JP2003517613A - 電池センサ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ある。この周知の装置では、電池センサが特にこの電池センサのために設けられ
た電池キャップ内の凹みに配置され、そして電池の両電極に固定する必要がある
。
行車搭載ネットワークの監視、制御および規制に対し、種々の装置および方法が
知られている。適用例に従い、通常少なくとも電池電流、電池電圧および電池温
度のような測定量が必要である。電池電流の把握のため、電池への接続導線に通
常センサが使用される。電池電圧および電池温度は、大抵の場合別々のセンサに
より直接電池電極にて、またはそれより離れたところで測定される。従って従来
の技術によれば、通常完全に独立した3つの装置が用いられ、これらに対し各走
行車にて別々の構成空間を作らねばならず、その処理のための情報は多くの場合
さらに上位の制御機器に伝達されねばならない。
532044号明細書およびPCT WO 99/54744A1を指摘してお
く。
を低減しかつ測定精度を高めるように改善することである。
請求項の内容となっている。
ることのできる統合された電池センサが創出される。さらに、コンパクトな構成
形状および数個の所要構成部品の統合により故障の蓋然性が低下する。
る通常の電池・真鍮端子として示されている。電池センサ3,4は、主として測
定分流器3および電子ユニット4から構成されている。図1aには、測定分流器
3の機械的担体として構成された2つの抵抗接続部(10a,10b;図2をも
参照)と、電子ユニット4の合成物質を散布した周囲とが見えるのみである。電
池センサ3,4と固定装置1,2とは、本発明により1つの統合された構成ユニ
ットに纏められいる。固定装置1,2は電池の単一の極にのみ、例えば負極にの
み接続されねばならない。固定装置1,2と電池センサ3,4とからなる構成ユ
ニットは、形状および大きさにおいて、(ここでは特に示さない)ポーランドD
IN72311(15部)に詳細に記す周知の電池極受容体に適合している。
示す第2の抵抗接続部10bは絶縁性であって、絶縁部6を介して端子体1に固
定されている。第2の抵抗接続部10bには、例えばねじ5と絶縁部6内に埋め
込まれたねじナット7(図1b参照)とにより、通常の接続ケーブルのケーブル
シューが接続可能となっている。端子1,2を電池の負極に接続すべき本実施例
では、(ここには図示しない)接続ケーブルが測定分流器3のアウトレット側抵
抗接続部10bを動力走行車アース体と結合する。
で示されている。同じ構成部品には、同じ符号が付されている。 図3には、主として測定分流器3の詳細、温度センサ13,13aまたは13
bの可能な配置、およびこれらの構成部品の電子ユニット4との可能な結合が示
されている。測定分流器3は、抵抗要素11および平らな2つの抵抗接続部10
a,10bよりなる。抵抗接続部10a,10bは、特に安定的に構成された銅
面である。抵抗要素11の材料は、マンガニン、ゼラニンまたはイサオーム(い
ずれも商品名)である。銅およびマンガニン、ゼラニン、イサオームは、通常の
シート材料FR4(主構成部分としてエポキシ樹脂との混合材料)とほぼ同じ温
度膨張係数を有する。このシート材料は、特に図3に周囲の合成物質散布なしで
示す電子ユニット4の担体シート12に対しても用いられる。従って、図3の電
子ユニット4の担体シート12は、SMD技術と同じく、単なるはんだ位置14
を介して抵抗接続部10aおよび10bに固定することができる。別法として、
担体シート12は抵抗接続部10a、10bの90゜だけ上方へ曲げられた短い
鎌状導線を介して、測定分流器3に導電的に固定することもできる。はんだ位置
14または鎌状導線の接続部は、できるだけ抵抗要素11に近く配置される。抵
抗要素11は、はんだ位置14を介して回路技術的に電子ユニット4に統合され
る。
センサ13と結合されている。温度センサの別の配置が、符号13aおよび13
bを付した破線により示す。温度センサ13は導熱的に、例えば導熱接着剤によ
り直接に端子体1に配置される。この配置は、非常に正確な温度測定を可能にす
るが、しかし導熱的に抵抗接続部10bに取り付けられる温度センサ13aおよ
び13bの配置よりはいくらか高くつく。温度センサ13aは簡単に接続導線を
介して担体シート12と固定される。温度センサ13bは、接続導線を避けるた
め、例えばはんだ位置を介して担体シート12と結合される。しかし、温度セン
サ13bに対しては、場合によって担体シート12に凹みが必要である。
ラグ16のピン18には、電池の他の極、この場合は正極への給電ケーブルが接
続可能である。プラグ16のピン17には、例えば動力走行車における他の電子
機器への二重管理式通信回線が接続可能である。別法として、通信回線は2つの
ピンを必要とすることもあり得る(例えば、CANバス使用の場合)。しかし、
第3の別法において、通信は無線伝達によっても行うことができる。プラグ16
を介して結合する代わりに、場所の節約の理由から、接続導線とシートとの直接
結合部を設けることも可能である(例えば、はんだ付け、接着または溶接により
)。この別法は、ここには示されていない。
されており、この電圧タップ15は電池極側の(例えば負極に対する)抵抗接続
部10aと導電的に結合されている。電池電圧UBattの測定用の第2電圧タップ
は、ピン18により形成される(例えば電池の正極に対し)。
。担体シート12または電子ユニット4は、測定、評価兼制御ユニット20を有
する。該ユニット20は、電池電圧UBatt、両はんだ位置14間の電圧U、およ
び電池温度を検知する。電圧Uより、電池電流(I)を算出することができる。
このため、例えば抵抗要素11の抵抗値(R)がユニット20内に記憶されてい
る。ユニット20は、特にマイクロプロセッサおよび記憶装置を備えている。ま
た該ユニット20は、通常の増幅器および測定処理用A/D変換器を有している
。ユニット20は、例えば充電状態または老化状態のような別の任意の電池指標
値を検知することができる。さらにユニット20自体、通信導線を介して情報を
伝達するのみならず、他の制御機器の別の情報をも受け、これらを電池の諸数値
に従い処理することができる。プラグ16への通信導線と給電導線は、ケーブル
束21としてまとめて示されている。
を開閉することのできる出力スイッチ19を制御することが可能である。その際
、例えば緊急の場合、動力走行車の電池給電を切ることができる。別法として、
このため出力スイッチ19が電池の正極または負極への両接続ケーブルの1つに
統合され、そしてユニット20により制御されるようにすることも可能である。
ユニットの第2の可能な構成を補足的に単に図式的に示す。この場合、鎖線によ
り締付けねじ2用孔が示される。この構成は、電池センサ3,4が場所的により
大きく締付けねじ2より離れており、それにより端子体1の固定時の可能な張力
を受けないで済む点のみが第1の構成と異なる。
分流器3との間に縮小部が設けられ、それにより端子体1における材料応力が防
止されている。
は抵抗要素11および両抵抗接続部10aと10b、ならびに電子ユニット4ま
たはその担体シート12の固定装置よりなる。抵抗接続部10aと10bは、特
に(図3にも示すように)平らに構成された銅面である。抵抗要素11の材料、
特にマンガニンまたはゼラニンは、図3におけると同じく、抵抗接続部10aと
10bの間に配置される。
術に似て)、はんだ位置14を介して抵抗接続部10aおよび10bに固定され
ている。この場合図6aにて(および図6aの側面図である図7aにて)、はん
だ位置14は担体シート12の縁部に沿うて長く引いた線を形成する。これに対
し、特に担体シートの縁部に少なくとも1部にはんだ位置用の開放された導体レ
ーンを設けている。はんだ線14は、断続的となしまたは間隔のあいた点から構
成することも可能である。図6a(または図7a)の構成は、担体シート12の
幅が抵抗要素11の幅よりもそんなに大きくないことを前提としている。その理
由は、はんだ付け個所はできるだけ抵抗要素11の近くに設けなければならない
からである。特に、この場合図7aによれば、測定分流器3の構成は抵抗要素1
1と担体シート12との間に中空空間が生成されるようになっている。従って、
抵抗要素11の厚さは抵抗接続部10aと10bの厚さより小さい。この中空空
間により、担体シート12を必要に応じ両側に取付けることが可能である。
ト12は、はんだ位置14によってシート12の下側にて抵抗接続部10aおよ
び10bとできるだけ抵抗要素11に近くで結合されるようにすることもできる
(図3に似て)。この場合図3と相違して、機械的安定性のために(図6aにお
けるように)線として引いたはんだ線(図6b左側)または断続的はんだ線(図
6b右側)が設けられる。抵抗要素11は、はんだ位置14を介して常に回路技
術的にも電子ユニット4に統合される。図6bの構成は、図7aまたは図7bに
よる測定分流器3の構成と組み合わせることができる。担体シート12の下側の
取り付けが必要でないとき、抵抗要素11と担体シート12との間に中空空間が
設けられていない図7bによる構成が可能である。図6bおよび図7bによる構
成の場合、担体シート12の幅を抵抗要素11の幅よりも大きくすることも可能
である。
による接着位置14を設けることも可能である。 従って基本的には、本発明により、電子ユニット4または電子ユニット4の担
体シート12は、導電性材料14(例えばはんだまたは接着剤)を用いて平らな
抵抗接続部10aおよび10bに固定される。よって、はんだ位置または接着位
置14は、測定分流器または抵抗要素11の電子ユニット4への電気的または回
路技術的統合の用をなすのみならず、電子ユニット4またはその担体シート12
の測定分流器またはその抵抗接続部10aおよび10bへの機械的固定の用をも
なす。
構成の二次元で示す平面図である。
構成の三次元で示す斜視図である。
構成の二次元で示す図式図である。
Claims (9)
- 【請求項1】動力走行車の電池の極に直接接続可能な固定装置を備える電池
センサ装置において、電池センサ(3,4)および固定装置が1つの統合された
構成ユニットに纏められ、固定装置が単一の極にのみ接続され、固定装置が動力
走行車の電池接続ケーブルに対し通常の端子(1,2)を有し、そして前記構成
ユニットが形状および大きさにおいて通常の電池極受容体に適合していることを
特徴とする電池センサ装置。 - 【請求項2】電池センサ(3,4)が平らな測定分流器(3)と電子ユニッ
ト(4)とからなること、測定分流器(3)が機械的担持体として構成された2
つの抵抗接続部(10a,10b)を有する抵抗要素(11)として構成されて
いること、電子ユニット(4)が抵抗接続部(10a,10b)に固定されてい
ること、および抵抗要素(11)が回路技術的に電子ユニット(4)に統合され
ていることを特徴とする、請求項1に記載の電池センサ装置。 - 【請求項3】電池センサ(3,4)が平らな測定分流器(3)と電子ユニッ
ト(4)とからなること、測定分流器(3)が機械的担持体として構成された2
つの抵抗接続部(10a,10b)を有する抵抗要素(11)として構成されて
いること、電子ユニット(4)または電子ユニット(4)の担体シート(12)
が導電性材料(14)により平らな抵抗接続部(10a,10b)に固定されて
いることを特徴とする、請求項1または2に記載の電池センサ装置。 - 【請求項4】電池センサ(3,4)が第1の抵抗接続部(10a)を介して
導電的に、そして第2の抵抗接続部(10b)を介して絶縁的に端子体(1)に
固定されていること、および第2の抵抗接続部(10b)に電池の1つの極に付
設された動力走行車給電用接続ケーブルが接続可能となっていることを特徴とす
る、請求項1ないし3の1つに記載の電池センサ装置。 - 【請求項5】電子ユニット(4)が、導熱的に抵抗接続部(10a,10b
)にまたは直接端子体(1)に配置されている温度センサ(13,13a,13
b)と結合されていることを特徴とする、請求項1ないし4の1つに記載の電池
センサ装置。 - 【請求項6】電子ユニット(4)がプラグ(16)を有し、このプラグに電
池の他の極への少なくとも1つの給電ケーブルが接続可能であることを特徴とす
る、請求項1ないし5の1つに記載の電池センサ装置。 - 【請求項7】電子ユニット(4)がプラグ(16)を有し、このプラグに動
力走行車における他の電子機器への少なくとも1つの通信導線が接続可能である
ことを特徴とする、請求項1ないし6の1つに記載の電池センサ装置。 - 【請求項8】電子ユニット(4)が、電池電圧(UBatt)、電池電流、電池
温度および(または)その他の電池指示量を検出する測定、評価および(または
)制御ユニット(20)を有することを特徴とする、請求項1ないし7の1つに
記載の電池センサ装置。 - 【請求項9】抵抗接続部(10b)が出力スイッチ(19)を介して閉止可
能な中断部を有すること、および該出力スイッチ(19)が測定、評価および(
または)制御ユニット(20)により制御可能であることを特徴とする、請求項
1ないし8の1つに記載の電池センサ装置。
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