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CN102484236A - 将印制电导线连接于互连电池单元极接头上的设置结构 - Google Patents

将印制电导线连接于互连电池单元极接头上的设置结构 Download PDF

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Abstract

为了能将即便传导很强电流的电池单元连接件(17)有容错能力且功能可靠地连接于电池管理系统(21)，该连接件例如是牵引-蓄电池(11)的电池单元连接件，首先把形式上为注塑包封冲压格栅(25)的电路板(24)锁止定位到将电池单元(12)机械分组的壳体(13)上，电路板无论如何不应高于有径向净间距地伸出的电池单元-极接头(14)的相邻端面(15)。在电池单元连接件(17)放置到极接头(14)上时，使之以从其弯出延伸的象鼻状弯头(32)沉入到冲压格栅(25)的与电池单元连接件(17)平行的平面中并且同时以棱边斜卡在至少两个相互面对的接线片(35)之间，由此建立了电池单元连接件(17)与布线-电路板(24)非常可靠的机械连接及电连接。

Description

将印制电导线连接于互连电池单元极接头上的设置结构
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求前序部分所述的设置结构。
背景技术
从DE 1 98 10 746 B4中针对用于电机牵引的蓄电池已经得知这种接头-设置结构。依此文献，该设置结构包括一个电路板，在设有电路板钻孔的情况下，其印制导线被置于多个电池单元的终止在一个平面内的极接头上而建立接触，然后将同样钻有通孔的强电流-电池单元连接件放置在其上方，借助于该连接件，便可将各电池单元互连成蓄电池的电池组。包括电池单元连接件和夹紧于其下的电路板的这种双层式设置结构借助于螺栓加以固定，螺栓穿过这些部件的孔，旋紧在极接头的内螺纹中。构造在电路板上的印制导线从沿着电路板边缘布设的极接头引向该电路板的装备有用于电池管理之线路的中间区域，并引向用于平衡各个电池单元互相之间的充电状态的分路，以及引向作为数据接口的多头插塞。这样，因为电路板一方面是在大量的电池单元连接件和极接头之间用螺纹件刚性紧固，存在超多的支承部，而另一方面由运行引起的振动和与温度相关的力从极接头经由电路板作用到电池单元连接件上，所以，对于电路板应选择一种柔性材料。但这样会导致下述危险，即，就在紧邻极螺栓处的印制导线发生断裂，从而，由于电池管理系统不再起作用而导致这种牵引蓄电池的整个电池组发生故障。
发明内容
认识到上述情况，本发明所要解决的技术问题是：鉴于能够简单操作的极接头技术，提供一种特别是用于电池管理系统的不受运行影响而可靠的连接设置结构。
根据本发明，这个目的通过独立权利要求的特征来实现。据此，使电路板不再机械固定在极接头上，而是机械固定在容纳电池单元的蓄电池-壳体的部件上，以此方式，电路板便在机械上从极接头、以及由此从电池单元脱开耦联。那么，电池单元连接件首先只是定位在极接头上，而后则是不夹紧电路板地与该极接头用螺纹件紧固，该电池单元连接件优选以从连接件平面中折弯出来延伸的、在这里所说的象鼻状弯头(或者作为选择，以垂直于连接件平面在其上成型的销杆)挠性柔顺地啮合到固定于蓄电池-壳体上的电路板的压注包封的冲压格栅结构中，而建立接触。
为此，至少两个在冲压格栅处切割开来的接片在端侧相互指向地(相互面对地)、略有弹性地伸入到塑料包覆层的一空隙中。当电池单元连接件压到极接头上时，从电池单元连接件的平面中折弯出来的象鼻状弯头下降进入所述空隙中，并在其内夹紧于接片的端面边缘之间，接片由此略微弯向沉入方向，从而夹紧象鼻状弯头，以力锁合方式保证其不会回滑。由此，电池单元连接件便预安装在其极接头上，以备最终用螺纹件紧固，并且同时已经接到了冲压格栅的印制电导线结构上。
适宜的是，有更多个在冲压格栅上切割开来的接片从冲压格栅的平面中弯出，所述接片的端头部穿过包覆层中的开口伸出，从而使得构件(例如用于电池管理系统的测量电阻以及特别是充电补偿电阻)能连接到其上，并由此连接到形式上为压注包封的冲压格栅的电路板的印制导线结构上。对于后者所需要的、与简单的测量数据路径相比而言较大的导线横断面可以方便地(并且比压贴上印制导线的情形更容易地)通过厚度一致的冲压格栅带状导线的相应匹配的宽度而获得。若在这种连接片的端头部冲压形成大致呈V形开口的、很小锐角的凹切口，则在这里，能够使电阻和其它构件的接头在操作技术上简单直接地沿象鼻状弯头啮合的方向夹紧到冲压格栅中，以及进而抵靠支承着电路板的蓄电池-壳体，以实现无钎焊的装备方式。
冲压格栅-接片的另外的端头部可以被冲压成狭长收尾的细丝状，以便在冲压格栅用其塑料包覆层压注包封的过程中构造出插头座之前，例如从冲压格栅的平面中弯出而直接成为插头脚。由此，不再需要单独分开地往电路板上安装用于数据接口的那些个特殊的插头。
在本发明的范围内，电路板无须设置在极连接件之下；象鼻状弯头也完全可以为了啮合到位于其上的电路板中而从其相应的极连接件向上伸出。但更适宜的是，背面平坦的冲压格栅-电路板在蓄电池-壳体上的大面积的支承面在分别相对极接头有径向间距的情况下，不需要同时以机械方式夹紧冲压格栅-包覆层，以其象鼻状弯头局部啮合到电路板的冲压格栅中的电池单元连接件则用螺纹件固连到所述极接头上。
附图说明
由其他各权利要求，以及在考虑其优点的情况下，在下文中对限于主要功能而未完全按正确比例放大绘出的本发明优选实施例的描述中可得出本发明解决方案的附加的可选设计和发展设计。在附图中示出了根据本发明的接头-设置结构，在该设置结构中，电池单元连接件通过其象鼻状弯头啮合到电路板的压注包封的冲压格栅中：
图1：作为部断的横截面剖视图；和
图2：装备在电路板侧的壳体(未带有电池单元)的作为部断的斜视图。
具体实施方式
例如用作牵引之目的的蓄电池11是多个电池单元12彼此串联和/或并联的互连体。为此，各电池单元12固定在相应成型的、例如成罩盖状地依注塑工艺制成的壳体13(见图2)中，所述电池单元以其两个圆柱形的极接头14伸出该壳体。在每个电池单元12的两个极接头14的处于一个平面内的自由端面15中开了设置有内螺纹的盲孔16。电池单元12借助于大量的带状的强电流-电池单元连接件17在考虑极性的情况下实现互连，所述连接件为此各自以一通孔18在盲孔16上方定位。这样，电池单元连接件17借助于螺栓20的穿过其通孔18并啮合到盲孔16中的螺纹销19而与相应的极接头14固定连接。
电池管理系统21在关注电池单元12的使用寿命和有效功率的情况下控制其充电循环和放电循环，并调整各电池单元12相互间的充电补偿，对于该系统，各个电池单元连接件17应该在操作技术尽可能简单并且无误的安装过程中工作可靠地通过电导体而连接于相应的构件22和线路23上。这要借助于包括冲压格栅的电路板24来实现，该冲压格栅在从用来操作的稳定桥(Stabilisierungsbrücke)最终拆开之前，在注塑工艺中获得一个基本上平坦、而相对较硬的并且在机械上能承受高负荷的包覆层26。当稳定桥冲压穿过包覆层26中开出的开口时，则通过这种已知的方式获得了实际有效的印制导线电路。
所述电路板24借助于多个彼此之间有间距地布置的止动钩27平置地定位和固定在壳体13上，所述止动钩优选是注射成型在壳体13上，并且穿过为此而开出的定位孔28或沿着该定位孔的外边缘与电路板24搭接。另外，电路板24设计为具有这样延伸的边缘(或通口)29，使其不触碰极接头14的侧面，也就是说，要维持到极接头的径向间距。
任何情况下在电池单元连接件17的延伸区域内，安置在壳体13上的电路板24鼓出略少一些，无论如何不高于极接头14的净高。因此，若电池单元连接件17置于所述极接头的端面15上，并且借助于螺栓20抵靠该端面夹紧，则不会将在所述端面之下的、安装在壳体13上的电路板24三明治式地卡紧。电路板是相对较软的，并且保持相对较软，因此受机械保护地通过止动钩27连接在其形式上为壳体13的大面积的支承面上。
放置在极接头-端面上的电池单元连接件17在其用螺纹件紧固之前通过搭接其纵向边缘30的止动结构31而被预定位，该止动结构如止动钩那样成型在壳体13上，但是以一定的径向间隙穿过电路板24。
电池单元连接件17的轮廓构造为具有至少一个侧向的伸出部分，优选冲压而成，该伸出部分弯成一象鼻状弯头32，该象鼻状弯头以其从真正的电池单元连接件17分出的端部33最后从电池单元连接件17的平面中伸出，沿横向于电池单元连接件的平面的方向并指向电路板24。往止动结构31压入时，这个端部33因此便沉入冲压格栅25的平面中，即沉入其包覆层26中的空隙34内。在这个空隙34中彼此之间有间隔地并且相互面对地突伸出至少两个在冲压格栅25上冲压出来的(freigestanzt)接线片35。如图所示，所述接线片从象鼻状弯头32的端部33沿插入方向略微有弹性地彼此分离弯曲，并且由此以棱边斜卡在象鼻状弯头32的侧面36上。
象鼻状弯头32在电池单元连接件17预安装的过程中啮合到冲压格栅25中，该象鼻状弯头32构成了电池单元连接件17(该电池单元连接件用螺纹件紧固于彼此相邻的极接头14上)与冲压格栅25形式的布线的一种符合期望地弹性柔顺、但同时又非常抗振的机械连接及电连接。
或者作为选择，在电池单元连接件17的下侧面上成型有销杆，该销杆-类似于象鼻状弯头32-啮合到冲压格栅25中。
通过使特别是狭长设计的、然后用作插头脚37的格栅-端部在压注包封冲压格栅25的过程中被注射成型的插头座38包围，而将用于连接外部的线路23所需要的数据接口同样适宜地整合到冲压格栅25中。如图所示，插头脚37适宜地从电路板24的平面中弯出，从而，在将电路板24锁止定位到壳体13上的时候就能实行插塞连接。与图1中的原理示意图不同，若插头座38布置在彼此相邻的电池单元12之间的一个平行于轴线的壳体-楔形空隙43(见图2)中，便得到了一种特别紧凑的结构。
用于连接例如从电阻39到电池单元充电补偿装置的、由电流所决定的较大的导线横断面适宜地在冲压格栅25的内部通过相应加宽的带状导线实现。通过以下方式实现了一种特别有利的装备可能性，即，在电路板-空隙34中，在电池单元连接件17旁边冲压出来的、并且在端侧配备有狭长V-切口42(见图2)的带状导线端部从电路板24的平面中与象鼻状弯头32的沉入方向相反地弯出，而形成设备端子(接线夹)40。这样，只需要沿电路板安装的方向，即朝向壳体13的稳定的基底，将构件的接头41压入到所述设备端子中，并且由此便可卡紧，而实现无钎焊的装备方式。
这样，以相同的定向实现了所有的机械及电气安装操作过程：首先是冲压格栅-电路板24在蓄电池-壳体13上的锁止定位，还包括在插头座38中的插塞过程，然后是电池单元连接件-象鼻状弯头32向冲压格栅25内的压入，以及构件-接头41往冲压格栅25上的压紧。
为了能够将即便传导很强电流的电池单元连接件17有容错能力地并且功能可靠地连接到例如电池管理系统21上，该连接件例如是牵引-蓄电池11的电池单元连接件，根据本发明，首先把形式上为注塑包封的冲压格栅25的电路板24锁止定位到将电池单元12以机械方式分组设置的壳体13上，该电路板的包覆层26在电池单元连接件17附近无论如何不应高于相对包覆层26有净间距地伸出的电池单元-极接头14的端面15鼓出。在将电池单元连接件17预安装到极接头14上时，使电池单元连接件以从其弯出延伸的象鼻状弯头32沉入到冲压格栅25的平面中，并且同时以棱边斜卡在至少两个相互面对的接线片35之间，由此，在唯一一个安装方向的情况下，建立了电池单元连接件17与布线-电路板24的冲压格栅25的可靠机械连接及电连接。
附图标记
11蓄电池(包括12-12)
12电池单元(固定在13中)
13壳体(属于11)
14极接头(属于12)
15端面(属于14)
16盲孔(在14中)
17电池单元连接件(在14-14上方)
18通孔(在17中在16上方)
19螺纹销(在16中)
20螺栓(包括19)
21电池管理系统(用于12-12)
22构件(在23中)
23(外部的)线路(在38处)
24电路板(包括25-26)
25冲压格栅(在26中)
26包覆层(属于25)
27止动钩(在13处用于24)
28定位孔(在24处用于27)
29边缘/通口(在24上/内，相对于14有间隔)
30纵向边缘(属于17)
31止动结构(在13和17之间)
32象鼻状弯头(在17处，35-35之间)
33端部(属于32)
34空隙(在24中)
35接线片(相对32)
36侧面(属于32)
37插头脚(在38中)
38插头座(环绕37)
39电阻(在40上)
40设备端子(用于39)
41接头(属于39)
42切口(在40中用于41)
43楔形空隙(在13外部上面，用于38)

Claims (13)

1.用以将电路板(24)的印制电导线连接于借助电池单元连接件(17)互连的各电池单元(12)的极接头(14)上的设置结构，其特征在于，电路板(24)相对于所述极接头(14)有净间距地固定，该电路板具有由包覆层(26)压注包封的冲压格栅(25)，所述电池单元连接件(17)特别是以象鼻状弯头(32)或者销杆啮合到该冲压格栅中。
2.按照前述权利要求所述的设置结构，其特征在于，从所述电池单元连接件(17)突伸出的所述象鼻状弯头(32)在横向于所述电池单元连接件(17)的平面的方向上延伸。
3.按照前述权利要求之任一项所述的设置结构，其特征在于，在所述冲压格栅(25)的包覆层(26)的空隙(34)中相互面对的接线片(35)之间实现所述啮合。
4.按照前述权利要求之任一项所述的设置结构，其特征在于，所述包覆层(26)在电池单元连接件(17)的周围不高于所述极接头(14)鼓出。
5.按照前述权利要求之任一项所述的设置结构，其特征在于，所述包覆层(26)被锁止定位在用于分组设置电池单元(12)的壳体(13)上。
6.按照前述权利要求所述的设置结构，其特征在于，从所述壳体(13)逆着所述象鼻状弯头(32)的插入方向伸出的止动钩(27)在定位孔(28)处穿过所述包覆层(26)。
7.按照前述两个权利要求之任一项所述的设置结构，其特征在于，所述电池单元连接件(17)也被锁止定位在所述壳体(13)上。
8.按照前述权利要求所述的设置结构，其特征在于，所述电池单元连接件(17)与电池单元(12)通过啮合在所述电池单元的极接头(14)中的盲孔(16)内的螺栓(20)相连接，而所述冲压格栅-包覆层(26)无轴向应力。
9.按照前述权利要求之任一项所述的设置结构，其特征在于，所述包覆层(26)上成型有一插头座(38)，在所述冲压格栅(25)上冲压出来的插头脚(37)终止于该插头座中。
10.按照前述权利要求所述的设置结构，其特征在于，所述插头脚(37)是与所述象鼻状弯头(32)以相同的插塞方向定向的。
11.按照前述权利要求之任一项所述的设置结构，其特征在于，由所述冲压格栅冲压出来的设备端子(40)穿过包覆层-空隙(34)从所述冲压格栅(25)的平面中弯出。
12.按照前述权利要求所述的设置结构，其特征在于，在所述设备端子(40)的端头部中冲压出来呈V形开口的狭长缺口，用以无钎焊地安装构件-接头(41)。
13.按照前述权利要求之任一项所述的设置结构，其特征在于，所述冲压格栅-包覆层(26)在所述壳体(13)上的安装是与插头座(38)的插塞方向和电池单元连接件(17)的安装方向、还包括所述电池单元连接件的象鼻状弯头(32)的压入方向以及例如电阻(39)在电路板(24)上的装备方向以相同的方向定向的。
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