CN108333410B - 用于电能存储器的联接模块以及能量供给系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的电能存储器(2)、尤其是牵引用电池的联接模块(1)，所述联接模块包括：‑第一和第二连接元件(31,32)，用于与电能存储器(2)以及与牵引用电网(4)进行连接；‑多个电流轨(33,34)，该电流轨将第一和第二连接元件(31,32)相互连接；‑初级电流测量元件(35)；‑无触碰地工作的次级电流测量元件(52)。

Description

用于电能存储器的联接模块以及能量供给系统
技术领域
本发明涉及一种用于机动车中的能量供给系统的电能存储器、尤其是用于在这样的能量供给系统中的冗余的电流测量的措施。
背景技术
由于法规要求必须对机动车中传感器和激励器(Aktor)的可操作性进行连续监测。尤其通过冗余地设计的电流测量来进行牵引用电网中的电流测量的监测。在初级电流测量通常借助于分流器(Shunt)来执行同时，霍尔传感器或同样分流器能够作为次级电流传感器来使用。然而，霍尔电流传感器具有以下缺点，即该霍尔电流传感器相对不准确并由此使功能干扰的诊断变得困难。分流器作为次级电流测量的使用与此相比是相对昂贵的，因为对于每个分流器而言用于同步的电流测量的自有的模拟-数字-转换器是必要的。
用于进行次级电流测量的另一可行性方案在于，设置AMR传感器(AMR：各向异性磁化电阻)。然而，基于AMR的电流测量方法为了进行电流测量而总是需要U形电流轨，以便通过电流流动来创造对于所需要的测量精度的提供而言足够的磁场以及以便消除干扰场。电流轨的U形形状必须单独地设置，从而使得AMR传感器通常作为单独的构件经由旋拧连接耦接在电池系统的电流轨处或需要电流轨的相应的形状。
通常为了进行初级电流测量而设置有分流器，分流器经由旋拧连接与电池单元连接。次级电流测量迄今对此分开地布置，从而除了专门成型的电流轨以外还存在有附加的装配耗费。
发明内容
因此，本发明的任务是，提供一种改进的电池联接模块供使用，该电池联接模块更简单地构建并且允许冗余的电流测量。
该任务通过一种用于机动车的能量供给系统的电能存储器的联接模块以及通过一种能量供给系统来解决。
根据第一方面设置有用于机动车的电能存储器、尤其是牵引用电池的联接模块，所述联接模块包括：
- 第一和第二连接元件，用于与电能存储器以及与牵引用电网进行连接；
- 多个电流轨，该电流轨将第一和第二连接元件相互连接；
- 初级电流测量元件；
- 无触碰地工作的次级电流测量元件。
此外，次级电流测量元件能够构造为对磁场敏感的电流传感器，尤其构造为AMR或GMR传感器。
上述联接模块用于在机动车的电能存储器与牵引用电网之间进行电联结。上述联接模块的构思在于，使该联接模块附加地设有次级电流测量，通过使牵引用电池利用其联接到联接模块处的接头设有用于进行电流测量的、无触碰地工作的次级电流测量元件、例如AMR传感器。由此能够避免带有U形形状的附加的电流轨，该附加的电流轨通常用于针对AMR测量工作的电流传感器的布置。同时能够将联接模块中的存在的电流轨用于测量通过无触碰地工作的次级电流测量的电池电流。
通过在电池联接模块内部设置无触碰地工作的次级电流测量，能够将无触碰地工作的电流传感器与其余的牵引用电网分离。
此外，初级电流测量元件能够构造成带有测量电阻、尤其带有分流器。
根据一种实施方式，电池联接模块设置为单独的单元，该单元由壳体包围。
此外，联接模块能够具有以下部件中的一个或多个，其与电流轨中的一个或多个连接：
- 过流保险装置；
- 切换元件，用于分离或闭合在第一与第二连接元件之间通过电流轨的电流流动；以及
- 预载电路。
备选地，预载电路还能够通过带有相应的操控(Ansteuerung)的半导体与分离元件共同实现。
此外，次级电流测量元件能够布置在第一连接元件的触点处。
能够设置成，将次级电流测量元件布置在第一连接元件的两个相互平行布置的触点之间，以便探测在电流流动时所形成的测量磁场。
根据另一方面，设置有用于机动车的能量供给系统，该能量供给系统包括电能存储器以及上述联接模块，该联接模块构造成用于使电能存储器与牵引用电网电气连接。
附图说明
随后根据附图来更详细地阐释实施方式。其中：
图1示出带有牵引用电池和电池联接模块的电池系统的示意性图示；以及
图2示出朝向带有经定位的AMR传感器的电池联接模块的示例的俯视图。
附图标记列表
1 电池系统
2 牵引用电池
21 电池连接元件
3 电池联接模块
31 第一连接元件
31a,31b 触点
32 第二连接元件
32a,32b 触点
33 第一电流轨
34 第二电流轨
35 初级电流测量元件
36 过流保险装置
37 切换单元
38 电闸
39 预载电路
40 电闸
50 预载电阻
51 预载继电器
52 次级电流测量元件
4 牵引用电网
41 牵引用电网连接元件。
具体实施方式
图1示出呈带有电能存储器、尤其是牵引用电池2的电池系统的形式的能量供给系统1的示意性图示。牵引用电池2能够由一定数量的串联和/或并联的电池单元构建。牵引用电池2具有呈接触连接(Kontaktierungsverbindung)的形式的电气电池连接元件21，该接触连接能够构造为旋拧连接或插接连接，以便使该接触连接与电池联接模块3(联接模块)连接。电池联接模块3为此具有带有触点31a,31b的第一电气连接元件31，该第一电气连接元件与牵引用电池2的电池连接元件21相对应，从而在牵引用电池2与电池联接模块3之间能够建立电气连接。
此外，电池联接模块3具有带有触点32a,32b的第二连接元件32，以便使电池联接模块3与牵引用电网4电气连接。为此，牵引用电网4设有相应的牵引用电网连接元件41。连接元件21,31,32,41能够构造为可脱开的插接连接。
电池联接模块3包括第一和第二电流轨33,34。电流轨经由相应的电流轨33,34基本上使第一连接元件31的触点31a,31b与第二连接元件32的触点32a,32b(电气)连接。电流轨33,34中的一个(在本实施例中第一电流轨33)设有初级电流测量元件35，以便测量通过第一电流轨33的电流流动。初级电流测量元件35能够例如构造为分流器(测量电阻)。电流测量通过量取及评估分流器上的电压来进行。
此外，过流保险装置36能够设置在电流轨33,34中的一个中，以便确保过流切断。该过流保险装置能够例如以熔断保险装置或可再使用的过流保险装置的形式来构造。
此外，电池联接模块3具有切换单元37，例如两个电闸(Schütz)38和40作为切换元件(备选地，其可通过半导体来实现)，利用其来切换两个电流轨33,34。电流轨中的一个平行于切换元件38具有预载电路39，该预载电路具有串联的预载电阻50和预载继电器51。预载电路39用于在牵引用电池2电耦接到牵引用电网4处时减缓电流流动的提升，通过首先接通预载继电器51和电闸38，并且在确定的时间延迟之后，尤其当预载条件得到满足时，接通电闸40，从而使突然的电流变化能够经由电流轨33,34来得到限制。
此外，电池联接模块3设有次级电流测量元件52，该次级电流测量元件优选地构造为无触碰地工作的电流传感器、尤其构造为AMR测量元件。次级电流测量元件52可如此布置，使得该次级电流测量元件相对用于电池的供流导体(Hinleiter)和回流导体(Rückleiter)处于受限定的间距下。由此使得次级电流测量元件52通过磁场来加载，该磁场经由通过两个电流轨33,34的电流流动来产生。次级电流测量元件52沿着电流轨33,34的布置基本上是任意的。
在图2中示出穿过传统的电池联接模块3的剖视图。看到第一连接元件31的、用于接触第一和第二电流轨33,34的触点31a,31b。在第一与第二电流轨33,34之间直接在第一连接元件31之后，次级电流测量元件52的定位通过相应的矩形55来表示。电池联接模块3设置在壳体45中，该壳体容纳所有上面所描述的部件。
备选地，次级电流测量元件52能够布置在第一连接元件的触点31a,31b处。尤其，能够使用第一连接元件31的两个相邻的触点31a,31b，次级电流测量元件52布置在这两个触点之间，以便达到在电流流动时所构造的测量磁场的足够的强度。由此能够避免电流轨的、用于构造测量磁场的、在其他情况下通常U形的区段，由此减少制造耗费。重要的是，使通过两个电流轨33,34的电流能够通过电流测量元件52来感测。

Claims (9)

1.一种用于机动车的电能存储器(2)的联接模块(1)，所述联接模块包括：
- 第一和第二连接元件(31,32)，用于与所述电能存储器(2)以及与牵引用电网(4)进行连接；
- 多个电流轨(33,34)，所述电流轨将所述第一和所述第二连接元件(31,32)相互连接；
- 初级电流测量元件(35)；
- 无触碰地工作的次级电流测量元件(52);
其中所述第一连接元件(31)具有第一触点(31a)和第二触点(31b)，其中所述第一触点(31a)和第二触点(31b)相互平行伸延；
其中所述第一触点(31a)构造为带有大致矩形的横截面的扁条，从而所述第一触点(31a)具有窄侧和宽侧；
其中所述第二触点(31b)构造为带有大致矩形的横截面的扁条，从而所述第二触点(31b)具有窄侧和宽侧；
其中所述第一触点(31a)的窄侧中的第一个和所述第二触点(31b)的窄侧中的第一个彼此向内指向；
其中所述第一触点(31a)的窄侧中的第二个和所述第二触点(31b)的窄侧中的第二个彼此向外远离指向且相比所述第一触点(31a)的窄侧中的第一个和所述第二触点(31b)的窄侧中的第二个进一步彼此远离；且
所述次级电流测量元件(52)布置在所述第一连接元件(31)的第一触点(31a)和第二触点(31b)之间，以便探测在电流流动时所形成的测量磁场。
2.根据权利要求1所述的联接模块(1)，其中，所述初级电流测量元件(35)构造成带有测量电阻。
3.根据权利要求1或2所述的联接模块(1)，所述联接模块由壳体(45)包围。
4.根据权利要求1或2所述的联接模块(1)，其中，以下部件中的一个或多个此外与所述电流轨(33,34)中的一个或多个连接：
- 过流保险装置(36)；
- 切换元件(38,40)，用于断开或接通在所述第一与第二连接元件(31,32)之间通过所述电流轨(33,34)的电流流动；以及
- 预载电路(39)。
5.根据权利要求1或2所述的联接模块(1)，其中，所述次级电流测量元件(52)构造为对磁场敏感的电流传感器。
6.根据权利要求1所述的联接模块(1)，其中，所述电能存储器(2)是牵引用电池。
7.根据权利要求2所述的联接模块(1)，其中，所述初级电流测量元件(35)构造成带有分流器。
8.根据权利要求5所述的联接模块(1)，其中，所述次级电流测量元件(52)构造为AMR或GMR传感器。
9.一种用于机动车的能量供给系统，所述能量供给系统包括：
- 电能存储器(2)；以及
- 根据权利要求1至5中任一项所述的联接模块(1)，所述联接模块构造成用于使所述电能存储器(2)与牵引用电网(4)电气连接。
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