蓄電池的傳感器裝置的製作方法

2023-10-26 02:48:17

專利名稱：蓄電池的傳感器裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種蓄電池的傳感器裝置。
蓄電池的傳感器裝置由例如US 5 939 861已知。在該已知的裝置中，蓄電池的傳感器安裝在蓄電池蓋中為其特別設置的凹槽內並且必須固定到蓄電池的兩極上。
為了檢測、控制和調節汽車電網，如蓄電池的能量分配、能量控制和特別是其負載平衡，已知各種各樣的裝置和方法。按照應用情況，通常至少蓄電池電流、蓄電池電壓和蓄電池溫度之測量值是需要的。為了探測蓄電池電流通常在通蓄電池的連接線中應用傳感器。蓄電池電壓和蓄電池溫度大多藉助於分別的傳感器直接在蓄電池電極或遠離其電極處測定。因此按照現有技術通常應用三個完全獨立的裝置，必須為其在每一汽車中構成單獨的結構空間並且其信息為了繼續處理大多必須轉到安置在其上的控制儀表上。
關於蓄電池的傳感器裝置的其他的技術背景可參閱DE 35 32 044 A1和WO 99/54744 A1。
本發明的目的是，改進開頭所述型式的蓄電池傳感器，使其降低安裝成本和管理費用並且提高測量精度。
該目的通過權利要求1的特徵來達到。本發明的有利的進一步構成是諸從屬權利要求的主題。
通過本發明提供一種結合成整體的蓄電池傳感器，其可以用不多的附加費用、同時很小的需要的結構空間安裝在任何汽車中。此外，通過緊湊的構造形式和多個必要的構件的一體化降低故障概率。
附圖中示出本發明的一個實施例。其中

圖1a以二維圖示出本發明的由蓄電池傳感器和固定裝置構成的結合成整體的組合部件的第一可能的結構之俯視圖；圖1b為通過圖1a的剖面B-B截取的剖面；
圖2以三維圖示出本發明的由蓄電池傳感器和固定裝置構成的結合成整體的組合部件的第一可能的結構；圖3為由測量分流器和電子裝置構成的蓄電池傳感器的較精確的簡圖；圖4為電子裝置的較精確的簡圖；圖5a以二維圖示意地示出本發明的由蓄電池傳感器和固定裝置構成的結合成整體的組合部件的第二可能的結構；圖5b示出一由圖5a稍作變型的結構；圖6a和6b示出為將電子裝置固定在測量分流器上的其他可能性；圖7a示出測量分流器的第一結構設計；以及圖7b示出測量分流器的第二結構設計。
圖1a中蓄電池傳感器的固定裝置為特別常用的蓄電池的黃銅夾具，其由一夾緊體1和一夾緊螺栓2構成。蓄電池傳感器3、4基本上由一測量分流器3和一電子裝置4組成。圖1a中只看出測量分流器3的設計成機械載體的兩個電阻接頭(同樣參見圖2中10a，10b)和電子裝置4的一個塑料環圍注塑件。蓄電池傳感器3、4和固定裝置1、2按照本發明合併為一結合成整體的組合部件。固定裝置1、2必須只連接到蓄電池的一個單獨的極上，例如負極。由固定裝置1、2和蓄電池傳感器3、4構成的組合部件在形狀和大小上適合於(本文未特別示出的)已知的按波蘭的DIN 72311(部分15)詳述的蓄電池電極槽。
圖1a中上方示出的第一電阻接頭10a是導電地而圖1a中下方示出的第二電阻接頭10b是通過絕緣件6絕緣地固定在夾緊體1上。在第二電阻接頭10b上例如藉助於一螺釘5和一嵌入絕緣件6的螺母7(參見圖1b)可以連接一常用的連接電纜的電纜箍。在該實施例中，其中夾具1、2應該連接到蓄電池的負極上，(本文未示出的)連接電纜使測量分流器3的輸出端的電阻接頭10b接通汽車殼體。
圖2中為了說明本發明以三維圖示出圖1a和1b中所示的組合部件。同樣的構件具有同樣的標號。
圖3中基本上示出測量分流器3的細部、溫度傳感器13、13a或13b的可能的配置和該構件與電子裝置4的可能的連接。測量分流器3由一電阻元件11和兩個平面的電阻接頭10a和10b構成。電阻接頭10a和10b是特別穩定地構成的銅平面。電阻元件11的材料優選為錳鎳銅合金、鈰鎳銅合金(Zeranin)或國際標準電阻(Isaohm)。銅和錳鎳銅合金/鈰鎳銅合金/國際標準電阻具有大致如常用的薄板材料FR4(用環氧樹脂作為主要成分的混合材料)相同的熱膨脹係數。該薄板材料也優選用於電子裝置4的載體薄板12，圖3中未示出其塑料環圍注塑件。因此電子裝置4的載體薄板12可以按照圖3類似於SMD技術單單通過焊接點14固定到電阻接頭10a和10b上。或者，載體薄板12也可以通過電阻接頭10a和10b的向上彎曲90°的短的刀式導線(Senseleitung)導電地固定到測量分流器3上。焊接點14或刀式導線的接頭儘可能靠近電阻元件11配置。電阻元件11通過焊接點14在電路技術上集成於電子裝置4中。
電子裝置4或載體薄板12在圖3中與一溫度傳感器13相連接以便測量蓄電池的溫度。溫度傳感器的其他可能的設置用標號13a和13b以虛線示出。溫度傳感器13例如藉助於導熱膠粘劑導熱地直接設置在夾緊體1上。這樣的設置能夠很精確地測量溫度。但比溫度傳感器13a和13b的設置的費用稍大一些，後者導熱地安裝到電阻接頭10b上。溫度傳感器13a簡單地通過連接線與載體薄板12相連接。溫度傳感器13b例如通過焊接點與載體薄板12相連接，以免去連接線。但是對於溫度傳感器13b在必要時在載體薄板12中需要一個凹槽。
電子裝置4或載體薄板12具有一個例如雙極的插頭16。在插頭16的銷18上可連接一通蓄電池的另一極的饋電電纜，這裡是連接於正極。在插頭16的銷17上可連接例如一通向汽車中的另外的電子儀表的雙向的通信電纜。或者，該通信電纜也可能需要兩個銷(Pin)(例如在一CAN公共汽車的應用中)。但在第三種可供選擇的方案中通信還可以由無線電發射來完成。代替通過插頭16的連接，為節省空間地可以設置連接線與薄板的直接連接(例如通過釺焊、粘結或熔焊)。(這些方案在本文中未示出。)最後在圖3和圖4中示出一電壓接頭15用以測定蓄電池的電壓UBatt，其中與蓄電池電極端(例如通負極)的電阻接頭10a導電地相連接。測定蓄電池的電壓UBatt的第二電壓接頭通過銷18構成(例如通蓄電池的正極)。
圖4中示出載體薄板12或電子裝置4的其他的細部。載體薄板12或電子裝置4具有一測量、分析和控制單元20。該單元20檢測蓄電池的電壓UBatt、兩焊接點14之間的電壓U和蓄電池的溫度。由電壓U可以算出蓄電池的電流(I)。為此，例如電阻元件11的電阻值(R)存儲於單元20中。單元20優選具有一微處理器和一存儲器。單元20還可以包括常用的放大器和A/D轉換器用以測量數據處理。單元20可以測定任何其他的蓄電池的指示量，例如負載狀態或老化狀態。其中單元20本身通過通信電纜不僅可以傳送信息，而且也可以包括來自另外的控制儀表的其他信息並且將其與蓄電池量一起繼續處理。通向插頭16的通信電纜和饋電電纜合併為電纜杆21。
按單元20出現的信息其可以控制一功率開關19，該功率開關19可接通電阻接頭10b中存在的中斷或切斷。其中例如在緊急情況下可以切斷汽車的蓄電池供電，對此或者也可以將功率開關19結合於通蓄電池的正極或負極的兩連接電纜中之一個中並且由單元20控制。
圖5a中補充地只示意地示出本發明的由蓄電池傳感器和固定裝置構成的結合成整體的組合部件的第二可能的結構。其中用點劃線表示夾緊螺栓2用的孔。該結構與第一結構的不同僅在於，蓄電池傳感器3、4局部較多地偏離夾緊螺栓2並從而使其免受固定夾緊體1時可能的夾緊的影響。
圖5b示出類似於圖5a的結構，但其中在夾緊體1與測量分流器3之間設置一縮小部分，以便避免夾緊體1中的材料應力。
圖6a至7b中示出由電阻元件11和兩電阻接頭10a和10b構成的測量分流器3以及電子裝置4或其載體薄板12的固定之其他的結構可能性。電阻接頭10a和10b優選(如圖3中一樣)為平面地構成的銅平面。電阻元件11的材料優選為錳鎳銅合金或鈰鎳銅合金(Zeranin)，如圖3中一樣設置在電阻元件10a和10b之間。
在圖6a至7b中，電子裝置4的載體薄板12(也類似於SMD技術)通過焊接點14固定到電阻接頭10a和10b上。其中焊接點14在圖6a中(和在圖7a中，圖6a的側視圖)形成一沿載體薄板12的邊緣的長延伸線。對此優選在載體薄板的邊緣設置至少部分地敞開的用於焊接點的印製導線。焊接線14也可以是間斷的或也可以由間隔開的各點構成。按照圖6a(或7a)的結構設計的條件是，載體薄板12的寬度不應比電阻元件11的寬度大很多，因為焊接必須儘可能靠近電阻元件11設置。其中按照圖7a的測量分流器的結構優選成這樣的，即，在電阻元件11與載體薄板12之間形成一空腔，因此電阻元件11的厚度小於電阻接頭10a和10b的厚度。由於該空腔在需要時能夠在兩面裝備載體薄板12。
或者，按照圖6b(和圖7b，圖6b的側視圖)載體薄板12也可以通過在薄板12的下面的焊接點14與電阻接頭10a和10b儘可能靠近電阻元件11相連接(類似於圖3)。不同於圖3，在這裡為了機械穩固性(如圖6a中)，設置一連續的焊接線(圖6b左邊)或一間斷的焊接線(圖6b右邊)。通過焊接點14，電阻元件11在電路技術上總是整體結合於電子裝置4中。按照圖6b的結構設計可以組合以按照圖7a或圖7b的測量分流器的結構。如果不需要在下面裝備載體薄板12，則按照圖7b的結構是可能的，其中在電阻元件11與載體薄板12之間不設置空腔。在按照圖6b和圖7b的一個結構設計中載體薄板12的寬度也可以大於電阻元件11的寬度。
在任何結構設計中，均可例如藉助於導電的和導熱的膠粘劑設置粘結點(14)以代替焊接點(14)。
因此按照本發明電子裝置4或電子裝置4的載體薄板12基本上藉助於導電材料14(例如焊料或膠粘劑)固定到平面的電阻接頭10a和10b上。焊接點或粘結點14因此不僅用於將測量分流器或電阻元件11在電上或在電路技術上整體結合於電子裝置4中而且也用於將電子裝置4或其載體薄板12機械固定到測量分流器或其電阻接頭10a和10b上。
權利要求
1.蓄電池的傳感器裝置，具有一可直接連接到汽車蓄電池的一極上的固定裝置，其中該蓄電池傳感器(3、4)和所述固定裝置合併為一結合成整體的組合部件，所述固定裝置只連接到一個單獨的極上，所述固定裝置具有一用於汽車中蓄電池連接電纜的常用的夾具(1、2)並且所述組合部件在形狀和大小上適合於常用的蓄電池電極槽。
2.按照權利要求1所述的蓄電池傳感器裝置，其特徵在於，蓄電池傳感器(3、4)由一平面的測量分流器(3)和一電子裝置(4)組成，所述測量分流器(3)設計成電阻元件(11)，其具有構造成機械載體的兩個電阻接頭(10a，10b)，所述電子裝置(4)固定到所述電阻接頭(10a，10b)上並且電阻元件(11)在電路技術上整體結合於電子裝置(4)中。
3.按照權利要求1或2所述的蓄電池傳感器裝置，其特徵在於，蓄電池傳感器(3、4)由一平面的測量分流器(3)或一電子裝置(4)組成，所述測量分流器(3)設計成電阻元件(11)，其具有構造成機械載體的兩個電阻接頭(10a，10b)，所述電子裝置或電子裝置(4)的載體薄板(12)藉助於導電的材料(14)固定到平面的電阻接頭(10a，10b)上。
4.按照權利要求1至3之一項所述的蓄電池傳感器裝置，其特徵在於，蓄電池傳感器(3、4)通過一第一電阻接頭(10a)導電地而通過一第二電阻接頭(10b)絕緣地固定在夾緊體1上，並且給其配設蓄電池的一個極的連接電纜可連接在所述第二電阻接頭(10b)上，該連接電纜用於給汽車供電。
5.按照權利要求1至4之一項所述的蓄電池傳感器裝置，其特徵在於，所述電子裝置(4)與溫度傳感器(13；13a；13b)相連接，該溫度傳感器導熱地設置在一電阻接頭(10a，10b)上或直接設置在夾緊體(1)上。
6.按照權利要求1至5之一項所述的蓄電池傳感器裝置，其特徵在於，所述電子裝置(4)具有一插頭(16)，至少一個通向蓄電池的另一極的饋電電纜可以連接在該插頭上。
7.按照權利要求1至6之一項所述的蓄電池傳感器裝置，其特徵在於，所述電子裝置(4)具有一插頭(16)，至少一個通向汽車中的另外的電子儀表的通信電纜可以連接在該插頭上。
8.按照權利要求1至7之一項所述的蓄電池傳感器裝置，其特徵在於，所述電子裝置(4)具有一測量、分析和/或控制單元(20)，該單元測定蓄電池電壓(UBatt)、蓄電池電流、蓄電池溫度和/或其他的蓄電池的指示量。
9.按照權利要求1至8之一項所述的蓄電池傳感器裝置，其特徵在於，一電阻接頭(10b)具有一通過一功率開關(19)可接通的中斷，並且所述功率開關(19)可由測量、分析和/或控制單元(20)控制。
全文摘要
本發明涉及一種蓄電池的傳感器裝置，具有一可直接連接於汽車蓄電池的一極上的固定裝置，蓄電池傳感器和固定裝置合併為結合成整體的組合部件，該固定裝置只連接到一個單獨的極上。固定裝置具有一用於汽車中蓄電池連接電纜的常用的夾具。此外該組合部件在形狀和大小上適合於常用的蓄電池電極槽。
文檔編號H04J3/06GK1399725SQ00816219
公開日2003年2月26日 申請日期2000年12月9日 優先權日1999年12月17日
發明者安德烈亞斯·海姆 申請人:寶馬公司