用于電池切斷單元的預(yù)充電單元的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電池切斷單元的預(yù)充電單元。本發(fā)明尤其涉及一種預(yù)充電單元，其作為組裝在自有殼體內(nèi)的功能單元應(yīng)用在各種不同地構(gòu)造的電池切斷單元中。
[0002]US 2011/133701 A1和US 6034504 A分別公開了一種電池充電裝置，其帶有嵌裝式保護(hù)機構(gòu)。該電池充電裝置能實現(xiàn)兩種不同的工作方式，用來以不同的速度給電池充電。
[0003]在混合動力汽車和電動汽車中使用高電壓(HV)牽引電池時，往往把用于接通高電壓(HV)接頭的機電組件(所謂的接觸器)、保險件、電流傳感器、預(yù)充電電阻和預(yù)充電接觸器組裝在一個組件中，即所謂的電池切斷單元(BDU，“電池切斷單元”)。由于各汽車原型的安裝空間差異顯著，所以往往無法始終都安裝相同的電池切斷單元。因而無法實現(xiàn)電池切斷單元的標(biāo)準(zhǔn)化，特定于汽車原型的研發(fā)成本會再次產(chǎn)生(幾乎每種汽車都是如此)。盡管在很多電池中使用相同的組件，但是，電池切斷單元的各個組件卻特定于客戶地根據(jù)殼體形狀而設(shè)置在不同的殼體中。通過這種方式，對于電池切斷單元的每種新式的構(gòu)造都產(chǎn)生了研發(fā)成本和工具成本，這些成本分布在很小產(chǎn)量的部件上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明在根本上介紹一種如何才能將預(yù)充電單元包括主接觸器在內(nèi)組裝在電池切斷單元內(nèi)部的可行方案，其可以針對電池切斷單元的各種不同的設(shè)計用作標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件。在此，本發(fā)明的預(yù)充電單元包括主接觸器、預(yù)充電接觸器和預(yù)充電電阻，它們安裝在一個共同的殼體中。預(yù)充電接觸器在與預(yù)充電電阻連接的情況下，被設(shè)計用來在電化學(xué)的蓄能器與(例如交通工具的)車載電網(wǎng)連接時，以由預(yù)充電電阻限定的最大電流給中間電路電容充電。然后才閉合沒有預(yù)充電電阻的主接觸器。然而，由于預(yù)充電的中間電路電容，蓄能器與中間電路電容之間的電壓差不再那么大了，致使有不希望地大的補償電流在流動。根據(jù)本發(fā)明，作為與主接觸器并聯(lián)的電串聯(lián)電路，預(yù)充電電阻和預(yù)充電接觸器與在本發(fā)明的預(yù)充電單元的殼體上的兩個外部的電接頭電連接，這些電接頭分別使得主接觸器或者使得由預(yù)充電電阻和預(yù)充電接觸器構(gòu)成的串聯(lián)電路可電接觸。前面提出的布置方式具有的優(yōu)點是，整個預(yù)充電單元可以在多個不同的電池切斷單元中相同地構(gòu)造。本發(fā)明的預(yù)充電單元因而可以大批量地、成本低廉地制造。另外，在一個單元中就已經(jīng)把全部組件都相互連接起來，從而只需從外部連接正的和負(fù)的高電壓(HV)接頭。整個單元利用最少量的固定點就足夠了，由此簡化了整個電池切斷單元的設(shè)計。根據(jù)本發(fā)明的預(yù)充電單元可以不同地設(shè)置在每個電池切斷單元中，由此可以最大程度靈活地符合電池切斷單元的多個不同的設(shè)計。此外，殼體能夠在聲音上包納相對嘈雜地通斷的接觸器。另外，由于與外設(shè)的機械接口少，可以簡單地且成本低廉地實現(xiàn)固體聲解耦。此外，按照推理，可以通過空間組裝來考慮到所包含的各單元的相互影響的功能。例如可以采用有利的方式預(yù)先確定主接觸器相對于預(yù)充電接觸器的一定的預(yù)定的相對方位。
[0005]從屬權(quán)利要求給出了本發(fā)明的優(yōu)選的改進(jìn)。
[0006]有利地，殼體由塑料和/或金屬制成。用金屬制造能實現(xiàn)預(yù)充電單元的特別良好的散熱，而使用塑料可以實現(xiàn)簡單的電絕緣和成本低廉的制造。
[0007]此外優(yōu)選地，預(yù)充電電阻與殼體的金屬部分良好導(dǎo)熱地耦接。換句話說，預(yù)充電電阻在空間上布置在殼體的金屬部分附近，和/或借助導(dǎo)熱劑(例如導(dǎo)熱膠)與所述金屬部分熱耦接。通過這種方式可以在給車載電網(wǎng)的中間電路電容預(yù)充電時防止預(yù)充電電阻過熱。
[0008]另外優(yōu)選地，主接觸器和預(yù)充電接觸器在其斷開方向方面基本上相同地布置。換句話說，在相應(yīng)的接觸器斷開或閉合時移動的部分朝向同一方向移動。這產(chǎn)生的優(yōu)點的是，在本發(fā)明的預(yù)充電單元受到外部沖擊時，或者在本發(fā)明的預(yù)充電單元極端加速時，兩個接觸器由于其組件的慣性而基本上只會引起在一個方向上(并非所愿地)閉合。而在反方向上作用的沖擊，無論對于主接觸器還是對于預(yù)充電接觸器，都不會引起并非所愿的閉合過程。
[0009]—種替代的布置方式在于，主接觸器和預(yù)充電接觸器在其斷開方向(即在斷開時的移動方向)方面基本上相反朝向地布置。通過這種方式，在發(fā)生外部沖擊時，總有一個接觸器朝向斷開方向或閉合方向優(yōu)選閉合，而另一個接觸器卻優(yōu)選斷開。由此可以確保在發(fā)生外部沖擊時兩個接觸器中的至少一個接觸器以較高的概率保持?jǐn)嚅_或被斷開。
[0010]預(yù)充電電阻例如具有〈100 Ω的電阻。預(yù)充電電阻的大小例如可以介于20和60 Ω之間，優(yōu)選介于30和50 Ω之間。所述電阻范圍對于比如用來給位于可電工作的汽車(EV、HEV)中的中間電路充電的預(yù)充電電阻來說是典型的。
[0011]此外優(yōu)選地，本發(fā)明的預(yù)充電單元還包括固體聲解耦單元，預(yù)充電單元被設(shè)計用來通過該固體聲解耦單元固定在外設(shè)上。換句話說，固體聲解耦單元可以減小相對嘈雜的接觸器的工作噪聲，其方式為，使得聲音信號僅僅受到抑制地傳遞到外部的固定結(jié)構(gòu)上。固體聲解耦單元例如是具有低通濾波器特性的彈性部段。通過這種方式可以顯著地隔離接觸器的工作噪聲的脈沖式激發(fā)。
[0012]此外，殼體優(yōu)選被設(shè)計用作指配給預(yù)充電單元的控制器(例如電池切斷單元，其用作本發(fā)明的預(yù)充電單元的外設(shè))的封閉件。換句話說，配設(shè)的控制器的殼體可以具有開口，在安裝了本發(fā)明的預(yù)充電單元情況下，利用預(yù)充電單元的殼體將該開口封閉。通過這種方式，預(yù)充電單元的殼體部段也可以用于封閉配設(shè)的控制器的殼罩。
[0013]此外優(yōu)選地，本發(fā)明的預(yù)充電單元的外部電接頭被設(shè)計用于設(shè)置在被預(yù)充電單元殼體和配設(shè)的控制器殼體封閉的容腔內(nèi)。換句話說，這些外部接頭設(shè)置在預(yù)充電單元的殼體上，從而其能與預(yù)充電單元的外設(shè)進(jìn)行電接觸，而預(yù)充電單元的殼體在與配設(shè)的控制器殼體連接情況下包納對應(yīng)的電接頭。通過這種方式省去了外部的布線，且相對于外部影響(例如流體密封地)保護(hù)電連接。
[0014]根據(jù)另一方面，提出一種包括預(yù)充電單元的電池切斷單元，該預(yù)充電單元比如已結(jié)合本發(fā)明的第一方面在上面詳述過。電池切斷單元(BDU)在可以甚至滿足各種不同的、特定于客戶的造型方面的和電學(xué)方面的邊界條件，而其與本發(fā)明的預(yù)充電單元的接口卻總是基本上相同地構(gòu)造，其中產(chǎn)生了前述優(yōu)點。
[0015]簡短的
【附圖說明】
下面