CN111044918A

CN111044918A - 用于电池传感器的电阻装置的制造方法和电阻装置

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Publication number: CN111044918A
Application number: CN201910973620.6A
Authority: CN
Inventors: H·弗伦策尔; R·汉普尔; J·莫斯特尔
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2018-10-15
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2039-10-14
Also published as: EP3640650B1; EP3640650A1; DE102019215747A1; CN111044918B

Abstract

本发明涉及一种用于制造电池传感器的电阻装置的方法，该电阻装置具有：第一连接元件、第二连接元件、电阻元件，该电阻元件使第一连接元件(12)与第二连接元件(16)彼此电连接，第一连接元件和/或第二连接元件具有第一连接面(30a、30b)，电阻元件(20)具有至少一个第二连接面(32a、32b)，该方法具有以下步骤：提供第一连接元件和/或第二连接元件以及电阻元件；使第一连接元件和/或第二连接元件定向，使得第一连接面放置在第二连接面上；通过至少部分地熔化且随后固化第一连接面或第二连接面使第一连接面与第二连接面焊接在一起。本发明还涉及一种通过这种方法制造的电阻装置(24)。

Description

用于电池传感器的电阻装置的制造方法和电阻装置

技术领域

本发明涉及一种用于电池传感器的电阻装置的制造方法和一种利用这种方法制造的电阻装置，其中电阻装置具有第一连接元件、第二连接组件和电阻元件，该电阻元件将第一连接元件与第二连接元件彼此电连接。

背景技术

在车辆中使用电池传感器，以获取有关电池状态的信息，例如电池的荷电状态。要检测的电池参数例如是电池电压、电池电流和电池温度，其中特别是必须持续检测电池电压和电池电流，例如以便能够对电池状态、例如荷电状态做出准确的说明。

电流检测例如通过检测布置在负载电流中的测量电阻器上的电压降实现。测量电阻器的电阻非常清楚。通过检测到的电压降，可以通过欧姆定律非常准确地确定流过测量电阻器的电流，即负载电流。

通常，用于测量电阻器的材料具有低的温度依赖性和低的电阻的老化漂移，例如使用铜-镍-锰合金。测量电阻器具有由铜或铜合金制成的接线片，用于与连接元件接触，并且与接线片一起形成电阻元件，该电阻元件一方面可以与电池电极端子连接，另一方面可以与用于接地电缆的电缆接头连接。电阻元件例如至少部分地被接纳在壳体中，其中，测量电阻器完全被壳体接纳，并且接线片、特别是用于电缆接头的接线片从壳体中伸出。

连接元件由具有高导电性的材料制成，例如由铜或铜合金制成。例如，连接元件由与电阻元件的接线片相同或相似的材料在制成。例如，第一连接元件具有电池电极端子，第二连接元件具有用于接地电缆的电缆接头。用于接地电缆的电缆接头例如可以通过电缆接线头套管/电缆接线夹或接线柱形成。

在现有技术中，连接元件、特别是第二连接元件通过钎焊、特别是通过电阻硬钎焊紧与测量电阻器的接线片连接，接地电缆紧固在该第二连接元件上。就是说，连接元件和电阻元件之间的连接通过附加的连接材料来实现，该附加的连接材料与连接元件和电阻元件的接线片建立形状配合或材料结合的连接。

在常规的车辆运行中，必须确保在连接元件和电阻元件之间的可靠接触。这对于确保可靠地确定电池状态是必要的。因此，在连接元件和测量电阻器之间的连接必须承受得住车辆运行中出现的负载，例如机械负载、例如振动或颤动，甚至温度波动。特别地，接地电缆所连接的第二连接元件必须稳定地与测量电阻器连接。

从现有技术中已知，使用附加的加强元件，该加强元件对连接元件和电阻元件之间的连接进行卸载，即可以至少部分地吸收机械负载。

此外，期望尽可能灵活地在电阻元件上定位第二连接元件，以便使第二连接元件如此定向，使得例如能够理想地吸收作用在接地电缆上的拉力。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于电池传感器的电阻装置，该电阻装置具有足够的强度，以承受在车辆运行中出现的负荷。本发明的目的还在于，提供一种用于制造这种电阻装置的方法。本发明的目的还在于，提供一种电阻装置和用于制造这种电阻装置的方法，该方法实现了连接元件在测量电阻器上的灵活的定向或定位。

为了实现上述目的，提出一种用于制造电池传感器的电阻装置的方法。该电阻装置具有特别是用于电缆的至少一个连接元件和电阻元件，其中，该电阻元件具有测量电阻器和用于与所述至少一个连接元件电接触的至少一个接触区域。连接元件具有第一连接面，电阻元件的接触区域具有至少一个第二连接面。该方法包括以下步骤：

-提供连接元件以及电阻元件；

-对连接元件进行定向，使得第一连接面相应地放置在第二连接面上；

和

-通过使第一连接面或第二连接面的至少部分地熔化且随后固化，使第一连接面与第二连接面焊接在一起。

与现有技术不同的是，在连接元件和电阻元件之间的连接不是通过钎焊、而是通过熔焊来实现，特别是通过无添加物的焊接方法来实现。这样做的优点是不必提供添加物。仅需要使第一连接面与第二连接面相对于彼此定向，并且通过施加能量暂时熔化连接面中的至少一个连接面，从而该至少一个连接面可以与相应的另外的连接面的材料形成材料结合的连接。这样的焊接连接具有非常高的强度。另外，在连接面之间不必引入附加材料。

该方法的另一个优点是，可以实现各个连接元件与电阻元件的任意定向，只要在焊接之前将连接面彼此叠置即可。连接元件可以例如相对于垂直于第二连接面的轴线摆动，直至第一连接面放置于第二连接面上。由此可以使电阻装置更灵活地适配于车辆中的安装条件。

可以在第一连接面和/或第二连接面上设置至少一个材料凸起部，该材料凸起部在所述定向后朝向相应的另外的连接面的方向突出，该材料凸起部在焊接过程中熔化并随后固化。该凸起部优选由与连接面相同的材料制成。在凸起部融化之后，凸起部的材料可以均匀地分布在连接面之间，从而在尽可能大的面积上建立连接。

优选地，至少一个材料凸起部可以布置成，使得在材料凸起部熔化且随后固化之后在优选的负载方向上实现尽可能高的强度。

例如也可以设置多个材料凸起部，这些材料凸起部在连接面上均匀和/或对称地分布。可以将材料凸起部布置成，使得无论连接元件相对于电阻元件如何定向，都能实现高强度，特别是沿连接元件的拉力方向。在这种情况下，对称包括任何类型的对称，例如轴对称或旋转对称。例如，材料凸起部可以布置成，相对于中心点在圆周方向上均匀地分布。

为了提高连接元件和电阻元件之间的连接强度，材料凸起部也可以相对于第一连接元件和/或第二连接元件的纵轴线横向地或纵向地延伸。

材料凸起部的熔化例如通过能量引入而发生。例如如此实现能量导入，使得在相应的连接元件和电阻元件之间发生能量流。由于第一连接面和第二连接面仅通过材料凸起部彼此贴靠，所以在这些材料凸起部处发生能量流的集中，该集中导致强烈的局部生热并因此导致材料凸起部的材料熔化。由此，即使连接面不能直接接触，也可以焊接连接面。特别地，能量的引入可以通过在电阻元件和连接元件之间引入电流，即通过电阻焊接方法来实现。

替代地，第一连接面与第二连接面的焊接也可以通过激光焊接方法进行。

为了实现连接元件在电阻元件上的尽可能灵活的定位，接触区域优选地形成为突出部，该突出部特别是为第一连接面提供至少两个安装位置。突出部被设计成，使得当第一连接面被放置在第二连接面上时，连接元件可以相对于垂直于第二连接面的轴线摆动。由此相应的连接元件可以在电阻元件上灵活地定向。

为了通过焊接产生尽可能稳定的连接，接触区域、特别是第一连接面和连接元件、特别是第二连接面优选由相同的材料制成，从而在焊接之后形成一体式的连接。特别地，该材料可以是铜或铜合金。

为了实现本发明的目的，还提供了一种用于电池传感器的电阻装置。该电阻装置具有特别是用于电缆的至少一个连接元件和电阻元件，其中，该电阻元件具有测量电阻器和用于与所述至少一个连接元件电接触的至少一个接触区域。连接元件具有第一连接面，电阻元件的接触区域具有至少一个第二连接面，其中，连接元件的第一连接面与电阻元件的接触区域的第二连接面通过焊接方法、特别是根据本发明方法电连接并机械连接。

至少一个第一连接面和至少一个第二连接面优选由相同的材料制成，尤其是由铜或铜合金制成。

在电阻元件的第二接触区域处可以设置电池电极端子/电池接线端子。

附图说明

根据结合附图的以下描述得到其他优点和特征。在附图中示出：

图1示出带有电阻装置的电池传感器的透视图；

图2示出图1的电池传感器的根据本发明的电阻装置的示意图；

图3a至图3c示出用于制造图2的电阻装置的方法步骤；

图4示出第二连接元件在电阻元件上的不同位置的示意图；

图5a至图5e示出用于图2的电阻装置的连接元件的实施方式。

附图标记列表：

10 电池传感器

12 第一连接元件

14 电池电极端子

16 第二连接元件

18 电缆接头

20 电阻元件

22 壳体

24 电阻装置

26 测量电阻器

28a、28b 接触区域

30a、30b 第一连接面

32a、32b 第二连接面

34 材料凸起部

36 转动轴线

38 接地电缆

40 负载方向

具体实施方式

在图1中示出电池传感器10，其包括：第一连接元件12，其具有电池电极端子14；第二连接元件16，其具有用于接地电缆的电缆接头18；以及电阻元件20，其将第一连接元件12与第二连接元件16彼此电连接。此外这里未详细示出，还设有有布置在壳体22中的、用于检测至少一个电池参数的检测装置，特别是用于检测基于在第一连接元件和第二连接元件之间流动的电流而在电阻元件上产生的电压降的电压检测装置。根据检测到的电压降和电阻元件20的已知电阻，可以确定在第一连接元件12和第二连接元件16之间、即经由电池传感器10流动的负载电流。

这种电池传感器10的第一连接元件12、第二连接元件16和电阻元件20一起形成电阻装置24，该电阻装置在图2中示意性地示出。在电池传感器的制造中，在该电阻装置24处安装检测装置和壳体。

如图2所示，电阻元件20具有测量电阻器26，该测量电阻器26由具有低的电阻温度依赖性和低的电阻老化漂移的材料制成。例如，测量电阻器26由铜-镍-锰合金制成。此外，为了使第一连接元件12与第二连接元件16接触，电阻元件20具有与测量电阻器26机械连接并电连接的两个接触区域28a、28b。

连接元件12、16分别具有第一连接面30a、30b，连接元件12、16通过第一连接面30a、30b在分别设置在接触区域28a、28b处的第二连接面32a，32b处与电阻器元件20连接。先前，连接元件12、16之间的连接通过硬钎焊方法(Brazing)进行，其中在第一连接面30a、30b与第二连接面32a、32b之间引入并熔化钎焊材料。

在图2中所示的电阻装置24的情况下，连接元件12、16与电阻元件20的连接借助于无需额外材料输入的焊接方法进行。为此，接触区域28a、28b，特别是第二连接面32a、32b和第一连接面30a、30b由相同的材料制成，例如铜合金或铜。

下面参照图3a至图3c说明焊接方法，其中，在此仅描述在第二连接元件16和电阻元件20之间的连接。第一连接元件12已经与电阻元件20连接，其中这可以以与下面针对建立在第二连接元件16和电阻元件20之间的连接所描述的相同的方式实现。

在第一方法步骤中，提供连接元件16和电阻元件20。如特别是在图3a中可以看到的那样，在第一连接面30a上设有多个材料凸起部34，这些材料凸起部朝向第二连接面32a的方向突出。这些材料凸起部由与连接面30a相同的材料制成。

然后使第二连接元件16相对于电阻元件20定向，其中第一连接面30a放置在第二连接面32a上。由于材料凸起部34从第一连接面30a上突出，所以第一连接面30a不是面状地贴靠在第二连接面32a上，而仅通过材料凸起部34贴靠。

从图3a中还可以看出，第二连接面32a如此突出，使得该第二连接面还可以相对于电阻元件20的纵轴线34在侧向地被接触到。

这使得第二连接元件16可以自由地相对于电阻元件20定向。特别地，连接元件16可以以与第二连接面32a垂直的转动轴线36为基准摆动，使得第二连接元件16可以例如在引出的接地电缆38的方向上定向(请参见图4)。

在第二连接元件16在电阻元件20上定向之后，通过熔化材料凸起部34然后固化材料凸起部34的材料将第一连接面30a与第二连接面32a焊接在一起。由于连接面30a、32b和材料凸起部34由相同的材料制成，通过随后对材料凸起部34的材料进行固化，在连接面30a、32b之间、即在第二连接元件16与电阻元件20之间形成形状配合的、特别是一体式的连接，该连接具有非常高的强度。

材料凸起部34的熔化特别是通过向材料凸起部34输入高能量实现。例如，可以通过在第二连接元件16与电阻元件20之间建立能量流来实现能量输入。由于首先仅通过贴靠第二连接面32a的材料凸起部34使得第二连接元件与电阻元件接触，所以在材料凸起部34处发生能量流的集中，该集中导致材料凸起部34的强烈局部生热并因此导致材料凸起部34熔化。

例如，通过在第二连接元件16与电阻元件20之间施加电流来输入能量。由于与连接元件16或与电阻元件20相比，材料凸起部34的横截面较小，因此电流会引起材料凸起部34的强烈局部生热。

替代地，可以使用导致材料凸起部34生热并熔化的任何其他方法，例如激光焊接方法。

在这里示出的实施方式中，材料凸起部34分别布置在第二连接元件16上。这具有的优点是，可以将材料凸起部34布置成，无论第二连接元件16在电阻元件20上的定位或定向如何，材料凸起部34的熔化和随后固化的材料可以理想地吸收作用在接地电缆38上的力、特别是拉力。

材料凸起部34也可以与此无关地设置在电阻元件20上。

特别地，材料凸起部34可以被布置成，使得可以通过材料凸起部34的熔化的且随后固化的材料实现理想的负载吸收。在图5a至图5e中提供了材料凸起部34的各种实施方式。

例如在图5a中，仅设置了两个相对于主要负载方向40横向分布的材料凸起部34。

在图5b中，仅提供了一个大的、圆形材料凸起部34。

在图5c和图5d中，分别提供了相对于负载方向40横向或纵向延伸的相应的材料凸起部34。

在图5e中，提供布置成三角形的三个材料凸起部34。

Claims

1.一种用于制造电池传感器(10)的电阻装置(24)的方法，该电阻装置具有：特别是用于电缆的至少一个连接元件(12、16)和电阻元件(20)，电阻元件(20)具有测量电阻器(26)以及用于与所述至少一个连接元件(12、16)电接触的至少一个接触区域(28a、28b)，连接元件(12、16)具有第一连接面(30a、30b)，电阻元件(20)的接触区域(28a、28b)具有至少一个第二连接面(32a、32b)，该方法具有以下步骤：

-提供连接元件(12、16)以及电阻元件(20)；

-对连接元件(12、16)进行定向，使得第一连接面(30a、30b)放置在第二连接面(32a、32b)上；

-通过至少部分地熔化且随后固化第一连接面(30a、30b)或第二连接面(32a、32b)使第一连接面(30a、30b)与第二连接面(32a、32b)焊接在一起。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一连接面(30a、30b)上和/或在第二连接面(32a、32b)上设置有至少一个材料凸起部(34)，该材料凸起部在所述定向后朝向相应的另外的连接面(32a、32b、30a、30b)的方向突出，该材料凸起部在焊接过程中熔化并随后固化。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，设有多个材料凸起部(34)，这些材料凸起部在连接面(32a、32b、30a、30b)上均匀地和/或对称地分布。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，材料凸起部(34)相对于第一连接元件(12)和/或第二连接元件(16)的纵轴线沿横向方向或沿纵向方向延伸。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，通过能量引入，特别是通过引入电流实现材料凸起部(34)的熔化。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，利用激光焊接方法进行焊接。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，接触区域设计为突出部，该突出部特别是具有用于第一连接面(30a、30b)的两个安装位置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，接触区域(28a)、特别是第一连接面(30a、30b)和连接元件(12、16)、特别是第二连接面(32a、32b)由相同的材料、特别是由铜合金制成。

9.一种用于电池传感器(10)的电阻装置(24)，该电阻装置具有至少一个连接元件(12、16)和电阻元件(20)，电阻元件(20)具有测量电阻器(26)以及用于与所述至少一个连接元件(12、16)电接触的至少一个接触区域(28a、28b)，连接元件(12、16)具有第一连接面(30a、30b)，电阻元件(20)的接触区域(28a、28b)具有至少一个第二连接面(32a、32b)，第一连接面(30a、30b)与电阻元件(20)的接触区域(28a、28b)的第二连接面(32a、32b)通过焊接方法、特别根据前述权利要求中任一项所述的方法电连接并且机械连接。

10.根据权利要求9所述的电阻装置，其特征在于，至少一个第一连接面(30a、30b)和至少一个第二连接面(32a、32b)由相同的材料、特别是由铜合金制成。

11.根据权利要求9或10所述的电阻装置，其特征在于，在电阻元件的第二接触区域上设置有电池电极端子。