МОДУЛЬНЫЙ УЗЕЛ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК B60R16/23 

Настоящее изобретение относится, в основном, к системам распределения электроэнергии, а более конкретно - к модульным системам распределения электроэнергии.

Распределение электроэнергии к электрическим цепям требуется для работы систем и подсистем устройств, например, автомобилей. Компоненты, требуемые для распределения электроэнергии, как правило, включают в себя различные электрические компоненты, например, плавкие предохранители, реле, диоды, прерыватели и так далее, которые, обычно, размещены в одном контейнере или коробке для соединения с аккумуляторной батареей, генератором переменного тока и основным жгутом проводов. Число и тип электрических компонентов, требуемых для распределения электроэнергии, зависит от электрических требований конкретного автомобиля.

В настоящее время, корпуса коробок распределения электроэнергии конструируют единственными в своем роде для соответствующей модели автомобиля. Кроме того, для одной модели автомобиля может существовать несколько конфигураций, соответствующих предлагаемым наборам особенностей. Покупатели выбирают разные наборы, основываясь на цене и/или предпочтениях, причем дорогие наборы, как правило, требуют дополнительных электрических компонентов, и, таким образом, коробок распределения электроэнергии увеличенного размера. Проблема заключается в том, что независимо от выбранной конфигурации, один корпус коробки распределения электроэнергии используется для каждого автомобиля, представляя ненужную трату, как материала, так и пространства, для конфигураций корпусов коробок распределения электроэнергии, не требующих дополнительных электрических компонентов.

Обеспечивается решение конструкции распределителя электроэнергии, как описано в этой заявке, образованной из модулей, которые требуют минимального пространства и материалов, требуемых для каждого из множества исполнений (модификаций) транспортного средства с электрическим двигателем. Настоящее изобретение относится к модульному узлу распределения электроэнергии и способу получения модульного узла распределения электроэнергии. Узел включает в себя множество модульных контейнеров, причем каждый контейнер конфигурирован для вмещения электрических компонентов для соединения с электрическими системами заданной конфигурации. Множество контейнеров конфигурировано для механического соединения.

Далее настоящее изобретение будет описано на примере со ссылкой на сопроводительные чертежи, где

фиг.1 и фиг.1А - изометрические изображения сверху с двух противоположных сторон варианта осуществления модульного контейнера, соответствующего настоящему изобретению,

фиг.2 - разрез, сделанный по линии 2-2, показанной на фиг.1, варианта осуществления настоящего изобретения,

фиг.3 - изометрическое изображение сверху альтернативного варианта осуществления модульного контейнера, соответствующего настоящему изобретению,

фиг.4 и фиг.4А - изометрические изображения сверху вариантов осуществления крепежного модуля, соответствующих настоящему изобретению,

фиг.5-7 - изометрические изображения сверху альтернативных вариантов осуществления узлов распределения электроэнергии, соответствующих настоящему изобретению,

фиг.8 - вид снизу варианта осуществления узла распределения электроэнергии, соответствующего настоящему изобретению, с присоединенным жгутом проводов,

фиг.9 - изометрическое изображение сверху альтернативного варианта осуществления модульного контейнера, соответствующего настоящему изобретению.

Со ссылкой на фиг.5-7 описываются узлы 10, 100, 20 распределения электроэнергии, соответствующие настоящему изобретению, конфигурированные для использования для обеспечения распределения электроэнергии к электрическим системам, например, электрическим системам устройства (не показанным). В одном варианте осуществления таким устройством является транспортное средство, используемое на земле, море или воздухе, например, автомобиль, судно, аэроплан или другая конструкция, имеющая раму, несущую движитель и электрические системы для использования с электрическими компонентами устройства. Узлы 10, 100, 200 (см. фиг.5-7) распределения электроэнергии используют разные комбинации модульных контейнеров 12, 14 и крепежных модулей 16 (фиг.5) и 16' (фиг.6) для удовлетворения различных наборов электрических требований или модификаций, например, одного транспортного средства. То есть одно транспортное средство может иметь разные наборы оборудования, предусматриваемые с разными моделями или модификациями одного транспортного средства. Благодаря различным модульным контейнерам могут быть удовлетворены различные электрические требования при оптимизации, как пространства в транспортном средстве, так и материалов, так как минимизируется размер модульных контейнеров. В одном варианте осуществления модульные контейнеры минимизированы посредством конфигурирования модульных контейнеров для полного заполнения электрическими компонентами. Другими словами, в этом варианте осуществления все доступное пространство каждого модульного контейнера может быть заполнено электрическими компонентами, и каждый электрический компонент выполняет функцию в электрической системе транспортного средства.

На фиг.1 и фиг.1А иллюстрируется модульный контейнер 12, который конфигурирован для вмещения электрических компонентов, то есть заполнения электрическими компонентами, например, плавкими предохранителями 18, диодами 20, прерывателями 22. Модульный контейнер 12 изготовлен из диэлектрического материала, например, жаростойкого полимерного материала или другого пригодного материала. В одном варианте осуществления модульный контейнер 12 конфигурирован с взаимозаменяемыми внутренними деталями для вмещения подобных электрических компонентов. Примеры компонентов включают в себя электрические компоненты, но без ограничения плавкими предохранителями 18, диодами 20 и прерывателями 22 различных токов или напряжений. В одном варианте осуществления модульный контейнер 12 включает в себя два набора противоположных сторон 28, 30 и 34, 36. Смежно стороне 36 образована ниша 24 в модульном контейнере 12, образующая перегородку 38, имеющую, по меньшей мере, одно отверстие 26 для вмещения крепежного средства (не показанного) для крепления модульного контейнера 12 в установленном положении в транспортном средстве.

В одном варианте осуществления модульного контейнера 12, как показано на фиг.2, представляющей разрез, сделанный по линии 2-2, показанной на фиг.1, предусмотрена структура для вмещения ряда плавких предохранителей 18 в углублении 50, образованном в контейнере. Размещенные пары контактных отверстий 44, 46 образованы в модульном контейнере 12 для вмещения одного из двух соответствующих выводов 19 для каждого плавкого предохранителя 18. Охватывающий коробчатый контактный зажим 42 вставлен внутрь каждого отверстия 44 для приема одного вывода 19 плавкого предохранителя 18. Аналогичным образом, охватывающий коробчатый контактный зажим 52 вставлен внутрь каждого отверстия 46 для приема другого вывода 19 плавкого предохранителя 18. Вывод 48 жгута проводов транспортного средства (см., например, жгут 106 проводов, показанный на фиг.8) направлен внутри отверстия 44 против углубления 50 и сопряжен с контактным зажимом 42. Шинный стержень 54, включающий в себя охватываемый ножевой контакт 56, размещенный против углубления 50, вставлен внутрь отверстия 46 для сопряжения с контактным зажимом 52. Удерживающие элементы, предназначенные для удерживания различных компонентов по месту, являются известными на предшествующем уровне техники и поэтому дополнительно не описываются в этой заявке.

Как следует из фиг.1 и фиг.2, модульный контейнер 12 сочленяющую деталь 40 (фиг.1А), связанную со стороной 30. Сочленяющая деталь 40, которая в одном варианте осуществления ограничивает профиль ласточкина хвоста, конфигурирована для соединения с сочленяющей деталью 72, образованной в стороне 62 модульного контейнера 14 (см. фиг.3), причем соединенные модульные контейнеры 12, 14, показанные на фиг.5, включают в себя соединение в замок. Очевидно, что другие конструкции сочленяющих деталей могут быть использованы для соединения или соединения в замок, или другого сцепления смежных модульных контейнеров, и что один или более модульных контейнеров могут включать в себя одну или более деталей, которые соответствуют одной или более сторонам модульного контейнера для сочленения, соединения в замок или иного сцепления множества модульных контейнеров.

Как дополнительно показано на фиг.3, 5 и 6, модульный контейнер 14 включает в себя пары противоположных сторон 58, 60 и 62, 64 и конфигурирован для вмещения электрических компонентов 74, например, реле, так, как это известно на предшествующем уровне техники. Как дополнительно показано на фиг.3, деталь 73, подобная сочленяющей детали 40, показанной на фиг.2, ассоциирована со стороной 60 для соединения с сочленяющей деталью 88 крепежного модуля 16 (фиг.4), показанной на фиг.5 соединенной. В альтернативном варианте осуществления крепежного модуля 16, крепежный модуль 16' содержит электрические компоненты и, подобно крепежному модулю 16, обеспечивает улучшенную конструктивную опору для собранного узла 10, 100 (фиг.5 и фиг.6) распределения электроэнергии. В одном варианте осуществления являются взаимозаменяемыми, так что они могут сочленяться с сочленяющими деталями других конструкций модульных контейнеров. В одном варианте осуществления ниша 66 (фиг.6) образована в модульном контейнере 14, образуя перегородку 68, имеющую, по меньшей мере, одно отверстие 70 для приема крепежных средств (не показанных) для крепления модульного контейнера 14 в установленном положении в транспортном средстве.

Как дополнительно показано на фиг.4, крепежный модуль 16 может быть использован для обеспечения дополнительной опоры для соединенных узлов распределения электроэнергии так, как показано на фиг.5 для узла 10 распределения электроэнергии. То есть, как показано на фиг.5 и фиг.6, соответствующий крепежный модуль 16, 16' обеспечивает конструктивную опору для предотвращения получения консольной (заделанной одним концом) конструкции для узла 10, 100 распределения электроэнергии. Другими словами, без крепежного модуля 16 или 16' (фиг.4 или фиг.4А), отверстие 26 модульного контейнера 12 и отверстия 70 модульного контейнера 14, которые принимают крепежные средства для опоры узла 10, 100 распределения электроэнергии, размещаются только на одной стороне узла 10 распределения электроэнергии. Как показано, крепежный модуль 16 включает в себя стороны 76, 77, 78, 80. Смежно стороне 76 в крепежном модуле 16 образована ниша 82, образующая перегородку 84, имеющую, по меньшей мере, одно отверстие 86 для приема крепежного средства (не показанного) для крепления крепежного модуля 16 в установленном положении в транспортном средстве. Крепежный модуль 16 может быть получен в любом соответствующем размере и/или форме для предоставления пространства, в котором должен быть установлен узел 10 распределения электроэнергии. Крепежный модуль 16 соединяется со смежными модульными контейнерами, обеспечивая собранный узел распределения электроэнергии с увеличенной контактной поверхностью соединения с транспортным средством, разрешая другим получаемым модульным контейнерам включать в себя конструкцию только на одной части модульного контейнера для крепления модульного контейнера к транспортному средству (см. перегородки 38, 68, показанные на фиг.1 и фиг.3, для соответствующих модульных контейнеров 12, 14). В одном варианте осуществления множество крепежных модулей 16 может быть использовано для соединения с противоположными сторонами собранных узлов распределения электроэнергии так, чтобы не один из модульных контейнеров не требовал для включения в себя перегородок с отверстиями для приема крепежных средств для крепления узла распределения электроэнергии. В такой конструкции, модульные контейнеры могут быть получены в более компактной конфигурации, особенно при использовании множества модульных контейнеров.

Как показано на фиг.5, модульные контейнеры 12, 14 соединены между собой, а модульный контейнер 14 также соединен с крепежным модулем 16 для образования собранного узла 10 распределения электроэнергии. Узел 10 распределения электроэнергии соответствует компонентам электрической системы, установленным в одной модели или модификации транспортного средства. Направляющая 90 электропровода закреплена на поверхностях модульных контейнеров 12, 14 против электрических компонентов, смонтированных в контейнерах, для содействия вставлению выводов жгута проводов транспортного средства в соответствующие отверстия модульных контейнеров. На фиг.8 приведен вид снизу узла 300 распределения электроэнергии, в котором выводы жгута 106 проводов вставлены в соответствующие отверстия модульных контейнеров 108, 110, 122 через направляющую 114 электропровода.

Как показано на фиг.6, модульные контейнеры 12, 14 соединены между собой, а модульный контейнер 14 также соединен с крепежным модулем 16' для образования собранного узла 100 распределения электроэнергии. Узел 10 распределения электроэнергии соответствует электрическим компонентам системы, установленным в одной модели или модификации транспортного средства. Направляющая 90 электропровода закреплена на поверхностях модульных контейнеров 12, 14 против электрических компонентов, смонтированных в контейнерах, для содействия вставлению выводов жгута проводов транспортного средства в соответствующие отверстия модульных контейнеров.

На фиг.7 иллюстрируется вариант осуществления собранного узла 200 распределения электроэнергии, в котором пара модульных контейнеров 14 соединены между собой, а также с модульным контейнером 12. Узел 200 распределения электроэнергии соответствует электрическим компонентам системы, установленным в другой модели или модификации подобного транспортного средства, использующей узел 100 распределения электроэнергии. Направляющая 92 электропровода закреплена на поверхностях модульных контейнеров 12, 14, 14 против электрических компонентов, смонтированных в контейнерах, для содействия вставлению выводов жгута проводов транспортного средства в отверстия модульных контейнеров.

Должно быть очевидным, что модульные контейнеры 12, 14, 16' могут содержать обеспечение положения контакта (ТРА), как известно на предшествующем уровне техники, и не будут дополнительно описываться в этой заявке, для гарантирования правильности установки контактов в модульных контейнерах.

Хотя иллюстрируемые конфигурации модульных контейнеров являются прямоугольными, должно быть очевидным, что могут быть использованы другие геометрии. Аналогичным образом, могут быть использованы другие геометрии крепежного модуля.

На фиг.9 иллюстрируется модульный контейнер 118, который является альтернативным вариантом осуществления модульного контейнера 12. Модульный контейнер 118 конфигурирован так, чтобы электрические выводы, соответствующие каждому из электрических компонентов, стыковались с электрическим разъемом 120. Электрический разъем 120 и детали 122 соответствуют стороне 28, но в альтернативных вариантах осуществления одной или более других сторон. Соответствующий модульный контейнер 128 включает в себя сочленяющий электрический разъем и детали. Очевидно, что, будучи соединенным со смежным модульным контейнером 128 вдоль стороны 28 модульного контейнера 118, смежный модульный контейнер 128 не только механически соединяется с модульным контейнером 118, но также электрически соединяется с модульным контейнером 118. Помимо всего прочего, модульный контейнер 128 может включать в себя электрический разъем 132 для соединения со жгутом проводов транспортного средства, упрощающий соединение между узлом распределения электроэнергии и жгутом проводов транспортного средства.

Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительный вариант осуществления, квалифицированным специалистам в этой области техники будет очевидно, что без отклонения от объема настоящего изобретения могут быть сделаны различные изменения и замены эквивалентными элементами. Помимо всего прочего, многие изменения могут быть сделаны для адаптации конкретной ситуации или материала к указаниям настоящего изобретения без отклонения по существу от его объема. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение не ограничено конкретным (особым) вариантом осуществления, описанным как предполагаемый лучший вариант осуществления настоящего изобретения, но что настоящее изобретение будет включать в себя варианты осуществления, находящиеся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.

Изобретения относятся к области транспортного машиностроения. Модульный узел распределения электроэнергии содержит множество модульных контейнеров. Каждый контейнер конфигурирован для приема электрических компонентов для соединения с электрическими системами заданной конфигурации. Множество контейнеров конфигурировано для механического взаимного соединения. Ниша, образованная в модульном контейнере, образует перегородку, имеющую одно отверстие для вмещения крепежного средства для крепления модульного контейнера в транспортном средстве. Способ получения модульного узла распределения электроэнергии, состоящего из множества модульных контейнеров, заключается в том, что каждый контейнер конфигурирован для приема электрических компонентов для взаимного соединения с электрическими системами заданной конфигурации. Осуществляют монтаж электрических компонентов в каждый из множества контейнеров и механическое взаимное соединение множества контейнеров. Достигается компактное размещение модульного узла в транспортном средстве. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Модульный узел (10, 100, 200) распределения электроэнергии, содержащий множество модульных контейнеров (12, 14, 16, 118), причем каждый контейнер конфигурирован для вмещения (приема) электрических компонентов (18, 20, 22, 74) для (взаимного) соединения с электрическими системами заданной конфигурации, и в котором множество контейнеров (12, 14, 16, 118) конфигурировано для механического (взаимного) соединения, и ниша (24), образованная в модульном контейнере (12, 14, 16, 118), образующая перегородку (38, 68, 84), имеющую одно отверстие (26, 70, 86) для вмещения крепежного средства для крепления упомянутого модульного контейнера (12, 14, 16, 118) в установленном положении в транспортном средстве.

2. Узел распределения электроэнергии по п.1, в котором электрические компоненты (18, 20, 22, 74) непосредственно соединены с соответствующими выводами (48) жгута (106) проводов.

3. Узел распределения электроэнергии по п.1, в котором множество контейнеров (12, 14, 16, 118) конфигурировано для электрического (взаимного) соединения.

4. Узел распределения электроэнергии по п.1, дополнительно включающий в себя крепежный модуль (16, 16'), конфигурированный для (взаимного) соединения, по меньшей мере, с одним контейнером из множества контейнеров (12, 14, 16, 118).

5. Узел распределения электроэнергии по п.1, в котором смежные контейнеры множества контейнеров (12, 14, 16) включают в себя сочленяющие детали (40, 72, 73, 88).

6. Узел распределения электроэнергии по п.5, в котором сочленяющие детали (40, 72, 73, 88) образуют соединение в замок.

7. Узел распределения электроэнергии по п.1, в котором множество контейнеров (12, 14, 16, 118) включает в себя обеспечение положения контакта (ТРА).

8. Узел распределения электроэнергии по п.1, в котором, по меньшей мере, два модульных контейнера из множества модульных контейнеров (12, 14, 16, 118) конфигурированы для электрического (взаимного) соединения.

9. Способ получения модульного узла (10, 100, 200) распределения электроэнергии, предусматривающий обеспечение множества модульных контейнеров (12, 14, 16, 118), причем контейнер (12, 14, 16, 118) имеет нишу, образованную в модульном контейнере, образующую перегородку (38, 68, 84), имеющую одно отверстие (26, 70, 86) для приема крепежного средства для крепления упомянутого модульного контейнера (12, 14, 16, 118) в установленном положении в транспортном средстве, и каждый контейнер конфигурирован для вмещения (приема) электрических компонентов (18, 20, 22, 74) для (взаимного) соединения с электрическими системами заданной конфигурации, монтаж электрических компонентов в каждый из множества контейнеров и механическое (взаимное) соединение множества контейнеров.

10. Способ по п.9, в котором этап монтажа электрических компонентов предусматривает монтаж взаимозаменяемых подобных электрических компонентов.