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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kurzschluss-Schutzvorrichtung für ein Batterieüberwachungssystem.
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Stand der Technik
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Herkömmlicherweise ist in einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug die Anbringung einer Batterieüberwachungseinrichtung zur Überwachung eines Batterieladezustands oder dergleichen üblich. Eine solche Technik ist in der
JP 2012-199007A offenbart. Die
JP 2012-199007A offenbart die Verwendung einer zusammengesetzten Batterie, in der mehrere Batteriezellen angeordnet sind, als Batterie. Die Batteriezellen sind in Reihe geschaltet, um eine hohe Ausgangsspannung bereitzustellen. Die Elektroden benachbarter Batteriezellen sind durch Stromschienen verbunden. Ein Spannungserfassungsanschluss ist auf jeder Stromschiene platziert und mit entweder der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode der Batteriezelle verbunden. Der Spannungserfassungsanschluss ist mit einem Ende einer elektrischen Leitung zur Erfassung verbunden. Das andere Ende der elektrischen Leitung zur Erfassung ist mit einem Anschlussstück verbunden, und das Anschlussstück ist durch einen Verbinder eingeführt und mit einer Batterieüberwachungseinrichtung (ECU) verbunden. Der Verbinder auf der Seite der Batterieüberwachungseinrichtung, der mit der jeweiligen elektrischen Leitung zur Erfassung verbunden ist, ist üblicherweise auf einem Substrat in der ECU installiert, und ein Anschlussstück, das aus dem Verbinder geführt ist, verläuft durch ein Durchgangsloch, das in einer gedruckten Schaltungsplatine gebildet ist, und ist durch Löten mit einer auf der gedruckten Schaltungsplatine gebildeten Schaltung verbunden.
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Die
JP 2014-235849 A offenbart eine Batterieanordnung mit einem elektrischen Erfassungsdraht, dessen eine Endseite mit einer Seite einer Elektrode einer an einem Fahrzeug montierten Batterie verbunden ist, und dessen andere Endseite mit einer Seite einer Batterieüberwachungsvorrichtung verbunden ist, die eine Spannung der Batterie erfasst, wobei ein Mittelteil mit einer Isolierbeschichtung beschichtet ist, und an beiden Endteilen die Isolierbeschichtung 5 entfernt ist, um einen Kerndraht freizulegen.
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Die
US 2013/0100563 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Verhindern eines Folgeunfalls durch Kurzschluss von Messleitungen in einer Hochspannungsbatterie unter Verwendung einer Sicherung. Die Vorrichtung umfasst eine Vielzahl von Batteriemodulen, die mit einer Vielzahl von Batteriezellen versehen sind; ein Batteriepack, das eine Vielzahl von Batteriemodulen enthält; ein Batterieverwaltungssystem zum Überwachen und Steuern der Spannung jeder Batteriezelle, die in jedem Batteriepack vorgesehen ist, um den Status jeder Batteriezelle zu überwachen; Erfassungsleitungen, die zwischen dem Batteriemodul und dem Batterieverwaltungssystem verbunden sind, um die Spannung jeder Batteriezelle jedes Batteriepacks zu erfassen; und eine passive Sicherheitsvorrichtung, die mit einem Anschluss jeder Batteriezelle, die in jedem Batteriepack vorgesehen ist, in Reihe zu schalten ist, wenn ein Kurzschlussereignis auftritt, bei dem ein geschlossener Stromkreis in der Erfassungsleitung gebildet wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technische Aufgabe
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Wenn die Batterieüberwachungseinrichtung mit dem oben beschriebenen Verbinder in einen Elektrolyten eingetaucht ist (der Ausdruck „Elektrolyt“ bezeichnet im Folgenden eine elektrisch leitende Lösung, in der eine ionische Substanz in einem polaren Lösungsmittel (zum Beispiel Wasser) wie etwa Salzwasser gelöst ist, oder eine Lösung in einer Batterie), können die Anschlussstücke über den Elektrolyten auf der gedruckten Schaltungsplatine kurzgeschlossen werden. In diesem Fall fließt ein Überstrom über das Anschlussstück, und der Verbinder kann überhitzt werden. Außerdem eludieren je nach der Stelle Kupferionen aus den Anschlussstücken, die üblicherweise aus einer Kupferlegierung hergestellt sind, was zu einer sogenannten Anschlussverdünnung führen kann und aufgrund einer Erhöhung des Widerstandes durch eine Verringerung der Querschnittsfläche, durch die elektrischer Strom fließt, den überhitzten Zustand noch verschärfen kann.
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Die vorliegende Erfindung erfolgte unter den oben beschriebenen Umständen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kurzschluss-Schutzvorrichtung für ein Batterieüberwachungssystem bereitzustellen, die das Auftreten von Kurzschlüssen wirksam bewältigt.
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Lösung der Aufgabe
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Eine Kurzschluss-Schutzvorrichtung für ein Batterieüberwachungssystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Batterie, die eine zusammengesetzte Batterie mit mehreren Batteriezellen ist; eine Batterieüberwachungseinrichtung zum Erfassen einer Spannung der Batterie und mehrere elektrische Leitungen, die die Batterie und die Batterieüberwachungseinrichtung verbinden und in denen jeweils ein Elutionsabschnitt unterwegs in einer Längsrichtung gebildet ist, wobei der Elutionsabschnitt ein Abschnitt ist, an dem eine Isolierbeschichtung entfernt wurde und ein Leitungskern freiliegt.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung befinden sich die Batterie und die Batterieüberwachungseinrichtung ständig in einem elektrisch verbundenen Zustand. Wenn die Elutionsabschnitte in einen Elektrolyten wie etwa Salzwasser eingetaucht sind, eludieren in diesem Fall, da die Leitungskerne der elektrischen Leitungen in den Elutionsabschnitten freiliegen, die Elutionsabschnitte in den Elektrolyten, schmelzen schließlich und werden abgetrennt. Dementsprechend kann das Auftreten eines Kurzschlusses verhindert werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist ein Schaubild, das einen Zustand zeigt, in dem eine Batterie und eine Batterieüberwachungseinrichtung verbunden sind.
- 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Gehäuses, in dem elektrische Leitungen aufgenommen sind.
- 3 ist ein Schaubild, das die Unterseite eines Deckel-Elements zeigt.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht des Gehäuses, in dem elektrische Leitungen aufgenommen sind.
- 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 4 gezeigten Linie A-A.
- 6 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem Elutionsabschnitte geschmolzen und abgetrennt sind.
- 7 ist eine Querschnittsansicht eines Gehäuses gemäß Beispiel 2, in dem elektrische Leitungen aufgenommen sind.
- 8 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem elektrische Leitungen durch Schutzelemente in Beispiel 3 geschützt sind.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Es werden nun bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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(1) Bevorzugt ist die Kurzschluss-Schutzvorrichtung für eine Batterieüberwachungseinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung so ausgebildet, dass die Elutionsabschnitte der elektrischen Leitungen in einem Gehäuse aufgenommen sind und ein Einlassabschnitt, der zulässt, dass ein Elektrolyt hindurchgelangt und in das Gehäuse gelangt, in einer Außenfläche des Gehäuses gebildet ist.
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Bei der oben beschriebenen Ausbildung sind die Elutionsabschnitte gemeinsam durch das Gehäuse geschützt, und daher kann ein Kurzschluss zwischen benachbarten Elutionsabschnitten verhindert werden, der durch eine elektrisch leitende Fremdsubstanz verursacht ist. Außerdem sind die elektrischen Leitungen nicht einzeln geschützt, und somit wird auch sehr hohe Wirtschaftlichkeit erzielt. Des Weiteren ist das Gehäuse so ausgebildet, dass ein Elektrolyt wie etwa Salzwasser durch den Einlassabschnitt in das Gehäuse eingelassen wird, und daher kann ein zuverlässiges Eludieren der Elutionsabschnitte bewirkt werden.
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(2) Außerdem sind in dem Gehäuse bevorzugt Elektroleitungs-Haltenuten gebildet, die die elektrischen Leitungen halten und dabei einen Abstand zwischen den elektrischen Leitungen aufrechterhalten, die zueinander benachbart sind.
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Bei der oben beschriebenen Ausbildung sind die elektrischen Leitungen in den Elektroleitungs-Haltenuten gehalten, die in dem Gehäuse gebildet sind, und der Abstand zwischen den elektrischen Leitungen wird aufrechterhalten.
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Dementsprechend kann das Auftreten eines Kurzschlusses verhindert werden, der dadurch verursacht ist, dass Elutionsabschnitte unbeabsichtigt miteinander in Kontakt kommen.
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(3) Bevorzugt sind die elektrischen Leitungen gehalten und dabei die Elutionsabschnitte von einer Innenwand des Gehäuses beabstandet.
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Wenn die Elutionsabschnitte in Kontakt mit der Innenwand gehalten sind, können benachbarte elektrische Leitungen durch ein Eluat, das von den Elutionsabschnitten tropft, kurzgeschlossen werden. Mit der oben beschriebenen Ausbildung, bei der die Elutionsabschnitte so gehalten sind, dass sie von der Innenwand des Gehäuses abgehoben sind, wird jedoch eine angemessene Höhe zwischen dem Eluat und den elektrischen Leitungen sichergestellt, und daher kann das Auftreten eines Kurzschlusses vermieden werden.
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(4) Bevorzugt ist das Gehäuse mit der Fähigkeit zum Speichern des Elektrolyten ausgebildet, der von dem Einlassabschnitt in das Gehäuse gelangt ist.
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Bei dieser Ausbildung bleibt auch dann, wenn der Elektrolytpegel um das Gehäuse abnimmt, der von dem Einlassabschnitt in das Gehäuse gelangte Elektrolyt durchgängig in dem Gehäuse, und daher ist ein zuverlässiges Schmelzen und Abtrennen der Elutionsabschnitte möglich.
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(5) Bevorzugt umfassen die elektrischen Leitungen elektrische Leitungen, in denen der Elutionsabschnitt jeweils durch ein flüssigkeitsdurchlässiges Schutzelement geschützt ist.
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Bei der oben beschriebenen Ausbildung ist jeder Elutionsabschnitt durch das Schutzelement geschützt, und daher kann das Auftreten eines Kurzschlusses zwischen Elutionsabschnitten vermieden werden, der durch eine elektrisch leitfähige Fremdsubstanz verursacht ist. Da das Schutzelement flüssigkeitsdurchlässig ist, verhindert es außerdem nicht das Eintauchen des Elutionsabschnitts in den Elektrolyten.
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(6) Vorteilhafterweise sind die elektrischen Leitungen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt.
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Da elektrische Leitungen aus Aluminium schneller als die üblicherweise verwendeten elektrischen Kupferleitungen eludieren, ist mit der oben beschriebenen Ausbildung ein Schmelzen und Abtrennen der Elutionsabschnitte in kurzer Zeit möglich.
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Es folgt eine Beschreibung der Beispiele 1 bis 3, in denen die Kurzschluss-Schutzvorrichtung für ein Batterieüberwachungssystem gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung implementiert ist, mit Bezug auf die Zeichnungen.
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Beispiel 1
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1 bis 6 zeigen das Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung. In diesen Schaubildern zeigt 1 eine Gesamtausbildung eines Batterieüberwachungssystems, in dem eine Batterie 1 und eine Batterieüberwachungseinrichtung 2 zur Überwachung des Ladezustands der Batterie 1 (jeder Batteriezelle) durch Kabelbäume W/H verbunden sind.
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Die Batterie 1 ist eine zusammengesetzte Batterie mit mehreren Batteriezellen und ist an einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug angebracht. Obwohl Details in dem Schaubild nicht abgebildet sind, umfasst jede Batteriezelle auf ihrer Oberseite ein Paar Elektroden (eine positive Elektrode und eine negative Elektrode). Die Batteriezellen sind eng ausgerichtet und bilden zusammen die Batterie 1. Die Batteriezellen sind so angeordnet, dass die positive Elektrode und die negative Elektrode in der Ausrichtungsrichtung abwechselnd positioniert sind. Des Weiteren sind die in der Ausrichtungsrichtung benachbarten Elektroden durch Stromschienen verbunden und somit alle Batteriezellen in Reihe geschaltet.
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Die Batterieüberwachungseinrichtung (ECU) 2 umfasst einen Kastenkörper, und in der Batterieüberwachungseinrichtung 2 ist eine Steuereinheit eingebaut (nicht abgebildet), die die Funktion hat, die Spannung einer jeden Batteriezelle zu messen. Die Steuereinheit umfasst einen Verbinder 3, der mit einer gedruckten Schaltungsplatine verbunden ist, und mehrere Kupferanschlussstücke sind aus dem Verbindergehäuse des Verbinders 3 geführt und mit der gedruckten Schaltungsplatine verbunden.
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Jeder Kabelbaum W/H, der die Batterieüberwachungseinrichtung 2 und die Batterie 1 verbindet, setzt sich aus mehreren elektrischen Leitungen 4 zusammen. Wie in 1 gezeigt, sind in Beispiel 1 die Kabelbäume W/H zu mehreren Gruppen gruppiert. Mit beiden Endabschnitten einer jeden elektrischen Leitung 4 sind Kupferanschlussstücke (nicht abgebildet) verbunden. Die mit Abschnitten an einem Ende der elektrischen Leitungen 4 verbundenen Anschlussstücke sind mit den Elektroden der Batteriezellen verbunden, und die mit Abschnitten an dem anderen Ende der elektrischen Leitungen 4 verbundenen Anschlussstücke sind zu Gruppen zusammengefasst und in Verbindern 5 aufgenommen. Die Verbinder 5 sind mit dem Verbinder 3 der Batterieüberwachungseinrichtung 2 verbunden.
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Wie in 2 und 5 gezeigt, umfasst jede elektrische Leitung 4 einen Leitungskern 4A und eine Isolierbeschichtung 4B. In Beispiel 1 setzt sich der Leitungskern 4A aus mehreren Adern aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zusammen, die miteinander verdrillt sind. Wie in den Schaubildern gezeigt, ist in einem mittleren Abschnitt einer jeden elektrischen Leitung 4 (unterwegs in der Längsrichtung) ein vorbestimmtes Stück der Isolierbeschichtung 4B entfernt und dadurch ein Elutionsabschnitt 6 gebildet. Ein vorbestimmtes Stück der elektrischen Leitungen 4, die jeweils den Elutionsabschnitt 6 umfassen, ist in Gruppen in einem Gehäuse C aufgenommen.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst das Gehäuse C einen Gehäusehauptkörper 7 und ein Deckel-Element 8, die unter Verwendung eines Kunstharzes als Einheit gebildet sind.
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Der Gehäusehauptkörper 7 als Ganzes hat die Form einer rechteckigen Platte, die in der Erstreckungsrichtung der elektrischen Leitungen länglich ist. Auf der Seite der Innenfläche des Gehäusehauptkörpers 7 sind mehrere Elektroleitungs-Haltenuten 9 zur Aufnahme der elektrischen Leitungen 4 in der Längsrichtung durch Aussparung gebildet. Die Elektroleitungs-Haltenuten 9 sind so vorgesehen, dass sie sich über die gesamte Länge des Gehäusehauptkörpers 7 erstrecken und in der Querrichtung abstandsgleich sind.
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Jede Elektroleitungs-Haltenut 9 setzt sich etwa aus folgenden drei Abschnitten zusammen. Insbesondere umfasst jede Elektroleitungs-Haltenut 9 einen tiefen Nutabschnitt 9A, der an einem zentralen Abschnitt in der Längsrichtung vorgesehen ist, Abgleitsicherungsabschnitte 9B, die so vorgesehen sind, dass sie den tiefen Nutabschnitt 9Ain der von vorne nach hinten verlaufenden Richtung sandwichartig umgeben, und mit einer elektrischen Leitung 4 zusammengreifen, um ein Abgleiten der elektrischen Leitung 4 nach oben zu verhindern, und Verlaufsabschnitte 9C, die jeweils an der Vorderseite eines der Abgleitsicherungsabschnitte 9B und der Rückseite des anderen Abgleitsicherungsabschnitts 9B vorgesehen sind.
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In den Verlaufsabschnitten 9C ist der Bodenflächenabschnitt einer jeden Elektroleitungs-Haltenut 9 mit einem im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt gebildet, so dass er der äußeren Form eines Abschnitts im Wesentlichen der unteren Hälfte einer jeden elektrischen Leitung 4 entspricht und die elektrische Leitung 4 aufnimmt. Außerdem hat jede Elektroleitungs-Haltenut 9 eine Nutbreite, die gleich oder etwas kleiner als der Durchmesser der elektrischen Leitung 4 ist, und eine Tiefe, die ausreichend tiefer als der Leitungsdurchmesser ist.
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Wie in 2 gezeigt, ist eine horizontale Nut 10, die sich über die gesamte Breite des Gehäuses C entlang der Querrichtung des Gehäuses C erstreckt, zwischen jedem Verlaufsabschnitt 9C und dem entsprechenden Abgleitsicherungsabschnitt 9B vorgesehen, so dass sie sich quer über alle Elektroleitungs-Haltenuten 9 erstreckt. Die Höhenposition der Bodenfläche einer jeden horizontalen Nut 10 ist auf eine etwas höhere Position als die Bodenfläche der Elektroleitungs-Haltenuten 9 der Verlaufsabschnitte 9C eingestellt.
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Wie in 2 gezeigt, sind in jedem Abgleitsicherungsabschnitt 9B mehrere Abgleitsicherungsblöcken 11 so vorgesehen, dass sie die jeweilige Elektroleitungs-Haltenut 9 in der Querrichtung sandwichartig umgeben. Auf gegenüberliegenden Oberflächen benachbarter Abgleitsicherungsblöcke 11 in der Querrichtung sind Abgleitsicherungsvorsprünge 12 abstehend an einem zentralen Abschnitt in der Längsrichtung gebildet. Der Abstand zwischen gegenüberliegenden Abgleitsicherungsvorsprüngen 12 ist etwas kleiner als der Außendurchmesser einer jeden elektrischen Leitung 4 eingestellt. Außerdem umfasst jeder Abgleitsicherungsblock 11 einen Schlitz 13, der sich in der Dickenrichtung des Gehäusehauptkörpers 7 durch den Gehäusehauptkörper 7 erstreckt. Die Oberfläche eines jeden Abgleitsicherungsblocks 11, auf der der Abgleitsicherungsvorsprung 12 gebildet ist, ist bei dieser Ausbildung in Richtung des Schlitzes 13 biegsam und verformbar. Beim Eindrücken einer elektrischen Leitung 4 in den Raum (die Elektroleitungs-Haltenut 9) zwischen in der Querrichtung benachbarten Abgleitsicherungsblöcken 11 wird dementsprechend die Oberfläche eines jeden Abgleitsicherungsblocks 11, auf welcher der Abgleitsicherungsvorsprung 12 gebildet ist, gebogen und verformt. Nachdem die elektrische Leitung 4 zwischen gegenüberliegenden Abgleitsicherungsvorsprüngen 12 hindurchgelangt ist, kehrt dann die Oberfläche des jeweiligen Abgleitsicherungsblocks 11, auf welcher der Abgleitsicherungsvorsprung 12 gebildet ist, elastisch in ihre ursprüngliche Form zurück. Als Ergebnis ist die elektrische Leitung 4 mit den gegenüberliegenden Abgleitsicherungsvorsprüngen 12 in Eingriff gebracht und dadurch ihr Abgleiten nach oben verhindert (siehe 5).
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Außerdem ist die Höhenposition, an der die in der Querrichtung gegenüberliegenden Abgleitsicherungsvorsprünge 12 mit der elektrischen Leitung 4 in Eingriff stehen, etwas niedriger eingestellt als der oberste Abschnitt der elektrischen Leitung 4. Dementsprechend stehen die Abgleitsicherungsvorsprünge 12 mit der elektrischen Leitung 4 so in Eingriff, dass die Abgleitsicherungsvorsprünge 12 die elektrische Leitung 4 nach unten drücken und sich dabei etwas in die Isolierbeschichtung 4B der elektrischen Leitung 4 einbetten.
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Der tiefe Nutabschnitt 9A ist ein in Längsrichtung im Wesentlichen zentraler Abschnitt in der Innenfläche des Gehäuses C und ist über die gesamte Breite zwischen den Abgleitsicherungsabschnitten 9B ausgespart, die in der von vorne nach hinten verlaufenden Richtung vorgesehen sind, so dass er sich entlang der Querrichtung erstreckt. Wie in 4 gezeigt, ist auch in einem Zustand, in dem das Deckel-Element 8 auf dem Gehäusehauptkörper 7 geschlossen ist, jedes Ende des tiefen Nutabschnitts 9A in der Querrichtung nach außen offen und bildet eine Einlassöffnung 14 (einen Einlassabschnitt), durch die Elektrolyt wie etwa Meerwasser eingelassen wird. Die Einlassöffnungen 14 stehen mit den Elutionsabschnitten 6 aller elektrischen Leitungen 4 in Kommunikation. Wenn ein Elektrolyt durch die Einlassöffnungen 14 eingelassen wird, werden dementsprechend die Elutionsabschnitte 6 aller elektrischen Leitungen 4 in den Elektrolyten eingetaucht.
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Der tiefe Nutabschnitt 9A ist mit einer größeren Tiefe ausgebildet als die Elektroleitungs-Haltenuten 9 in den Verlaufsabschnitten 9C und den Abgleitsicherungsabschnitten 9B. Dementsprechend sind in einem Zustand wie dem in 5 gezeigten, in dem die elektrischen Leitungen in den Elektroleitungs-Haltenuten 9 gehalten sind, die Elutionsabschnitte 6 an einer Höhenposition gehalten, die von einer Bodenfläche 9A-1 des tiefen Nutabschnitts 9A um eine vorbestimmte Höhe beabstandet ist. Das bedeutet, die Elutionsabschnitte 6 sind so gehalten, dass die Elutionsabschnitte 6 von der Bodenfläche 9A-1 des tiefen Nutabschnitts 9A abgehoben sind und benachbarte Elutionsabschnitte 6 in der Querrichtung um einen Betrag beabstandet sind, der dem Abstand der Elektroleitungs-Haltenuten 9 entspricht, um zu verhindern, dass die benachbarten Elutionsabschnitte unbeabsichtigt miteinander in Kontakt gelangen.
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Wie in 4 gezeigt, hat das Deckel-Element 8 im Wesentlichen die gleiche Länge wie der Gehäusehauptkörper 7, hat jedoch eine Breite, die etwas breiter als der Gehäusehauptkörper 7 ist. Das Deckel-Element 8 wird geschlossen, um die Innenflächenseite des Gehäusehauptkörpers 7 abzudecken.
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Wie in 3 gezeigt, sind auf der Unterseite des Deckel-Elements 8 mehrere Druckvorsprüngen 15 gebildet, die an beiden Endrändern in der Längsrichtung abstehen. Die Druckvorsprünge 15 sind entsprechend den Elektroleitungs-Haltenuten 9 in den Verlaufsabschnitten 9C vorgesehen. Jeder Druckvorsprung 15 ist so gebildet, dass er von einem der beiden Ränder des Deckel-Elements 8 in der von vorne nach hinten verlaufenden Richtung eine vorbestimmte Länge hat und eine kleinere Breite als die Nutbreite einer jeden Elektroleitungs-Haltenut 9 hat. Wenn das Deckel-Element 8 auf dem Gehäusehauptkörper 7 geschlossen ist, wie in 4 gezeigt, drückt jeder Druckvorsprung 15 eine elektrische Leitung 4, so dass der oberste Abschnitt der elektrischen Leitung 4 zusammengedrückt wird, und hält dadurch die elektrische Leitung 4, um eine Verschiebung der elektrischen Leitung 4 in der Längsrichtung zu verhindern.
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Außerdem ist auf der Unterseite des Deckel-Elements 8 ein Paar Querbalken 16 abstehend in der von vorne nach hinten verlaufenden Richtung an Positionen vorgesehen, die den im Gehäusehauptkörper 7 gebildeten horizontalen Nuten 10 entsprechen. Jeder Querbalken 16 erstreckt sich über die gesamte Breite entlang der Querrichtung des Gehäusehauptkörpers 7. Die Breite eines jeden Querbalkens 16 in der von vorne nach hinten verlaufenden Richtung ist im Wesentlichen gleich der Breite einer jeden horizontalen Nut 10 in der von vorne nach hinten verlaufenden Richtung. Die abstehende Länge eines jeden Querbalkens 16 ist im Wesentlichen gleich der Tiefe einer jeden horizontalen Nut 10 und ist länger als die abstehende Länge eines jeden Druckvorsprungs 15. Wenn das Deckel-Element 8 auf dem Gehäusehauptkörper 7 geschlossen ist, sind dementsprechend die Querbalken 16 jeweils in die horizontalen Nuten 10 eingedrückt, wobei beide Endabschnitte eines jeden Querbalkens 16 in der Querrichtung von dem Gehäusehauptkörper 7 auswärts abstehen.
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In jedem Querbalken 16 sind an Positionen, die den Elektroleitungs-Haltenuten 9 entsprechen, Vertiefungs-Aussparungsabschnitte 17, die jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt haben, mit einem Abstand gleich dem Abstand zwischen den elektrischen Leitungen 4 gebildet. Wenn das Deckel-Element 8 auf dem Gehäusehauptkörper 7 geschlossen ist, gelangt der Abschnitt der oberen Hälfte einer jeden elektrischen Leitung 4 in engen Kontakt mit einem Vertiefungs-Aussparungsabschnitt 17, und der Abschnitt der unteren Hälfte der elektrischen Leitung 4 gelangt in engen Kontakt mit einer Elektroleitungs-Haltenut 9.
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Als nächstes werden Funktionen und Wirkungen des wie oben beschrieben ausgebildeten Beispiels 1 beschrieben. In dem Zustand, in dem die Batterie 1 und die Batterieüberwachungseinrichtung 2 durch die Kabelbäume W/H verbunden sind, gelangt, wenn das Gehäuse C in einen Elektrolyten eingetaucht ist, der Elektrolyt von den Einlassöffnungen 14 in das Gehäuse C, und somit sind die Elutionsabschnitte 6 aller elektrischen Leitungen 4, oder mit anderen Worten die Abschnitte, an denen elektrische Leitungen aus Aluminium freiliegen, in den Elektrolyten eingetaucht. Dabei befinden sich alle elektrischen Leitungen 4 in dem Gehäuse C ständig in einem elektrisch verbundenen Zustand, und nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitdauer, nachdem die Elution eingesetzt hat, schmelzen somit die Elutionsabschnitte 6 nacheinander und werden abgetrennt, ausgehend von einem der Elutionsabschnitte 6, der das höchste Potential hat (siehe 6).
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In dem Fall, dass die Steuereinheit der Batterieüberwachungseinrichtung 2 in einen nicht-wasserdichten Raum eingebaut ist, sind die gedruckte Schaltungsplatine und der Verbinder 3 ebenfalls in den Elektrolyten eingetaucht, und somit eludieren auch die Kupferanschlussstücke, die aus dem Verbindergehäuse herausgeführt und mit der gedruckten Schaltungsplatine verbunden wurden. Dementsprechend kann durch das Eluat ein Kurzschluss zwischen benachbarten Anschlussstücken auftreten. Jedoch erfolgt in Beispiel 1 das Schmelzen und Abtrennen der Elutionsabschnitte, die Aluminiumleitungskerne sind, früher als bei den Kupferanschlussstücken. Dies wurde durch Versuche des Anmelders bestätigt. Da die Elutionsabschnitte 6, wie oben beschrieben, frühzeitig schmelzen und abgetrennt werden, wird die elektrische Verbindung zu der Batterieüberwachungseinrichtung 2 getrennt, bevor ein Kurzschluss zwischen Anschlussstücken in der Batterieüberwachungseinrichtung 2 auftritt, und daher kann eine Situation, in welcher der Verbinder 3 überhitzt wird, zuverlässig vermieden werden.
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Außerdem ist das Beispiel 1 so ausgebildet, dass die Elutionsabschnitte 6 durch das Gehäuse C abgedeckt sind, und somit kommt es zu keinem Kurzschluss durch eine elektrisch leitfähige Fremdsubstanz zwischen benachbarten Elutionsabschnitten 6. Zudem trägt zur Vermeidung eines Kurzschlusses auch die Ausbildung bei, in der der Abstand zwischen den elektrischen Leitungen 4 durch die in dem Gehäusehauptkörper 7 gebildeten Elektroleitungs-Haltenuten 9 aufrechterhalten wird.
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Des Weiteren sind im Fall des Beispiels 1 die elektrischen Leitungen 4 in der von vorne nach hinten verlaufenden Richtung positioniert, indem sie von den Druckvorsprüngen 15 gedrückt werden. Dementsprechend lockern sich die jeweiligen elektrischen Leitungen 4 nicht in dem tiefen Nutabschnitt 9A, und somit sind die jeweiligen Elutionsabschnitte 6 zuverlässig in dem Bereich positionierbar, in dem der tiefe Nutabschnitt 9A gebildet ist. Außerdem sind die Abgleitsicherungsabschnitte 9B so gebildet, dass sie die Elutionsabschnitte 6 in der von vorne nach hinten verlaufenden Richtung sandwichartig umgeben und ein Abgleiten der elektrischen Leitungen 4 verhindern, während sie die elektrischen Leitungen 4 an Abschnitten in der Nähe der Elutionsabschnitte 6 drücken. Dementsprechend ist jeder Elutionsabschnitt 6 in jeder der Richtungen von oben nach unten, von rechts nach links und von vorne nach hinten zuverlässig positioniert.
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Wie oben beschrieben, kann durch die Positionierung der Elutionsabschnitte 6 in der von oben nach unten verlaufenden Richtung der Elutionsabschnitt 6 an einer vorbestimmten Höhenposition von der Bodenfläche 9A-1 des tiefen Nutabschnitts 9A abgehoben sein, und daher ist es möglich, das Auftreten eines Kurzschlusses zwischen benachbarten Elutionsabschnitten 6 durch ein Eluat, das von den Elutionsabschnitten 6 tropft, zu vermeiden.
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Außerdem werden in Beispiel 1 elektrische Leitungen aus Aluminium verwendet. Das bedeutet, in dem freiliegenden Leitungskernabschnitt ist ein Aluminiumoxid-Beschichtungsfilm gebildet, der als der Elutionsabschnitt 6 fungiert. Dementsprechend kann er Isolierungseigenschaften je nach der Dicke des gebildeten Beschichtungsfilms aufweisen. Diesbezüglich trägt die Verwendung elektrischer Leitungen aus Aluminium weiter zur Vermeidung eines Kurzschlusses bei.
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Beispiel 2
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7 zeigt das Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung. Das Gehäuse Cl aus Beispiel 1 ist dazu ausgebildet, den Elektrolyten über die Einlassöffnungen 14 in das Gehäuse ein- und aus ihm herauszulassen, während in Beispiel 2 ein Gehäuse C so ausgebildet ist, dass der Elektrolyt in dem Gehäuse C gespeichert ist.
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Insbesondere ist eine Einlassöffnung 14 in der Oberseite des Deckel-Elements 8 des Gehäuses C gebildet, jedoch keine Öffnung in einer Seitenfläche und einer Bodenfläche des Gehäuses C gebildet, um ein Austreten des Elektrolyten, der in das Gehäuse C gelangt ist, aus dem Gehäuse C zu verhindern.
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Ansonsten ist die Ausbildung die gleiche wie in Beispiel 1, somit wird hier auf eine Beschreibung verzichtet.
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Das wie oben beschrieben ausgebildete Beispiel 2 weist folgende Funktionen und Wirkungen auf. Insbesondere gelangt, wenn das Gehäuse C in den Elektrolyten eingetaucht ist, der Elektrolyt von der Einlassöffnung 14 in das Gehäuse C. Da der Elektrolyt in dem Gehäuse C gespeichert ist, werden danach die Elutionsabschnitte 6 auch dann in den Elektrolyten eingetaucht gehalten, wenn der Elektrolytpegel in relativ kurzer Zeit abnimmt. Dementsprechend ist ein zuverlässiges Schmelzen und Abtrennen der Elutionsabschnitte 6 auch dann möglich, wenn das Gehäuse C den Elektrolyten verlässt.
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Ist das Gehäuse C so ausgebildet, dass der Elektrolyt nicht in dem Gehäuse C gespeichert ist, so kann bei einem Abnehmen des Elektrolytpegels eine Situation auftreten, in der der Verbinder in der Batterieüberwachungseinrichtung in den Elektrolyten eingetaucht ist, obwohl das Gehäuse C sich außerhalb des Elektrolyten befindet. In diesem Fall schmelzen die Elutionsabschnitte 6 nicht und werden nicht abgetrennt, und somit kann zwischen Kupferanschlussstücken des Verbinders ein Kurzschluss auftreten und der Verbinder überhitzt werden. Die Struktur aus Beispiel 2 ist zur Vermeidung einer solchen Situation wirksam.
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Beispiel 3
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8 zeigt das Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung. Die Beispiele 1 und 2 sind so ausgebildet, dass mehrere elektrische Leitungen 4 (Elutionsabschnitte 6) gemeinsam in dem Gehäuse C aufgenommen sind, das Beispiel 3 ist jedoch so ausgebildet, dass die Elutionsabschnitte 6 der elektrischen Leitungen 4 mit einem Schutzelement 18 abgedeckt sind.
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Jedes Schutzelement 18 ist mit einem flüssigkeitsdurchlässigen Material (schwammartigen Material) zu einer Röhrenform gebildet. Jedes Schutzelement 18 nimmt einen Elutionsabschnitt 6 auf, und beide Endabschnitte des Schutzelements 18 sind auf der Außenumfangsfläche der Beschichtung 4B der elektrischen Leitung in der von vorne nach hinten verlaufenden Richtung des Elutionsabschnitts 6 verschlossen.
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Bei dem wie oben beschrieben ausgebildeten Beispiel 3 ist jeder Elutionsabschnitt 6 mit dem Schutzelement 18 bedeckt, und daher kann ein Kurzschluss zwischen benachbarten Elutionsabschnitten 6 verhindert werden, der durch eine elektrisch leitfähige Fremdsubstanz verursacht ist. Da das Schutzelement 18 aus einem schwammartigen Material hergestellt ist und sehr hohe Flüssigkeitsdurchlässigkeit aufweist, behindert es außerdem nicht die Wirkung des Schmelzens und Abtrennens der Elutionsabschnitte 6 durch das Einlassen des Elektrolyten.
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Weitere Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Beispiele beschränkt, die in der vorangehenden Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben sind, und beispielsweise sind auch die folgenden Beispiele im technischen Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
- (1) Bei den oben beschriebenen Beispielen sind die Elutionsabschnitte 6 in dem mittleren Bereich eines jeden Kabelbaums W/H vorgesehen, der die Batterie 1 und die Batterieüberwachungseinrichtung 2 verbindet, sie können jedoch auch unmittelbar nach den Verbindern 5 vorgesehen sein, die mit der Batterieüberwachungseinrichtung 2 verbunden sind. Bei dieser Ausbildung wird der Abstand zwischen den elektrischen Leitungen 4 in einem Bereich in der Längsrichtung unmittelbar nach der Herausführung der elektrischen Leitungen 4 aus dem jeweiligen Hohlraum des Verbindergehäuses aufrechterhalten, und daher kann die Wirkung erzielt werden, die Notwendigkeit eines eigenen Elements zum Aufrechterhalten des Abstands zwischen den elektrischen Leitungen wie etwa des Gehäuses C zu beseitigen.
- (2) Bei den oben beschriebenen Beispielen werden als die elektrischen Leitungen 4 elektrische Leitungen aus Aluminium verwendet, jedoch können die elektrischen Leitungen 4 auch elektrische Leitungen aus Kupfer sein. Außerdem sind die elektrischen Leitungen 4 nicht unbedingt mehradrige Leitungen, sondern können einadrige Leitungen sein.
- (3) Bei den oben beschriebenen Beispielen 1 und 2 sind die Kabelbäume W/H, die die Batterie 1 und die Batterieüberwachungseinrichtung 2 verbinden, in Gruppen gruppiert, und jede Gruppe ist in einem Gehäuse C aufgenommen. Jedoch können alle Kabelbäume gemeinsam in einem einzigen Gehäuse C aufgenommen sein, ohne in Gruppen gruppiert zu sein.
- (4) Bei den oben beschriebenen Beispielen 1 und 2 ist die Einlassöffnung 14 des Gehäuses C als Öffnung ausgebildet, die nach außen offen ist, sie kann jedoch durch ein Abdeck-Element geschlossen sein, das einen Elektrolyten oder dergleichen durchlässt, jedoch eine Fremdsubstanz wie etwa Staub nicht durchlässt.
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Liste der Bezugsziffern
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- 1
- Batterie
- 2
- Batterieüberwachungseinrichtung
- 4
- Elektrische Leitung
- 6
- Elutionsabschnitt
- 9
- Elektroleitungs-Haltenut
- 14
- Einlassöffnung (Einlassabschnitt)
- 18
- Schutzelement
- C, C1
- Gehäuse
- W/H
- Kabelbaum
