DE102004007851A1 - Intelligent connector for battery, especially in vehicle, has measurement resistance integrated into connection device, 2 predefined contact points, between which measurement resistance lies and by which measurement circuit can be contacted - Google Patents

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Abstract

The device connects a battery terminal to at least one conductor and has a current measurement module with at least one measurement resistance and a measurement circuit that detects the voltage applied to the measurement resistance to determine the current and forwards the measurement data to an evaluation and/or control unit in analog or digital form. The measurement resistance is integrated into the connection device so that both elements are in one piece and the device has two predefined contact points, between which the measurement resistance lies and by which the measurement circuit can be contacted. An independent claim is also included for a method of electrical current measurement in motor vehicles.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Anschlussvorrichtung für eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, die zur elektrischen Verbindung von einem Batteriepol mit zumindest einem elektrischen Leiter dient, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. Derartige Anschlussvorrichtungen (auch Polklemmen genannt) sind in verschiedensten Ausführungsformen vielfach bekannt. Im Gegensatz zu früheren Anschlussvorrichtungen verfügen diese Anschlussvorrichtungen nunmehr über ein Strommessmodul, womit der durchfließende Strom aus der Batterie erfasst werden kann. Über weitere Messgrößen wie z.B. die Spannung der Batterie und die Temperatur der Batterie lassen sich dann Rückschlüsse auf die Kapazität der Batterie schließen. Somit handelt es sich im Grunde genommen um eine intelligente Anschlussvorrichtung, da es nicht nur darum geht, den Strom aus der Batterie in ein Kabel zu leiten, sondern dabei auch die entsprechenden Messdaten zu erfassen. Anhand der erfassten Messdaten der Anschlussvorrichtung kann sichergestellt werden, dass die Kapazität der Batterie immer noch ausreicht, um das Fahrzeug auch nach einem längeren Ruhestand noch einmal Starten zu können.The Invention is directed to a connection device for a battery, in particular a vehicle battery, for electrical connection from a battery post with at least one electrical conductor, according to the generic term of claim 1 specified type. Such connection devices (Also called pole terminals) are in various embodiments widely known. Unlike previous connection devices feature these connection devices now via a current measuring module, which the flowing through Power from the battery can be detected. About other parameters such as e.g. leave the voltage of the battery and the temperature of the battery then draw conclusions the capacity close the battery. Thus, it is basically an intelligent connection device, since it's not just about getting the power out of the battery into a cable to guide, but also to capture the corresponding measurement data. On the basis of the acquired measurement data of the connection device can be ensured be that capacity the battery is still sufficient to the vehicle even after a longer Retirement to be able to start again.

Ebenfalls richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zur elektrischen Strommessung in Fahrzeugen, gemäß des Anspruchs 22.Also The invention is directed to a method for electrical current measurement in vehicles, according to the claim 22nd

Aus der Patentschrift DE 195 10 662 C2 ist ein aktives optisches Strommeßsystem bekannt, welches den durchfließenden Strom in einem Hochspannungsversorgungsnetzwerk erfassen soll. Bei diesem Strommeßsystem werden besonders hohe Anforderungen an die Isolationsfestigkeit der verwendeten Strom- und Spannungswandler gestellt. Da die zuvor genannten Probleme im Kraftfahrzeugbereich nicht derartig auftreten, ist aus diesem Grund eine teilweise elektrische Trennung der Messschaltung von dem übrigen Spannungsnetz durch ein optische Übertragungsstrecke nicht notwendig. Folglich stellt das erfindungsgemäße aktive optische Strommeßsystem aus der Patentschrift DE 195 10 662 C2 nur einen allgemeinen Stand der Technik da.From the patent DE 195 10 662 C2 An active optical current measuring system is known which is intended to detect the current flowing through in a high-voltage power supply network. In this current measuring system, particularly high demands are placed on the insulation resistance of the current and voltage transformers used. For this reason, since the aforementioned problems do not occur in the automotive field, a partial electrical separation of the measuring circuit from the rest of the voltage network by an optical transmission path is not necessary. Consequently, the active optical current measuring system according to the invention from the patent DE 195 10 662 C2 just a general state of the art there.

Ein weiteres Verfahren zur Strommessung ist aus der Offenlegungsschrift DE 199 06 276 A1 bekannt. Ebenfalls offenbart die Patentschrift DE 195 07 959 C1 eine Vorrichtung zur Strommessung an einer Hauptstromleitung eines Fahrzeug-Bordnetzes. Wie bereits erwähnt, gewinnt zunehmend die Notwendigkeit einer Messung des tatsächlich fließenden Batteriestromes im Fahrzeug und dessen Überwachung und Auswertung während des Fahrzeugbetriebs an Bedeutung. Grund dafür ist im wesentlichen die starke Zunahme an elektrischen Verbrauchern in Fahrzeugen. Aus diesem Grund wird bei dem zuvor erwähnten Stand der Technik eine zusätzliche Strommessschaltung im Bereich der Polklemme angebracht. Diese Strommessschaltung muss in Reihe zum fließenden Batteriestrom geschaltet werden. Aus diesem Grund wird die notwendige Messschaltung bzw. der Messwiderstand entweder zwischen zwei Teile der Batterieklemme geschaltet oder zwischen Batterieklemme und den abgehenden Leitungen. Auf jeden Fall wird das Strommessmodul als zusätzliches Teil in den Stromkreis nahe der Batteriepole angeordnet. Den Strom nämlich direkt an der Batterieklemme zu messen, bietet den Vorteil, dass ebenfalls die Temperatur der Batterie erfasst werden kann, die sich wesentlich auf die temporäre Kapazität der Batterie auswirkt. Nachteilig bei dem zuvor genannten Stand der Technik ist jedoch, dass das Strommessmodul als zusätzliches Teil im Batteriestromkreis angeordnet werden muss. Somit erhöhen sich die Fertigungskosten eines Fahrzeuges, da das zusätzliche Strommessmodul in einem weiteren Fertigungsschritt an der Batterieklemme angeschlossen werden muss.Another method for current measurement is disclosed in the published patent application DE 199 06 276 A1 known. The patent also discloses DE 195 07 959 C1 a device for measuring current on a main power line of a vehicle electrical system. As already mentioned, the necessity of measuring the actually flowing battery current in the vehicle and its monitoring and evaluation during vehicle operation is becoming increasingly important. The reason for this is essentially the strong increase in electrical consumers in vehicles. For this reason, in the aforementioned prior art, an additional current measuring circuit is mounted in the region of the pole terminal. This current measuring circuit must be connected in series with the flowing battery power. For this reason, the necessary measuring circuit or the measuring resistor is connected either between two parts of the battery terminal or between the battery terminal and the outgoing lines. In any case, the current measuring module is arranged as an additional part in the circuit near the battery poles. Measuring the current directly at the battery terminal offers the advantage that it can also detect the temperature of the battery, which has a significant effect on the temporary capacity of the battery. A disadvantage of the aforementioned prior art, however, is that the current measurement module must be arranged as an additional part in the battery circuit. Thus, the production costs of a vehicle increase, since the additional current measurement module must be connected to the battery terminal in a further manufacturing step.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zu Grunde eine Anschlussvorrichtung für eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu entwickeln, bei der das gewünschte Strommessmodul nicht durch einen zusätzlichen Fertigungsschritt im Stromkreis im Bereich der Batterieklemme angeordnet werden muss. Des Weiteren sollen durch die Erfindung die Fertigungskosten einer solchen Anschlussvorrichtung reduziert werden. Ebenfalls liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur elektrischen Strommessung in Fahrzeugen durch die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung zur Verfügung zu stellen. Dieses Strommessverfahren soll mit möglichst wenig Aufwand einfach und unkompliziert zu Handhaben sein. Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt. Das Verfahren zur elektrischen Strommessung in Fahrzeugen wird durch die erfindungsgemäß Anschlussvorrichtung in Anspruch 22 beschrieben.Of the Invention is thus the object of a connection device for one Battery, in particular a vehicle battery in the preamble Of the type mentioned in claim 1, in which the desired current measurement module not by an additional Manufacturing step arranged in the circuit in the battery terminal must become. Furthermore, by the invention, the production costs Such a connection device can be reduced. Also lies The invention is based on the object, a method for electrical Current measurement in vehicles by the connecting device according to the invention to disposal to deliver. This current measurement method should be simple with as little effort and easy to handle. These objects are achieved by the invention the measures specified in the characterizing part of claim 1 achieved the following special significance. The procedure for electrical current measurement in vehicles is by the connecting device according to the invention described in claim 22.

Erfindungsgemäß dient die Anschlussvorrichtung für eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, um eine elektrische Verbindung zwischen einem Batteriepol und zumindest einem elektrischen Leiter herzustellen. Ebenfalls soll diese Anschlussvorrichtung aber auch den von der Batterie abgegebenen Strom erfassen, wozu die Anschlussvorrichtung ein Strommessmodul mit zumindest einem Messwiderstand und einer Messschaltung aufweist. Diese Messschaltung misst zumindest die anliegende Spannung am zugehörigen Messwiderstand. Da die Größe des Messwiderstandes bekannt ist, kann durch die anliegende Spannung und die vorbekannte Größe des Messwiderstandes der durchfließende Strom bestimmt werden, der sich nach der Gleichung I = U/R (I ≡ Strom; U ≡ Spannung; R ≡ Widerstand) berechnet. Die von der Messschaltung erfassten Messdaten werden in analoger oder digitaler Form an einer Auswerte- bzw. Steuereinheit weitergeleitet. Erfindungsgemäß ist der Messwiderstand in der Anschlussvorrichtung derartig integriert, dass die beiden zuvor genannten Elemente einteilig ausgestaltet sind. Folglich ist der Messwiderstand unlösbar in der Anschlussvorrichtung angeordnet. Die Anschlussvorrichtung weist dabei zwei vordefinierte Kontaktstellen auf, zwischen denen der Messwiderstand liegt, durch die die Messschaltung elektrisch anschließbar ist. Genau zwischen diesen beiden vordefinierten Kontaktstellen ist die Größe des Messwiderstandes vorbekannt. Somit ist es möglich, den von der Batterie abgegebenen Strom, der durch die Anschlussvorrichtung fließt, exakt zu bestimmen. Dabei versteht es sich von selbst, dass der gesamte Strom, der von der Batterie abgegeben wird, durch den Messwiderstand in der Anschlussvorrichtung fließen muss. Da der Messwiderstand in der Anschlussvorrichtung integriert ist, entfällt eine spätere Montage des Messwiderstands. Hierdurch lassen sich, wie gewünscht, die Fertigungskosten deutlich reduzieren.According to the invention, the connection device serves for a battery, in particular a vehicle battery, in order to produce an electrical connection between a battery pole and at least one electrical conductor. Likewise, this connection device should also detect the current delivered by the battery, for which purpose the connection device has a current measuring module with at least one measuring resistor and a measuring circuit. This measuring circuit measures at least the applied voltage at the associated measuring resistor. Since the size of the measuring resistor is known, can by the voltage applied and the known size of the measuring resistor by flowing current is determined, which is calculated according to the equation I = U / R (I ≡ current; U ≡ voltage; R ≡ resistance). The measured data acquired by the measuring circuit are forwarded in analogue or digital form to an evaluation or control unit. According to the invention, the measuring resistor in the connecting device is integrated in such a way that the two aforementioned elements are designed in one piece. Consequently, the measuring resistor is arranged undetachably in the connecting device. The connecting device has two predefined contact points, between which the measuring resistor is located, through which the measuring circuit is electrically connected. Exactly between these two predefined contact points, the size of the measuring resistor is already known. Thus, it is possible to accurately determine the current discharged from the battery flowing through the terminal device. It goes without saying that the entire current that is discharged from the battery must flow through the measuring resistor in the connection device. Since the measuring resistor is integrated in the connecting device, a later mounting of the measuring resistor is no longer necessary. As a result, as desired, the production costs can be significantly reduced.

Vorzugsweise Weitergestaltungen der Anschlussvorrichtungen sind in den Ansprüchen 2 bis 21 beschreiben. In dem Anspruch 22 wird das Verfahren zur elektrischen Strommessung in Fahrzeugen durch die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung offenbart.Preferably Further developments of the connection devices are in claims 2 to 21 describe. In the claim 22, the method for electrical Current measurement in vehicles by the connecting device according to the invention disclosed.

Eine erste grundlegende Ausführungsform der Anschlussvorrichtung geht aus den Unteransprüchen 2 bis 4 hervor. Bei der ersten grundlegenden Ausführungsform (gemäß Anspruch 2) ist der Messwiderstand durch eine Schweißverbindung in der Anschlussvorrichtung integriert. Zu diesem Zweck ist die Anschlussvorrichtung zuerst zweiteilig aufgebaut, wobei der Messwiderstand als elektrisches und mechanisches Bindeglied zwischen den beiden Teilen der Anschlussvorrichtung dient. Hierzu wird der Messwiderstand mit seiner linken Seite an dem linken Teil der Anschlussvorrichtung festgeschweißt und mit seiner rechten Seite an dem rechten Teil der Anschlussvorrichtung verschweißt. Um eine einfache und kostengünstige Schweißverbindung zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass der Messwiderstand über zwei parallele Flächen verfügt, an denen er links- und rechtsseitig mit den entsprechenden Teilen der Anschlussvorrichtung verschweißt wird. Aus diesem Grund eignet sich ein quaderförmiger Messwiderstand besonders. Selbstverständlich kann der Messwiderstand aber auch zylinderförmig oder andersartig ausgestaltet sein.A first basic embodiment of the Connecting device is apparent from the dependent claims 2 to 4. In the first basic embodiment (according to claim 2) is the measuring resistor through a welded joint in the connection device integrated. For this purpose, the connection device is first constructed in two parts, the measuring resistor as electrical and mechanical link between the two parts of the connection device serves. For this purpose, the measuring resistor with its left side welded to the left part of the connecting device and with its right side on the right part of the connection device welded. To a simple and inexpensive welded joint to enable it is provided that the measuring resistor has two parallel surfaces on which he left and right sides with the corresponding parts of the connection device welded becomes. For this reason, a cuboid measuring resistor is particularly suitable. Of course However, the measuring resistor can also be cylindrical or otherwise designed be.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Anschlussvorrichtung ist die Schweißverbindung zwischen Messwiderstand und Anschlussvorrichtung bzw. Anschlussvorrichtung und Messwiderstand durch ein Elektronenstrahl- Schweißverfahren hergestellt. Das Elektronenstrahl-Schweißverfahren erzeugt nur eine sehr lokal begrenzte Erwärmung des Werkstückes im Bereich der Schweißverbindung. Solange jedoch noch keine weiteren Bauteile des Strommessmoduls an der Anschlussvorrichtung vorhanden sind, kann auch eine erhöhte Erwärmung der Anschlussvorrichtung hingenommen werden.at a particular embodiment The connection device is the welded connection between the measuring resistor and connecting device or connecting device and measuring resistor by an electron beam welding process produced. The electron beam welding process produces only one very localized warming of the workpiece in the area of the welded joint. But as long as no other components of the current measuring module At the connection device are present, also increased heating of the connection device be accepted.

Ebenfalls ist es bei einer weiteren Ausführungsform denkbar, den Messwiderstand durch eine Lötverbindung in der Anschlussvorrichtung zu integrieren. Genau wie die Schweißverbindung stellt die Lötverbindung einen elektrischen Kontakt zwischen der Anschlussvorrichtung und dem Messwiderstand her. Ebenfalls kann eine derartige Anschlussvorrichtung mit einem integrierten Messwiderstand auch mechanischen Belastungen ausgesetzt werden. Selbstverständlich kann der Messwiderstand auch durch andere Verbindungsverfahren in der Anschlussvorrichtung integriert werden.Also it is in a further embodiment conceivable, the measuring resistor by a solder joint in the connection device to integrate. Just like the weld joint, the solder joint provides an electrical contact between the connection device and the measuring resistor ago. Also, such a connection device with an integrated measuring resistor also mechanical loads get abandoned. Of course The measuring resistor can also be used by other connection methods in the connection device are integrated.

Bei der zweiten grundlegenden Ausführungsform der Anschlussvorrichtung besteht die gesamte Anschlussvorrichtung aus einem niederohmigen Material, so dass sie selbst den Messwiderstand bildet. Die Größe (gemessen in der Einheit Ohm) des Messwiderstands ist anhand der zwei vordefinierten Kontaktstellen eindeutig bekannt. Folglich ist die so konzipierte Anschlussvorrichtung nicht nur einteilig ausgestaltet, sondern auch materialeinheitlich. Bei dieser Ausgestaltung kann natürlich auch auf eine entsprechende Schweißverbindung oder Lötverbindung zwischen Messwiderstand und der übrigen Anschlussvorrichtung verzichtet werden. Die Größe des Messwiderstands kann durch die beiden vordefinierten Kontaktstellen gemessen werden. Sofern eine bestimmte Größe des Messwiderstands vorgegeben werden soll, ist dieses durch eine Verjüngung oder Erweiterung der Anschlussvorrichtung im Bereich zwischen den beiden vordefinierten Kontaktstellen möglich. Ist beispielsweise die Größe des Messwiderstands zu gering, so kann die Anschlussvorrichtung im Bereich zwischen den beiden vordefinierten Kontaktstellen durch Ausfräsungen oder Bohrungen entsprechend verjüngt werden, bis die entsprechende Größe des Widerstandswertes erreicht ist. Umgekehrt kann z.B. durch Auftragsschweißen der Bereich zwischen den beiden vordefinierten Kontaktstellen erweitert werden, wodurch sich die Größe des Messwiderstands verringern lässt. Auf jeden Fall ist nach jedem Bearbeitungsgang (ob Fräsen, Bohren oder Auftragsschweißen), der Widerstand zwischen den beiden vordefinierten Kontaktstellen zu messen.at the second basic embodiment the connection device consists of the entire connection device made of a low-resistance material, so that it forms the measuring resistor itself. The size (measured in the unit ohms) of the measuring resistor is based on the two predefined contact points clearly known. Consequently, the so-designed connection device not only one-piece, but also of the same material. In this embodiment, of course, to a corresponding welded joint or solder joint between measuring resistor and the rest Connection device can be omitted. The size of the measuring resistor can be measured by the two predefined contact points. Unless a certain size of the measuring resistor is to be given, this is by a rejuvenation or expansion the connection device in the area between the two predefined Contact points possible. For example, is the size of the measuring resistor too low, so the connection device in the range between the two predefined contact points by milling or Drilled holes accordingly until the appropriate size of the resistance value is reached. Conversely, e.g. by hardfacing the Extended range between the two predefined contact points , which increases the size of the measuring resistor reduce. In any case, after each machining cycle (whether milling, drilling or build-up welding), the resistance between the two predefined contact points to eat.

Eine weitere Variante der Anschlussvorrichtung sieht vor, dass das Strommessmodul zumindest an den beiden vordefinierten Kontaktstellen direkt durch eine Lötverbindung mit der Anschlussvorrichtung verbunden ist. So kann beispielsweise eine Leiterplatte des Strommessmoduls mit entsprechenden Gegenkontaktstellen direkt auf die Kontaktstellen der Anschlussvorrichtung gelötet werden. Durch diese elektrische Verbindung des Strommessmoduls mit den entsprechenden Kontaktstellen können mögliche Störgrößen weitestgehend eliminiert werden. Zusätzlich kann durch diese Maßnahme das Strommessmodul auch mechanisch mit der Anschlussvorrichtung verbunden werden. Selbstverständlich können auch noch zusätzliche Befestigungselemente vorgesehen sein.A further variant of the connecting device provides that the current measuring module at least at the two predefined contact points directly by a solder connection to the Anschlussvorrich connected. For example, a printed circuit board of the current measuring module can be soldered directly to the contact points of the connecting device with corresponding mating contact points. Through this electrical connection of the current measuring module with the corresponding contact points possible disturbances can be largely eliminated. In addition, by this measure, the current measuring module can also be mechanically connected to the connection device. Of course, additional fasteners may also be provided.

Bei einer gegensätzlichen Ausführungsvariante der Anschlussvorrichtung ist das Strommessmodul an den beiden vordefinierten Kontaktstellen indirekt durch Kontaktleitungen mit der Anschlussvorrichtung verbunden. Hierdurch ist es möglich, das Strommessmodul örtlich getrennt von der Anschlussvorrichtung anzuordnen. Außerdem ist die Verbindung zwischen Kontaktleitung und Anschlussvorrichtung einfacher herzustellen, da kein spezielles Lötverfahren verwendet werden muss. Allerdings ist diese Ausführungsvariante empfindlich gegenüber vorhandenen Steuergrößen.at an opposite one variant the connection device is the current measurement module at the two predefined Contact points indirectly through contact lines with the connection device connected. This makes it possible the current measurement module locally to be arranged separately from the connection device. Besides that is the connection between contact line and connection device easier to produce, since no special soldering process is used got to. However, this variant is sensitive to existing control variables.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsvariante der Anschlussvorrichtung kann das Strommessmodul durch eine mechanische Befestigung am Messwiderstand oder an der Anschlussvorrichtung vorgesehen sein. Dabei kann das Strommessmodul z.B. geklebt oder verschraubt werden. Selbstverständlich sind auch andere mechanische Befestigungen denkbar.According to one additional variant the connecting device, the current measuring module by a mechanical Attachment to the measuring resistor or to the connection device provided be. The current measuring module may be e.g. glued or screwed become. Of course Other mechanical fasteners are conceivable.

Bei einer zusätzlichen Variante der Anschlussvorrichtung ist es vorgesehen, dass die Messschaltung die erfassten Messdaten über zumindest eine elektrische oder optische Signalleitung an die Auswerte- bzw. Steuereinheit weiterleitet. Über diese zusätzliche Signalleitung bzw. Signalleitungen kann ein Austausch der Messdaten oder anderer Steuerungsdaten erfolgen. Sofern eine komplette elektrische Entkopplung zwischen der Messschaltung und der nachgeordneten Auswerte- bzw. Steuereinheit gewünscht wird, sollte eine optische Datenübertragung für die erfassten Messdaten bzw. Signale eingesetzt werden.at an additional one Variant of the connection device, it is provided that the measuring circuit the acquired measurement data via at least one electrical or optical signal line to the evaluation or control unit forwards. About this additional Signal line or signal lines can exchange the measured data or other control data. Provided a complete electrical decoupling between the measuring circuit and the downstream evaluation or Control unit desired is, should be an optical data transmission for the recorded measurement data or signals are used.

Ebenfalls kann bei einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung vorgesehen sein, dass die Messschaltung wenigstens einen integrierten Schaltkreis enthält. Somit können auch komplexe Steuerungs- und Regelungsaufgaben durch die zuvor beschriebene Schaltung realisiert werden. Außerdem kann in der Regel auf standardisierte Bauteile (IC) zurückgegriffen werden, die bereits über die gewünschten Funktionen der Messschaltung verfügen.Also can in a connection device according to the invention be provided that the measuring circuit at least one integrated Circuit contains. Thus, you can even complex control and regulation tasks by the previously described circuit can be realized. Also, usually can standardized components (IC) are used, which already have the desired Functions of the measuring circuit.

Ferner kann bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung die Messschaltung die Temperatur als weiteren Messwert erfassen. Dabei ist es zweckmäßig, dass das Strommessmodul eine wärmeleitende Verbindung zur Oberfläche des Messwiderstands oder der Anschlussvorrichtung aufweist, um so exakt die Temperatur der Anschlussvorrichtung zu erfassen. Diese gibt nämlich einen genauen Aufschluss über die vorhandene Batterietemperatur. Da temporäre Kapazität der Batterie im Wesentlichen von deren Temperatur abhängt, spielt die Ermittlung der exakten Batterietemperatur eine wichtige Rolle. Als wärmeleitende Verbindung kann, wie bei den vordefinierten Kontaktstellen, eine Lötverbindung vorgesehen sein. Ebenfalls kann ein Temperatursensor der Messschaltung durch eine Temperaturleitpaste mit der Anschlussvorrichtung verbunden sein. Da der Messschaltung nunmehr auch die ermittelte Temperatur als Messwert vorliegt, kann eine Temperaturkorrektur der erfassten, temperaturabhängigen Messwerte anhand der ermittelten Temperatur vorgenommen werden. Folglich ist es möglich, die erfassten Messwerte möglichst exakt zu bestimmen, indem die Temperatur als Einflussgröße herausgerechnet wird.Further can in a particular embodiment the invention, the measuring circuit, the temperature as a further measured value to capture. It is appropriate that the current measuring module is a thermally conductive Connection to the surface of the measuring resistor or the connecting device, so exactly to detect the temperature of the connection device. These namely, gives a detailed explanation about the existing battery temperature. Since temporary capacity of the battery is essentially of whose temperature depends, Determining the exact battery temperature plays an important role Role. As thermally conductive Connection can, as with the predefined contact points, a solder be provided. Likewise, a temperature sensor of the measuring circuit connected by a Temperaturleitpaste with the connection device be. Since the measuring circuit now also the determined temperature is present as a measured value, a temperature correction of the detected, temperature-dependent Measured values are made on the basis of the determined temperature. Consequently, it is possible the recorded measured values as far as possible to be determined exactly by calculating the temperature as an influencing variable becomes.

Vorzugsweise kann bei einer besonderen Ausführungsform der Anschlussvorrichtung die Größe des Messwiderstands als Kalibrierwert in der Messschaltung gespeichert werden. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Fertigungstolleranzen des Messwiderstands, die sich in der unterschiedlichen Größe des Messwiderstands wiederspiegeln, zu berücksichtigen. Ebenfalls können Übergangswiderstände zwischen Anschlussvorrichtung und integrierten Messwiderstand erfasst werden. Nur bei einer genauen Bestimmung der Größe des Messwiderstands zwischen den beiden vordefinierten Kontaktstellen kann eine exakte Berechnung des durchfließenden Stroms stattfinden. Von daher muss jede Messschaltung auf den vorliegenden Messwiderstand eingerichtet werden. Folglich ist ein sogenannter „Off-Set" Abgleich bezüglich des vorhandenen Messwiderstands möglich.Preferably can in a particular embodiment the connection device the size of the measuring resistor stored as a calibration value in the measuring circuit. By This measure Is it possible, the manufacturing tolerances of the measuring resistor, which differ in the different Size of the measuring resistor reflect, take into account. Also, contact resistance between Connection device and integrated measuring resistor are detected. Only with an accurate determination of the size of the measuring resistor between The two predefined contact points can be an exact calculation of the flowing through Electricity take place. Therefore, each measurement circuit must be based on the present Measuring resistor can be set up. Consequently, a so-called "off-set" comparison with respect to existing measuring resistor possible.

Zu diesem Zweck ist bei einer weiteren Form der Anschlussvorrichtung vorgesehen, dass die Messschaltung über einer nicht-flüchtigen Speicher verfügt, in dem Daten, insbesondere Kalibrierwerte, Temperaturkompensationswerte, historische Messwerte und/oder Programme gespeichert sind. Durch die Verwendung eines nicht-flüchtigen Speichers kann sichergestellt werden, dass die gespeicherten Daten in der Messschaltung auch erhalten bleiben, sofern die Batterie einmal ausgetauscht werden muss oder über längere Zeitspanne keinen Strom geliefert hat.To this purpose is in a further form of the connection device provided that the measuring circuit over a non-volatile Memory has, in the data, in particular calibration values, temperature compensation values, historical readings and / or programs are stored. By the Use of a non-volatile Memory can be ensured that the stored data in the measuring circuit also be preserved, provided the battery need to be replaced once or no power over a long period of time has delivered.

Zusätzlich kann bei der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung vorgesehen sein, dass die Messschaltung externe Daten, Programme oder Steuerungs- bzw. Reglungsbefehle von anderen Geräten empfängt und weiterverarbeitet. Somit ist es möglich, auch auf extern zur Verfügung stehende Daten zurückzugreifen.In addition, it can be provided in the connection device according to the invention that the measurement circuit external data, programs or control or regulation commands from other Ge received and further processed. Thus, it is possible to fall back on externally available data.

Bei einer besonderen Variante der Anschlussvorrichtung besteht der Messwiderstand im Wesentlichen aus CuMn12Ni (einer sogenannten Kupfer-Mangan-Nickel-Legierung). Diese Kupferlegierung zeichnet sich dadurch aus, dass die Temperatur keinen bzw. nur einen geringen Einfluss auf den Widerstandswert hat.at a special variant of the connection device is the measuring resistor essentially of CuMn12Ni (a so-called copper-manganese-nickel alloy). These Copper alloy is characterized by the fact that the temperature is not or has only a small influence on the resistance value.

Eine zusätzliche Ausführungsform der Anschlussvorrichtung sieht vor, dass zumindest ein Teil der Oberfläche der Anschlussvorrichtung mit Zinn versehen ist. Durch das verzinnen der Oberfläche kann die Anschlussvorrichtung gegenüber Umwelteinflüssen geschützt werden. Allerdings ist dabei zu beachten, dass der Bereich zwischen den beiden vordefinierten Kontaktstellen auf keinen Fall mit Zinn zu versehen ist.A additional embodiment the connection device provides that at least a part of surface the connecting device is provided with tin. By tinning the surface can the connection device opposite environmental influences protected become. However, it should be noted that the area between Under no circumstances should tin be added to the two predefined contact points is provided.

Vorzugsweise kann bei einer anderen Form der Anschlussvorrichtung zumindest das gesamte Strommessmodul einschließlich des Messwiderstands mit einem Kunststoffmantel umhüllt werden, wobei der Kunststoffmantel das Strommessmodul gegen mechanische und andere äußere Störeinflüsse, insbesondere Feuchtigkeit schützt. Ebenfalls kann zusätzlich zum Strommessmodul und dem Messwiderstand auch die abgehenden Leiter sowie die Signalleitungen mit dem Kunststoffmantel umhüllt werden. Durch diese Maßnahme ist gleichzeitig eine mechanische Zugentlastung der Leiter sowie der Signalleitungen möglich. Außerdem kann das Strommessmodul zusätzlich durch den Kunststoffmantel mechanisch an der Anschlussvorrichtung befestigt werden.Preferably can in another form of the connecting device at least the entire current measuring module including the measuring resistor with wrapped in a plastic sheath be, wherein the plastic sheath the current measuring module against mechanical and other external disturbances, in particular Moisture protects. Also may be additional to the current measuring module and the measuring resistor also the outgoing conductor and the signal lines are wrapped with the plastic sheath. By this measure is at the same time a mechanical strain relief of the conductors as well the signal lines possible. Furthermore can the current measuring module in addition through the plastic jacket mechanically to the connection device be attached.

Die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung gemäß der Ansprüche 1 bis 21 dient auch zur Durchführung des Verfahrens zur elektrischen Strommessung in Fahrzeugen.The Connecting device according to the invention according to claims 1 to 21 also serves to carry out the method for measuring electric current in vehicles.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutern, die die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung in mehreren Ausführungsbeispielen darstellen.below The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings which the connection device according to the invention in several embodiments represent.

Es zeigen:It demonstrate:

1 in Seitenansicht, eine Anschlussvorrichtung, insbesondere für eine Fahrzeugbatterie aus dem Stand der Technik mit einem zusätzlichen Strommessmodul, und 1 in side view, a connection device, in particular for a vehicle battery of the prior art with an additional current measuring module, and

2 in Seitenansicht, eine erste grundlegende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung mit einem integrierten Messwiderstand und 2 in side view, a first basic embodiment of the connecting device according to the invention with an integrated measuring resistor and

3 in Seitenansicht, eine zweite grundlegende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung, wobei die gesamte Anschlussvorrichtung aus einem niederohmigen Material besteht, und 3 in side view, a second basic embodiment of the connecting device according to the invention, wherein the entire connecting device consists of a low-resistance material, and

4 in perspektivischer Darstellung auf eine komplette Anschlussvorrichtung mit einem integrierten Messwiderstand und einem Strommessmodul, umhüllt mit einem Kunststoffmantel. 4 in perspective on a complete connection device with an integrated measuring resistor and a current measuring module, coated with a plastic sheath.

In 1 ist eine Anschlussvorrichtung 10' aus dem Stand der Technik dargestellt. Dabei ist deutlich zu erkennen, dass diese Anschlussvorrichtung 10' zweiteilig ausgestaltet ist. Der erste Teil der Anschlussvorrichtung 10' besteht aus dem Polbereich 10a', der zum Anschluss an die Fahrzeugbatterie dient. Der zweite Teil der Anschlussvorrichtung 10' besteht aus dem Leiterbereich 10b', an dem die entsprechenden Stromleiter 11 angeschlossen sind. Zwischen diesen beiden Teilen der Anschlussvorrichtung 10' ist ein Messwiderstand 13 in Reihe geschaltet. Zu diesem Zweck ist das gesamte Strommessmodul (also einschließlich des Messwiderstands 13) linksseitig mit dem Polbereich 10a' und rechtsseitig mit dem Leiterbereich 10b' verbunden, wobei zusätzliche Befestigungselemente 10d' vorgesehen sind. In der Regel wird das Strommessmodul 12 mit seinen entsprechenden Anschlussschienen 10c' durch die Befestigungselemente 10d' an den beiden Teilen der Anschlussvorrichtung 10' angeordnet. Die Befestigungselemente 10d' bestehen dabei aus Muttern und Schrauben. Die Größe des Messwiderstands 13 ist eindeutig durch die vordefinierten Kontaktstellen 17 gegeben. An diesen Kontaktstellen 17 ist auch die Messschaltung 16 elektrisch angeordnet. Folglich kann der durch den Messwiderstand 13 durchfließende Batteriestrom eindeutig bestimmt werden, da die Größe des Messwiderstands bekannt ist und die Spannung, die am Messwiderstand 13 anliegt, gemessen werden kann. Durch die zusätzliche Montage des Strommessmoduls 12 an der Anschlussvorrichtung 10' erhöhen sich insgesamt die Herstellungskosten deutlich. Außerdem bilden die Verbindungsstellen zwischen den Anschlussschienen 10c' und der Anschlussvorrichtung 10' einen kritischen Bereich, da die elektrische Leitfähigkeit durch die äußeren Umwelteinflüsse nach längere Zeit stark beeinflusst wird.In 1 is a connection device 10 ' represented from the prior art. It can be clearly seen that this connection device 10 ' is designed in two parts. The first part of the connection device 10 ' consists of the pole area 10a ' , which serves for connection to the vehicle battery. The second part of the connection device 10 ' consists of the ladder area 10b ' at which the corresponding power conductors 11 are connected. Between these two parts of the connection device 10 ' is a measuring resistor 13 connected in series. For this purpose, the entire current measuring module (including the measuring resistor 13 ) on the left with the pole area 10a ' and right side with the ladder area 10b ' connected, with additional fasteners 10d ' are provided. In general, the current measurement module 12 with its corresponding connection rails 10c ' through the fasteners 10d ' on the two parts of the connection device 10 ' arranged. The fasteners 10d ' consist of nuts and bolts. The size of the measuring resistor 13 is unique by the predefined contact points 17 given. At these contact points 17 is also the measuring circuit 16 electrically arranged. Consequently, by the measuring resistor 13 flowing through battery power can be determined uniquely, since the size of the measuring resistor is known and the voltage at the measuring resistor 13 is present, can be measured. Due to the additional mounting of the current measuring module 12 at the connection device 10 ' Overall, the production costs increase significantly. In addition, the connection points between the connecting rails 10c ' and the connection device 10 ' a critical range, since the electrical conductivity is strongly influenced by the external environmental influences after a long time.

Die 2 zeigt eine erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung 10 in der ersten grundlegenden Ausführungsform gemäß der Unteransprüche 2 bis 4. Die Anschlussvorrichtung 10 ist dabei einteilig ausgestaltet, indem der Messwiderstand 13 als ein fester Bestandteil bzw. ein Bindeglied in der Anschlussvorrichtung 10 integriert ist. Der Messwiderstand 13 (auch als Shunt bezeichnet) ist in Reihe zwischen einem Batteriepol (nicht dargestellt) und den davon abgehenden Leitern 11 geschaltet. Die Anschlussvorrichtung 10 kann sowohl beim Pluspol als auch beim Minuspol der Batterie eingesetzt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Messwiderstand 13 mittig in der Anschlussvorrichtung 10 angeordnet, wobei er durch eine Schweiß- oder Lötverbindung einerseits mit dem Polbereich 10a und andererseits mit dem Leiterbereich 10b der Anschlussvorrichtung 10 verbunden ist. Ohne den zwischen geschalteten Messwiderstand 13 wäre die Anschlussvorrichtung 10 (aus 2) zweiteilig durch den Polbereich 10a und Leiterbereich 10b aufgebaut.The 2 shows a connection device according to the invention 10 in the first basic embodiment according to the subclaims 2 to 4 , The connection device 10 is designed in one piece by the measuring resistor 13 as a fixed component or a link in the connection device 10 is integrated. The measuring resistor 13 (also referred to as a shunt) is connected in series between a battery post (not shown) and the conductors departing therefrom 11 connected. The Anschlussvor direction 10 can be used both with the positive pole and the negative pole of the battery. In the present embodiment, the measuring resistor 13 in the center of the connection device 10 arranged, whereby it by a welding or soldering connection on the one hand to the pole region 10a and on the other hand with the conductor area 10b the connection device 10 connected is. Without the intermediate measuring resistor 13 would be the connection device 10 (out 2 ) in two parts through the pole area 10a and ladder area 10b built up.

Der Polbereich 10a weist einen Klemmbereich auf, der zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Batteriepol dient. Wie in 4 ersichtbar ist, ist der Klemmebereich ringförmig ausgestaltet, wobei er einen Schlitz 23 enthält, der durch ein reversibles Befestigungselement, vorzugsweise eine Schrauben-Mutter-Verbindung 24, 25, verkleinert werden kann. Eine feste Verbindung (sowohl aus elektrischer als auch aus mechanischer Sicht) ist zwischen einem zylindrisch ausgestalteten Batteriepol und der Anschlussvorrichtung 10 erreichbar, indem die Mutter 24 auf der drehfest angeordneten Schraube 25 angezogen wird. Durch den vierkantartigen Kopf der Mutter 25 ist diese drehfest an der Anschlussvorrichtung 10 angeordnet. Am anderen Ende der Anschlussvorrichtung 10 ist der Leiterbereich 10b angeordnet, von dem die elektrischen Leiter 11 abgehen, die die Stromversorgung des Fahrzeuges sicherstellen. Diese Leiter 11 sind in der Regel durch eine Crimp-Verbindung mit der Anschlussvorrichtung 10 verbunden.The pole area 10a has a clamping area which serves to establish an electrical connection to the battery pole. As in 4 is visible, the clamping area is designed annular, wherein it has a slot 23 contains, by a reversible fastener, preferably a screw-nut connection 24 . 25 , can be scaled down. A firm connection (both electrical and mechanical) is between a cylindrically shaped battery post and the terminal device 10 reachable by the mother 24 on the non-rotatably mounted screw 25 is attracted. Through the square head of the mother 25 This is non-rotatable on the connection device 10 arranged. At the other end of the connection device 10 is the leader area 10b arranged, from which the electrical conductors 11 go out, which ensure the power supply of the vehicle. This ladder 11 are usually through a crimp connection with the connection device 10 connected.

Der in den 1, 2 und 4 dargestellte Messwiderstand 13 ist quaderförmig ausgestaltet, wobei er jeweils mit seiner schmalen Stirnfläche mit der restlichen Anschlussvorrichtung 10 verbunden ist. Oberhalb des Messwiderstand 13 ist der restliche Teil des Strommessmoduls 12 vorgesehen. Die elektrische Verbindung zwischen den vordefinierten Kontaktstellen 17 und dem Strommessmodul 12 bzw. der Messschaltung 16 wird durch eine Lötverbindung realisiert. Diese kann durch ein IR-Lötverfahren oder ein Ofenlötverfahren erzielt werden. Zusätzlich zu den dargestellten Kontaktstellen 17 kann auch ein Temperatursensor mit dem Messwiderstand 13 oder einem anderen Bereich der Anschlussvorrichtung 10 verbunden sein, um möglichst genau die jeweilige Batterietemperatur erfassen zu können. Da die Größe des Messwiderstands 13 an den vordefinierten Kontaktstellen 17 messbar und damit eindeutig bekannt ist, kann der durch den Messwiderstand 13 fließende Batteriestrom exakt bestimmt werden.The in the 1 . 2 and 4 illustrated measuring resistor 13 is configured cuboid, wherein it is in each case with its narrow end face with the remaining connection device 10 connected is. Above the measuring resistor 13 is the remainder of the current measurement module 12 intended. The electrical connection between the predefined contact points 17 and the current measurement module 12 or the measuring circuit 16 is realized by a solder joint. This can be achieved by an IR soldering method or a furnace soldering method. In addition to the contact points shown 17 can also be a temperature sensor with the measuring resistor 13 or another area of the connection device 10 be connected in order to capture as closely as possible the respective battery temperature. Because the size of the measuring resistor 13 at the predefined contact points 17 measurable and thus clearly known, can by the measuring resistor 13 flowing battery current can be determined exactly.

Die 3 zeigt die zweite grundlegende Ausführungsform der Anschlussvorrichtung 10, gemäß der Ansprüche 5 und 6. Dabei besteht die gesamte Anschlussvorrichtung 10 aus einem niederohmigen Material. Vorzugsweise kann es sich hierbei um eine Kupfer-Mangan-Nickel-Legierung (CuMn12Ni) handeln. Sofern eine bestimmte Größe für den Messwiderstand 13 gewünscht wird, kann der Bereich 14 zwischen den vordefinierten Kontaktstellen 17 verjüngt oder erweitert werden, indem Material abgetragen oder aufgetragen wird. So kann beispielsweise die Verjüngung 14 weiterausgefräst werden. Um eine exakte Widerstandsgröße zu erzielen, kann dieser Bereich zusätzlich mit einem Laser bearbeitet werden. Diese Bearbeitung der Anschlussvorrichtung 10 ist allerdings sehr aufwendig, weshalb es wesentlich einfacher ist, die Größe des Messwiderstands 13 zwischen den vordefinierten Kontaktstellen 17 auszumessen, und als Kalibrierungswert in der Messschaltung 16 zu hinterlegen bzw. speichern.The 3 shows the second basic embodiment of the connection device 10 , according to claims 5 and 6. In this case, the entire connection device 10 from a low-resistance material. This may preferably be a copper-manganese-nickel alloy (CuMn12Ni). Unless a certain size for the measuring resistor 13 is desired, the area can 14 between the predefined contact points 17 tapered or widened by removing or applying material. For example, the rejuvenation 14 be further milled. In order to achieve an exact resistance, this area can be additionally processed with a laser. This processing of the connection device 10 However, it is very expensive, which is why it is much easier, the size of the measuring resistor 13 between the predefined contact points 17 measure, and as a calibration value in the measuring circuit 16 to store or save.

Eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 10 geht aus der 4 hervor. Auch in dieser Figur ist zu erkennen, dass ein integrierter Messwiderstand 13 Anwendung findet. Direkt über dem Messwiderstand 13 bzw. der Verjüngung 14 ist das Strommessmodul 12 angeordnet. Dieses ist mit der Leiterplatte 18 an den vordefinierten Kontaktstellen 17 mit der Anschlussvorrichtung 10 verbunden. Der Messwiderstand 13, die Leiterplatte 18, die elektrischen Bauteile 19 auf der Leiterplatte 18 und der integrierte Schaltkreis 20 sowie die abgehenden Signalleitungen 21 bilden die Messschaltung 16 des Strommessmoduls 12. Das gesamte Strommessmodul 12 ist mit einem Kunststoffmantel 22 oder einem Gießharz umhüllt. Wie deutlich zu erkennen ist, sind die Leiter 11 sowie die Signalleitungen 21 ebenfalls teilweise von dem Kunststoffmantel 22 bzw. dem Gießharz umhüllt. Damit ist einerseits eine Zugentlastung der Leiter 11 sowie der Signalleitungen 21 möglich und anderseits sind die elektrischen Übergange der Leitungen 11, 21 zur Anschlussvorrichtung 10 bzw. Strommessmodul 12 gegen Feuchtigkeit und dgl. geschützt.A perspective view of the connecting device according to the invention 10 goes out of the 4 out. Also in this figure it can be seen that an integrated measuring resistor 13 Application finds. Directly above the measuring resistor 13 or the rejuvenation 14 is the current measurement module 12 arranged. This is with the circuit board 18 at the predefined contact points 17 with the connection device 10 connected. The measuring resistor 13 , the circuit board 18 , the electrical components 19 on the circuit board 18 and the integrated circuit 20 as well as the outgoing signal lines 21 form the measuring circuit 16 of the current measuring module 12 , The entire current measurement module 12 is with a plastic jacket 22 or a casting resin wrapped. As can be clearly seen, the ladder 11 as well as the signal lines 21 also partly from the plastic jacket 22 or the casting resin enveloped. This is on the one hand a strain relief of the ladder 11 and the signal lines 21 possible and on the other hand are the electrical transitions of the lines 11 . 21 to the connection device 10 or current measurement module 12 protected against moisture and the like.

Es versteht sich von selbst, dass auch weitere IC's 20 und andere elektrische/elektronische Bauteile 19 auf der Leiterplatte 18 vorgesehen sein können. Vorzugsweise handelt es sich bei diesen Bauteilen 19 um sogenannte SMD's, die ohne Anschlussdrähte auskommen. Die Form der Leiterplatte 18 ist nicht auf einen rechteckigen Querschnitt beschränkt, sondern kann beliebig ausgestaltet sein. So kann die Leiterplatte 18 zum Beispiel auch einen bogen- oder wellenförmigen Verlauf innehaben.It goes without saying that even more IC's 20 and other electrical / electronic components 19 on the circuit board 18 can be provided. Preferably, these components are 19 so-called SMD's, which manage without connecting wires. The shape of the circuit board 18 is not limited to a rectangular cross-section, but can be configured arbitrarily. So can the circuit board 18 for example, also have a curved or wavy course.

Abschließend bleibt noch zu bemerken, dass die hier dargestellten Ausführungsformen der Anschlussvorrichtung 10 nur beispielhafte Verwirklichungen der Erfindung sind. Diese ist jedoch nicht auf die dargestellten Kombinationen beschränkt. Es versteht sich, dass die dargestellten Bauteile und deren Anordnungen auch in anderen Ausführungsformen und Konstruktionen bzw. Schaltungen vorhanden sein können, die über ähnliche Eigenschaften verfügen, wie diejenigen die hier beschrieben und beansprucht worden sind.Finally, it should be noted that the embodiments of the connecting device shown here 10 are only exemplary implementations of the invention. However, this is not limited to the combinations shown. It is understood that the illustrated components and their arrangements may be present in other embodiments and constructions having similar characteristics such as those described and claimed herein.

Stand der Technik

10'
Zweiteilige Anschlussvorrichtung aus dem Stand der Technik
10a'
Polbereich der Anschlussvorrichtung von 10'
10b'
Leiterbereich der Anschlussvorrichtung von 10'
10c'
Anschlussschienen
10d'
Befestigungselement
State of the art
10 '
Two-piece connection device from the prior art
10a '
Pole area of the connection device of 10 '
10b '
Conductor area of the connection device of 10 '
10c '
connecting rails
10d '
fastener

Erfindung

10
Anschlussvorrichtung (einteilig)
10a
Polbereich der Anschlussvorrichtung von 10
10b
Leiterbereich der Anschlussvorrichtung von 10
11
Leiter
12
Strommessmodul
13
Messwiderstand (Shunt)
14
Verjüngung für 13
15
Verbindungsstelle zwischen 10 und 13 (Schweißnaht)
16
Messschaltung
17
Vordefinierte Kontaktstellen
18
Leiterplatte
19
Elektrische/elektronische Bauteile
20
Integrierter Schaltkreis (IC)
21
Signalleitungen
22
Kunststoffmantel/-umhüllung
23
Schlitz im ringförmigen Polbereich
24
Mutter
25
Schraube (mit vierkantigem Kopf)
invention
10
Connecting device (one-piece)
10a
Pole area of the connection device of 10
10b
Conductor area of the connection device of 10
11
ladder
12
Current measurement module
13
Measuring resistor (shunt)
14
Rejuvenation for 13
15
Junction between 10 and 13 (Weld)
16
measuring circuit
17
Predefined contact points
18
circuit board
19
Electrical / electronic components
20
Integrated circuit (IC)
21
signal lines
22
Plastic coating / -umhüllung
23
Slot in the annular pole area
24
mother
25
Screw (with square head)

Claims (22)

Anschlussvorrichtung (10) für eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, die zur elektrischen Verbindung von einem Batteriepol mit zumindest einem elektrischen Leiter (11) dient, mit einem Strommessmodul (12), das zumindest einen Messwiderstand (13) und eine Messschaltung (16) enthält, wobei die Messschaltung (16) zumindest die anliegende Spannung am Messwiderstand (13) erfasst und über die vorbekannte Größe des Messwiderstand (13) den durchfließenden Strom bestimmt, und die erfassten Messdaten in analoger oder digitalen Form an eine Auswerte- bzw. Steuereinheit weiterleitet, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwiderstand (13) in der Anschlussvorrichtung (10) integriert ist, so dass die beiden Elemente einteilig ausgestaltet sind, und die Anschlussvorrichtung (10) zwei vordefinierten Kontaktstellen (17), zwischen denen der Messwiderstand (13) liegt, aufweist, durch die die Messschaltung (16) elektrisch anschließbar ist.Connection device ( 10 ) for a battery, in particular a vehicle battery, for the electrical connection of a battery pole with at least one electrical conductor ( 11 ), with a current measuring module ( 12 ), the at least one measuring resistor ( 13 ) and a measuring circuit ( 16 ), the measuring circuit ( 16 ) at least the voltage applied to the measuring resistor ( 13 ) and over the previously known size of the measuring resistor ( 13 ) determines the current flowing through, and forwards the acquired measured data in analog or digital form to an evaluation or control unit, characterized in that the measuring resistor ( 13 ) in the connection device ( 10 ) is integrated, so that the two elements are designed in one piece, and the connecting device ( 10 ) two predefined contact points ( 17 ), between which the measuring resistor ( 13 ), by which the measuring circuit ( 16 ) is electrically connected. Anschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwiderstand (13) durch eine Schweißverbindung in der Anschlussvorrichtung (10) integriert ist.Connection device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the measuring resistor ( 13 ) by a welded connection in the connecting device ( 10 ) is integrated. Anschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung durch ein Elektronenstrahl-Schweißverfahren hergestellt ist.Connection device ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the welded connection is produced by an electron beam welding process. Anschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwiderstand (13) durch eine Lötverbindung in der Anschlussvorrichtung (10) integriert ist.Connection device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the measuring resistor ( 13 ) by a solder joint in the connection device ( 10 ) is integrated. Anschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Anschlussvorrichtung (10) aus einem niederohmigen Material besteht und somit selbst den Messwiderstand (13) bildet, wobei die Größe des Messwiderstand (13) anhand der zwei vordefinierten Kontaktstellen (17) eindeutig bekannt ist.Connection device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the entire connecting device ( 10 ) consists of a low-resistance material and thus even the measuring resistor ( 13 ), wherein the size of the measuring resistor ( 13 ) based on the two predefined contact points ( 17 ) is clearly known. Anschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Messwiderstand (13) durch eine Verjüngung (14) oder Erweiterung der Anschlussvorrichtung (10) im Bereich zwischen den beiden vordefinierten Kontaktstellen (17) festlegbar ist.Connection device ( 10 ) according to claim 5, characterized in that the size of the measuring resistor ( 13 ) through a rejuvenation ( 14 ) or extension of the connection device ( 10 ) in the region between the two predefined contact points ( 17 ) is determinable. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Strommessmodul (12) zumindest an den beiden vordefinierten Kontaktstellen (17) direkt durch eine Lötverbindung mit der Anschlussvorrichtung (10) verbunden ist.Connection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the current measuring module ( 12 ) at least at the two predefined contact points ( 17 ) directly by a solder connection with the connection device ( 10 ) connected is. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Strommessmodul (12) an den beiden vordefinierten Kontaktstellen (17) indirekt durch Kontaktleitungen mit der Anschlussvorrichtung (10) verbunden ist.Connection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the current measuring module ( 12 ) at the two predefined contact points ( 17 ) indirectly through contact lines with the connection device ( 10 ) connected is. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Strommessmodul (12) mechanisch befestigt am Messwiderstand (13) oder der Anschlussvorrichtung (10) vorgesehen ist.Connection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the current measuring module ( 12 ) mechanically attached to the measuring resistor ( 13 ) or the connection device ( 10 ) is provided. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (16) die erfassten Messdaten über zumindest eine elektrische oder optische Signalleitung (21) an die Auswerte- bzw. Steuereinheit weiterleitet.Connection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) the acquired measurement data via at least one electrical or optical signal line ( 21 ) to the evaluation or control unit forwards. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (16) wenigstens einen integrierten Schaltkreis enthält.Connection device ( 10 ) after one of the Claims 1 to 10, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) contains at least one integrated circuit. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (16) zusätzlich die Temperatur als Messwert erfasst.Connection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) additionally records the temperature as a measured value. Anschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Strommessmodul (12) eine wärmeleitende Verbindung zur Oberfläche des Messwiderstands (13) oder der Anschlussvorrichtung (10) aufweist.Connection device ( 10 ) according to claim 12, characterized in that the current measuring module ( 12 ) a thermally conductive connection to the surface of the measuring resistor ( 13 ) or the connection device ( 10 ) having. Anschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (16) eine Temperaturkorrektur der erfassten, temperaturabhängigen Messwerte anhand der ermittelten Temperatur vornimmt.Connection device ( 10 ) according to claim 12 or 13, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) performs a temperature correction of the detected, temperature-dependent measured values on the basis of the determined temperature. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Messwiderstand (13) als ein Kalibrierwert in der Messschaltung (16) gespeichert ist.Connection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 14, characterized in that the size of the measuring resistor ( 13 ) as a calibration value in the measurement circuit ( 16 ) is stored. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (16) über einen nicht-flüchtigen Speicher verfügt, in dem Daten, insbesondere Kalibrierwerte, Temperaturkompensationswerte, historische Messwerte und/oder Programme gespeichert sind.Connection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 15, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) has a non-volatile memory in which data, in particular calibration values, temperature compensation values, historical measured values and / or programs are stored. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Messschaltung (16) externe Daten, Programme oder Steuerungs- bzw. Regelungsbefehle von anderen Geräten empfängt und weiterverarbeitet.Connection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 16, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) receives and processes external data, programs or control commands from other devices. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwiderstand (13) im wesentlichen aus CuMn12Ni (Kupfer-Mangan-Nickel-Legierung) besteht.Connection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 17, characterized in that the measuring resistor ( 13 ) consists essentially of CuMn12Ni (copper-manganese-nickel alloy). Anschlussvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Oberfläche der Anschlussvorrichtung (10) mit Zinn versehen ist.Connection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 18, characterized in that at least a part of the surface of the connecting device ( 10 ) is provided with tin. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das gesamte Strommessmodul (12) mit dem Messwiderstand (13) mit einem Kunststoffmantel (22) umhüllt, wobei der Kunststoffmantel (22) das Strommessmodul (12) gegen mechanische und anderer äußere Störeinflüsse, insbesondere Feuchtigkeit schützt.Connection device ( 10 ) according to one of claims 1 to 19, characterized in that at least the entire current measuring module ( 12 ) with the measuring resistor ( 13 ) with a plastic jacket ( 22 ), wherein the plastic sheath ( 22 ) the current measuring module ( 12 ) protects against mechanical and other external interference, in particular moisture. Anschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zum Strommessmodul (12) und dem Messwiderstand (13) auch die Leiter (11) sowie die Signalleitungen (21) mit einem Kunststoffmantel (22) umhüllt sind.Connection device ( 10 ) according to claim 20, characterized in that in addition to the current measuring module ( 12 ) and the measuring resistor ( 13 ) also the ladder ( 11 ) as well as the signal lines ( 21 ) with a plastic jacket ( 22 ) are wrapped. Verfahren zur elektrischen Strommessung in Fahrzeugen durch eine Anschlussvorrichtung (10) gemäß der Ansprüche 1 bis 21.Method for measuring electric current in vehicles by means of a connecting device ( 10 ) according to claims 1 to 21.
DE102004007851A 2004-02-17 2004-02-17 Connection device for a battery Revoked DE102004007851B4 (en)

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