CN105009328A - 用于在车辆电池上固持电流传感器的机械固持元件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械固持元件(14)用于在车辆电池的电极(4)上固持电流传感器(6)，所述电流传感器具有一个第一电接触元件(28)用于产生与车辆电池的电极(4)的电连接，一个第二电接触元件(28)用于产生电接线元件(38)的电连接和一个串联在第一和第二电接触元件(28)之间的电流测量传感器(32)，所述机械固持元件包括：在形锁合方向(58)起作用的第一形锁合元件(50)用于形锁合的承接车辆电池的电极(4)上的对应的配对件(30)，和在形锁合方向(58)反向起作用的第二形锁合元件(52)用于形锁合的承接电接线元件(38)上的对应的配对件(44)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在车辆电池上固持电流传感器的机械固持元件，用于车辆电池的接线端子，用于通过电流传感器连接到车辆电池的电缆和车辆电池。
背景技术
从“电子工业”杂志2005年7月刊中已知一种智能电池传感器，叫做IBS。其中提到一种电流传感器，其设置为根据电池电压，电池电流和电池的温度确定车辆电池的充电水平。
发明内容
本发明的目的是改进在车辆电池上固定已知的电流传感器。
此目的通过独立权利要求的特征实现。优选的改进方案是从属权利要求的主题。
根据本发明的一个方面，机械固持元件用于在车辆电池的电极上固持电流传感器，所述电流传感器具有用于与车辆电池的电极建立电连接的第一电接触元件、用于与电接线元件建立电连接的第二电接触元件和串联地电连接在第一和第二接触元件之间的电流测量传感器，所述机械固持元件包括在形锁合方向起作用的第一形锁合元件用于形锁合地承接车辆电池电极上对应的配对件，和在形锁合反方向起作用的第二形锁合元件用于形锁合地承接电接线元件上对应的配对件。
本发明基于如下考虑，车辆电池电连接到开头所述的电流传感器及开头所述的电流传感器电连接到电接线元件必须附加地保证整个结构的机械稳固性。即除了机械支承还可能在车辆电池和电接线元件之间形成额外的接触，为了避免电流传感器短路，就必须在车辆电池和电接线元件之间提供电绝缘件。因此，显然为额外的接触使用螺纹连接，此处带来强的机械固持和相应的电绝缘性。然而这种形式的螺纹连接需要较大的零件花费才能实现。
在此，所述机械固持元件有如下知识做准备，在电接线元件和车辆电池之间的主负载通常作用于特定的方向。沿着该特定的方向所述固持元件可以提供必要的稳定性。在所有其它的剩余的负载方向，电连接到电流传感器的机械稳定性足够。以这种方式可以以相对少装配花费的单一零件提供电绝缘件，无需螺栓等类似零件。
在一个改进方案中，机械固持元件整体加工或一体制造而成，这样做使用于提供上述机械稳定性并同时提供电绝缘性所必须的单一部件花费减少到最低。
虽然机械固持元件本身可以导电，但是在机械固持元件和电接线元件和/或车辆电池之间的附加绝缘层是必不可少的。为了避免这样，所述机械固持元件本身设计为电绝缘的。
在另一改进方案中，机械固持元件由弹性材料制成，从而使机械固持元件相对于动态机械负载，如振荡，震动和撞击结实地构造。
在一个特别的改进方案中，所述机械固持元件由塑料制成，使得其可以通过浇铸和/或压铸的成型方法例如注塑在批量生产中制造。
在机械固持元件的一个优选的改进方案中，形锁合元件中的一个形锁合元件围绕旋转轴旋转对称地构造，所述旋转轴垂直于形锁合方向。以这种方式，可以提供具有较大制造公差的机械固持元件，因为机械固持元件具有一个自由度，在这个自由度中机械固持元件可以吸收制造公差。
在机械固持元件的一个特别优选的改进方案中，另一形锁合元件在第二形锁合方向起作用，该第二形锁合方向与形锁合方向相反并垂直于旋转轴。
根据本发明的另一方面，电池接线端子用于在车辆电池的电极上通过电流传感器固持电缆，所述电流传感器具有用于建立电连接的第一电接触元件、第二电接触元件和串联地电连接在第一和第二接触元件之间的电流测量传感器，所述电池接线端子包括在形锁合方向作用的形锁合元件用于形锁合地承接电缆上对应的配对件。在此，所述电缆可以包括上述机械固持元件中的一个。然而，配对件也可以备选的直接形成在电缆上。
根据本发明的另一方面，电缆通过电流传感器连接到车辆电池的接线端子，所述电流传感器具有用于建立电连接的第一电接触元件、第二电接触元件和串联地电连接在第一和第二接触元件之间的电流测量传感器，所述电缆包括在形锁合方向作用的形锁合元件用于形锁合地承接车辆电池的接线端子上对应的配对件。在此，接线端子可以包括上述机械固持元件中的一个。然而，配对件也可以备选的直接形成在接线端子上。
根据本发明的另一方面，用于为车辆的车载电路提供或接收电流的车辆电池包括用于提供或接收电流的所述接线端子，和连接在接线端子上的电流传感器，所述电流传感器具有用于建立电连接的第一电接触元件、第二电接触元件和串联地电连接在第一和第二接触元件之间的电流测量传感器，其中，接线端子的形锁合元件可与所述机械固持元件形锁合地连接。
所述车辆电池可以围绕所述机械固持元件如此扩展，使得第一形锁合元件与接线端子的形锁合元件形锁合地连接。
另外，所述车辆电池可以围绕所述电接线元件如此扩展，所述电接线元件的形锁合元件与机械固持元件的第二形锁合元件形锁合地连接。在此，电接线元件可以与电流传感器电连接。
接线端子和电接线元件至电流传感器的电连接都可以是钎焊连接，所述钎焊连接在通过机械固持元件形锁合无法顾及的方向上提供附加的机械固持。
电接线元件可以直接是电缆，但是也可以是电连接元件，如电桥。
附图说明
本发明的上述特性，特征和优点以及如何实现的方式方法，将结合以下参照附图说明的实施例更清晰的和更明确易懂的进行详细说明，其中：
图1图中示出在车辆电池上通过电流传感器固定电缆的基本工作原理；
图2图中示出在车辆电池上通过电流传感器备选的固定电缆的基本工作原理；
图3示出与电池接线端子和电缆相互连接的电流传感器的单个零件的透视图；和
图4示出在组合状态中的与电池接线端子和电缆相互连接的电流传感器的透视图。
图中相同的技术元件标注了相同的附图标记并只描述一次。
具体实施方式
参照图1，其示出用于说明在未进一步示出的车辆的未进一步示出的车辆电池的接线元件4上通过电流传感器6固持电缆2的基本工作原理的示意图。
如在图1中可见，为了保证稳固的固持，电缆2可以直接固定在车辆电池接线端4上。电流传感器6可以借助于电焊接点8串联电连接在电缆2和车辆电池4之间。然而电焊接点8并不只是电连接位置，同时也通过电流传感器6形成电缆2在车辆电池接线端4上的机械固持。为使这种机械固持在较长时间并在偶然的极端负载下得到保证，尤其在汽车制造业中这种机械固持可能是不够的。为了适应极端负载的情况，电缆2必须例如通过附加的机械稳定元件10直接固定在车辆电池接线端4上，从而减少焊接点8的机械载荷。
然而在此，适宜的稳定元件10必须不仅成本低，而且可以简单的方式装配。对此可以使用螺栓11-螺母12-连接件，因为这种连接件作为批量产品成本低并且可标准化获取。然而这种连接件由金属制成，并以此会使电流传感器6短路，则在此需要附加的电绝缘件13。因此显然必需的零件花费很高，不仅是高的零件成本而且还导致高的装配费用。
为避免高的零件成本和高的装配费用，建议将电缆2借助于机械固持元件14固定在车辆电池接线端4上，所述固持元件电绝缘的作用。机械固持元件14可以通过各一个形锁合结构以尤其有利的方式连接车辆电池接线端4和电缆。对比力锁合和材料锁合，所述力锁合在断开位置具有力源和力接收面，所述材料锁合在制造技术上只有通过大量时间花费才可制造并同时很难再次分离，而形锁合只需要仅有的形锁合部件，此外所述部件还可以设计为电绝缘的。在此，以尤其有利的方式利用如下事实，对于电缆2和车辆电池接线端4之间的连接预计只在特定的方向，例如在维修工作时通过拉拽电缆2，达到上述所谓的极端负载，而在其它方向(例如由于空间不足)不会出现较大的机械负载。构造为形锁合元件的机械固持元件14可以在其形锁合方向加强在电缆2和车辆电池接线端4之间在如下方向的连接，在维修工作时在所述方向预计出现上述的相对偶然的拉力负荷。
其中的原理，构造为形锁合元件的机械固持元件14在以下根据图3和4详细说明。
图3中示出了形式为接线端子16的、车辆电池接线端4的一部分，接线端子16能以本身已知的方式固定在上述车辆电池的未详细示出的正极或负极的极螺栓上。
接线端子16包括在周向开口的圆柱体18，在圆柱体的开口腿部20上布置(图3中只有其中一个可见)各一个四分之一圆形的夹爪22，所述夹爪闭合形成一个半圆形。这个半圆可以形锁合地承接在夹紧壳24中，夹紧壳可以通过螺纹连接26包住半圆形。电池接线端子16还包括电流接头28，电流传感器6以待说明的方式电接触到所述电流接头上。电池接线端子16还包括形式为圆柱销30的形锁合元件用于待说明的形锁合。
电流传感器6包括壳体32，该壳体被两个电流接头28穿过。两个电流接头28中的一个可以例如通过钎焊连接与电流传感器6的电流接头28电连接，以便引导来自上述车辆电池的电流34通过电流传感器6，由此电流传感器可以测量电流34。电流34也可以通过另外的电流接头28以待说明的方式被输送给电缆2。被测量的电流34的数据可以通过数据接口36提供给例如开头所述车辆的未进一步示出的发动机控制装置以进行进一步的数据处理。为简短起见，不对数据接口36的细节进行详细说明。
电缆2可以经由接线元件38例如通过另外的钎焊连接电连接到电流传感器6的另一电流接头28上，该接线元件包括自有的电流接头28。以此方式，电流传感器6可以串联地电连接在车辆电池电极4的接线端子16和电缆2的接线元件38之间。接线元件38在此与电缆2的电缆体40通过本身已知的压接结构42电连接以及机械连接。此外，接线元件38还具有四棱柱销44用于另外的待说明的形锁合。
在当前实施形式中，接线元件38通过设计为形锁合元件的机械固持元件14与电池接线端子16以上述两个形锁合结构连接，为清晰起见，采用附图标记46和48标识这两个形锁合结构。为此，机械固持元件14具有配合于圆柱销30的圆形开口50和配合于四棱柱销44的四边形开口52。
为了通过机械固持元件14机械连接接线元件38与电池接线端子16，圆柱销30沿第一连接方向54插入圆形开口50和四棱柱销44沿第二连接方向56插入四边形开口54，从而产生相应的形锁合连接46，48。车辆电池接线端4经由接线端子16而电缆2经由接线元件38通过机械固持元件14以上述方式机械保持在垂直于第一连接方向54作用的第一形锁合方向58，和垂直于第二连接方向56作用的第二形锁合方向60。为补偿制造公差，第一形锁合连接46构造为圆柱体形锁合件46形式，其中电缆2可以在周向绕圆柱体形锁合件46旋转。备选的和附加的，构造为四边形形锁合件48形式的第二形锁合连接48也可以设计为圆柱体形锁合件。
四边形形锁合件48可以任意构造，只要其阻止形锁合配对件在周向的运动。则四边形形锁合件48也可以例如代替四棱柱销44是具有倒圆角的板状销，其可以插入到对应的开口中。
在当前实施形式中，电的固持元件可以以尤其有利的方式由电绝缘材料，如塑料，例如用注塑方式一体制造。
Claims (10)
1.一种用于在车辆电池的电极上固持电流传感器(6)的机械固持元件(14)，所述电流传感器具有用于建立与车辆电池的电极(4)的电连接的第一电接触元件(28)、用于建立与电接线元件(38)的电连接的第二电接触元件(28)和串联地电连接在第一和第二电接触元件(28)之间的电流测量传感器(32)，所述机械固持元件包括：
-在形锁合方向(58)起作用的第一形锁合元件(50)，该第一形锁合元件用于形锁合地承接车辆电池的电极(4)上对应的配对件(30)；以及
-在形锁合方向(58)的反方向起作用的第二形锁合元件(52)，该第二形锁合元件用于形锁合地承接电接线元件(38)上对应的配对件(44)。
2.根据权利要求1所述的机械固持元件(14)，其中，所述机械固持元件是整体制造而成的。
3.根据权利要求1或2所述的机械固持元件(14)，其中，所述机械固持元件设计为电绝缘的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的机械固持元件(14)，其中，所述机械固持元件由弹性材料制造而成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的机械固持元件(14)，其中，所述机械固持元件由塑料制造而成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的机械固持元件(14)，其中，形锁合元件(50，52)中的一个形锁合元件绕旋转轴旋转对称地构造，该旋转轴垂直于形锁合方向(58)。
7.根据权利要求6所述的机械固持元件(14)，其中，另一形锁合元件(52，50)在第二形锁合方向(60)起作用，该第二形锁合方向与形锁合方向(58)相反并垂直于旋转轴。
8.一种通过电流传感器(6)将电缆(2)固持在车辆电池的电极(4)上的接线端子(16)，所述电流传感器具有用于建立电连接的第一电接触元件(28)、第二电接触元件(28)和串联地电连接在第一和第二电接触元件(28)之间的电流测量传感器(32)，所述接线端子包括在形锁合方向(58)起作用的形锁合元件(30)用于形锁合地承接电缆(2)上对应的配对件(50)，尤其包括根据前述权利要求中任一项所述的机械固持元件(14)。
9.一种用于通过电流传感器(6)连接到车辆电池的电极(4)上的电缆(2)，所述电流传感器具有用于建立电连接的第一电接触元件(28)、第二电接触元件(28)和串联地电连接在第一和第二电接触元件(28)之间的电流测量传感器(32)，所述电缆包括一在形锁合方向(60)起作用的形锁合元件(44)用于形锁合地承接车辆电池的电极(4)上对应的配对件(52)，尤其包括根据前述权利要求1至7中任一项所述的机械固持元件(14)。
10.一种用于为车辆的车载电路提供或接收电流(34)的车辆电池，包括：
-根据权利要求8所述的接线端子(4)用于提供或接收电流(34)，和
-连接在所述接线端子(4)上的电流传感器(6)，所述电流传感器具有用于建立电连接的第一电接触元件(28)、第二电接触元件(28)和串联地电连接在第一和第二电接触元件(28)之间的电流测量传感器(32)，
-其中，电极(4)的形锁合元件(30)可以与根据前述权利要求1至7中任一项所述的机械固持元件(14)形锁合地连接。
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