CN203672939U

CN203672939U - 用于机动车电池的电流传感器

Info

Publication number: CN203672939U
Application number: CN201320746688.9U
Authority: CN
Inventors: M·魏因那赫特
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2023-11-22
Also published as: DE102013223136A1

Abstract

本实用新型涉及一种电流传感器（24），用于检测从机动车电池（16）的电极接线端子（30）提供的电流（20），该电流传感器包括：带有容纳腔（40）的壳体（38），其中，所述壳体（38）具有界定容纳腔（40）的第一壁部段（56）和界定容纳腔（40）的第二壁部段（58），该第二壁部段与第一壁部段（56）相对置；贯穿容纳腔（40）并且传导待检测的电流（20）的导电元件（44），该导电元件用于连接在机动车电池（16）的电极接线端子（30）上；保持元件（36），该保持元件从容纳腔（40）看在壳体（38）的外侧（60）上构造在第一和第二壁部段（56，58）之间，并且设计用于形锁合和/或力锁合地将壳体（38）保持在电极接线端子（30）上。

Description

用于机动车电池的电流传感器

技术领域

本实用新型涉及一种用于机动车电池的电流传感器和带有电流传感器的机动车电池。

背景技术

期刊杂志“elektronik industrie（电子工业）”2005年七月那一期公开了一种智能的电池传感器，称为IBS。在此，它是一种电流传感器，该电流传感器设置为，基于电池电压、电池电流和电池的温度确定机动车电池的荷电状态。

实用新型内容

本实用新型的目的是改进用于机动车电池的已知电流传感器。

该目的通过具有下述特征的电流传感器和机动车电池来实现。

按照本实用新型，用于检测由机动车电池的电极接线端子输出的电流的电流传感器包括：带有容纳腔的壳体，其中，所述壳体具有界定容纳腔的第一壁部段和界定容纳腔的第二壁部段，该第二壁部段与第一壁部段相对置；贯穿容纳腔并且传导待检测的电流的导电元件，该导电元件用于连接在机动车电池的电极接线端子上；以及保持元件，该保持元件从容纳腔看在壳体的外侧上构造在第一壁部段和第二壁部段之间，并且被设计用于形锁合和/或力锁合地将壳体保持在电极接线端子上。

按照本实用新型的一个方面，用于监测机动车电池的电流传感器包括用于与机动车电池的极建立电连接的电接触元件和与电接触元件不同地构造的机械保持元件，该机械保持元件用于在至少一个方向上将电流传感器保持在机动车电池上。

尤其构造为IBS的所述电流传感器的构思在于，电流传感器必须串联在电源和负载之间，以便能够测量电流。另外，所述的电流传感器的构思在于，尤其在高电流应用方面如在汽车技术领域中，需要相应大量的电缆，用以将电负载电连接在电源上。然而在此由于将电流传感器串联连接在电负载和机动车电池之间产生了这样的问题，即，电流传感器必须承载前述的电缆。

该构思在于，在所述的电流传感器中发现，在已知的电流传感器中可由下述方式解决前述的技术问题，即，不仅电流传感器，而且电缆也机械连接在机动车电池上。在机械上看，传统的电流传感器因此并行地连接在机动车电池和电缆之间。然而在电气上看，电流传感器必须如已经述及的那样串联在机动车电池和电缆之间。但如果机械连接没有电绝缘，那么这种串联连接会由于各个机械连接而导致电短路。所要求的电绝缘构成更多的开销。

在此，本实用新型范围内的电流传感器着手使得可以由下述方式避免短路，即，串联连接的电流传感器不仅传导电流，而且也承担将电缆机械保持在机动车电池上的功能。然而为此通常在机械上削弱电连接，因此当电流传感器必须单独承担机械保持功能时，电流传感器可能从机动车电池松脱。为了尽管如此还提供机械保持功能，因此在壳体上设置保持元件，通过该保持元件可将壳体形锁合和/或力锁合地保持在电极接线端子上。

在此，从壳体看，形锁合和力锁合反作用于电极接线端子，以将壳体保持在电极接线端子上。以这种方式，导电元件通过保持元件相对电极接线端子机械压紧，并且机械地保持在电极接线端子上，因此，电极接线端子和导电元件之间的电接触通过保持元件支持。然而为了尽可能少的结构空间需求，电极接线端子设置在两个上述的壁部段之间，因此电流传感器可以以最小可能的结构空间固定在机动车电池上。尽管如此，通过形锁合和/或力锁合仍提供了足够高的机械保持，以便将电流传感器可靠地保持在电极接线端子上并且避免电接触部松开。

通过电流传感器的节约空间的设计，也可以使电极接线端子相应小地被构造，由此除了节约结构空间之外也只需要相应少的材料来构造电极接线端子和电流传感器，这导致较少的材料需求和较小的安装重量。

在所述的电流传感器的一种扩展设计中，保持元件设计为杆状，并且设计用于穿过电极接线端子中的通孔进行接合。以这样的方式，如果例如该杆状元件在穿过之后被弯折或弯曲，则可以在电极接线端子的与电流传感器的壳体相对置的侧上形成上述形锁合。

保持元件可以任意地构造，例如设计为钉钩、螺钉或其上拧有螺母的螺柱。特别优选的是，该杆状的保持元件构造为保持铆钉。保持铆钉是杆状的保持元件，其从壳体伸出的端部穿过前述的通孔和所述导电元件，并且可以在端侧大幅度地弯折，以便建立在导电元件上的形锁合。

在此，保持铆钉至少在未固定在电极接线端子上的状态中可以具有轴向延伸的盲孔。通过该盲孔，保持铆钉一方面可以与通孔的形状相匹配，并因此与该通孔额外力锁合地连接。另一方面，在建立铆接连接时，相应的芯轴可以作用在该盲孔上。

尤其优选的是，保持元件与壳体一体地构造，由此在将电流传感器安装在电极接线端子上时不需要将保持元件额外固定在壳体上。

在所述的电流传感器的一种特别的扩展设计中，第一壁部段在导电元件连接在机动车电池的电极接线端子上的状态中朝向电极接线端子并且保持元件设置在第二壁部段的区域内。以这种方式，保持元件可以在固定在电极接线端子上的状态下发挥良好的杠杆作用，以便实现对导电元件与电极接线端子之间的电接触的特别良好的机械支持。

为了尽可能好地设计杠杆作用，保持元件应尽可能近地设置在第二壁部段旁。因此，其中设置有保持元件的第二壁部段区域应当包括第一壁部段与第二壁部段之间间距的一半，优选三分之一，尤其优选五分之一。

在所述电流传感器的另一种扩展设计中，在壳体上除了保持铆钉外还构造有支承凸起。该支承凸起确保，电流传感器除了电接触部之外还仅在保持元件的位置上放在导电元件上。以这种方式避免由于电接触部与保持元件之间的第三接触点而构成不希望的杠杆效应，该不希望的杠杆效应使得导电元件和电极接线端子之间的电接触不希望地松开。

为了具有尽可能大的支承面，支承凸起可以在周向上围绕保持铆钉延伸。

按照本实用新型的另一方面，用于提供或接收用于车载电网的电流的机动车电池包括用于提供或接收所述电流的电极接线端子和保持在电极接线端子上的所述电流传感器，所述电流传感器通过导电元件与电极接线端子电连接。

附图说明

本实用新型的上述特性、特征和优点以及如何实现它们的方式方法将通过以下结合附图对实施例的描述更清楚地被理解，其中：

图1是带有电驱动器的机动车的原理图；

图2是用于示出电缆通过电流传感器在机动车电池上的可能的固定的基本工作方式的示意图；

图3是用于示出电缆通过电流传感器在机动车电池上的另一种固定的基本工作方式的示意图；

图4是电极接线端子和电流传感器的剖视图；以及

图5是电极接线端子和电流传感器在组装状态下的剖视图。

具体实施方式

在附图中，相同的技术元件用相同的附图标记表示并且仅描述一次。

参照图1，其示出了带有电驱动器4的机动车2的原理图。根据该实施例，机动车2例如具有前轮驱动器，其中该电驱动器4包括电机6，该电机通过驱动轴8驱动机动车2的前轮10。机动车2的后轮12因此是空载运转的车轮。

电驱动器4的电机6在当前的实施形式中通过变换器14以本身已知的方式由机动车电池16供给电能18。为此，机动车电池16提供电流20，该电流然后通过变换器14由构造为发动机控制装置22的控制装置控制地转换为适于驱动电机6的电能18。为此，发动机控制装置22以本身已知的控制信号控制变换器14。

为了履行不同的任务，例如机动车电池16的荷电状态管理，发动机控制装置22必须通过电流传感器24检测由机动车电池16输出的电流20。为此，电流传感器24将与检测到的电流20有关的测量信号26发送给发动机控制装置22。因为具体不取决于机动车电池16的荷电状态管理，以下就不对此进行详细描述。

参照图2，其示出了电缆28通过电流传感器24在机动车电池16的电极接线端子30上的固定的基本工作方式的示意图，其中电流传感器24构造为开头所述的IBS，并且以所述的方式固定在机动车电池16的电极接线端子30上。

如图2可见，电缆28为了稳定的保持而直接固定在机动车电池16上。电流传感器24可以通过相应的电的和同时机械的连接例如电焊接处32串联在电缆28和机动车电池16之间。然而为此需要通过绝缘件34将电缆28在机动车电池16上的固定部电隔离，这是因为串联在电缆28和机动车电池16之间的电流传感器24否则会被短路。

为了避免使用绝缘件34，在电流传感器24上可以按照图3设置有用于至少在电缆28的牵拉方向上对电流传感器24的机械保持进行加强的机械式保持元件36。然后，电流传感器26在机动车电池16上的机械保持足以使得电缆28与机动车电池16的电极接线端子30直接机械连接并因此舍弃了绝缘件34。

电流传感器24和机动车电池的电极接线端子30之间的机械保持元件36可以任意地设计。例如可以使用螺钉、钉钩或带有螺母的螺柱。以下根据图4和5描述了一种优选的实施形式，其相应示出了带有形式为保持铆钉36的机械保持元件36的电流传感器，以及示出了图4的电流传感器24固定在电极接线端子30上的状态。

在当前的实施形式中，电流传感器24具有壳体38，该壳体形成一内腔40。在此，内腔40通过安放在壳体38上的盖42封闭。

贯穿壳体38的导电元件44穿过内腔40。电流20可以通过该导电元件44从电极接线端子30传导到电缆28，或反之从电缆传导到电极接线端子。在壳体38的内腔中，导电元件44具有电流测量元件46，该电流测量元件串联在导电元件44中。全部的电流20流过导电元件44。电流测量元件46可以构造为主动的分路，如在DE102011078548A1中公开的那样。另选地，电流测量元件46也可以构造为被动的分路，其中，通过电流测量元件46测量由于电流20引起的电压降，并基于电流测量元件46的电阻和所引起的电压降得出电流20。在任何情况下，在壳体38的内腔40中沿电流20的方向看，在电流测量元件46之前在导电元件44上连接有第一电触销48，并且在电流测量元件46之后在导电元件44上连接有第二电触销50。在电触销48、50的与导电元件44相对置的侧上，可以连接有评估电路52，电流20被传导经过该评估电路。以这种方式，评估电路52可以检测电流20，并且产生图1中所示的与电流20有关的测量信号30。然后，该测量信号30可以通过接口54输出到能连接在该接口上的数据电缆（未进一步示出）上，该数据电缆通向发动机控制装置22。

在图4中可从壳体38看出第一壁部段56和第二壁部段58。这两个壁部段56、58竖立在壳体38的底部部段60上，其中，盖件42安放在壁部段56、58的与底部部段60相对置的侧上。如图5可见，第一壁部段56在此处于连接在电极接线端子30上以进行电连接的状态，也就是朝向焊接处32，而第二壁部段58相应地背离焊接处32。保持铆钉36在此在壳体38的从内腔40看的外侧62上从底部部段60伸出。

在当前的实施形式中，保持铆钉36在两个壁部段56、58之间的底部部段60的后五分之一处构造在第二壁部段58的区域中。另外，保持铆钉36还在未安装状态中具有盲孔64。

为了安装电流传感器24，保持铆钉36穿过电极接线端子30中的通孔66，并且在电极接线端子30的与安放有电流传感器24的侧相对的那侧上通过热冲来铆接。在此，盲孔64在热冲时被封闭，并且保持铆钉36的材料一方面压入到盲孔64中，然而另一方面也相对通孔66压紧。以这种方式，在电流传感器24的壳体38与机动车电池16的电极接线端子30之间产生持久的力锁合/形锁合的连接。

为了确保壳体36机械稳定地安放在电极接线端子30上而电连接部32不松脱，围绕保持铆钉36构造有轴向凸起68。因此，电流传感器24在安装之后仅在电连接部32和轴向凸起68这两个部位上稳定地支承在机动车电池16上。

Claims

1.一种电流传感器（24），用于检测由机动车电池（16）的电极接线端子（30）输出的电流（20），该电流传感器包括：

-带有容纳腔（40）的壳体（38），其中，所述壳体（38）具有界定容纳腔（40）的第一壁部段（56）和界定容纳腔（40）的第二壁部段（58），该第二壁部段与第一壁部段（56）相对置，

-贯穿容纳腔（40）并且传导待检测的电流（20）的导电元件（44），该导电元件用于连接在机动车电池（16）的电极接线端子（30）上，以及

-保持元件（36），该保持元件从容纳腔（40）看在壳体（38）的外侧（60）上构造在第一壁部段（56）和第二壁部段（58）之间，并且被设计用于形锁合和/或力锁合地将壳体（38）保持在电极接线端子（30）上。

2.如权利要求1所述的电流传感器（24），其特征在于，所述保持元件（36）构造为杆状，并且被设计用于穿过电极接线端子（30）中的通孔（66）进行接合。

3.如权利要求2所述的电流传感器（24），其特征在于，杆状的所述保持元件（36）设计为保持铆钉（36）。

4.如权利要求3所述的电流传感器（24），其特征在于，所述保持铆钉（36）至少在未固定在电极接线端子（30）上的状态中具有轴向延伸的盲孔（64）。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电流传感器（24），其特征在于，所述保持元件（36）与所述壳体（38）一体地构造。

6.如权利要求1至4中任一项所述的电流传感器（24），其特征在于，所述第一壁部段（56）在导电元件（44）连接在机动车电池（16）的电极接线端子（30）上的状态中朝向电极接线端子，所述保持元件（36）设置在第二壁部段（58）的区域中。

7.如权利要求6所述的电流传感器（24），其特征在于，第二壁部段（58）的区域包括第一壁部段（56）与第二壁部段（58）之间的间距的一半。

8.如权利要求7所述的电流传感器（24），其特征在于，第二壁部段（58）的区域包括第一壁部段（56）与第二壁部段（58）之间的间距的三分之一。

9.如权利要求8所述的电流传感器（24），其特征在于，第二壁部段（58）的区域包括第一壁部段（56）与第二壁部段（58）之间的间距的五分之一。

10.如权利要求3或4所述的电流传感器（24），其特征在于，在壳体（38）上除了保持铆钉（36）外还构造有支承凸起（68）。

11.如权利要求10所述的电流传感器（24），其特征在于，所述支承凸起（68）在周向上围绕保持铆钉（38）延伸。

12.一种用于输出或接收用于机动车（2）的车载电网的电流（20）的机动车电池（16），包括：

-电极接线端子（30），该电极接线端子用于输出或接收所述电流（20），和

-按权利要求1至11中任一项所述的电流传感器（24），该电流传感器保持在所述电极接线端子（30）上并且通过导电元件（44）与电极接线端子（30）电连接。