本发明专利技术公开了一种电连接器结构及线束连接方法，包括插头部、插座部和恒力装置，其中插头部内设有顺次固定连接的插头端线束、插头端线束接头和插头导电元件，插座部内设有顺次固定连接的插座导电元件、插座端线束接头和插座端线束，当插头部与插座部连接时，插头导电元件位于插座导电元件内，且恒力装置用于将插座导电元件约束固定在插头导电元件外。本发明专利技术的连接器可以采用导电性能好且成本低的材料；插头导电元件与插座导电元件之间的接触力由恒力装置提供的主动力进行约束，不受导电元件弹性变形限制，接触力较大且可以长期保持，导电元件之间的接触面积大，连接后即便是在振动和冲击环境下也能有效避免瞬断发生。
【技术实现步骤摘要】
一种电连接器线束连接方法及电连接器结构
本专利技术属于线束连接和电连接器及时领域,尤其是涉及新能源汽车中大电流、高压线速的连接技术。
技术介绍
随着智能化、电动化和网联化成为汽车的发展趋势，新能源汽车行业取得了快速发展。作为电流和信号传递的基础元件，电连接器在新能源汽车中有着广泛使用。连接器的结构是否合理对于汽车电气、电子设备连接的可靠性和安全性有着重要影响。连接器结构主要是通过插头端子和插座内端子之间保持足够多的接触面积和足够大小的接触力来实现电流的正常畅通。端子间接触力较小时，接触电阻上下限的差别高达10倍之多，当接触力达到一定值后，端子接触点微点从弹性变形过渡到塑性变形，接触电阻就基本保持不变。现有的大电流连接器结构主要是通过插头和插座内的端子之间保持弹性接触来保持电流的正常畅通，通过端子结构的变形实现接触力的变化。通常情况下，插座端子具有较好的弹性，插头端子为刚性元件。当插头插入插座时，插头端子与插座端子之间的过盈配合使得插座端子发生弹性变形，从而使得连接器接通。因此，插座端子弹性性能和端子之间接触力的大小决定了连接器的可靠性。对于大电流、高压线束的连接，这类连接器的结构要求材料同时具备较好的导电性和弹性。然而，现行连接器端子材料中，弹性好的材料如铍青铜，其导电性相对较差，导电性好的材料如：铜、黄铜等的弹性较差，连接器可靠性的提升受到材料性能的限制。同时，弹性好的端子材料价格可能高数倍，导致这类弹性端子连接器材料成本也较高。随着连接器使用时间的增加，特别是处于在电动汽车运行中长期振动、冲击环境下，现有这类连接器中弹性端子间的接触力将逐渐变小，疲劳和应力松弛还造成弹性端子出现塑性变形或接触电阻增大，造成温度升高，连接器将出现失效。另外，振动和冲击载荷导致的端子变形，由于接触区域较小，这类连接器在还有可能发生瞬断。这些连接器故障给新能源汽车的运行造成了安全风险。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电连接器结构,可以在保证电流承载能力的情况下,降低对连接器材料力学性能的要求,连接器寿命周期内可以保持接触力不变,增强线束连接的可靠性,具有良好的应用前景。本专利技术的另一目的是提供一种电连接器线束连接方法，可以使线束连接更为可靠,连接性能保持不变,可以提升连接器的安全性。本专利技术的技术解决方案是：一种电连接器结构，包括插头部、插座部和恒力装置，其中插头部内设有固定连接的插头端线束接头和插头导电元件，插座部内设有固定连接的插座导电元件和插座端线束接头，当插头部与插座部连接时，插头导电元件位于插座导电元件内，且恒力装置用于将插座导电元件约束固定在插头导电元件外。插头端线束接头与插头导电元件建立稳定的连接，插座导电元件与插座端线束接头建立稳定的连接，当插头部与插座部连接时，插头导电元件位于插座导电元件内，通过恒力装置拉紧插座导电元件并固定在插头导电元件外，插头导电元件和插座导电元件之间的接触力通过恒力装置提供的主动力进行约束，不受导电元件本身的弹性变形限制，且接触力可以保持较大，在工作过程中，由于恒力装置提供的作用力保持不变，进而导电元件之间接触力也能稳定保持，不受工作状态的外力影响，在振动和冲击环境下，可以有效避免发生瞬断，保持充分连接。恒力装置提供的恒力或恒定扭矩使插头导电元件和插座导电元件之间产生设定数值大小的接触力。并且，恒力装置内部恒力作用机构产生的弹性变形，远大于连接器工作过程中振动和冲击载荷使导电元件产生的变形。所述插头导电元件呈圆柱状体，所述插座导电元件为螺旋形片状体。螺旋形片状体的结构简单，对材料要求不高，接触面积大，连接的稳定性高。所述插头导电元件呈圆柱状体，所述插座导电元件为并联设置的若干个螺旋形片状体。多个螺旋形片状体可以增加与插头导电元件的接触面积，同时减少对插座导电元件的材料限制。所述插头部内的插头端线束接头与插头端线束固定连接；所述插座部内的插座段线束接头与插座端线束固定连接。线束与接头分别固定连接，整体结构强度高，抗冲击能力高，使用工作稳定。所述恒力装置包括一端连接在所述插座导电元件上的拉伸弹簧，拉伸弹簧的另一端固定在所述插座部内。拉伸弹簧结构简单，拉力值设定可控。所述恒力装置还包括滑槽、可沿滑槽运动的滑块，所述拉伸弹簧的另一端固定在滑块上。通过滑块运动可以是拉伸弹簧位于不同的位置上，从而提供不同大小的拉力值，实现拉力大小的调整，方便根据不同的工作状况设置连接器内导电元件接触力大小。在所述拉伸弹簧外设有套筒。避免拉伸弹簧收到径向外力导致弯曲，影响拉力恒定。所述恒力装置包括套设在所述插座导电元件外的弹性拉绳。拉绳可以直接套设在导电元件外，不用直接与导电元件连接，进一步减少对导电元件使用材料的限制。所述插头导电元件包括呈圆台体的楔形块、设置在楔形块底部的滑块，所述插座导电元件包括垂直截面呈倒梯形且与楔形块相配合的嵌合部、设置在嵌合部内底部的导电圆板、设置在导电圆板和所述插座端线束接头之间的导电弹簧，在嵌合部顶部边缘设有带缺口的旋转槽，缺口与滑块形状相配合，滑块可容置在旋转槽内，所述恒力装置包括设置在导电圆板和所述插座线束接头之间的若干个螺旋弹簧。楔形块与嵌合部可以实现面接触，增加接触面积，在导电弹簧和螺旋弹簧弹力作用下，使导电元件之间产生足够大的接触力，连接稳定可靠。所述插头导电元件为表面设有若干轴向花键的柱状体，所述插座导电元件表面与所述插头导电元件的端部表面相配合，所述恒力装置包括中空的花键套筒、设置在所述插座部内呈圆周阵列分布的若干个弹簧轴、若干个一端固定在弹簧轴上的发条弹簧，发条弹簧的另一端固定在花键套筒外表面上，花键套筒可转动设置在所述插座导电元件上。插头导电元件插入花键套筒内，其表面轴向花键可分别与花键套筒、插座导电元件相配合，从而实现与插座导电元件相连接，发条弹簧可在花键套筒外表面形成转动力矩，提供恒力维持在插座导电元件和插头导电元件上，恒力装置提供的恒定扭矩使插头导电元件和插座导电元件之间产生设定数值大小的接触力，并且恒力装置内部恒力作用机构产生的弹性变形，远大于连接器工作过程中振动和冲击载荷使导电元件产生的变形。所述插头部和插座部上分别设有相配合的锁扣装置。通过锁扣装置将插头部和插座部物理连接，进一步提高电连接器的稳定性。本专利技术的另一技术解决方案是：一种电连接器线束连接方法，包括以下步骤：①、根据导电元件接触电阻和接触力之间的关系模型，计算获得插座导电元件和插头导电元件之间接触力的最小设计值；②、根据接触力的最小设计值，计算获得恒力装置需提供的最小恒力数值；③、根据所需最小恒力数值，设计可提供大于等于最小恒力数值拉力的恒力装置；④、组装插头部，将插头端线束、插头端线束接头和插头导电元件顺次固定连接；组装插座部，将插座导电元件、插座端线束接头和插座端线束顺次固定连接；⑤、设置恒力装置，当插头部与插座部连接时，插头导电元件位于插座导电元件内，使恒力装置将插座导电元件约束固定在插头导电元件外。恒力装置提供的恒力或恒定扭矩使插头和插座导电元件之间产生设定数值大小的接触力。并本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电连接器结构，其特征在于：包括插头部、插座部和恒力装置，其中插头部内设有固定连接的插头端线束接头和插头导电元件，插座部内设有固定连接的插座导电元件和插座端线束接头，当插头部与插座部连接时，插头导电元件位于插座导电元件内，且恒力装置用于将插座导电元件约束固定在插头导电元件外。/n
【技术特征摘要】
1.一种电连接器结构，其特征在于：包括插头部、插座部和恒力装置，其中插头部内设有固定连接的插头端线束接头和插头导电元件，插座部内设有固定连接的插座导电元件和插座端线束接头，当插头部与插座部连接时，插头导电元件位于插座导电元件内，且恒力装置用于将插座导电元件约束固定在插头导电元件外。
2.根据权利要求1所述的一种电连接器结构，其特征在于：所述插头导电元件呈圆柱状体，所述插座导电元件为螺旋形片状体。
3.根据权利要求1所述的一种电连接器结构，其特征在于：所述插头导电元件呈圆柱状体，所述插座导电元件为并联设置的若干个螺旋形片状体。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种电连接器结构，其特征在于：所述插头部内的插头端线束接头与插头端线束固定连接；所述插座部内的插座段线束接头与插座端线束固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种电连接器结构，其特征在于：所述恒力装置包括一端连接在所述插座导电元件上的拉伸弹簧，拉伸弹簧的另一端固定在所述插座部内。
6.根据权利要求5所述的一种电连接器结构，其特征在于：所述恒力装置还包括滑槽、可沿滑槽运动的滑块，所述拉伸弹簧的另一端固定在滑块上。
7.根据权利要求6所述的一种电连接器结构，其特征在于：在所述拉伸弹簧外设有套筒。
8.根据权利要求4所述的一种电连接器结构，其特征在于：所述恒力装置包括套设在所述插座导电元件外的弹性拉绳。
9.根据权利要求1所述的一种电连接器结构，其特征在于：所述插头导电元件包括呈圆台体的楔形块、设置在楔形块底部的滑块，所述插座导电元件包括垂直截面呈倒梯形且与...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁桦，刘红武，陈金桂，
申请(专利权)人：广州中国科学院工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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