CN1449071A - 测量装置、储能模件和电气器具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测量装置，尤其用于测量一个蓄电池单元的温度，具有一个测量对象(10)、一个用于电路的承载元件(14)和一个与该承载元件(14)电连接的温度传感器(12)。建议，温度传感器(12)安置在承载元件(14)上并且与测量对象(10)热连接。本发明此外还涉及一种具有这样的测量装置的储能模件以及一种具有这样的储能模件的电气器具。

Description

测量装置、储能模件和电气器具
现有技术
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述类型的测量装置，尤其用于测量一个蓄电池单元的温度，以及一种根据权利要求11所述类型的具有这种测量装置的储能模件和一种根据权利要求12所述类型的具有这种储能模件的电气器具。
已经知道，为了测量一个作为测量对象的蓄电池单元的温度，使用温度传感器，例如所谓的NTC(Negative Temperature Coefficient，负温度系数电阻)电阻。在此，温度传感器借助一个例如用铝制成的、可导热的粘合带固定在一个蓄电池单元上，其中，该蓄电池单元被事先从其绝缘纸中暴露出，以便能够达到从蓄电池单元到温度传感器的良好热传导。在这里，温度传感器通过电缆与一个电子分析计算电路连接，该分析计算电路通常设置在作为承载元件的印刷电路板上。
本发明优点
本发明包含一般的技术原理：将温度传感器直接安置在承载元件上，由此能够有利地去掉温度传感器与承载元件之间的电缆连接。
在此，温度传感器与测量对象热连接，以便达到从测量对象到温度传感器的良好热传导。对于温度传感器，应理解为可借助其推断出温度的所有构件。
在本发明的一个方案中，温度传感器在测量对象上的热连接通过温度传感器与测量对象直接接触来实现。
与此相反，根据本发明的另一方案，为了将温度传感器热连接到测量对象上，设置一个单独的导热元件，该导热元件一方面与温度传感器接触、另一方面与测量对象接触。这样具有的优点是，也可以弥补温度传感器与测量对象之间由结构所决定的间距。
导热元件最好具有可退让性或弹性。这一方面具有这样的优点，即：导热元件能够与由加工产生的温度传感器与测量对象之间距离的公差相适配。另一方面，导热元件的可退让性使得能够达到与温度传感器以及与测量对象的密切的面接触，由此减小了热阻并且提高了测量精确度。
导热元件例如可以用橡胶、塑料、胶粘剂或发泡材料或这些材料的组合制成，但也可以为导热元件使用其它的材料成分。
按照本发明的一个方案，导热元件用一种电绝缘的材料制成。这一方面具有这样的优点，即：阻止所不希望的通过导热元件的漏电流。另一方面可以保证，导热元件在固定装置松动的情况下不会引起电短路。
本发明的一个方案在于，导热元件通过粘接连接与温度传感器和/或测量对象连接，其中最好使用一种能导热的胶粘剂。该固定方式具有使导热元件与温度传感器及测量对象之间密切热接触的优点。另一方面，粘接连接能够使得除了热连接外同时还实现导热元件的机械固定，由此可以省去用于导热元件的单独的固定构件。
还具有这样的可能性，即：导热元件在其朝向温度传感器的侧面上的形状与温度传感器的形状相适配。以同样的方式，导热元件在其朝向测量对象的侧面上的形状也能够与测量对象的形状相适配。这种形状适配最好这样进行，使得导热元件与温度传感器及测量对象之间的有效接触面积增大，这有利于良好的热传导并且由此提高了测量精确度。
热传导还可这样改善，即：导热元件具有一个用于温度传感器的容纳部，其中，该容纳部最好具有一个与温度传感器外部形状相适配的内部形状。在此，该容纳部最好精确配合地容纳温度传感器，以便达到导热元件与温度传感器之间尽可能小的热阻。
在本发明的一个方案中，为了改善热传导，附加地设计了：温度传感器、导热元件和/或测量对象在接触面上涂敷了导热膏。
最好使温度传感器相对于承载元件、例如一个电子电路的印刷电路板热绝缘，以使得温度测量不会因承载元件在运行中通常出现的变热而不准确。该热绝缘可以例如通过温度传感器与承载元件之间的一个空气隙来实现。但也可以在温度传感器与承载元件之间安置一个单独的绝热元件，该绝热元件用热绝缘材料制成。该绝热元件例如可以用发泡材料、纸、硬纸板、塑料或橡胶制成，但也可以用具有很小导热能力的其它材料。
此外有利的是，绝热元件是板状的或扁平的并且可以简单地插入温度传感器与承载元件之间。在此，绝热元件最好具有用于温度传感器导电引脚的通孔，由此，该绝热元件也可以通过温度传感器的导电引脚被机械固定。
这里所使用的导热元件的概念应该被一般性地理解并且包括具有良好导热性能的所有构件。但最好导热元件用一种导热性能大于空气、塑料、承载元件材料、温度传感器材料和/或蓄电池单元材料本身的导热性能的材料制成。
本发明还涉及一种储能模件，例如一个蓄电池组，具有一个根据本发明的测量装置。
最后，本发明还包括一种具有本发明储能模件的电气器具。本发明测量装置例如可以用在手持式钻机、定位仪、电动打磨机、电动手持锯、蓄电池供电的螺丝扳手以及类似装置中，以便测量蓄电池单元的温度。
附图
从下面的附图说明中得出进一步的优点。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求书包含了许多特征组合。专业人员可以根据目的对这些特征单个考虑或进行有意义的其它组合。图中示出：
图1一个用于检测蓄电池单元温度的本发明测量装置的示意图，
图2a本发明测量装置的一个变换实施例，及
图2b图2a所示测量装置的导热元件，及
图3本发明测量装置的另一实施例。
实施例描述
图1所示实施例示出一个测量装置，用于测量一个手持式钻机或类似电气器具的蓄电池组的一个单元10的温度。
为此，该测量装置具有一个NTC(Negative Temperature Coefficient，负温度系数)电阻形式的温度传感器12，它的电阻与温度有关，由此能够通过测量电阻来确定温度。
真正的测量由一个为了简明起见没有示出的传统测量电路进行，该测量电路安置在一个印刷电路板14上。
为了将温度传感器12与该测量电路电连接，该温度传感器12具有两个导电引脚16，它们插入相应的钎焊孔穿过印刷电路板14，其中，这些导电引脚16在印刷电路板14背离温度传感器12的侧面上与印制导线钎焊连接。
在此，温度传感器12与蓄电池单元10的热连接通过一个长方六面体形的导热元件18实现，该导热元件用可良好导热的橡胶制成。在这里，该导热元件18在一侧平面地接触到单元10的表面，在另一侧平面地接触到温度传感器12的表面，由此，该导热元件18将由单元10产生的热传递到温度传感器12上。由于从单元10经过导热元件18到温度传感器12的良好热传导，单元10的温度与温度传感器12的温度几乎完全一致，由此，测量误差非常小。
此外，该导热元件18具有可退让性和弹性，使得导热元件18的外轮廓与单元10和温度传感器12的外轮廓良好地适配。这种形状适配使得接触面积增大，从而使得导热元件18与单元10以及温度传感器12之间的热阻减小。
除了这种对热传导的改善外，导热元件18的可退让性还可有利地能够补偿制造公差，这些制造公差表现为单元10与温度传感器12之间的不同距离。
图2a和图2b示出本发明测量装置的另一个实施例，它在很大程度上与前面说明过并在图1中示出的实施例一致，由此，下面对于一致的结构元件使用相同的参考标号，并且为了避免重复可在很大程度上参考前面对图1的说明。
该实施例的特别之处在于一个导热元件18′的结构构型，它如图1中的导热元件18一样将温度传感器12与单元10热连接。
这样，该导热元件18′的朝向单元10的表面20在图2b所示的装配前状态中就已经凹形弯曲，其中，导热元件18在朝向单元10一侧上的表面20的曲率半径等于单元10的表面的曲率半径。这样具有的优点是，单元10与导热元件18之间的接触面积加大，这使得热阻更小从而使得测量精确度更高。
该实施例的另一个特别之处在于，该导热元件18′在朝向温度传感器12的侧面上具有一个用于温度传感器12的容纳部22。该容纳部22主要由导热元件18′中的一个半球状凹部构成，其中，该容纳部22的内轮廓与温度传感器12的外轮廓相适配，由此使得温度传感器12与导热元件18′处于密切的热接触中。
最后，该实施例还具有一个特别之处，即：在温度传感器12与印刷电路板14之间安置了一个绝热的板24，该板极大地阻止由于热量从印刷电路板14散出而使得温度测量不准确。这里，板24的机械固定通过温度传感器12的导电引脚16来实现，其方式是：导电引脚16穿过板24中的相应孔。
最后，图3示出本发明测量装置的另一个实施例，它在很大程度上与前面说明过并在图1中示出的实施例一致，由此，下面对于一致的结构元件使用相同的参考标号，并且为了避免重复可在很大程度上参考前面对图1的说明。
该实施例的特点主要在于一个另外形式的导热元件18″，该导热元件由一种可导热的胶粘剂制成。
这一方面具有这样的优点，即：该导热元件的表面还能与单元10以及温度传感器12的表面上的小的不平整相适配，由此增大了有效的接触面积并且改善了热传导。
另一方面，通过胶粘剂的热连接还能够使得与温度传感器12和单元10之间的不同距离相适配。
本发明不局限于前面所描述的优选实施例。而是能够具有许多变化和改型，它们同样了利用本发明构思，因此也落在保护范围之内。
                      参考标号10单元                                12温度传感器14印刷电路板                          16导电引脚18导热元件                            18′导热元件18″导热元件                          20导热元件18′的表面22导热元件18′的容纳部                24板

Claims (12)

1.测量装置，尤其用于测量一个蓄电池单元的温度，具有一个测量对象(10)、一个用于电路的承载元件(14)和一个与该测量对象(10)热连接的温度传感器(12)，其特征在于：该温度传感器(12)安置在承载元件(14)上。
2.根据权利要求1的测量装置，其特征在于：该温度传感器(12)接触到测量对象(10)。
3.根据权利要求1的测量装置，其特征在于：该温度传感器(12)通过一个导热元件(18，18′，18″)与测量对象(10)热连接。
4.根据权利要求3的测量装置，其特征在于：该导热元件(18，18′，18″)具有可退让性和/或弹性。
5.根据权利要求3或4的测量装置，其特征在于：该导热元件(18，18′，18″)用橡胶、塑料、胶粘剂或发泡材料制成。
6.根据权利要求3至5至少之一的测量装置，其特征在于：该导热元件(18，18′，18″)用一种电绝缘的材料制成。
7.根据权利要求3至6至少之一的测量装置，其特征在于：该导热元件(18，18′，18″)通过粘接连接与测量对象(10)和/或温度传感器(12)连接。
8.根据权利要求3至7至少之一的测量装置，其特征在于：该导热元件(18，18′，18″)在其朝向温度传感器(12)的侧面上的形状与温度传感器(12)的形状相适配和/或该导热元件(18，18′，18″)在其朝向测量对象(10)的侧面上的形状与测量对象(10)的形状相适配。
9.根据权利要求3至8至少之一的测量装置，其特征在于：该导热元件(18，18′，18″)在其朝向温度传感器(12)的侧面上具有一个用于温度传感器(12)的容纳部(22)。
10.根据权利要求3至9至少之一的测量装置，其特征在于：该温度传感器(12)相对于承载元件(14)热绝缘。
11.储能模件，具有至少一个用于存储电能的单元和一个根据以上权利要求至少之一的测量装置用于测量该单元的温度。
12.电气器具，具有一个根据权利要求11的储能模件。
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