CN105264388A - 电池状态检测装置 - Google Patents

Abstract

基板连接端子(15)与检测从电阻元件(10)流过的电流用的电路基板连接。基板连接端子(15)是通过将中间部(31)与两个连接部(30)形成为一体而构成的。中间部(31)被形成为大致直线状，并与分流电阻(7)连接。两个连接部(30)以中间部(31)的两端为底端向与该中间部(31)大致垂直的方向突出而与电路基板连接，且大致相互平行。夹着电阻元件(10)设置有两个基板连接端子(15)。并且，中间部(31)与分流电阻(7)之间的接触电阻小于所述中间部(31)的导体电阻。

Description

电池状态检测装置

技术领域

本发明涉及一种电池状态检测装置，特别是一种用于连接分流电阻与电路基板的基板连接端子的结构。

背景技术

现有技术中，检测电池状态的电池状态检测装置(电池传感器)已为人们所知。这样的电池状态检测装置例如已被记载在专利文献1和2中。

这种电池状态检测装置具备检测电流用的分流电阻及电路基板。如图9所示那样，分流电阻7采用将电阻值已知的电阻元件10(锰铜等)配置在第1导体部11和第2导体部12之间的结构。

在第1导体部11和第2导体部12上分别安装有基板连接端子15。各基板连接端子15具有与电路基板(省略图示)连接的连接部30。

另外，现有技术的电池状态检测装置的基板连接端子15如图9所示，通过安装螺钉28而被安装在分流电阻7上。基于该结构，由于能够确切地实现基板连接端子15与分流电阻7之间的电连接和机械连接，所以能够确保很高的检测精度。

所述电路基板被构成为，进行脉冲放电而使脉冲电流流过分流电阻7的同时，检测出该脉冲放电时流过电阻元件10的电流的大小等。基于此时检测出的电流值等，能够判断电池的状态。在此，由于利用脉冲放电来判断电池状态的方法是公知的，因而省略说明。

此外，以往，在电池状态检测装置中，将公知的四端子法用于电流的检测。如周知的那样，通过使用四端子法，能够实现正确的电流测定。图10(b)示出基于四端子法检测流过电阻元件10的电流用的等效电路。

如图9所示，现有技术的基板连接端子15通过形成狭缝，而成为具有两个连接部30的结构。具体而言，第1导体部11侧的基板连接端子15具有两个连接部30c、30d。另外，第2导体部12侧的基板连接端子15具有两个连接部30a、30b。由此，共计四个连接部30被配置于分流电阻7上，通过上述四端子法能够检测出流过电阻元件10的电流。

为了实现图10(b)所示的等效电路，在现有技术的电池状态检测装置中，四个连接部30(30a、30b、30c、30d)被配置成排列在一条直线上(图10(a))。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】：日本特开2011-210610号公报

【专利文献2】：日本特开2012-215452号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，采用如图10(a)那样将四个连接部30配置成排列在一条直线上的结构的情况下，在该连接部30排列的方向上需要空间，基板连接端子15的配置上限制增多。另外，现有技术的结构中，如图9那样，需要在基板连接端子15上形成用于使安装螺钉28插通的插通孔，所以，基板连接端子15形状复杂，难以实现该基板连接端子15的小型化。

另外，由于基板连接端子15的连接部30通过焊料连接在电路基板上(省略图示)，所以与该电路基板实现了机械上的连接。因而，连接部30会受电路基板的振动、震动的影响。在这一点上，如图9和图10所示的现有技术的结构由于四个连接部30被配置成排列在一条直线上，所以，平衡性不佳，成为电路基板的振动、震动难以逃逸的结构。因此，在可靠性及耐久性方面尚有改善的余地。

鉴于上述情况，本发明的主要目的在于，提供一种在改良基板连接端子的结构及其布局的同时，使可靠性和耐久性得到提高的电池状态检测装置。

用于解决课题的手段和效果

本发明所要解决的技术问题如上所述，以下，对用于解决该技术问题的技术方案及其效果进行说明。

基于本发明的观点，提供以下结构的电池状态检测装置。即，该电池状态检测装置具备，分流电阻、和基板连接端子。所述分流电阻具备电阻元件。所述基板连接端子与用于检测从所述电阻元件流过的电流的电路基板连接。所述基板连接端子是通过将中间部与两个连接部形成为一体而构成的。所述中间部被形成为大致直线状，并与所述分流电阻连接。所述两个连接部以所述中间部的两端为底端向与该中间部大致垂直的方向突出而与所述电路基板连接，且基本相互平行。夹着所述电阻元件设置有两个所述基板连接端子。并且，所述中间部与所述分流电阻之间的接触电阻小于所述中间部的导体电阻。

如此，通过将基板连接端子形成为大致コ字状(或者大致U字状)，基板连接端子的结构变得比现有技术的更简单。由此，能够实现小型化。通过构成为，中间部与分流电阻之间的接触电阻比中间部的导体电阻充分小，能够使基于四端子法的电流测定成立，从而实现精度良好的测定。

在上述电池状态检测装置中，较佳为，四个所述连接部被配置在，从该连接部的长边方向看时为长方形的顶点的位置。

通过将四个连接部如此配置，与现有技术相比，该连接部的配置的平衡性得到改善。由此，能使电路基板的振动、震动容易被分散，从而能使耐久性和可靠性得到提高。另外，在此所说的长方形也包括正方形。

上述电池状态检测装置中，较佳为，所述基板连接端子的所述中间部通过焊接而与所述分流电阻连接。

这样，由于通过焊接而将中间部连接到分流电阻上，所以，与中间部的导体电阻相比，基板连接端子与分流电阻之间的接触电阻充分小。由此，能够实现基于四端子法的精确的电流测定。

上述电池状态检测装置中，较佳为，所述连接部被构成为，与连接所述电路基板的前端部相比，底端部的宽度更宽。

通过这样将连接部的底端部加工得较宽，能够确保基板连接端子的强度。另外，通过将前端部加工得较窄，将该前端部通过焊料焊接在所述电路基板上时热量难以扩散。因此，焊料的附着性能得到提高。

上述电池状态检测装置具备，与所述基板连接端子的所述连接部电连接的电路基板。

通过将四个连接部连接在电路基板上，能够在电路基板中进行基于四端子法的精确的电流测定。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的电池状态检测装置的使用状态的立体图。

图2是电池状态检测装置的俯视图。

图3是电池状态检测装置的侧视图。

图4是电池状态检测装置的正面截面图。

图5是表示在分流电阻上安装基板连接端子的情形的立体图。

图6中，(a)是分流电阻的俯视图，(b)是电池状态检测装置的等效电路。

图7是说明实施方式的等效电路与现有技术的等同的图。

图8是表示实施方式的分流电阻的测定误差的表。

图9是表示在现有技术的电池状态检测装置所具备的分流电阻上安装基板连接端子的情形的立体图。

图10中，(a)是现有技术的分流电阻的俯视图，(b)是现有技术的电池状态检测装置的等效电路。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在此，为了便于与用图9和图10说明过的现有技术的结构进行比较，对于与其相似的构成要素，在说明本实施方式用的图面(图1～7)中也标注相同的符号。通过以下说明，便能明确现有技术的结构与本实施方式之间的差异。

如图1所示，本实施方式的电池状态检测装置1具备，与电池2所具有的电池极柱3连接的电池极柱端子4；用于连接与负载(省略图示)连接的线束5的线束连接部6；及外壳8。

电池极柱端子4是通过对金属板进行冲压及弯折加工而形成的。如图1及图2所示那样，电池极柱端子4具有与电池2的电池极柱3连接的电池极柱连接部20。电池极柱连接部20被形成为大致圆柱状。将电池极柱3插入在该圆柱状的部分中的状态下，将紧固螺栓21紧固，则所述圆柱的部分咬住电池极柱3的周面，从而与该电池极柱3连接(电连接和机械连接)。

如图3等所示，线束连接部6被构成为螺栓(接线柱)。另一方面，在线束5的端部设有端子13(图1)。如图1所示，通过将线束连接部6插到端子13上，再在该线束连接部6上紧固螺母18，所述线束5便被连接(电连接和机械连接)在该线束连接部6上。

接下来，对外壳8的内部情形进行说明。外壳8由树脂制成，并被加工成盒状。如图4所示，在外壳8的内部，形成有用于容纳电路基板9等的容纳空间23。另外，外壳8具备堵塞容纳空间23的开口部的盖子部24。

另外，如图4所示，在外壳8内配置有分流电阻7的一部分；及所述电池极柱端子4的一部分。外壳8中设置有，将容纳空间23与分流电阻7之间分隔的分隔壁26。

如图4及图5所示，分流电阻7被构成为，在第1导体部11与第2导体部12之间，配置有电阻值已知的电阻元件10(例如锰铜)。如图5所示，第1导体部11、第2导体部12、及电阻元件10分别被形成为平板状。因此，分流电阻7整体为平板状。另外，如图5等所示，分流电阻7被形成为，在第1导体部11、电阻元件10、第2导体部12排列的方向上细而长。在此，将第1导体部11、电阻元件10、第2导体部12排列的方向作为分流电阻7的长边方向。

如图4所示，第1导体部11的一部分被配置为，从外壳8向外部突出，在该突出的部分上设置有所述线束连接部6。分流电阻7的第2导体部12上连接着电池极柱端子4。

如图4及图5所示，在分流电阻7的第1导体部11和第2导体部12上分别设置有基板连接端子15。如图4所示，基板连接端子15与所述电路基板9上装设的电子电路适宜地连接。由此，电路基板9上的电子电路与分流电阻7实现电连接。另外，为了将分流电阻7与电路基板9连接，需要将基板连接端子15配置为，穿越分隔壁26的两侧。于是，分隔壁26上形成有，用于使基板连接端子15通过的端子通过孔51。

电路基板9被构成为，通过所述基板连接端子15而进行脉冲放电，并且，通过基板连接端子15检测此时从电阻元件10流过的电流的大小等。外壳8具备输出所述检测结果的连接器14(参照图1和图4)。电路基板9被构成为，与所述连接器14内的输出端子32(图4)相连接，通过该输出端子32来输出所述检测结果。与连接器14相连接的外部的其它装置(例如，汽车上装备的发动机控制单元(ECU))可以根据从连接器14输出的检测结果，来判断电池的状态。

接下来，对本实施方式的特征性的构成进行说明。

如图5所示，本实施方式的基板连接端子15是通过将细长板状的金属构件两次弯折成大致直角以形成大致U字状(或コ字状)而构成的。由此，基板连接端子15成为两个连接部30与中间部31形成为一体的结构。更具体而言，中间部31被加工成大致直线状。两个连接部30以中间部31的两端为底端向与该中间部31的长边方向大致垂直的方向突出地被形成为直线状。另外，基板连接端子15所具备的两个连接部30大致相互平行。

如图5和图6(a)所示，基板连接端子15分别被设置在第1导体部11和第2导体部12上。由此，两个基板连接端子15被设置为，夹着电阻元件10的形式。如图6(a)所示，两个基板连接端子15在分流电阻的长边方向(图6的左右方向)上并列配置。

如图5所示，各基板连接端子15被配置为，中间部31的长边方向与第1导体部11或第2导体部12的顶面平行。另外，如图6(a)所示，各基板连接端子15被配置为，中间部31的长边方向与两个基板连接端子15并列的方向(图6(a)的左右方向)垂直。由此，如图6(a)所示，从连接部30的长边方向看时，配置为四个连接部30构成长方形的顶点。

如图4、图5等所示，基板连接端子15的连接部30被加工成，其底端部比前端部宽度更宽。通过这样将连接部30的底端部加工得较宽，能够确保该连接部30的强度。另外，由于连接部30的前端部加工得较细，将该前端部用焊料焊接在电路基板9上时，焊料的热量难以扩散。由此，能够使焊料附着性能提高。另外，由于电路基板9与连接部30的前端较细的部分电连接，所以容易使该连接部分与底端部之间的导通电阻(即，连接部30的导通电阻)比中间部31的导通电阻更大。这有利于用四端子法进行电流测定，详细情况将于后述。

另外，上述焊料是从电路基板9的上侧(连接部30的前端侧)被导入的，但也经由该电路基板9的通孔而绕到了底面侧(连接部30的底端侧)。于是，在本实施方式中，连接部30的宽度变化的部位被设定在，比电路基板9的底面(连接部30的长边方向的底端侧的面)更靠下侧(底端侧)。即，连接部30的宽度较宽的部分被形成在远离电路基板9的底面的位置。由此，即便是焊料绕到了电路基板9的底面侧，该焊料的热也难以扩散，另外，如上所述那样能容易地确保导通电阻。

另外，如前述那样，现有技术的结构(图10(a))中，由于四个连接部30被配置为排成一条直线，所以存在难以使电路基板9的振动、震动逃逸的问题。在这一点上，本实施方式中，由于四个连接部30被配置为构成长方形的顶点，所以与现有技术的结构相比，连接部30的配置平衡得到改善。因此，即便是电路基板9受到振动或震动，该振动或震动也能被适宜地分散到四个连接部30上。从而，成为抗震动和振动性能强、耐久性优异的结构。

另外，本实施方式的电池状态检测装置1的特征之一在于，采用了通过焊接将基板连接端子15安装在分流电阻7上的结构。

具体而言，如图5所示，通过将基板连接端子15的中间部31焊接在第1导体部11或第2导体部12的顶面上，使该基板连接端子15与分流电阻7相连接(电连接和机械连接)。由此，能够废除以往为安装基板连接端子15所需的安装螺钉28(图9)。

另外，现有技术的结构中，如图9所示，有必要将供安装螺钉28插通用的插通孔82形成在基板连接端子15上。为此，基板连接端子15的形状如图9所示那样比较复杂，导致电池状态检测装置的造价升高。

在这一点上，本实施方式中，由于废除了安装螺钉28，所以已没有必要在基板连接端子15上形成插通孔82，从而能将基板连接端子15加工成简单的形状。具体而言，如前述那样，本实施方式的基板连接端子15是将细长板状金属构件弯折成大致U字状(或コ字状)而得到的，与现有技术的结构(图9)相比，形状变得简单。因此，与现有技术相比，由于能够低价制造基板连接端子15，所以能够消减电池状态检测装置1的造价。

另外，在本实施方式中，在基板连接端子15与分流电阻7的连接中采用了焊接，所以，与以往使用安装螺钉28的连接方法相比，基板连接端子15与分流电阻7之间的接触电阻变小。因此，能够实现基于所谓四端子法的精确检测，从而，与使用安装螺钉28的现有技术的结构相比，检测精度不会变差。

接下来，说明采用本实施方式的结构能够实现基于四端子法的测定。

如图5及图6(a)所示，将配置在第1导体部11侧的基板连接端子15的两个连接部分别作为30c、30d。另外，将配置在第2导体部12侧的基板连接端子15的两个连接部分别作为30a、30b。

如图6(a)所示，第2导体部12侧的连接部30a和第1导体部11侧的连接部30d被配置为，夹着电阻元件10相向而对。连接部30a与电路基板9上的电路的接地端连接。连接部30d与电路基板9上的脉冲放电电路连接。该脉冲放电电路被构成为，通过连接部30d而进行脉冲放电。所述脉冲放电引起的脉冲电流经由连接部30d而顺次流过第1导体部11、电阻元件10、第2导体部12。进一步，该脉冲电流经由与第2导体部12相连接的电池极柱端子4而流到电池极柱3(图1)。

另外，如图6(a)所示，第2导体部12侧的连接部30b和第1导体部11侧的连接部30c被配置为，夹着电阻元件10相向而对。连接部30b、30c与电路基板9上的电流测定电路相连接。该电流测定电路被构成为，通过测定连接部30b和连接部30c之间的压降，来检测所述脉冲放电时从电阻元件10流过的电流的大小。本实施方式的结构的电池状态检测装置1的等效电路如图6(b)所示。

如上所述那样，电流流过的端子(连接部30a及连接部30d)与测定电流的端子(连接部30b及连接部30)为不同端子的结构作为四端子法而为人所知，能够实现精确的电流测定。因此，基于本实施方式的电池状态检测装置1，能够高精度地检测电池2的状态。

另外，如前述那样，在本实施方式中，由于四个连接部30的配置与现有技术的不同，所以，电流流动的路径与现有技术的不同。但是，如图7所示，只要将本实施方式的电池状态检测装置1的等效电路变形，即可成为现有技术的电池状态检测装置的等效电路。因此，本实施方式的电池状态检测装置1也能同以往一样实现基于四端子法的测定。

另外，如前述那样，本实施方式中，由于采用了通过焊接将基板连接端子15连接在分流电阻7上的结构，所以，该基板连接端子15与分流电阻7之间的接触电阻变得极其小。并且，本实施方式的基板连接端子15为，中间部31的宽度及长度被设计成，与所述接触电阻相比，中间部31的导体电阻充分大。更具体而言，以使连接部30的导体电阻比中间部31的导体电阻更大那样，由连接部30的宽度及长度之间的关系来确定中间部31的宽度及长度。由此，便能实现基于四端子法理论的电流测定。

即，假设，上述脉冲放电之际，从脉冲放电电路流到连接部30d的脉冲电流经由中间部31而流入连接部30c，则连接部30c与连接部30d之间的独立性受到损坏，无法获得四端子法的效果。在此，如上所述那样，与基板连接端子15和分流电阻7之间的接触电阻相比，中间部31的导体电阻充分大。另外，连接部30的导体电阻比中间部31的导体电阻更大。由此，能够防止所述脉冲电流经由中间部31而流入连接部30c。如此，基于本实施方式的结构，能够维持连接部30c与连接部30d之间的独立性，因而，能够实现基于四端子法理论的精确测定。

本申请的发明人为了验证如上所述那样构成的本实施方式的电池状态检测装置1的测定精度，进行了实际的测定电流的实验。其结果如图8所示。图8中示出的“传感器”的行中，示出了用电路基板9的电流测定电路检测出的电流值。“记录器”的行中，示出了所记录的实际从电阻元件10流过的脉冲电流的大小的值。因而，可以认为两者之间的差(“差”的行中示出的)为电池状态检测装置1的测定误差。

如图8所示，本实施方式的电池状态检测装置1的测定误差最大为0.015[A]，从而确认了具有充分的测定精度。

下面，对容纳本实施方式的分流电阻7的外壳8的结构进行详细说明。

现有技术的电池状态检测装置为，将外壳8成型之后，在该外壳中组装分流电阻7的结构。为此，现有技术的结构中，需要用于将分流电阻7固定在外壳8上的螺钉等。

对此，本实施方式的外壳8是通过，将焊接了基板连接端子15的状态下的分流电阻7插入之后注塑成型的。如此，通过在外壳8中插入分流电阻7，两者被固定。因而，本实施方式中，不需要用于将分流电阻7固定在外壳8上的螺钉等。

而且，通过插入分流电阻7之后将外壳8成型，两者的附着性得到提高，因而，本实施方式的电池状态检测装置1中，外壳8的密封性比以往得到提高。因此，电池状态检测装置1的可靠性能够进一步得到提高。

然而，由于外壳8是树脂，分流电阻7是金属，所以即便是在外壳8中插入分流电阻7成型后，两者也非完全附着在一起。因而，不能完全排除分流电阻7与外壳8之间的部分(例如，图4中用粗线表示的符号33的部分)成为水向外壳8内侵入的侵入路径的可能性。水从侵入路径33侵入到外壳8内的情况下，水有可能经由端子通过孔51而侵入到容纳空间23一侧。反过来说，如果能够将端子通过孔51堵塞，则能够阻止水侵入容纳空间23内。

于是，在本实施方式中，如图4所示，采用了在端子通过孔51中充填了密封材料(聚氨酯等)50的结构。密封材料50被填充成，覆盖着基板连接端子15的中间部31。即，本实施方式的基板连接端子15为，只是连接部30露出在容纳空间23内，中间部31被密封材料50覆盖而不在容纳空间23内露出。

如此，本实施方式中，通过在端子通过孔51中填充密封材料50，能够在将该端子通过孔51堵塞的同时，使基板连接端子15在容纳空间23内露出的部分达到最小限度。由此，即便是水从侵入路径33侵入到外壳8内，也能够阻止该水侵入到容纳空间23。如此，基于本实施方式的电池状态检测装置1的结构，能够确保外壳8的防水性。

如以上说明过那样，本实施方式的电池状态检测装置1具备分流电阻7、和基板连接端子15。分流电阻7具备电阻元件10。基板连接端子15与检测从电阻元件10流过的电流用的电路基板9连接。基板连接端子15是通过将中间部31与两个连接部30形成为一体而构成的。中间部31被形成为大致直线状，并与分流电阻7连接。两个连接部30以中间部31的两端为底端向与该中间部31大致垂直的方向突出而与电路基板9连接，且大致相互平行。设置有两个基板连接端子15，该两个基板连接端子15夹着电阻元件10。并且，中间部31与分流电阻7之间的接触电阻小于所述中间部31的导体电阻。

如此，通过将基板连接端子15形成为大致コ字状(或大致U字状)，与现有技术相比，基板连接端子15的结构变得简单。由此，能够实现小型化。通过构成为中间部31与分流电阻7之间的接触电阻比中间部31的导体电阻充分小，能够使基于四端子法的电流测定成立，从而实现精度良好的测定。

以上，对本发明的较佳的实施方式进行了说明，但上述结构例如可以进行以下变更。

在上述实施方式中，采用了将分流电阻7插入到外壳8内进行成型的方式，但并非一定局限于此。也可以如以往那样，采用将外壳8加工之后再将分流电阻7组装到外壳8内的结构。

也可以省略在端子通过孔51中填充密封材料50的结构。

分流电阻7、基板连接端子15等的形状不局限于图示中的形状，可以进行适宜的变更。

附图标记说明

1电池状态检测装置

7分流电阻

15基板连接端子

23容纳空间

30连接部

31中间部

Claims (5)

1.一种电池状态检测装置，包括：

具备电阻元件的分流电阻；及

与用于检测从所述电阻元件流过的电流的电路基板连接的基板连接端子，其特征在于：

所述基板连接端子是通过将中间部与两个大致相互平行的连接部形成为一体而构成的，

所述中间部被形成为大致直线状，并与所述分流电阻连接，

所述两个连接部以中间部的两端为底端向与所述中间部大致垂直的方向突出而与所述电路基板连接，

夹着所述电阻元件设置有两个所述基板连接端子，

所述中间部与所述分流电阻之间的接触电阻小于所述中间部的导体电阻。

2.如权利要求1所述的电池状态检测装置，其特征在于：

四个所述连接部被配置在，从该连接部的长边方向看时为长方形的顶点的位置。

3.如权利要求1所述的电池状态检测装置，其特征在于：

所述基板连接端子的所述中间部通过焊接而与所述分流电阻连接。

4.如权利要求1所述的电池状态检测装置，其特征在于：

所述连接部被构成为，与连接所述电路基板的前端部相比，底端部的宽度更宽。

5.如权利要求1所述的电池状态检测装置，其特征在于：

具备与所述基板连接端子的所述连接部电连接的电路基板。