專利名稱：測量裝置、儲能模件和電氣器具的制作方法
現(xiàn)有技術本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1前序部分所述類型的測量裝置，尤其用于測量一個蓄電池單元的溫度，以及一種根據(jù)權利要求11所述類型的具有這種測量裝置的儲能模件和一種根據(jù)權利要求12所述類型的具有這種儲能模件的電氣器具。
已經(jīng)知道，為了測量一個作為測量對象的蓄電池單元的溫度，使用溫度傳感器，例如所謂的NTC(Negative Temperature Coefficient，負溫度系數(shù)電阻)電阻。在此，溫度傳感器借助一個例如用鋁制成的、可導熱的粘合帶固定在一個蓄電池單元上，其中，該蓄電池單元被事先從其絕緣紙中暴露出，以便能夠達到從蓄電池單元到溫度傳感器的良好熱傳導。在這里，溫度傳感器通過電纜與一個電子分析計算電路連接，該分析計算電路通常設置在作為承載元件的印刷電路板上。
本發(fā)明優(yōu)點本發(fā)明包含一般的技術原理將溫度傳感器直接安置在承載元件上，由此能夠有利地去掉溫度傳感器與承載元件之間的電纜連接。
在此，溫度傳感器與測量對象熱連接，以便達到從測量對象到溫度傳感器的良好熱傳導。對于溫度傳感器，應理解為可借助其推斷出溫度的所有構件。
在本發(fā)明的一個方案中，溫度傳感器在測量對象上的熱連接通過溫度傳感器與測量對象直接接觸來實現(xiàn)。
與此相反，根據(jù)本發(fā)明的另一方案，為了將溫度傳感器熱連接到測量對象上，設置一個單獨的導熱元件，該導熱元件一方面與溫度傳感器接觸、另一方面與測量對象接觸。這樣具有的優(yōu)點是，也可以彌補溫度傳感器與測量對象之間由結構所決定的間距。
導熱元件最好具有可退讓性或彈性。這一方面具有這樣的優(yōu)點，即導熱元件能夠與由加工產(chǎn)生的溫度傳感器與測量對象之間距離的公差相適配。另一方面，導熱元件的可退讓性使得能夠達到與溫度傳感器以及與測量對象的密切的面接觸，由此減小了熱阻并且提高了測量精確度。
導熱元件例如可以用橡膠、塑料、膠粘劑或發(fā)泡材料或這些材料的組合制成，但也可以為導熱元件使用其它的材料成分。
按照本發(fā)明的一個方案，導熱元件用一種電絕緣的材料制成。這一方面具有這樣的優(yōu)點，即阻止所不希望的通過導熱元件的漏電流。另一方面可以保證，導熱元件在固定裝置松動的情況下不會引起電短路。
本發(fā)明的一個方案在于，導熱元件通過粘接連接與溫度傳感器和/或測量對象連接，其中最好使用一種能導熱的膠粘劑。該固定方式具有使導熱元件與溫度傳感器及測量對象之間密切熱接觸的優(yōu)點。另一方面，粘接連接能夠使得除了熱連接外同時還實現(xiàn)導熱元件的機械固定，由此可以省去用于導熱元件的單獨的固定構件。
還具有這樣的可能性，即導熱元件在其朝向溫度傳感器的側面上的形狀與溫度傳感器的形狀相適配。以同樣的方式，導熱元件在其朝向測量對象的側面上的形狀也能夠與測量對象的形狀相適配。這種形狀適配最好這樣進行，使得導熱元件與溫度傳感器及測量對象之間的有效接觸面積增大，這有利于良好的熱傳導并且由此提高了測量精確度。
熱傳導還可這樣改善，即導熱元件具有一個用于溫度傳感器的容納部，其中，該容納部最好具有一個與溫度傳感器外部形狀相適配的內(nèi)部形狀。在此，該容納部最好精確配合地容納溫度傳感器，以便達到導熱元件與溫度傳感器之間盡可能小的熱阻。
在本發(fā)明的一個方案中，為了改善熱傳導，附加地設計了溫度傳感器、導熱元件和/或測量對象在接觸面上涂敷了導熱膏。
最好使溫度傳感器相對于承載元件、例如一個電子電路的印刷電路板熱絕緣，以使得溫度測量不會因承載元件在運行中通常出現(xiàn)的變熱而不準確。該熱絕緣可以例如通過溫度傳感器與承載元件之間的一個空氣隙來實現(xiàn)。但也可以在溫度傳感器與承載元件之間安置一個單獨的絕熱元件，該絕熱元件用熱絕緣材料制成。該絕熱元件例如可以用發(fā)泡材料、紙、硬紙板、塑料或橡膠制成，但也可以用具有很小導熱能力的其它材料。
此外有利的是，絕熱元件是板狀的或扁平的并且可以簡單地插入溫度傳感器與承載元件之間。在此，絕熱元件最好具有用于溫度傳感器導電引腳的通孔，由此，該絕熱元件也可以通過溫度傳感器的導電引腳被機械固定。
這里所使用的導熱元件的概念應該被一般性地理解并且包括具有良好導熱性能的所有構件。但最好導熱元件用一種導熱性能大于空氣、塑料、承載元件材料、溫度傳感器材料和/或蓄電池單元材料本身的導熱性能的材料制成。
本發(fā)明還涉及一種儲能模件，例如一個蓄電池組，具有一個根據(jù)本發(fā)明的測量裝置。
最后，本發(fā)明還包括一種具有本發(fā)明儲能模件的電氣器具。本發(fā)明測量裝置例如可以用在手持式鉆機、定位儀、電動打磨機、電動手持鋸、蓄電池供電的螺絲扳手以及類似裝置中，以便測量蓄電池單元的溫度。
附圖從下面的


中得出進一步的優(yōu)點。在附圖中示出本發(fā)明的實施例。附圖、說明書和權利要求書包含了許多特征組合。專業(yè)人員可以根據(jù)目的對這些特征單個考慮或進行有意義的其它組合。圖中示出圖1一個用于檢測蓄電池單元溫度的本發(fā)明測量裝置的示意圖，圖2a本發(fā)明測量裝置的一個變換實施例，及圖2b圖2a所示測量裝置的導熱元件，及圖3本發(fā)明測量裝置的另一實施例。
為此，該測量裝置具有一個NTC(Negative Temperature Coefficient，負溫度系數(shù))電阻形式的溫度傳感器12，它的電阻與溫度有關，由此能夠通過測量電阻來確定溫度。
真正的測量由一個為了簡明起見沒有示出的傳統(tǒng)測量電路進行，該測量電路安置在一個印刷電路板14上。
為了將溫度傳感器12與該測量電路電連接，該溫度傳感器12具有兩個導電引腳16，它們插入相應的釬焊孔穿過印刷電路板14，其中，這些導電引腳16在印刷電路板14背離溫度傳感器12的側面上與印制導線釬焊連接。
在此，溫度傳感器12與蓄電池單元10的熱連接通過一個長方六面體形的導熱元件18實現(xiàn)，該導熱元件用可良好導熱的橡膠制成。在這里，該導熱元件18在一側平面地接觸到單元10的表面，在另一側平面地接觸到溫度傳感器12的表面，由此，該導熱元件18將由單元10產(chǎn)生的熱傳遞到溫度傳感器12上。由于從單元10經(jīng)過導熱元件18到溫度傳感器12的良好熱傳導，單元10的溫度與溫度傳感器12的溫度幾乎完全一致，由此，測量誤差非常小。
此外，該導熱元件18具有可退讓性和彈性，使得導熱元件18的外輪廓與單元10和溫度傳感器12的外輪廓良好地適配。這種形狀適配使得接觸面積增大，從而使得導熱元件18與單元10以及溫度傳感器12之間的熱阻減小。
除了這種對熱傳導的改善外，導熱元件18的可退讓性還可有利地能夠補償制造公差，這些制造公差表現(xiàn)為單元10與溫度傳感器12之間的不同距離。
圖2a和圖2b示出本發(fā)明測量裝置的另一個實施例，它在很大程度上與前面說明過并在圖1中示出的實施例一致，由此，下面對于一致的結構元件使用相同的參考標號，并且為了避免重復可在很大程度上參考前面對圖1的說明。
該實施例的特別之處在于一個導熱元件18′的結構構型，它如圖1中的導熱元件18一樣將溫度傳感器12與單元10熱連接。
這樣，該導熱元件18′的朝向單元10的表面20在圖2b所示的裝配前狀態(tài)中就已經(jīng)凹形彎曲，其中，導熱元件18在朝向單元10一側上的表面20的曲率半徑等于單元10的表面的曲率半徑。這樣具有的優(yōu)點是，單元10與導熱元件18之間的接觸面積加大，這使得熱阻更小從而使得測量精確度更高。
該實施例的另一個特別之處在于，該導熱元件18′在朝向溫度傳感器12的側面上具有一個用于溫度傳感器12的容納部22。該容納部22主要由導熱元件18′中的一個半球狀凹部構成，其中，該容納部22的內(nèi)輪廓與溫度傳感器12的外輪廓相適配，由此使得溫度傳感器12與導熱元件18′處于密切的熱接觸中。
最后，該實施例還具有一個特別之處，即在溫度傳感器12與印刷電路板14之間安置了一個絕熱的板24，該板極大地阻止由于熱量從印刷電路板14散出而使得溫度測量不準確。這里，板24的機械固定通過溫度傳感器12的導電引腳16來實現(xiàn)，其方式是導電引腳16穿過板24中的相應孔。
最后，圖3示出本發(fā)明測量裝置的另一個實施例，它在很大程度上與前面說明過并在圖1中示出的實施例一致，由此，下面對于一致的結構元件使用相同的參考標號，并且為了避免重復可在很大程度上參考前面對圖1的說明。
該實施例的特點主要在于一個另外形式的導熱元件18″，該導熱元件由一種可導熱的膠粘劑制成。
這一方面具有這樣的優(yōu)點，即該導熱元件的表面還能與單元10以及溫度傳感器12的表面上的小的不平整相適配，由此增大了有效的接觸面積并且改善了熱傳導。
另一方面，通過膠粘劑的熱連接還能夠使得與溫度傳感器12和單元10之間的不同距離相適配。
本發(fā)明不局限于前面所描述的優(yōu)選實施例。而是能夠具有許多變化和改型，它們同樣了利用本發(fā)明構思，因此也落在保護范圍之內(nèi)。
參考標號10單元12溫度傳感器14印刷電路板 16導電引腳18導熱元件18′導熱元件18″導熱元件 20導熱元件18′的表面22導熱元件18′的容納部24板
權利要求
1.測量裝置，尤其用于測量一個蓄電池單元的溫度，具有一個測量對象(10)、一個用于電路的承載元件(14)和一個與該測量對象(10)熱連接的溫度傳感器(12)，其特征在于該溫度傳感器(12)安置在承載元件(14)上。
2.根據(jù)權利要求1的測量裝置，其特征在于該溫度傳感器(12)接觸到測量對象(10)。
3.根據(jù)權利要求1的測量裝置，其特征在于該溫度傳感器(12)通過一個導熱元件(18，18′，18″)與測量對象(10)熱連接。
4.根據(jù)權利要求3的測量裝置，其特征在于該導熱元件(18，18′，18″)具有可退讓性和/或彈性。
5.根據(jù)權利要求3或4的測量裝置，其特征在于該導熱元件(18，18′，18″)用橡膠、塑料、膠粘劑或發(fā)泡材料制成。
6.根據(jù)權利要求3至5至少之一的測量裝置，其特征在于該導熱元件(18，18′，18″)用一種電絕緣的材料制成。
7.根據(jù)權利要求3至6至少之一的測量裝置，其特征在于該導熱元件(18，18′，18″)通過粘接連接與測量對象(10)和/或溫度傳感器(12)連接。
8.根據(jù)權利要求3至7至少之一的測量裝置，其特征在于該導熱元件(18，18′，18″)在其朝向溫度傳感器(12)的側面上的形狀與溫度傳感器(12)的形狀相適配和/或該導熱元件(18，18′，18″)在其朝向測量對象(10)的側面上的形狀與測量對象(10)的形狀相適配。
9.根據(jù)權利要求3至8至少之一的測量裝置，其特征在于該導熱元件(18，18′，18″)在其朝向溫度傳感器(12)的側面上具有一個用于溫度傳感器(12)的容納部(22)。
10.根據(jù)權利要求3至9至少之一的測量裝置，其特征在于該溫度傳感器(12)相對于承載元件(14)熱絕緣。
11.儲能模件，具有至少一個用于存儲電能的單元和一個根據(jù)以上權利要求至少之一的測量裝置用于測量該單元的溫度。
12.電氣器具，具有一個根據(jù)權利要求11的儲能模件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測量裝置，尤其用于測量一個蓄電池單元的溫度，具有一個測量對象(10)、一個用于電路的承載元件(14)和一個與該承載元件(14)電連接的溫度傳感器(12)。建議，溫度傳感器(12)安置在承載元件(14)上并且與測量對象(10)熱連接。本發(fā)明此外還涉及一種具有這樣的測量裝置的儲能模件以及一種具有這樣的儲能模件的電氣器具。
文檔編號G01K1/14GK1449071SQ0310754
公開日2003年10月15日 申請日期2003年3月27日 優(yōu)先權日2002年3月30日
發(fā)明者斯特凡·勒普克 申請人:羅伯特·博施有限公司