CN106575802A - 蓄电池传感器装置 - Google Patents

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Abstract

蓄电池传感器装置具有接线柱、母线、基板、温度传感器、传热部件。接线柱包含与蓄电池的端子嵌合的夹持部。在母线上安装负载侧端子。另外，母线将夹持部和负载侧端子经由分流电阻电连接。基板与母线重叠并与母线电连接，比母线更向夹持部突出。温度传感器安装于基板的与母线相对的面的突出部。传热部件设置于温度传感器与接线柱之间。

Description

蓄电池传感器装置
技术领域
本发明涉及用于检测蓄电池的状态的蓄电池传感器装置。
背景技术
检测搭载于车辆上的蓄电池(例如铅蓄电池)的电池容量(SOC：State of Charge)或电池劣化状态(SOH：State of Health)目前在进行。为了检测SOC或SOH，需要检测蓄电池的电压、电流及温度，用于检测这些的蓄电池传感器装置例如公开在专利文献1及专利文献2等。
专利文献1中，公开有通过将检测蓄电池的温度的温度传感器接近蓄电池的端子设置，能够正确地检测蓄电池的温度的蓄电池传感器装置。
专利文献2中，公开有通过将检测蓄电池的温度的温度传感器直接设置于端子体上而能够正确地检测蓄电池的温度的蓄电池传感器装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国专利第4494895号公报
专利文献2：日本国专利第4996802号公报
发明内容
本发明提供能够正确地检测蓄电池的温度且组装性优异的蓄电池传感器装置。
本发明第一方面的蓄电池传感器装置具有接线柱、母线、基板、温度传感器、传热部件。接线柱包含与蓄电池的端子嵌合的夹持部。在母线上安装负载侧端子。另外，母线将夹持部和负载侧端子经由分流电阻电连接。基板与母线重叠并与母线电连接，具有比母线更向夹持部突出的突出部。温度传感器安装于基板的与母线相对的面的突出部。传热部件设置于温度传感器和接线柱之间。
本发明第二方面的蓄电池传感器装置具有与蓄电池的端子嵌合的夹持部、负载侧端子、母线、检测温度的温度传感器、基板、密封部。母线将夹持部和负载侧端子经由分流电阻电连接。在基板上安装有温度传感器。另外，基板联结在夹持部和分流电阻之间的金属部位。密封部覆盖基板。温度传感器与上述金属部位分离而安装于基板上。基板与金属部位的联结部被配置在第一圆之外且第二圆之内，所述第一圆以夹持部的中央为中心，以夹持部的中央至密封部的最短距离为半径，所述第二圆以夹持部的中央为中心，以在夹持部的中央至密封部的最短距离上加上联结部的最大接合面(最大座面)宽度的3倍的长度所得的距离或者加上联结部中的基板和金属部位的接触面的最大宽度的3倍的长度所得的距离为半径。
根据本发明，能够提供可以正确地检测蓄电池的温度且组装性优异的蓄电池传感器装置。
附图说明
图1是表示将本发明实施方式1的蓄电池传感器装置与蓄电池连接的状态的立体图；
图2是表示将本发明实施方式1的蓄电池传感器装置与蓄电池连接的状态的上面图；
图3是表示在接线柱上安装母线及分流电阻之前的状态的分解立体图；
图4是表示在接线柱上安装了母线及分流电阻的状态的立体图；
图5是表示在接线柱上安装了母线及分流电阻的状态的上面图；
图6是表示基板的第一面的平面图；
图7是表示图6的区域A的构成例的放大图；
图8是表示图6的区域A的其它构成例的放大图；
图9是表示在接线柱上安装基板的状态的上面图；
图10是图9的区域B的放大图；
图11是图10的C－C线剖面图；
图12是表示在图9所示的蓄电池传感器装置形成有树脂模制件的状态的上面图；
图13是表示从上方观察的蓄电池传感器装置的结构的立体图；
图14是表示从下方观察的蓄电池传感器装置的结构的立体图；
图15是说明基板联结点的范围的图；
图16是图15的区域D的放大图，是说明热敏电阻的配置位置的范围的图；
图17是表示本发明实施方式2的蓄电池传感器装置的结构的立体图；
图18是表示图17所示的蓄电池传感器装置的、形成树脂模制件之后的结构的立体图；
图19是表示图17所示的蓄电池传感器装置的、形成树脂模制件之后的结构的上面图；
图20是表示图17所示的蓄电池传感器装置的、将基板重叠之后的结构的上面图；
图21是图19的E－E线剖面图；
图22是图21的区域F的放大图；
图23是表示在图22中填充传热部件并重叠了基板之后的图。
具体实施方式
在说明本发明的实施方式之前，简单地说明现有的蓄电池传感器装置的问题点。
上述专利文献1所公开的蓄电池传感器装置中，由于将温度传感器和基板用引线连接，所以组装变得困难。
另外，上述专利文献2所公开的蓄电池传感器装置中，由于需要具备用于使温度传感器与端子体贴紧的构造(例如经由弹性体固定的构造等)，所以成为复杂的构造。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(实施方式1)
图1是表示将本发明实施方式1的蓄电池传感器装置100与蓄电池1连接的状态的立体图。另外，图2是图1的上面图。
如图1及图2所示，蓄电池1具备正极端子2和负极端子3。蓄电池传感器装置100中，后述的夹持部11(参照图3)嵌合于负极端子3，并利用后述的螺母13和螺栓14(参照图3)相对于负极端子3联结。
以下，对蓄电池传感器装置100的具体的结构进行说明。
图3是表示在接线柱10上安装母线15、16及分流电阻17之前的状态的分解立体图。另外，图4是表示在接线柱10上安装了母线15、16及分流电阻17的状态的立体图。另外，图5是图4的上面图。
图3中，接线柱10(金属部位的一例)由例如黄铜等金属部件形成，具有夹持部11及安装部12。如图3所示，安装部12从夹持部11的侧面突出并与夹持部11接合。此外，构成接线柱10的金属部件不限于黄铜，也可以是其它金属。
夹持部11与蓄电池1的负极端子3嵌合。而且，通过利用螺栓13和螺母14使夹持部11缩小，夹持部11夹持并联结蓄电池1的负极端子3。
在安装部12上安装有母线15、16、分流电阻17、及后述的基板23(参照图6)。在母线15、分流电阻17、母线16上，经由接线柱10流通来自蓄电池1的电流。在母线15上形成有供螺栓18插通的孔部15a。此外，在本实施方式中，利用螺栓18将母线15联结于接线柱10的安装部12，但不限于此。例如，也可以通过焊接、铆接、铆钉等将母线15与接线柱10的安装部12电气、机械地连接。
另外，在母线16设置有例如与车辆的车身(省略图示)接地的车辆负载侧端子19。另外，在母线15和母线16之间设置有分流电阻17。
如图3所示，在安装部12形成有与母线15接合的接合部12a。另外，在接合部12a形成有孔部12b。通过向该接合部12a的孔部12b和母线15的孔部15a插通螺栓18，如图4及图5所示，母线15被接触地安装于接合部12a。接合部12a由金属构成。
另外，如图3所示，在安装部12，与接合部12a相邻地设置有支承部12c。支承部12c是接线柱10的一部分，为导体。在支承部12c和母线16之间具有间隙，支承部12c和母线16不进行电连接。该支承部12c在成形后述的树脂模制件31时与树脂模制件31成为一体，实现保持母线16的作用。此外，支承部12c由于提高机械的可靠性，所以对温度测量没有影响。
另外，如图3所示，在安装部12形成有与基板23接合的接合部20。在接合部20形成有供后述的螺钉30(参照图9)插通的孔部21。接合部20由金属构成。此外，对于基板23相对于该接合部20的安装的详细内容，后面进行叙述。
另外，图3及图4中省略图示，但如图5所示，在安装部12安装有连接器部22。连接器部22与蓄电池1的正极端子2连接(省略图示)。另外，连接器部22将通过后述的基板23检测到的表示电流、电压、温度等的信息输出到未图示的CPU(Central Processing Unit)或者ECU(Engine Control Unit)等。
如图4、图5所示，在安装部12安装了母线15、16、及分流电阻17后，将基板23联结于安装部12中的接合部20。此时，基板23与连接于母线15、16的电流检测端子18a～18d连接。由此，基板23检测分流电阻17间的电压差。此外，图5中，在母线15、16上各具备两个电流检测端子，合计为4个，但也可以在分流电阻17的前后各具备一个，合计为两个。即，也可以在母线15上设置电流检测端子18a或电流检测端子18b的任一方，在母线16上设置电流检测端子18c或电流检测端子18d的任一方。
在此，对基板23进行说明。图6是表示基板23的第一面的平面图。第一面是指将基板23安装于安装部12时与安装部12相对的一侧的面。
基板23例如是玻璃环氧的板状部件。如图6、图9所示，基板23成为向夹持部11侧突出的形状，在该突出的部分的第一面上安装有热敏电阻24作为测量蓄电池1的温度的温度传感器。热敏电阻24为了可以进行精度高的温度检测，而被配置在不易受到分流电阻17的温度的影响，且更接近负极端子3的位置。对于热敏电阻24的配置位置的详细内容，使用图15、图16后面叙述。
通过热敏电阻24检测到的温度的信息例如通过图7或图8所示的电气配线输出到设置于基板23上的输出电路(省略图示)。图7、图8是图6的区域A的放大图。
在图7的例子中，形成有通向基板23内部的通孔25，由热敏电阻24测量的温度的信息经由通孔25及与其连接的基板23内部的配线(省略图示)向输出电路输出。
另一方面，在图8的例子中，在基板23上形成有电气图案(图案配线)26，热敏电阻24测量的温度的信息经由电气图案26及与其连接的基板23的第一面上的配线(省略图示)输出到输出电路。
上述输出电路将从热敏电阻24输入的温度的信息经由连接器部22输出到CPU或ECU等。
此外，除上述的热敏电阻24之外，基板23还具有检测蓄电池1的电压的电压传感器(省略图示)、及基于分流电阻17的两端的电压进行电流的检测的电流传感器(省略图示)。由这些传感器检测到的电压、电流的信息也经由上述输出电路及连接器部22输出到CPU或ECU等。
另外，如图6所示，在基板23的第一面上形成有导热图案27(传热部件)。导热图案27由导热率比基板23高的部件(例如铜箔)构成。
例如，如图7所示，导热图案27以不与热敏电阻24接触的方式接近热敏电阻24而形成。也与图8的情况相同，导热图案27以不与热敏电阻24及电气图案26接触的方式接近热敏电阻24及电气图案26而形成。即，在导热图案27和热敏电阻24之间设置规定长度的间隙。
此外，导热图案27只要以沿着热敏电阻24的至少一边的方式形成即可。另外，热敏电阻24和导热图案27之间的间隙的长度只要比热敏电阻24的平面方向上的宽度中的最短宽度短即可。此外，在本实施方式中，分成导热图案27和热敏电阻24的接地(GND)。但是，通过使导热图案27和热敏电阻24的GND电路上一致，也可以消除两者间的间隙，使导热图案27和热敏电阻24的接地图案共通。
另外，如图6所示，在基板23形成有切去了基板23的一部分的图案切断部28。图案切断部28防止来自分流电阻17的热传到热敏电阻24。进而，载置热敏电阻24都基板23的区域的热容量减小，提高温度的响应性。
另外，如图6所示，在基板23形成有供后述的螺钉30(参照图5)(传热部件)插通的孔部29。
这种结构的基板23以其第一面与安装部12相对的方式被螺钉拧紧。图9～图11表示此时的状态。图9是表示将基板23用螺钉拧紧于安装部12的状态的图。图10是图9的区域B的放大图。图11是图10的C－C线剖面图。
如图9～图11所示，通过向基板23的孔部29和形成于安装部12的接合部20的孔部21(参照图5)插通螺钉30，由此，将基板23接触并安装于接合部20。通过拧紧该螺钉，如图11所示，形成于基板23的导热图案27的一部分和安装部12(接合部20)贴紧。因此，来自安装部12的热容易向导热图案27传导。此外，导热图案27也可以不与安装部12(接合部20)接触而与安装部12(接合部20)接近。另外，在本实施方式中，通过螺钉30将基板23联结于接合部20，但不限于此。例如，也可以通过使凸台穿过基板并通过热进行熔敷的热铆接、或粘接剂等的固定方法将基板23与接合部20连接。另外，也可以通过其它机械方法将基板23与接合部20连接。
另外，如上所述，在将基板23用螺钉拧紧时，如图11所示，基板23上的热敏电阻24与安装部21(接合部20)分开而配置。另外，如图9所示，基板23将母线15及分流电阻17覆盖。
通过这样的结构，负极端子3的热从接线柱10的局部即安装部12传递到导热图案27。而且，利用与导热图案27接近的热敏电阻24来检测传导至导热图案27的热的温度。
如上，在将基板23安装于安装部12后，如图12、图13、及图14所示，以覆盖基板23的方式形成树脂模制件31(密封部的一例)。树脂模制件31防止水滴等附着于基板23。
接着，使用图15、图16说明基板联结点(基板23和接合部20的联结位置)的范围及热敏电阻24的配置位置的范围。图15是说明基板联结点的范围的图。图16是图15的区域D的放大图，是说明热敏电阻的配置位置的范围的图。
首先，使用图15说明基板联结点的范围。在图15中，O是负极端子3
(或夹持部11)的中心，a是负极端子3的半径。另外，b是夹持部11的电极的厚度，c是夹持部11的侧面和树脂模制件31之间的间隙的宽度(间隙距离的一例)。另外，d是螺钉30的接合面(座面、头形面)直径、或基板23和安装部12的接触部分的直径(对角线的长度)中大的一方的值。另外，e是从中心O至基板联结点(例如螺钉30的中心)的距离。
上述a～c是基于蓄电池1或接线柱10(夹持部11及安装部12)的制造性的要件而决定的值。另外，上述d是基于温度的测量精度的请求任意变更的值。
图15中，中心O至基板联结点的距离e的范围比a+b+c大且比a+b+c+d小是理想的。但是，如果考虑零件偏差，则至基板联结点的距离e比a+b+c大且比a+b+c+3d小是在现实的范围内得到良好的特性的条件。因此，距离e优选通过以下的式(1)规定。
a+b+c＜e＜a+b+c+3d (1)
即，基板联结点在图15中被配置在第一圆c1的外侧、且第二圆c2的内侧。第一圆c1是以点O为中心，以点O至树脂模制件31的最短距离(a+b+c)为半径的圆。第二圆c2是以在最短距离a+b+c上加上螺钉30的最大接合面宽度的3倍的长度、或加上基板23和接合部20的接触面的最大宽度的3倍的长度所得的距离(a+b+c+3d)为半径的圆。
接着，使用图16说明热敏电阻24的配置位置的范围。为了实现高精度的温度检测，期望热敏电阻24的配置位置接近上述的基板联结点。但是，如果考虑安装偏差、组装偏差、零件交叉等，则如图16所示，热敏电阻24期望在基板23的第一面上配置在以点P(螺钉30的中心)为中心的半径3d的圆的范围内。另外，在该范围，热敏电阻24期望配置在不易受到分流电阻17的热的影响的位置。
如以上说明，根据本实施方式的蓄电池传感器装置100，热敏电阻24配置在基板23上，且接近基板23和接线柱10(安装部12)的联结点而设置。因此，本实施方式的蓄电池传感器装置100可以不使用引线或弹性部件等而能够容易地进行组装，且能够正确地检测蓄电池1的温度。
至此说明了本发明的实施方式1，但本发明不限于上述实施方式，可以进行各种变形。
例如，在上述实施方式中，设为在基板23上形成导热图案27的结构，但也可以不在基板23上形成导热图案27。
(实施方式2)
接着，对实施方式2进行说明。此外，实施方式2中，为了避免冗长的说明，主要说明与实施方式1的差异。
图17是表示本发明实施方式2的蓄电池传感器装置200的结构的立体图。图17表示由树脂模制件231覆盖之前的蓄电池传感器装置200的结构。
图17中，与实施方式1相同，在接线柱210(安装部212)上安装母线215，在母线215上重叠设置基板223。
在此，在本实施方式2中，母线215具有切口部215a。
另外，在接线柱210上形成有在高度方向上具有厚度的凸部212a(安装部212的一部分)，在将母线215安装于接线柱210时，在与切口部215a相应的部位存在凸部212a。
基板223与母线215相比，具有朝向存在夹持部211的方向突出的突出部223a，在母线215上重叠了基板223时，在凸部212a(切口部215a)上存在突出部223a。
热敏电阻224(温度传感器)安装于突出部223a的下面(与母线相对的面)(参照图23)。
在此，在实施方式1中，在利用螺钉30将基板223联结于安装部212后，以覆盖基板223的方式形成树脂模制件31(密封部的一例)。
另一方面，在实施方式2中，在安装基板223之前，形成树脂模制件231(密封部的一例)。
图18是表示形成了树脂模制件231后的蓄电池传感器装置200的结构的立体图。
树脂模制件231以覆盖母线215的方式形成，并且与连接器部222成形为一体。
进而，树脂模制件231在母线215之上形成为上面开口的盒状。
在树脂模制件231的开口部，从下面突出有母线215、216的电流检测端子218a、218b、218c。此外，由于母线216与上述的母线16相同，所以省略说明。
而且，树脂模制件231以仅凸部212a(母线215的切口部215a)的上面开口的方式形成孔部231a(参照图19)。
图19是表示形成了树脂模制件231后的蓄电池传感器装置200的结构的上面图。
如图19所示，通过树脂模制件231形成孔部231a，从孔部231a可看见凸部212a。
通过形成树脂模制件231，在与相当于孔部231a的部位形成以凸部212a作为底面，以树脂模制件231作为侧壁的凹部250(参照图22)。
而且，在所形成的凹部250内填充导热脂(传热部件)，将基板223以与电流检测端子218a、218b、218c连接的方式重叠于母线上。
图20是表示重叠了基板223后的蓄电池传感器装置200的结构的上面图。
如上所述，在基板223设置有与凸部212a(即切口部215a、孔部231a)对应的突出部223a。
因此，在图20中，通过基板223覆盖凸部212a(即切口部215a、孔部231a)，使其不能被辨识。
接着，对通凸部212a及通过树脂模制件231形成的凹部250进行详细说明。
图21是图19(模制后、基板重叠前)的E－E线剖面图，图22是图21的区域F的放大图。
图22中可知，通过形成孔部231a，形成以凸部212a为底面、以树脂模制件231为侧壁的凹部250(虚线表示)。
而且，在凹部250填充导热脂(传热部件)，之后，重叠基板223。
图23是表示在图22中填充了导热脂(传热部件)并重叠了基板223后的图。
如图23所示，设置于基板223的突出部223a的下面的热敏电阻224沉入填充于凹部250的导热脂内。
由此，热敏电阻224能够经由凸部212a及导热脂正确地测量温度。
另外，由于热敏电阻224未直接附于接线柱210而经由传热部件(导热脂)，所以热敏电阻224的对位产生余量，组装的容易性提高。
此外，基板223通过钎焊等进行了固定后，例如通过由树脂形成的盖等覆盖树脂模制件231的开口部，进行树脂模制。
如以上说明，根据本实施方式2的蓄电池传感器装置200，在接线柱210(安装部212)的凸部212a及通过树脂模制件231形成的凹部250填充导热脂(传热部件)，使设置于基板223的热敏电阻224沉入导热脂内。因此，本实施方式的蓄电池传感器装置200可以容易地组装，且能够正确地检测蓄电池1的温度。
产业上的可利用性
本发明的蓄电池传感器装置例如可以适用于搭载于车辆上的蓄电池等。
标记说明
1 蓄电池
2 正极端子
3 负极端子
10 接线柱
11 夹持部
12 安装部
12a 接合部
12b 孔部
12c 支承部
13，18 螺栓
14 螺母
15，16 母线
15a 孔部
17 分流电阻
18a、18b、18c、18d 电流检测端子
19 车辆负载侧端子
20 接合部
21 孔部
22 连接器部
23 基板
24 热敏电阻
25 通孔
26 电气图案
27 导热图案
28 图案切断部
29 孔部
30 螺钉
31 树脂模制件
100、200 蓄电池传感器装置
210 接线柱
211 夹持部
212 安装部
212a 凸部
215，216 母线
215a 切口部
218a、218b、218c 电流检测端子
222 连接器部
223 基板
223a 突出部
224 热敏电阻
231 树脂模制件
231a 孔部
250 凹部

Claims (7)

1.一种蓄电池传感器装置，具备：
接线柱，其包含与蓄电池的端子嵌合的夹持部；
母线，其安装负载侧端子，将所述夹持部和所述负载侧端子经由分流电阻电连接；
基板，其与所述母线重叠并与所述母线电连接，具有比所述母线更向所述夹持部突出的突出部；
温度传感器，其安装于所述基板的与所述母线相对的面的所述突出部；
传热部件，其设置于所述温度传感器与所述接线柱之间。
2.如权利要求1所述的蓄电池传感器装置，其中，
所述接线柱在与所述温度传感器对应的部位具有凸部，
所述蓄电池传感器装置还具有树脂模制件，该树脂模制件按照以所述凸部作为底面形成凹部的方式形成侧壁，
所述传热部件设于所述凹部。
3.一种蓄电池传感器装置，具备：
夹持部，其与蓄电池的端子嵌合；
负载侧端子；
母线，其将所述夹持部和所述负载侧端子经由分流电阻电连接；
温度传感器，其检测温度；
基板，其安装所述温度传感器，并联结在所述夹持部与所述分流电阻之间的金属部位；
密封部，其覆盖所述基板，
所述温度传感器从所述金属部位分离并安装于所述基板，
所述基板与所述金属部位的联结部配置在第一圆之外且第二圆之内，所述第一圆以所述夹持部的中央为中心，以所述夹持部的中央至所述密封部的最短距离为半径，所述第二圆以所述夹持部的中央为中心，以在所述夹持部的中央至所述密封部的最短距离上加上所述联结部的最大接合面宽度的3倍的长度、或者加上所述联结部中的所述基板与所述金属部位的接触面的最大宽度的3倍的长度所得的距离为半径。
4.如权利要求3所述的蓄电池传感器装置，其中，
所述联结部从所述夹持部的中央离开以下的式(1)的e的距离而配置，
a+b+c＜e＜a+b+c+3d (1)
在此，a是所述蓄电池的端子的半径，b是所述夹持部的电极的厚度，c是所述夹持部的外周面至所述密封部的间隙距离，d是将所述基板联结于所述金属部位的螺钉的接合面直径或者所述基板与所述金属部位的接触部分的直径中大的一方。
5.如权利要求3所述的蓄电池传感器装置，其中，
所述温度传感器配置在圆之内，该圆以所述联结部的中央为中心，以所述联结部的最大接合面宽度的3倍的长度、或者所述联结部中的所述基板与所述金属部位的接触面的最大宽度的3倍的长度为半径。
6.如权利要求3所述的蓄电池传感器装置，其中，
所述基板具有导热图案，
所述导热图案沿着所述温度传感器的至少一边，且在所述联结部与所述金属部位接触、或者在所述联结部沿着所述金属部位而形成。
7.如权利要求3所述的蓄电池传感器装置，其中，
所述温度传感器安装于所述基板中的、与所述金属部位接触的一侧的面。
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