DE102012221472A1

DE102012221472A1 - Relaismodul für das batteriesystem eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE102012221472A1
Application number: DE102012221472.0A
Authority: DE
Inventors: Yong Hwan Choi; Dal KIM; Jun Ho Bang
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2014-01-02
Also published as: US9070523B2; CN103515155B; JP2014007137A; KR101926864B1; KR20140006151A; JP6023503B2; US20130342292A1; CN103515155A

Abstract

Es wird ein Relaismodul für ein Fahrzeug-Batteriesystem offenbart. Das Relaismodul enthält eine bewegliche Einheit, die zur Bewegung durch ein Magnetfeld einer Spule und einer Rückholfeder in einem Relais konfiguriert ist. Diese bewegliche Einheit steuert den Zustand einer elektrischen Verbindung zwischen Relaiselektroden. Ein Mikrosensor ist zwischen der beweglichen Einheit und einer stationären Einheit installiert und hält eine feste Position relativ zur beweglichen Einheit aufrecht und ist dazu konfiguriert, eine Änderung einer elektrischen physikalischen Größe in Abhängigkeit von einer Änderung der Position der bewegliche Einheit relativ zur stationären Einheit zu induzieren.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Relaismodul für ein Fahrzeug-Batteriesystem und insbesondere eine Technologie für ein Relaismodul, das Bestandteil einer Leistungsrelaisbaugruppe in einem Batteriesystem bildet, das in einem Fahrzeug eingebaut ist, um eine Spannung zu liefern, die zum Antrieb eines Fahrzeugs wie eines Hybridfahrzeugs oder eines elektronischen Fahrzeugs dient, die hierin als umweltfreundliche Fahrzeuge bezeichnet werden.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Ein in einem umweltfreundlichen Fahrzeug eingebautes Batteriesystem ist wie in 1 dargestellt konfiguriert, wobei ein mit einer gestrichelten Linie markierter Teil eine Leistungsrelaisbaugruppe (Power Relay Assembly (PRA)) 500 kennzeichnet. Die Aufgabe einer solchen PRA 500 ist es, ein hohes Maß elektrischer Isolierung und elektrischer Sicherheit zwischen den Fahrzeugsystemen sicherzustellen und außerdem das Auftreten schwerwiegender Folgeunfälle wie einen Stromschlag durch Hochspannung oder Brand aufgrund einer elektrischen Störung bei einem Unfall zu verhindern. Die PRA 500 kann auch dazu genutzt werden, Dunkelstrom von einer Hochspannungsbatterie zu blockieren.
Die oben beschriebene Leistungsrelaisbaugruppe 500 ist so konfiguriert, dass sie ein positives (+) Hauptrelais 502, ein negatives (–) Hauptrelais 504 und ein Initialisierungs-Laderelais 506 enthält. Die Steuerung einer Relais-EIN-Folge wird wie folgt ausgeführt: wenn das Fahrzeug in den Zustand Zündung EIN geht, wird das negative Hauptrelais 504 eingeschaltet und anschließend das Initialisierungs-Laderelais 506, wodurch ein von einem Widerstand verursachter Spitzenstrom begrenzt werden kann. Nach dem Einschalten des positiven Hauptrelais 502, wenn die Aufladung des Kondensators abgeschlossen ist, wird das Initialisierungs-Laderelais 506 ausgeschaltet, womit der Steuerung der Relais-EIN-Folge endet. Danach wird die Steuerung einer Relais-AUS-Folge so ausgeführt, dass dann, wenn das Fahrzeug in den Zustand Zündung AUS geht, in dem das Initialisierungs-Laderelais 506 ausgeschaltet ist, das positive Hauptrelais 502 und das negative Hauptrelais 504 gleichzeitig ausgeschaltet werden.
Zur Diagnostizierung von Fehlern wie dem Verschweißen von Relais bei der oben beschriebenen Funktionsweise ist bei einem Batteriemanagementsystem (Battery Management System (BMS)) die Diagnose indirekt ausgeführt worden, wobei eine Logik auf Basis einer Funktionsfolge, bei der jedes Relais, das wie oben beschrieben betätigt wird, verwendet wird. Eine derartige auf einer solchen Logik basierende Diagnose ist deshalb nachteilig, weil beim Start des Fahrzeugs nur Fehler wie das Verschweißen von Relais und ein Fehler im offenen Stromkreis des Initialisierungs-Laderelais 506 diagnostiziert werden kann, so dass bei Auftreten eines Problems, wenn die Relais-EIN-Folge aktiviert ist, die Bestimmung schwierig ist, ob das Problem durch das Relais selbst, einen Fehler in der internen Steuerschaltung des BMS, oder durch Trennung oder Kurzschluss eines ausgangsseitigen Leiters verursacht wird. Selbst wenn ferner bestimmt wird, dass das Problem auf das Relais selbst zurückzuführen ist, kann unmöglich genau bestimmt werden, ob das Problem durch Verschweißen des Kontaktpunktes des Relais oder durch einen Fehler im offenen Zustand oder wo das Problem liegt (d. h. im positiven Hauptrelais 502, im negativen Hauptrelais 504 oder im Initialisierungs-Laderelais 506).
Deshalb ergeben sich Probleme daraus, dass dann, wenn ein Fehler in einem Relais vorliegt, das Bestandteil der Leistungsrelaisbaugruppe 500 ist, eine sofortige und genaue Diagnose des Problems unmöglich ist. Wenn außerdem nur ein bestimmtes Relais auf Basis eines Relaisfehlers ersetzt wird, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass nicht das tatsächlich fehlerhafte Relais ersetzt worden ist, wodurch das Fahrzeug einer unerwarteten Gefahrensituation ausgesetzt ist. Wenn außerdem ein Fahrzeug geprüft wird, wird die Arbeitseffizienz bei der Fehlerbeseitigung erheblich verringert, weil das Relais und ein BMS einzeln ausgetauscht und dann einer Fehlerprüfung unterzogen werden müssen, was zu einem Zeitverlust und höheren Kosten führt.
Die obigen Ausführungen dieses Hintergrund-Abschnitts dienen nur dem besseren Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und können deshalb Informationen enthalten, die nicht Bestandteil des hierzulande dem Fachmann bereits bekannten Standes der Technik bilden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde deshalb in Anbetracht der obigen Probleme im Stand der Technik erarbeitet, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Relaismoduls für ein Fahrzeug-Batteriesystem, das einen Fehler in einem betroffenen Relais, das Bestandteil einer Leistungsrelaisbaugruppe bildet, direkt, genau und sofort erkennt, wenn der Fehler/das Problem/der Ausfall des Relais auftritt, so dass Kosten und Zeitaufwand durch die Verbesserung der Arbeitseffizienz bei der Fehlerbeseitigung deutlich verringert werden können. Ferner können unerwartete Gefahrensituationen für das Fahrzeug dank der Verbesserung der Zuverlässigkeit bei der Fehlerbeseitigung verhindert werden. Die vorliegende Erfindung kann außerdem die Zustände der jeweiligen Relais in Echtzeit überwachen, so dass die Fehlerdiagnose verbessert wird, da bestimmt werden kann, ob der Fehler in einem Ausfall eines Relais selbst, in einer Relais-Steuerschaltung im BMS oder in einem Kurzschluss oder durch Trennung eines ausgangsseitigen Leiters der Steuerschaltung liegt, wodurch die Sicherheit eines Fahrzeugsystems gewährleistet ist.
Zur Lösung der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein Relaismodul für ein Fahrzeug-Batteriesystem bereit, das eine bewegliche Einheit enthält, die zur Bewegung durch ein Magnetfeld einer Spule und einer Rückholfeder im Relais und zum Steuern des Zustands einer elektrischen Verbindung zwischen den Relaiselektroden konfiguriert ist; und einen Mikrosensor, der zwischen der beweglichen und einer stationären Einheit installiert ist. Der Mikrosensor ist zur Einhaltung einer festen Position relativ zur beweglichen Einheit und zum Induzieren einer Änderung einer elektrischen physikalischen Größe in Abhängigkeit von einer Positionsänderung der beweglichen Einheit relativ zur stationären Einheit konfiguriert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:
1 ein Diagramm einer herkömmlichen Leistungsrelaisbaugruppe;
2 ein Diagramm einer beispielhaften Konfiguration eines Relaismoduls für ein Fahrzeug-Batteriesystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ein Diagramm einer beispielhaften Konfiguration des Mikrosensors von 2;
4 ein Diagramm einer beispielhaften Zustandsänderung des Mikrosensors wenn das Relaismodul eingeschaltet wird, im Vergleich zu 3; und
5 ein Diagramm eines beispielhaften Konzepts der Fehlerdiagnose mittels des Relaismoduls gemäß der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Es versteht sich, dass der Begriff ”Fahrzeug” oder ”fahrzeugtechnisch” oder andere ähnliche hierin verwendete Begriffe allgemein Kraftfahrzeuge betreffen, wie Personenkraftwagen, einschließlich Komfort-Geländewagen (sports utility vehicles; SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wassermotorfahrzeuge einschließlich verschiedene Boote und Schiffe, Luftfahrzeuge und dgl. und auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (an der Steckdose aufladbar), Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge für alternative Kraftstoffe (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) umfasst. Wie hierin verwendet ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug mit zwei oder mehr Antriebsquellen, z. B. Fahrzeuge sowohl mit Benzin- als auch Elektroantrieb.
Wie die 2 bis 4 zeigen, enthält ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine bewegliche Einheit 5, die so konfiguriert ist, dass sie von einem Magnetfeld einer Spule 1 und einer Rückholfeder 3 in einem Relais bewegt wird und den Zustand der elektrischen Verbindung der Relaiselektroden 11 steuert. Ein Mikrosensor 9 kann zwischen der beweglichen Einheit 5 und einer stationären Einheit 7 installiert sein, um eine feste Position relativ zur beweglichen Einheit 5 aufrechtzuerhalten, und so konfiguriert sein, dass er eine Änderung elektrischer physikalischer Größen (z. B. Widerstand, Stromstärke usw.) in Abhängigkeit von einer Positionsänderung der beweglichen Einheit 5 relativ zur stationären Einheit 7 verursachen kann.
Der Mikrosensor 9 kann extrem miniaturisiert sein und arbeitet in Verbindung mit der Steuerfubnktion der Relaiselektroden 11 und kann in einem herkömmlichen Relais enthalten oder in diesem integriert sein, so dass ein Fehler des entsprechenden Relais in Echtzeit direkt erkannt werden kann.
Der Mikrosensor 9 kann zwei Sensorelektroden 13, die voneinander einen vorgegebenen Abstand haben, damit elektrische Widerstand zwischen ihnen gemessen werden kann, und ein Sensorkontaktelement 15 enthalten, das so konfiguriert ist, dass es sich dann, wenn die bewegliche Einheit 5 in einer Richtung bewegt wird, in der die Relaiselektroden 11 miteinander elektrisch verbunden werden können, in derselben Richtung wie die bewegliche Einheit 5 bewegt, wodurch die zwei Sensorelektroden 13 miteinander elektrisch verbunden werden.
Das bedeutet, dass der Mikrosensor 9 so konfiguriert sein kann, bei Anlegen einer Spannung an die Spule 1 die bewegliche Einheit 5 die Relaiselektroden 11 miteinander verbindet, das Sensorkontaktelement 15 die zwei Sensorelektroden 13 miteinander verbindet und der gemessene elektrische Widerstand rasch abnimmt, so dass die normale EIN-Funktion des entsprechenden Relais durch die normalen Funktionen der beweglichen Einheit 5 und der Relaiselektroden 11 zu erkennen ist. Wenn dagegen die Spannungsversorgung der Spule 1 unterbrochen wird und die bewegliche Einheit 5 die Relaiselektroden 11 blockiert, blockiert das Sensorkontaktelement 15 die zwei Sensorelektroden 13, worauf der elektrische Widerstand rasch zunimmt, so dass die normale AUS-Funktion des entsprechenden Relais durch die normalen Funktionen der beweglichen Einheit 5 und der Relaiselektroden 11 zu erkennen ist.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Mikrosensor 9 eine Messeinheit 17 und eine Referenzeinheit 23. Die Messeinheit 17 enthält zwei Sensorelektroden 13, die einen vorgegebenen Abstand voneinander haben, damit der elektrische Widerstand dazwischen gemessen werden kann, und ein Sensorkontaktelement 15, das so konfiguriert ist, dass es sich dann, wenn die bewegliche Einheit 5 in einer Richtung bewegt wird, in der die Relaiselektroden 11 miteinander elektrisch verbunden werden können, in derselben Richtung wie die bewegliche Einheit 5 bewegt, wodurch die zwei Sensorelektroden 13 miteinander elektrisch verbunden werden. Die Referenzeinheit 23 kann zwei Referenzelektroden 19 enthalten, die einen vorgegebenen Abstand voneinander haben, damit der elektrische Widerstand dazwischen gemessen werden kann, und eine Funktionseinheit 21, die so konfiguriert ist, dass sie sich dann, wenn die bewegliche Einheit 5 in einer Richtung bewegt wird, in der die Relaiselektroden 11 miteinander elektrisch verbunden werden können, in derselben Richtung bewegt wie die bewegliche Einheit 5 und dabei mit der Messeinheit 17 in Verbindung ist. Beim Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Funktionseinheit 21 vorzugsweise nur aus einem Nichtleiter bestehen, der eine elektrische Verbindung der Referenzelektroden 19 verhindert.
Das heißt, der Mikrosensor 9 kann bei Verwendung nur der Messeinheit 17 implementiert werden, aber die Referenzeinheit 23 ist zusätzlich parallel zur Messeinheit 17 vorgesehen, damit der Zustand des Relais genauer und zuverlässiger bestimmt werden kann. Das BMS soll dabei den Zustand des entsprechenden Relais unter Berücksichtigung sowohl einer Änderung des elektrischen Widerstands zwischen den zwei Sensorelektroden 13 der Messeinheit 17 als auch einer Änderung des elektrischen Widerstands zwischen den zwei Referenzelektroden 19 der Referenzeinheit 23 bestimmen.
Wie oben beschrieben arbeitet die Messeinheit 17 auf die gleiche Weise wie der Mikrosensor 9, der nur mit der Messeinheit 17 implementiert ist, wie oben beschrieben. Im Gegensatz zur Messeinheit 17 ist die Referenzeinheit 23 dadurch gekennzeichnet, das die Funktionseinheit 21 kein Sensorkontaktelement 15 enthält und nur aus einem Nichtleiter besteht. Selbst wenn die zwei Sensorelektroden 13 der Messeinheit 17 miteinander elektrisch verbunden sind, wie auf der linken Seite von 4 dargestellt ist, muss demnach ein hoher Widerstandswert zwischen den zwei Referenzelektroden 19 festgestellt werden. Selbst wenn ferner die Funktionseinheit 21 um eine größere Strecke von den zwei Referenzelektroden 19 weg bewegt worden ist, wie in 3 dargestellt, sollte sich der Widerstand zwischen den zwei Referenzelektroden 19 nicht ändern.
Das heißt, wenn eine Widerstandsänderung zwischen den zwei Sensorelektroden 13 der Messeinheit 17 vorliegt, wird bestimmt, dass das entsprechende Relais sich nur dann normal verhält, wenn der Widerstand zwischen den zwei Referenzelektroden 19 der Referenzeinheit 23 kontinuierlich auf einem konstanten Wert gehalten wird. Wenn sich dagegen der Widerstand zwischen den Referenzelektroden 19 aufgrund einer Störung oder Rauschen des Mikrosensors 9 ändert, wird bestimmt, dass sich das Relais anormal verhält.
Die Messeinheit 17 und die Referenzeinheit 23 können vorzugsweise nebeneinander senkrecht zur Bewegungsrichtung der bewegliche Einheit 5, angeordnet sein und im Parallelbetrieb in Verbindung mit der beweglichen Einheit 5 arbeiten.
Der Mikrosensor 9 kann in einem Halbleiter-Herstellungsprozess aus einem flexiblen Material auf Siliziumbasis wie Polydimethylsiloxan (PDMS) hergestellt werden. Vorzugsweise werden die Sensorelektroden 13 und das Sensorkontaktelement 15 der Messeinheit 17 sowie die Referenzelektroden 19 und die Funktionseinheit 21 der Referenzeinheit 23 aus Gründen der Sicherheitsgarantie einzeln versiegelt, wie aus den Zeichnungen zu entnehmen ist. Der Mikrosensor 9 wird also in einem Halbleiter-Herstellungsprozess aus einem flexiblen Material auf Siliziumbasis hergestellt. Der Abschnitt, der eine Änderung einer elektrischen physikalischen Größe bewirkt, wird als vollständig versiegelte Struktur in einem Plasmaprozess vollständig versiegelt, wodurch Sicherheit und Zuverlässigkeit gegen das Eindringen von Fremdstoffen gewährleistet sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform besteht die bewegliche Einheit 5 aus einem Kontaktkern 25, der ein Leiter ist und in direktem Kontakt mit den Relaiselektroden 11 steht, und einem Gleitkern 27, der integral mit dem Kontaktkern 25 verbunden und so konfiguriert ist, dass er entlang eines linearen Weges in der Mitte der Spule 1 gleitet. Der Mikrosensor 9 ist zwischen einem feststehenden Kern 29 (Teil der stationären Einheit 7), um die bewegliche Einheit 5 entlang dem linearen Weg in der Mitte der Spule 1 zu führen und eine feste Position relativ zum Gleitkern 27 bereitzustellen, und dem Gleitkern 27 installiert.
Bei manchen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann der Mikrosensor 9 zusätzlich zum oben beschriebenen Kontaktsensor als Ultraschall- oder Infrarotsensor entsprechend den herkömmlichen Technologien ausgeführt sein.
Eine Leistungsrelaisbaugruppe für ein Batteriesystem kann so konfiguriert sein, dass sie ein positives Hauptrelais, ein negatives Hauptrelais und ein Initialisierungs-Laderelais enthält, die jeweils als das Relaismodul der vorliegenden Erfindung mit der obigen Konfiguration ausgeführt sind. 5 ist eine schematische Darstellung einer Konfiguration zur Prüfung jedes Relais der obigen Leistungsrelaisbaugruppe. Das heißt, die Konfiguration zur Prüfung des Relais kann so ausgeführt sein, dass das BMS 31 die Widerstandswerte der Messeinheit 17 und der Referenzeinheit 23 des Mikrosensors 9 in Echtzeit überwachen kann. Die BMS 31 kann ferner ein Zündung-EIN/AUS-Signal von einer Motorsteuereinheit (Engine Control Unit (ECU)) 33 empfangen und Spannung zur Spule 1 des Relais liefern oder die Spannungsversorgung unterbrechen. Auf diese Weise können der ECU 33 Funktionsinformationen über das BMS 31 bereitgestellt werden.
Bei der oben beschriebenen Konfiguration liefert das BMS 31 in Abhängigkeit vom Zündung-EIN/AUS-Zustand der ECU nicht nur Spannung zur Spule 1, sondern misst und vergleicht auch die Widerstandswerte des Mikrosensors 9 wie oben beschrieben, und bestimmt so sofort und direkt, ob das entsprechende Relais normal arbeitet.
Wenn die ECU 33 z. B. ein Zündung-EIN-Signal sendet, diagnostiziert das BMS 31 einen Fehler, indem Änderungen der elektrischen Widerstandswerte zwischen den Sensorelektroden 13 und zwischen den Referenzelektroden 19 des positiven Hauptrelais, des negativen Hauptrelais und des Initialisierungs-Laderelais gemessen werden, während die Spule 1 mit Spannung versorgt wird. Wenn z. B. ein verschweißungsbedingter Fehler im positiven Hauptrelais auftritt, weisen die Sensorelektroden 13 des positiven Hauptrelais ständig einen zu niedrigen Widerstand auf. Das BMS 31 erkennt den niedrigen Widerstand und bestimmt, dass der Fehler im positiven Hauptrelais auf einen verschweißungsbedingten Fehler zurückzuführen ist und meldet dann dem Nutzer einen solchen Fehler über eine Warnlampe oder dgl., so dass geeignete Maßnahmen wie eine Instandsetzung ergriffen werden können.
Wie oben beschrieben kann die vorliegende Erfindung direkt, genau und sofort einen Fehler in jedem Relais einer Leistungsrelaisbaugruppe identifizieren, wenn der Fehler im Relais auftritt, so der Kosten- und Zeitaufwand durch Verbesserungen der Arbeitseffizienz bei der Fehlerbeseitung erheblich verringert werden kann. Ferner kann durch Verbesserungen der Zuverlässigkeit bei der Fehlerbeseitung vermieden werden, dass das Fahrzeug unerwarteten Gefahrensituationen ausgesetzt wird. Außerdem kann die vorliegende Erfindung den Zustand der jeweiligen Relais in Echtzeit überwachen, so dass eine Verbesserung der Fehlerdiagnose gegeben ist, da bestimmt werden kann, ob der Fehler in einem Relais selbst, in der Relaissteuerschaltung in einem BMS oder in einem Kurzschluss oder ein Trennung des ausgangsseitigen Leiters liegt, wodurch die Sicherheit eines Fahrzeugsystems gewährleistet ist.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu Beispielzwecken offenbart worden sind, erkennt der Fachmann, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne vom Gültigkeitsbereich und Geist der Erfindung abzuweichen, die in den beigefügten Ansprüchen definiert sind.

Claims

Relaismodul für ein Fahrzeug-Batteriesystem, mit: einer beweglichen Einheit, die zur Bewegung durch ein Magnetfeld einer Spule und einer Rückholfeder im Relais und zum Steuern des Zustand der elektrischen Verbindung zwischen den Relaiselektroden konfiguriert ist; und einem Mikrosensor, der zwischen der beweglichen und einer stationären Einheit installiert ist, wobei der Mikrosensor eine feste Position relativ zur beweglichen Einheit aufrechterhält und eine Änderung einer elektrischen physikalischen Größe in Abhängigkeit von einer Positionsänderung der beweglichen Einheit relativ zur stationären Einheit konfiguriert induziert.
Relaismodul gemäß Anspruch 1, wobei der Mikrosensor aufweist: zwei Sensorelektroden, die voneinander einen vorgegebenen Abstand haben, damit der elektrische Widerstand zwischen ihnen gemessen werden kann; ein Sensorkontaktelement 15, das so konfiguriert ist, dass es sich dann, wenn die bewegliche Einheit 5 in einer Richtung bewegt wird, in der die Relaiselektroden miteinander elektrisch verbunden werden können, in derselben Richtung wie die bewegliche Einheit 5 bewegt, wodurch die zwei Sensorelektroden 13 miteinander elektrisch verbunden werden.
Relaismodul gemäß Anspruch 2, wobei der Mikrosensor aufweist: eine Messeinheit, die zwei Sensorelektroden enthält, die einen vorgegebenen Abstand voneinander haben, damit der elektrische Widerstand dazwischen gemessen werden kann, und ein Sensorkontaktelement, das so konfiguriert ist, dass es sich dann, wenn die bewegliche Einheit in einer Richtung bewegt wird, in der die Relaiselektroden miteinander elektrisch verbunden werden können, in derselben Richtung wie die bewegliche Einheit bewegt, wodurch die zwei Sensorelektroden 13 miteinander elektrisch verbunden werden; und eine Referenzeinheit, die zwei Referenzelektroden enthält, die einen vorgegebenen Abstand voneinander haben, damit der elektrische Widerstand dazwischen gemessen werden kann, und eine Funktionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie sich dann, wenn die bewegliche Einheit in einer Richtung bewegt wird, in der die Relaiselektroden miteinander elektrisch verbunden werden können, in derselben Richtung bewegt wie die bewegliche Einheit und dabei mit der Messeinheit in Verbindung ist.
Relaismodul gemäß Anspruch 3, wobei die Funktionseinheit aus einem Nichtleiter besteht, der eine elektrische Verbindung der Referenzelektroden verhindert.
Relaismodul gemäß Anspruch 3, wobei die Messeinheit und die Referenzeinheit nebeneinander senkrecht zur Bewegungsrichtung der beweglichen Einheit angeordnet sind.
Relaismodul gemäß Anspruch 3, wobei der Mikrosensor aus einem flexiblen Material auf Siliziumbasis besteht und die Sensorelektroden und das Sensorkontaktelement der Messeinheit sowie die Referenzelektroden und Funktionseinheit der Referenzeinheit einzeln versiegelt sind.
Relaismodul gemäß Anspruch 1, wobei der Mikrosensor aus einem flexiblen Material auf Siliziumbasis besteht, und ein Abschnitt, der die Änderung der elektrischen physikalischen Größe verursacht, versiegelt ist.
Relaismodul gemäß Anspruch 1, wobei: die bewegliche Einheit einen aus einem Leiter bestehenden Kontaktkern, der in direktem Kontakt mit den Relaiselektroden steht, und einen Gleitkern enthält, der integral mit dem Kontaktkern verbunden und so konfiguriert ist, dass er entlang einem linearen Weg in der Mitte der Spule gleitet, und der Mikrosensor zwischen einem feststehenden Kern, der die stationäre Einheit ist, installiert ist, um die bewegliche Einheit entlang dem linearen Weg in der Mitte der Spule zu führen und eine feste Position relativ zum Gleitkern bereitzustellen.
Relaismodul gemäß Anspruch 1, wobei der Mikrosensor als Ultraschallsensor ausgeführt ist.
Relaismodul gemäß Anspruch 1, wobei der Mikrosensor als Infrarotsensor ausgeführt ist.
Leistungsrelaisbaugruppe für ein Batteriesystem, mit: einem positiven Hauptrelais, einem negativen Hauptrelais und einem Initialisierungs-Laderelais, die jeweils als das Relaismodul in einer Schaltung implementiert sind, wobei jedes Relaismodul enthält: eine bewegliche Einheit, die zur Bewegung durch ein Magnetfeld einer Spule und einer Rückholfeder im Relais und zum Steuern des Zustands der elektrischen Verbindung zwischen den Relaiselektroden konfiguriert ist; und einen Mikrosensor, der zwischen der beweglichen und einer stationären Einheit installiert ist, wobei der Mikrosensor eine feste Position relativ zur beweglichen Einheit aufrechterhält und eine Änderung einer elektrischen physikalischen Größe in Abhängigkeit von einer Positionsänderung der beweglichen Einheit relativ zur stationären Einheit konfiguriert induziert.
Leistungsrelaisbaugruppe gemäß Anspruch 11, wobei der Mikrosensor aufweist: eine Messeinheit, die zwei Sensorelektroden enthält, die einen vorgegebenen Abstand voneinander haben, damit der elektrische Widerstand dazwischen gemessen werden kann, und ein Sensorkontaktelement, das so konfiguriert ist, dass es sich dann, wenn die bewegliche Einheit in einer Richtung bewegt wird, in der die Relaiselektroden miteinander elektrisch verbunden werden können, in derselben Richtung wie die bewegliche Einheit bewegt, wodurch die zwei Sensorelektroden 13 miteinander elektrisch verbunden werden; und eine Referenzeinheit, die zwei Referenzelektroden enthält, die einen vorgegebenen Abstand voneinander haben, damit der elektrische Widerstand dazwischen gemessen werden kann, und eine Funktionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie sich dann, wenn die bewegliche Einheit in einer Richtung bewegt wird, in der die Relaiselektroden miteinander elektrisch verbunden werden können, in derselben Richtung bewegt wie die bewegliche Einheit und dabei mit der Messeinheit in Verbindung ist.
Leistungsrelaisbaugruppe gemäß Anspruch 12, wobei der Mikrosensor aufweist: eine Messeinheit, die zwei Sensorelektroden enthält, die einen vorgegebenen Abstand voneinander haben, damit der elektrische Widerstand dazwischen gemessen werden kann, und ein Sensorkontaktelement, das so konfiguriert ist, dass es sich dann, wenn die bewegliche Einheit in einer Richtung bewegt wird, in der die Relaiselektroden miteinander elektrisch verbunden werden können, in derselben Richtung wie die bewegliche Einheit bewegt, wodurch die zwei Sensorelektroden 13 miteinander elektrisch verbunden werden; und eine Referenzeinheit, die zwei Referenzelektroden enthält, die einen vorgegebenen Abstand voneinander haben, damit der elektrische Widerstand dazwischen gemessen werden kann, und eine Funktionseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie sich dann, wenn die bewegliche Einheit in einer Richtung bewegt wird, in der die Relaiselektroden miteinander elektrisch verbunden werden können, in derselben Richtung bewegt wie die bewegliche Einheit und dabei mit der Messeinheit in Verbindung ist.
Leistungsrelaisbaugruppe gemäß Anspruch 13, wobei die Funktionseinheit aus einem Nichtleiter besteht, der die elektrische Verbindung der Referenzelektroden verhindert.
Leistungsrelaisbaugruppe gemäß Anspruch 13, wobei die Messeinheit und die Referenzeinheit nebeneinander senkrecht zur Bewegungsrichtung der beweglichen Einheit angeordnet sind.
Leistungsrelaisbaugruppe gemäß Anspruch 13, wobei der Mikrosensor aus einem flexiblen Material auf Siliziumbasis besteht und die Sensorelektroden und das Sensorkontaktelement der Messeinheit sowie die Referenzelektroden und die Funktionseinheit der Referenzeinheit einzeln versiegelt sind.
Leistungsrelaisbaugruppe gemäß Anspruch 11, wobei der Mikrosensor aus einem flexiblen Material auf Siliziumbasis besteht, und ein Abschnitt, der die Änderung der elektrischen physikalischen Größe verursacht, versiegelt ist.
Leistungsrelaisbaugruppe gemäß Anspruch 11, wobei die bewegliche Einheit einen aus einem Leiter bestehenden Kontaktkern, der in direktem Kontakt mit den Relaiselektroden steht, und einen Gleitkern, der integral mit dem Kontaktkern verbunden und so konfiguriert ist, enthält, dass er entlang einem linearen Weg in der Mitte der Spule gleitet, und der Mikrosensor zwischen einem feststehenden Kern, der Bestandteil der stationären Einheit ist, installiert ist, um die bewegliche Einheit entlang dem linearen Weg in der Mitte der Spule zu führen und eine feste Position relativ zum Gleitkern bereitzustellen.
Leistungsrelaisbaugruppe gemäß Anspruch 11, wobei der Mikrosensor als Ultraschallsensor ausgeführt ist.
Leistungsrelaisbaugruppe gemäß Anspruch 11, wobei der Mikrosensor als Infrarotsensor ausgeführt ist.