CN111585138A - 电缆和制造电缆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电缆(1)，其具有至少一个导电电缆芯(4)和一个绝缘体(6)，绝缘体至少部分地包围至少一个电缆芯(4)，其中电缆(1)具有用于接触电导体(8)的至少一个接触区(10)，且其中至少一个电缆芯(4)在至少一个接触区(10)中暴露。为了使电缆(1)能够进一步小型化，接触区(10)根据本发明进行填充，使得接触区(10)的表面(12)布置为基本上与电缆表面(14)齐平。因此，电缆(1)可以在低空间要求的情况下放下，并且可以例如通过激光焊接连接到电导体(8)。本发明还涉及制造电缆(1)的方法，以及电导体(8)与创造性的电缆(1)之间的通过激光焊接的电缆连接(34)。

Description

电缆和制造电缆的方法
技术领域
本发明涉及一种电缆，具有至少一个导电电缆芯和一个绝缘体，绝缘体至少部分地包围至少一个电缆芯，其中电缆具有用于接触电导体的至少一个接触区，且其中至少一个电缆芯在至少一个接触区中暴露。另外，本发明还涉及制造这样的电缆的方法，且涉及电缆和电导体之间的电缆连接。
背景技术
例如，为了测量电势差，将这种电缆特别是通过超声焊接连接到机动车辆中的电池单元的单元连接器。在超声波焊接的情况下，将超声波发生器(sonotrode)放置在接触区上。通过引入高频机械振动，使超声波发生器产生共振，共振可以传递到接触区。由于高频和压力，摩擦在接触区和电导体之间产生了原子连接。为此，需要接触区的最小尺寸，以便可以放置超声波发生器。因此，由于接触区的尺寸阻碍了电缆的小型化。
因此，本发明的目的是创造一种具有尽可能小的接触区的电缆或电缆连接。此外，本发明的目的是提供一种制造这种电缆的方法。
发明内容
根据本发明实现上述目的，对于上述电缆，在于接触区被填充，使得接触区的表面布置为基本上与电缆表面齐平。
另外，上述目的通过根据本发明的电缆连接实现，在于根据本发明的电缆以及电导体通过激光焊接连接在接触区处彼此连接。
根据本发明，通过以下方式制造电缆：填充接触区直到接触区的表面布置为基本上与电缆表面齐平。
通过根据本发明的解决方案，可以不费力地将电缆保持在接触区上。因此，可以将接触区推靠电导体并连接到电导体，特别是通过激光焊接。因此，不再需要将接触区的尺寸设定为可以放置超声波发生器。由于由此实现了接触区的小型化，可以进一步减小电缆的尺寸。通过填充接触区直到接触区的表面与电缆表面基本齐平为止的另一个优点是，电缆芯不再需要变形，特别是不再需要将其推靠电导体以便接触电导体。结果，可以防止电缆芯在连接期间撕裂，并且还可以使用相对较小厚度的电缆芯。
在下文中，引用了进一步的改进，这些改进可以根据需要彼此独立地组合，并且各自独立地是有利的。
因此，根据第一有利配置，例如，可以在接触区中施加导电接触材料。因此，在电导体和电缆之间不仅可以产生机械连接，而且可以产生导电连接。
至少一个电缆芯优选地同样可以由导电接触材料形成。结果，形成了同质的(homogeneous)电气系统，并且避免了填充接触区的接触材料与电缆芯之间的接触腐蚀。此外，这可以导致简单的电缆连接设计。
根据另一有利的配置，至少一个接触区可以被电镀，直到至少一个接触区的表面布置成与电缆表面基本齐平。接触区可以是电镀铜的，例如，特别是通过反向脉冲镀覆或通孔镀覆。结果，可以简单且精确地填充接触区。
为了将至少一个接触区的尺寸保持为最小，根据另一有利的配置，至少一个接触区的最大宽度可以为约0.8mm。结果，用户在设计电缆连接时获得了更大的自由度，因为在如此小的接触区的情况下，在相对于电导体的定位中获得了更大的公差度。
根据另一有利的配置，电缆可以具有彼此并排布置的至少两个电缆芯，特别是彼此电绝缘，其中每个电缆芯可以在至少一个接触区中暴露。优选地，相邻的电缆芯暴露的接触区彼此间隔开和/或分离。结果，可以在电缆和电导体之间制造若干个连接。例如，电导体可以通过不同的电缆芯在各个点接触，或者也可以通过电缆接触多个电导体，一个电缆芯相应地连接到一个电导体。
特别地，至少两个电缆芯的接触区可以彼此偏移地布置。至少两个电缆芯的接触区可以优选地在电缆方向上彼此偏移地布置，至少两个电缆芯沿着该方向延伸。因此可以避免焊接桥，特别是在焊接期间。如果接触区彼此偏移地布置，则可以使彼此并排的电缆芯彼此靠近，而不会有在电缆芯之间发生意外桥接的风险。因此，通过偏移的接触区，可以减小电缆的尺寸，特别是其宽度。
在特别有利的配置中，每个电缆芯至少在两个接触区处暴露。因此，每个电缆芯至少有两种附接可能性。至少两个接触区优选在电缆方向上彼此间隔开。例如，电缆芯因此可以在第一接触区连接到电导体，例如电池模块的单元连接器，并在第二接触区连接到电路板。
电缆可以优选地配置为扁平电缆，特别是柔性扁平电缆，其中若干个电缆芯在水平面上彼此平行地布置。每个电缆芯可以连接到单独的电导体，也可以于在电缆方向上相互间隔开的多个点处连接到电导体。因此，例如，可以为电池模块中的每个电池单元提供至少一个电缆芯，该电池模块由成排布置并通过单元连接器连接的若干电池单元构成。此外，可以将扁平电缆焊接到电路板上，由此，例如，可以简单地测量单个电池单元之间的电势差。由于根据本发明，接触区被填充为与电缆表面基本上齐平，因此可以减小接触区的尺寸。结果，扁平电缆可以配备更多数量的电缆芯，例如，结果是，与常规扁平电缆相比，扁平电缆所接触的电池单元的数量得以增加，而扁平电缆的宽度却没有增加。电缆芯的宽度因此可以小于大约1mm。
根据另一有利的配置，至少一个接触区可以在两侧上被填充为基本上与电缆表面齐平。因此，可以特别在电缆芯的上方和下方填充接触区。因此，电缆芯在接触区得到了加强，并且电缆可以从上方毫无问题地推靠电导体。结果，电缆芯可以具有相对较小的厚度，例如0.075mm，因为电缆芯不必变形即可连接到电导体，并固定在其位置，并由在两侧填充的接触区保护。此外，电缆芯和/或扁平电缆在电缆方向上可以具有均匀的厚度，由此可以保证扭转的安全性，特别是在将电缆芯和/或扁平电缆卷起时。
至少一个接触区优选地可以是圆形的，特别是在沿电缆方向的截面中。因此，被填充的接触区基本上描述了圆柱体。特别地，中心轴线可被布置成基本上垂直于圆柱轴线并与之相交。结果，可以确保电缆芯在接触区中对称地暴露，并且可以产生与电导体的均匀连接。
可以向至少一个接触区提供焊球和/或可以将焊球放置在至少一个接触区上。例如，这可以简化电缆到电路板上的焊接。替代地，电缆可以通过激光焊接到电路板上的方式连接到接触区。
接触区可以电镀地填充，例如通过电镀法。结果，可以精确且经济高效地填充接触区。接触区可以优选地通过反向脉冲镀覆或通孔镀覆来填充。
电缆连接可以具有至少一个另外的电导体，例如，在至少一个接触区连接到电缆的电路板。在这种情况下，例如，电路板可以被焊接到接触区上，或者可以通过激光焊接具有焊接连接。
电缆可以沿电缆方向在电导体上延伸，并且可以在沿电缆方向在彼此偏移的接触区连接到电导体。结果，可以防止电缆芯的接触区在垂直于电缆方向的直线布置，并且可以防止在连接期间发生意外的桥接。
附图说明
在下文中，参考附图通过使用示例性实施例通过示例更详细地描述了本发明。在附图中，在设计和/或功能上彼此对应的元件具有相同的附图标记。
用各个示例性实施例示出和描述的特征的组合仅用于解释的目的。根据以上陈述，如果技术效果在特定应用中不重要，则可以省略示例性实施例的特征。相反，根据以上陈述，如果该技术特征对于特定应用是有利的或必要的，则可以在示例性实施例中添加另一特征。
在附图中：
图1示出了根据本发明的电缆的示意性剖视图；以及
图2示出了根据本发明的电缆连接的示意性平面图。
具体实施方式
图1以沿电缆方向2的剖视图示出了根据本发明的电缆1。
电缆1沿电缆方向2延伸，并具有至少一个电缆芯4，该电缆芯4至少部分地被绝缘体6包围。为了接触如图1示意性所示的电导体8，电缆芯4在接触区10中暴露。
根据本发明，填充接触区10，使得接触区10的表面12布置成与电缆1的表面14，特别是绝缘体6基本齐平。结果，接触区10的表面12可以被推靠电导体8而不费力并且不会使电缆芯4变形。因此，可以在接触区10处使接触区10与电导体8之间的距离保持较小，并且优选地通过激光焊接方法将电缆1连接至电导体8。
在接触区10中，可以将导电的接触材料16电镀地施加到电缆芯4上，从而不仅在电缆1和电导体8之间形成机械连接，而且在接触区10中形生导电连接。导电的接触材料16可以优选通过电镀地施加，例如通过反向脉冲镀覆。特别有利的是，电缆芯4由基本上相同的接触材料16形成，从而在接触区10的填充物18和电缆芯4之间不会出现电气的多相系统。这里的“基本上”是指电缆芯4和导电接触材料16具有相同的主要成分，因此电缆芯4例如可以由铜合金形成，且导电接触材料16可以为不同的铜合金。
通过填充为基本上与表面14齐平的接触区10，可以毫无困难地将接触区保持向下，例如用于激光焊接。结果，与通过激光焊接将电缆1连接到电导体8的接触区相比，可以使接触区10的宽度20保持较小。在已知的超声波焊接的情况下，电缆芯4用超声波发生器推靠电导体8，因此，接触区10的宽度必须足够大以允许将超声波发生器放置在电缆芯上。接触区10例如可以具有最大约0.8mm的宽度20。
根据特别有利的配置，电缆1是扁平电缆22，其中若干个电缆芯4在水平面上并排地彼此平行布置(参见图2)。扁平电缆22优选是柔性扁平电缆(FFC)，其中，电缆芯4配置为具有厚度26和宽度28的金属带24。扁平电缆22可以在电导体8上延伸，并且每个电缆芯4可以连接到电导体8。为此，每个电缆芯4在至少一个专用的接触区10处暴露。在这种情况下，特别有利的是，接触区10在电缆方向2上彼此偏移地布置。结果，可以将扁平电缆22连接到电导体8，也可以沿着电缆方向2在不同的位置连接到不同的电导体。
从图1可以看出，特别有利的是，电缆芯4上方和下方的接触区10垂直于电缆方向2填充，直到其表面12布置成基本上与下侧30和上侧32(与下侧30相对)的电缆表面14齐平。电缆芯4因此可以被填充物18保护性地包围。可以在上侧32对电缆1施加力，以便在结合工艺期间将接触区10保持向下，而不会使电缆芯4额外地应变或变形。由于避免了电缆芯4的变形，因此可以将电缆芯4的厚度26最小化到大约0.075mm。具有这样的厚度26的电缆芯4在例如由于用超声波发生器压下而变形的情况下可能撕裂。
通过在两侧填充为基本上与电缆表面14齐平的接触区10，在设计该电缆连接时给用户更大的自由度。电缆1因此可以布置在电导体8下方或上方的接触区处。
图2以平面图示意性地示出了根据本发明的电缆连接34。
电缆1是柔性的扁平电缆22，它放置在电导体8上，并在电缆方向2上延伸。电导体8例如是单元连接器36，其将成排布置的各个电池单元38连接在一起。
在这种有利的配置中，每个电缆芯4具有在电缆方向上彼此间隔开的至少两个接触区10。电缆芯4可以在一个接触区10连接到电导体8，并且在另一接触区10中连接到另一导体，例如电路板40。彼此并排放置的电缆芯4优选地设有彼此偏移的接触区10，从而在每种情况下，电缆芯4在电池单元38的高度处可以连接至电导体8。
在这种情况下，已经证明特别有利的是，接触区10在电缆方向2上彼此偏移地布置以连接到电路板40。结果，可以防止在锡焊或焊接时电缆芯4之间的意外桥接。
接触区10可以配置为使得它们适于接收焊球(未示出)。例如，电路板40可以提供有焊球，该焊球可以被放置在接触区10上，以便在电路板40和接触区10之间产生简单而高效的焊接连接。为此，接触区10的宽度20可以大于焊球的宽度。此外，有利的是，填充物18是稳定的并且不会由于按压焊球而变形。
在平面图中，接触区10优选具有圆形截面44。因此，被填充的接触区10基本上描述了圆柱体46。特别地，电缆芯4的中心轴线可被布置成基本垂直于圆柱体轴线并且可与其相交。结果，可以确保电缆芯4在接触区10中对称地暴露，并且可以产生与电导体8的均匀连接。如图2所示，接触区10的宽度20可以大于电缆芯4的宽度28。结果，电缆芯4可以被接触区10中的填充物18保护性地包围。替代地，接触区10的宽度20也可以小于电缆芯4的宽度28。结果，接触区10进一步最小化，这使得可以进一步使电缆1和电缆连接34小型化。
借助于根据本发明的电缆1，在至少一个接触区域10被填充到电缆表面14的情况下，可以显著减小用于将电缆1保持向下的空间。接触区10可以被推靠电导体8，并且可以优选地通过激光焊接被连接到电导体8。结果，与超声焊接相比(在这种情况下，必须将超声波发生器放置在焊接点上)，可获得明显更小的焊接点。
附图标记列表
1 电缆
2 电缆方向
4 电缆芯
6 绝缘体
8 电导体
10 接触区
12 接触区的表面
14 电缆的表面
16 接触材料
18 填充物
20 接触区的宽度
22 扁平电缆
24 金属带
26 厚度
28 电缆芯的宽度
30 下侧
32 上侧
34 电缆连接
36 单元连接器
38 电池单元
40 电路板
44 截面
46 圆柱体

Claims (15)

1.一种电缆(1)，具有至少一个导电电缆芯(4)和一个绝缘体(6)，所述绝缘体至少部分地包围所述至少一个电缆芯(4)，其中所述电缆(1)具有用于接触电导体(8)的至少一个接触区(10)，且其中所述至少一个电缆芯(4)在所述至少一个接触区(10)中暴露，其特征在于，所述接触区(10)的表面(12)填充为基本上与所述电缆表面(14)齐平。
2.根据权利要求1所述的电缆(1)，其特征在于，导电接触材料(16)在所述接触区(10)中施加到所述电缆芯(4)上。
3.根据权利要求2所述的电缆(1)，其特征在于，所述至少一个电缆芯(4)由所述导电接触材料(16)形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电缆(1)，其特征在于，所述至少一个接触区(10)被电镀地填充，直到所述接触区(10)的表面(12)基本上与所述电缆表面(14)齐平。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电缆(1)，其特征在于，其中所述接触区(10)的宽度(20)最大为0.8mm。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电缆(1)，其特征在于，所述电缆(1)具有彼此并排布置的至少两个电缆芯(4)，并且每个电缆芯(4)设置有至少一个接触区(10)。
7.根据权利要求6所述的电缆(1)，其特征在于，所述至少两个电缆芯(4)的接触区(10)彼此分开。
8.根据权利要求6或7所述的电缆(1)，其特征在于，所述至少两个电缆芯(4)的接触区(10)彼此偏移地布置。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的电缆(1)，其特征在于，所述至少一个电缆芯(4)在所述至少两个接触区(10)中暴露。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电缆(1)，其特征在于，所述电缆(1)是扁平电缆(22)。
11.根据权利要求10所述的电缆(1)，其特征在于，所述至少一个接触区(10)的表面(12)在两侧被填充为基本上与所述电缆表面(14)齐平。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的电缆(1)，其特征在于，所述至少一个接触区(10)具有基本上圆形的截面(44)。
13.一种制造电缆(1)的方法，所述电缆具有至少一个导电电缆芯(1)和一个绝缘体(6)，所述绝缘体至少部分地包围所述至少一个电缆芯(4)，其中所述电缆(1)具有用于接触电导体(8)的至少一个接触区(10)，且其中所述至少一个电缆芯(4)在所述至少一个接触区(10)中暴露，其特征在于，所述至少一个接触区(10)被填充，直到所述接触区(12)的表面(10)基本上与所述电缆表面(14)齐平。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述至少一个接触区(10)被电镀地填充。
15.一种电缆连接(34)，包括电导体(8)和根据权利要求1至12中任一项所述的电缆(1)，其特征在于，所述电缆(1)在至少一个接触区(10)处具有与所述电导体(8)的激光焊接连接。
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