具有无螺栓汇流排系统的配电组件

文档序号:108503 发布日期:2021-10-15 浏览:20次 >En<

阅读说明:本技术 具有无螺栓汇流排系统的配电组件 (Power distribution assembly with boltless bus bar system ) 是由 J.道森 于 2020-01-21 设计创作,主要内容包括:公开了一种具有无螺栓汇流排系统的配电组件,该配电组件用于将部件电连接和机械连接至电源。该配电组件包括将两个无螺栓汇流排系统连接在一起的互连汇流排段。每个无螺栓汇流排系统包括公汇流排组件和母汇流排组件。公汇流排组件包括公端子、内部弹簧构件、公内壳和公外壳,该公外壳接收公端子、内部弹簧构件和公内壳的一部分。该公端子包括限定接收器的一组侧壁,还包括至少一个接触臂。具有至少一个弹簧臂的内部弹簧构件位于公端子接收器内。母汇流排组件包括具有插座的母端子,该插座的尺寸使其适合在连接位置接收公端子和弹簧构件,以将母汇流排组件固定至公汇流排组件。(A power distribution assembly having a boltless buss bar system for electrically and mechanically connecting components to a power source is disclosed. The power distribution assembly includes an interconnecting bus bar segment that connects two boltless bus bar systems together. Each boltless bus bar system includes a male bus bar assembly and a female bus bar assembly. The male bus bar assembly includes a male terminal, an internal spring member, a male inner housing, and a male outer housing that receives the male terminal, the internal spring member, and a portion of the male inner housing. The male terminal includes a set of sidewalls defining a receptacle and also includes at least one contact arm. An internal spring member having at least one spring arm is located within the male terminal receiver. The female bus bar assembly includes a female terminal having a receptacle sized to receive the male terminal and the spring member in a connected position to secure the female bus bar assembly to the male bus bar assembly.)

具有无螺栓汇流排系统的配电组件

对相关申请的引用

本专利申请要求于2019年1月21日提交的美国临时专利申请62/795,015的权益,该临时专利申请的内容通过完整引用结合在此,并成为本专利申请的一部分。

技术领域

本公开涉及配电组件,尤其涉及一种包括无螺栓汇流排系统的配电组件,所述无螺栓汇流排系统具有至少一个带有内部弹簧的电连接器组件。具体而言,本公开涉及一种用于机动车(包括乘用车和商用车)并适合于高功率、大电流和/或高电压应用的模块化配电组件。

背景技术

在过去的数十年中,汽车以及其它公路车辆和越野车辆(例如皮卡、商用货车和卡车、半卡车、摩托车、全地形车和运动型多用途车(统称为“机动车”))中使用的电气部件的数量急剧增加。在机动车中使用电气部件是出于多种原因,包括但不限于监视、改善和/或控制车辆性能、排放、安全性,以及给机动车的乘客带来舒适。这些电气部件中的某些在机动车内是通过由螺纹紧固件组成的传统汇流排组件以机械和电气方式连接的。已经花费了大量时间、资源和精力来开发符合机动车市场的各种需求和复杂性的连接器组件;但是,传统的连接器组件有多种缺点。

机动车对于电气部件和连接器组件都是具有挑战性的电气环境,这是由许多条件造成的,包括但不限于使得初始安装很困难的空间限制、苛刻的操作条件、宽环境温度范围、长时间的振动、热载荷和寿命等,所有这些条件都可能导致部件和/或连接器故障。例如,连接器安装错误(通常发生在装配厂)和连接器脱落(通常发生在现场)是电气部件和机动车的两种重要故障形式。这些故障形式之中的每一种均会导致高昂的维修和保修成本。例如,在全球范围内,所有汽车制造商及其直接供应商每年的累计保修总额估计在500亿和1500亿美元之间。

考虑到这些具有挑战性的电气环境,已经花费了大量的时间、金钱和精力来寻找满足这些市场的所有需求的配电组件。传统的配电组件使用定制的汇流排。使用定制汇流排时,配电系统的任何变更可能需要变更一条或多条汇流排的配置。这些变更既昂贵又耗时。在最终确定这些定制汇流排的配置并制造汇流排之后,安装人员通常利用传统紧固件(例如细长紧固件、垫圈、螺母和/或螺柱)的组合将汇流排耦合至电源、配电组件或装置。这些传统紧固件使得在应用中安装汇流排极其困难,因为安装人员可能需要穿戴防护设备以在此过程中保护自己。最后,在定制汇流排正确安装在应用中之后,它们很容易因其配置而具有高故障率。因此,对于无螺栓、模块化、并适合用于汽车、船舶和航空应用中的配电系统的改良配电组件的需求仍未得到满足。

本公开解决了上面论述的缺点和其它问题,并且提供了传统连接器组件和此类组件的现有技术未提供的优点和特征。在下文的详细说明中将参照附图对本公开的特征和优点进行全面论述。

发明内容

本公开涉及一种在更广泛的配电系统中使用的配电组件。该配电组件包括至少一个具有公汇流排组件的无螺栓汇流排系统,该公汇流排组件包括:(i)公汇流排主体、以及(ii)位于壳体组件内的弹簧致动的公连接器组件。所述汇流排系统还包括母汇流排组件,该母汇流排组件包括:(i)母汇流排主体、以及(ii)母连接器组件,该母连接器组件配置为在汇流排系统处于连接状态时在不使用传统螺栓和孔眼紧固件的前提下接收弹簧致动的公汇流排组件的一部分,所述传统螺栓和孔眼紧固件可能很昂贵,在安装过程中难以使用,并且对于某些安装或应用来说尺寸过大。所述配电组件被集成到在机动车(包括乘用车和商用车)中使用的更广泛的配电系统中,用于高功率、大电流和/或高电压应用。在这些应用中,配电组件对于满足配电系统和机动车的行业标准、生产和性能要求至关重要。所述配电组件还可用于军用车辆(例如坦克、装甲运兵车和卡车)以及海上应用(例如货船、油轮、游艇和帆船)、或用于电信硬件(例如服务器)。

根据本公开的一个方面,所述无螺栓汇流排系统包括具有公连接器组件的公汇流排组件和具有母连接器组件的母汇流排组件。公连接器组件和母连接器组件均具有端子。公端子组件设计和配置为配装在母端子内,这在这些端子之间形成机械和电连接。公端子组件包括内部弹簧致动件或弹簧构件,该弹簧致动件或弹簧构件设计为与公端子的一部分相互作用,以确保在公端子与母端子之间形成适当的连接。更具体地说,母端子形成配置为接收公端子组件的一部分的接收器。公端子组件具有包括多个接触臂的公端子主体。一个弹簧构件嵌套在公端子主体内。该弹簧构件抵抗向内偏转,并在接触臂上施加向外的力,从而在公端子与母端子之间产生主动连接和保持力。与其它现有技术的连接系统不同的是,在配电系统和机动车运转期间,当所述配电组件承受的环境和/或操作温度、电功率和载荷升高时,公端子和母端子之间的连接会变得更强。

在详细说明部分和附图中公开了配电系统、配电组件和无螺栓汇流排系统(包括它们的部件)的附加结构和功能方面及优点。

附图说明

用于提供进一步理解并且结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了所公开的实施例,并且与说明一起用于解释所公开的实施例的原理。在附图中:

图1是包括具有多个配电组件的配电系统的示例性机动车环境的透视图;

图2是图1的机动车环境的区域A的放大视图;

图3是图1和图2所示的配电组件的第一实施例的透视图,其中该配电组件包括两个互连的汇流排系统;

图4是图3的汇流排系统的分解图,其中每个汇流排系统包括公汇流排组件和母汇流排组件;

图5是图3的母汇流排组件的透视图,示出了母端子组件和母汇流排主体;

图6是图5的母汇流排组件的俯视图;

图7是图5的母汇流排组件的侧视图;

图8是汇流排主体的第一实施例的透视图;

图9A-9B是汇流排主体的第二实施例的多种视图;

图10是图3的汇流排系统之一的透视图;

图11是图10的汇流排系统的分解图;

图12是汇流排系统的公端子组件的透视图,示出了与端子组件的公端子分离的弹簧构件;

图13是公端子组件的透视图,示出了位于公端子接收器内的弹簧构件;

图14是图10的汇流排系统处于就位状态时的透视图;

图15是图10的汇流排系统的俯视图;

图16是沿图15的16-16线截取的汇流排系统的横截面图;

图17是沿着图15的17-17线截取的汇流排系统的横截面图;

图18是包括多个互连汇流排系统的配电组件的第二实施例的俯视透视图;

图19是图18的配电组件的第二实施例的仰视透视图;

图20是图18的配电组件的第二实施例的仰视透视图,其中该配电组件包括两个互连的汇流排系统;

图21是图18的配电组件的第二实施例的侧视图;

图22是图18的配电组件的第二实施例的分解图;

图23是图18的配电组件的母汇流排组件的透视图,示出了母端子组件和母汇流排主体;

图24是图23的母汇流排组件的俯视图;

图25是图23的母汇流排组件的侧视图;

图26是图18的配电组件的汇流排系统的俯视图;

图27是沿图26的27-27线截取的汇流排系统的横截面图;

图28是沿着图26的28-28线截取的汇流排系统的横截面图;以及

图29是配电组件的汇流排系统的母端子和公端子的侧视图;

图30是沿着图29的30-30线截取的母端子和公端子的横截面图;

图31A-31B示出了可与图33的公端子结合使用的弹簧的第二实施例;并且

图32-38示出了可与第一和第二汇流排系统结合使用的公端子组件的替代实施例。

具体实施方式

在下面的详细说明中,以示例的方式阐述了各种具体细节,以便透彻理解相关教导内容。但是,对于本领域技术人员来说显而易见的是,无需这些细节即可实践本发明的教导。在其它情况下,为了避免不必要地模糊本教导的方面,公知的方法、过程、部件和/或电路是在较高的层次说明的,而没有进行详细说明。

虽然本公开包含许多不同形式的若干实施例,但是在附图中示出并在本文中将详细说明本发明的一些特定实施例,应理解,本公开应视为所公开的方法和系统的原理的示例,并且并非意图将所公开的概念的各个方面限于所示的实施例。应认识到,所公开的方法和系统可具有其它和不同的配置,并且可对若干细节进行修改,而不会脱离所公开的方法和系统的范围。例如,以下实施例中的一个或多个可部分或全部地与所公开的方法和系统相一致地结合。这样,流程图中的一个或多个步骤或附图中的组件可有选择性地省略和/或与所公开的方法和系统相一致地结合。因此,附图、流程图和详细说明应视为仅是示例性的,而非限制性的。

附图示出了配电组件50,该配电组件50设计为通过机械和电气方式:(i)将电源(例如交流发电机或电池)彼此耦合,并且(ii)将电源耦合至配电/控制部件,或(iii)将电源耦合至装置(例如散热器风扇、加热座椅、配电部件、或其它用电部件)。配电组件50可在可安装在飞机、机动车1000、军用车辆(例如坦克、装甲运兵车、重型卡车和部队运输车)、公共汽车、机车、拖拉机、船舶、潜艇、电池组、24-48伏系统内的配电系统10中用于高功率应用、大电流应用、高电压应用。在这些应用中,配电组件50对于满足配电系统10和机动车的行业标准、生产和性能要求至关重要。应理解,多个配电组件50可用在单个应用中。例如,多个配电组件50可与包含在单部机动车内的各种装置和部件结合使用,如图1所示。

图1-2示出了包括配电系统10的机动车辆环境,该配电系统10包括多个部件,例如充电器、电池组组件14、直流-直流转换器和电机。如图1和2所示,电池组组件14具有滑板形构造,其中电池组组件14具有多个(例如36个)电池组模块16,这些电池组模块16在安装时以基本上直线形的配置布置在车轴高度处或其下方,并且位于大部分机动车车身(未示出)的下方。电池组模块16由多个(例如12个)电池18形成,其中电池18彼此耦合以形成每个电池组模块16的正极端子20和负极端子22。这些电池组模块16的正极端子20通过配电组件50彼此耦合(例如并联和串联),以产生为机动车1000的运转提供适当水平的电压的电池组14。像正极端子20一样,负极端子22也通过配电组件50类似地耦合在一起。

如图3-17所示,配电组件50通常包括:(i)两个汇流排系统100、以及(ii)在这两个系统100之间延伸的互连汇流排段98。汇流排系统100包括:(i)公汇流排组件200、以及(ii)母汇流排组件600。公汇流排组件200包括公汇流排主体590a和基本上包围公端子组件430的公壳组件220。公端子组件430代替了用于将汇流排耦合至其它部件(例如其它汇流排或装置)的传统螺栓之中的至少一个。换句话说,汇流排系统100的至少一部分是无螺栓的,或者没有传统的螺纹紧固件。公壳组件220设计为:(i)有助于公端子组件430与母端子800的耦合,(ii)最大限度地减少公端子组件430意外地与车辆1000的其它装置或部件电接触的机会,并且(iii)符合行业标准,例如USCAR规范。如图3-4、10-11、14-22和26-28所示,公汇流排组件200还可包括电缆应变消除部件530。在替代实施例中,汇流排系统100可包括连接器位置保证组件(“CPA”),该组件设计为使得汇流排系统100能够满足USCAR规范,包括USCAR-12、USCAR-25和USCAR-2。例如,公壳220可包括CPA组件,该CPA组件包括由母汇流排主体590b内的开口接收的突起。此外,在PCT申请PCT/US2019/36127中公开了CPA组件的细节和其它示例,该申请通过引用结合在此。电缆应变消除部件530和CPA组件可完全省略,或者用不同的部件代替。例如,由于公汇流排主体590a的构造(例如长度、刚度、定位等),可省略电缆应变消除部件530。

请参考图4-7,母汇流排组件600包括母端子组件800和母汇流排主体590b,其中母汇流排主体590b机械连接和电连接至互连汇流排段98。在一些实施例中,母汇流排主体590b与互连汇流排段98一体形成,这允许设计者/制造者从单条细长的预制汇流排形成这两个部件。在下文中说明了该制造过程的其它细节。像公汇流排组件200一样,母汇流排组件600也可包括防触探针。在PCT/US2019/36127和PCT/US2019/36010中更详细地说明了防触探针,这两个专利均通过引用结合在此。如上文所述,防触探针是可选组件,可将其完全省略或用不同的部件代替。

请参考图1-30,本文公开的配电组件50不利用螺栓、螺钉、紧固件等:(i)将汇流排的至少一部分与电源(例如交流发电机或电池)彼此连接,并且(ii)将电源连接至配电/控制部件,或(iii)将电源连接至装置(例如散热器风扇、加热座椅、配电部件、或其它用电部件)。与传统的螺栓型汇流排设计相比,这使得系统能够以高效的方式组装。例如,传统的汇流排设计要求制造商指派第一个人将螺栓拧紧到汇流排上,然后指派第二个人检查螺栓的扭矩。相比之下,汇流排系统100仅需要一个人将公连接器组件200压入母连接器组件600中,听到倒钩287的锁定就位的轻响,拉动连接器组件以确保它们正确耦合在一起,并查看系统的一部分(符合推动、轻响、拉动、查看“PCTS”规范)。换句话说,公汇流排组件和母汇流排组件可由安装人员在不使用单独工具的情况下彼此耦合。这不仅因只需要一个人花费更短的时间而降低人工成本,而且所需的空间较少,并且比传统的汇流排螺栓更耐用。

汇流排系统100不同于浮动汇流排,因为系统100可在经受严重振动的恶劣环境中使用。具体而言,浮动汇流排系统通常必须在没有明显振动的环境中使用,因为汇流排会从其所在的连接器松动。此外,与汇流排系统100不同的是,浮动汇流排通常不允许连接器之间有大的高度变化或角度变化。因此,汇流排系统100克服了这些与浮动汇流排相关的严重限制。

此外,配电组件50提供一种模块化和可定制的设计,这种设计:(i)允许在不产生新模具或弯制工艺的情况下进行变更,(ii)允许在安装环境中的生产期间形成配电组件50(例如无需在生产之前定制汇流排),并且(iii)可按平放和未组装的形式运输配电组件50,这能节省运输所需的空间,并降低汇流排在安装前损坏的可能性。例如,公汇流排主体和母汇流排主体能够彼此分开,并且以公汇流排主体和母汇流排主体基本上彼此共面的形态运输。设计者无需制造定制汇流排,而是:(i)通过改变形成母端子的位置来改变汇流排的长度,(ii)通过改变母端子的角度来改变连接汇流排的角度,并且(iii)可改变哪些段是刚性的,哪些段是柔性的。例如,配电组件50可利用在本质上是由单个导体形成的刚性汇流排的互连汇流排段98和在本质上是由多个导体形成的柔性汇流排的公汇流排主体590a。刚性汇流排和柔性汇流排的这种组合提供了配电组件50内所需的稳定性,同时允许柔性汇流排克服系统内的高度变化、角度变化并吸收振动。

配电组件50的制造过程突出了其模块化设计。如图3所示,制造组件50的第一步是获得汇流排材料。这些汇流排材料可包括两种不同类型的材料,其中第一种材料可以是涂覆有保护层的单个导体,第二种材料可以是叠置在一起并涂覆有保护材料的多个导体。第二步是将第一种材料放入冲头中,并(i)以所需的间距和(ii)以所需的角度形成两组孔。孔的形成产生母端子800。第三步包括组装公端子组件430,将公端子组件430耦合至公汇流排主体590a,并使内壳224完全就位在外壳280内。第四步是使用向下的力将公汇流排组件200耦合至母汇流排组件600。在公端子组件430耦合至母端子800时,完成了配电组件50的制造。从上述步骤能够清楚地认识到,通过改变母端子800的形成间距或者改变母端子800的角度,能够产生无限数量的配电组件50。

应理解,在本文中使用的这些术语通常具有以下含义。“高功率”是指应用承受:(i)20伏至600伏的电压,不论电流大小;或(ii)大于或等于80安培的电流,不论电压大小。“大电流”是指大于或等于80安培的电流,在汽车行业中通常大于80安培,不论电压大小。“高电压”是指20伏至600伏,在汽车行业中通常高于47伏,不论电流大小。

I.母连接器组件

图3-17提供了母汇流排组件600的多种视图。母汇流排组件600包括:(i)母汇流排主体590b、以及(ii)母端子800。母汇流排主体590b可具有不同的构造和/或组成。例如,母汇流排主体590b可包括:(i)单个实心导体、(ii)多个(例如在2和100之间)实心导体(参见图8)、(iii)单个编织导体(参见图9A-9B)、(iv)多个(例如2至30个)编织导体、(v)多个(例如在2个和100个之间)实心连接器,其中每个连接器包括一个与另一个实心连接器相互作用的部分、或者(vi)本领域已知的任何汇流排构造。应理解,汇流排主体590b可由任何适当的材料制成,包括不锈钢、镍、铝、银、金、铜、镀镍铜、钢、锌、黄铜、青铜、铁、铂、铅、钨、锂、锡、所列材料的组合、或其它类似的金属。例如,汇流排主体509b可包括六层,其中这些层在铜和铝之间交替。此外,根据汇流排主体590b的材料类型/性质和构造,汇流排主体509b可以是刚性的(例如一小部分通常不能用手弯曲)或柔性的(例如一小部分通常可用手弯曲)。例如,包含单个实心连接器的汇流排主体509b通常是刚性的,而包含编织连接器的汇流排主体509b通常是柔性的。

若母汇流排主体590b包含多个导体,则母汇流排主体590b具有将多个导体结合成单个导体的一体形成的安装部分593。该安装部分593通常是单个实心导体,它有助于汇流排主体590b与另一个部件的电耦合和机械耦合。具体而言,母端子800和汇流排主体耦合装置282的第一部分有助于这种电耦合和机械耦合。在附图所示的实施例中,汇流排主体590b耦合装置282的第一部分包括形成在该安装部分593内的母耦合孔591。母耦合孔591配置为与汇流排主体590b耦合装置282的第二部分相互作用,以将公壳220与汇流排主体590b耦合(参见图16)。如图5-7所示,母耦合孔591可位于邻近母端子800的位置。或者,母耦合孔591可位于距母端子800一定距离处,以确保孔591不影响汇流排主体590b的耐用性和强度。在其它实施例中,汇流排主体590b耦合装置282可包括利用磁力、弹簧力、材料偏压力、压缩力或这些力的组合的其它结构,或者由这些结构代替。

如图8所示,母汇流排主体590b还可包括基本上包围主体590b的保护层594。保护层594可作为将配置为流过汇流排主体590a、590b的电流与环境中包含的其它结构或元件隔离的绝缘体。在其它实施例中,保护层594还可包括非导电材料层和导电材料层,这些层用于减少从汇流排主体590b发出的电磁场(EMF)(例如屏蔽)。应理解,保护层594必须足够耐用,能够承受保护层内的导体的弯曲和移动,而不会使导体割断、撕裂或磨损保护层594。

母汇流排主体590b机械连接和电连接至互连汇流排段98。在一些实施例中,母汇流排主体590b与互连汇流排段98一体形成。使母汇流排主体590b与互连汇流排段98一体形成允许设计者/制造者从单个细长的预制汇流排形成这两个部件。例如,母汇流排主体590b可包含安装部分593和多个实心导体的一小部分,而互连汇流排段98仅包括多个实心导体和保护涂层594。

A.母端子

图4-7、11和16-17提供了母端子800的多种视图。母端子800包括母端子主体810。母端子主体810包括形成一组母端子侧壁812a-812d的多个有角度的段(例如三角形)815a-815d。具体而言,这组母端子侧壁812a-812d之中的一个母端子侧壁812a:(i)基本上平行于这组母端子侧壁812a-812d之中的另一个母端子侧壁812c,并且(ii)基本上垂直于这组母端子侧壁812a-812d之中的两个母端子侧壁812b、812d。母端子主体810限定母端子接收器814。母端子接收器814设计并配置为在公端子470插入母端子接收器814时以电气和机械方式耦合至公端子470的一部分。

母端子800形成在汇流排主体590b的安装部分593内。具体而言,在图3-17所示的第一实施例中,可利用冲压机或其它类似机器从汇流排主体590b挤压出三角形的部分315a-315d,以形成母端子800。相比之下,在图18-28所示的第二实施例中,使用拉伸法来形成母端子侧壁812a-812d。这些方法之中的每一种都有自己的优点,冲压比较廉价,而拉伸法比较可靠。应理解,本公开考虑了从母汇流排主体590b形成母端子800的其它方法,包括添加制造或者本文中公开的方法的组合。通过从汇流排主体590b形成端子800,母端子800包括弧形侧壁813a-813d。弧形侧壁813a-813d:(i)将三角形部分815a-815d耦合至汇流排主体590b的直线部分(参见图3-17),或者(ii)与矩形接收器耦合(参见图18-28)。弧形侧壁813a-813d有助于接触臂494a-494d的压缩,这将在下文中更详细地公开。在某些实施例中,弧形侧壁813a-813d可涂覆有材料,以减少金属接触臂494a-494d在金属弧形侧壁813a-813d上滑动产生的摩擦量。例如,可利用高温聚合物材料。

通过从汇流排主体590b形成端子800,母端子800与汇流排主体590b一体形成。这减少了对附加材料或部件的需求,提高了耐用性,并允许以节省时间的方式制造汇流排主体590b。此外,从汇流排主体590b形成母端子800消除了对单独形成的母壳的需求。这是有益的,因为这减少了母汇流排组件600的零件数量和成本以及系统100的高度要求。但是,应理解,在其它实施例中,母端子800可通过单独的过程形成,并且可耦合至汇流排主体590b。例如,可使用任何已知的方法形成端子800,例如采用铸造或添加制造工艺(例如3D打印)。

II.公汇流排组件

图3-4、10-22和26-38提供了汇流排系统100的公汇流排组件200的多种视图。公汇流排组件200包括:(i)公壳组件220、(ii)公端子组件430、(iii)公汇流排主体590a。公壳组件220包括公内壳224和公外壳280。公内壳224和公外壳280均具有复杂的几何形状,具有在位置和尺寸方面彼此配合的凹部、突出部和贯穿其中的开口,以允许公内壳224插入在公外壳280中。如图17和27所示,公外壳280基本上包围公内壳224的大部分,包括公端子组件430耦合至公汇流排主体590a的部分。

A.公外壳

如图3-4、10-11、14-22和26-28所示,公外壳280包括:(i)一组侧壁281a-281d、(ii)前壁285、以及(ii)耦合至侧壁281a-281d的一部分的汇流排主体耦合装置282。所述一组侧壁281a-281d形成配置为接收内壳224的一部分的矩形插座283,这在图16、17、27、和28中最佳地示出。前壁285配置为包围矩形管283的前部283a。汇流排主体耦合装置282的第二部分从侧壁281b、281d和前壁285的外表面延伸,并且,在某些实施例中,可与侧壁281b、281d和前壁285一体形成。汇流排主体耦合装置282包括:(i)一组侧壁286a-286c、以及(ii)带有倒钩287的向下延伸的凸片或突起284。汇流排突起284的倒钩287配置为将公外壳280固定到母汇流排主体590b上。为了实现这种耦合,汇流排突起284配置为穿过形成在汇流排主体580b内的母耦合孔591。汇流排突起284的锥形部分有助于公外壳280与母耦合孔591对准。

在汇流排突起284插入到母耦合孔591中时,用户要施加足够的力使汇流排突起284暂时弹性变形,以使倒钩287延伸到母耦合孔591中。一旦倒钩287穿过孔287,柔性突起284会返回到其原始或未变形状态,以便于将外壳280耦合至母汇流排主体590b。应理解,公外壳280可使用任何已知的技术(例如注射成型技术、3D打印、铸造、热成型等)从不导电材料制成。具体而言,在PCT/US2019/36127中论述了不导电材料,该文献通过引用结合在此。

B.公内壳

如图11、14、16-17、22和27-28所示,公内壳224具有:(i)主体226、以及(ii)公内壳插座260。主体226包括形成接收器230的一组壁228a-228b,该接收器230配置为接收公端子组件430和公汇流排主体590a的一部分(参见图11和14)。侧壁228a、228b还包括公锁定装置256,在此示例性实施例中,所述公锁定装置256包括锁定构件突起234a、234b,所述锁定构件突起234a、234b配置为与形成在公外侧壁281b、281d的内表面上的锁定构件插座相互作用。应理解,公锁定装置256可包括不同的部件布置形式、组合或数量。例如,公锁定装置256可包括利用磁力、弹簧力、材料偏压力、压缩力或这些力的组合的结构。

如图11所示,插座260由一组端子插座侧壁262a-262d和端子插座前壁264形成。插座260配置为紧密地接收公端子组件430的大部分。这种配置为公端子组件430提供了额外的刚性,并限制了公端子组件430的暴露量。但是,整个公端子组件430没有被壳体224包围。因此,为了便于将公端子430耦合至母端子800,侧壁262a-262d分别具有贯穿其中的公端子开口268a-268d。公端子开口268a-268d贯穿侧壁262a-262d的中间段,并配置为允许公端子组件430的一部分探出或越过侧壁262a-262d,以使公端子组件430能够与母端子800接触。公端子开口268a-268d可构造为使得其尺寸不足以接受组装人员的手指、探针或其它异物的插入。

应理解,公端子组件430探出外表面274的程度越大,公端子组件430与异物意外接触的可能性就越大。因此,公端子组件430的探出外表面274的部分需要平衡这种能力,以便与母端子800形成适当的连接。在本文中公开的设计平衡了这些因素,并且公端子组件430的探出外表面274的部分小于2毫米,优选小于0.5毫米。与公端子开口268a-268d的长度相比,公端子组件430的探出外表面274的部分小于该长度的8%,优选小于该长度的4%。

公内壳224配置为处于与公端子组件430接触的位置;因此,希望公内壳224由不导电材料形成。应理解,所选择的不导电材料应能够充分隔离端子组件430,即使在大电流载荷流过端子组件430时也应如此。如上文以及本申请的其它部分所述,公内壳224可使用任何适当的方法形成,例如注射成型技术、3D打印、铸造、热成型或任何其它类似技术。

在其它实施例中,插座260和公端子开口268a-268d可具有不同的构造,以容纳不同形状的公端子组件430。例如,插座260可具有细长矩形构造,以接收在PCT专利申请PCT/US2019/036010的图59-68中示出并说明的公端子组件。此外,在PCT专利申请PCT/US2019/036010的这个实施例中,端子接收器没有位于侧壁的中间段内的公端子开口,因为侧壁没有接触臂。或者,插座260可具有基本上为圆形的构造,以接收在PCT专利申请PCT/US2019/036010的图87-96中示出并说明的公端子组件。在另一些实施例中,插座260可以是三角形、六边形或任何其它形状。

C.公端子组件

图11-14、16-17、22和27-28提供了第一实施例的公端子组件430的多种视图,而图32-38中示出了公端子组件的其它实施例。在第一实施例中,公端子组件430包括弹簧构件440b和公端子470。公端子470包括公端子主体472和公端子连接构件或连接片474。所述公端子主体472包括:(i)第一或前公端子壁480、(ii)一组公端子侧壁482a-482d、以及(iii)第二或后部公端子壁484。这些壁480、482a-482d的组合形成弹簧接收器486。弹簧构件440b包括一组弹簧构件侧壁442a-442d和后弹簧壁444。

请参考图12-13,弹簧构件侧壁442a-442d分别包括:(i)第一或弧形弹簧段448a-448d、(ii)第二弹簧段、底部弹簧段、或中间弹簧段450a-450d、以及(iii)第三段或弹簧臂452a-452d。弧形弹簧段448a-448d在后弹簧壁444与底部弹簧段450a-450d之间延伸,并使底部弹簧段450a-450d基本上垂直于后弹簧壁444。换句话说,底部弹簧段450a-450d的外表面基本上垂直于后弹簧壁444的外表面。

底部弹簧段450a-450d位于弧形段448a-448d与弹簧臂452a-452d之间。如图12-13所示,底部弹簧段450a-450d不是彼此连接的,因此在弹簧构件440b的底部弹簧段450a-450d之间形成中间段间隙。这些间隙有助于弹簧臂452a-452d的全方向扩张,这有助于公端子470与母端子800之间的机械耦合。弹簧臂452a-452d从弹簧构件440b的底部弹簧段450a-450d向远离后弹簧壁444的方向延伸,并终止于自由端446。弹簧臂452a-452d大致与底部弹簧段450a-450d共面,因此弹簧臂452a-452d的外表面与底部弹簧段450a-450d的外表面共面。与在PCT/US2018/019787的图4-8中公开的弹簧臂31不同的是,弹簧臂452a-452d的自由端446没有曲线部件。相反,弹簧臂452a-452d具有基本平坦的外表面。这种配置是有益的,因为它确保与弹簧440b相关的力是基本上垂直于公端子主体472的自由端488施加的。相比之下,在PCT/US2018/019787的图4-8中公开的弹簧臂31的曲线部件不按这种方式施加力。

像底部弹簧段450a-450d一样,弹簧臂452a-452d彼此不连接。换句话说,有在弹簧臂452a-452d之间延伸的弹簧臂开口。由于有弹簧臂开口和弹簧指孔口,各个弹簧指452a-452d彼此不连接,或者不连接至除了底部弹簧段450a-450d之外的结构。这种配置允许弹簧臂452a-452d的全方向运动,这有助于公端子470与母端子800之间的机械耦合。在其它实施例中,弹簧臂452a-452d可耦合至其它结构,以限制它们的全向扩张。各个弹簧臂452a-452d和开口的数量及宽度可以变化。此外,各个弹簧臂452a-452d的宽度通常彼此相等;但是,在其它实施例中,弹簧臂452a-452d之中的一个可比其它弹簧臂宽。

弹簧构件440b通常由单片材料(例如金属)形成。因此,弹簧构件440b是单件式弹簧构件440b,或者具有一体形成的构造。尤其是,以下构造是一体形成的:(i)后弹簧壁444、(ii)曲线段448a-448d、(iii)底部弹簧段450a-450d、以及(iii)弹簧指452a-452d。为了一体地形成这些构造,弹簧构件440b通常是使用模制成型工艺形成的。模制成型工艺机械地迫使弹簧构件440b成形。如在下文和PCT/US2019/036010中更详细地论述的,在弹簧构件440b由平金属片形成、安装在公端子472内并连接至母端子800、并且承受高温的情况下,弹簧构件440b在接触臂494a-494d上施加向外的弹簧热力STF,其中的部分原因是弹簧构件440b试图恢复到平金属片形态。但是,应理解,也可利用形成弹簧构件440b的其它方式,例如铸造或使用添加制造工艺(例如3D打印)。在其它实施例中,弹簧构件440b的构造可以不是由单件形成或一体形成的,而是由焊接在一起的独立部件形成的。

图31A-31B示出了弹簧构件440a的不同实施例的视图,该弹簧构件440a配置为与具有两个接触臂494a-494d的公端子470结合工作。第一实施例与第二实施例之间的主要区别包括对弹簧构件的构造的两个改变,其中这些改变包括去除了:(i)凹部439和相关的加强肋441、以及(ii)改变了底部弹簧段450a-450d的宽度。如PCT/US2019/036010所述,弹簧构件440b的构造的这些变化改变了与弹簧440b相关的力。具体而言,弹簧偏压力SBF是在公端子组件430插入在母端子800内时由弹簧构件440b施加的抵抗弹簧构件440b的自由端446向内偏转的力量。具体而言,由于公端子主体472的外表面的一部分稍大于母端子800的内部,因此在公端子组件430插入期间会发生这种向内偏转。因此,在公端子组件430插入到母端子800中时,外表面的一部分被朝着公端子470的中心490压迫。外表面上的这个向内的力使弹簧构件440b的自由端446向内(即,朝中心490)移动。弹簧构件440b通过提供弹簧偏压力SBF来抵抗这种向内的位移。

图4、11、14、16-17和22示出了公端子470的第一实施例。如上文所述,公端子470的第一实施例包括公端子主体472和公端子连接片474。具体而言,公端子连接片474耦合至公端子主体472,并配置为接收汇流排主体590a的一部分,如图17和27所示。公汇流排主体590a通常焊接到连接片474上;但是,本公开考虑了将公汇流排主体590a连接至连接片474的其它方法(例如将公汇流排主体590a形成为连接片474的一部分)。例如,连接片474可包括配置为在公汇流排主体590a的一部分被置于该接收器内时形成锁定接收器的第二部件。汇流排主体590a机械连接和电连接至互连汇流排段98。在一些实施例中,公汇流排主体590a与互连汇流排段98一体形成。使公汇流排主体590a与互连汇流排段98一体形成允许设计者/制造者从单个细长的预制汇流排形成这两个部件。例如,公汇流排主体590a可包含安装部分593和多个实心导体的一小部分,而互连汇流排段98仅包括多个实心导体和保护涂层594。

如图4、11、14、16-17和22所示,所述一组公端子侧壁482a-482d彼此耦合,并且通常形成矩形棱柱。这组公端子侧壁482a-482d包括:(i)通常具有“U形”构造的侧壁部分492a-492d、(ii)接触臂494a-494d、以及(iii)多个接触臂开口496a-496h。如图12-13所最佳地示出的,侧壁部分492a-492d基本上是平面的,并且具有U形构造。该U形构造由三段基本上平直的段形成,其中第二或中间段500a-500d的一端耦合至第一或端部段498a-498d,另一端耦合至第三或相对的端部段502a-502d。接触臂494a-494d:(i)从侧壁部分492a-492d的中间段500a-500d的一部分延伸,(ii)向远离后公端子壁484的方向延伸,(iii)横跨接触臂开口496a-496h的一部分,并且(iv)在公端子前壁480附近终止。这种构造与PCT/US2018/019787中的图9-15、18、21-31、32、41-42、45-46、48和50所示的端子构造相比是有益的,因为这使得:(i)总长度较短,这意味着形成这种构造需要的金属材料较少,并且公端子470可安装在较窄的受限空间内,(ii)载流能力较高,(iii)更易组装,(iv)结构刚性提高,因为接触臂494a-494d位于第一公端子侧壁部分492a-492d内,(iv)获得结合PCT/US2019/036010公开的益处,以及(v)获得本文所公开的或本领域普通技术人员可从本公开推断出的其它有益特征。

所述一组接触臂开口496a-496h是与公端子侧壁482a-482d的中间部分500a-500d一体形成的。接触臂开口496a-496h沿着接触臂494a-494d的横向长度延伸,以形成使接触臂494a-494d不横向连接至以下构造的结构:(i)另一个接触臂494a-494h或(ii)除了接触臂494a-494d所耦合的公端子侧壁部分492a-492d的一部分之外的结构。另外,接触臂开口496a-496h与弹簧臂开口对准。这种开口构造形成与接触臂494a-494d数量相同数量的弹簧臂452a-452d。换句话说,图12-13示出了四个弹簧臂452a-452d和四个接触臂494a-494d。另外,这些附图表明弹簧臂452a-452d的宽度基本上与接触臂494a-494d的宽度相匹配。应理解,在其它实施例中,弹簧臂452a-452d的数量可能与接触臂494a-494d的数量不匹配。例如,弹簧臂452a-452d的数量可较少。

接触臂494a-494d以向外的角度朝远离后公端子壁484的方向延伸。尤其是,在公端子侧壁492a-492d的一部分的外表面与接触臂494a-494d的第一部分的外表面之间,所述向外的角度可在0.1度和16度之间,优选在5度和12度之间,最优选在7度和8度之间。在多个附图中示出这个向外的角度,但是结合图16-17和27-28能够最佳地看出这个向外的角度。当公端子组件430插入到母端子800内时,这种构造允许母端子800使接触臂494a-494d向内并朝向公端子470的中心490偏转或移位。在图16-17和27-28中以及包含在PCT/US2019/036010中的其它附图中最佳地示出了这种向内偏转。这种向内偏转通过确保接触臂494a-494d与母端子800接触而有助于确保产生适当的机械和电连接。

如图11、14所示,接触臂494a-494d的终止端布置为:(i)在由U形侧壁部分492a-492d形成的孔口内,(ii)在弹簧接收器486内,(iii)基本上平行于公端子侧壁492a-492d,并且(iv)在弹簧构件440b插入到弹簧接收器486内时,与弹簧臂452a-452d的平坦外表面接触。这种构造与PCT/US2018/019787中的图3-8所示的构造相比是有益的,因为公端子组件430的组装人员不必施加很大的力来使接触臂494a-494d的大部分向外变形以接收弹簧构件440b。在PCT/US2018/019787的图6中最佳地示出了这种必要的变形,这是由于接触臂11的倾斜以及弹簧臂31的外表面和接触臂11的内表面彼此相邻并且在它们间没有间隙导致的。与PCT/US2018/019787中的图3-8相比,本申请的图13、16-17和27-28示出了在弹簧构件440b的外表面与接触臂494a-494d的内表面之间形成有间隙。因此,将弹簧构件440b插入到弹簧接收器486中需要的力很小,因为组装人员在插入弹簧440a期间不必迫使接触臂494a-494d显著变形。

公端子470通常由单片材料(例如金属)形成。因此,公端子470是单件式公端子470,并且具有一体形成的构造。为了一体地形成这些构造,公端子470通常是使用冲切工艺形成的。但是,应理解,也可利用形成公端子470的其它方式,例如铸造或使用添加制造工艺(例如3D打印)。在其它实施例中,公端子470的构造可以不是由单件形成或一体形成的,而是由焊接在一起的独立部件形成的。在形成公端子470时,应理解,可在公端子470内形成任何数量(例如在1和100之间)的接触臂494a-494d。

将弹簧构件440b置于公端子组件430内需要通过多个步骤或阶段完成。图12提供了处于分解状态SD的公端子组件430的第一实施例,而图13提供了处于部分组装好的状态SP的公端子组件430的第一实施例,图14、16和17提供了处于组装好的状态SA的公端子组件430的第一实施例。在图12中示出了组装公端子组件430的第一阶段,其中前公端子壁480处于打开或平坦位置PO,并且弹簧构件440b与公端子470分离。在该打开位置PO,前公端子壁480基本上与公端子侧壁482c共面。公端子470的这种形态露出了弹簧接收器486,并使公端子470处于准备接收弹簧构件440b的状态。图中示出了组装公端子组件430的第二阶段,其中前公端子壁480处于打开或水平位置PO,并且弹簧构件440b被置于或插入到弹簧接收器486内。为了达到插入状态,向弹簧构件440b施加了插入力FI,以将弹簧构件440b插入到弹簧接收器486中。插入力FI施加在弹簧构件440b上,直到第二或后公端子壁484处于与后弹簧壁444相邻的位置,公端子470的自由端488基本上与弹簧构件440b的自由端446对准,并且公端子侧壁482a-482d的一部分处于与弹簧构件侧壁442a-442d的一部分相邻的位置。

在图8中示出了组装公端子组件430的第三阶段,其中:(i)前公端子壁480是封闭或竖直的PCL,并且(ii)弹簧构件440b被置于弹簧接收器486内。为了封闭前公端子壁480,向公端子壁480上施加了向上的力,以使其围绕其接缝弯曲,从而使其处于与侧壁482a-482d相邻的位置。在前公端子壁480处于适当位置之后,将顶部边缘耦合(例如焊接)至公端子主体472的侧壁480。在此,前公端子壁480的封闭或竖直PCL确保弹簧构件800保持在公端子470内。应理解,在其它实施例中,前公端子壁480可省略,可不具有贯穿其中的防触探针开口510,可不从侧壁482a-482d完整地延伸(例如从任何侧壁482a-482d部分地延伸),或者可以是耦合至两个侧壁482a-482d的单独部件。

在公端子组件430的第三组装阶段完成之后,可将公端子组件430置于内壳224内,以将公汇流排组件200置于就位位置PS,如图14所示。公端子组件430可通过保持装置(未示出)保持在内壳224中。但是,在PCT/US2020/13757和PCT/US2019/36070中详细说明了可集成到内壳224中的示例性保持装置。在公汇流排组件200处于第一部分组装状态P1之后,内壳224处于外壳280内。在上文中已论述了内壳224和外壳280的耦合。在壳体224、280耦合在一起时,公汇流排组件200处于完全就位位置PFS,如图16-17所示。

III.公连接器组件与母连接器组件的耦合

图15-17示出了公汇流排组件200与母汇流排组件600的耦合。具体而言,连接器组件200、600最初时处于分离或脱离位置PD,在该位置,连接器组件200、600不彼此机械或电接触。在脱离状态PD中,组装人员在公汇流排组件200上施加耦合力FC,以迫使公汇流排组件200朝母汇流排组件600移动。该耦合力FC将连接器组件200、600移至中间位置PI,在该位置:(i)汇流排突起284与母耦合孔591接触,并且(ii)接触臂494a-494d处于与母端子800的弧形侧壁813a-813d接触的位置。但是,在该中间位置PI,公汇流排组件200未通过机械或电气方式耦合至母汇流排组件600,因为组件200、600未彼此完全接合。

在中间位置PI,组装人员继续在公汇流排组件200上施加耦合力FC,以将公汇流排组件200朝母汇流排组件600移位,然后移入连接位置PC(参见图15-17)。随着连接器组件200、600从中间位置PI移动到连接位置PC,接触臂494a-494d被向内压迫或压向公端子470的中心490。接触臂494a-494d的向内压缩又导致弹簧臂452a-452d朝着公端子470的中心490向内变形。如上文所述,弹簧构件440b抵抗这种向内压缩,并在接触臂494a-494d上施加向外的弹簧偏压力。在连接位置PC,公汇流排组件200机械耦合和电耦合至母汇流排组件600,而不使用传统的螺栓和孔眼紧固件。

A.端子

图3-17示出了公端子组件430和母端子800的多种视图,而图18-30公开了汇流排系统1100的第二实施例。除了母端子1800是使用不同的方法形成的之外,汇流排系统1100的第二实施例非常类似于汇流排系统100的第一实施例。因此,为了简洁起见,下面不再重复上文中的与汇流排系统100相关的公开内容。但是,应理解,相差1000的数字代表相似的结构和部件。例如,与公端子组件430相关的公开内容也同样适用于公端子组件1430。

由于第一和第二实施例之间的相似性,以下关于端子430、800、1430、1800的公开内容同样地适用于这两个实施例。具体而言,请参考图29-30,接触臂1494a-1494d的外表面的组合形成一个矩形,该矩形的宽/高比稍大于与母端子1800相关联的矩形的宽/高比(例如大0.1%至15%)。在稍大的公端子组件1430插入稍小的母端子接收器1800时,接触臂1490a-1494d的外表面被朝着公端子组件430的中心1490压迫。由于接触臂1494a-1494d的外表面被朝着公端子组件1430的中心490压迫,因此弹簧构件1440b的自由端1446也被朝着公端子组件1430的中心1490压迫。弹簧1440a通过提供弹簧偏压力SBF(如图30中标记为“SBF”的箭头所示)来抵抗这种向内位移。该弹簧偏压力SBF通常向外指向公端子1470的自由端1488。换句话说,该弹簧偏压力SBF对接触臂1494a-1494d提供楔入或挤入效果,从而使接触臂1494a-1494d的外表面保持与母端子800接合。

附图示出了汇流排系统100提供了一种符合某些汽车或机车规范的全向和360°贴合的连接。如本实施例所示,接触臂1494a-1494d是对称并且均匀间隔的。汇流排系统100是360°贴合的,因为接触臂1490a-1494d的外表面与母端子800的每个侧壁1482a-1482d接触,并且弹簧偏压力SBF在所有四个主要方向(例如上、下、左、右)上施加从中心1490大致向外的力。汇流排系统100的360°贴合特性有助于在剧烈的机械条件(例如振动)下保持机械和电连接。在传统的刀片或叉形连接器中(即,仅在两个相对侧连接),振动可能形成谐波共振,这会导致连接器在特定频率下以更大的振幅振荡。例如,使叉形连接器受到谐波共振可能导致叉形连接器打开。叉形连接器在导电期间打开是不应发生的,因为叉形连接器与相关端子的瞬间机械分离可能导致闪弧。闪弧可能对端子以及由端子所构成的整个电气系统产生严重的不良影响。但是,本公开的360°贴合特征能防止由强振动和电弧导致的灾难性故障。

公端子1470(包括接触臂1494a-1494d)可由诸如铜、高导电性铜合金(例如C151或C110)、铝等第一种材料和/或另一种适当的导电材料形成。所述第一种材料的电导率优选高于80%IACS(国际退火铜标准,即,商用铜的电导率的经验推导标准值)。例如,C151的电导率通常是符合IACS标准的纯铜的电导率的95%。同样,C110的电导率为101%IACS。在某些工作环境或技术应用中,优选选择C151,因为它具有高应力和/或恶劣天气应用所需的防腐性。用于公端子1470的第一种材料是C151,根据ASTM B747标准,其在室温下的弹性模量(杨氏模量)大约为115-125千兆帕斯卡(GPa),热膨胀系数(CTE)为17.6ppm/℃(从20℃至300℃)和17.0ppm/℃(从20℃至200℃)。弹簧构件1400a、1400b可由诸如弹簧钢、不锈钢(例如1/4硬301不锈钢)等第二种材料和/或具有比公端子1470的第一种材料更高的刚度(例如按杨氏模量测量)和弹性的另一种适当材料形成。第二种材料的电导率优选小于第一种材料的电导率。第二种材料还具有在室温下大约为193GPa的杨氏模量、以及大约为17.8ppm/℃(从0℃至315℃)和16.9ppm/℃(从0℃至100℃)的热膨胀系数(CTE)。

基于上述示例性实施例,弹簧构件1400a、1400b的杨氏模量和CTE大于公端子1470的杨氏模量和CTE。因此,在使汇流排系统1100经受高温(例如大约150℃)下的反复热循环的高功率应用中使用公端子1470时:(i)公端子1470变得有延展性并失去一些机械弹性,即,公端子1470中的铜材软化,并且(ii)与公端子1470相比,弹簧构件1400a、1400b不会变得有延展性或失去同样多的机械刚度。因此,在采用机械冷压成形(例如利用模锻成形工艺)的弹簧构件1440b并且弹簧构件1440b承受高温时,弹簧构件1440b会试图至少返回到其在公端子组件1430插入母端子1800内之前的未压缩状态,优选返回到弹簧构件1440b成形之前的初始平坦状态。这样,弹簧构件1400a、1400b会在公端子1470的自由端1488上施加大致向外的热弹簧力STF(如图30中标记为“STF”的箭头所示)。该热弹簧力STF取决于系统1100的安装环境中的局部温度条件,包括高温和/或低温。因此,弹簧偏压力SBF和热弹簧力STF的组合提供了合成偏压力SRBF,这个力确保在公端子1470插入母端子1800时以及在系统1100操作期间接触臂494a-494d的外表面被迫与母端子1800的内表面接触,从而确保电连接和机械连接。此外,在系统100的重复操作期间,随着重复的热循环事件的进行,公端子组件1430会使施加到母端子800的向外的合成弹簧力SRBF增大。应理解,在PCT/US2020/13757、PCT/US2019/36127、PCT/US2019/36070、PCT/US2019/36010中论述了关于公端子470和弹簧440a,b的更多细节。

汇流排系统100是T4/V4/S3/D2/M2,其中系统100满足并超过以下条件:(i)T4是系统暴露于100至150℃,(ii)V4是剧烈振动,(iii)S1是密封高压喷射,(iv)D2是200,000英里耐久性,以及(v)M2是将公汇流排组件200连接至母汇流排组件600所需的力小于45牛。以下附图所示的端子组件430、800在55℃时可承载额定负载(RoA),或者在80℃时降额至80%:(i)在图1-30中,可使用16平方毫米电线承载190安,使用25平方毫米电线承载220安,使用35平方毫米电线承载236安,使用50平方毫米电线承载245安;(ii)在图33中,可使用50平方毫米电线承载245安,使用75平方毫米电线承载280安,使用100平方毫米电线承载330安;(iii)在图32中,可使用100平方毫米电线承载335安,使用150平方毫米电线承载365安,使用200平方毫米电线承载395安;(iv)在图34中,可使用100平方毫米电线承载365安;(v)在图37中,可使用16平方毫米电线承载88安;(vi)在图35中,可使用16平方毫米电线承载185安、以及(vi)在图38中,可使用25平方毫米电线承载225安。此外,本文公开的系统100的其它性能规格对于本领域技术人员来说是显而易见的。

IV.图32-38所示的替代公端子组件

图32-38示出了可与本文公开的系统100结合使用的公端子组件430的替代实施例。应理解,这些替代实施例的许多特征与在本文中公开的公端子组件的特征相同。例如,所有这些组件都包括位于接收器内的弹簧构件。因此,为了简洁起见,下面不再重复上文中的与汇流排系统100相关的公开内容。相反,在PCT/US2019/36010中公开了关于这些组件之中的每一个的更多细节,其中:结合图39-48公开了公端子组件2430,结合图1-38公开了公端子组件3430,结合图59-68公开了公端子组件4430,结合图69-78公开了公端子组件5430,结合图79-86公开了公端子组件6430,结合图87-96公开了公端子组件7430。应理解,汇流排系统100可采用这些公端子组件2430、3430、4430、5430、6430、7430、8430之中的任何一个来代替上述的公端子组件430。因此,PCT/US2019/36010的公开内容通过引用完全结合在此。如果进行这种替换,应理解,需要修改母端子800以接受这种替代组件。

通过引用结合的材料和公开内容

PCT申请PCT/US2020/13757、PCT/US2019/36127、PCT/US2019/36070、PCT/US2019/36010和PCT/US2018/019787、以及美国专利申请16/194,891,这些申请均通过引用完全结合在此,并成为本文的一部分。

美国汽车工程师学会(SAE)规范,包括:J1742_201003-“高压车载车辆电气线束的连接-测试方法和一般性能要求”,于2010年3月最后一次修订,这些资料均通过引用完全结合在此,并成为本文的一部分。

美国材料试验协会(ASTM)规范,包括:(i)D4935-18-“测量平面材料电磁屏蔽效能的标准试验方法”,以及(ii)ASTM D257-“绝缘材料的直流电阻或电导的标准试验方法”,这些资料均通过引用完全结合在此,并成为本文的一部分。

美国国家标准协会和/或EOS/ESD协会规范,包括:ANSI/ESD STM11.11-“静电耗散平面材料的表面电阻测量”,这些资料均通过引用完全结合在此,并成为本文的一部分。

德国工业标准(DIN)规范,包括:“电子设备用连接器-试验和测量-第5-2部分:载流量试验;试验5b:电流-温度降额”(IEC 60512-5-2:2002),这些资料均通过引用完全结合在此,并成为本文的一部分。

美国汽车研究理事会(USCAR)规范,包括:(i)SAE/USCAR-2,第6次修订版,于2013年2月最后修订,ISBN:978-0-7680-7998-2;(ii)SAE/USCAR-12,第5次修订版,于2017年8月最后修订,ISBN:978-0-7680-8446-7;(iii)SAE/USCAR-21,第3次修订版,于2014年12月最后修订;(iv)SAE/USCAR-25,第3次修订版,于2016年3月修订,ISBN:978-0-7680-8319-4;(v)SAE/USCAR-37,于2008年8月修订,ISBN:978-0-7680-2098-4;(vi)SAE/USCAR-38,第1次修订版,于2016年5月修订,ISBN:978-0-7680-8350-7,这些资料均通过引用完全结合在此,并成为本文的一部分。

其它标准,包括联邦试验标准101C和4046,这些资料均通过引用完全结合在此,并成为本文的一部分。

工业应用性

上述公开内容可代表本领域的改进,因为它提供了一种模块化且无螺栓的配电组件50。在一个实施例中,母端子具有由高导电性铜片制成的管状结构。高导电性铜材可以是C151或C110。高导电性铜片的一侧可预镀有银、锡或涂有锡,使得管状构件的内表面被镀覆。公端子组件包括公端子主体和弹簧构件。公端子主体具有多个接触臂(例如四个接触臂)。这四个接触臂可按90°的角度间隔布置,这意味着每个接触臂使一个臂与母端子的侧壁正对。每个接触臂具有厚度、终止端、以及具有长度和宽度的平坦表面。

一个弹簧构件配置为嵌套在公端子主体内。该弹簧构件具有弹簧臂、中间段、以及后壁或底部。弹簧臂连接至中间段或底段。弹簧臂具有终止端、厚度、以及具有长度和宽度的平坦表面。在所示的实施例中,弹簧构件所具有的弹簧臂的数量与接触元件所具有的接触臂的数量相同。在所示的实施例中,弹簧臂可与接触臂一一对应。弹簧臂的尺寸使得相关接触臂的终止端与弹簧臂的平坦表面接合。所示的实施例的弹簧臂的数量是偶数,并且弹簧臂对称且均匀间隔分布。公端子配装在母端子的管状构件内,使得接触臂与管状构件的内表面接合。弹簧臂有助于确保接触臂与管状构件形成电连接。接触臂的终止端与弹簧臂的平表面相遇,迫使接触臂相对于弹簧臂的外表面基本上形成直角或至少形成钝角。

虽然在上文中示出并说明了一些实施方式,但是在不显著脱离本公开的精神的前提下可设想出各种修改;本公开的保护范围仅受所附权利要求的范围的限制。例如,公汇流排组件200的总体形状可改变为:三棱柱、五棱柱、六棱柱、八棱柱、球体、圆锥体、四面体、长方体、十二面体、二十面体、八面体、椭球体或任何其它类似形状。虽然公汇流排组件200的总体形状可以改变,但是公端子组件430和母端子800的形状可以不变,以与总体公汇流排组件200的形状相匹配。例如,公汇流排组件200的形状可以是六棱柱,而公端子组件430和母端子800可基本上是立方体。在其它实施例中,公端子组件430的形状可改变为:三棱柱、五棱柱、六棱柱、八棱柱、球体、圆锥体、四面体、十二面体、二十面体、八面体、椭球体或任何其它类似形状。如果公端子组件430的形状改变为上述形状之中的任何一种,那么应理解,可改变母端子800,以便于公端子组件430向母端子800插入、与母端子800电连接和从母端子800拔出。另外,如上文所述,虽然公端子组件430和母端子800的形状可以改变,但是公汇流排组件200的总体形状可以不变,以与公端子组件430的形状相匹配。

汇流排系统100可具有任何数量的公汇流排组件200和母汇流排组件600。这些组件200、600之中的每一个可包含多个公端子组件430和母端子800。例如,公汇流排组件200可包含1至50个公端子组件430,优选1至15个公端子组件430,更优选1至8个公端子组件430,最优选1至4个公端子组件430。同样,母汇流排组件600可包含1至50个母端子800,优选1至15个母端子800,更优选1至8个母端子800,最优选1至4个母端子800。应理解,这些公端子430和母端子800可按任何方式布置在壳体220内和汇流排主体590b内。例如,可将四个公端子430组织成立方体形式,其中两个端子在顶部,另外两个端子位于顶部两个端子的正下方。还应理解,在汇流排系统100内包含多个连接器时,系统设计者可能需要减少电流/电压端子的绝对数目,以纳入爬电距离的考虑。

在其它实施例中,可省略一个或两个后弹簧壁444。弹簧构件440b可具有不同的构造,例如:(i)具有布置在自由端446附近的曲线肩部,(ii)具有与后壁相对设置的壁,该壁连接至弹簧指之一的一部分,以限制自由端446的运动,(iii)弹簧臂的宽度可大于中间段的宽度,(iv)弹簧指的宽度可与接触臂的宽度不匹配(例如弹簧指可比接触臂宽或窄),(v)或者这些特征的任何组合。

在其它实施例中,公端子主体472可具有不同的构造,例如:(i)接触开口可以不是直线的(例如曲线的),可以是不同的长度,可具有不同的宽度,可延伸到超过接触臂与侧壁相交的位置,或者可不占据每个接触臂的整个长度,(ii)接触臂可不以向外的角度从侧壁延伸,(iii)在弹簧构件与接触臂之间可不形成间隙,(iv)可由不同的材料组成(例如c151镀有(a)银、(b)锡、(c)ss301、(d)其它类似的材料,或者(e)多种这些材料的组合)。

标题和小标题(如果有)只是为了方便而使用的,并不是限制性的。词语“示例性”用于表示“用作示例,实例或例示”。对于所用的术语“包含”、“具有”等,当在权利要求中用作过渡连接词时,该术语应以类似于术语“包括”的解释方式解读为包含性的。诸如第一和第二等关系术语可用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开来,而不一定要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的此类关系或次序。

诸如一个方面、该方面、另一个方面、一些方面、一个或多个方面、一种实施方式、该实施方式、另一种实施方式、一些实施方式、一种或多种实施方式、一个实施例、该实施例、另一个实施例、一个或多个实施例、一种配置、该配置、另一种配置、一些配置、一种或多种配置、主题技术、公开、本公开、以及它们的其它变化形式等短语是为了方便而使用的,并不意味着与这样的短语相关的公开内容对于主题技术是必要的或者这样的公开内容适用于主题技术的所有配置。与这样的短语相关的公开内容可适用于所有配置,或者一种或多种配置。与这样的短语相关的公开内容可提供一个或多个示例。诸如一个方面或一些方面等短语可指一个或多个方面,反之亦然,并且这也类似地适用于其它前述短语。

鉴于前文的说明,对本公开的众多修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。本文说明了本公开的一些优选实施例,包括发明人已知的用于实施本公开的最佳方式。应理解,所示的实施例仅是示例性的,不应理解为构成对本公开的范围的限制。

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