DE102008013407A1

DE102008013407A1 - Sensoranordnung für die Zustandserkennung einer Batterie

Info

Publication number: DE102008013407A1
Application number: DE102008013407A
Authority: DE
Inventors: Hans-Robert Schneider
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2009-09-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung für die Zustandserkennung einer Batterie (1) mit einem Shuntwiderstand zur Erfassung der elektrischen Zustandsgröße der Batterie (1) aus dem Laststrom der Batterie (1) und mit einem Sicherungselement im Verlauf der an die Polklemmen angeschlossenen Stromleiter. Die Sensoranordnung (4a, 4b) ist mit dem Shuntwiderstand am vom Pluspol (2) der Batterie (1) wegführenden Stromleiter und in einem Gehäuse untergebracht und entspricht der Bauform eines genormten Sicherungselements. Das genormte Sicherungselement kann eine mit zwei flachen parallel liegenden Anschlusskontakten (7a, 7b) versehene Stecksicherung (7) oder eine mit zwei seitlich vom Gehäuse wegweisenden Anschlusskontakten (8a, 8b) mit Anschlusslöchern versehene Schraubsicherung (8) sein.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung für die Zustandserkennung einer Batterie, insbesondere als Bestandteil eines Energiemanagementsystem in Kraftfahrzeugen, nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Um den Batteriezustand in einem Kraftfahrzeug zu ermitteln, kommen in der Regel an sich bekannte Batteriesensoren oder auch entsprechende elektronische Schaltungen in Batterie- oder Energiemanagementsystemen zum Einsatz. Bei diesen Systemen ist der Batteriesensor für die Messung der Spannung, des Stroms und der Temperatur der Fahrzeugbatterie zuständig. Aus diesen Messgrößen wird dann die Batterietemperatur und der Batterieladezustand berechnet und beispielsweise über einen LIN- oder CAN-Bus der Fahrzeugelektronik zur Verfügung gestellt.
Es ist beispielsweise aus der DE 100 41 879 B4 bekannt, dass eine Erfassung des Zustands einer Batterie im Bordnetz eines Kraftfahrzeuges mit einer Sensoranordnung als Batteriesensor und einer entsprechenden Auswerteeinheit durchgeführt wird. Diese Sensoreinheit weist als Messstrecke für die Erfassung des Laststromes der Batterie einen Shuntwiderstand auf, der beim Stand der Technik durch ein Sicherungselement gebildet wird. Die Temperatur des Sicherungselements wird als Betriebsparameter gemessen und der wirksame Shuntwiderstand wird unter Einbeziehung der Widerstandstemperatur berechnet und ausgewertet.
Es ist weiterhin aus der DE 10 2005 039 587 A1 bekannt, dass eine Erfassung des Zustands einer Batterie im Bordnetz eines Kraftfahrzeuges mit einer Batteriesensoreinheit durchgeführt wird, bei der als Messstrecke ein Shuntwiderstand vorhanden ist, der direkt an eine Polklemme, hier der Minus-Pol, oder einer entsprechenden Polni sche der Batterie angeklemmt wird und praktisch die Messstrecke mit der mechanischen Anschlusseinheit kombiniert.
Die Integration des Batteriesensors und der Auswerteeinheit mit dem Shuntwiderstand, der Leiterplatte und dem Gehäuse auf der Polklemme oder der Polnische ist mit relativ hohem Aufwand und Kosten verbunden, da die gewählte Bauform alle Toleranzen der Polnischen für viele Batteriehersteller berücksichtigen und hohen mechanischen Anforderungen durch das Betriebsverhalten des Fahrzeugs erfüllen muss.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht von einer Sensoranordnung für die Zustandserkennung einer Batterie mit einem Shuntwiderstand zur Erfassung der elektrischen Zustandsgrößen der Batterie aus dem Laststrom der Batterie und von einem Sicherungselement im Verlauf der an die Polklemmen angeschossenen Stromleiter aus. Erfindungsgemäß ist in vorteilhafter Weise die Sensoranordnung mit dem Shuntwiderstand am vom Pluspol der Batterie wegführenden Stromleiter angeordnet und in einem Gehäuse untergebracht, das der Bauform eines genormten Sicherungselements entspricht.
Es ist hierbei vorteilhaft, wenn das genormte Sicherungselement eine mit zwei flachen parallel liegenden Anschlusskontakten versehene Stecksicherung ist oder wenn das genormte Sicherungselement eine mit zwei seitlich vom Gehäuse wegweisenden Kontakten mit Anschlusslöchern versehene Schraubsicherung ist.
Um eine einfache Anbringung der Sensoranordnung an die genormten Sicherungskontaktleisten in einem Fahrzeug zu gewährleisten, weist das Gehäuse der Stecksicherung beispielsweise Abmessungen von ca. 2 mal 3 cm bei einer Dicke von ca. 1 cm und einer Länge der Anschlusskontakte von ca. 1,2 cm auf. In dem Fall, dass das Gehäuse Teil einer Schraubsicherung ist, können die Abmessungen ca. 2 cm mal 3 cm bei einer Dicke von ca. 1 cm und einer Länge der Anschlusskontakte von ca. 1,7 cm aufweisen. Die genormten Anschlusslöcher weisen hier einen Durchmesser von ca. 9 mm auf.
Das Gehäuse kann dabei auf einfache Weise ein Kunststoffspritzgussgehäuse sein und eine Kommunikation der Sensoranordnung mit einem Energiemanagementsystem des Fahrzeugs kann in an sich bekannter Weise über eine Busleitung, vorzugsweise einen CAN-Bus oder einen LIN-Bus, erfolgen.
Mit der Erfindung kann somit in vorteilhafter Weise eine einfache Bauform entsprechend einer genormten Sicherungsform gewählt werden mit einem geschützten Einbauort im Vorsicherungskasten oder im Hauptsicherungskasten, sodass die Sensoranordnung mit einem geringeren Kosten- und Herstellungsaufwand gefertigt werden kann. Dadurch, dass die Sensoranordnung mit dem Shuntwiderstand die Abmessung des Sicherungselements hat und im Sicherungskasten gesteckt oder verschraubt wird, sind keine Schweiß- oder Schraubverbindung mit einem Massekabel notwendig.
Es wird ferner kein separates Gehäuse benötigt, da die Leiterplatte und der Shuntwiderstand einfach vergossen werden kann und durch die genormte Verbindungs- und Kontakttechnik unabhängig von den unterschiedlichen Batterieherstellern und Maßtoleranzen der Polnischen der Batterien ist. Das Gehäuse kann auch durch eine gemouldete Platine gebildet sein, wobei die Mouldmasse das Gehäuse ist.
Die vorgeschlagene Sensoranordnung kann mit geringem Aufwand durch eine geeignete Anbringung an den entsprechenden Stromeitern am Pluspol der Batterie oder den entsprechenden Sicherungskontaktstellen auch Teilströme im Fahrzeug auswerten, wie zum Beispiel nur den Fahrzeugstrom ohne den Startstrom bei einer Sensoranordnung mit beschränktem Strommessbereich.
Ferner können auch einfach und kostengünstig Codiermöglichkeiten im Sicherungskasten für den jeweiligen Fahrzeughersteller bei verschiedenen Ausstattungsvarianten in vorteilhafter Weise berücksichtigt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematisches Blockschaltbild einer Anordnung einer Sensoranordnung in Form eines Sicherungselements im Bereich des Pluspols der Batterie eines Kraftfahrzeuges,
2 ein erstes Ausführungsbeispiel des Sicherungselements als Stecksicherung und
3 ein zweites Ausführungsbeispiel des Sicherungselements als Schraubsicherung.
Ausführungsformen der Erfindung
In 1 ist eine Batterie 1 für ein Kraftfahrzeug gezeigt, deren Zustand durch Messung elektrischer Größen, insbesondere den Laststrom hinter den Polklemmen 2 (+) und/oder 3 (–) der Batterie 1 mit einer schemtisch angedeuteten Sensoranordnung 4a und/oder 4b als Batteriesensor erfasst werden soll. Hier ist schematisch ein Energiemanagementsystem als Auswerteeinheit 5 angedeutet, dass über eine Busleitung 6, zum Beispiel ein LIN-Bus, mit der Sensoranordnung 4a und/oder 4b kommuniziert.
Die erfindungsgemäße Sensoranordnung 4a oder 4b hinter dem Pluspol 2 der Batterie 1 ist hier in einen Vorsicherungs- oder Hauptsicherungskasten des Fahrzeugs integriert, wobei die Sensoranordnung 4a hier in einer in 2 in der Vor- und in der Seitenansicht gezeigten Stecksicherung 7 untergebracht ist, die mit ihren Anschlusskontakten 7a und 7b in entsprechende genormte Kontaktelemente im jeweiligen Sicherungskasten steckbar ist.
Die Sensoranordnung 4b ist hier in einer in 3 in der Vor- und in der Seitenansicht gezeigten Schraubsicherung 8 untergebracht ist, die mit ihren Anschlusskontakten 8a und 8b über Anschlusslöcher an entsprechende genormte Kontaktelemente im jeweiligen Sicherungskasten schraubbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10041879 B4 [0003]
- DE 102005039587 A1 [0004]

Claims

Sensoranordnung für die Zustandserkennung einer Batterie (1) mit einem Shuntwiderstand zur Erfassung der elektrischen Zustandsgrößen der Batterie (1) aus dem Laststrom der Batterie (1) und mit einem Sicherungselement im Verlauf der an die Polklemmen angeschossenen Stromleiter, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (4a, 4b) mit dem Shuntwiderstand am vom Pluspol (2) der Batterie (1) wegführenden Stromleiter und in einem Gehäuse untergebracht ist, das der Bauform eines genormten Sicherungselements entspricht. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genormte Sicherungselement eine mit zwei flachen parallel liegenden Anschlusskontakten (7a, 7b) versehene Stecksicherung (7) ist.
Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genormte Sicherungselement eine mit zwei seitlich vom Gehäuse wegweisenden Anschlusskontakten (8a, 8b) mit Anschlusslöchern versehene Schraubsicherung (8) ist.
Sensoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Stecksicherung (7) Abmessungen von ca. 2 mal 3 cm bei einer Dicke von ca. 1 cm und einer Länge der Anschlusskontakte (7a, 7b) von ca. 1,2 cm aufweist.
Sensoranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Schraubsicherung (8) Abmessungen von ca. 2 mal 3 cm bei einer Dicke von ca. 1 cm und einer Länge der Anschlusskontakte (8a, 8b) von ca. 1,7 cm aufweist.
Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein Kunststoffspritzgussgehäuse ist.
Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine gemouldete Platine mit der Mouldmasse als Gehäuse ist.
Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Kommunikation der Sensoranordnung (4a, 4b) mit einem Energiemanagementsystem (5) eines Fahrzeugs über eine Busleitung (6), vorzugsweise einen CAN-Bus oder einen LIN-Bus, erfolgt.