CN112130074A - 电池传感器以及用于生产电池传感器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于检测至少一个电池参数的电池传感器，其具有用于与车辆电池的电池极产生接触的电池极端子、电连接至该电池极端子的电缆连接件、以及用于该至少一个电池参数的检测装置，该检测装置电气地布置在该电池极端子与该电缆连接件之间，其中该电池极端子具有用于接纳该电池极的环形区段、以及设置在该环形区段上以用于与该电缆连接件和/或该检测装置进行电接触的固位区段；并且该电池传感器具有至少部分地包围该检测装置的壳体。在该环形区段上提供有与该固位区段分开的至少一个支撑元件，该至少一个支撑元件以强制锁定的方式接纳在该壳体中。

Description

电池传感器以及用于生产电池传感器的方法
技术领域
本发明涉及一种用于检测至少一个电池参数的电池传感器，该电池传感器具有用于与车辆电池的电池极产生接触的电池极端子、电连接至该电池极端子的电缆连接件、以及用于该至少一个电池参数的检测装置，特别地，该检测装置电气地布置在该电池极端子与该电缆连接件之间，其中固位区段设置在该电池极端子上以用于与该电缆连接件和/或该检测装置产生电接触；并且该电池传感器具有至少部分地包围该检测装置的壳体。
背景技术
在车辆中使用电池传感器以便检测电池参数，例如车辆电池的电池电流或电池电压。通常，这样的电池传感器具有：电池极端子，该电池极端子具有环形区段，以便将电池传感器放到车辆电池的极上；以及用于电缆(尤其是连接至车辆底盘的接地电缆)的电缆连接件。
电池传感器具有例如测量用电阻器，该测量用电阻器电连接至车辆电池的电池极以及电连接至用于电缆的连接件。电池传感器呈这样的形式使得在电缆与电池极之间流动的全部电流需要流动通过该测量用电阻器。电池传感器可以检测该测量用电阻器两端的电流的电压降，并且如果已知测量用电阻器的电阻，则可以确定流经测量用电阻器、即电池传感器的电流。
相对大的机械力作用在连接的电缆上。这些机械力可能在电缆的安装过程中(例如由于电缆被拧接到连接件上)、或在车辆运行期间产生。例如，在车辆运行期间，出现振动负载或拉伸负载。电池传感器需要足够稳健，以便确保在电缆与电池的电池极之间进行可靠的接触，并且确保电池传感器即使在车辆运行之前和期间出现负载的情况下也能进行可靠的操作。
现有技术(例如WO 2014/180 811 A1)披露了对使用附加机械固位元件以便阻止力作用在电缆上的实践。固位元件连接至电缆和/或用于电缆的连接件，并且被支撑在电池上(尤其是电池的极上)、或者被支撑在连接端子上。
生产和安装这种附加固位元件需要附加制造步骤，然而，这使得电池传感器的制造更复杂并且因此更昂贵。此外，限制了用于电池传感器的安装空间、尤其是在车辆电池的极凹部中，这意味着布置和固定固位元件非常复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池传感器，该电池传感器对于车辆中出现的负载具有足够的鲁棒性并且便宜且易于生产。
该目的通过提供一种用于检测至少一个电池参数的电池传感器来实现，该电池传感器具有用于与车辆电池的电池极产生接触的电池极端子、电连接至该电池极端子的电缆连接件、以及用于该至少一个电池参数的检测装置，特别地，该检测装置电气地布置在该电池极端子与该电缆连接件之间。电池极端子具有用于接纳电池极的环形区段、以及设置在该环形区段上以用于与电缆连接件和/或检测装置进行电接触的固位区段。电池传感器还具有至少部分地包围检测装置的壳体。在该环形区段上提供有与该固位区段分开的至少一个支撑元件，该至少一个支撑元件以强制锁定的方式接纳在该壳体中。
本发明基于以下考虑：将壳体或电缆连接件的固位功能与在电缆连接件和电池极端子之间的电接触(即电流路径)完全隔离。为此，提供了支撑元件，该支撑元件在与电缆连接件或检测装置接触之处不与固位区段接合，而是与直接在固位在电池极上的环形区段上的这些分开布置。直接布置在环形区段上允许特别好地吸收负载。另外，出现的负载可以因此保持特别好地远离检测装置，从而特别好地保护所述检测装置免于机械负载的影响。特别地，支撑元件可以基于机械方面和安装情况而在很大程度上独立地和排他地分配。特别地，支撑元件以强制锁定的方式接纳在壳体中，从而在壳体与支撑元件之间形成不可断开的连接。这可靠地防止在壳体与支撑元件之间的连接被断开，从而在壳体与支撑元件之间提供可靠的连接，即，借助于支撑元件提供壳体的可靠支撑功能。
通过举例的方式，该支撑元件的至少一部分相对于该环形区段限定的大致圆柱形或圆锥形接纳空间径向上背离该环形区段延伸。特别地，支撑元件沿壳体的方向延伸，从而可以直接转移来自作用在壳体上的力的负载。
此外，支撑元件可以沿电缆连接件的方向延伸，以便能够特别好地吸收作用在电缆连接件上的力。特别地，电缆连接件被布置成使得支撑元件可以尽可能短，从而可以由支撑元件更好地吸收负载。
支撑元件的至少一部分还可以大致与固位区段或检测装置平行地延伸，以便藉由支撑元件吸收所述负载而保护固位区段或检测装置免于机械负载的影响。
特别地，支撑元件与固位区段分开，即，与固位区段完全隔离，从而由支撑元件排他地或至少主要地吸收出现的负载。特别地，该支撑元件可以相对于该环形区段限定的大致圆柱形或圆锥形接纳空间沿该轴向方向与该固位区段相距一定距离。通过举例的方式，固位区段布置在环形区段的第一轴向端部处，并且支撑元件布置在环形区段的相反的第二轴向端部处。物理分开支撑元件和环形区段上的固位区段可靠地防止了作用在支撑元件上的负载(这些负载从支撑元件传递至环形区段)能够作用在固位区段上以及因此作用在检测装置上。
为了在支撑元件与壳体之间产生特别好的强制锁定，支撑元件可以具有壳体以强制锁定的方式包围的切口和/或突出部。例如，在制造壳体时生产该强制锁定。通过举例的方式，使用注塑成型过程产生壳体，其中，支撑元件、尤其是突出部或切口被塑料材料封装。这意味着对于连接该支撑元件和该壳体而言不需要附加的制造步骤。
壳体可以由纤维增强塑料构成，这意味着壳体可以更好地吸收出现的力。特别地，塑料的纤维可以以适合于特定加载的方式铺设，例如藉由使用以塑料浸渍的或由塑料封装的组织。特别地，还可以仅在壳体的高负载区域在塑料中提供附加纤维。通过举例的方式，还可以只提供由纤维增强塑料制成的增强区域。
可选地，还可以在壳体中提供单独的增强元件，这些增强元件与支撑元件接合并且对壳体提供特别好的支撑功能。
特别地，该壳体不可拆卸地连接至该至少一个固位区段。
该检测装置可以是电流检测装置和/或电压检测装置。
通过举例的方式，该检测装置具有至少一个测量用电阻器，该至少一个测量用电阻器电气地布置在该电池极端子与该电缆连接件之间。
为实现该目的，还提供了一种用于生产如以上所描述的电池传感器的方法，所述方法具有以下步骤：
-提供由电池极端子、电缆连接件以及检测装置构成的组件，
-使用注塑成型过程生产该壳体，其中，该支撑元件被封装在该壳体中。
该检测装置和/或该电缆连接件可以连接至、尤其焊接至该固位区段。
该电池极端子可以使用冲压-弯曲过程生产，其中特别地，该支撑元件是弯曲的。即，电池极端子的基体由平坦片材金属件冲压而成。随后，通过弯曲或另一种成形过程将此基体的区域成形为电池极端子的最终形状。特别地，支撑元件可以是呈在冲压期间提供的突出部的形式，该突出部在成形过程期间被弯曲到期望的位置。
附图说明
在以下结合附图的描述中发现另外的优点和特征，在附图中：
图1示出了用于根据本发明的电池传感器的电阻器组件的透视图；
图2示出了图1的电阻器组件的平面视图；
图3示出了具有图1的本体的根据本发明的电池传感器的透视图；
图4示出了图3的电池传感器的平面视图；
图5示出了图3的电池传感器的半透明视图；
图6示出了图4的电池传感器的半透明视图。
具体实施方式
图1和图2示出了用于如图3至图6中所描绘的电池传感器12的电阻器组件10。
电阻器组件10具有电池极端子14、还以及电缆连接件18，该电池极端子具有环形区段15和第一固位区段16，该电缆连接件具有第二固位区段20。第一固位区段16和第二固位区段20、以及因此电池极端子14和电缆连接件18经由测量用电阻器22电气地和机械地连接至彼此。
特别地，如图2中可以看到的，第一固位区段16的大部分相对于电池极端子14限定的圆柱形或圆锥形接纳空间24径向背离所述接纳空间延伸，其中，第一固位区段14在图2中的平面视图中是弯曲的。过渡到测量用电阻器22的第一固位区段16的纵向轴线26大致与测量用电阻器22的纵向轴线28成直角地延伸。第一固位区段14相对于接纳空间24的轴线25设置在第一轴向端部27处。第二固位区段20的纵向轴线30大致平行于测量用电阻器22的纵向轴线26延伸、或与其一致。
然而，第一固位区段16和第二固位区段20可以呈独立于其的任意形式。特别地，它们可以与在车辆中或在车辆电池的极凹部中的安装情况相匹配。通过举例的方式，第一固位区段16、第二固位区段20以及测量用电阻器22是以U形形状布置。
特别地，如图1中可以看到的，第一固位区段16、第二固位区段20以及测量用电阻器22呈平坦形式并且大致位于一个平面中。
特别地，电阻器组件10由平坦金属片材生产，其中，事先彼此相连接(例如通过焊接过程)的不同材料可以提供用于电阻器组件的不同区域，即，电池极端子14、测量用电阻器22以及电缆连接件18。通过举例的方式，固位区段16、20由铜或铜合金构成。
为了生产电阻器组件10，首先由金属片材冲压出基体。此基体随后被成形为期望的形状，其中，特别地，通过弯曲或另一种成形过程来生产电池极端子14。
图1和图2所示的电阻器组件10是如图3至图6中描绘的电池传感器12的一部分。
此外，电池传感器12具有壳体32，在该壳体中提供有用于至少一个电池参数的至少一个检测装置34。在此示出的实施例中，检测装置34被设计用于检测第一接触点36与第二接触点38之间(即测量用电阻器22两端)的电压降，这些第一接触点布置在第一固位区段16和第二固位区段20上。
电池传感器12通常用电池极端子14的环形区段15而放在电池极上。随后，电池极端子通过夹紧装置40锁定至电池极，并且由此，电池传感器12被固位在车辆电池上。例如，电缆连接件18具有连接至其上的接地电缆。电池传感器12被布置成使得车辆电池的全部电流流经电池传感器。
已知测量用电阻器22的电阻。通过举例的方式，测量用电阻器22由铜-镍-锰合金构成，该合金对电阻具有低温度依赖性。替代性地，测量用电阻器22可以由适合于测量用电阻器的另一种材料(例如铜或铜合金)构成。如果材料对电阻具有较高温度依赖性，则优选地需要事先确定此温度依赖性，从而可以基于测量用电阻器22的温度精确地确定电阻、或在电池传感器的运行期间确定电阻。
可以由测量用电阻器22两端检测到的电压降和测量用电阻器22的已知电阻计算流经电池传感器12的电流。
此外，电池传感器12还可以具有另外的检测装置(这些检测装置在此未详细示出)，例如用于检测电池电压的电压检测装置或用于检测电池温度的温度检测装置。
在车辆运行期间，机械力(例如拉力或振动)尤其通过连接至电缆连接件18的电缆而作用在电池传感器12上。此外，机械力还在安装过程中、尤其是在将电缆安装在电缆连接件18上的过程中作用在电池传感器12上。为确保电池传感器12的可靠操作，需要可靠地保护检测装置26免于过高机械应力的影响。另外，需要确保在连接至电缆连接件18的电缆与车辆电池之间产生可靠的接触。
为此，在电池极端子14上提供有支撑元件42。支撑元件设置在第二轴向端部44处，该第二轴向端部相对于接纳空间24与第一轴向端部27相反。特别地，支撑元件42由弯曲的突出部46形成，该弯曲的突出部是呈与电池极端子14一体的形式，即在基体的实际冲压过程中提供的。突出部46具有沿轴向方向延伸的第一区段、以及沿电缆连接件18的方向延伸的第二区段。如图1和图2中可以看到的，支撑元件42具有设置在相反边缘处的两个切口48。
如图5和图6中可以看到的，支撑元件42延伸到壳体32中、或者被接纳在其中。特别地，壳体32使用注塑成型过程由塑料制成，其中，支撑元件42被塑料材料封装并且以强制锁定的方式接纳在其中。结果，支撑元件不可拆卸地连接至壳体32。
壳体32包围整个检测装置34，并且至少部分地包围第一固位区段16和第二固位区段20。具有邻近的固位区段16、20的检测装置34因此由壳体32进行稳定和支撑。壳体32由支撑元件42稳定和牢固地固位，使得壳体上的负载可以可靠地转移至电池极端子14或环形区段15。特别地，支撑元件42沿电缆连接件18的方向延伸，使得电缆连接件18上或连接至电缆连接件18的电缆上的负载可以被支撑元件42可靠地吸收，使得这些负载不能作用在检测装置34上。
因为支撑元件42布置在环形区段15的与第一固位区段14相反的端部44处，此外，在电缆连接件18或壳体32借助于支撑元件42的机械支撑功能与电接触之间存在分离，该电接触借助于第一固位区段16、测量用电阻器22以及第二固位区段20在电缆连接件18与电池极端子之间产生。因此可以主要基于机械方面设计支撑元件42，同时可以仅基于电气方面对固位区段16、测量用电阻器22、以及第二固位区段20进行分配。
特别地，壳体32由纤维增强塑料、尤其是热塑性塑料生产，并且可以因此吸收非常大的机械负载并且将这些机械负载转送到支撑元件42。此外，壳体32可以具有增强元件、尤其是由纤维增强塑料制成的增强元件，这些增强元件提高了壳体32的机械鲁棒性。
因为壳体32由塑料生产，此外确保了支撑元件42与检测装置34或与固位区段16、20以及测量用电阻器22非常好的绝缘。
特别地，如图2和图4中可以看到的，第一固位区段16、第二固位区段20以及测量用电阻器22是呈这样的形式使得在电缆连接件18与电池极端子14之间的距离尽可能短。这允许支撑元件42被制成较短，这意味着该支撑元件可以更好地吸收出现的负载。特别地，第一固位区段16、第二固位区段20以及测量用电阻器22是呈U形形状。
独立于第一固位区段16、第二固位区段20以及测量用电阻器22的形状或布置，支撑元件42可以呈这样的形式使得该支撑元件可以吸收出现的负载、尤其是作用在电缆连接件18上的负载。特别地，支撑元件42的至少一部分还可以平行于第一固位区段16、平行于第二固位区段20、和/或平行于测量用电阻器22延伸。
附图标记清单
10 电阻器组件
12 电池传感器
14 电池极端子
15 环形区段
16 第一固位区段
18 电缆连接件
20 第二固位区段
22 测量用电阻器
24 接纳空间
25 接纳空间的纵向轴线
26 第一固位区段的纵向轴线
27 环形区段的第一轴向端部
28 测量用电阻器的纵向轴线
30 第二固位区段的纵向轴线
32 壳体
34 检测装置
36 第一接触点
38 第二接触点
40 夹紧装置
42 支撑元件
44 环形区段的第二轴向端部
46 突出部
48 切口

Claims (13)

1.一种用于检测至少一个电池参数的电池传感器(12)，该电池传感器具有用于与车辆电池的电池极产生接触的电池极端子(14)、电连接至该电池极端子(14)的电缆连接件(18)、以及用于该至少一个电池参数的检测装置(34)，该检测装置尤其是电气地布置在该电池极端子(14)与该电缆连接件(18)之间，其中该电池极端子(14)具有用于接纳该电池极的环形区段(15)、以及设置在该环形区段(15)上以用于与该电缆连接件(18)和/或该检测装置(34)进行电接触的固位区段(16)；并且该电池传感器具有至少部分地包围该检测装置(34)的壳体(32)，其特征在于，在该环形区段(15)上提供有与该固位区段(16)分开的至少一个支撑元件(42)，该至少一个支撑元件以强制锁定的方式接纳在该壳体(32)中。
2.根据权利要求1所述的电池传感器，其特征在于，该支撑元件(42)相对于该环形区段(15)限定的大致圆柱形或圆锥形接纳空间(24)径向背离该环形区段(15)延伸。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的电池传感器，其特征在于，该支撑元件(42)沿该电缆连接件(18)的方向延伸。
4.根据前述权利要求之一所述的电池传感器，其特征在于，该支撑元件(42)的至少一部分大致平行于该固位区段(16)延伸。
5.根据前述权利要求之一所述的电池传感器，其特征在于，该支撑元件(42)相对于该环形区段(15)限定的大致圆柱形或圆锥形接纳空间(24)沿该轴向方向与该固位区段(16)相距一定距离。
6.根据前述权利要求之一所述的电池传感器，其特征在于，该支撑元件(42)具有该壳体(32)以强制锁定的方式包围的切口(48)和/或突出部。
7.根据前述权利要求之一所述的电池传感器，其特征在于，该壳体(32)的至少一部分由纤维增强塑料构成。
8.根据前述权利要求之一所述的电池传感器，其特征在于，该壳体(32)不可拆卸地连接至该至少一个固位区段(16)。
9.根据前述权利要求之一所述的电池传感器，其特征在于，该检测装置(34)是电流检测装置、和/或电压检测装置。
10.根据前述权利要求之一所述的电池传感器，其特征在于，该检测装置(34)具有至少一个测量用电阻器(22)，该至少一个测量用电阻器电气地布置在该电池极端子(14)与该电缆连接件(18)之间。
11.一种用于生产根据前述权利要求之一所述的电池传感器的方法，该方法具有以下步骤：
-提供由电池极端子(14)、电缆连接件(18)以及检测装置(34)构成的组件，
-使用该注塑成型过程生产该壳体(32)，其中，该支撑元件(42)被封装在该壳体(32)中。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，该检测装置(34)和/或该电缆连接件(18)连接至、尤其是焊接至该固位区段(16)。
13.根据权利要求11和12中任一项所述的方法，其特征在于，该电池极端子(14)使用冲压-弯曲过程生产，其中特别地，该支撑元件(42)是弯曲的。
CN202010564523.4A 2019-06-25 2020-06-19 电池传感器以及用于生产电池传感器的方法 Pending CN112130074A (zh)

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