带有密封端子凸耳的端子排的制作方法

本公开涉及用于电动化车辆的高压电气系统，并且更具体地涉及具有通过端子凸耳的密封特征件密封的干燥空腔的端子排。

背景技术：

诸如电池电动车辆(bev)、插电式混合动力电动车辆(phev)和强混合动力电动车辆(fhev)的车辆包含牵引电池组件以充当一个或多个电机的能量源。牵引电池包括有助于管理车辆性能和操作的部件和系统。功率逆变器电连接在电池与电机之间以将来自电池的直流电转换成与电机兼容的交流电。功率逆变器还可充当整流器以将来自电机的交流电转换成与电池兼容的直流电。

技术实现要素：

根据一个实施例，一种端子排包括壳体，所述壳体具有限定空腔的侧壁。所述侧壁中的一个限定通向所述空腔的孔。导体被支撑在所述空腔中并且被配置为与逆变器电连接。端子凸耳延伸通过所述孔。所述端子凸耳包括主体，所述主体具有设置在所述空腔中并且附接到所述导体的第一端，以及在所述空腔外部并且被配置为附接到电机的端子引线的第二端。所述端子凸耳还包括与所述主体一体形成且设置在所述第一端和第二端之间以位于所述孔内的支撑件。密封构件附接到所述支撑件并且与所述孔密封接合，以防止流体进入所述空腔。

根据另一实施例，一种端子排包括限定孔的壳体；以及导体，所述导体被支撑在所述壳体中并且可与逆变器电连接。端子凸耳延伸通过所述孔并且具有附接到所述导体的第一端和可附接到电机的端子引线的第二端。密封构件附接到所述端子凸耳并且与所述孔密封接合，以防止流体进入所述壳体。

根据又一个实施例，一种端子排包括壳体，所述壳体具有限定空腔的壁。所述壁中的一个限定通向所述空腔的孔。导体被支撑在所述空腔中并且被配置为与逆变器电连接。端子凸耳延伸通过所述孔。所述端子凸耳包括主体，所述主体具有设置在所述空腔中并且附接到所述导体的第一端，在所述空腔外部并且被配置为附接到电机的端子引线的第二端以及在所述第一端和第二端之间限定在所述主体中的凹口。密封组件具有在所述凹口处附接到所述端子凸耳的支撑件和坐定在所述支撑件上并且与所述孔密封接合以防止流体进入所述空腔的密封构件。

附图说明

图1是示例性混合动力车辆的示意图。

图2是混合动力变速器的一部分的示意性前视图。

图3是端子排的示意性透视图。

图4是端子凸耳的透视图，其中出于说明目的未示出密封构件。

图5是图4的端子凸耳的透视图，其中示出了密封构件。

图6是另一个端子凸耳的透视图。

图7是带有附接至其的密封组件的图6的端子凸耳的透视图。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅是示例，并且其他实施例可以采取各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的特定结构和功能细节不应被理解为限制性的，而是仅应理解为用于教导所属领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。如所属领域普通技术人员应理解，参考附图中的任一附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图所示的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示出的特征的组合提供典型的应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改对于特定应用或实施方式来说可能是期望的。

phev的示例在图1中描绘并且通常称为车辆16。车辆16包括变速器12，并且由至少一个电机18在内燃发动机20的辅助下推进。电机18可以是在图1中描绘为“马达”18的ac电动马达。电机18接收电功率并提供扭矩以用于车辆推进。电机18还用作发电机以用于通过再生制动将机械功率转换成电功率。

变速器12可以是功率分流式配置。变速器12包括第一电机18和第二电机24。第二电机24可以是在图1中描绘为“发电机”24的ac电动马达。类似于第一电机18，第二电机24接收电功率并提供输出扭矩。第二电机24还用作发电机以用于将机械功率转换成电功率并优化通过变速器12的功率流。在其他实施例中，变速器不具有功率分流式配置。

变速器12包括行星齿轮单元26，其包括中心齿轮28、行星齿轮架30和环形齿轮32。中心齿轮28连接到第二电机24的输出轴以用于接收发电机扭矩。行星齿轮架30连接到发动机20的输出轴以用于接收发动机扭矩。行星齿轮单元26组合发电机扭矩和发动机扭矩，并提供了围绕环形齿轮32的组合输出扭矩。行星齿轮单元26用作无级变速器，其没有任何固定或“级”比。

变速器12还可包括单向离合器(o.w.c.)和发电机制动器33。o.w.c.联接到发动机20的输出轴，以仅允许输出轴在一个方向上旋转。o.w.c.防止变速器12反向驱动发动机20。发电机制动器33联接到第二电机24的输出轴。发电机制动器33可被启用以对第二电机24和中心齿轮28进行“制动”或防止其输出轴旋转。替代地，o.w.c.和发电机制动器33可被去除并用发动机20和第二电机24的控制策略替代。

变速器12包括具有中间齿轮的副轴，所述中间齿轮包括第一齿轮34、第二齿轮36和第三齿轮38。行星输出齿轮40连接到环形齿轮32。行星输出齿轮40与第一齿轮34啮合以用于在行星齿轮单元26与副轴之间传递扭矩。输出齿轮42连接到第一电机18的输出轴。输出齿轮42与第二齿轮36啮合以用于在第一电机18与副轴之间传递扭矩。变速器输出齿轮44连接到传动轴46。传动轴46通过差速器50联接到一对从动轮48。变速器输出齿轮44与第三齿轮38啮合以用于在变速器12与从动轮48之间传递扭矩。

车辆16包括能量存储装置，诸如用于存储电能的牵引电池52。电池52是能够输出电功率以操作第一电机18和第二电机24的高压电池。当第一电机18和第二电机24作为发电机操作时，电池52也从它们接收电功率。电池52是由若干电池模块(未示出)组成的电池组，其中每个电池模块包含多个电池单元(未示出)。车辆16的其他实施例考虑了不同类型的能量存储装置，诸如补充或替代电池52的电容器和燃料电池单元(未示出)。高压总线将电池52电连接到第一电机18和第二电机24。

车辆包括用于控制电池52的电池能量控制模块(becm)54。becm54接收指示车辆状况和电池状况(诸如电池温度、电压和电流)的输入。becm54计算并估计电池参数，诸如电池荷电状态和电池电力容量。becm54将指示电池荷电状态(bsoc)和电池电力容量(pcap)的输出(bsoc、pcap)提供给其他车辆系统和控制器。

车辆16包括dc-dc转换器或可变电压转换器(vvc)10和逆变器56。vvc10和逆变器56电连接在牵引电池52与第一电机18之间以及电池52与第二电机24之间。vvc10“升压”或增大由电池52提供的电功率的电压电位。根据一个或多个实施例，vvc10还“降压”或减小提供给电池52的电功率的电压电位。逆变器56将由主电池52(通过vvc10)供应的dc功率转化为ac功率以用于操作电机18、24。逆变器56还将由电机18、24提供的ac功率整流为dc以用于给牵引电池52充电。变速器12的其他实施例包括多个逆变器(未示出)，诸如与每个电机18、24相关联的一个逆变器。vvc10包括电感器组件14。

端子排72和74可以用于将发电机24和马达18电连接到逆变器56。马达18和发电机24设置在变速器壳体内，并且因此在潮湿的环境(例如，变速器流体)中操作。逆变器56可以处于干燥环境中。端子排72、74在这些潮湿环境和干燥环境之间提供了界面，以使变速器流体不会沿着导电路径流入逆变器壳体。

变速器12包括用于控制电机18、24、vvc10和逆变器56的变速器控制模块(tcm)58。tcm58被配置为对电机18、24的位置、转速和功率消耗等进行监测。tcm58还监测vvc10和逆变器56内的各个位置处的电参数(例如电压和电流)。tcm58将对应于此信息的输出信号提供给其他车辆系统。

车辆16包括车辆系统控制器(vsc)60，所述车辆系统控制器与其他车辆系统和控制器通信以用于协调它们的功能。虽然被示出为单个控制器，但是vsc60也可包括可用于根据整体车辆控制逻辑或软件来控制多个车辆系统的多个控制器。

包括vsc60和tcm58的车辆控制器通常包括任何数量的微处理器、asic、ic、存储器(例如，快闪、rom、ram、eprom和/或eeprom)和软件代码以彼此共同作用来执行一系列操作。控制器还包括预先确定的数据，或者基于计算和测试数据并存储在存储器内的“查找表”。vsc60使用公共总线协议(例如，can和lin)通过一个或多个有线或无线车辆连接与其他车辆系统和控制器(例如，becm54和tcm58)通信。vsc60接收表示变速器12的当前位置的输入(prnd)(例如，停车、倒车、空挡或行驶)。vsc60还接收表示加速踏板位置的输入(app)。vsc60将表示期望的车轮扭矩、期望的发动机转速以及发电机制动器命令的输出提供给tcm58；并且将表示接触器控制的输出提供给becm54。

车辆16包括用于控制发动机20的发动机控制模块(ecm)64。vsc60将输出(期望的发动机扭矩)提供给ecm64，所述输出是基于包括加速踏板位置(app)的多个输入信号并且对应于驾驶员对车辆推进的请求。

如果车辆16是phev，则电池52可经由充电端口66周期性地从外部电源或电网接收ac能量。车辆16还包括车载充电器68，所述车载充电器从充电端口66接收ac能量。充电器68是ac/dc转换器，所述ac/dc转换器将所接收ac能量转换成适合于给电池52充电的dc能量。继而，充电器68在再充电期间向电池52供应dc能量。尽管是在phev16的背景下进行示出和描述，但是应理解，端子排72、74可以在可以具有不同于车辆16的架构的其他类型的电动化车辆上实施。

参考图2，根据一个或多个实施例，变速器12包括壳体80，其容纳变速器12的许多上述部件。图2中示出了马达18和端子排74。端子排74用于将马达18电连接到逆变器56并且提供潮湿/干燥界面。端子排74部分地设置在变速器壳体80内。例如，壳体80可以限定开口81，所述开口在其中容纳端子排74的下部。所示的电机18是三相电机，其包括各自与相中的一个相关联的三个端子引线88、90和92。端子排74包括三个端子凸耳82、84和86，它们分别与端子引线88、90和92中的一个相关联。端子引线88、90、92中的每一个具有一个或多个导体94，所述一个或多个导体机械地和电气地连接到端子凸耳82、84和86中相关联的一个。端子凸耳可以限定孔95，所述孔在其中接收导体94。导体94可以被焊接或以其他方式附接到孔95的外围。

参考图3，端子排74包括带有至少一个侧壁的壳体102。在所示的实施例中，壳体102包括底壁104、前壁106、后壁108、侧壁110和另一个侧壁112。壳体102的壁协作以限定空腔114。变速器壳体80可以限定开口81，所述开口在其中至少部分地接收端子排74。端子排74的下部设置在变速器12的内部并且因此处于潮湿环境中。在车辆操作期间，油(例如，变速器流体)会飞溅、喷射或以其他方式接触端子排壳体102。端子排74被设计为尽管在潮湿环境中也具有干燥空腔114。如将在下面更详细地描述的，端子排74包括密封系统，其防止变速器流体进入空腔114。

至少一个导体116设置在端子排74中。所示的端子排74用于三相电机并且包括各自与相中的一个相关联的三个导体116、118、120。导体可以被支撑在底壁104上。导体中的每一个被配置为与逆变器56电连接。导体116、118、120分别与端子凸耳82、84、86相关联。端子凸耳82包括主体122，所述主体具有设置在空腔114中并且附接到导体116的第一端124，以及在空腔114外部并且被配置为附接到端子引线88的第二端126。第一端124可以通过紧固件(未示出)附接到导体116，该紧固件延伸通过在第二端124中限定的开口。端子凸耳84和86可以类似地进行构造。

端子凸耳82延伸通过前壁106并且处于潮湿环境和干燥环境两者中。密封系统用于防止油进入干燥空腔114。前壁106可以限定孔132、134、136，其各自接收端子凸耳中相关联的一个。端子凸耳包括相关联的密封构件，其防止油流过孔并且进入干燥空腔114。

例如，各自与端子凸耳中的一个相关联的三个密封套环140、142、144从前壁106突出。密封套环可以是环形的并且限定内周密封表面146。在该实施例中，套环140、142、144的内密封表面146限定孔132、134、136。套环可以与前壁106一体形成。端子凸耳82、84、86的密封构件被配置为与内密封表面146密封接合以密封空腔114。端子排72可以是相同或相似的端子排74。

图4和图5示出了可以与端子排72和74中的一个或多个一起使用的端子凸耳150。端子凸耳150包括主体152，所述主体具有被配置为附接到端子排72或74的导体的第一端154以及被配置为附接到马达18或发电机24的端子引线的第二端156。端子凸耳150包括用于至少一个密封构件160的至少一个支撑件158。支撑件158设置在第一端154和第二端156之间，使得支撑件158设置在密封套环(例如，套环140)或端子排壳体102的其他部分内。支撑件158可以与主体152一体形成。例如，端子凸耳150可以由诸如铜或铝的导电金属制成，所述导电金属被冲压且随后成形为图4中所示的形状。支撑件158可以围绕主体，如图所示。例如，支撑件158可以是螺旋形的并且缠绕在主体152周围，使得主体垂直地延伸通过螺旋的中心。

密封构件160设置在支撑件158上。密封构件160可以包覆成型到支撑件158。密封构件可以由弹性体或能够在诸如-40摄氏度(c)和150摄氏度之间的大温度范围内密封的其他材料形成。密封构件160可以是盘形的。盘可以包括外周密封表面162，其被配置为与相关联的套环的内密封表面146和阻挡孔的密封面164接合。密封构件160还密封到主体152，以防止在密封构件160和主体152之间的界面处的泄漏。

在一些实施例中，端子凸耳150可以包括设置在第二支撑件168上的第二密封构件166。第二密封构件166和第二支撑件168可以与第一组相同。第二密封构件166提供冗余的泄漏保护并且可以有助于使端子凸耳150在套环内居中。第二支撑件/密封构件可以与第一支撑件/密封构件轴向间隔开。

图6和图7示出了可以与端子排72或74一起使用的另一种端子凸耳200。端子凸耳200包括主体202，其具有被配置为附接到端子排72或74的导体的第一端204以及被配置为附接到马达18或发电机24的端子引线的第二端208。端子凸耳200包括相关联的密封组件210，其密封端子排的孔。密封组件210可以包括支撑件212和密封构件214。与支撑件158不同，支撑件212可以与端子凸耳200分开。支撑件212可以是附接到由主体202限定的凹口215的环形插塞。支撑件212被配置为与主体202密封。支撑件212可以是塑料的，并且可以包覆成型到端子凸耳200。支撑件212可以限定接收密封构件214的凹槽216。凹槽216可以凹入插塞212的外周表面218中。密封构件214可以是由橡胶或其他合适的材料形成的o形环或垫圈。

密封组件210被配置为密封地设置在端子排壳体的套环或类似结构内。外周表面218的直径可以近似于壳体的内周表面的直径。密封构件214是可压缩的，并且被配置为与内周表面密封地接合，以防止变速器流体流入端子排的干燥空腔。支撑件212包括密封端子排壳体的孔的前面220。

密封端子凸耳和配合的端子排壳体协作以在端子排维持潮湿/干燥界面。这允许端子排至少部分地设置在潮湿环境(诸如变速器壳体)中。这种设计提供了一种经济有效的解决方案，其可维修，且无需在拆卸后对端子排进行复杂的重新密封。另一个益处是，由于端子凸耳容易插入端子排壳体/从端子排壳体移除，组装和拆卸更加容易。

虽然上文描述了示例性实施例，但这些实施例并不意图描述权利要求所涵盖的所有可能形式。在说明书中使用的用词是描述用词而非限制用词，并且应理解，可在不背离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，各种实施例的特征可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。虽然各种实施例就一个或多个期望的特性而言可能已经被描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实施方式，但是本领域普通技术人员认识到，可以折衷一个或多个特征或特性以实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、大小、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。为此，就一个或多个特性而言被描述成不如其他实施例或现有技术实施方式理想的实施例也在本公开的范围内，并且对于特定应用而言可能是理想的。

根据本发明，提供了一种端子排，其具有：壳体，所述壳体具有限定空腔的侧壁，其中所述侧壁中的一个限定通向所述空腔的孔；导体，所述导体被支撑在所述空腔中并且被配置为与逆变器电连接；延伸通过所述孔的端子凸耳，所述端子凸耳包括主体，所述主体具有设置在所述空腔中并且附接到所述导体的第一端，以及在所述空腔外部并且被配置为附接到电机的端子引线的第二端，所述端子凸耳还包括支撑件，所述支撑件与所述主体一体形成并且设置在所述第一端和第二端之间以位于所述孔内；以及密封构件，所述密封构件附接到所述支撑件并且与所述孔密封接合，以防止流体进入所述空腔。

根据一个实施例，所述支撑件围绕所述主体。

根据一个实施例，所述支撑件是螺旋形的。

根据一个实施例，所述孔和所述密封构件是圆形的。

根据一个实施例，所述密封构件包覆成型到所述支撑件。

根据一个实施例，所述端子凸耳还包括第二支撑件，所述第二支撑件与所述主体一体形成并且被设置在所述第一端和第二端之间以位于所述孔内，并且所述端子排还包括第二密封构件，所述第二密封构件附接到所述第二支撑件且与所述孔密封接合。

根据一个实施例，所述支撑件和所述第二支撑件在所述主体的轴向上彼此间隔开。

根据一个实施例，所述侧壁限定通向所述空腔的第二孔，并且所述端子排还包括延伸通过所述第二孔的第二端子凸耳，所述第二端子凸耳包括第二主体，所述第二主体具有设置在所述空腔中并且附接到第二导体的第一端以及在所述空腔外部并且被配置为附接到所述电机的附加端子引线的第二端，所述第二端子凸耳还包括第二支撑件，所述第二支撑件与所述第二主体一体形成并且被设置在所述第二主体的所述第一端和第二端之间以位于所述第二孔内；以及第二密封构件，所述第二密封构件附接到所述第二支撑件并且与所述第二孔密封接合。

根据一个实施例，所述支撑件和所述第二支撑件中的每一个是螺旋形的。

根据本发明，提供了一种端子排，其具有：限定孔的壳体；导体，所述导体被支撑在所述壳体中并且可与逆变器电连接；端子凸耳，所述端子凸耳延伸通过所述孔并且包括附接到所述导体的第一端和可附接到电机的端子引线的第二端；以及密封构件，所述密封构件附接到所述端子凸耳并且与所述孔密封接合，以防止流体进入所述壳体。

根据一个实施例，所述端子凸耳还包括支撑件，并且所述密封构件坐定在所述支撑件上。

根据一个实施例，所述支撑件是所述端子凸耳的一体形成的部分。

根据一个实施例，所述密封构件包覆成型到所述支撑件。

根据一个实施例，所述支撑件是螺旋形的，所述孔是圆形的，并且所述密封构件是盘形的。

根据一个实施例，所述支撑件是被接收在所述端子凸耳上并且限定凹槽的插塞，并且所述密封构件设置在所述凹槽中。

根据一个实施例，所述端子凸耳限定凹口，并且所述插塞设置在所述凹口中。

根据一个实施例，所述第二端限定开口，所述开口被配置为在其中接收所述端子引线。

根据一个实施例，所述密封构件是包覆成型到所述端子凸耳的弹性体。

根据本发明，提供了一种端子排，其具有：壳体，所述壳体具有限定空腔的壁，其中所述壁中的一个限定通向所述空腔的孔；导体，所述导体被支撑在所述空腔中并且被配置为与逆变器电连接；延伸通过所述孔的端子凸耳，所述端子凸耳包括主体，所述主体具有设置在所述空腔中并且附接到所述导体的第一端，在所述空腔外部并且被配置为附接到电机的端子引线的第二端以及在所述第一端和第二端之间限定在所述主体中的凹口；以及密封组件，所述密封组件包括在所述凹口处附接到所述端子凸耳的支撑件和坐定在所述支撑件上并且与所述孔密封接合以防止流体进入所述空腔的密封构件。

根据一个实施例，所述支撑件是环形插塞并且所述密封构件是o形环。