CN101448681B - 电池导线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车电池导线，其具有：用于电池电极的第一连接元件，用于至少一个负载的第二连接元件，和设置在第一连接元件和第二连接元件之间的扁平导体。高柔性的模块化结构如此实现，即：所述扁平导体是多件式的，其中该多件式的扁平导体的至少两个部件在该扁平导体的走向中相互连接。

Description

电池导线
技术领域
本发明涉及一种汽车电池导线，其具有用于电池电极的第一连接元件、用于至少一个负载的第二连接元件和设置在第一连接元件和第二连接元件之间的扁平导体。本发明还涉及一种用于制造这种汽车电池导线的方法。
背景技术
按传统方式，电池导线、特别是电池正极(B+)导线为圆形导线。在许多汽车中，将电池设置在汽车尾部中是很常见的，因为在此处存在所需的安装空间可供使用并且在发动机舱中就省下了该安装空间。在这种情况下，必需将B+导线从汽车尾部中的电池引至发动机舱中的发电机。在使用圆形导线时，这按传统方式通过将圆形导线铺设到电缆通道中来实现。在这里，安装空间要求决定了窄小的圆角。电池导线与安装空间相适应地被引导穿过汽车车身。此外，尤其在尾部区域和发动机舱区域中产生了特别的形状要求，因为该电池电缆必须与由部件决定的对电缆路线的要求相适应。在尾部区域和发动机舱之间，该电池电缆通常穿过中心托架或者在汽车底部上延伸。
最近，实现了将扁平导体作为电池电缆，特别是作为B+电缆。采用扁平导体的优点在于，在相同的导体横截面的情况下所需的安装空间要求较少。此外可以铺设具有较大横截面的铝制扁平导体，从而总能确保必需的载流能力。在采用铝的情况下，通过扩大导体横截面也不会产生关于电池电缆的内电阻方面的问题。
但是，已经表明，当需要小的弯曲半径时，由扁平导体构成的电池缆线不好操作。由于这种安装空间要求，该电池缆线必须是形状适配的，也就是说它们必须被如此成形，使得它们与车身相适应并且能被装配在预设的安装空间内。由于这种安装空间要求而出现了这样的情况，即扁平导体必须在所有三个空间方向上被弯曲，以便满足所提供的安装空间要求。但是，在此要求窄小的圆角。为了适应于现有的安装空间，电池导线必须部分地以接近0cm的半径弯曲。然而这在批量生产电池导线时会产生问题。
此外，B+导线可能是数米长。因此，例如在尾部铺设方案(电池被安装在尾部中)的情况下，B+导线沿着车身的整个长度一直延伸至发动机舱中，其中，在尾部区域中以及在发动机舱区域中分别设置了多个弯曲部。但是，在车底布置的区域中，该电池导线基本上直线地延伸。这些长的电池导线在物流方面很成问题。在现今的汽车批量生产中，要求刚好及时供货。另外，在同一条生产线上要制造一种汽车型号的不同变型。然而，不同的变型通常需要不同类型的电池导线。为了及时地将这些电池导线供应到装配线上，需要复杂的仓储系统，特别是在运输长的电池导线时更是花费昂贵。
发明内容
基于上述的技术问题得出本发明的目的，即提供一种汽车电池导线，其能满足复杂的安装空间要求并且同时是可容易操作的。
这一目的按照本发明如此实现，即，扁平导体被构造为多件式，其中该多件式扁平导体的至少两个部件在扁平导体的走向中相互连接。
按照本发明，已经认识到，不必强制地将电池导线制成整体式并提供给到装配线上。而足够的是，在临近装配之前才组装扁平导体。对于物流有利的是，该扁平导体被设置为多件式结构。通过电池导线的模块化结构(其中多个部件可以构成整个电池导线)就能实现，可以适应极其不同的型号要求。例如，可以想到的是，在底板上或中心托架中在内部空间中延伸的电池导线的缆线被设置为直的并且仅是具有不同的长度，该电池导线安装在尾部或发动机舱中的部件以不同的形状形成，以便满足不同型号或型号变型的安装空间要求。
电池导线的模块化实现了，在设置于装配线附近的顺序供料装置中预先储存零部件，这些零部件相应地满足对目前所要制造的汽车的要求。这样能实现，在临近装配前才提供相应的型号信息，随后汽车电池(导线)的零部件被相互连接并被送到装配线上。
已经表明，扁平导体部件的有利连接方式可通过形状配合的和/或传力的和/或材料连接的方式构成。特别是在铝制的扁平导体的情况下，优选的是材料连接方式。在这种情况下，连接电阻可被保持得很低，因为可以避免绝缘氧化铝层。特别是在电池导线由有色金属，例如铜或黄铜构成的情况下，形状配合连接或传力连接即足以确保过渡部具有足够高的导电性。特别是在铝和铜之间的连接中则必须注意，防止这些连接受到环境的影响，因此优选在部件的连接部设置收缩软管。另外的绝缘措施，例如通过包覆泡沫塑料(umschaeumen)或挤压包封(umspritzen)同样是可能的方式。
特别有利的是，该扁平导体的部件可以通过焊接来相互连接。已经表明，借助摩擦焊接的点焊是特别有利的，但是部件也可以借助多轨道焊接彼此连接。
在扁平导体中可容易制造出在一个平面中的弯曲部。但是，如果需要在另一个平面中形成第二弯曲部，那么该制造就成问题。由此建议，扁平导体的第一部件被在平行于该扁平导体的纵向轴线的平面中弯曲。优选地，扁平导体只在平行于该扁平导体的纵向轴线的平面中被弯曲。这样做的优点在于，在安装空间要求平的扁平导体走向的情况下，相应的部件就可以与安装空间相适应。
一旦在垂直于扁平导体的纵向轴线的平面中的弯曲部是必要时，扁平导体的第二部件可以被相应地弯曲。通过使扁平导体在平行于所述纵向轴线的平面中弯曲的部件与扁平导体在垂直于该扁平导体的纵向轴线的平面中弯曲的部件的连接，实现了满足在所有三个空间方向上需要弯曲的安装空间要求。但任何单个部件的制造保持成本低廉。
扁平导体的形状适配的部件则适合于，被如此成形，使得它适应安装空间要求。该扁平导体被如此成形，使得它与所提供的安装空间相适应。弯曲部被如此成形，使得它们满足安装空间要求。
为了在制造时能花费很小力气进行弯曲而建议，扁平导体的至少一个部件由铝，特别是由软化退火的铝制成。因为扁平导体的部件被装设在汽车中不同的位置上，所以有利的可以是，扁平导体的第一部件是软化退火的并且该扁平导体的第二部件是由硬化的、特别是冷作硬化的铝制成。作为例子，该扁平导体被铺设在底板上或中心托架中的部件可以由硬化铝制成并且该扁平导体的另一部件(其可具有多个弯曲部)则由软化退火铝制成，因为它是形状适配的。这在结合中能获得高的刚性并且容易制造。
为了能使该扁平导体的形状适配的部件容易地变形而建议，至少扁平导体的该部件是硬弹性的(steifelastisch)。“硬弹性”意味着，扁平导体是可以变形的，但是保持变形后的形状。
为了在电池导线的走向中提供窄小的角部而建议，该扁平导体的第二部件相对于扁平导体的第一部件的纵向轴线成角度地与该第一部件连接。由此可以在电池导线中提供弯曲部，特别是垂直角部。已经表明，在窄小圆角的情况下，包围扁平导体的绝缘体发生隆起。为了防止这种隆起现象，在传统的弯曲工艺中必需附加的措施，例如给绝缘体加热。如果按照本优选的具体实施例，扁平导体的部件以相对于另一个部件的纵向轴线成角度地连接，就可提供窄小的圆角，同时不需采用费事的弯曲工艺。
为了能使该电池导线垂直于一个部件的纵向轴线被导引而建议，扁平导体的第二部件以其一个侧面与该扁平导体的第一部件的端面连接。由此能实现，提供这种垂直于第一部件的纵向轴线而延伸的弯曲部。
本发明的另一个主题是一种用于制造这种汽车电池导线的方法，其中在第一工序中制造一个扁平导体的至少两个部件，在第二工序中使第一部件弯曲，以及在第三工序中使至少两个部件相互连接。
另外的优点可通过从属权利要求获得。
附图说明
下面借助示出具体实施例的附图详细阐述本发明。在附图中：
图1示出了具有根据本发明的汽车电池导线的第一种布置方式；
图2示出了具有不同部件和弯曲部的汽车电池导线的视图；
图3示出了具有设置在端面上的部件的汽车电池导线的视图；
图4示出了汽车电池导线的部件之间的成角度的连接部的俯视图。
具体实施方式
图1示出了电池2，特别是起动器电池。在电池2上设有用于连接负载的电池电极2a、2b。优选地，电池电极2b是电池2的B+电极。在电池电极2b上固定有连接元件4，特别是柔性电缆。该连接元件4具有被拧紧在电池电极2b上的电池接线柱。该汽车电池导线由部件6、8和10构成。如可看出的，连接元件4以材料连接的方式连接到部件6上。该部件6具有弯曲部，这些弯曲部如此形成，使得所述部件6可装入该电池导线的安装空间中。部件6上的弯曲部根据具体型号要求形成，使得这些弯曲部满足汽车制造商的要求。部件8与部件6连接。部件8优选是直的，特别是当它被安置在汽车的中心托架中或汽车底部上时。在部件8上设置部件10，部件10也具有弯曲部。连接元件12连到部件10上，该连接元件12用于连接电负载，特别是负载或发生器，例如发电机(如照明发电机)。
由部件6、8和10构成的汽车电池导线在临近安装前才被组装起来。首先，相互分开地制造出部件6、8和10。在这里，部件6和10由铝带形成。例如可行的是，部件6、10由软化退火的铝带形成。这种铝带被输送到挤压机中并且在部件6和10上涂覆绝缘层。然后，根据汽车制造商的安装空间要求，在弯曲装置中依照具体型号对部件6、10进行成形。优选地，弯曲部只在一个平面中。
部件8与部件6、10分开地制造。因为部件8优选是直的，所以不需要弯曲。优选地，部件8比部件6、10更加刚硬地，例如由冷作硬化的铝制造。
部件6、8、10在制造好后被输送到顺序供料装置。在顺序供料装置中，按照收到的订单由部件6、8、10形成电池导线。在这里，依照订单，根据应当被装入电池导线的汽车型号，使用形状适配的部件6和形状适配的部件10。在部件6上焊接部件8。在此特别地考虑采用旋转摩擦焊或多轨道焊接。部件8具有符合(要安装该电池导线的)汽车型号的要求的长度。在部件8上同样焊接部件10。这样产生的电池导线从顺序供料装置只被运送到装配线上并在那里被组装。因为电池导线在临近安装之前才必须组装，所以它对物流的要求也很低。无需长距离运输几米长的电池缆线。按照本发明，只需运送部件6至10并且只在临近组装前才将这些部件相互连接。
如已解释的，对可用的安装空间的要求变得越来越严格，也就是说，必须制造具有越来越窄小的角部和弯曲部的电池导线，以便装入仅安排得勉强够的安装空间。为了能够在不同平面中提供弯曲部，本发明的电池导线提供了一种简单的解决构思。如图2中所示，电池导线的一部分由部件14、18、20构成。部件14在平行于部件14的纵向轴线16的平面中弯曲。弯曲部14a是纵向轴线16的平面中的弯曲部。部件18与部件14在连接位置22处连接。在弯曲部18a中，部件18被弯曲成从部件14的纵向轴线16的平面突出。具有分别分支到不同平面中的弯曲部14a、18a的电池导线若以传统方式制造是费事的。通过该连接位置22能实现导体14被如此形成，使得在纵向轴线16的平面中只有弯曲部14a。导体18具有垂直于导体18的纵向轴线而构成的弯曲部18a、18b。为了能在平行于纵向轴线16的平面中再次实现弯曲部20a，部件18在连接位置24处与部件20连接。部件20被再次如此成形，使得弯曲部20a位于平行于导体14的纵向轴线16的平面中。
通过部件14、18、20之间的连接位置22、24就能提供一种具有在不同空间方向上的弯曲部的电池导线。无需提供费事的制造工艺，而是可批量生产单个部件14、18、20并且只需在临近组装到汽车中之前才将它们相互连接。这使制造花费和运输成本都最小化。
图3示出了电池导线的两个部件26、28，其在连接位置30处相互连接。如图3所示，部件28以其一个侧面设置在部件26的端面上。通过将部件28设置在部件26的端面上，可以在连接位置30处制造出具有几乎为0°的圆角的直角弯曲部。这样的弯曲部若用整体式电池导线则是制造不出来的。通过所示的连接，就让本发明的电池导线也可以满足极端的安装空间要求。
图4示出了汽车电池导线的两个部件32、36。部件32、36是在连接位置34处以材料连接的方式相互连接。部件36相对于部件32的纵向轴线38成角度地设置。优选地，连接位置34通过旋转摩擦焊接制造。
通过本发明的汽车电池导线的模块化结构，可以制造具有不同形状的电池导线。汽车电池导线的单个部件可以容易地运输和满足需要地批量制造。几乎为0°的直线和直角弯曲部都可以借助该汽车电池导线的模块化结构制造出来。

Claims (22)

1.汽车电池导线，包括：
用于电池电极(20)的第一连接元件(4)，
用于至少一个负载的第二连接元件(12)，和
设置在所述第一连接元件(4)和所述第二连接元件(12)之间的扁平导体，
其中：
所述扁平导体是多件式的，其中，所述多件式的扁平导体的至少两个部件(6，8，10)在所述扁平导体的走向中相互连接；以及
所述第一连接元件(4)是柔性电缆且以材料连接的方式与所述扁平导体的第一部件连接。
2.根据权利要求1所述的汽车电池导线，其中：所述扁平导体的第一部件(6)与所述扁平导体的第二部件(8)以形状配合和/或传力连接和/或材料连接的方式连接。
3.根据权利要求1所述的汽车电池导线，其中：所述扁平导体的第一部件(6)至少与所述扁平导体的第二部件(8)焊接。
4.根据权利要求1所述的汽车电池导线，其中：所述扁平导体的第一部件(6)至少与所述扁平导体的第二部件(8)借助旋转焊接的方式点焊连接。
5.根据权利要求1所述的汽车电池导线，其中：所述扁平导体的第一部件(6)在平行于所述扁平导体的纵向轴线的平面中弯曲。
6.根据权利要求1所述的汽车电池导线，其中：所述扁平导体的第二部件(8)在垂直于所述扁平导体的纵向轴线的平面中弯曲。
7.根据权利要求1所述的汽车电池导线，其中：所述扁平导体的至少一个部件(6，8，10)是形状适配的。
8.根据权利要求1所述的汽车电池导线，其中：所述扁平导体的至少一个部件(6，8，10)由铝制成。
9.根据权利要求1所述的汽车电池导线，其中：所述扁平导体的至少一个部件(6，8，10)由软化退火的铝制成。
10.根据权利要求1所述的汽车电池导线，其中：所述扁平导体的至少一个部件是硬弹性的。
11.根据权利要求1所述的汽车电池导线，其中：所述扁平导体的第二部件(8，10)以相对第一部件(6)的纵向轴线成角度的方式与所述第一部件(6)连接。
12.根据权利要求1所述的汽车电池导线，其中：所述扁平导体的第二部件(8，10)以垂直于第一部件(6)的纵向轴线的方式与所述第一部件(6)连接。
13.根据权利要求1所述的汽车电池导线，其中：所述扁平导体的第二部件(8，10)以其一个侧面与所述扁平导体的第一部件的端面连接。
14.根据权利要求1所述的汽车电池导线，其中：所述扁平导体的第二部件(8，10)在汽车尾部和汽车前部之间设置在中心托架中或汽车底板上。
15.根据权利要求1所述的汽车电池导线，其中：所述扁平导体的第一部件(6)设置在汽车尾部中，使得所述扁平导体的第二部件(8，10)将汽车电池导线引到发动机舱，并且所述扁平导体的第三部件设置在发动机舱中。
16.用于制造根据权利要求1所述的汽车电池导线的方法，其中，
在第一工序中，制造扁平导体的至少两个部件，
在第二工序中，使所述扁平导体的第一部件弯曲，
在第三工序中，使所述至少两个部件相互连接，和
在第四工序中，通过材料连接方式将构成柔性电缆的用于电池电极的连接元件连接到所述扁平导体的第一部件上。
17.根据权利要求16所述的方法，其中：在第二工序中，使所述第一部件在平行于其纵向轴线的平面中弯曲。
18.根据权利要求16所述的方法，其中：在第二工序中，使所述扁平导体的第二部件在垂直于其纵向轴线的平面中弯曲。
19.根据权利要求16所述的方法，其中：将所述第一工序和所述第二工序安排在第一制造车间中进行，将所述部件提供到顺序生产装置，以及仅在所述顺序生产装置中才将所述第一部件与所述第二部件连接。
20.根据权利要求16所述的方法，其中：使所述扁平导体的第二部件以相对所述第一部件的纵向轴线成角度的方式与所述第一部件连接。
21.根据权利要求16所述的方法，其中：使所述扁平导体的第二部件在垂直于所述第一部件的纵向轴线的平面中与所述第一部件成角度地连接。
22.根据权利要求16所述的方法，其中：使所述扁平导体的第二部件与所述第一部件以材料连接的方式连接。
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