CN114256713A - 用于对电动车辆的车辆电池进行充电的装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对电动车辆的车辆电池进行充电的装置(100)，包括：至少两个被设计用来引导电流的电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)；与所述电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)电连接且机械地连接的柔性的电路板(109)，其中，所述柔性的电路板(109)垂直于所述电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)的主伸展方向布置。本发明还涉及一种用来制造用于对电动车辆的车辆电池进行充电的装置(100)的方法。

Description

用于对电动车辆的车辆电池进行充电的装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于对电动车辆的车辆电池进行充电的装置和一种用来制造用于对电动车辆的车辆电池进行充电的装置的方法。
背景技术
在电动车辆的充电过程期间，通过电流和电压传递，在电的耦接部件比如充电插座和充电插头内部产生热量能量。由于在电流流动期间所产生的热量能量，充电插座和充电插头会过热。为了保证充电过程的可靠工作，测量充电插座和充电插头的引导电流和电压的部件的温度。这可以通过温度传感器来进行，该温度传感器通过电缆与引导电流和电压的部件连接。这需要高的装配成本和长的导热路径。附加地，温度传感器需要在充电插头或充电插座内部的较大的安装空间。
DE 10 2019 114 229 A1介绍了一种特别是用于电动车辆的充电插头，其中，充电插头具有在电路板上的电路、组件载体和至少一个横向于电路板朝向的接触部件，其中，用于接触部件的电路具有温度传感器，并且组件载体由电绝缘的导热材料构成，其中，温度传感器在电路板的横向于接触部件朝向的正面上布置在电路板的边缘区域中，组件载体作为电绝缘体和导热体布置在接触部件与温度传感器之间，其中，组件载体至少在温度传感器区域中贴靠在接触部件上，并且温度传感器布置在组件载体的内凹中。
发明内容
本发明的目的因而是，使用在构造上尽量简单的机构，在考虑到电耦接部件内部的安装空间狭小的情况下，对电的接触部件提供改善的温度测量。
该目的通过独立权利要求的主题得以实现。本发明的有利改进在从属权利要求、说明书和附图中给出。
本发明的一个方面涉及一种用于对电动车辆的车辆电池进行充电的装置，其包括至少两个被设计用来引导电流的电的接触部件和与这些电的接触部件电连接且机械地连接的柔性的电路板，其中，柔性的电路板垂直于电的接触部件的主伸展方向布置。电动车辆既可以是纯电动车辆，又可以是混合动力车辆。用于对车辆电池进行充电的装置例如可以是充电插座或充电插头。在此，电动车辆可以包括充电插头。充电插座可以安置在车辆或固定的充电站上。该装置既允许借助直流电流进行充电，又允许借助交流电流进行充电。为了在充电插头与充电插座之间的电的和机械的连接，采用了接触销和对应的接触插座作为电的接触部件。为了在充电插头与充电插座之间建立电连接，且为了开始对电动车辆的充电过程，沿着作为主伸展方向的插塞方向把接触销插入到接触插座中。
电的接触部件被设计用来引导电流，用于与装置交换信息或者作为电势补偿，并且可以按预定的布置方式设置在装置中。可以把任意数量的接触部件布置在装置中。电的接触部件例如可以布置在装置的被设置用于电的接触部件的容纳部中。为了在装置内部的电的接触部件之间产生电接触，围绕相应的电的接触部件安置了柔性的电路板。柔性的电路板垂直于电的接触部件的作为主伸展方向的插塞方向布置在电的接触部件上，并且可以通过超声焊接被焊接在每个独立的接触部件上。通过柔性的电路板使得全部的电的接触部件都相互电连接。柔性的电路板例如可以由聚酰亚胺膜构成，并且例如具有0.2mm的最小厚度。在柔性的电路板的端部，柔性的电路板可以与刚性的电路板连接，以便实现装置的不同的配置。在柔性的电路板上可以设置其它的电子件，比如温度传感器。
通过把柔性的电路板设置在电的接触部件上，在装置内部需要较小的空间，因为柔性的电路板可以节省空间地安装。此外，装置通过柔性的电路板而节省了重量。
此外，在柔性的电路板与电的接触部件的连接区域中，在至少一个电的接触部件上，设置了温度传感器，且被设计用来检测电的接触部件的温度。在初始电压大时，有大的充电电流流经相应的电的接触部件，由此同样在电的接触部件和装置内部产生热量。通过把温度传感器安置在柔性的电路板与相应的电的接触部件的直接的连接区域中，可以可靠地测量电的接触部件的温度，并且所产生的热损耗小。在测量多个电的接触部件的温度时，各个电的接触部件的相应的温度可以通过数据传输被传送至分析单元。该分析单元可以形成各个温度的平均值，并且在考虑其它影响因素的情况下求取出装置的温度。通过温度传感器，因而可以对电的接触部件且必要时对装置进行连续的且受控的温度监视。柔性的电路板相比于传统的电路板具有较小的质量，由此产生明显减小的热排放。柔性的电路板的减小的热排放有助于精确的温度测量。
在本发明的一个实施例中，电的接触部件分别包括至少一个导热部件，用于提高导热能力和保持电绝缘。导热部件可以通过固定部件比如塑料夹子被固定在电的接触部件上。导热部件可以安置在装置的电的接触部件上。在另一实施例中，分开的电的接触部件可以具有导热部件。例如，电的接触部件可以具有多个导热部件。特别有利的是，导热部件是绝缘的，直至2.5kV的冲击电压。导热部件的导热系数应为>10W/m*K。导热部件附加地用于保持电绝缘和爬电距离。
在另一实施例中，温度传感器包括至少一个导热部件，用于提高导热能力。通过导热部件，电的接触部件的因所引导的电流产生的热量直接被引导至温度传感器，由此保证精确地测量电的接触部件的温度。
此外，温度传感器分别粘接到电的接触部件上。在此，粘接剂应具有高达120℃的耐热性。
此外，柔性的电路板分别焊接到电的接触部件上。柔性的电路板可以通过超声焊接被焊接到电的接触部件上。在此，电的接触部件被固定在超声焊接设备中。通过超声焊接设备的焊极—超声振动传递到该焊极上，把柔性的电路板焊接到电的接触部件上。在此，在一个实施例中，柔性的电路板可以在各个方法步骤中焊接到每个电的接触部件上。在另一实施例中，柔性的电路板在一个唯一的方法步骤中焊接到全部的电的接触部件上。
本发明的另一方面涉及一种用来制造用于对电动车辆的车辆电池进行充电的装置的方法，包括：提供至少两个电的接触部件；把柔性的电路板布置在相应的电的接触部件上，其中，柔性的电路板沿着电的接触部件的主伸展方向布置，并且使得柔性的电路板与电的接触部件电连接且机械地连接。在提供时，电的接触部件例如可以布置在装置的容纳部中。柔性的电路板随后布置在电的接触部件上，例如通过超声焊接被固定在电的接触部件上。
替代地，柔性的电路板可以首先设置在电的接触部件上，并且通过超声焊接被焊接到电的接触部件上。在柔性的电路板与电的接触部件连接之后，电的接触部件连同被固定的柔性的电路板装入到装置中。在此，电的接触部件可以装入到装置的容纳部中，并与其机械地连接。
此外，使得柔性的电路板与电的接触部件连接包括，在柔性的电路板与相应的电的接触部件的连接区域中把温度传感器固定在相应的电的接触部件上。温度传感器可以粘接到电的接触部件上，并且与柔性的电路板机械地连接。
温度传感器可以钎焊到柔性的电路板上。例如，温度传感器也可以导电地被粘接。温度传感器可以任选地集成到柔性的电路板中，其方式为，使得柔性的电路板的铜迹线中断，并且把温度传感器直接覆设到柔性的电路板上。
另外，在温度传感器和/或电的接触部件上设置了导热部件。该导热部件可以通过固定部件比如卡夹或塑料夹子固定在电的接触部件上。导热部件提高了在电的接触部件与温度传感器之间的热传递，由此保证了精确的温度测量。附加地，导热部件用于直流的分离和电绝缘。
通过把柔性的电路板安置在柔性的电路板上，既可以保证电的接触部件相互间的电接触，又可以保证对相应的电的接触部件予以精确的温度测量，因为温度传感器直接安置在电的接触部件上。
把导热部件布置在电的接触部件与温度传感器之间尤其保证了温度的直接确定的测量值，这些测量值是通过有效地向温度传感器传导热量而检测的。
本发明的其它特征、优点和细节可由对优选实施例的后续说明以及借助附图得到。前面在说明书中提到的特征和特征组合以及下面在附图说明中和/或在附图中单独示出的特征和特征组合，不仅可在给出的组合中使用，而且可在其它组合中使用，或者单独使用，而不偏离于本发明的范畴。
附图说明
下面借助实施例和附图详述本发明。在这些附图中：
图1为在一个实施例中用于对电动车辆的车辆电池进行充电的装置的正视图；
图2为用来制造用于对电动车辆的车辆电池进行充电的装置的方法的示意图。
这些附图只是示意图，并且仅用于介绍本发明。相同的或相同作用的部件统一地标有相同的标号。
具体实施方式
图1以正视图示出了根据一个实施例的用于对电动车辆的车辆电池进行充电的装置。在图1所示的实施例中，在作为所述装置的充电插座100上，设置了七个接触销101、102、103、104、105、106、107作为电的接触部件。为了对电动车辆进行充电，充电插座100的接触销101、102、103、104、105、106、107沿着作为主伸展方向的插塞方向插入到充电插头的对应的接触插座中，以便使得接触销101、102、103、104、105、106、107与分别对应的接触插座相互电连接。在另一实施例中，该装置是充电插头。
在另一实施例中，可以在充电插座100上设置任意多个接触销101、102、103、104、105、106、107。接触销101、102、103、104、105、106、107通过柔性的电路板109相互连接。柔性的电路板109例如可以焊接在每个接触销101、102、103、104、105、106、107上。在各个接触销103、104、105上设置了温度传感器1032、1042、1052，该温度传感器检测相应的接触销103、104、105的温度。温度传感器1032、1042、1052可以钎焊到或者导电地粘接到柔性的电路板109上，并且机械地与接触销103、104、105连接。替代地，温度传感器1032、1042、1052可以利用粘接剂被粘接在相应的接触销103、104、105上。
柔性的电路板109垂直于接触销101、102、103、104、105、106、107的插塞方向作为接触销101、102、103、104、105、106、107的主延伸方向，设置在接触销101、102、103、104、105、106、107上，并且电地且机械地固定。在接触销101、102、106、107处，柔性的电路板109焊接到接触销101、102、106、107上，以便在接触销101、102、103、104、105、106、107之间建立直流连接。由此省去了在接触销101、102、103、104、105、106、107与其它电子机构之间产生直流接触的附加的构件。插塞方向被规定为如下方向：在该方向上，接触销101、102、103、104、105、106、107插入到充电插头的对应的接触插座中，以便在充电插座100与充电插头之间产生电的和机械的连接。
在接触销103、104、105处，在相应的接触销103、104、105与相应的温度传感器1032、1042、1052之间附加地设置了导热部件1031、1041、1051。导热部件1031、1041、1051例如通过塑料夹子固定在接触销103、104、105上。导热部件1031、1041、1051用于改善接触销103、104、105向相应的温度传感器1032、1042、1052传导热量，由此保证更好地测量温度。通过柔性的电路板109的小的热容，可以附加地进行高度动态的温度测量。
附加地，柔性的电路板109与刚性的电路板108连接。刚性的电路板108位于充电插座100内部。在刚性的电路板108上可以设置有其它的电子件。利用刚性的电路板108可以配置充电插座100的各自的变型。例如，对于在不同的平面中包括接触销101、102、103、104、105、106、107的多个充电插座，同样可以使用柔性的电路板109，以便接触不同的平面。
图2所示为用来制造用于对电动车辆的车辆电池进行充电的装置的方法的示意图。
在第一步骤S1中，提供充电插座100的接触销101、102、103、104、105、106、107。接触销101、102、103、104、105、106、107例如可以设置在充电插座100的容纳部中。接触销101、102、103、104、105、106、107沿着作为主伸展方向的插塞方向布置，使得接触销103、104、105可以沿插塞方向插入到充电插头的接触插座中，以便在充电插座100与充电插头之间产生电的和机械的连接。
随后，在第二步骤S2中，围绕接触销101、102、103、104、105、106、107设置柔性的电路板。柔性的电路板垂直于作为接触销101、102、103、104、105、106、107的主伸展方向的插塞方向布置到接触销101、102、103、104、105、106、107上。
在第三步骤S3中，柔性的电路板与接触销101、102、103、104、105、106、107电连接且机械地连接。在此，柔性的电路板可以焊接到接触销101、102、103、104、105、106、107上。柔性的电路板可以至少部分地围绕接触销101、102、103、104、105、106、107布置，并采用超声焊接方法被焊接到接触销101、102、103、104、105、106、107上。例如，也可以仅仅使得分开的接触销101、102、103、104、105、106、107通过柔性的电路板109相互电连接。
替代地，在接触销101、102、103、104、105、106、107布置在充电插座100中之前，可以首先把柔性的电路板焊接到接触销101、102、103、104、105、106、107上。
在第四步骤S4中，把温度传感器1032、1042、1052在相应的电的接触部件103、104、105处安置在柔性的电路板109与相应的电的接触部件103、104、105的连接区域中。温度传感器1032、1042、1052可以机械地安置到接触部件103、104、105上，并且钎焊或导电地粘接到柔性的电路板109上。
替代地，温度传感器1032、1042、1052可以直接装入到柔性的电路板109中，其方式为，使得柔性的电路板109的铜迹线中断，并且把温度传感器1032、1042、1052例如作为铂芯片温度传感器安置在柔性的电路板109上。由此可以附加地节省构件。
附图标记清单
100 充电插座
101 第一接触销
102 第二接触销
103 第三接触销
104 第四接触销
105 第五接触销
106 第六接触销
107 第七接触销
108 刚性的电路板
109 柔性的电路板
1031 第三接触销的导热部件
1041 第四接触销的导热部件
1051 第五接触销的导热部件
1032 第三接触销的温度传感器
1042 第四接触销的温度传感器
1052 第五接触销的温度传感器
S1 提供接触销
S2 把柔性的电路板设置在接触销上
S3 使得柔性的电路板与相应的接触销连接
S4 把温度传感器固定在相应的接触销上

Claims (9)

1.一种用于对电动车辆的车辆电池进行充电的装置(100)，包括：
至少两个被设计用来引导电流的电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)；
与所述电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)电连接且机械地连接的柔性的电路板(109)，其中，所述柔性的电路板(109)垂直于所述电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)的主伸展方向布置。
2.如权利要求1所述的装置(100)，其中，在所述柔性的电路板(109)与所述电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)的连接区域中，在至少一个所述电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)上，设置了温度传感器(1032、1042、1052)，且被设计用来检测所述电的接触部件(103、104、105)的温度。
3.如前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其中，电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)分别包括至少一个导热部件(1031、1041、1051)，用于提高导热能力。
4.如前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其中，所述温度传感器(1032、1042、1052)包括至少一个导热部件(1031、1041、1051)，用于提高导热能力。
5.如前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其中，所述温度传感器(1032、1042、1052)分别粘接到所述电的接触部件(103、104、105)上。
6.如前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其中，所述柔性的电路板(109)分别焊接到所述电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)上。
7.一种用来制造用于对电动车辆的车辆电池进行充电的装置(100)的方法，包括：
-提供(S1)至少两个电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)；
-把柔性的电路板(109)布置(S2)在相应的所述电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)上，其中，所述柔性的电路板(109)沿着所述电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)的主伸展方向布置；并且
-使得所述柔性的电路板(109)与所述电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)电连接且机械地连接(S3)。
8.如权利要求7所述的装置(100)，其中，使得所述柔性的电路板(109)与所述电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)连接包括，在所述柔性的电路板(109)与相应的所述电的接触部件(103、104、105)的连接区域中把温度传感器(1032、1042、1052)固定在相应的所述电的接触部件(103、104、105)上。
9.如权利要求7或8所述的装置(100)，其中，在所述温度传感器(1032、1042、1052)和/或所述电的接触部件(101、102、103、104、105、106、107)上设置了导热部件(1031、1041、1051)。
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