电气母线排、电气连接器组件和电力变换器

摘要

本发明公开了电气母线排、电气连接器组件和电力变换器。电气连接器组件设有用于传导电力的电气母线排。所述母线排具有宽度、长度和厚度。所述母线排具有第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一长度，第二部分具有第二长度。所述第二部分相对于所述第一部分被以非零角度定向。连接器被安装到所述母线排。所述宽度和厚度中的一个被减小以围绕所述母线排接纳传感器。电力变换器组件设有被定向在外壳内的直流母线电容器和电力模块。多个电气连接器组件的每一个被连接到直流母线电容器和电力模块中的至少一个。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年1月17日提交的美国专利申请第13/743,662号 的优先权，其公开内容通过引用被整体并入本文。

技术领域

各种实施例涉及电气母线排、电气连接器组件和电力变换器。

背景技术

交通工具电力变换器，包括直流到交流（DC-AC）逆变器、DC-DC 逆变器和AC-DC变换器，通常包括被螺栓固定在外壳内的分立元件。

发明内容

根据至少一个实施例，电气连接器组件设有用于传导电力的电气母线 排。所述母线排具有宽度、长度和厚度。所述母线排具有第一部分和第二 部分，所述第一部分具有第一长度，所述第二部分具有第二长度。所述第 二部分相对于所述第一部分以非零角度定向。连接器被安装到所述母线 排。

根据至少另一个实施例，电力变换器组件设有外壳。直流母线电容器 被定向在所述外壳内。电力模块被定向在所述外壳内。多个电气连接器组 件的每一个被连接到所述直流母线电容器和所述电力模块的至少一个。每 个电气连接器组件设有用于传导电力的电气母线排。每个母线排具有宽 度、长度和厚度。每个母线排具有第一部分和第二部分，所述第一部分具 有第一长度，所述第二部分具有第二长度。所述第二部分相对于所述第一 部分以非零角度定向。连接器被安装到每一个母线排。

根据至少另一个实施例，电气母线排被提供用于传导电力。所述母线 排具有宽度、长度和厚度。所述宽度和所述厚度中的一个被减小以围绕所 述母线排接纳传感器。

根据至少另一个实施例，电力变换器组件设有外壳。直流母线电容器 被定向在所述外壳内。电力模块被定向在所述外壳内。多个电气连接器组 件的每一个被连接到所述直流母线电容器和所述电力模块的至少一个。每 个电气连接器组件设有用于传导电力的电气母线排。每个母线排具有宽 度、长度和厚度。所述宽度和所述厚度中的一个被减小以围绕所述母线排 接纳传感器。连接器被安装到每一个母线排。

根据至少另一个实施例，交通工具电力变换器组件设有外壳。直流母 线电容器被定向在所述外壳内。电力模块被定向在所述外壳内。多个电气 母线排被提供用于传导电力。每个母线排具有宽度、长度和厚度。每个母 线排具有第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一长度，所述第二部 分具有第二长度。每个第二部分相对于所述第一部分以非零角度定向。所 述第一部分和第二部分中的一个被连接到所述直流母线电容器和所述电 力模块的至少一个。多个连接器的每一个被安装到所述多个母线排中的一 个用于所述外壳的外部连接。

附图说明

图1是根据至少一个实施例的电力变换器组件的示意图；

图2是根据另一个实施例的连接器组件的示意图；

图3是根据另一个实施例的电力变换器组件的局部分解透视图；及

图4是图3的电力变换器组件的另一局部分解透视图。

具体实施方式

根据要求，本发明的详细实施例于此被披露；然而，要理解的是披露 的实施例仅仅是可以以各种和替代形式体现的本发明的示例。图没有必要 按比例绘制；一些特征可以被夸大或缩小以显示特定部件的细节。因此， 这里披露的具体的结构和功能的细节不应被解释成限制，而仅作为用于教 导本领域技术人员从多方面使用本发明的代表性基础。

交通工具电力变换器，例如用于电机驱动的电力逆变器，通常包括被 螺栓固定在外壳内的分立元件。这些元件通过从一个元件到另一个元件传 导电流的母线排连接。

图1图示了根据一个实施例的电力变换器组件10。电力变换器组件 10包括外壳12，所述外壳12被适配以安装到交通工具底盘。直流（DC） 母线电容器14和三相电力模块16被安装在外壳12内。

直流输入连接器组件18设有连接器20，从外壳12的外部可到达该连 接器20以接收外部输入的直流电力。输入连接器组件18包括一对母线排 22、24，每一个被连接到电容器14和电力模块16。母线排22、24提供了 与电容器14和电力模块16的直接连接，从而消除了部件，这随之减少了 成本和装配时间。部件的消除减少了固定连接的数目，从而增加了电力变 换器组件10的可靠性。此外，母线排22、24减少了电力损耗，因为每个 螺栓连接具有引起电力损耗的可测量的电阻。进一步地，部件的减少在降 低重量的同时，提高了电力变换器组件10的紧凑性。紧凑性和重量轻都 是因此改善效率或交通工具的汽油里数的因素。电流传感器25也被设置 在母线排22上。

三相输出连接器组件26设有连接器28，从外壳12的外部可到达该连 接器28以传送三相电力的外部输出。输出连接器组件26包括三个母线排 30、32、34，每一个直接连接到三相电力模块16。电流传感器36、38、 40被设置在输出连接器组件26的每个母线排30、32、34上。母线排30、 32、34提供了上面论及的与消除部件和电力损耗有关的优点。

电力连接器通常具有大触点，比如14.5mm接线片，其由高导电率的 铜形成-这也是用于母线排22、24、30、32、34的理想材料。此外，电流 传感器36、38、40可被集成，或被直接安装在整体的母线排30、32、34 上，以便电流传感器36、38、40可以被精确地校准到母线排30、32、34。

图2图示了根据另一个实施例的电气连接器组件42，其可被使用在前 一实施例的电力变换器组件10中。电气连接器组件42包括具有母线排30、 32、34的连接器44。三相电流传感器46协同地被设置在所有三个母线排 30、32、34上。电流传感器46通过替代三个分开的电流传感器减少了元 件的数量，从而提供了较少的部件、较低的成本和较高的可靠性。

图3和图4图示了根据另一个实施例的电力变换器组件48，为了显示 内部的元件，其被示出为不带外壳。电容器和电力模块50被设置在外壳 内。输入电气连接器组件52包括一对母线排54、56。

每个母线排54、56具有宽度W和厚度T，其被设置尺寸以最大化横 截面积从而使电阻最小，因此使电力损耗最小。为了使电阻最小，母线排 54、56的每一个具有最小化的总长度。母线排54具有第一部分58和第二 部分60，第一部分58具有长度L1，第二部分60具有长度L2。第一部分 58和第二部分60相对于彼此成角度，例如，相对于彼此成90度角。与现 有技术形成对照，第一部分58和第二部分60彼此成一角度并且被一体形 成以避免螺栓连接。

一对公的接线片（terminal blade）62、64的每一个被设置在母线排54 的第一部分58上。所述接线片通常与第二部分60平行地形成。根据一个 实施例，接线片62、64的每一个与母线排54形成一体。根据另一个实施 例，接线片62、64被焊接到母线排54以避免使用螺纹紧固件的螺栓连接， 否则其可能增加电阻且可能在行进期间解体。

母线排56包括滤波器66和一对公的接线片68、70。接线片62、64、 68、70穿过外壳的盖板76上的头部组件74内的孔72延伸。头部组件74 为输入连接器组件52提供了连接器接口。电气连接器组件52可以包括如 前面实施例中描述的传感器。连接器组件52可以包括与母线排54形成一 体的母部分（female portion）。

电力变换器组件48还包括用于传送三相电力的三个母线排78、80、 82。每个母线排78、80、82具有第一部分84，第一部分84具有一对公的 接线片86、88。每个母线排78、80、82具有第二部分90，第二部分90 具有宽度W2、长度L3和厚度T2。宽度W2被减小以接纳电流传感器92。 减小的宽度W2提供了用于定位传感器92的一对邻接面94。邻接面94提 供了电流传感器92的准确定位，用于传感器92的可靠性和减少校准。此 外传感器92被设置尺寸以接纳母线排78，进而避免了螺纹连接件。

此外孔94被形成在每一个母线排78、80、82的第二部分90内以将 母线排78、80、82电连接到收集器98。母线排78、80、82的接线片86、 88共同穿过盖板76上的头部组件12内的孔100延伸。头部组件102为输 出连接器组件104提供了连接器接口。

虽然在上面描述了各种实施例，并不意在这些实施例描述了本发明的 所有可能形式。相反，在说明书中使用的词语是说明性而不是限制性的词， 可以理解，在不脱离本发明的精神和范围下，可以做出各种变化。此外， 各种实现的实施例的特征可以被结合以形成本发明的进一步的实施例。