CN104425906A - 用于车辆的电缆单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆的电缆单元。电缆单元包括第一连接器(12)、第二连接器(14)和电缆(16)。第一连接器与驱动桥壳的端子台连接。第二连接器与电力控制单元外壳的端子台连接。电缆将第一连接器与第二连接器连接。电缆被布线成弯曲形状以三维地弯曲。并且当驱动桥壳和电力控制单元外壳随着车辆被驱动而彼此相对移动时，电缆变形。

Description

用于车辆的电缆单元
技术领域
本发明涉及一种在安装在车辆中的电气设备之间连接的电缆单元。
背景技术
在使用旋转电机作为驱动源的车辆诸如混合动力车辆和电动车辆中，直流电电源诸如电池和逆变器将直流电力转换成交流电力。
旋转电机和逆变器被电缆单元相互电连接。具体地，如在图6中所示，电缆单元104与驱动桥壳100(在下文中被称作T/A壳)的端子台112和电力控制单元外壳102(在下文中被称作PCU外壳)的端子台114连接，该驱动桥壳100容纳旋转电机MG1、MG2，该电力控制单元外壳102容纳逆变器INV。电缆单元104包括与T/A壳100的端子台112连接的T/A侧连接器106，与PCU外壳102的端子台114连接的PCU侧连接器108，和将这两个连接器相互连接的电缆110。
由于车辆的振动等等，T/A壳100和PCU外壳102能够彼此相对移动。例如，在PCU外壳102通过弹性部件111诸如橡胶衬套由T/A壳100支撑的情形中，T/A壳100和PCU外壳102这两者根据车辆的振动彼此相对移动。为了使得电缆110遵循该相对运动，电缆110有时被带有轻微的窜隙地布线(布置)而非通过使用电缆110以最短距离将端子台112、114这两者相互连接。例如，在图6中，电缆110被以L形状布置，换言之，在竖直方向和水平方向上延伸。在日本专利申请公报No.2012-48823(JP2012-48823A)中，吸收移位的吸收部被设置在线束中。在日本专利申请公报No.2011-62053(JP2011-62053A)中，设置夹具以便在多个电缆之间形成空间。
发明内容
根据电缆如何布线，存在当T/A壳和PCU外壳彼此相对移动时电缆受损的可能性。为了向旋转电机供应大电流，电缆具有多个捆束的电线股并且因此具有大的直径。因此，电缆难以关于在电缆的轴线方向上施加的负载弯曲。在这种情形中，例如假设PCU外壳和T/A壳在竖直方向上彼此相对移动的情形。如在图7中所示，负载在电缆的轴线方向上被施加到电缆110的竖直部110A，并且竖直部110A几乎不变形。在另一方面，电缆110的水平部110B接收负载并且变形。这意味着变形部集中在一个部分上。此时，与变形部在整个电缆110中分散的情形相比较，水平部110B的变形量更大。结果，能够引起损坏诸如断开，因为例如水平部110B的端部110C被过度地弯曲。因此，本发明的目的在于提供一种与以前相比能够更加抑制电缆的损坏的电缆单元。
根据本发明的用于车辆的电缆单元的一个方面包括以下结构。该电缆单元包括第一连接器与第二连接器和电缆。第一连接器与驱动桥壳的端子台连接，该驱动桥壳容纳旋转电机。第二连接器与电力控制单元外壳的端子台连接，该电力控制单元外壳容纳逆变器。电缆将第一连接器与第二连接器连接。电缆被布线成弯曲形状以三维地弯曲。并且当驱动桥壳和电力控制单元外壳随着车辆被驱动而彼此相对移动时，电缆变形。
根据本发明，能够与以前相比更加抑制电缆的损坏。
附图说明
将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似的数字表示类似的元件，并且其中：
图1是示出根据一个实施例的电缆单元的一个实例的透视图；
图2是解释电缆的变形的概略视图；
图3是示出根据该实施例的电缆单元的一部分的一个实例的视图；
图4是示出根据该实施例的电缆单元的另一个实例的视图；
图5是示出根据该实施例的电缆单元的另一个实例的视图；
图6是示出根据现有技术的电缆单元的一个实例的视图；并且
图7是解释电缆的损坏的概略视图。
具体实施方式
图1示出根据一个实施例的电缆单元10的一个实例。电缆单元10将逆变器和旋转电机电连接。具体地，电缆单元10与驱动桥壳(在下文中，被称作T/A壳)的端子台和电力控制单元外壳(在下文中，被称作PCU外壳)的端子台连接，该驱动桥壳容纳旋转电机，该电力控制单元外壳容纳逆变器。
当电缆单元10与T/A壳和PCU外壳的端子台连接时，电缆单元10被定位成使得电缆单元10的一部分被隐藏在T/A壳和PCU外壳后方。图1到图5示出电缆单元10被连接到T/A壳和PCU外壳的端子台的实例。然而，为了清楚地示出电缆单元10的整个图像，省略了T/A壳、PCU外壳以及T/A壳和PCU外壳的端子台的图示。
如在图1中所示，电缆单元10包括T/A侧连接器12、PCU侧连接器14和电缆16。考虑到当大电流在电缆单元10中流动时产生磁场，整个电缆单元10可以被由金属材料制成的护罩覆盖。
T/A侧连接器12与T/A壳的端子台连接。例如，如在图6中所示，T/A壳的端子台被设置在T/A壳的顶表面中，并且T/A侧连接器被安装在该顶表面上。T/A侧连接器12包括插座18、压接端子20和盖体22。
插座18是电缆16的插头23被***其中的凹形电子构件。该多个插座18被设置成与压接端子20的数目相同。如在以后描述地，插座18被形成为使得当电缆单元10与T/A壳和PCU外壳连接时，插座18的***方向轴线L1被定位成与PCU侧连接器14的插座24的***方向轴线L2斜交。
压接端子20与端子台的端子连接，并且由例如圆型端子构成。该多个压接端子20被设置成与端子台的端子的数目对应。盖体22是将T/A侧连接器12固定到T/A壳的端子台的固定部件，并且包括固定装置诸如螺纹孔。
PCU侧连接器14与PCU外壳的端子台连接。例如，如在图6中所示，端子台被设置在PCU外壳的侧表面上，并且PCU侧连接器被安装在端子台的侧表面上。因为T/A侧连接器12被安装在PCU外壳的顶表面上，所以PCU侧连接器14被定位成与T/A侧连接器12基本成直角。类似于T/A侧连接器12，PCU侧连接器14包括插座24、压接端子26和盖体28。该多个插座24被设置成与压接端子26的数目相同。盖体28是将PCU侧连接器14固定到PCU外壳的端子台的固定部件，并且包括固定装置诸如螺纹孔。
电缆16将T/A侧连接器12与PCU侧连接器14电连接。该多个电缆16被设置成数目与T/A侧连接器12的压接端子20的数目相同。为了获得旋转电机的高的输出，大电流流过电缆16。因此，电缆16由捆束的多个电线股形成，并且因此具有大的直径。结果，电缆16具有针对在电缆的轴线方向上施加的负载的刚度。换言之，电缆16难以关于在轴线方向上施加的负载弯曲。此外，电缆16具有关于在除了轴线方向之外的方向上的应力的弹性，并且具有允许在一个端侧上施加的应力到达另一端使得整个电缆16弯曲的刚度。
电缆16被以三维地弯曲的弯曲形状布线。换言之，在从T/A壳的顶表面(XY平面)的视图和从与T/A壳的顶表面正交的PCU外壳的侧表面(XZ平面)的视图中，电缆16均被布线成弯曲形状。换言之，电缆16被以弯曲方式布线以便逐渐地从与T/A壳的顶表面平行的方向移位到与PCU外壳的侧表面平行的方向。进而换言之，电缆16被布线成赋予L形直线路径弯曲的冗余部，该L形直线路径从T/A侧连接器12在水平方向(X轴方向)和竖直方向(Z轴方向)上延伸并且被连接到PCU侧连接器14。弯曲形状在这里意味着非线性形状，简言之，曲率1/r≠0(曲率半径r≠∞)。
通过三维地弯曲电缆16，电缆16能够由于在任意方向上的负载而变形。图2示出当T/A壳和PCU外壳彼此相对移动时电缆16的变形状态的概略视图。当T/A壳和PCU外壳沿着X轴方向(T/A侧连接器的短方向)彼此相对移动时，如在附图的右上部中所示，电缆16变形成具有在X轴方向上的长轴线的椭圆螺旋形状。当相对运动沿着Y轴方向(T/A侧连接器的纵向方向)发生时，如在附图的右下部中示出地，电缆16被变形成使得螺旋形环收缩。当相对运动在Z轴方向(竖直方向，PCU的短方向)上发生时，如在附图的左下部中示出地，电缆16被变形成使得螺旋形环扩大。
电缆16可以被布线成在电缆16的整个长度上弯曲。电缆16还可以仅仅在带有可忽略水平的非均匀变形的程度上(例如，整个长度的10％)包括笔直部。如在图7所示现有技术中，在电缆16被布线成使得电缆16几乎完全由笔直部形成的情形中，当施加在与笔直部平行的轴线方向上的负载时，笔直部不被弯曲，并且变形部集中在其余部分上。相反，通过在电缆16的整个长度上将电缆16布置成弯曲形状，与负载反应平行地延伸的部分或者笔直部被消除或者变得足够短从而是可以忽略的。因此，能够使得电缆16在电缆16的整个长度上变形。结果，与电缆16的仅一部分变形的情形相比较，当例如T/A壳和PCU外壳由于当车辆被驱动时的振动等而相互移动时在电缆16上施加了负载时，变形量得以分散。因此，能够避免由过度变形引起的电缆16的断开、断裂等。
回来参考图1，插座18、24中的每一个可以被形成为使得T/A侧连接器12的插座18的***方向轴线L1和PCU侧连接器14的插座24的***方向轴线L2处于相对于彼此斜交的位置中，换言之，***方向轴线L1和L2被定位成不在同一平面上排列并且是相互间不平行的以便将电缆16布线成三维弯曲形状。
例如，如在图3中所示，插座18的***方向轴线L1相对于T/A侧连接器12的短方向的轴线L3(X轴)倾斜。类似地，插座24的***方向轴线L2相对于PCU侧连接器14的短方向的轴线L4(Z轴)倾斜。优选的是***方向轴线L1与短方向的轴线L3的角度θ1和***方向轴线L2与短方向的轴线L4的角度θ2彼此不同。由此，电缆16被布线成使得电缆16被沿着相对于根据现有技术的路径倾斜的方向取出。根据现有技术的路径是电缆被从T/A侧连接器12到PCU侧连接器14布线成L形状的路径。结果，当电缆16被***插座18、24中的每一个中时，电缆16被以绕Z轴的螺旋形状布线，并且被三维地弯曲。当电缆被***插座18、24中的每一个中时，***方向轴线与电缆的轴线一致。
T/A侧连接器12和PCU侧连接器14中的任一个的插座可以相对于对应的连接器的短方向的轴线倾斜，并且另一个的插座可以与对应的连接器的短方向的轴线平行。以此方式，因为***方向轴线L1和L2还被定位成彼此斜交，所以能够将电缆16布线成螺旋形形状。
图4和图5示出根据这个实施例的电缆单元10的另一个实例。图4示出电缆单元10的透视图，并且图5示出电缆单元10的侧视图和平面视图。在该实例中，T/A侧连接器12的插座18的布置间隔d1和PCU侧连接器14的插座24的布置间隔d2彼此不同。由此，电缆16从PCU侧连接器14逐渐地向内侧弯曲并且与T/A侧连接器12连接。以此方式，电缆16被布线成三维地弯曲的弯曲形状。
在图4和图5所示实例中，与图1所示螺旋形布线相比较，电缆16的弯曲变形量较小。换言之，电缆16的弯曲较浅。通常，当使用具有大直径的电缆16时，在电缆16中产生针对弯曲变形的恢复力。恢复力与弯曲变形量成比例地增加。恢复力还作用于电缆16的根部即插座18、24和插头23上，并且因此在其上施加应力。通过减小电缆16的弯曲变形量，恢复力减小，并且因此能够缓和在插座18、24和插头23上施加的应力。
为了进一步减小针对弯曲变形的恢复力，能够赋予电缆16挠性。例如，被捆束成电缆16的电线股的直径可以减小以小于现有技术的直径，并且捆束的电线股的数目可以增加以大于现有技术的数目。以此方式，能够在不改变电线束的截面面积的情况下提供带有挠性的电缆16。

Claims (3)

1.一种用于车辆的电缆单元，所述电缆单元的特征在于包括：
第一连接器(12)，所述第一连接器(12)与驱动桥壳的端子台连接，所述驱动桥壳容纳旋转电机；
第二连接器(14)，所述第二连接器(14)与电力控制单元外壳的端子台连接，所述电力控制单元外壳容纳逆变器；以及
电缆(16)，所述电缆(16)将所述第一连接器与所述第二连接器连接，所述电缆被布线成弯曲形状以三维地弯曲，并且当所述驱动桥壳和所述电力控制单元外壳随着所述车辆被驱动而彼此相对移动时，所述电缆变形。
2.根据权利要求1所述的电缆单元，其中：
所述第一连接器(12)包括第一插座(18)，所述电缆被***所述第一插座(18)中，
所述第二连接器(14)包括第二插座(24)，所述电缆被***所述第二插座(24)中，并且
所述第一插座的***方向轴线(L1)和所述第二插座的***方向轴线(L2)被定位成彼此斜交。
3.根据权利要求1或2所述的电缆单元，其中：
所述第一插座(18)包括多个插座，
所述第二插座(24)包括多个插座，
在所述第一插座中包括的所述多个插座的布置间隔(d1)和在所述第二插座中包括的所述多个插座的布置间隔(d2)彼此不同。
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