用于ac逆變輸出的連接器桿組件的制作方法
【專利摘要】一種電氣系統(tǒng)，其包括交流（AC）連接器桿組件和多相電機(jī)。電機(jī)具有多個相位引線，其每一個電連接到AC連接器桿組件。該組件包括間隔開的AC連接器桿，其每一個具有中心軸線。組件還包括絕緣殼體和承載板，所述承載板限定了接收AC連接器桿并使其間隔開的通孔。承載板限定了一特征部，其接合絕緣殼體的匹配特征部，同時允許每一個桿在承載板中繞其各自的中心軸線旋轉(zhuǎn)。車輛包括直流（DC）電池組、DC總線、AC總線、在第一側(cè)上電連接到DC總線且在第二側(cè)上電連接到AC總線的PIM、AC連接器桿組件、牽引電動機(jī)和變速器。
【專利說明】用于AC逆變輸出的連接器桿組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于功率逆變模塊的AC輸出側(cè)的連接器桿組件。
【背景技術(shù)】
[0002]DC電池組可用在機(jī)電氣系統(tǒng)中，以為多相電機(jī)供電。在這樣的系統(tǒng)中，功率逆變模塊(PIM)將電池組的DC輸出轉(zhuǎn)換為適用于驅(qū)動電機(jī)的AC功率(通常經(jīng)由高速半導(dǎo)體開關(guān))。同一逆變模塊可以用于將AC功率轉(zhuǎn)換為DC功率，用于為電池組充電。為此，PIM用作混合動力電動力傳動系、增程式電動力傳動系和電池電動車輛動力傳動系的整合部件。。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本文公開一種電氣系統(tǒng),其包括AC連接器桿組件和多相電機(jī)。電機(jī)具有多個相位引線，其每一個經(jīng)由AC連接器桿組件連接到功率逆變模塊(PIM)。AC連接器桿組件可以包括間隔開的AC連接器桿、接收AC連接器桿并使AC連接器桿間隔開的承載板、和多個絕緣殼體。承載板限定一組特征部(例如扣合指狀物(snap finger)),該特征部接合絕緣殼體的一組匹配特征部，同時仍然允許每一個AC連接器桿在承載板中繞其相應(yīng)中心軸線旋轉(zhuǎn)。
[0004]本文還公開一種車輛。車輛可以包括DC電池組、電連接到DC電池組的DC總線、AC總線和PM，所述PM在第一側(cè)電連接到DC總線且在第二側(cè)電連接到AC總線。車輛還包括AC連接器桿組件和具有輸出構(gòu)件和三相牽引電動機(jī)的變速器。電動機(jī)產(chǎn)生到輸出構(gòu)件的輸出扭矩，且具有經(jīng)由AC連接器桿組件電連接到PM的三相引線。AC連接器桿組件包括三個間隔開的AC連接器桿、具有接收AC連接器桿并使AC連接器桿間隔開通孔的承載板、和三個絕緣殼體。每一個絕緣殼體圍繞AC連接器桿的相應(yīng)一個，而承載板限定了具有柔性扁平延伸部的三個突起。扁平延伸部的自由端部接合絕緣殼體同時允許每一個AC連接器桿在承載板中繞其各自的中心軸線旋轉(zhuǎn)。
[0005]本文還公開了一種AC連接器桿組件，用于多相電機(jī)。該組件包括每一個具有中心軸線的間隔開的AC連接器桿、限定了接收AC連接器桿并使AC連接器桿間隔開的通孔的承載板、和多個絕緣殼體。殼體每一個圍繞AC連接器桿中相應(yīng)的一個且限定槽道。承載板限定每一個具有扁平延伸部的多個突起。扁平延伸部接合通過絕緣殼體限定的槽道中的相應(yīng)一個，同時仍然允許每一個AC連接器桿在承載板中繞其各自的中心軸線旋轉(zhuǎn)。
[0006]在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對實施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點以及其他的特征和優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是具有如在本文所述的連接器桿組件的電氣系統(tǒng)的示意圖；
[0008]圖2是可在圖1所示的電氣系統(tǒng)中使用的AC連接器桿組件的示意性分解視圖；
[0009]圖3是圖2所示的AC連接器桿組件一部分的示意性橫截面透視圖；
[0010]圖4是根據(jù)示例性實施例的一對AC連接器桿組件在安裝到變速器箱體期間的示意性透視圖。
【具體實施方式】
[0011]參見附圖，其中幾幅圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同部件，示例性車輛10示意性地顯示在圖1中。電氣系統(tǒng)10包括直流(DC)電源12 (例如多單元的電池組、燃料電池等)、功率逆變模塊(PM) 14、多相電機(jī)16和交流(AC)連接器桿組件18。參考圖2_4在下文詳細(xì)描述的AC連接器桿組件18將PM14連接到電機(jī)16的電接線盒20，且由此將PM14連接至IJ電機(jī)16的各相位引線。
[0012]電機(jī)16按照需要從DC電源12獲取電能和將電能輸送到DC電源12。DC電源12由此在采用電氣系統(tǒng)10的任何更大的系統(tǒng)中執(zhí)行能量存儲功能，例如在圖1中以虛線所示的車輛動力傳動系中。在這樣的實施例中，電機(jī)16可以是一個或多個高電壓牽引電動機(jī)，例如60VDC到300VDC或更高。在該構(gòu)造中，電機(jī)16可用于產(chǎn)生足以用于推進(jìn)的電動機(jī)扭矩。
[0013]S卩，從電機(jī)(一個或多個)16而來的電動機(jī)輸出扭矩可以經(jīng)由電動機(jī)輸出軸25直接地或通過一個或多個齒輪組傳遞到驅(qū)動車軸(一個或多個)22，且最終達(dá)到驅(qū)動車輪組24。電氣系統(tǒng)10的其他車輛和非車輛應(yīng)用易于預(yù)見，且因此圖1的示例性車輛實施例正好是電氣系統(tǒng)10的一個可行的有益應(yīng)用。
[0014]圖1的PM14在DC總線13的正(+ )和負(fù)(_)軌道上電連接到DC電源12且經(jīng)由相應(yīng)的AC總線15電連接到電機(jī)16。PM14的運行可以經(jīng)由開關(guān)控制塊17而經(jīng)由脈沖寬度調(diào)制被控制，所述開關(guān)控制塊17例如一組高速絕緣柵極雙極向電阻器(IGBT)，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(M0SFET)，或其他半導(dǎo)體開關(guān)部件。以這種方式，PIM14能將來自DC電源12的DC功率(VDC)轉(zhuǎn)換為適用于為電機(jī)16提供功率的AC功率(VAC)，以及將AC功率轉(zhuǎn)換為適用于存儲在DC電源12中的DC功率。
[0015]參見圖2，圖1的AC連接器桿組件18以分解視圖被顯示，以更清楚地顯示其組成部分。組件18包括每一個具有中心軸線11的多個AC連接器桿30。數(shù)量等于電機(jī)16的相位數(shù)量，例如典型的三相AC實施例中為三個。組件18還包括多個絕緣殼體32、和承載板34，其中每個桿30使用一個絕緣殼體32，所述承載板34將絕緣殼體32和桿30分組且將絕緣殼體32和桿30相對于彼此間隔開。
[0016]在具體實施例中，圖2所示的承載板34可以用注射模制的塑料形成。承載板34限定一組通孔55。承載板34的每一個通孔55在不碰撞桿30繞其軸線11的旋轉(zhuǎn)的情況下接收AC連接器桿30中相應(yīng)的一個，出于簡單的目的在圖2中顯示了其中一個軸線。另外，承載板34限定一組突起50，即圖2中所示的凸起表面或突出部，其每一個具有特征部62，所述特征部62接合相應(yīng)一個絕緣殼體32的匹配特征部60。這種接合允許每一個桿30按照需要在承載板34中繞其相應(yīng)軸線11自由地且獨立地旋轉(zhuǎn)，尤其在安裝期間。
[0017]圖2的每一個AC連接器桿30可以用鋁構(gòu)造，但是根據(jù)應(yīng)用場合可以使用其他材料。每一個連接器桿30限定在端部52附近的凸緣44。每一個連接器桿30還限定在連接器桿30近似的軸向中點處的周向溝槽38。O型環(huán)40或其他合適的流體密封件可以就位在周向溝槽38中，以形成連接器桿30與連接器桿30定位于其中的相應(yīng)絕緣殼體32之間足夠的靜態(tài)流體密封。[0018]在與凸緣44相對的連接器桿30的另一端部處，連接器桿30可以包括可選的一組平坦側(cè)壁48，其限定了孔36。桿30最終經(jīng)由孔36和圖1所示的電機(jī)16的接線盒20連接至IJ電機(jī)16的其中一個相位引線。桿30的端部52中的凹部54可以是帶螺紋的，以接收具體緊固件，例如M6螺栓，用于將組件18連接到PM14。
[0019]絕緣殼體32也顯示在圖2中。每一個絕緣殼體32可以由與形成承載板34的材料相同或相似等級的注射模制塑料形成。如在本文使用的，術(shù)語“絕緣”是指絕緣殼體32的電絕緣性能。由此，絕緣殼體32有助于將AC連接器桿30與周圍環(huán)境電絕緣。每一個絕緣殼體32還限定中心孔46，桿30中相應(yīng)的一個在組裝期間穿過中心孔46插入。
[0020]圖2的絕緣殼體32還限定周向溝槽41，另一 O型環(huán)39就位在該周向溝槽41內(nèi)。如圖2所示的周向圍繞絕緣殼體32的O型環(huán)39可以在一些應(yīng)用中用作靜態(tài)流體密封件，例如在AC連接器桿組件18用在汽車動力傳動系中時。這種實施例在下文進(jìn)一步參考圖4被詳細(xì)描述。
[0021]另外，每一個絕緣殼體32可以限定凸緣42。凸緣42具有大于承載板34的通孔55的直徑的外直徑。整個一組絕緣殼體32的凸緣42的設(shè)計由此允許承載板34捕獲和保持AC連接器桿30和相應(yīng)的絕緣殼體32，且由此有助于組裝和安裝。
[0022]參見圖3，承載板34顯示為處在相對于一對AC連接器桿30的安裝位置。絕緣殼體32的每一個突起50限定特征部60，其接收承載板34的匹配特征部62。在圖3所示的示例性實施例中，絕緣殼體32的匹配特征部60是槽道,所述槽道在絕緣殼體32的材料中形成或由絕緣殼體32的材料以其他方式被限定。突起50的特征部62是足夠柔性的承載板34的扁平延伸部，例如可在安裝期間相對于絕緣殼體32撓曲柔性臂或指狀突出部。最終，特征部62被匹配特征部60接收且扣合，由此將AC連接器桿30和相應(yīng)的絕緣殼體32固定到承載板34。凸緣42和44的尺寸和形狀有助于防止AC連接器桿30沿軸線11的不期望的運動，而同時仍然允許AC連接器桿30在組裝和安裝期間按照需要在承載板34的通孔55中自由地繞軸線11旋轉(zhuǎn)。
[0023]參見圖4，如上參考圖1所述的，AC連接器桿組件18可以用作車輛中電氣系統(tǒng)10的一部分。在這樣的實施例中，變速器箱體70可以包封圖1所不的電機(jī)16的一部分。在圖4所示的示例性構(gòu)造中，兩個AC連接器桿組件18用于將圖1的PM14連接到兩個不同電機(jī)16，例如混合動力電動車中使用的一對三相高電壓牽引電動機(jī)。
[0024]在這樣的實施例中，電機(jī)(一個或多個)16可以定位為緊鄰變速器箱體70，其中變速器箱體70限定一組孔72。AC連接器桿組件18的構(gòu)造允許AC連接器桿30自由地在如上所述的承載板34中浮置(float)。結(jié)果，桿30可在組裝和安裝期間被容易地插入到孔72中而不需要使用對準(zhǔn)銷或其他額外對準(zhǔn)特征部，這不同于常規(guī)的單獨組裝的或包覆模制的AC連接器桿組件。
[0025]一旦AC連接器桿組件18已經(jīng)插入到變速器箱體70的孔72中，則絕緣殼體32在孔72中自我對準(zhǔn)。例如，最佳如圖2所示的AC連接器桿30的平坦側(cè)壁48可以對準(zhǔn)圖1的接線盒20中的相似的矩形輪廓，從而具體的對準(zhǔn)必須使桿30全部插入孔72。其后，可以使用一組緊固件74將承載板34附接到變速器箱體70。圖1的電氣系統(tǒng)10的其余部分可以以任何合適的方式連接(例如通過連接圖1所示的AC總線條15)到AC連接器桿30的端部52。[0026]盡管已經(jīng)對執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進(jìn)行了詳盡的描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來實施本發(fā)明的許多替換設(shè)計和實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種電氣系統(tǒng),包括: AC連接器桿組件；和 多相電機(jī)，其具有多個相位引線，每一個相位引線電連接到AC連接器桿組件； 其中AC連接器桿組件包括: 多個間隔開的AC連接器桿，每一個具有中心軸線； 承載板，限定接收AC連接器桿并使AC連接器桿間隔開的通孔；和 多個絕緣殼體；和 其中承載板限定一組特征部，所述一組特征部接合絕緣殼體的一組匹配特征部，同時允許每一個AC連接器桿在承載板中繞其各自的中心軸線旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的電氣系統(tǒng)，其中多個通孔的數(shù)量等于多相電機(jī)的相數(shù)，且其中承載板限定鄰近通孔的一組特征部。
3.如權(quán)利要求2所述的電氣系統(tǒng)，其中所述一組特征部是一組扣合指狀物，每一個扣合指狀具有自由端部，且其中所述一組匹配特征部是通過每一個絕緣殼體限定的槽道，其接收扣合指狀物中相應(yīng)一個的自由端部。
4.如權(quán)利要求1所述的電氣系統(tǒng)，進(jìn)一步包括多個第一O型環(huán)和多個第二 O型環(huán)，其中每一個絕緣殼體限定周向溝槽，該溝槽接收多個第一 O型環(huán)中相應(yīng)的一個，且每一個AC連接器桿限定另一周向溝槽，其接收多個第二 O型環(huán)中相應(yīng)的一個。
5.如權(quán)利要求1所述的電氣系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 功率逆變模塊(PM)，經(jīng)由AC連接器桿組件電連接到每一個相位引線。
6.如權(quán)利要求1所述的電氣系統(tǒng)，其中多相電機(jī)是將輸出扭矩傳遞到一組車輛驅(qū)動輪的牽引電動機(jī)。
7.如權(quán)利要求1所述的電氣系統(tǒng)，其中每一個AC連接器桿包括定位在承載板的相應(yīng)通孔附近的凸緣，且其中所述凸緣具有大于通孔的直徑的外直徑。
8.—種車輛，包括: 直流(DC)電池組； DC總線，其電連接到DC電池組； 交流(AC)總線； 功率逆變模塊(PM)，其在第一側(cè)電連接到DC總線，且在第二側(cè)電連接到AC總線，其中PIM將來自DC電池組的DC功率轉(zhuǎn)換為AC功率和將AC功率轉(zhuǎn)換為DC功率； AC連接器桿組件； 變速器，具有輸出構(gòu)件；和 三相牽引電動機(jī)，產(chǎn)生且傳遞輸出扭矩到輸出構(gòu)件，其中牽引電動機(jī)具有經(jīng)由AC連接器桿組件電連接到P頂?shù)娜齻€相位引線。 其中AC連接器桿組件包括三個間隔開的AC連接器桿、限定了接收AC連接器桿并使AC連接器桿間隔開的通孔的承載板、和三個絕緣殼體，每一個絕緣殼體圍繞AC連接器桿的相應(yīng)一個，且其中承載板限定三個突起，每一個突起具有柔性扁平的延伸部，所述延伸部具有自由端部，其接合絕緣殼體同時允許每一個AC連接器桿在承載板中繞其各自的中心軸線旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求8所述的車輛，其中絕緣殼體的每一個限定接收扁平延伸部的自由端部的槽道。
10.如權(quán)利要求8所述的車輛，其中承載板和絕緣殼體中的至少一個用模制的塑料構(gòu) 造。
【文檔編號】H01R13/40GK103730761SQ201310480453
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月15日
【發(fā)明者】Y.M.多, J.M.常, A.P.塔塔, M.D.科里克, R.T.道西 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司