1.本专利申请涉及汽车线束，尤其涉及一种用于将电力从新能源车的充电插座传递到电池组的铝质汽车充电线束。
背景技术：2.以纯电动车(ev)和插电式混合动力车(phev)为代表的新能源车正取代传统的燃油车。此类新能源通常在底盘搭载电池组(电池包)，并且用适于大电流传输的线束/线缆将电力从充电插座传递给电池组。
3.图1展示了一种适用于新能源车的快充线束100，其中，线束100一端的充电座连接器110用于和外部的充电插头(未示出)连接，线束100另一端的电池连接器120用于和电池组或电池组的配电盒连接。多根铜导线130用于传递电力。
4.充电座连接器110一般被设于车身侧面，例如车身左后或右后，靠近后轮的位置。电池组则通常被设于车身底盘上。因此，充电座连接器和电池组之间的铜导线有较大的长度。由于铜是一种密度较大的材料，且成本亦较高，因此图1所示的线束100中，铜导线的重量和制造成本均会影响新能源汽车降本减重的开发需求。
5.为了满足快充要求，铜导线通常较粗，例如其横截面达70mm2－95mm2。此外，如图1所示，沿着铜导线130的长度，设有若干线槽140或其他类似的定位机构，以确保铜导线130能够顺应车身的空间来布置定位，并为铜导线提供保护效果。这些线槽140进一步占用了车身的空间。
6.由于铝比铜的密度小，铝质导体越来越多地被应用在新能源车的充电线束方案中，相应地，存在对于性能稳定可靠且成本合理的铝质充电线束的开发需求。
技术实现要素：7.根据本技术的一个方面，提出一种铝质汽车充电线束，包括：由多个并行的铝质导体构成的导电段；连接于所述铝质导体第一端的充电座连接器；以及连接于所述铝质导体第二端的电池连接器；其中，所述铝质导体的包括实心铝质芯体。
8.上述的的铝质汽车充电线束的方案中，所述实心铝质芯体是刚性的。
9.上述的的铝质汽车充电线束的方案中，所述铝质导体是铝排，所述铝排的实心铝质芯体具有矩形横截面。
10.上述的的铝质汽车充电线束的方案中，所述铝质导体是铝棒，所述铝棒的实心铝质芯体具有圆形横截面。
11.上述的的铝质汽车充电线束的方案中，所述多个铝质导体穿过安装于车辆钣金的若干定位元件。
12.上述的的铝质汽车充电线束的方案中，所述定位元件包括橡胶材质的箍环和金属材质的支架，所述支架的一端套在所述箍环上，另一端设有定位孔以用于固定在车身钣金上。
13.上述的的铝质汽车充电线束的方案中，每个所述铝质导体进一步包括包覆于所述实心铝质芯体外的绝缘层。
14.上述的的铝质汽车充电线束的方案中，所述铝质导体的两端包括剥除绝缘层后露出的实心铝质芯体，所述露出的实心铝质芯体具有或被加工为扁平的端接结构，以用于连接到所述充电座连接器和电池连接器。
15.上述的的铝质汽车充电线束的方案中，所述铝质导体的两端的端接结构用于连接到从所述充电座连接器或电池连接器中引出的铜质线缆。
16.上述的的铝质汽车充电线束的方案中，所述铝质导体的两端的端接结构用于连接到充电座连接器或电池连接器中的连接器端子的长尾部。
附图说明
17.图1示出一种现有的基于铜质线缆的充电线束。
18.图2a示出一种示例性的基于铝排的充电线束，以及其所安装位置的车身钣金结构。
19.图2b示出图2a相同的充电线束，但去除了其背景中的车身钣金部分。
20.图2c示出图2b所示充电线束的铝排部分。
21.图3显示了图2a和图2b中使用的铝排连接到铜导体的一种实现方式。
22.图4显示了图2a和图2b中使用的定位元件的一个示例。
23.图5显示了适用于图2a的实现方式的铝排的叠层构造。
24.图6a示出一种示例性的基于铝棒的充电线束，以及其所安装位置的车身钣金结构。
25.图6b示出图6a相同的充电线束，但去除了其背景中的车身钣金部分。
26.图6c示出图6b所示充电线束的铝棒部分。
27.图7显示了图6a和图6b中使用的铝棒连接到铜导体的一种实现方式。
28.图8显示了图6a和图6b中使用的定位元件的一个示例。
29.图9显示了适用于图6a的实现方式的铝棒的叠层构造。
具体实施方式
30.在以下的描述中，参考各实施例对本专利申请进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本专利申请的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本专利申请的实施例的全面理解。然而，本专利申请可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。
31.出于本公开的目的，短语“a和/或b”意指(a)、(b)或(a和b)。出于本公开的目的，短语“a、b、和/或c”意指(a)、(b)、(c)、(a和b)、(a和c)、(b和c)或(a、b和c)。
32.出于本公开的目的，说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用表明所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例不一定都包括该特定的特征、结构或特性。此外，此类短语不一定是指同一个实施例。此外，当结合实施例描
述特定的特征、结构或特性时，认为结合无论是否被明确描述的其他实施例而影响此类特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围之内的。
33.下面结合附图对本专利申请的实施例和变化例作进一步的说明。
34.1.示例的基于铝排的充电线束
35.图2a示出一种示例性的充电线束200，以及其所安装位置的车身钣金结构。图2b示出图2a相同的充电线束200，但去除了其背景中的车身钣金部分。图2c示出图2b所示充电线束200的铝排部分。
36.如图2a－2c所示，充电线束200包括两根铝制母排(busbar)230(或简称铝排)，铝排230可以预成形为特定的形状以适应于在车体内的安装。线束两端的充电座连接器210和电池连接器220的尾端仍用铜线缆280接入，然后铝排230的两端和上述两个连接器尾端的铜线缆280中的铜导体形成电连接，从而完成从充电插座到电池组/电池组配线盒的电传输路径。铝排230用若干空间体积较小的定位元件240(不同于图1中的线槽140)定位在车身钣金上。穿孔护套(pass-through grommet)250可进一步起到定位/限位的作用。
37.图2a所示的车身钣金是右后车身钣金件(从车内向外观察)，但该钣金结构仅作为示例。实际应用中，充电座连接器210和电池连接器220可以位于任何合乎整车设计要求的位置。
38.图3显示了铝排230连接到铜导体的一种实现方式。如图3所示，充电座连接器210的尾端安装有铜线缆280。铝排230穿过穿孔护套250后，其扁平末端与铜线缆280的扁平末端在通过诸如波峰焊的技术焊接在一起。
39.由于铝排230的导电部分，即实心铝芯(见图5)本身就具有适于焊接的扁平状，因此对铝排的末端进行剥线(剥除绝缘层)后就露出了适于端接的结构。在另一种实现方式中，可以对铝排的末端剥线后，进一步加工露出的实心铝芯以使其形成适合的端接结构。
40.进一步，可以在铝排230和铜线缆280的焊接处(例如，图3中附图标记260所示区域)使用热缩管来进行密封保护。
41.图4显示了图2a和图2b中使用的定位元件240的一个示例。如图4所示，两个铝排230穿过橡胶材质的箍环2402，金属支架2401的一端套在箍环2402上，并用扎带2403紧固。金属支架2401上设有定位孔，以使其可以固定在车身钣金上。
42.图5显示了适用于实施例的铝排230的叠层构造。如图5所示，铝排可包括扁平实心铝芯2310、绝缘层2320、线束屏蔽层2330和保护层2340。扁平实心铝芯2310的横截面积可为120mm2。绝缘层2320可通过pa12、xlpe或pvc材料挤塑。线束屏蔽层2330可以是编织层，编织套管，或者以铝带或铜带来缠绕。保护层2340可以是套管或管道。
43.通过以铝排来代替铜线缆，在长度相同的情况下，满足充电需求的铝母排相比于铜线缆，具有明显的减重降本的优势。一种应用示例如以下表一和表二所示。
44.表一
[0045][0046]
表二
[0047] 95mm2铜线缆120mm2铝母排成本减少母排长度1m1m/材料成本百分比100％31％69％
[0048]
同时，因为铝排210具有较高的刚性，不需要用于铜线缆的传统线槽，而是可以用诸如图4所示的体积相对较小的定位元件240，因此节省了车内空间。
[0049]
以铝排代替铜线缆制作的线束在产业中因此具有非常积极的意义。
[0050]
2.示例的基于铝棒的充电线束
[0051]
图6a示出一种示例性的充电线束600，以及其所安装位置的车身钣金结构。图6b示出图6a相同的充电线束600，但去除了其背景中的车身钣金部分。图6c显示了充电线束中的铝棒630，去除了定位元件和两端的连接器等。
[0052]
如图6a－6b所示，充电线束600包括两根铝棒(rod)630，铝棒60可以预成形为特定的形状以适应于在车体内的安装。线束两端的充电座连接器610和电池连接器620的尾端仍用铜线缆680接入，然后铝棒630的两端和上述两个连接器尾端的铜线缆680中的铜导体形成电连接，从而完成从充电插座到电池组/电池组配线盒的电传输路径。铝棒630用若干空间体积较小的定位元件640(不同于图1中的线槽140)定位在车身钣金上。穿孔护套(pass-through grommet)650可进一步起到定位/限位的作用。
[0053]
图6a所示的车身钣金是右后车身钣金件(从车内向外观察)，但该钣金结构仅作为示例。实际应用中，充电座连接器610和电池连接器620可以位于任何合乎整车设计要求的位置。
[0054]
图7显示了铝棒630连接到铜导体的一种实现方式。如图7所示，电池连接器620的尾端安装有铜线缆680。铝棒630的扁平末端与铜线缆680的扁平末端在通过诸如波峰焊的技术焊接在一起。
[0055]
由于铝棒630的导电部分，即实心铝芯(见图9)为圆形，因此对铝棒的末端剥线(剥除绝缘层)后，可对露出的实心铝芯进行加工以使其形成适合的端接结构(例如，扁平末端结构)。
[0056]
进一步，可以在铝棒630和铜线缆680的焊接处(例如，图7中附图标记660所示区域)使用热缩管来进行密封保护。
[0057]
图8显示了图6a和图6b中使用的定位元件640的一个示例。如图8所示，两个铝棒630穿过橡胶材质的箍环6402，金属支架6401的一端套在箍环6402上，并用扎带6403紧固。金属支架6401上设有定位孔，以使其可以固定在车身钣金上。
[0058]
图9显示了适用于实施例的铝棒630的叠层构造。如图9所示，铝棒可包括圆形实心铝芯6310、绝缘层6320、线束屏蔽层6330。还可以有未示出的保护层或保护套。圆形实心铝芯6310的横截面积可为合乎工程开发的需要的数值，例如120mm2或150mm2。绝缘层6320可通过pa12、xlpe或pvc材料挤塑。线束屏蔽层6330可以是编织层，编织套管，或者以铝带或铜带来缠绕。还可增设保护层，其可以是套管或管道。
[0059]
通过以铝棒来代替铜线缆，在长度相同的情况下，满足充电需求的铝棒相比于铜线缆，具有明显的减重降本的优势。一种应用示例如以下表三和表四所示。
[0060]
表三
[0061][0062]
表四
[0063] 95mm2铜线缆150mm2铝棒成本减少母排长度1m1m/材料成本百分比100％31％68％
[0064]
因此，和基于铝排的线束类似，以铝棒代替铜线缆制作的线束在产业中也具有非常积极的意义。
[0065]
本文的实施例中，铝排或铝棒和充电座连接器或电池连接器的连接有多种实现方式，例如，可以从连接器尾端接出铜线缆，并将铜线缆的末端和铝排/铝棒的末端焊接或以其他方式(例如，压接)连接在一起。也可以在连接器中使用具有长尾部的端子，将铝排/铝棒的末端同端子的长尾端焊接或以其他方式(例如，压接)连接在一起。还可以在铝排/铝棒同连接器之间使用其他的导电段作为过渡以吸收安装定位的公差，或者调整应力。
[0066]
虽然本技术的实施例以横截面为矩形的“铝排”或横截面为圆形的“铝棒”为例加以表述，但可以理解，合乎本技术的构思的母排可以包括任何具有合适横截面形状(例如，椭圆、正多边形、星形)的实心铝质芯体。进一步，本技术中的“铝质芯体”应包括铝的各种合金。
[0067]
本文所使用的术语“汽车”应作广义理解，其应能够涵盖各种车辆和陆上交通工具。
[0068]
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述披露仅仅作为示例，而并不构成对本专利申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本专利申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本专利申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本专利申请实施例的精神和范围。
技术特征：1.一种铝质汽车充电线束，包括：由多个并行的铝质导体(230，630)构成的导电段；连接于所述铝质导体第一端的充电座连接器；以及连接于所述铝质导体第二端的电池连接器；其中，所述铝质导体的包括实心铝质芯体(2310，6310)。2.如权利要求1所述的铝质汽车充电线束，其特征在于，所述实心铝质芯体是刚性的。3.如权利要求1所述的铝质汽车充电线束，其特征在于，所述铝质导体是铝排，所述铝排的实心铝质芯体具有矩形横截面。4.如权利要求1所述的铝质汽车充电线束，其特征在于，所述铝质导体是铝棒，所述铝棒的实心铝质芯体具有圆形横截面。5.如权利要求1所述的铝质汽车充电线束，其特征在于，所述多个铝质导体穿过安装于车辆钣金的若干定位元件(240，840)。6.如权利要求5所述的铝质汽车充电线束，其特征在于，所述定位元件包括橡胶材质的箍环和金属材质的支架，所述支架的一端套在所述箍环上，另一端设有定位孔以用于固定在车身钣金上。7.如权利要求1所述的铝质汽车充电线束，其特征在于，每个所述铝质导体进一步包括包覆于所述实心铝质芯体外的绝缘层。8.如权利要求7所述的铝质汽车充电线束，其特征在于，所述铝质导体的两端包括剥除绝缘层后露出的实心铝质芯体，所述露出的实心铝质芯体具有或被加工为扁平的端接结构，以用于连接到所述充电座连接器和电池连接器。9.如权利要求1或8所述的铝质汽车充电线束，其特征在于，所述铝质导体的两端的端接结构用于连接到从所述充电座连接器或电池连接器中引出的铜质线缆。10.如权利要求1或8所述的铝质汽车充电线束，其特征在于，所述铝质导体的两端的端接结构用于连接到充电座连接器或电池连接器中的连接器端子的长尾部。
技术总结本专利申请公开了一种铝质汽车充电线束，其包括：由多个并行的铝质导体构成的导电段；连接于所述铝质导体第一端的充电座连接器；以及连接于所述铝质导体第二端的电池连接器；其中，所述铝质导体的包括实心铝质芯体。所述铝质导体可以是铝排，所述铝排的实心铝质芯体具有矩形横截面。所述铝质导体可以是铝棒，所述铝棒的实心铝质芯体具有圆形横截面。铝棒的实心铝质芯体具有圆形横截面。铝棒的实心铝质芯体具有圆形横截面。
技术研发人员：马伯奎 李章刚
受保护的技术使用者：安波福电气系统有限公司
技术研发日：2022.08.23
技术公布日：2022/12/2
