专利名称：具有集成电流传感器的功率变换器的连接器的利记博彩app
技术领域：
本发明通常涉及一种功率变换器的连接器装置，且更特
别涉及一种用于车辆中的功率变换器的连接器装置。
背景技术：
近年来，技术的进步已经在车辆惯用的设计和制造方法 中引起了实质性的变化。 一个变化包括车辆内部各种电气系统的复杂 化。结果，车辆(特别是混合动力车辆)中的电气系统使用不断增大的 电功率。 用于上述交通工具中的许多电器部件(例如，电机)接 收来自交流电源的电功率。然而，用于上述应用中的动力源(即，电池) 仅配备了直流(DC)电源。因此，被称为功率变换器的装置用于将直流 电转换为交流电。 从功率变换器流向电机的电流一般被监控以确保正常的 运行。传统的功率变换器利用一个或多个装配电路和一捆电线将功率变 换器连接到电流传感器上，并且依次将电流传感器连接到电机上。所述 装配电路和外电路电流传感器增加了功率变换器的总尺寸，而且增加了 安装和维修功率变换器的复杂性。另外，因为涉及大功率， 一般使用 高性能的装配电路，所述装配电路显著增加了交通工具的制造成本。 因此，希望提供一种具有集成电流传感器的功率变换器 的连接器，其能减小功率变换器的尺寸和复杂性。另外，希望提供一种 不需要装配电路的功率变换器装置。此外，在接合附图和上述技术领域 及背景技术的随后详细说明和权利要求中可以显而易见地得到本发明 其他期望的器件和特征。
发明内容
提供了一种车辆的功率变换器的连接器装置。所述装置 包括一外壳、外壳上的多个第一接合结构、外壳上的多个第二接合结构 和连接到外壳上的多个电流传感器，构造所述第 一接合结构的形状以与
交通工具的功率变换器上的多个变换器的接合结构配合，构造所述第二 接合结构的形状以与交通工具的电机上的多个电机的接合结构配合，并 且构造所述电流传感器以检测在交通工具的功率变换器和交通工具的 电才几之间流过的电流。 提供一种车辆驱动系统。所述系统包括车架、致动器、 车辆功率变换器和连接器装置，该致动器被连接到具有多个致动器接合 结构的车架上。所述连接器装置包括一外壳、多个第一接合结构、多个 第二接合结构、连接到外壳上的多条导线和连接到外壳上的多个电流传 感器，所述第 一接合结构位于外壳的第一侧面上并连接到车辆的功率变 换器上，所述第二接合结构位于外壳的第二侧面上，其与致动器上的多 个致动器接合结构配合以可拆卸地将外壳附着到致动器上，构造所述各 电流传感器以检测在车辆的功率变换器和致动器之间流过相应导体的 电流。
以下将接合附图来描述本发明，其中同样的附图标记表 示同冲羊的元4牛，和 图1是包含功率变换器装置的示例性的车辆的示意视
图； 图2是图1中功率变换器装置的侧视图，图l图示了一功
率变换器和连接到该功率变换器上的连接器装置； 图3是图2中的连接器装置的第一侧面的立体图；
图4是图2中的连接器装置的第二侧面的立体图；和
图5是图2中与功率变换器和电机互连的连接器装置的
断面侧S见图。
具体实施例方式
以下的详细说明实际上仅是示例性的，且并不打算限制 本发明或本发明的应用和使用。此外，不打算受出现于现有技术领域、 背景技术、概要或以下详细说明中的任何明示或默示理论的限制。
以下描述的元件或器件被"连接"或"配合"在一起。 在此处所使用的，除非明确说明，否则"连接"是指一个元件/器件被直
接连接到另一个元件/器件上(或直接和另一元件/器件连通)，而不必 是用机械方法连接。同样，除非明确说明，否则"配合"是指一个元件 /器件被直接或间接地连接到另一个元件/器件上(或直接或间接地与另 一元件/器件连通)，而不必是用机械方法连接。然而，很清楚，虽然两 个元件在一个实施例中可以如下^皮描述为"连4妄"，而在备选实施例中， 同样的元件可以被描述为"配合"，反之亦然。因此，虽然此处所示的 示意图描述了元件的范例式排列，但是在实际的实施例中可以存在附加 的插入元件、装置、器件或元件。 图l到图5图示了一种交通工具的功率变换器的连接器 装置。所述装置包括具有接合结构的一外壳，构造该接合结构的形状以 与交通工具的功率变换器上的接合结构配合来将外壳连接到功率变换 器上。所述外壳还具有接合结构，构造该接合结构的形状以与交通工具 的电机上的接合结构配合来将外壳连接到功率变换器上。电流传感器被 集成到连接器装置中以检测在交通工具的功率变换器和交通工具的电 才几之间流过的电流。 图l图示了本发明的一个实施例的交通工具(或"车辆") 10。车辆10包括一底盘12、 一车身14、四个车4仑16和一电子控制系统18。 车身14被布置在底盘12上并基本上包围车辆IO的另 一部件。车身14和底 盘12可以共同形成车架。各车轮16可转动地连接到靠近车身14的各自拐 角处的底盘12上。 车辆10可以是许多不同类型车辆中的任何一类，例如(举 例来说)轿车、货车、卡车或运动型车辆(SUV)，并且可以是两轮驱动
(2WD)(即，后轮驱动或前轮驱动)、四轮驱动(4WD)或全4仑驱动
(AWD)的。车辆10还可以包括许多不同类型发动机中的任何一种(或 许多不同类型发动机的组合)，例如(举例来说)汽油或柴油的内燃机、
"混合燃料车辆"(FFV)的发动机(即，使用汽油和酒精的混合物)、 气体化合物(例如，氬气和天然气)燃料的发动机、内燃机/电机的混合 式发动机(即，"混合动力车辆，，)和电机。如本领域技术人员所考虑 到的，在一个实施例中，其中车辆10是四轮驱动(4WD)或全轮驱动
(AWD)的，发动机被用机械方法连接到全部车轮上，并且车辆10可以 包括图l中未图示的许多附加部件。
在图l所示的示例性的实施例中，车辆10是混合动力车
辆，并且还包括致动器装置20、电池22、变换器装置24和散热器26。致 动器装置20包括内燃机28和电机/发电机30,且如在以下详细描述的，变 换器装置24被连接到电机30上。本领域技术人员应考虑到，电机30包括 一变速器。内燃机28和电机30被集成在一起，以便用机械方法通过一个 或多个传动轴32将两者连接到至少一些车轮16上。 散热器26在车架的外部被连接到车架上，虽然未进行详 细图示，所述散热器包括多个冷却通道并且被连接到发动机28和变换器 装置24上，该冷却通道中容纳有如水和/或乙二醇(即，防冻剂)的冷却 液(即，冷却剂)。 电子控制系统18与致动器20、电池22和变换器装置24可 操作地连通。虽未详细图示，但是电子控制系统18包括各种传感器和车 辆控制模块或电子控制器(ECUS)和至少一个信息处理器和/或存储器 64,所述信息处理器或存储器包括储存在其里面(或储存在另一个可读 取媒介的计算机中)用于执行下述步骤和方法的指令。 图2更详细地图示了一个实施例的变换器装置24。变换器 装置24包括功率变换器34和连接器装置36。在所述的实施例中，功率变 换器34包括外壳38 (或车架)和流体配流盘40。所述外壳38大致是矩形 的，例如，长度在8到15英寸之间，宽度在3到8英寸之间，且高度在3到 8英寸之间。在一个实施例中，所述外壳38可以具有大约10升(L)的体 积。然而，外壳38的尺寸和形状可以变化。外壳38是由经过热处理的导 电材料(如，铝或钢)组成的，并且(虽然未图示)包括形成在其中的 空腔和/或流体通道。流体配流盘40一皮安装到外壳8的一端部上并包括在 其中延伸的流体进出口 42,并且与外壳38内部的空腔和/或流体通道流体 连通。 虽然未图示，但功率变换器34还可以包括一电容装置和 位于外壳38内部的一输入滤波器，以及连接到外壳38上的电源模块和控 制器。电容装置可以包括一组导体板或多组导电板，所述导电板按间隔 关系布置并被绕成线圈以形成电容器或多联电容器(如一般所理解 的)。输入滤波器或电磁干扰(EMI)滤波器可以包括电气地连接到电 容装置36内部的电容器(电容器组)上的法拉第线圈。各电源模块装置 可以包括具有集成电路的半导体底基(例如，硅基片)，所述集成电路 具有多个半导体装置(例如，晶体管和/或开关)。如下所述，控制器可
以包括用于控制变换器装置24工作的一微处理器(如一般所理解的)。 图3、 4和5更详细地图示了连4妄器装置36。应该注意到， 图3特别图示了连接器装置36的第一 (或上)侧面44 (即，如图2所示， 朝向并靠近外壳34),并且图4图示了连接器装置36的第二 (或下)侧 面46(即，朝向远离外壳34)。图5 (以剖面图)图示了与功率变换器 34和电机30互连的连接器装置36。 连接器装置36包括具有许多开口的连接器板48。在图3 和4所示的实施例中，连接器装置36包括六个开口50,所述六个开口分 成三个开口50为一组的两组来排列。两个矩形的拱起部分52围绕连接器 板48中央部位53的相对侧面上的各组开口 50从连接器板上延伸。各开口 50延伸到相应的拱起部分52的上表面上。电流传感器54被定位在连接器 装置36的第一侧面44上的各开口50的内部。在一个实施例中，电流传感 器54被构造成具有开口的环形形状，并由磁性材料(即，磁性环)制成。 虽然未图示，电流传感器与功率变换器34的控制器和/或交通工具10的电 子控制系统18可操作地连通。电流传感器54上的开口基本上与穿过连接 器板48的开口50同中心。如在图3中最清楚地图示的，圆柱形导体56通 过各电流传感器54的开口以及连接器板48上的开口50延伸。导电的"L 形"导电条58被附着到各导体56的上部并且远离连接器板的中央部分53 和电流传感器54延伸。侧壁60从连接器装置36的第一侧面44上的连接器 板48上延伸以横向包围拱起部分52和连接器板48的中央部分53。 参见图4和5，在连接器装置36的第二侧面46上，六个圆 柱形接合结构62从连接器板48上延伸。如图3所示，各接合结构靠近一 个开口50,并且同样以三个接合结构62—组的形式被排列成两组。4妄合 结构62具有延伸到导体56上的开口64，其具有容纳在各开口64的弹簧腔 内部的弹簧66。该组接合结构62由从连接器板48上延伸的套筒68横向包 围。连接器板48、侧壁60、接合结构62和套筒68可以连接在一起形成连 接器板的外壳或框架。 参见图3和5，导电条58一皮连接到外壳38上，以可拆卸地 将连接器装置36 (至少部分地)固定到外壳38上。虽然未图示，应该理 解到，导电条被电气地连接到上述的功率变换器34的部件上。 现在参见图4和5，电机30包括电机外壳70和多个电机插 脚72。电机插脚72被连接到电机外壳70上并且包括电机外壳70内部的内
腔上的电机绕组的接触面74。虽然未图示，电机绕组的接触面74被电气 地连接到电机30内部的导电绕组或线圈上。当电机插脚72从连接器装置 36的第二侧面46摩擦地滑入开口 54中时，单个电^/L插脚72与 一个相应的 接合结构52配合。照此，连接器装置36被用机械方法与功率变换器34和 电机30互连。如图5所示，连接器装置36的外壳与功率变换器34的外壳 38和电才几30的外壳70接触。 在各接合结构62内部，相应的电机销72接触相应的开口 50内部的导体56,以便各电机插脚72通过导体56和导电条58被电气地连 接到功率变换器34上。从而，连接器装置36同样电气地将功率变换器34 连接到电机30上。
再参见图l,在行驶期间，通过按交替方式利用内燃机28
通工具IO。为了向电机30提供电力，在向电机24传送电力之前，必须从 电池22向变换器装置24提供直流(DC)电力，所述变换器将直流(DC) 电力转换为交流(AC)电力。 再参见图5，当电流从功率变换器34流向电机30时，电流 通过导体56并被电流传感器54监控。电流传感器54产生被发送到功率变 换器34的控制器和/或交通工具10的电子控制系统18的控制信号，所述电 子控制系统适当地调节供给到电机30中的电力。 上述连接器装置的一个优点是，因为电流传感器被集成 在其中，所以不需要装配电路来将功率变换器连接到单独的电流传感器 上。从而，变换器装置占用的空间减少了 ，并且当提供简化的且从而更 耐用的变换器装置，降低了交通工具的制造成本。另一个优点是，因为 功率变换器到电机的紧密的接合度，所以流过变换器和电机之间的电流 经历的电阻减小了。结果，交通工具的性能和效率得到了改善。 其他实施例可以应用混合动力车辆以外的其他种类车辆 中的功率变换器的连接器，并与其他电气系统(如，动力转向系统或空
具(如飞行器和船舶)或任何具有多种电气系统的系统中，所述系统需 要在直流(DC)和交流(AC)电之间进行转换。 当在前述详细说明中已经说明过至少 一个示例性的实施 例时，应该考虑到，其存在许多变化。还应该考虑到，所述示例性的实
施例或示例性的实施例组仅是举例，总之并不打算来限制本发明的范 围、适用性或结构。更确切些，前述详细说明给本领域的技术人员提供 了用于实施示例性的实施例或示例性的实施例组的适当的i 各线图。应该 理解，在功能和元件排列上可以进行各种变化而不脱离如权利要求和法 定的同等内容所阐明的本发明的范围。
权利要求
1.一种交通工具的功率变换器的连接器装置，包括一外壳；位于所述外壳上的多个第一接合结构，构造该接合结构的形状以与交通工具的功率变换器上的多个变换器的接合结构配合；位于所述外壳上的多个第二接合结构，构造该接合结构的形状以与交通工具的电机上的多个电机的接合结构配合；和连接到所述外壳上的多个电流传感器，并且配置所述电流传感器以检测在交通工具的功率变换器和交通工具的电机之间流过的电流。
2. 如权利要求l所述的装置，其中配置所述第一接合结构以 将所述外壳可拆卸地固定到所述交通工具的功率变换器上，并且构造所 述第二接合结构以将所述外壳可拆卸地附着到所述交通工具的电机 上。
3. 如权利要求2所述的装置，还包括连接到所述外壳上的多 个导体，各导体与相应的一个第一接合结构和相应的一个第二接合结构 互连。
4. 如权利要求3所述的装置，其中配置多个电流传感器中的 每 一 个以;险测通过相应导体流过相应的第 一 和第二 4妄合结构之间的电流。
5. 如权利要求4所述的装置，其中配置所述外壳和第一接合 结构以便当第一接合结构与交通工具的功率变换器上的变换器的接合 结构配合时，所述外壳位于大致靠近所述交通工具的功率变换器的外壳 处。
6. 如权利要求5所述的装置，其中配置所述外壳和第二接合合时，所述外壳位于大致靠近所述交通工具的电机的外壳处。
7. 如权利要求6所述的装置，其中所述电机的接合结构是导 电的插脚，并且各第二接合结构具有一开口，确定各第二接合结构的所 述开口的尺寸以接收其中 一个导电的插脚。
8. 如权利要求7所述的装置，其中构造第二接合结构以便当 所述第二接合结构与所述导电插脚配合时在第二接合结构的内表面和 所述导电插脚之间形成一弹簧腔，并且还包括位于所述弹簧腔内部的一 弹簧。
9. 如权利要求8所述的装置，其中所述外壳具有第一和第二 相对侧面，第一接合结构位于第一侧面上，并且第二接合结构位于第二 侧面上。
10. 如权利要求9所述的装置，其中所述电流传感器具有开口，并且至少一部分导体穿过电流传感器而通过相应的开口延伸。
11. 一种交通工具的功率变换器的连接器装置，包括 一外壳，其具有第一和第二相对侧面；位于所述外壳的第一侧面上的多个第一接合结构，构造所述第一接 合结构以与交通工具的功率变换器上的多个变换器接合结构配合来可 拆卸地将所述外壳固定到所述交通工具的功率变换器上；位于所述外壳的第二侧面上的多个第二接合结构，构造所述第二接 合结构以与交通工具的电机上的多个电机接合结构配合来可拆卸地将 所述外壳附着到所述交通工具的电机上；连接到所述外壳上的多个导体，各导体与相应的一个第一接合结构 和相应的一个第二4妻合结构互连；和连接到所述外壳上的多个电流传感器，配置每个所述电流传感器以 检测通过相应的导体流过交通工具的功率变换器和交通工具的电机之 间的电;克。
12. 如权利要求11所述的装置，其中配置所述外壳和第一接合结构配合时，所述外壳位于大致靠近所述交通工具的功率变换器的外壳 处。
13. 如权利要求12所述的装置，其中所述电机的接合结构是导 电的插脚，并且各第二接合结构具有一开口，确定各第二接合结构的所 述开口的尺寸以接收其中一个导电插脚。
14. 如权利要求13所述的装置，其中构造第二接合结构以便当 所述第二接合结构与所述导电插脚配合时在第二接合结构的内表面和 所述导电插脚之间形成弹簧腔，并且还包括位于各弹簧腔内部的 一弹簧。
15. 如权利要求14所述的装置，其中所述电流传感器是具有开 口的-兹性环，并且至少一部分导体通过相应的开口而穿过》兹性环延伸。
16. —种车辆驱动系统，包括 一车架；连接到所述车架上的一致动器，该致动器具有多个致动器接合结构；一车辆功率变换器；和一连接器装置，包括一外壳，其具有第一和第二相对侧面；多个第 一 接合结构，所述第 一 接合结构位于所述外壳的第 一 侧 面上并且被连接到所述车辆的功率变换器上；多个第二接合结构，所述第二接合结构位于所述外壳的第二侧 面上，并与所述致动器上的多个致动器的接合结构配合以可拆卸地 将所述外壳附着到所述致动器上；连接到所述外壳上的多个导体，各导体与相应的一个第 一接合 结构和相应的一个第二接合结构互连；和连接到所述外壳上的多个电流传感器，配置各电流传感器以检 测通过相应导体流过所述车辆的功率变换器和所述致动器之间的 电流。
17. 如权利要求16所述的车辆驱动系统，其中所述车辆的功率 变换器还包括一外壳，并且其中所述连接器装置的所述外壳位于大致靠 近所述连接器装置的所述外壳处。
18. 如权利要求17所述的车辆驱动系统，其中所述致动器还包 括一外壳，并且其中所述连接器装置的所述外壳位于大致靠近所述连接 器装置的所述外壳处。
19. 如权利要求18所述的车辆驱动系统，其中所述致动器是具 有导电线圈的一 电机，并且所述接合结构是被电气地连接到所述导电线 圈上的插脚。
20. 如权利要求19所述的车辆驱动系统，还包括一内燃机，所 述内燃机连接到所述车架上并且被用机械方法连接到所述电机上。
全文摘要
本发明涉及一种交通工具的功率变换器的连接器装置。该装置包括一外壳、位于外壳上的多个第一接合结构、位于外壳上的多个第二接合结构和连接到外壳上的多个电流传感器，构造所述第一接合结构以与交通工具的功率变换器上的多个变换器接合结构配合，构造所述第二接合结构以与车辆的电机上的多个电机接合结构配合，并配置所述电流传感器以检测流过车辆的功率变换器和车辆的电机之间的电流。
文档编号H01R9/00GK101179162SQ20071018504
公开日2008年5月14日 申请日期2007年11月6日 优先权日2006年11月6日
发明者E·哈奇, M·D·科里奇, M·L·塞洛吉, Y·杜 申请人:通用汽车环球科技运作公司