CN215579481U

CN215579481U - 集磁器及电磁压接装置

Info

Publication number: CN215579481U
Application number: CN202121129114.8U
Authority: CN
Inventors: 罗通; 王文伟; 李�杰; 柳泉潇潇; 欧航; 曾兵; 王智辉
Original assignee: Shenzhen Automotive Research Institute of Beijing University of Technology
Current assignee: Shenzhen Automotive Research Institute of Beijing University of Technology
Priority date: 2021-05-25
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2022-01-18
Anticipated expiration: 2031-05-25

Abstract

本申请公开了一种集磁器及电磁压接装置，包括圆柱形集磁器本体，所述集磁器本体具有间隙及沿轴向贯穿的中心孔，所述中心孔包括位于其中部的压接孔，所述间隙包括自所述集磁器本体的一端面沿轴向向内延伸的第一间隙、沿径向延伸的第二间隙及自所述集磁器本体的另一端面沿轴向向内延伸的第三间隙，所述第二间隙连接所述第一间隙和第二间隙，所述第一间隙、第二间隙及第三间隙均连接所述集磁器本体的外周面和所述中心孔的孔壁面，在围绕所述集磁器本体轴线的同一圆周上，所述第一间隙和第二间隙错开。集磁器的各间隙分别处于不同平面，能够有效提高高压线束的压紧力。

Description

集磁器及电磁压接装置

技术领域

本实用新型涉及新能源车领域，尤其涉及一种用于新能源车高压线束高压端子压接的电磁压接装置及其集磁器。

背景技术

随着国家政策的大力支持和人们生活水平的不断提高，我国新能源汽车产业进入快速发展通道。线束作为动力传导和信号传输的载体，在新能源汽车中扮演了非常重要的角色，而高压线束在汽车行驶过程中承担着关键性的能量传递作用。

目前，高压线束常用的连接方式主要为超声波焊接和压接。超声波焊接利用超声波振动将接头结合起来，但其对工艺要求高，且在接头处存在气泡、强度不够等缺陷。压接是利用端子将多股电线压在一起形成接头，其中，电磁压接是一种较新的压接工艺。电磁压接是利用金属端子在强大的磁场力作用下发生塑性变形的一种高效连接方式，采用电磁压接能使端子变形更加均匀，压接形式接近圆形，具有更好的压紧力和一致性，能使高压线束接头具有更高的拉拔力和更好的电气性能。集磁器作为压接装置的关键组成构件，对电磁压接效果起到了非常重要的作用。公开号为CN 111940886 A、名称为“一种用于改善磁脉冲焊接接头连接效果的集磁装置”的中国发明专利申请公开了一种集磁器，该集磁器具有直线型开槽，导致高压线束接头压紧力不足。

因此，有必要提供一种新的电磁压接装置及集磁器。

实用新型内容

本实用新型提供一种新的集磁器。

本实用新型提供一种集磁器，包括圆柱形集磁器本体，所述集磁器本体具有间隙及沿轴向贯穿的中心孔，所述中心孔包括位于其中部的压接孔，所述间隙包括自所述集磁器本体的一端面沿轴向向内延伸的第一间隙、沿径向延伸的第二间隙及自所述集磁器本体的另一端面沿轴向向内延伸的第三间隙，所述第二间隙连接所述第一间隙和第二间隙，所述第一间隙、第二间隙及第三间隙均连接所述集磁器本体的外周面和所述中心孔的孔壁面，在围绕所述集磁器本体轴线的同一圆周上，所述第一间隙和第二间隙错开。

所述中心孔还包括自所述集磁器本体的两端面沿轴向凹入形成的凹陷孔及连接所述凹陷孔和压接孔的第一锥形孔，所述凹陷孔连接与其对应的所述第一锥形孔的大口径端，所述压接孔连接与其对应的所述第一锥形孔的小口径端。通过第一锥形孔能够放大电流，有效增加高压线束的压紧力。

所述凹陷孔、第一锥形孔、压接孔及集磁器本体同轴线。

所述凹陷孔是圆柱孔。

所述第一间隙及第三间隙均通过所述集磁器本体的轴线。

所述压接孔有间隔设置的至少两个，相邻的两个所述压接孔被分流孔隔开。通过设置多个压接孔，能够避免单处压接时发生的高压端子塑性变形对周边材料产生影响，提高高压线束压接的可靠性。

各所述分流孔包括相对设置的两个第二锥形孔，两个所述第二锥形孔的小口径端分别与两个所述压接孔连接，两个所述第二锥形孔的大口径端对接。

所述集磁器本体包括左集磁器本体和右集磁器本体，所述左集磁器本体和右集磁器本体在所述轴向上对接固定，所述中心孔沿轴向贯穿所述左集磁器本体和右集磁器本体，所述第一间隙设于所述左集磁器本体，所述第三间隙设于所述右集磁器本体，所述第二间隙形成于所述左集磁器本体和右集磁器本体之间。通过设置相对接的两个集磁器本体，可以根据需要调整第一间隙和第三间隙之间的角度，有利于改进高压线束的压接效果。

一种电磁压接装置，包括所述的集磁器。该电磁压接装置还包括电源、储能电容及线圈。该储能电容和线圈并联在电源的两端。线圈缠绕在集磁器的外周面。

本实用新型的有益效果是：1)集磁器的各间隙分别处于不同平面，能够有效提高高压线束的压紧力。2)集磁器的两端面设有凹陷孔，能够起到一定的散热的作用。

附图说明

图1是本实施方式电磁压接装置的结构示意图；

图2是本实施方式集磁器的立体结构示意图；

图3是本实施方式集磁器的侧视图；

图4是图3沿A-A方向的剖视图；

图5是本实施方式集磁器和线圈装配前的结构示意图；

图6是本实施方式集磁器和线圈装配后的结构示意图；

图7是图6沿B-B方向的剖视图；

图8是集磁器另一种实施方式的立体结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

如图1至图7所示，一种集磁器，其用于电磁压接装置。集磁器5包括集磁器本体7。集磁器本体7是中空的圆柱体，其具有间隙70及沿轴向贯穿的中心孔71，沿轴向指沿集磁器本体7的轴线方向。间隙70包括自集磁器本体7的一端面沿轴向向内延伸的第一间隙701、沿径向向内延伸的第二间隙702及自集磁器本体7的另一端面沿轴向向内延伸的第三间隙703，第二间隙702连接第一间隙701和第三间隙703。第一间隙701、第二间隙702及第三间隙703均连接集磁器本体7的外周面72及中心孔71的孔壁面710，在围绕集磁器本体7轴线的同一圆周上，第一间隙701和第三间隙703错开一定角度，即，相当于第一间隙701、第二间隙702和第三间隙703分别处于不同的平面上。

中心孔71包括位于其中部的压接孔712及自集磁器本体7的两端面向内凹入形成的凹陷孔711，两个凹陷孔711与压接孔712之间均设有第一锥形孔713。第一锥形孔713具有大口径端和小口径端，两个第一锥形孔713的大口径端分别与两个凹陷孔711连接，两个第一锥形孔713的小口径端均与对应的压接孔712连接。

对于集磁器，凹陷孔711、压接孔712、第一锥形孔713及集磁器本体7同轴线。凹陷孔711和压接孔712可以是圆柱孔。第一锥形孔713是口径外大内小的锥形孔，其大口径端与凹陷孔711连接，其小口径端与压接孔712连接，使第一锥形孔713连接凹陷孔711和压接孔712。第一间隙701自集磁器本体7的一端面向内延伸，第三间隙703自集磁器本体7的另一端面向内延伸，第一间隙701的末端和第三间隙703的末端通过第二间隙702连接，该向内延伸是指朝向压接孔712延伸。第二间隙702可以同时垂直于第一间隙701和第三间隙703。在围绕集磁器本体7轴线的同一圆周上，第一间隙701和第三间隙703错开一定的角度，如第一间隙701和第三间隙703可以垂直。第一间隙701、第二间隙702及第三间隙703可以通过在集磁器本体7上加工出具有一定宽度的开槽实现。

对于集磁器，压接孔712可以仅有一个；压接孔712也可以有间隔设置的多个，相邻的两个压接孔712被分流孔714隔开。电磁压接时，高压端子3和高压线束6置于集磁器的中心孔71中，每个压接孔712可以对应一个压接位置。

对于集磁器，第一锥形孔713能在实施电磁压接工作时将感应电流汇聚在压接孔712的孔壁面。第一间隙701、第二间隙702及第三间隙703能够引导电流流向，使感应电流环向经过压接孔712的孔壁面。压接孔12的孔壁面是感应电流经过的主要区域，使高压端子3发生塑性变形。各间隙处于不同平面上，能够在压接时有效提高高压线束的压紧力。

如图1至图7所示，一种电磁压接装置，包括电源1、储能电容2、线圈4及集磁器5，该储能电容2和线圈4并联在电源1的两端，集磁器5是中空的圆柱体，线圈4绕在集磁器5上。

集磁器5包括圆柱形集磁器本体7。集磁器本体7具有中心孔71及间隙70。集磁器本体7具有相对的左端面和右端面，中心孔71自该左端面的中央位置沿轴向贯穿至该右端面的中央位置，该中心孔71与集磁器本体7同轴线。中心孔71包括分别自左、右端面凹入形成的凹陷孔711及位于该中心孔71中部的压接孔712。凹陷孔711的口径大于压接孔712的口径。两个凹陷孔711和压接孔712之间均设有沿轴向设置的第一锥形孔713，两个第一锥形孔713的大口径端分别与两个凹陷孔711连接，两个第一锥形孔713的小口径端均与压接孔712连接。

间隙70包括自集磁器本体7的左端面沿轴向向内延伸的第一间隙701、沿径向向内延伸的第二间隙702及自集磁器本体7的右端面沿轴向向内延伸的第三间隙703。第一间隙701、第二间隙702及第三间隙703均连接集磁器本体7的外周面72及中心孔71的孔壁面710，即，第一间隙701、第二间隙702及第三间隙703在径向上自集磁器本体7的外周面72贯穿至中心孔71的孔壁面710。第二间隙702连接第一间隙701的末端和第三间隙703的末端。在围绕集磁器本体7轴线的同一圆周上，第一间隙701和第三间隙703错开一定角度，使第一间隙701和第三间隙703分别处于不同平面。

压接装置工作时，闭合开关后，电源1与储能电容2导通，根据设定能量，电源1对储能电容2进行充电；当能量充满后，电容2具有极高电压，开关自动断开，储能电容2与线圈4导通，电流流经线圈4并在线圈4周围形成巨大可变化磁场，线圈4以螺旋线形式均匀缠绕在集磁器5的外周面，集磁器5在磁场作用下产生相应可变化的感应电流并在内部空间形成可变化磁场，高压端子3在可变化磁场作用下形成感应电流并在集磁器磁场作用下发生塑性变形压紧高压线束6，完成高压端子3与高压线束6的电磁压接。

本实施方式中，压接孔712有间隔设置的两个，两个压接孔712被分流孔714隔开。分流孔714包括两个第二锥形孔715，两个第二锥形孔715的大口径端对接，两个第二锥形孔715的小口径端分别与两个压接孔712连接。高压端子3和高压线束6沿轴向置于集磁器本体7的中心孔71，两个压接孔712分别对应高压端子3和高压线束6的两个压接位置。第一间隙701及第三间隙703均可以通过集磁器本体7的轴线。第一间隙701和第三间隙703具有夹角，如第一间隙701可以和第三间隙703垂直。

对于电磁压接装置，电源1可以是工业三相电源，为储能电容2进行充电。储能电容2容量不低于预设容量，如不低于20kJ，固有频率能够达到10kHz以上，当开关闭合时，根据设定能量进行储能。线圈42为螺旋式结构，一端接储能电容2正极，另一端接储能电容2负极，线圈4缠绕在集磁器5外周面，线圈4表面有多层高压绝缘材料与集磁器5外周面隔开，线圈4的截面尺寸通常为3mm*8mm或者其它规格。集磁器5为具有中心孔71的圆柱体，中心孔71包括位于中部的压接孔712和位于压接孔712外侧的多个第一锥形孔713，高压端子3和高压线束6能够装入该中心孔71并在该压接孔712处被压接。集磁器5两端具有一定长度的凹陷孔711，能够增加线圈4缠绕的圈数，增强集磁器5内部的磁场；而且该凹陷孔711能够具有良好的散热效果。第一锥形孔713起到的作用是将电流聚集在最内端(小口径端)靠近高压端子3的表面，放大电流，起到集磁效果。相邻的两个压接孔712之间设有分流孔714，能让感应电流分为两个部分，同时也可以增大电流，使高压线束6的压紧力更大。通过设置分流孔614，增大了集磁器5与空气的接触面积，具有更好的散热效果。第一锥形孔713的孔壁面涂有绝缘漆，与高压端子3绝缘。集磁器的第一间隙701、第二间隙702及第三间隙703大致有1mm宽度，该等间隙能够用来引导电流方向。集磁器的各间隙设计在不同平面上，用来改善高压线束压紧力不足的问题。

如图8所示，其为集磁器的另一具体实施方式。集磁器包括圆柱形左集磁器本体74和圆柱形右集磁器本体75，左集磁器本体74和右集磁器本体75同轴线，且在集磁器的轴向上，左集磁器本体74的右端面742和右集磁器本体75的左端面752对接固定而形成一个整体的圆柱形集磁器。左集磁器本体74具有沿轴向左右贯穿的左中心孔741及第一间隙701，且该第一间隙701连接左集磁器本体74的左外周面743和左中心孔741的左孔壁面744。右集磁器本体75具有沿轴向左右贯穿的右中心孔751和第三间隙703，该第三间隙703连接右集磁器本体75的右外周面753和右中心孔751的右孔壁面754。第二间隙形成于左集磁器本体74的右端面742和右集磁器本体75的左端面752之间。在围绕集磁器轴线的同一圆周上，第一间隙701和第三间隙703错开一定角度。

本实施方式中，左集磁器本体74的右端面742可以垂直于第一间隙701。右集磁器本体75的左端面752可以垂直于第三间隙703。集磁器的轴线是左集磁器本体74、右集磁器本体75的轴线。左集磁器本体74和右集磁器本体75可以通过外力压接固定，也可以通过紧固件固定。左集磁器本体74的右端面742和右集磁器本体75的左端面752可以间隔设置而形成第二间隙，或者在该左、右端面之间设置绝缘层，而在该左、右端面之间形成第二间隙。

本实施方式中，集磁器设计为两部分沿轴向合在一起，从而可以根据实际情况调整间隙角度，提高高压线束接头的性能。当然，集磁器也可以设计为两部分沿径向合在一起，成对称分布，使高压端子在焊接过程中压得更紧实。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims

1.一种集磁器，包括圆柱形集磁器本体，所述集磁器本体具有间隙及沿轴向贯穿的中心孔，所述中心孔包括位于其中部的压接孔，其特征在于，所述间隙包括自所述集磁器本体的一端面沿轴向向内延伸的第一间隙、沿径向延伸的第二间隙及自所述集磁器本体的另一端面沿轴向向内延伸的第三间隙，所述第二间隙连接所述第一间隙和第二间隙，所述第一间隙、第二间隙及第三间隙均连接所述集磁器本体的外周面和所述中心孔的孔壁面，在围绕所述集磁器本体轴线的同一圆周上，所述第一间隙和第二间隙错开。

2.根据权利要求1所述的集磁器，其特征在于，所述中心孔还包括自所述集磁器本体的两端面沿轴向凹入形成的凹陷孔及连接所述凹陷孔和压接孔的第一锥形孔，所述凹陷孔连接与其对应的所述第一锥形孔的大口径端，所述压接孔连接与其对应的所述第一锥形孔的小口径端。

3.根据权利要求2所述的集磁器，其特征在于，所述凹陷孔、第一锥形孔、压接孔及集磁器本体同轴线。

4.根据权利要求2所述的集磁器，其特征在于，所述凹陷孔是圆柱孔。

5.根据权利要求1所述的集磁器，其特征在于，所述第一间隙及第三间隙均通过所述集磁器本体的轴线。

6.根据权利要求1所述的集磁器，其特征在于，所述压接孔有间隔设置的至少两个，相邻的两个所述压接孔被分流孔隔开。

7.根据权利要求6所述的集磁器，其特征在于，各所述分流孔包括相对设置的两个第二锥形孔，两个所述第二锥形孔的小口径端分别与两个所述压接孔连接，两个所述第二锥形孔的大口径端对接。

8.根据权利要求1所述的集磁器，其特征在于，所述集磁器本体包括左集磁器本体和右集磁器本体，所述左集磁器本体和右集磁器本体在所述轴向上对接固定，所述中心孔沿轴向贯穿所述左集磁器本体和右集磁器本体，所述第一间隙设于所述左集磁器本体，所述第三间隙设于所述右集磁器本体，所述第二间隙形成于所述左集磁器本体和右集磁器本体之间。

9.一种电磁压接装置，其特征在于，包括权利要求1-8中任意一项所述的集磁器。