KR20160007501A

KR20160007501A - 차량 배터리용 전류 센서

Info

Publication number: KR20160007501A
Application number: KR1020157029840A
Authority: KR
Inventors: 마틴 하버캄프; 맨프레드 골
Original assignee: 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2014-05-06
Publication date: 2016-01-20
Also published as: CN105143900A; KR102107269B1; CN105143900B; DE102013208381A1; WO2014180815A1

Abstract

본 발명은, 차량 배터리(4)를 모니터링하기 위한 전류 센서(6)에 관한 것으로서, 이 전류 센서는 - 차량 배터리(4)의 한 극(24)과 전기 접속을 만들기 위한 전기식 접촉 요소(8); 및 - 전류 센서(6)를 차량 배터리(4)에 적어도 한 가지 방향(30)으로 고정시키기 위한, 전기식 접촉 요소(8)와 상이하게 형성된 기계식 고정 요소(12, 20)를 포함한다.

Description

차량 배터리용 전류 센서{CURRENT SENSOR FOR A VEHICLE BATTERY}

본 발명은, 차량 배터리용 전류 센서, 차량 배터리용 극 단자, 및 전류 센서 및 극 단자를 구비하는 차량 배터리에 관한 것이다.

2005년 7월 판 "전자 산업( elektronik industrie )"이라는 잡지에는 IBS로도 불리는 지능형 배터리 센서가 공지되어 있다. 이 잡지에서는, 배터리 전압, 배터리 전류 및 배터리의 온도를 토대로 해서 차량 배터리의 충전 상태를 결정하도록 설계된 전류 센서가 다루어지고 있다.

본 발명의 과제는, 공지된 차량 배터리용 전류 센서를 개선하는 것이다.

상기 과제는, 독립 청구항들의 특징들에 의해서 해결된다. 바람직한 개선 예들은 종속 청구항들의 대상이다.

본 발명의 한 양상에 따라, 차량 배터리를 모니터링하기 위한 전류 센서는, 차량 배터리의 한 극과 전기 접속을 만들기 위한 전기식 접촉 요소, 및 전류 센서를 차량 배터리에 적어도 한 가지 방향으로 고정시키기 위한, 전기식 접촉 요소와 상이하게 형성된 기계식 고정 요소를 포함한다.

특히 IBS로서 형성되어 소개된 전류 센서는, 전류를 측정할 수 있기 위해서는 전류 센서가 전기 에너지원과 부하 사이에 직렬로 접속되어야만 한다는 생각을 토대로 하고 있다. 또한, 소개된 전류 센서는, 특히 자동차 공학 분야와 같은 고전류 적용 예들에서 전기 부하를 전기 에너지원에 전기식으로 접속하기 위해서는 그에 상응하는 대규모의 케이블이 반드시 필요하다는 생각을 토대로 하고 있다. 하지만, 이 경우에는 전류 센서가 전기 부하와 차량 배터리 사이에 직렬로 접속됨으로 인해, 전류 센서가 전술된 케이블을 지지할 수밖에 없다는 문제점이 제기된다.

이와 같은 생각들을 토대로 하여, 소개된 전류 센서의 범위 안에서는, 전류 센서뿐만 아니라 케이블까지도 차량 배터리에 기계식으로 연결됨으로써, 공지된 전류 센서에서 전술된 문제점이 해결된다는 사실이 확인된다. 그렇기 때문에, 기계적으로 볼 때 종래의 전류 센서는 차량 배터리와 전류 센서 사이의 접속부에 대하여 병렬로 놓여 있다. 하지만, 전기적으로 볼 때에 전류 센서는 앞에서 이미 언급한 바와 같이 차량 배터리와 케이블 사이에 직렬로 접속되어야 하지만, 이와 같은 상황은, 기계적인 연결부가 전기적으로 절연되지 않은 경우에는 개별적인 기계식 연결부가 전기적인 단락을 야기할 수 있다. 이와 같이 반드시 필요한 전기 절연은 추가 비용을 유발시킨다.

본원에서 소개된 전류 센서의 틀 안에서는, 직렬로 접속된 전류 센서가 전류를 도통시킬 뿐만 아니라 차량 배터리에 대한 케이블의 기계식 고정까지도 담당함으로써, 전기적인 단락이 피해질 수 있다는 사실이 확인된다. 하지만, 이 목적을 위해서는 일반적으로 전기 접속부가 기계적으로 매우 약하기 때문에, 결과적으로 전류 센서가 오로지 기계적인 고정만을 담당해야만 하는 경우에는 이 전류 센서가 차량 배터리로부터 분리될 수 있다. 그렇기 때문에, 그럼에도 기계적인 고정을 제공하기 위하여 기계적인 고정 요소가 일종의 보강 요소로서 전류 센서에 배치되며, 이 고정 요소는 케이블을 지지하는 전류 센서를 차량 배터리에 기계식으로 고정시킨다. 전류 센서가 기계적인 고정 요소를 통해서 차량 배터리의 극에 고정되면, 케이블이 추가로 차량 배터리에 기계식으로 고정될 필요가 없으며, 결과적으로는 전술된 전기적인 절연도 생략될 수 있다.

소개된 전류 센서의 한 개선 예에서는, 기계식 고정 요소의 고정 작용 범위 밖에 있는 전류 센서의 한 장소에 전기식 접촉 요소가 배치되어 있다. 다시 말하자면, 전기식 접촉 요소가 전기 고정 요소와 공동으로 형성될 수도 있지만, 2개의 요소를 상호 분리된 형태로 형성하면 전기식 접촉 요소는 자신의 전기적인 접촉 작용에 최적으로 적응될 수 있는 한편, 기계식 고정 요소는 자신의 기계적인 고정 작용에 맞추어 최적으로 설계될 수 있다.

소개된 전류 센서의 한 바람직한 개선 예에서, 형상 결합 요소의 작용 방향은, 전류 센서를 통해서 차량 배터리에 접속될 수 있는 케이블이 전류 센서에 작용을 하는 힘 흐름 방향에 의존한다. 다시 말해, 기계식 고정 요소는 다만 서문에 언급된 케이블이 작용을 하는 그리고 이로써 전기적인 에너지원과 케이블 사이에서의 전류 센서의 직렬 접속에 의존하는 방향으로만 작용해야 하는데, 그 이유는 다른 방향에서는 케이블에 의해 기계적인 높은 부하가 발생하지 않고, 기계적인 높은 고정력도 필요치 않기 때문이다.

소개된 전류 센서의 한 특별한 개선 예에서, 고정 요소는 차량 배터리와 형상 결합 방식으로 연결하기 위한 하나 이상의 형상 결합 요소를 포함한다. 이와 같은 방식에 의해서는, 전류 센서가 간단한 방식으로 예를 들어 차량 배터리에 매달림으로써 차량 배터리와 기계식으로 연결될 수 있다. 형상 결합은 특히 간단하게 만들어질 수 있고, 케이블에 의해서 제공되는 증가된 기계적인 하중이 유지되도록 하기 위해 기계적인 고정 요소가 전술된 방식으로 작용해야만 하는 방향으로 정확하게 설계될 수 있다.

본 발명의 또 다른 한 양상에 따라, 차량 배터리용 극 단자는, 차량 배터리에 접속될 수 있는 전기 센서와의 전기 접속을 만들기 위한 전기식 접촉 요소, 및 전류 센서를 차량 배터리에 적어도 한 가지 방향으로 고정시키기 위한, 전기식 접촉 요소와 상이하게 형성된 기계식 고정 요소를 포함한다.

이때, 상기 극 단자에는, 서문에 언급된 장점들을 갖는 서문에 언급된 유형의 전류 센서가 접속될 수 있다.

소개된 극 단자의 한 개선 예에서, 전기식 접촉 요소는, 기계식 고정 요소의 고정 작용 범위 밖에 있는 극 단자의 한 장소에 배치되어 있다.

소개된 극 단자의 한 특별한 개선 예에서, 고정 요소는 전류 센서와의 형상 결합 방식의 연결부를 만들기 위한 하나 이상의 형상 결합 요소를 포함한다.

소개된 극 단자의 한 바람직한 개선 예에서, 형상 결합 요소의 작용 방향은, 전류 센서를 통해서 차량 배터리에 접속될 수 있는 케이블이 극 단자에 작용을 하는 힘 흐름 방향에 의존한다.

소개된 전류 센서의 한 특히 바람직한 개선 예에서, 형상 결합 요소는, 소개된 극 단자에 특히 경제적으로 설치될 수 있는 천공 휨 요소이다.

본 발명의 또 다른 한 양상에 따라, 차량 전력 계통을 위한 전류를 송출 또는 수신하기 위한 차량 배터리는, 전류를 송출 또는 수신하기 위한 소개된 극 단자들 중 하나의 극 단자, 및 기계식 고정 요소를 통해서 극 단자에 고정되어 있고, 전기식 접촉 요소를 통해서 극 단자에 전기식으로 접속되어 있는, 소개된 전류 센서들 중 하나의 전류 센서를 포함한다.

전술된 본 발명의 특성들, 특징들 및 장점들 그리고 이와 같은 특성들, 특징들 및 장점들에 도달할 수 있는 유형 및 방식은, 도면들과 관련해서 상세하게 설명될 실시 예들에 대한 이하의 설명과 관련해서 더욱 명확하고도 분명하게 이해될 수 있으며, 이 경우:
도 1은 전류 센서를 통해서 차량 배터리에 케이블을 고정시킬 수 있는 기본적인 작용 방식을 설명하기 위한 모형도;
도 2는 전류 센서를 통해서 차량 배터리에 케이블을 대안적으로 고정시키는 기본적인 작용 방식을 설명하기 위한 모형도;
도 3은 극 단자 및 전류 센서를 세부적으로 도시한 사시도;
도 4는 상호 결합 된 상태에서 극 단자 및 전류 센서를 도시한 사시도.

각각의 도면들에서 동일한 기술적인 요소들에는 동일한 도면 부호가 제공되고, 단지 한 번만 기술된다.

전류 센서(6)를 통해서 차량 배터리(4)에 케이블(2)을 고정시킬 수 있는 기본적인 작용 방식을 설명하기 위한 모형도를 보여주는 도 1이 참조된다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 케이블(2)은 안정적인 고정을 위해서 차량 배터리(4)에 직접 고정될 수 있다. 전류 센서(6)는 상응하는 전기식의 그리고 그와 동시에 기계식의 연결부, 예를 들어 전기 납땜 결합부(8)를 통해서 케이블(2)과 차량 배터리(4) 사이에 전기적으로 직렬로 접속될 수 있다. 하지만, 이 목적을 위해서는, 차량 배터리(4)에 대한 케이블(2) 고정부가 절연부(10)를 통해서 반드시 전기적으로 분리되어야만 하는데, 그 이유는 그렇지 않은 경우에는 케이블(2)과 차량 배터리(4) 사이에 직렬로 접속된 전류 센서(6)가 단락될 수 있기 때문이다.

이와 같은 절연부(10)를 피하기 위하여, 도 2에 따른 전류 센서(6)에는, 전류 센서(6)의 기계적인 고정 상태를 보강하기 위한 기계식 고정 요소(12)가 적어도 케이블(2)의 인장 방향으로 배치될 수 있다. 이 경우에는 차량 배터리(4)에서의 전류 센서(6)의 기계식 고정만으로 충분하기 때문에, 결과적으로 차량 배터리(4)와 케이블(2)의 직접적인 기계식 연결부 및 그와 더불어 절연부(10)는 더 이상 쓸모가 없게 된다. 이때 전류 센서(6)와 케이블(2) 사이의 연결부(14)는 완전히 자유롭게 설계될 수 있다.

전류 센서(6)는 도 3에 예로서 도시되어 있는 바와 같이, 하우징(16) 및 케이블(2)의 접속을 위한 전기식 케이블 단자(18)를 구비할 수 있다. 이때, 하우징(16)은 본 실시 예에서 바람직하게 전기 절연 플라스틱으로부터 제조될 수 있다. 하우징(16)에서는 형상 요소(20)가 형성될 수 있으며, 이 형상 요소를 통해서는 이하에서 더 기술되는 방식으로 차량 배터리(4)와의 형상 결합이 만들어질 수 있다. 마지막으로, 전류 센서(6)는 인터페이스(22)를 더 구비할 수 있으며, 이 인터페이스를 통해서는 측정 데이터가 도면에 도시되어 있지 않은 평가 장치로 전송될 수 있다.

본 실시 예에서, 전류 센서(6)는 극 단자(24)에 연결될 수 있으며, 이 극 단자는 예를 들어 공지된 방식으로 고정 나사 결합부(25)를 통해서, 도면에 도시되어 있지는 않지만 공지되어 있는 차량 배터리(4)의 한 극에 차량 배터리(4)의 부분으로서 고정될 수 있다. 전류 센서(6)를 극 단자(24)에 고정시키기 위하여, 극 단자(24)는 납땜 면(26)을 구비하며, 이 납땜 면 상에서는 전술된 납땜 결합부(8)가 구현될 수 있다. 또한, 극 단자(24)는, 예를 들어 천공 휨 기술적으로 제조될 수 있는 후크(28)를 구비한다.

전류 센서(6)를 극 단자(24)의 납땜 면(26) 상에 납땜한 후에는, 후크(28)가 형상 요소(20)에 대항하여 휘어질 수 있음으로써, 결과적으로 후크(28)는 형상 요소(20)와 함께 케이블(6)의 인장 방향(30)으로 하나의 형상 결합부를 형성하게 되고, 이로써 전술된 기계식 고정 요소(12)로서 이용된다. 후크(28) 및 형상 요소(20)로 이루어진 형상 결합부에 의해서 덮이지 않는 다른 모든 방향에서는, 전류 센서(6)를 극 단자(24)에 고정시키기 위해 납땜 결합부(8)를 납땜 면(26) 상에 기계식으로 고정시키는 것으로 충분하다.

극 단자(24)에 연결된 전류 센서(6)가 도 4에서는 추가로 접속된 케이블(2)과 함께 도시되어 있다.

Claims

차량 배터리(4)를 모니터링하기 위한 전류 센서(6)로서,
- 차량 배터리(4)의 한 극(24)과 전기 접속을 만들기 위한 전기식 접촉 요소(8), 및
- 전류 센서(6)를 차량 배터리(4)에 적어도 한 가지 방향(30)으로 고정시키기 위한, 상기 전기식 접촉 요소(8)와 상이하게 형성된 기계식 고정 요소(12, 20)를 포함하는, 전류 센서.
제1항에 있어서, 상기 전기식 접촉 요소(8)가 기계식 고정 요소(12, 20)의 고정 작용 범위 밖에 있는 전류 센서(6)의 한 장소에 배치되어 있는, 전류 센서.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정 요소(12, 20)가 차량 배터리(4)와의 형상 결합 방식의 연결부(20, 28)를 만들기 위한 하나 이상의 형상 결합 요소(20)를 포함하는, 전류 센서.
제4항에 있어서, 상기 형상 결합 요소(20)의 작용 방향(30)은, 전류 센서(6)를 통해서 차량 배터리(4)에 접속될 수 있는 케이블(2)이 상기 전류 센서(6)에 작용을 하는 힘 흐름 방향에 의존하는, 전류 센서.
차량 배터리(4)용 극 단자(24)로서,
- 차량 배터리(4)에 접속될 수 있는 전류 센서(6)와의 전기 접속부(8)를 만들기 위한 전기식 접촉 요소(26), 및
- 전류 센서(6)를 차량 배터리(4)에 적어도 한 가지 방향(30)으로 고정시키기 위한, 상기 전기식 접촉 요소(26)와 상이하게 형성된 기계식 고정 요소(28)를 포함하는, 극 단자.
제5항에 있어서, 상기 전기식 접촉 요소(26)가 기계식 고정 요소(28)의 고정 작용 범위 밖에 있는 극 단자(24)의 한 장소에 배치되어 있는, 극 단자.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 기계식 고정 요소(28)가 전류 센서(6)와의 형상 결합 방식의 연결부(20, 28)를 만들기 위한 하나 이상의 형상 결합 요소(28)를 포함하는, 극 단자.
제7항에 있어서, 상기 형상 결합 요소(28)의 작용 방향(30)은, 전류 센서(6)를 통해서 차량 배터리(4)에 접속될 수 있는 케이블(2)이 극 단자(24)에 작용을 하는 힘 흐름 방향에 의존하는, 극 단자.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 형상 결합 요소(8)가 천공 휨 요소인, 극 단자.
차량 전력 계통을 위한 전류를 송출 또는 수신하기 위한 차량 배터리(4)로서,
- 전류를 송출 또는 수신하기 위한. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 극 단자(24), 및
- 기계식 고정 요소(12, 20)를 통해서 상기 극 단자(24)에 고정되어 있고, 전기식 접촉 요소(8)를 통해서 상기 극 단자(24)에 전기식으로 접속되어 있는, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 전류 센서(6)를 포함하는, 차량 배터리.