǐng)人:佳境有限公司