CN113169487A - 用于车辆的配备有温度传感器的连接装置 - Google Patents

用于车辆的配备有温度传感器的连接装置 Download PDF

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Abstract

用于将车辆电连接至配备有充电插座(14)的充电线(12)的连接装置(10)，该连接装置(10)具有安装有至少第一电源触头(20)和第二电源触头(22)的壳体(18)，每个电源触头(20、22)具有延伸到位于壳体(18)的前部处的连接基座(26)中的前段(28)以及在基本平行于充电插座(14)的插入方向(A1)的方向上延伸到壳体(18)的后部(32)中的后段(30)，该连接基座(26)旨在允许附加的充电插座(14)的插入。在壳体(18)的后部(32)中安装有至少一个印刷电路板(40)，所述印刷电路板(40)具有配备有第一金属焊盘(48)的第一面(46)以及配备有被布置成面对第一金属焊盘(48)的第一温度传感器(42)的第二面(54)。

Description

用于车辆的配备有温度传感器的连接装置
技术领域
本发明涉及一种用于将车辆电连接至充电线的连接装置。
背景技术
更具体地说，本发明涉及一种连接装置，该连接装置包括连接基座，该连接基座设置有用于给电动车辆或混合动力车辆的电池充电的至少两个电源触头。为了允许减少充电时间，计划增加充电功率，这需要增加充电电压和电流强度。计划将用于直流充电的电流强度从目前的125安培至200安培增加到500安培。
电流强度的显著增加带来了更大的过热风险，这可能导致起火。因此，有必要借助于温度传感器来监测温度的任何升高，特别是在电源触头的水平处。
文献CN106956613描述了一种用于车辆的充电连接器，该充电连接器包括温度传感器。
用于检测温度升高的现有解决方案并不令人满意。
发明内容
本发明打算通过提出一种用于将车辆电连接到设置有充电插座的充电线的连接装置来改进温度检测，该连接装置包括壳体，在该壳体中安装有至少第一电源触头和第二电源触头，每个电源触头包括前段和后段，该前段在位于壳体的前部处的连接基座中延伸，该后段在基本平行于充电插座的连接方向的方向上在壳体的后部中延伸，连接基座被设置成允许连接附加的充电插座。有利地，在壳体的后部中安装有至少一个印刷电路板，该印刷电路板在基本平行于连接方向的平面中延伸，该印刷电路板包括第一面和第二面，该第一面设置有第一金属焊盘，该第一金属焊盘被压缩在印刷电路板与第一电源触头的后段的轴向表面之间，该第二面设置有第一温度传感器，该第一温度传感器被布置成与第一金属焊盘相对，以便允许快速检测第一电源触头的水平处的任何异常温度升高。
根据另一有利特征，壳体在其后部中具有基本平行于连接方向的两个凹槽，该两个凹槽容纳印刷电路板的相反的边缘。
根据另一有利特征，壳体在其后部中具有保持壁，该保持壁基本平行于连接方向并且在第一电源触头的与第一金属焊盘径向相对的区域中与第一电源触头的后段的轴向表面接触。
根据另一有利特征，保持壁包括部分圆柱形表面，该部分圆柱形表面与后段的保持壁所接触的轴向表面匹配。
根据另一有利特征，该印刷电路板在其第一面上具有第二金属焊盘，该第二金属被压缩在印刷电路板与第二电源触头的后段的轴向表面之间，并且该印刷电路板在其第二面上具有第二温度传感器，该第二温度传感器被布置成与第二金属焊盘相对。
根据另一有利特征，第一温度传感器和第二温度传感器是安装在印刷电路板的表面上并焊接到印刷电路板的第二面的电子部件。
根据另一有利特征，金属焊盘由沉积在印刷电路板的第一面上的银或锡制成。
根据另一有利特征，形成每个金属焊盘的银或锡的层被沉积在预先布置在印刷电路板的第一面上的铜表面上。
附图说明
在阅读下面的具体实施方式并参考以非限制性示例的方式给出的附图时，本发明的其它特征、目的和优点将变得显而易见，并且在附图中：
图1是表示用于连接充电插座的连接装置的整体立体图；
图2是表示根据本发明的实施方式的配备有温度传感器的图1的连接装置的后部的立体图；
图3是沿方向F3的顶视图，其表示图2的连接装置的后部；
图4是表示装备根据本发明的连接装置的设有金属焊盘的印刷电路板的立体图。
具体实施方式
图1表示用于将车辆(未示出)电连接到设置有充电插座14的充电线12的连接装置10。连接装置10本身电连接到至少一个电池16，该至少一个电池16在车辆上并且旨在经由充电插座14充电。
连接装置10包括壳体18，在壳体18中安装有第一电源触头20和第二电源触头22。壳体18在前壁24中(即在充电插座14的那一侧上)包括连接基座26，该连接基座26被配置成附加地容纳充电插座14，以便在充电线12与电池16之间建立电连接。
在下面的描述中，将在无限制的情况下使用充电插座14在连接基座26中的连接方向A1上从前向后的取向。另外，相同的元件或相似的元件可以由相同的附图标记表示。
如从图2中可以更具体地看出，每个电源触头20、22具有大体圆柱形杆的形状，该杆具有在位于壳体18的前部处的连接基座26中延伸的前段28以及在壳体18的后部32中延伸的后段30。壳体18的后部32具有基本上垂直于连接方向A1的后壁34。每个电源触头20、22的后段30向后延伸超过后壁34，以允许到电池16的电连接。通过电缆38连接到电池16的连接器36被设置成通过与每个电源触头20、22的后段30建立电接触来抵靠壳体18的后部32安装。
根据本发明的实施方式，更具体地由图2、图3和图4例示，设置有第一温度传感器42和第二温度传感器44的印刷电路板40被安装在壳体18的后部32中，以使得印刷电路板40在基本平行于连接方向A1的平面中延伸。更具体地，在本非限制性示例中，印刷电路板40在此具有矩形板的形状，该矩形板的宽度平行于连接方向A1延伸并且该矩形板的长度垂直于连接方向A1从第一电源触头20延伸到第二电源触头22。作为变型，印刷电路板40的其它安装取向可以使得能够获得在基本平行于分支方向A1的平面内延伸的印刷电路板40。印刷电路板40具有第一面46，该第一面46设置有第一金属焊盘48和第二金属焊盘50，第一金属焊盘48和第二金属焊盘50被设置成压靠在相关联的电源触头20、22的外部圆柱形壁52上。第一温度传感器42和第二温度传感器44在与金属焊盘48、50相反的侧上安装在印刷电路板40的第二面54上。有利地，第一温度传感器42被布置成与第一金属焊盘48相对，并且第二温度传感器44被布置成与第二金属焊盘50相对。
印刷电路板40具有导电迹线53，该导电迹线53允许温度传感器42、44电连接到连接区域55，在该连接区域55处连接有电线56。电线56允许将温度传感器42、44所提供的温度信息提供给相关的电子控制单元58。电子控制单元58因此可以经由温度传感器42、44检测在电源触头的水平处的异常温度升高，并且触发连接装置10的安全跳闸。
有利地，金属焊盘48、50根据用于制造印刷电路板的技术通过沉积金属来制造，例如通过在印刷电路板40的第一面46上沉积银层或锡层来制造。更特别地，印刷电路板40设置有铜层，该铜层用于形成导电迹线53，以用于诸如在印刷电路板40上安装的温度传感器42、44之类的部件的电连接。因此，在印刷电路板40的第一面46上布置铜表面，该铜表面的形状通常对应于金属焊盘的形状，并且通过合适的方法在这些铜表面上沉积银层或锡层，以形成金属焊盘48、50。金属焊盘48、50因此形成金属薄片、金属螺柱或金属焊盘。
形成金属焊盘48、50的材料被选择成相对较软的，使得当金属焊盘48、50的外表面被压靠在相关的电源触头20、22的外部圆柱形壁52上时可以变形。金属焊盘48、50具有足够的厚度，以允许材料在每个金属焊盘48、50的表面上轻微变形，电源触头20、22将抵靠(bear)该表面。这使得可以最大化每个金属焊盘48、50与相关联的电源触头20、22之间的接触表面，以确保两个元件之间的最佳导热率。有利地，每个金属焊盘48、50具有垂直于印刷电路板40的在1μm至50μm之间的厚度。
还针对金属焊盘48、50到温度传感器42、44的热传导质量、针对金属焊盘48、50承受流过电源触头20、22的高电压的能力并针对其合理的成本来选择为金属焊盘48、50所选的材料。另选地，金属焊盘48、50可以由易于沉积在印刷电路板40上并且提供相似的质量和特性的另一种材料制成。
金属焊盘48、50相对于电源触头20、22的布置必须能够尽可能避免在这两个元件之间存在空气，存在空气不利于朝着温度传感器42、44的热传导。
根据在此所示的实施方式，金属焊盘48、50是矩形或正方形。另选地，它们可以具有不同的形状，例如圆形或椭圆形。
有利地，温度传感器42、44是用于表面安装的电子部件(SMC或“表面安装部件”)。它们被直接焊接到印刷电路板40的第二面54上。将温度传感器42、44安装在印刷电路板40的与电源触头20、22相反的面上使得可以保护温度传感器42、44不受流过电源触头20、22的高压的影响，印刷电路板40的基板用作保护屏障。
根据所示的实施方式，壳体18的后部32具有基本平行于连接方向A1的两个凹槽60、62，该两个凹槽60、62容纳印刷电路板40的相反的边缘64、66。因此，印刷电路板40可以通过在凹槽60、62中在连接方向A1从后到前滑动而安装在后壁34上。
根据所示的实施方式，壳体18的后部32包括第一保持壁68和第二保持壁70，该第一保持壁68和第二保持壁70基本平行于连接方向A1，并且分别与第一电源触头20和第二电源触头22的后段30的轴向表面接触。每个保持壁68、70在与相关联的金属焊盘48、50相反的侧上与相关联的电源触头20、22接触。有利地，每个保持壁68、70包括部分圆柱形表面72，该部分圆柱形表面72与后段30的保持壁68、70所接触的轴向表面或外部圆柱形壁匹配。保持壁68、70相对于凹槽60、62以及相对于印刷电路板40的厚度的定位被设置成确保当所有元件安装在一起时，每个电源触头20、22的后段30以轻微压力抵靠相关联的金属焊盘48、50。这导致将电源触头20、22强制安装在保持壁68、70与金属焊盘48、50之间，和/或将印刷电路板40强制安装在凹槽60、62中。这确保了在电源触头20、22与金属焊盘48、50之间的最佳接触。该最佳接触确保了通过金属焊盘48、50并通过印刷电路板40的厚度从电源触头20、22到相关联的温度传感器42、44的最佳热传导。
在所示的实施方式中，保持壁68、70和凹槽60、62是通过注入塑料材料而与后壁34一体地制成的。每个凹槽60、62形成在延伸出相反的相关联的保持壁68、70的壁的一部分中。
所示的实施方式对应于用于具有两个电源触头20、22的连接基座26的连接装置10。当然，本发明也适用于包括多于两个电源触头20、22的连接基座26。
附图标记列表
10 连接装置
12 充电线
14 充电插座
16 电池
18 壳体
20 第一电源触头
22 第二电源触头
24 前壁
26 连接基座
28 前段
30 后段
32 后部
34 后壁
36 连接器
38 电缆
40 印刷电路板
42 第一温度传感器
44 第二温度传感器
46 第一面
48 第一金属焊盘
50 第二金属焊盘
52 外部圆柱形壁
53 导电迹线
54 第二面
56 电线
58 电子控制单元
60 第一凹槽
62 第二凹槽
64 第一边缘
66 第二边缘
68 第一保持壁
70 第二保持壁
72 部分圆柱形表面

Claims (8)

1.一种用于将车辆电连接至设置有充电插座(14)的充电线(12)的连接装置(10)，所述连接装置(10)包括壳体(18)，在所述壳体(18)中安装有至少第一电源触头(20)和第二电源触头(22)，每个电源触头(20、22)具有前段(28)和后段(30)，所述前段(28)在位于所述壳体(18)的前部处的连接基座(26)中延伸，所述后段(30)在基本平行于所述充电插座(14)的连接方向(A1)的方向上在所述壳体(18)的后部(32)中延伸，所述连接基座(26)被设置成允许连接附加的所述充电插座(14)，其特征在于，在所述壳体(18)的所述后部(32)中安装有至少一个印刷电路板(40)，所述印刷电路板(40)在基本平行于所述连接方向(A1)的平面中延伸，所述印刷电路板(40)具有第一面(46)和第二面(54)，所述第一面(46)设置有第一金属焊盘(48)，所述第一金属焊盘(48)被压缩在所述印刷电路板(40)与所述第一电源触头(20)的所述后段(30)的轴向表面之间，所述第二面(54)设置有第一温度传感器(42)，所述第一温度传感器(42)被布置成与所述第一金属焊盘(48)相对，以便允许快速检测所述第一电源触头(20)处的任何异常温度升高。
2.根据权利要求1所述的连接装置(10)，其特征在于，所述壳体(18)在其后部(32)中具有基本平行于所述分支方向(A1)的两个凹槽(60、62)，所述两个凹槽(60、62)容纳所述印刷电路板(40)的相反的边缘(64、66)。
3.根据权利要求2所述的连接装置(10)，其特征在于，所述壳体(18)在其后部(32)中具有保持壁(68)，所述保持壁(68)基本平行于所述连接方向(A1)并且在所述第一电源触头(20)的与所述第一金属焊盘(48)径向相对的区域中与所述第一电源触头(20)的所述后段(30)的所述轴向表面接触。
4.根据权利要求3所述的连接装置(10)，其特征在于，所述保持壁(68)包括部分圆柱形表面(72)，所述部分圆柱形表面(72)与所述后段(30)的被所述保持壁(68)接触的所述轴向表面匹配。
5.根据前述权利要求中任一项所述的连接装置(10)，其特征在于，所述印刷电路板(40)在其第一面(46)上具有第二金属焊盘(50)，所述第二金属焊盘(50)被压缩在所述印刷电路板(40)与所述第二电源触头(22)的所述后段(30)的轴向表面之间，并且所述印刷电路板(40)在其第二面(54)上具有第二温度传感器(44)，所述第二温度传感器(44)被布置成与所述第二金属焊盘(50)相对。
6.根据前述权利要求中任一项所述的连接装置(10)，其特征在于，所述第一温度传感器(42)和所述第二温度传感器(44)是安装在所述印刷电路板(40)的表面上并焊接到所述印刷电路板(40)的所述第二面(54)的电子部件。
7.根据前述权利要求中任一项所述的连接装置(10)，其特征在于，每个金属焊盘(48、50)由沉积在所述印刷电路板(40)的所述第一面(46)上的银或锡制成。
8.根据权利要求7所述的连接装置(10)，其特征在于，形成每个金属焊盘(48、50)的银或锡的层被沉积在预先布置在所述印刷电路板(40)的所述第一面(46)上的铜表面上。
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