一种集成脚垫固定与导电功能的车载加热脚垫连接器组件的制作方法

本发明涉及汽车，尤其涉及一种集成脚垫固定与导电功能的车载加热脚垫连接器组件。

背景技术：

1、车载加热脚垫作为一种提升冬季驾乘舒适性的汽车内饰部件，近年来在新能源汽车领域得到了广泛应用。现有车载加热脚垫通常由脚垫本体、内置于脚垫中的加热元件、以及用于向加热元件供电的电气连接结构组成。在整车装配中，加热脚垫需要通过固定装置可靠地定位于车身地板，防止车辆行驶过程中脚垫发生移位而干扰踏板操作；同时，还需要通过电气连接器将车辆电源引入脚垫内部的加热元件。

2、目前，现有车载加热脚垫技术痛点：

3、1、供电与固定结构分离，使用体验差

4、现有汽车加热脚垫采用独立线束插头供电、原车塑料卡扣单独固定脚垫两套结构。用户清洁脚垫时，必须先手动拔开供电连接器，再解锁脚垫卡扣，操作繁琐；若遗忘拔插头直接拖拽脚垫，极易拉扯、撕裂线束，造成线路断路、短路故障。

5、2、无法支持带电拆卸，存在安全隐患

6、部分用户会在脚垫通电状态下强行拖拽脚垫，常规连接器无分级断电互锁结构，公母端子分离瞬间产生高压电弧，极易烧蚀端子、引发车内电气故障，严重时存在起火风险。

7、3、防护性能不足，恶劣环境易失效

8、车辆使用环境存在融雪盐、泥水、泥沙、洗车泼溅水，同时脚垫、地板连接器长期承受人员踩踏、擦拭外力。传统分体连接器无分工况防水结构，插接状态仅靠单一密封圈密封，拆卸后插头裸露，水汽、腐蚀性盐雾直接侵蚀金属端子，出现端子氧化、接触电阻飙升、加热功率衰减等问题。

9、4、车身开孔多，整车集成成本高

10、传统方案需要分别开设脚垫卡扣安装孔、线束连接器安装孔，破坏车身地板钣金防腐层，增加冲压、密封、装配工序，整车生产成本上升。

11、5、信号传输单一，拓展性差

12、常规连接器仅能传输加热供电回路，无法同步采集脚垫内置温度传感器信号，整车控制器无法实时监测脚垫温度，难以实现恒温控温、过热保护功能。

13、中国实用新型专利cn205553996u提出了一种用于将具有电加热元件的脚垫可拆卸地固定在车辆地板或地板覆层上的装置。该装置采用按钮原理设计，由锚固元件和按钮元件构成固定元件，锚固元件固定于地板或地板覆层上，按钮元件固定于脚垫上并与锚固元件锁止连接。该固定元件同时设计用于为电加热元件传递电流，锚固元件和按钮元件设置有彼此对应的电连接触头，用于闭合和断开配属于电加热元件的电路。其中，锚固元件的电连接触头由磁动开关触头构成，具有第一固定触头元件和第二触头元件，第二触头元件可相对于第一固定触头元件移动以闭合或断开两者之间的电连接。

14、然而，上述实用新型专利仍存在以下不足：一.无带电插拔安全互锁——其磁动开关触头与供电触头同步分离，供电回路断开瞬间仍可能产生高压电弧，尤其在48v车载场景下存在烧蚀端子和起火风险；二.无双工况防水结构——插接时无密封设计，拆卸后无防护盖，无法应对车载泥水、融雪盐等恶劣环境。

技术实现思路

1、针对上述的技术问题，本发明提出一种集成脚垫固定与导电功能的车载加热脚垫连接器组件，用于解决现有技术中的开关触头与供电触头同步分离，供电回路断开瞬间仍可能产生高压电弧存在烧蚀端子和起火风险的问题。

2、为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种集成脚垫固定与导电功能的车载加热脚垫连接器组件，包括固定于车身地板的下连接器底座和固定于加热脚垫的上连接器插头；下连接器底座与上连接器插头通过锁止配合结构相互锁紧，以使加热脚垫相对于车身地板的机械固定以及下连接器底座内的母端导电端子与上连接器插头内的公端导电端子的电气对接；公端导电端子包括长针端子和短针端子，短针端子的长度小于长针端子的长度，以使下连接器底座与上连接器插头分离时，短针端子先于长针端子脱离断开。本发明将脚垫的机械固定与电气连接集成于同一套连接器组件中，用户通过单次插拔动作即可同步完成脚垫的锁紧固定与电路通断，无需分别操作独立的固定卡扣和供电插头，简化了脚垫的装拆操作流程；通过设置长短公端导电端子，短端子能先于长端子分离实现带电解锁时的无电弧安全分离。

4、进一步地，为了提升插接过程中的对位精度，下连接器底座包括底座护套和设置于底座护套内的岛台，母端导电端子设置于岛台上；上连接器插头包括插头护套和设置于插头护套内的内护套，插头护套内形成供底座护套插入的插腔，公端导电端子设置于内护套内；插接时，内护套套设于岛台外侧。

5、进一步地，为了实现插接后的自动锁紧和提拉时的自动解锁，锁止配合结构包括弹性挂接弹舌和环形挂台；弹性挂接弹舌设置于下连接器底座的底座护套外侧；环形挂台设置于插腔的下端口；弹性挂接弹舌与环形挂台卡扣锁止。

6、进一步地，为了防止上连接器插头以错误角度插入导致端子错接短路，底座护套外侧设有环形防错筋，插头护套的内壁设有防错槽，环形防错筋与防错槽唯一匹配。

7、进一步地，为了实现连接器内部电路板与脚垫内部加热元件及温度传感器的可靠电连接，插头护套的顶部设有pcb板，pcb板通过密封胶封闭固定；pcb板的一端与公端导电端子电连接，另一端连接有fpc软板，fpc软板埋入加热脚垫内部并分别与加热薄膜和温度传感器电连接。

8、进一步地，为了保护pcb板与fpc软板的焊接区域免受外部机械力损伤，插头护套的外侧设有硬质保护盖，硬质保护盖包覆pcb板与fpc软板的连接区域。

9、进一步地，为了实现插接和拆卸两种状态下导电端子的持续防水防护，插头护套的底部一侧铰接有可翻转的橡胶防水盖；车身地板设有收纳凹槽，用于在上连接器插头与下连接器底座插接时容纳橡胶防水盖；上连接器插头与下连接器底座分离后，橡胶防水盖扣合并包覆上连接器插头的端子面。

10、进一步地，为了提升橡胶防水盖扣合后的密封可靠性，橡胶防水盖内侧设有密封唇边，用于橡胶防水盖扣合时与内护套密封配合。

11、进一步地，为了及时排出意外渗入底座内部的积水，底座护套上开设有贯通式导水槽；同时为了在插接状态下阻止泥水从插接缝隙进入端子区域，岛台上设有绝缘硅胶密封层，用于在插接状态下密封对接面。

12、进一步地，为了形成多个相互独立的电气回路使同一连接器能够同时承载供电、信号传输等多种功能，无需为不同功能分别设置独立的连接器接口，，母端导电端子和公端导电端子设有六根，用于形成三组独立电气回路，三组独立电气回路包括高压供电回路、带电插拔互锁回路和温度传感器信号采集回路；高压供电回路和温度传感器信号采集回路配置为长针端子，带电插拔互锁回路配置为短针端子。

13、本发明的有益效果：

14、1.本发明通过下连接器底座与上连接器插头之间的锁止配合结构，在锁紧状态下同步完成脚垫机械固定与导电端子电气对接，将原本分离的固定和供电两个功能整合于一套连接器组件中，减少了车身地板开孔数量，简化了装配工序。

15、2、本发明通过将导电端子设置为多根并形成至少两个相互独立的电气回路，使同一套连接器组件能够同时承载供电和信号传输等多种功能，无需为不同功能分别设置独立的连接器；且采用长针端子用于高压供电回路和温度采集回路、短针端子用于互锁回路的长短针排布，使拆卸时短针互锁端子先于长针供电端子脱离，整车控制器在供电端子断开前即已切断高压电源，避免了供电端子带载分离产生电弧，消除了端子烧蚀和起火风险。

16、3、本发明通过底座护套与岛台的双层结构，以及插头护套与内护套的双层结构，在插接时形成内外双重嵌套配合，实现了插接过程中的粗导向与精导向，保证了公母导电端子的准确对插。

17、4、本发明通过弹性挂接弹舌与环形挂台的卡扣配合，装配时插头护套下压至预定位置即自动完成锁紧，拆卸时向上提拉即自动解锁，固定与解锁操作无需借助工具。

18、5、本发明通过环形防错筋与防错槽的唯一匹配，仅当上连接器插头处于正确角度时才能插入下连接器底座，防止了反插导致的端子错位和短路故障。

19、6、本发明通过在插头护套顶部设置pcb板并以密封胶封闭固定，使pcb板与公端导电端子之间形成密封连接，避免了水汽沿端子进入pcb板区域；同时通过fpc软板从插头护套顶部引出并埋入脚垫内部，使连接器与脚垫内部的加热薄膜和温度传感器之间实现布线规整的电气连接。

20、7、本发明通过在插头护套外侧设置硬质保护盖，使其覆盖pcb板与fpc软板的连接区域，分散和承受了来自脚垫表面的踩压力和清洁擦拭力，避免了内部焊接点和pcb板受到机械损伤。

21、8、本发明通过在插头护套底部一侧铰接橡胶防水盖，并在车身地板设置对应的收纳凹槽，使橡胶防水盖在插接状态下收纳于地板凹槽中而不影响脚垫贴合，在拆卸后自动扣合包覆端子面，实现了插接和拆卸两种工况下导电端子的持续防护。

22、9、本发明通过在橡胶防水盖内侧设置密封唇边，使其在扣合时与内护套形成密封配合，阻止外界水汽、泥沙和融雪盐进入端子区域，避免了端子氧化和接触电阻增大。

23、10、本发明通过在底座护套上开设贯通式导水槽，使意外渗入底座内部的积水沿导水槽及时排出，避免了积水长期滞留浸泡母端导电端子；通过在岛台上设置绝缘硅胶密封层，使插接时内护套下端面抵压于密封层上形成密封对接面，阻止泥水从插接缝隙进入端子区域。导水槽与密封层配合，构成排水与密封相结合的双重防护。

24、11、本发明通过将六根导电端子分为高压供电回路、带电插拔互锁回路和温度传感器信号采集回路三组，实现了供电、安全互锁和温度监测三种功能在同一连接器中的并行传输，整车控制器能够实时获取脚垫温度，为恒温控制和过热保护提供信号基础。