DE10248012A1 - Struktur zur Verbindung von Batterieanschlüssen mit Sammelschienen - Google Patents

Abstract

In einer Struktur zur Verbindung von Batterieanschlüssen 101 und 102 mit Sammelschienen 16 und 17, wobei der Plus-Anschluß 102 und der Minus-Anschluß 101, die von einer oberen Oberfläche einer Batterie 100 hervorragen, mit jeweils einer von dem Paar von Sammelschienen 17 und 16 verbunden sind, die von einem Relaisblock 10 hervorragen, ragt ein isolierender Plastikabdeckbereich 11b, der wenigstens eine obere Oberfläche einer 17 der Sammelschienen bedeckt, und eine andere isolierende Plastikabdeckung 11g, die wenigstens eine untere Oberfläche der anderen Sammelschiene 16 bedeckt, von einem Blockkörper 11 des Relaisblocks 10 hervor und verhindern dadurch einen Kurzschluß zwischen den zwei Sammelschienen 16 und 17.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktur zur Verbindung von Batterieanschlüssen mit Schienen bzw. Sammelschienen und insbesondere eine Struktur, bei der kein Kurzschluß auftritt zwischen einem Paar von Sammelschienen, die jeweils Anschlüsse einer in einem Automobil montierten Batterie mit hoher Spannung mit einem Relaisblock verbinden.
• Allgemein wurde bisher eine Batterie, die eine Nennspannung von 12 V (maximale Spannung von 14 V) aufweist, in Personenwagen montiert, wobei die maximale Spannung von 14 V von der Batterie an Sammelschienen oder dergleichen innerhalb einer elektrischen Verbindungsbox geliefert wird und die elektrische Leistung durch interne Schaltungen bzw. Schaltkreise in der elektrischen Verbindungsbox und durch Kabel verteilt wird, die mit den internen Schaltungen verbunden sind, wobei elektrische Geräte, die im Automobil vorhanden sind, kontrolliert werden und auch Signale weitergeleitet und empfangen werden.
• In den vergangenen Jahren stieg die Anzahl elektrischer Komponenten, die in einem Automobil montiert sind. Darüber hinaus läßt sich eine Tendenz feststellen, daß der Betrag an elektrischem Strom, der an jede der elektrischen Komponenten geliefert wird, ebenfalls ansteigt. Daher wird eine Konstruktion vorgeschlagen, die eine Batterie mit hoher Spannung zur Lieferung einer höheren Spannung (beispielsweise 42 V) verwendet als die konventioneller Batterien liefert.
• Wie in Fig. 6A gezeigt, wird eine hohe Spannung auf innere Schaltungen eines Relaisblocks 1 appliziert, der mittels Sammelschienen 2 und 3 an einen Plus(+)-Anschluß 101 und einen Minus(-)-Anschluß 102 der Batterie 100 mit hoher Spannung verbunden ist. Dabei bilden die internen Schaltungen Abzweigkreise, so daß die Lieferung der elektrischen Leistung an die verschiedenen elektrischen Komponenten kontrolliert werden kann. Teile, die zum Schutz der Schaltung dienen, wie etwa ein schmelzbares Glied 1a und eine elektrische Sicherung 1b sind vorhanden, um zu verhindern, daß ein überhöhter Strom zu den elektrischen Komponenten fließt.
• Jedoch sind die Sammelschienen 2 und 3, die die Batterie 100 mit hoher Spannung mit dem Relaisblock 1 verbinden, gegenüber der Außenumgebung freiliegend. Wenn daher ein Schraubenzieher D oder dergleichen versehentlich während der Arbeiten so auf den Sammelschienen 2 und 3 zu liegen kommt, daß ein Metallbereich Da des Schraubenziehers D die Sammelschienen 2 und 3 miteinander in einer Art Brücke wie in Fig. 6B gezeigt verbindet, tritt ein Kurzschluß auf. Dies ist hier besonders gefährlich, da die Spannung der Batterie 100 hoch ist.
• Die vorliegende Erfindung dient zur Lösung des oben dargestellten Problems. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache Struktur zur Verfügung zu stellen, in der kein Kurzschluß zwischen einem Paar von Schienen bzw. Sammelschienen auftritt, die mit einem Plus (+)- bzw. Minus (-)-Anschluß einer Batterie verbunden sind.
• Dieses Problem wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
• Eine erfindungsgemäße Struktur zur Verbindung von Batterieanschlüssen mit Sammelschienen, bei der der Plus- Anschluß und der Minus-Anschluß, die von einer oberen Oberfläche der Batterie hervorragen, jeweils mit einem der Sammelschienen verbunden sind, die von einem Relaisblock hervorragen, ist dadurch gekennzeichnet, daß:
  eine isolierende Harz- bzw. Plastikabdeckung, die wenigstens eine obere Oberfläche einer der Sammelschienen abdeckt, und eine weitere isolierende Harz- bzw. Plastikabdeckung, die wenigstens eine untere Oberfläche der anderen Sammelschiene abdeckt, von einem Blockkörper des Relaisblocks hervorragen und dadurch verhindern, daß ein Kurzschluß zwischen den zwei Sammelschienen entsteht.
• Die Batterie ist bevorzugt eine Batterie mit hoher Spannung, insbesondere zur Erzeugung einer Spannung in einem Bereich zwischen 42 V und 200 V.
• Bei obiger Struktur ist wenigstens die obere Oberfläche einer von den beiden Sammelschienen, die jeweils mit dem Plus-Anschluß bzw. Minus-Anschluß verbunden sind, der von der oberen Oberfläche der Batterie hervorragt, mit der isolierenden Harz- bzw. Plastikabdeckung abgedeckt, während wenigstens die untere Oberfläche der anderen Sammelschiene mit einer anderen isolierenden Harz- bzw. Plastikabdeckung abgedeckt ist. Daher ist beispielsweise, selbst wenn ein metallisches Objekt wie etwa ein Schraubenzieher auf der oberen Oberfläche der zwei Sammelschienen als eine Art Brücke plaziert wird, die isolierende Harz- bzw. Plastikabdeckung zwischen wenigstens einer der Sammelschienen und dem metallischen Objekt angeordnet. Daher ist diese eine Sammelschiene von dem metallischen Objekt isoliert, so daß sich kein Kurzschluß entwickeln kann.
• Denn selbst wenn die andere Sammelschiene in direkten Kontakt mit dem metallischen Objekt gebracht wird, ist das metallische Objekt von der einen Sammelschiene isoliert und daher sind die zwei Sammelschienen nicht über das metallische Objekt miteinander elektrisch verbunden, so daß kein Kurzschluß entsteht.
• Auch wenn das metallische Objekt wie etwa ein Schraubenzieher als eine Art Brücke auf die unteren Oberflächen der zwei Sammelschienen gelangt, wird aus denselben oben beschriebenen Gründen ein Kurzschluß verhindert.
• Wenigstens die obere Oberfläche der einen Sammelschiene ist mit der einen isolierenden Harz- bzw. Plastikabdeckung bedeckt, während wenigstens die untere Oberfläche der anderen Sammelschiene mit der anderen isolierenden Harz- bzw. Plastikabdeckung bedeckt ist. Das heißt, nur jeweils eine Oberfläche oder Seite jeder Sammelschiene ist mit der isolierenden Plastikabdeckung abgedeckt. Mit dieser Konstruktion kann ein Kurzschluß sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite verhindert werden. Somit können die Materialkosten für die isolierenden Plastikabdeckungen reduziert und diese Abdeckungen in der Konstruktion vereinfacht werden.
• Keine der isolierenden Plastikabdeckungen reicht bis zu einer Montagebohrung, die durch einen entfernten Bereich der zugehörigen Sammelschiene hindurch ausgebildet ist, so daß diese Montagebohrung freiliegt. Die Montagebohrungen, die jeweils durch die zwei Sammelschienen ausgebildet sind, werden jeweils an dem Plus-Anschluß bzw. Minus-Anschluß der Batterie befestigt, wobei die Befestigung durch Schrauben bzw. Schraubenbolzen an dem entsprechenden Plus- bzw. Minus-Anschluß geschieht.
• Somit können einfach durch die Befestigung der Montagebohrungen der Sammelschienen am Plus- bzw. Minus-Anschluß der Batterie die Sammelschienen einfach mit den entsprechenden Batterieanschlüssen verbunden werden und durch die Befestigung der Schrauben mit den jeweiligen Batterieanschlüssen können die Sammelschienen auf eine stabile Art und Weise fixiert werden, was eine unvollständige Verbindung oder dergleichen verhindert.
• Der Bereich mit der Montagebohrung jeder Sammelschiene, der in Kontakt mit dem Plus- oder Minus-Anschluß der Batterie gebracht wird, und die Schrauben ragen über die entsprechende isolierende Plastikabdeckung hervor und sind somit freiliegend. Somit wird die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung erhöht.
• Weitere Vorteile, Merkmale und Ausführungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt
• Fig. 1 eine Explosionsdarstellung in perspektivischer Ansicht einer ersten Ausführung eines Relaisblocks der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 2 eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Relaisblock mit einer Batterie mittels Sammelschienen verbunden ist;
• Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines Blockkörpers;
• Fig. 4 eine perspektivische Explosionsansicht einer zweiten Ausführung eines Relaisblocks der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 5 eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Relaisblock mit einer Batterie mittels Sammelschienen verbunden ist;
• Fig. 6A eine perspektivische Aussicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Relaisblock nach dem Stand der Technik mit einer Batterie verbunden ist; und
• Fig. 6B eine perspektivische Ansicht, die ein Problem zeigt.
• Fig. 1 ist eine Explosionsdarstellung perspektivischer Ansicht eines Relaisblocks 10 zur Verbindung einer Batterie 100 mit hoher Spannung im Bereich zwischen 42 V und 200 V.
• Der Relaisblock 10 umfaßt einen Blockkörper 11, der mit einer unteren Abdeckung 12 und einer oberen Abdeckung 13 abgedeckt ist. Ein Aufnahmebereich 11a zum Aufnehmen eines Befestigungsgliedes 14A einer Schutzvorrichtung 14 zur Unterbrechung der Versorgung mit elektrischer Leistung von der Batterie ist an einem Endbereich des Blockkörpers 11 vorhanden. Ein Bereich 11f zur Aufnahme eines Stromsensors ist am anderen Endbereich des Blockkörpers 11 vorhanden und ein Bereich 11c zur Aufnahme einer schmelzbaren Verbindung und ein Bereich 11d zur Aufnahme einer elektrischen Sicherung sind im Zentralbereich des Blockkörpers vorhanden.
• Das Glied 14A zur Befestigung der Schutzvorrichtung 14 wird im Bereich 11a zur Aufnahme aufgenommen und fixiert und ein bewegliches Glied 14B ist relativ zum Befestigungsglied 14A lösbar daran befestigt.
• Die Schutzvorrichtung 14 ist so konstruiert, daß in der Zeit der Wartung das bewegliche Glied 14B vom Befestigungsglied 14A entfernt ist und somit der Stromkreis bzw. die Schaltung unterbrochen ist.
• Einen Bereich 11b einer isolierenden Plastikabdeckung, die einen umgekehrten kanalförmigen Querschnitt aufweist, erstreckt sich allgemein bogenförmig von demjenigen Bereich des Blockkörpers 11, der in der Nähe des Bereichs 11c zur Aufnahme der schmelzbaren Verbindung liegt, die im Zentralbereich des Blockkörpers 11 vorhanden ist, und eine Sammelschiene 17 zur Verbindung einer internen Schaltung des Relaisblocks 10 ist in diesem Abdeckbereich 11b aufgenommen, wobei ein außen gelegener Endbereich dieser Sammelschiene 17, der eine Montagebohrung 17a zur Verbindung mit einem Plus(+)-Anschluß 102 der Batterie 100 aufweist, frei liegt.
• Ein Bereich 11g einer isolierenden Plastikabdeckung, der einen kanalförmigen Querschnitt aufweist, erstreckt sich gradlinig von dem Bereich des Blockkörpers 11, der nahe bei dem Bereich 11f zur Aufnahme des Stromsensors liegt, der am anderen Endbereich des Blockkörpers 11 vorhanden ist, und eine Sammelschiene 16 zur Verbindung der internen Schaltung des Relaisblocks 10 ist in diesem Abdeckbereich 11g aufgenommen, wobei sich ein außen gelegener Endbereich dieser Sammelschiene 16, der eine Montagebohrung 16b zur Verbindung mit einem Minus(-)-Anschluß 101 der Batterie 100 aufweist, frei liegt.
• Eine Aufnahmeklaue 11e, die von einer oberen Oberfläche des Blockkörpers 11 hervorragt, ist haltend mit einer Aufnahmebohrung 16a in der Sammelschiene 16 verbunden, wodurch die Sammelschiene 16 mit dem Blockkörper 11 verbunden ist.
• Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Sammelschiene 17 zur Verbindung mit dem Plus-Anschluß 102der Batterie 100 auf ihrer Oberseite und den gegenüberliegenden Seitenkanten mit dem isolierenden Plastikabdeckbereich 11d bedeckt, während eine untere Oberfläche dieser Sammelschiene 17 freiliegt. Auf der anderen Seite ist die Sammelschiene 16 zur Verbindung mit dem Minus-Anschluß 101 auf ihrer unteren Oberfläche und ihren gegenüberliegenden Seitenkanten mit dem isolierenden Plastikabdeckbereich 11g bedeckt, während eine obere Oberfläche dieser Sammelschiene 16 freiliegt.
• Die Montagebohrungen 16b und 17a, die jeweils in den Sammelschienen 16 bzw. 17 ausgebildet sind, sind auf dem Minus-Anschluß 101 bzw. dem Plus-Anschluß 102 der Batterie 100 befestigt. Dabei sind sie mit Schrauben (nicht dargestellt) befestigt, die jeweils an dem Minus- bzw. Plus-Anschluß 101 bzw. 102 befestigt sind.
• Bei obiger Struktur ist die obere Oberfläche der Sammelschiene 17, die mit dem Plus-Anschluß 102 verbunden ist, der von der oberen Oberfläche der Batterie 100 hervorragt, mit dem isolierenden Plastikabdeckbereich 11b bedeckt. Daher ist beispielsweise, selbst wenn ein metallisches Objekt wie etwa ein Schraubenzieher auf die obere Oberfläche der zwei Sammelschienen 16 und 17 als eine Art Brücke gelangt, die Sammelschiene 17 von diesem metallischen Objekt durch den isolierenden Plastikabdeckbereich 11b isoliert, der zwischen der Sammelschiene 17 und dem metallischen Objekt angeordnet ist. Somit wird ein Auftreten eines Kurzschlusses verhindert.
• Das heißt, selbst wenn die obere Oberfläche der Sammelschiene 16 in direktem Kontakt mit dem metallischen Objekt gebracht wird, ist das metallische Objekt von der Sammelschiene 17 isoliert. Daher sind die zwei Sammelschienen 16 und 17 nicht über das metallische Objekt elektrisch miteinander verbunden, so daß kein Kurzschluß auftritt.
• Auf: der anderen Seite ist die untere Oberfläche der Sammelschiene 16, die mit dem Minus-Anschluß 101 verbunden ist, der von der oberen Oberfläche der Batterie 100 hervorragt, mit der isolierenden Plastikabdeckung 11g bedeckt. Daher ist, selbst wenn beispielsweise ein metallisches Objekt wie etwa ein Schraubenzieher als eine Art Brücke auf die unteren Oberflächen der zwei Sammelschienen 16 und 17 gelangt, die Sammelschiene 16 von diesem metallischen Objekt durch den isolierenden Plastikabdeckbereich 11g isoliert, der zwischen der Sammelschiene 16 und dem metallischen Objekt liegt. Daher wird auch hier das Auftreten eines Kurzschlusses ähnlich wie oben beschrieben verändert.
• Bei obiger Struktur wird ein Kurzschluß aufgrund eines metallischen Objektes sowohl auf der oberen als auch der unteren Seite verhindert, ohne daß beide Oberflächen beider Sammelschienen 16 und 17 abgedeckt sein müssen. Daher reduzieren sich die Materialkosten für die isolierenden Plastikabdeckbereiche 11b und 11g. Darüber hinaus können diese Abdeckbereiche in ihrer Konstruktion vereinfacht werden.
• Darüber hinaus weisen bei dieser Ausführung die Bereiche 11b bzw. 11g der isolierenden Plastikabdeckungen einen umgekehrten kanal- bzw. nutförmigen Querschnitt bzw. einen kanal- bzw. einen nutförmigen Querschnitt auf, und bedecken auch die einander gegenüberliegenden Seitenkanten der Sammelschienen 16 und 17, wodurch ebenfalls ein Kurzschluß verhindert wird.
• Obwohl bei dieser Ausführung ein Relaisblock 10 verwendet wird, kann die vorstehend beschriebene Struktur zur Verbindung der Batterieanschlüsse mit den Sammelschienen auch bei jeder anderen geeigneten Vorrichtung verwendet werden, um das Auftreten eines Kurzschlusses zu verhindern, sofern sie von dem Typ ist, der mit einem Plus- bzw. Minus-Anschluß einer Batterie (insbesondere mit hoher Spannung) mittels Sammelschienen verbunden wird.
• Die (obere oder untere) Oberfläche der beiden Sammelschienen, die durch die zugehörige isolierende Plastikabdeckung geschützt wird, kann durch die gegenüberliegende Oberfläche ersetzte werden. Das heißt insbesondere, die untere Oberfläche der Sammelschiene 17, die mit dem Plus- Anschluß 102 der Batterie 100 zu verbinden ist, kann mit der isolierenden Plastikabdeckung bedeckt sein, während die obere Oberfläche der Sammelschiene 16, die mit dem Minus-Anschluß 101 der Batterie 100 zu verbinden ist, mit der isolierenden Plastikabdeckung bedeckt sein kann.
• Die Fig. 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung.
• Diese Ausführung unterscheidet sich von der ersten Ausführung dadurch, daß eine isolierende Plastikabdeckung 15 zur Abdeckung einer Sammelschiene 16 separat von einem Blockkörper 11' ist.
• Die isolierende Plastikabdeckung 15 weist einen nut- bzw. kanalförmigen Querschnitt auf und hat eine Aufnahmebohrung 15b, die durch einen Zentralbereich eines Bodenplattenbereichs 15a der Abdeckung ausgebildet ist.
• Die isolierende Plastikabdeckung 15 ist über einem Bereich 11f des Blockkörpers 11' zur Aufnahme eines Stromsensors montiert und die Sammelschiene 16 zur Verbindung mit einer internen Schaltung eines Relais-Blocks 10' ist in der isolierenden Plastikabdeckung aufgenommen, wobei ein außen gelegener Endbereich der Sammelschiene 16, der eine Montagebohrung 16b zur Verbindung mit dem Minus-Anschluß 101 der Batterie 100 aufweist, freiliegt.
• Eine Aufnahmeklaue 11e', die von einer oberen Oberfläche des Blockkörpers 11' hervorragt, wird in der Aufnahmebohrung 15b gehalten, die in der isolierenden Plastikabdeckung 15 ausgebildet ist und in einer Aufnahmebohrung 16a in der Sammelschiene 16, wodurch die isolierende Plastikabdeckung 15 und die Sammelschiene 16 an dem Blockkörper 11' befestigt sind.
• Der weitere Aufbau ist der gleiche wie der bei der ersten Ausführung und daher unterbleibt hier dessen Beschreibung.
• Bei dieser Ausführung kann, obwohl nur eine isolierende Plastikabdeckung 15 in Form eines separaten Gliedes ausgeführt ist, auch die andere isolierende Plastikabdeckung 11' in Form eines separaten Gliedes ausgebildet sein.
• Wie aus der vorgehenden Beschreibung ersichtlich ist bei der vorliegenden Erfindung wenigstens die obere Oberfläche einer von einem Paar Sammelschienen, die mit dem Plus-Anschluß bzw. Minus-Anschluß der Batterie verbunden ist, mit der isolierenden Plastikabdeckung bedeckt, während wenigstens die untere Oberfläche der anderen Sammelschiene mit einer anderen isolierenden Plastikabdeckung abgedeckt ist. Daher wird, selbst wenn beispielsweise ein metallisches Objekt wie etwa ein Schraubenzieher auf den oberen Oberflächen der zwei Sammelschienen als eine Art Brücke liegt, die eine Sammelschiene durch die isolierende Plastikabdeckung isoliert, die zwischen dieser Sammelschiene und dem metallischen Objekt liegt, so daß die Entstehung eines Kurzschlusses verhindert wird.
• Auch, wenn das metallische Objekt auf die unteren Oberflächen der zwei Sammelschienen als eine Art Brücke gelangt, wird aus denselben oben beschriebenen Gründen ein Kurzschluß verhindert.
• Nur eine Oberfläche oder Seite jeder Sammelschiene ist mit der isolierenden Plastikabdeckung bedeckt. Trotzdem kann mit dieser Konstruktion ein Kurzschluß aufgrund des metallischen Objekts sowohl auf den Oberseiten als auch den Unterseiten verhindert werden. Daher reduzieren sich die Materialkosten für die isolierenden Plastikabdeckungen. Auch der Aufbau dieser Abdeckungen vereinfacht sich.
• Als Material für die Plastikabdeckungen eignet sich jedes isolierende Harz, Kunstharz, Kunststoff oder Plastik.

Claims (3)

1. Struktur zur Verbindung von Batterieanschlüssen mit Sammelschienen, die umfaßt:
ein Paar von Sammelschienen, die von einem Relaisblock hervorragen;
ein Plus-Anschluß und ein Minus-Anschluß, die insbesondere von einer oberen Oberfläche einer Batterie hervorragen, und die jeweils mit einer der Sammelschienen verbunden sind;
eine erste isolierende Plasikabdeckung, die wenigstens eine obere Oberfläche einer der Sammelschienen bedeckt, und
eine zweite isolierende Plastikabdeckung, die wenigstens eine untere Oberfläche der anderen Sammelschiene bedeckt,
wobei die erste und zweite Abdeckung sich von einem Blockkörper des Relaisblocks weg erstreckt, um zu verhindern, daß zwischen den Sammelschienen ein Kurzschluß entsteht.

2. Struktur zur Verbindung von Batterieanschlüssen mit Sammelschienen nach Anspruch 1, wobei, die Batterie eine Batterie mit hoher Spannung, insbesondere zur Erzeugung einer Spannung in einem Bereich zwischen 42 V und 200 V, ist.

3. Struktur zur Verbindung von Batterieanschlüssen mit Sammelschienen nach Anspruch 1 oder 2, wobei
jede der isolierenden Plastikabdeckungen sich längs einer zugehörigen Sammelschiene erstreckt und kurz vor einer Montagebohrung endet, die durch einen außen liegenden Endbereich der Sammelschienen ausgebildet ist, und
die Montagebohrungen, die in den zwei Sammelschienen ausgebildet sind, frei liegen und jeweils an den Plus-Anschluß bzw. Minus-Anschluß der Batterie durch Schrauben befestigt sind, die jeweils an den Plus-Anschluß bzw. Minus-Anschluß befestigt sind.