KR20090018648A - 배터리 센서 유닛 및 배터리 센서 유닛의 제조 방법 - Google Patents

배터리 센서 유닛 및 배터리 센서 유닛의 제조 방법 Download PDF

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세르게이 케르벨
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

배터리 센서 유닛, 특히 차량 배터리용 배터리 센서 유닛의 제조 방법에 관한 것으로, 케이블(30)의 케이블 단부(28)용 케이블 홀더(26)를 포함한다. 상기 방법은 저항 물질로 이루어진 슬리브(32)가 상기 케이블 단부(28) 상에 끼워지고, 상기 케이블 단부(28)와 슬리브(32)의 내주(36)사이에 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34)이 삽입되고, 슬리브(32)와 측정 탭(34)을 가진 케이블 단부(28)는 케이블 홀더(26) 내로 삽입되고 상기 케이블 홀더와 영구적으로 결합됨으로써, 측정 장치(12)를 형성하는 것을 특징으로 한다. 또한, 배터리 상태를 검출하기 위한 측정 장치(12)와 배터리, 특히 차량 배터리의 콘택(16)에 배터리 센서 유닛(10)을 고정하기 위한 고정 장치를 가진 배터리 센서 유닛(10)에 관한 것이다. 배터리 센서 유닛(10)은, 측정 장치(10)가 케이블(30)의 케이블 단부(28), 케이블 단부(28)를 둘러싸는, 저항 물질로 이루어진 슬리브(32), 슬리브(32)의 내주와 케이블 단부(28) 사이에 삽입된 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34), 및 슬리브(32)를 영구 결합 방식으로 수용하는 케이블 홀더(26)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
배터리 센서 유닛, 케이블, 케이블 단부, 케이블 홀더, 측정 탭

Description

배터리 센서 유닛 및 배터리 센서 유닛의 제조 방법{Battery sensor unit and method for producing the battery sensor unit}
본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 측정 장치 및 고정 장치를 포함하는 배터리 센서 유닛 및 배터리 센서 유닛의 제조 방법에 관한 것이다.
차량 내의 배터리의 배터리 상태를 검출하기 위해 일반적으로 온도, 전류 및/또는 전압 값들이 검출되고, 적절한 알고리즘에 의해 처리된다. 일반적으로 마이크로콘트롤러 또는 적절한 계산 유닛이 사용된다. 전류 검출을 위해 일반적으로 측정 분류기, 및 보상 센서, 플럭스게이트- 또는 홀 소자와 같은 유도 전류 센서들이 사용된다.
EP-A 1 435 524 호에는 차량 배터리의 극에 직접 접속될 수 있는 고정 장치를 가진 배터리 센서 유닛이 공지되어 있고, 고정 장치와 배터리 센서는 통합 유닛을 형성한다. 배터리 센서 장치의 형태와 크기는 일반적인 배터리 극 케이싱에 맞게 조정된다. 또한, 배터리 센서는 편평한 측정 분류기와 전자장치 유닛으로 이루어지고, 측정 분류기는 기계적 캐리어로 형성된 2개의 저항 접속부들을 가진 저항 소자로 형성된다.
선행기술과 달리, 케이블의 케이블 단부용 케이블 홀더를 포함하는 배터리 센서 유닛, 특히 차량 배터리용 배터리 센서 유닛의 본 발명에 따른 제조 방법은, 일반적인 배터리 센서 유닛에 비해 확실한 비용 절감과 함께 생산 공정이 현저히 간단해지는 장점을 갖는다. 또한, 저항 물질로 이루어진 슬리브가 케이블 단부 상에 끼워지고, 케이블 단부와 슬리브의 내주 사이에 적어도 하나의 제 1 측정 탭이 삽입된다. 슬리브와 측정 탭을 포함하는 케이블 단부는 케이블 홀더 내로 삽입되고 상기 케이블 홀더와 함께 측정 장치에 영구적으로 결합된다. 이러한 방식으로 배터리, 특히 차량 배터리의 콘택 또는 극에 배터리 센서 유닛을 고정하기 위한 고정 장치 및 배터리 상태를 검출하기 위한 측정 장치를 포함하는 배터리 센서 유닛이 제공된다. 측정 장치는 바람직하게 케이블의 케이블 단부, 케이블 단부를 둘러싸는, 저항 물질로 이루어진 슬리브, 슬리브의 내주와 케이블 단부 사이에 삽입된 적어도 하나의 제 1 측정 탭, 및 슬리브를 영구적으로 결합 수용하는 케이블 홀더를 포함한다.
본 발명의 다른 장점들은 종속 청구항에 제시된 특징을 통해 그리고 도면 및 하기 설명에 제시된다.
배터리 센서 유닛 제조 방법의 제 1 실시예에서, 슬리브가 케이블 단부 상에 끼워진 후에 케이블 단부와 슬리브 사이에 적어도 하나의 제 1 측정 탭이 삽입될 수 있다. 대안으로서, 적어도 하나의 제 1 측정 탭이 케이블 단부 상에 배치된 후에 슬리브가 케이블 단부와 측정 탭 상에 끼워지는 것이 가능하다. 적어도 하나의 제 1 측정 탭이 먼저 슬리브 내로 삽입된 후에 슬리브와 측정 탭이 케이블 단부 상에 끼워지는 경우 제조 방법의 다른 가능성이 주어진다. 이를 위해, 적어도 하나의 제 1 측정 탭은 대략 서로 수직으로 배치된 2개의 레그들을 포함하는 것이 바람직하고, 적어도 하나의 제 1 측정 탭의 제 1 레그는 측정 장치에 고정되고, 제 2 레그는 제 1 전위를 탭(tab)하는데 사용된다.
케이블 단부, 측정 탭 및 슬리브 사이의 가능한 양호한 접촉을 보장하기 위해, 케이블 단부는 슬리브를 끼우기 전에 대략 슬리브의 길이에 걸쳐 절연되는 것이 바람직하다.
홀더, 슬리브, 측정 탭 및 케이블 단부들을 직렬로 재현 가능하게 영구적으로, 특히 저렴하게 연결하는 방법은 압착, 핀칭 또는 크림핑이다. 측정 장치의 대량 생산을 보장하고 배터리 상태에 대해 항상 타당한 측정 결과를 얻기 위해, 규정된 압력으로 압착, 핀칭 또는 크림핑이 실시된다.
일반적으로 전압 강하는 저항 물질로 이루어진, 측정 분류기로 작동하는 슬리브에 의해 직접 측정되어야 하기 때문에, 추가의 측정 탭이 외부로부터 케이블 홀더 상에 제공되는 것이 바람직하다. 상기 추가 측정 탭은 예컨대 케이블 홀더에 납땜, 용접, 압착, 나사 조임 또는 접착될 수 있다. 슬리브의 저항 물질로서 특히 망가닌이 제공된다. 적어도 하나의 제 1 측정 탭처럼, 추가 측정 탭도 바람직하게 서로 수직으로 배치된 2개의 레그들로 구현되고, 이 경우 추가 측정 탭의 제 1 레그가 측정 장치에 고정되고, 제 2 레그는 제 2 전위를 탭하는데 사용된다. 이러한 방식으로 2개의 측정 탭들에 의해 슬리브를 통한 전압 강하가 측정될 수 있다.
대부분의 케이블은 원형 횡단면을 갖기 때문에, 케이블 홀더와 슬리브가 중공 실린더 형태로 형성되고, 케이블 단부, 슬리브 및 케이블 홀더는 동축으로 배치된다.
본 발명은 하기에서 도 1 내지 도 3을 참고로 설명되고, 동일한 기능을 하는 동일한 부분들은 도면들에서 동일한 도면 부호로 도시된다. 도면, 도면의 상세한 설명 및 청구범위들은 다수의 특징들을 조합하여 포함한다. 당업자는 이러한 특징들을 개별적으로 파악하여 의미 있는 다른 조합 형태로 통합할 것이다. 특히 당업자는 상이한 실시예들의 상기 특징들을 의미 있는 다른 조합 형태로 통합할 것이다.
도 1은 차량 배터리의 상태를 검출하기 위한 측정 장치를 포함하는 본 발명에 따른 배터리 센서 유닛의 실시예를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 센서 유닛의 측정 장치의 횡단면을 도시한 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 센서 유닛의 측정 장치의 분해도.
도 1은 측정 장치(12)와 고정 장치(14)를 포함하는 본 발명에 따른 배터리 센서 유닛(10)의 실시예를 도시한다. 고정 장치(14)는 배터리 센서 유닛(10)과 차량 배터리(18)의 콘택(16) 또는 극 사이의 분리 가능한 전기 접속을 형성하는데 사용된다. 이를 위해, 고정 장치(14)는 콘택(16) 위로 젖혀지고 클램핑 스크루(22)는 적절한 공구로 조여짐으로써, 고정 장치(14)는 클램핑 바디(20)에 작용하는, 극 클램프(24) 형태의 클램핑 스크루(22)에 의해 배터리(18)의 콘택(16) 또는 극에 연결된다.
배터리 센서 유닛(10)의 측정 장치(12)는 케이블(30), 특히 차량의 전기 시스템에 영구적으로 접속하기 위한 에너지 공급 케이블의 케이블 단부(28)용 중공 실린더 형태의 케이블 홀더(26)를 포함하고, 차량 배터리(18)의 상태를 검출하는데 사용된다. 또한, 저항 물질로 이루어진, 중공 실린더 형태의 슬리브(32)는 바람직하게 절연된 케이블 단부(28)를 둘러싸므로, 케이블 단부(28), 슬리브(32) 및 케이블 홀더(26)는 점선을 따라 동축으로 배치된다. 중공 실린더 형태란, 중공 실린더의 적어도 하나의 축방향 단부가 개방되어 있는 것을 의미한다. 본 발명을 제한하지 않으면서, 케이블 홀더(26)와 슬리브(32)는 예컨대 정방형 또는 이와 유사한 다른 형태를 가질 수 있다. 이는, 케이블(30)이 리본 케이블 또는 다른 횡단면을 갖는 케이블인 경우 바람직하다.
배터리(18)의 상태를 검출하기 위해, 슬리브(32)의 내주(36)와 케이블 단부(28) 사이에 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34)이 삽입된다(도 2 참조). 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34)을 설치하는 방법에 대해서는 추후에 도 3과 관련하여 자세히 설명된다. 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34)은 서로 대략 수직으로 배치된 2개의 레그들(38, 40)을 가지며, 제 1 레그(38)는 측정 장치(12)에 제 1 측정 탭(34)을 접촉시키고 고정하는데 사용되고, 제 2 레그(40)는 제 1 전위의 탭을 위한 접속 콘택(42)을 형성한다. 또한, 추가 측정 탭(44)이 외부로부터 케이블 홀더(26) 상에 예컨대 납땜, 용접, 압착, 나사 조임 또는 접착에 의해 제공된다. 적 어도 하나의 제 1 측정 탭(34)처럼, 추가 측정 탭(44)도 서로 대략 수직으로 배치된 2개의 레그들(46, 48)을 갖고, 제 1 레그(46)는 측정 장치(12)에 추가 측정 탭(44)을 접촉시키고 고정하는데 사용되는 한편, 제 2 레그(50)의 접속 콘택(48)에서 제 2 전위가 탭될 수 있다. 제 2 전위와 제 1 전위 사이의 차이는 유동 배터리 전류로 인한, 측정 분류기로 작동하는 슬리브(32)를 통한 전압 강하를 형성하고, 상기 전압 강하에 의해, 도시되지 않은 계산 유닛, 예컨대 마이크로콘트롤러 또는 이와 유사한 것을 이용하여 배터리(18)의 상태가 검출될 수 있다.
케이블 홀더(12), 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34), 추가 측정 탭(44) 및 케이블(그것의 절연부를 제외한)용 물질로서 구리 또는 기타 도체가 제공된다. 슬리브(32)에 대해서는 바람직하게 망가닌이 저항 물질로서 사용될 수 있다.
도 3을 참고로 배터리 센서 유닛(10)의 제조 방법이 설명된다. 이를 위해 먼저 바람직하게 대략 슬리브(32)의 길이에 걸쳐 절연된 케이블 단부(28) 상에 저항 물질로 이루어진 슬리브(32)가 화살표(52) 방향으로 끼워지고, 케이블 단부(28)와 슬리브(32)의 내주(36) 사이에 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34)이 삽입된다. 후속하여, 슬리브(32)와 측정 탭(34)을 포함하는 케이블 단부(28)는 화살표(54) 방향으로 케이블 홀더(26) 내로 삽입되어 케이블 홀더와 영구 결합됨으로써, 측정 장치(12)를 형성한다. 영구 결합은 외부로부터 규정된 압력으로 케이블 홀더(26)에 가해지는 압착, 핀칭 또는 크림핑에 의해 이루어진다. 상기 규정된 압력은, 대량 생산시 측정 장치(12)의 일정한 저항값 보장하는데 중요하다. 또한, 슬리브(32)는 축방향 슬롯을 포함할 수 있고, 상기 슬롯은 압착, 핀칭 또는 크림핑을 용이하게 하고, 케이블 단부(28)가 실수로 빠져나가는 것을 어렵게 한다. 슬롯은 슬리브(32)의 전체 길이에 걸쳐 연장될 수 있거나 또는 일부만, 예컨대 길이의 1/2 또는 3/4만 커버할 수 있고, 후자의 경우 슬리브(32)의, 슬롯을 가진 단부는 바람직하게 케이블(30)을 향한다.
슬리브(32)와 케이블 홀더(26)는 도시된 실시예에서 중공 실린더 형태로 형성되므로, 케이블 단부(28), 슬리브(32) 및 케이블 홀더(26)는 동축으로 배치된다. 전술한 바와 같이, 케이블(30)의 형태에 따라 다른 형상도 고려될 수 있다.
케이블 단부(28)와 슬리브(32) 사이에 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34)을 삽입하기 위한 다양한 가능성이 있다. 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34)은 예컨대 슬리브(32)가 케이블 단부(28) 상에 끼워진 후에야 적절한 공구에 의해 삽입될 수 있다. 이를 위해, 측정 탭(34)의 제 2 레그(40)가 고정되고, 제 2 레그에 대해 대략 수직으로 배치된 제 1 레그(38)는 케이블 단부(28)와 슬리브(32)의 내주(36) 사이에 삽입된다. 케이블 홀더(26)의 후속 압착, 핀칭 또는 크림핑으로 인해 추가 고정은 불필요하다. 대안으로서, 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34)의 제 1 레그(38)가 케이블 단부(28) 상에 배치된 후에, 케이블 단부(28)와 측정 탭(34) 또는 상기 측정 탭의 제 1 레그(38) 상으로 슬리브(32)가 끼워질 수 있다. 또한, 슬리브(32)가 측정 탭(34)과 함께 케이블 단부(28) 상에 끼워질 수 있도록 하기 위해, 측정 탭(34)의 제 1 레그(38)를 먼저 슬리브(32) 내로 삽입하는 것을 고려할 수 있다.
제 2 방법에서, 대략 슬리브(32)의 길이에 걸쳐 케이블 단부(28)를 완전히 절연하는 것은 필수적이지 않다. 따라서 제 1 레그(38)는 예컨대 콘택 피크 또는 콘택 니들을 가질 수 있고, 상기 콘택 피크 또는 콘택 니들은 절연부를 통과해서 케이블 단부(28) 상에 배치될 경우, 특히 케이블 홀더(26)의 압착, 핀칭 또는 크림핑 후에 케이블(30)의 구리 코어와의 전기 접촉을 보장한다.
측정 장치(12)가 케이블(30), 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34), 슬리브(32) 및 케이블 홀더(26) 사이의 영구 결합으로 이루어진 후에, 추가 측정 탭(44)의 제 1 레그(46)는 외부로부터 케이블 홀더(26) 상에 제공된다. 이는 예컨대 납땜, 용접, 압착, 나사 조임, 접착 또는 이와 유사한 것에 의해 이루어진다. 제 1 레그(46)에 대해 대략 수직으로 배치된 제 2 레그(50)는 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34)에서처럼 접속 콘택(48)에서 제 2 전위를 탭하는데 사용된다.
최종적으로, 도시된 실시예는 도 1 내지 도 3에 제한되지 않으며, 측정 탭(34, 44), 케이블(30), 슬리브(32), 케이블 홀더(26), 측정 장치(12) 및 전체 배터리 센서 유닛(10)의 도시된 형태에 제한되지 않는다. 특히, 측정 탭들(34, 44)은 다양하게 형성될 수 있다. 또한, 측정 장치(12)에 대해서 구리와는 다른 도전성 재료, 또는 망가닌과는 다른 저항 물질이 사용될 수 있다. 이 경우 당업자는 고려할 수 있는 다수의 물질들에서 선택할 수 있다.

Claims (20)

  1. 케이블(30)의 케이블 단부(28)용 케이블 홀더(26)를 포함하는 배터리 센서 유닛(10), 특히 차량 배터리용 배터리 센서 유닛의 제조 방법에 있어서,
    상기 케이블 단부(28) 상에 저항 물질로 이루어진 슬리브(32)가 끼워지고, 상기 케이블 단부(28)와 상기 슬리브(32)의 내주(36) 사이에 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34)이 삽입되고, 상기 슬리브(32)와 상기 측정 탭(34)을 포함하는 상기 케이블 단부(28)는 상기 케이블 홀더(26) 내로 삽입되고 상기 케이블 홀더와 영구적으로 결합됨으로써, 측정 장치(12)를 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 슬리브(32)가 상기 케이블 단부(28) 상에 끼워진 후에, 상기 케이블 단부(28)와 상기 슬리브(32) 사이에 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34)은 상기 케이블 단부(28) 상에 배치되고 후속해서 상기 슬리브(32)는 상기 케이블 단부(28)와 상기 측정 탭(34) 상에 끼워지는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측정 탭(34)은 먼저 상기 슬리브(32) 내로 삽입되고 후속해서 상기 슬리브(32)와 상기 측정 탭(34)은 상기 케이블 단부(28) 상에 끼워지는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34)은 서로 대략 수직으로 배치된 2개의 레그들(38, 40)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 측정 탭(34)의 제 1 레그(38)는 상기 측정 장치(12)에 고정되고, 제 2 레그(40)는 제 1 전위의 탭에 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이블 단부(28)는 상기 슬리브(32)를 끼우기 전에 대략 상기 슬리브(32)의 길이에 걸쳐 절연되는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 영구 결합은 압착, 핀칭 또는 크림핑인 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 압착, 핀칭 또는 크림핑은 규정된 압력으로 실시되는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 추가 측정 탭(44)이 외부로 부터 상기 케이블 홀더(26) 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 추가 측정 탭(44)은 상기 케이블 홀더(26)에 납땜, 용접, 압착, 나사 조임 또는 접착되는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 추가 측정 탭(44)은 대략 서로 수직으로 배치된 2개의 레그들(46, 50)을 포함하고, 상기 추가 측정 탭(44)의 제 1 레그(46)는 상기 측정 장치(12)에 고정되고, 제 2 레그(50)는 제 2 전위를 탭하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛의 제조 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 슬리브(32)의 저항 물질은 망가닌인 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛의 제조 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이블 홀더(26)와 상기 슬리브(32)는 중공 실린더 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛의 제조 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 케이블 단부(28), 상기 슬리브(32) 및 상기 케이블 홀더(26)는 동축으로 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛의 제조 방법.
  15. 배터리(18), 특히 차량 배터리의 콘택(16)에 배터리 센서 유닛(10)을 고정하기 위한 고정 장치(14)와, 배터리의 상태를 검출하기 위한 측정 장치(12)를 포함하는 배터리 센서 유닛(10)에 있어서,
    상기 측정 장치(12)는 케이블(30)의 케이블 단부(28), 상기 케이블 단부(28)를 둘러싸는, 저항 물질로 이루어진 슬리브(32), 상기 슬리브(32)의 내주(36)와 상기 슬리브 단부(28) 사이에 삽입된 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34), 및 상기 슬리브(32)를 영구 결합 방식으로 수용하는 케이블 홀더(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 케이블 홀더(26)와 상기 슬리브(32)는 중공 실린더 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 케이블 단부(28), 상기 슬리브(32) 및 상기 케이블 홀더(26)는 동축으로 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛.
  18. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 슬리브(32)의 저항 물질은 망가닌인 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛.
  19. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 측정 장치(12)는 외부로부터 상기 케이블 홀더(26) 상에 배치된 추가 측정 탭(44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 1 측정 탭(34) 및 상기 추가 측정 탭(44)은 각각 대략 서로 수직으로 배치된 2개의 레그들(38, 40;46, 50)을 포함하고, 제 1 레그들(38, 46)은 상기 측정 장치에 접촉하고 고정하는데 사용되고, 제 2 레그들(40, 50)은 상기 슬리브(32)를 통한 전압 강하를 탭하기 위한 각각의 접속 콘택(42, 48)을 형성하는 것을 특징으로 하는 배터리 센서 유닛.
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