專利名稱：蓄電池的傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(shè)置的凹槽內(nèi)并且必須固定到蓄電池的兩極上。
為了檢測、控制和調(diào)節(jié)汽車電網(wǎng)，如蓄電池的能量分配、能量控制和特別是其負(fù)載平衡，已知各種各樣的裝置和方法。按照應(yīng)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(yīng)用傳感器。蓄電池電壓和蓄電池溫度大多借助于分別的傳感器直接在蓄電池電極或遠(yuǎn)離其電極處測定。因此按照現(xiàn)有技術(shù)通常應(yīng)用三個(gè)完全獨(dú)立的裝置，必須為其在每一汽車中構(gòu)成單獨(dú)的結(jié)構(gòu)空間并且其信息為了繼續(xù)處理大多必須轉(zhuǎn)到安置在其上的控制儀表上。
關(guān)于蓄電池的傳感器裝置的其他的技術(shù)背景可參閱DE 35 32 044 A1和WO 99/54744 A1。
本發(fā)明的目的是，改進(jìn)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(fèi)用并且提高測量精度。
該目的通過權(quán)利要求1的特征來達(dá)到。本發(fā)明的有利的進(jìn)一步構(gòu)成是諸從屬權(quán)利要求的主題。
通過本發(fā)明提供一種結(jié)合成整體的蓄電池傳感器，其可以用不多的附加費(fèi)用、同時(shí)很小的需要的結(jié)構(gòu)空間安裝在任何汽車中。此外，通過緊湊的構(gòu)造形式和多個(gè)必要的構(gòu)件的一體化降低故障概率。
附圖中示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。其中

圖1a以二維圖示出本發(fā)明的由蓄電池傳感器和固定裝置構(gòu)成的結(jié)合成整體的組合部件的第一可能的結(jié)構(gòu)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(fā)明的由蓄電池傳感器和固定裝置構(gòu)成的結(jié)合成整體的組合部件的第一可能的結(jié)構(gòu)；圖3為由測量分流器和電子裝置構(gòu)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(fā)明的由蓄電池傳感器和固定裝置構(gòu)成的結(jié)合成整體的組合部件的第二可能的結(jié)構(gòu)；圖5b示出一由圖5a稍作變型的結(jié)構(gòu)；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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；以及圖7b示出測量分流器的第二結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
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(gòu)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(shè)計(jì)成機(jī)械載體的兩個(gè)電阻接頭(同樣參見圖2中10a，10b)和電子裝置4的一個(gè)塑料環(huán)圍注塑件。蓄電池傳感器3、4和固定裝置1、2按照本發(fā)明合并為一結(jié)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(gè)單獨(dú)的極上，例如負(fù)極。由固定裝置1、2和蓄電池傳感器3、4構(gòu)成的組合部件在形狀和大小上適合于(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(dǎo)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上例如借助于一螺釘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(shí)施例中，其中夾具1、2應(yīng)該連接到蓄電池的負(fù)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(fā)明以三維圖示出圖1a和1b中所示的組合部件。同樣的構(gòu)件具有同樣的標(biāo)號(hào)。
圖3中基本上示出測量分流器3的細(xì)部、溫度傳感器13、13a或13b的可能的配置和該構(gòu)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(gè)平面的電阻接頭10a和10b構(gòu)成。電阻接頭10a和10b是特別穩(wěn)定地構(gòu)成的銅平面。電阻元件11的材料優(yōu)選為錳鎳銅合金、鈰鎳銅合金(Zeranin)或國際標(biāo)準(zhǔn)電阻(Isaohm)。銅和錳鎳銅合金/鈰鎳銅合金/國際標(biāo)準(zhǔn)電阻具有大致如常用的薄板材料FR4(用環(huán)氧樹脂作為主要成分的混合材料)相同的熱膨脹系數(shù)。該薄板材料也優(yōu)選用于電子裝置4的載體薄板12，圖3中未示出其塑料環(huán)圍注塑件。因此電子裝置4的載體薄板12可以按照?qǐng)D3類似于SMD技術(shù)單單通過焊接點(diǎn)14固定到電阻接頭10a和10b上?；蛘?，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(dǎo)線(Senseleitung)導(dǎo)電地固定到測量分流器3上。焊接點(diǎn)14或刀式導(dǎo)線的接頭盡可能靠近電阻元件11配置。電阻元件11通過焊接點(diǎn)14在電路技術(shù)上集成于電子裝置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(shè)置用標(biāo)號(hào)13a和13b以虛線示出。溫度傳感器13例如借助于導(dǎo)熱膠粘劑導(dǎo)熱地直接設(shè)置在夾緊體1上。這樣的設(shè)置能夠很精確地測量溫度。但比溫度傳感器13a和13b的設(shè)置的費(fèi)用稍大一些，后者導(dǎo)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(diǎn)與載體薄板12相連接，以免去連接線。但是對(duì)于溫度傳感器13b在必要時(shí)在載體薄板12中需要一個(gè)凹槽。
電子裝置4或載體薄板12具有一個(gè)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，這里是連接于正極。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?；蛘?，該通信電纜也可能需要兩個(gè)銷(Pin)(例如在一CAN公共汽車的應(yīng)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(fā)射來完成。代替通過插頭16的連接，為節(jié)省空間地可以設(shè)置連接線與薄板的直接連接(例如通過釬焊、粘結(jié)或熔焊)。(這些方案在本文中未示出。)最后在圖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(fù)極)的電阻接頭10a導(dǎo)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(gòu)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(xì)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(diǎn)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(chǔ)于單元20中。單元20優(yōu)選具有一微處理器和一存儲(chǔ)器。單元20還可以包括常用的放大器和A/D轉(zhuǎn)換器用以測量數(shù)據(jù)處理。單元20可以測定任何其他的蓄電池的指示量，例如負(fù)載狀態(tài)或老化狀態(tài)。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并且將其與蓄電池量一起繼續(xù)處理。通向插頭16的通信電纜和饋電電纜合并為電纜桿21。
按單元20出現(xiàn)的信息其可以控制一功率開關(guān)19，該功率開關(guān)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(duì)此或者也可以將功率開關(guān)19結(jié)合于通蓄電池的正極或負(fù)極的兩連接電纜中之一個(gè)中并且由單元20控制。
圖5a中補(bǔ)充地只示意地示出本發(fā)明的由蓄電池傳感器和固定裝置構(gòu)成的結(jié)合成整體的組合部件的第二可能的結(jié)構(gòu)。其中用點(diǎn)劃線表示夾緊螺栓2用的孔。該結(jié)構(gòu)與第一結(jié)構(gòu)的不同僅在于，蓄電池傳感器3、4局部較多地偏離夾緊螺栓2并從而使其免受固定夾緊體1時(shí)可能的夾緊的影響。
圖5b示出類似于圖5a的結(jié)構(gòu)，但其中在夾緊體1與測量分流器3之間設(shè)置一縮小部分，以便避免夾緊體1中的材料應(yīng)力。
圖6a至7b中示出由電阻元件11和兩電阻接頭10a和10b構(gòu)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(jié)構(gòu)可能性。電阻接頭10a和10b優(yōu)選(如圖3中一樣)為平面地構(gòu)成的銅平面。電阻元件11的材料優(yōu)選為錳鎳銅合金或鈰鎳銅合金(Zeranin)，如圖3中一樣設(shè)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(也類似于SMD技術(shù))通過焊接點(diǎn)14固定到電阻接頭10a和10b上。其中焊接點(diǎn)14在圖6a中(和在圖7a中，圖6a的側(cè)視圖)形成一沿載體薄板12的邊緣的長延伸線。對(duì)此優(yōu)選在載體薄板的邊緣設(shè)置至少部分地敞開的用于焊接點(diǎn)的印制導(dǎo)線。焊接線14也可以是間斷的或也可以由間隔開的各點(diǎn)構(gòu)成。按照?qǐng)D6a(或7a)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的條件是，載體薄板12的寬度不應(yīng)比電阻元件11的寬度大很多，因?yàn)楹附颖仨毐M可能靠近電阻元件11設(shè)置。其中按照?qǐng)D7a的測量分流器的結(jié)構(gòu)優(yōu)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的厚度小于電阻接頭10a和10b的厚度。由于該空腔在需要時(shí)能夠在兩面裝備載體薄板12。
或者，按照?qǐng)D6b(和圖7b，圖6b的側(cè)視圖)載體薄板12也可以通過在薄板12的下面的焊接點(diǎn)14與電阻接頭10a和10b盡可能靠近電阻元件11相連接(類似于圖3)。不同于圖3，在這里為了機(jī)械穩(wěn)固性(如圖6a中)，設(shè)置一連續(xù)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(diǎn)14，電阻元件11在電路技術(shù)上總是整體結(jié)合于電子裝置4中。按照?qǐng)D6b的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以組合以按照?qǐng)D7a或圖7b的測量分流器的結(jié)構(gòu)。如果不需要在下面裝備載體薄板12，則按照?qǐng)D7b的結(jié)構(gòu)是可能的，其中在電阻元件11與載體薄板12之間不設(shè)置空腔。在按照?qǐng)D6b和圖7b的一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中載體薄板12的寬度也可以大于電阻元件11的寬度。
在任何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，均可例如借助于導(dǎo)電的和導(dǎo)熱的膠粘劑設(shè)置粘結(jié)點(diǎn)(14)以代替焊接點(diǎn)(14)。
因此按照本發(fā)明電子裝置4或電子裝置4的載體薄板12基本上借助于導(dǎo)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(diǎn)或粘結(jié)點(diǎn)14因此不僅用于將測量分流器或電阻元件11在電上或在電路技術(shù)上整體結(jié)合于電子裝置4中而且也用于將電子裝置4或其載體薄板12機(jī)械固定到測量分流器或其電阻接頭10a和10b上。
權(quán)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)和所述固定裝置合并為一結(jié)合成整體的組合部件，所述固定裝置只連接到一個(gè)單獨(dú)的極上，所述固定裝置具有一用于汽車中蓄電池連接電纜的常用的夾具(1、2)并且所述組合部件在形狀和大小上適合于常用的蓄電池電極槽。
2.按照權(quán)利要求1所述的蓄電池傳感器裝置，其特征在于，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(shè)計(jì)成電阻元件(11)，其具有構(gòu)造成機(jī)械載體的兩個(gè)電阻接頭(10a，10b)，所述電子裝置(4)固定到所述電阻接頭(10a，10b)上并且電阻元件(11)在電路技術(shù)上整體結(jié)合于電子裝置(4)中。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的蓄電池傳感器裝置，其特征在于，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(shè)計(jì)成電阻元件(11)，其具有構(gòu)造成機(jī)械載體的兩個(gè)電阻接頭(10a，10b)，所述電子裝置或電子裝置(4)的載體薄板(12)借助于導(dǎo)電的材料(14)固定到平面的電阻接頭(10a，10b)上。
4.按照權(quán)利要求1至3之一項(xiàng)所述的蓄電池傳感器裝置，其特征在于，蓄電池傳感器(3、4)通過一第一電阻接頭(10a)導(dǎo)電地而通過一第二電阻接頭(10b)絕緣地固定在夾緊體1上，并且給其配設(shè)蓄電池的一個(gè)極的連接電纜可連接在所述第二電阻接頭(10b)上，該連接電纜用于給汽車供電。
5.按照權(quán)利要求1至4之一項(xiàng)所述的蓄電池傳感器裝置，其特征在于，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(dǎo)熱地設(shè)置在一電阻接頭(10a，10b)上或直接設(shè)置在夾緊體(1)上。
6.按照權(quán)利要求1至5之一項(xiàng)所述的蓄電池傳感器裝置，其特征在于，所述電子裝置(4)具有一插頭(16)，至少一個(gè)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(quán)利要求1至6之一項(xiàng)所述的蓄電池傳感器裝置，其特征在于，所述電子裝置(4)具有一插頭(16)，至少一個(gè)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(quán)利要求1至7之一項(xiàng)所述的蓄電池傳感器裝置，其特征在于，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(quán)利要求1至8之一項(xiàng)所述的蓄電池傳感器裝置，其特征在于，一電阻接頭(10b)具有一通過一功率開關(guān)(19)可接通的中斷，并且所述功率開關(guān)(19)可由測量、分析和/或控制單元(20)控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蓄電池的傳感器裝置，具有一可直接連接于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并為結(jié)合成整體的組合部件，該固定裝置只連接到一個(gè)單獨(dú)的極上。固定裝置具有一用于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于常用的蓄電池電極槽。
文檔編號(hào)H04J3/06GK1399725SQ00816219
公開日2003年2月26日 申請(qǐng)日期2000年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月17日
發(fā)明者安德烈亞斯·海姆 申請(qǐng)人:寶馬公司