CN103797615B - 用于引导电流的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于在位于连接在车辆电池上的连接电缆（42）与车辆电池之间的电流路径（6）上引导电流（5）的装置（2），其中电流路径（6）通过电断开部件（8）分为两个电流路径部分（10、12），这两个电流路径部分通过电流传感器（18）彼此电连接。公开的装置（2）包括用于机械连接车辆电池和连接电缆（42）的机械连接元件（4、38），和与机械连接元件（4、38）不同的、用于使电流传感器（18）与电流路径部分（10、12）中的一个电连接的电连接元件（24、26）。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在位于连接在车辆电池上的连接电缆与车辆电池之间的电流路径上引导电流的装置，以及一种具有所述装置的车辆。
背景技术
为了在机动车中测量由电源输出至电负载的电流，可以在电源和电负载之间串联连接一电流传感器。例如，由DE102011078548A1已知了这种电流传感器。
发明内容
本发明的任务在于，改进这种电流测量。
该任务通过独立权利要求所述的特征完成。优选的改进方案是从属权利要求的主题。
本发明提出了一种用于在位于连接在车辆电池上的连接电缆与车辆电池之间的电流路径上引导电流的装置，其中电流路径通过电断开部件分为两个电流路径部分，这两个电流路径部分通过电流传感器彼此电连接。所述装置设置为，一方面使连接电缆和车辆电池机械连接以及另一方面通过电流传感器建立两个电流路径部分之间的电接触，从而电流传感器可以检测流经两个电流路径部分的电流。根据本发明，机械连接与电连接无关、也就是说退耦。
本发明基于这样的考虑：在车辆电池和连接电缆之间的机械连接以及其通过电流传感器的电连接也可以构造为共同的技术单元或者彼此相关地构造。然而本发明认识到，作用于机械连接的机械负荷、如热功通过这种方式也直接影响了电连接。如果在最坏的情况下中断了电连接，则不仅涉及电流测量，而且也涉及由车辆电池对连接在电连接电缆上的负载的电能供给。
因此，通过彼此无关的电和机械连接避免了，作用于机械连接的机械负荷影响电连接，且反之亦然。
因此，本发明给出了一种用于在位于连接在车辆电池上的连接电缆与车辆电池之间的电流路径上引导电流的装置，其中电流路径通过电断开部件分为两个电流路径部分，这两个电流路径部分通过电流传感器彼此电连接。给出的装置包括：
-用于机械连接车辆电池和连接电缆的机械连接元件，和
-与机械连接元件不同的、用于使电流传感器与电流路径部分中的一个电连接的电连接元件。
电流路径部分和电流传感器在此可以是给出的装置的一部分。通过给出的装置使得电流路径部分之间的电连接以及进而使得电流测量更可靠。
在一个改进方案中，给出的装置包括电流传感器，该电流传感器支承在机械连接元件上，从而机械连接元件的机械稳定性可以用于机械地支承和稳定电流传感器。
可选地或附加地，给出的装置包括电流路径部分中的第一电流路径部分，该第一电流路径部分作为印刷导线形成在机械连接元件上。通过这种方式可以把机械连接元件的机械稳定性用于第一电流路径部分的机械稳定。
特别优选的是，电流传感器可以机械地支承在电流路径部分中的第一电流路径部分上且通过另一个电连接件与该第一电流路径部分电连接。通过这种方式可以把给出的装置实施为车辆电池和连接电缆之间的起作用的电流测量设备。
在一个特殊的改进方案中，给出的装置包括负荷减小元件，用于减小通过连接电缆作用在机械连接元件上的拉负荷。通过这种方式使安置在连接电缆和车辆电池之间的装置进一步机械稳定。
在一个额外的改进方案中，给出的装置包括引导至少一部分电流路径的电的极接线柱，用于连接机械连接元件与车辆电池的电极。这种电的极接线柱设置用于可拆松地电连接和机械连接在车辆电池的极上，从而给出的装置可以通过简单的方式保持在车辆电池上。
在给出的装置的一个特殊的改进方案中，电流传感器机械地支承在极接线柱上且与通过极接线柱引导的电流路径电接触。通过这种方式可以把电极接线柱的机械稳定性用于使电流传感器机械稳定。
在给出的装置的一个特别优选的改进方案中，机械连接元件电绝缘地保持在极接线柱上。通过这种方式可以通过电极接线柱和机械连接元件之间的电绝缘简单地实现电断开部件。
在给出的装置的另一个特别优选的改进方案中，机械连接元件形锁合地保持在极接线柱中。通过这种方式，机械连接元件不仅可以简单地安置在车辆电池和连接电缆之间，而且机械连接元件也可以简单地为了维修目的从电极接线柱取出并再次装配至电极接线柱中。
在给出的装置的一个备选的改进方案中，机械连接元件包括一引导电流路径的连接元件，用于使连接电缆与机械连接元件电连接和机械连接，从而连接电缆可以简单地与给出的装置不仅电连接而且机械连接。该连接元件在此例如可以是插头或插座。
本发明还给出了一种车辆电池，其包括电连接部和给出的装置，所述电连接部用于把电流输出至电负载或者从电源接收电流，所述给出的装置连接在所述电连接部上。
本发明还给出了一种车辆，其包括：
-车辆电池，
-通过连接电缆连接在车辆电池上的电负载，以及
-给出的装置中的一个，所述给出的装置连接在连接电缆和车辆电池之间。
附图说明
结合下文对实施例的描述，能更清楚明白地理解本发明的上述特性、特征和优点以及实现这些特性、特征和优点的方式和方法，结合附图进一步解释实施例，其中：
图1示意性示出给出的装置的第一实施例；
图2示意性示出给出的装置的第二实施例；以及
图3示意性示出给出的装置的第三实施例。
在附图中相同的技术元件具有相同的附图标记且仅描述一次。
具体实施方式
参考图1，其示意性示出给出的装置2的第一实施例。
在该实施方案中，装置2具有印刷电路板4作为机械连接元件，在该印刷电路板上引导具有电断开部件8的印刷导线6作为用于电流5的路径。因此，电断开部件8把印刷导线6分为第一印刷导线部分10作为第一电流路径部分，以及第二印刷导线部分12作为第二电流路径部分。
在第一和第二印刷导线部分10、12上分别支承了由DE102011078548A1已知的功率场效应晶体管14、16，下文称为FET14、16，其是在所述文献中公开的有源的分流器18的一部分。在该实施方案中，第一FET14的、在本图示中未进一步可见的源极连接部和第二FET16的、在本图示中未进一步可见的漏极连接部分别与印刷导线部分10、12电接触，FET14、16支承在所述印刷导线部分上。第一FET14的漏极连接部20和第二FET16的源极连接部16分别连接在电连接件24、26上，所述电连接件在该实施方案中分别设计为多个键合引线。借助于电连接件24、26使FET14、16的自由的源极连接部或漏极连接部20、22分别与印刷导线部分10、12电连接，在印刷导线部分上未支承相应的FET14、16。通过这种方式，FET14、16和电连接件24、26一起桥接了两个印刷导线部分10、12并因此建立了印刷电路板4上的封闭的印刷导线6。
像在DE102011078548A1中进一步描述的那样，两个FET14、16连接在两个印刷导线部分10、12之间，以便沿两个不同的电流方向测量流经印刷导线6的电流。为此，在FET14、16的栅极连接部28、30上连接了分析电路32，该分析电路的结构例如可以和DE102011078548A1中分析电路的结构相同。
在该实施方案中，连接在两个印刷导线部分10、12之间的有源的分流器18例如应该是例如能够考虑用于测量至车辆电池的充电电流和来自车辆电池的放电电流的电流传感器。可选地，也可以在两个印刷导线部分10、12之间连接无源的分流器。
在该实施方案中，两个印刷导线部分10、12在电断开部件8处齿状彼此接合，从而在此处能够布置其它FET用于测量通过印刷导线8的电流。
在该实施方案中，印刷电路板4与电极接线柱34机械连接，该电极接线柱能够以本领域技术人员已知的方式用于电接触车辆电池的未进一步示出的电极。印刷电路板4和电极接线柱34之间的机械连接尽管可以任意设计，然而为了尽可能小的安装花费，该机械连接也应该建立电极接线柱34和印刷导线6之间的电连接，从而印刷导线6能从电极接线柱34接收电流5。为此，在该实施方案中，机械连接可以优选实施为压配合连接。被引导经过印刷导线6和印刷电路板4的贯通开口36用于压配合连接，该贯通开口以本领域技术人员已知的方式被压配合连接的压配合销穿过。
在印刷导线6的、与贯通开口36对置的一侧上，该印刷导线可以与未进一步示出的连接电缆电接触，从而电流5可以通过该连接电缆被引导至一个或多个电负载。额外地，该连接电缆应该与和印刷电路板4无关的元件、如极靴34或印刷电路板4的壳体机械连接，从而不会通过印刷导线6和连接电缆之间的电接触在印刷电路板4上施加机械负荷、如拉负荷，所述拉负荷可以机械地拉紧FET14、16并进而不损坏FET14、16。为此，连接电缆可以通过夹紧连接、粘合连接或注塑包覆的/模制的连接机械地固定在上述与印刷电路板4无关的元件上。
参考图2，其示意性示出给出的装置2的第二实施例。
在图2的装置2中，考虑把印刷电路板4和电极接线柱34之间的本身存在的机械分隔部作为电断开部件8。因此，电极接线柱34表现为第一个上述电流路径部分，印刷电路板4上的印刷导线6表现为第二个上述电流路径部分。通过这种方式可以节省空间地且价廉地制成印刷电路板。
在该实施方案中，第一FET14的未示出的源极连接部与电极接线柱34的表面电接触，其中第一FET14也被电极接线柱34机械地支承。第一FET14的漏极连接部20通过设计为键合引线的电连接件24与印刷电路板4上的印刷导线6电接触。第二FET16的未示出的漏极连接部以类似方式与印刷导线6接触，其中第二FET16被印刷电路板4机械地支承。第二FET16的源极连接部22通过设计为键合引线的电连接件26与电极接线柱34的表面电接触。
为了确保与电极接线柱34的表面的最佳电接触，该表面可以具有合适的涂层，例如像借助于由铜、镍和金（CuNiAu）组成的合金制成的涂层。可选地，电极接线柱34本身也可以由适合用于电接触的材料形成，例如像铝（Al）。
印刷电路板4可以机械地以任意一种方式保持在电极接线柱34上。因此，与图1类似，可以使用压配合连接，或者例如可以把印刷电路板4粘合、旋紧或铆接在电极接线柱34上。在把印刷电路板4固定在电极接线柱34上时要注意，印刷导线6保持与电极接线柱34电分开，以便不桥接电断开部件8。
在该实施方案的装置2中，当把连接电缆连接在印刷导线6上时，可以使用相同的构思以便避免印刷电路板上的机械应力以及损坏第二FET16，例如像在图1的装置2中那样，为了简洁在下文中不再涉及这一点。
参考图3，其示意性示出给出的装置2的第三实施例。
在图3的装置2中，印刷电路板4和图2中的印刷导线6一件式地设计为实心的/牢固的（massiv）支承体38，该支承体被形锁合地插入极接线柱34中。该实心的支承体38一方面能导电且另一方面对极接线柱34电绝缘。两个FET14、16的电连接件以和图2中相同的方式设计，其中印刷导线6在此像已经提到的那样通过实心的支承体38替换。与图2的装置2类似，支承体38和/或电极接线柱34可以被合适地涂层或者由相应合适的材料制造以用于FET14、16和电连接件24、26的电接触。
在该实施方案中，实心的支承体38具有接纳开口40，连接电缆可以被导入该接纳开口中且与实心的支承体38电接触和机械接触，所述连接电缆在图3中示出且具有附图标记42。在此，电接触和机械接触可以形式为压紧配合，通过焊接或其它任意方式实现。
为了对连接电缆42减小拉负荷，在该实施方案中，安装了固定件44，该固定件把拉力从连接电缆42直接引导至电极接线柱34中。
借助于根据图3的装置2可以使例如形式为有源的分流器18的电流传感器基于最狭小的空间以最小的接触位置连接在连接电缆42和车辆电池之间，由此实现了最小的电阻。此外，不使用自身的印刷电路板。此外，装置2可以简单地组装且也可以再次拆开，因为实心的支承体38被形锁合地插入极接线柱34中。
Claims (9)
1.一种用于在位于连接在车辆电池上的连接电缆(42)与所述车辆电池之间的电流路径(6)上引导电流(5)的装置(2)，其中所述电流路径(6)通过电断开部件(8)分为两个电流路径部分(10、12)，这两个电流路径部分通过电流传感器(18)彼此电连接，所述电流传感器(18)包括功率场效应晶体管(14、16)，所述装置包括：
-用于机械连接所述车辆电池和连接电缆(42)的机械连接元件(4、38)，和
-与所述机械连接元件(4、38)不同的、用于使所述电流传感器(18)与所述电流路径部分(10、12)中的一个电连接的电连接元件(24、26)，
所述装置包括电流路径部分(10、12)中的第一电流路径部分，该第一电流路径部分作为印刷导线形成在所述机械连接元件(4、38)上。
2.根据权利要求1所述的装置(2)，所述装置包括所述电流传感器(18)，该电流传感器支承在所述机械连接元件(4、38)上。
3.根据权利要求1所述的装置(2)，其中，所述电流传感器(18)机械地支承在所述电流路径部分(10、12)中的第一电流路径部分上且通过另一个电连接件与该第一电流路径部分电连接。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置(2)，所述装置包括负荷减小元件(44)，用于减小通过所述连接电缆(42)作用在所述机械连接元件(4、38)上的拉负荷。
5.根据权利要求1-3任一项所述的装置(2)，所述装置包括引导至少一部分电流路径(6)的电的极接线柱(34)，用于连接所述机械连接元件(4、38)与所述车辆电池的电极。
6.根据权利要求5所述的装置(2)，其中，所述电流传感器(18)机械地支承在所述极接线柱(34)上且与通过所述极接线柱(34)引导的电流路径(6)电接触。
7.根据权利要求5所述的装置(2)，其中，所述机械连接元件(4、38)形锁合地和/或电绝缘地保持在所述极接线柱(34)之中或之上。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的装置(2)，其中，所述机械连接元件(4、38)包括一引导所述电流路径(6)的连接元件(40)，用于使所述连接电缆(42)与所述机械连接元件(4、38)电连接和机械连接。
9.一种车辆电池，其包括：
-电连接部，所述电连接部用于把电流输出至电负载或者从电源接收电流，以及
-根据权利要求1-8中任一项所述的装置(2)，所述装置连接在所述电连接部上。
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