DE102018217557A1 - Battery sensor - Google Patents

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DE102018217557A1
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Henryk Frenzel
Martin Schramme
Andreas Aumer
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Continental Automotive Technologies GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Batteriesensor (10), insbesondere für eine Fahrzeugbatterie, mit zwei Leitungsabschnitten (12, 16), einem zwischen den Leitungsabschnitten (12, 16) angeordneten Messwiderstand (20) und einer Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung eines Spannungsabfalls über den Messwiderstand (20), wobei der Messwiderstand (20) an Kontaktflächen (24a, 24b) elektrisch leitend mit den Leitungsabschnitten (12, 16) verbunden ist. Die Längsachsen (32, 36) der Leitungsabschnitte (12, 16) sind relativ zur Längsachse (34) des Messwiderstandes (20) abgewinkelt.The invention relates to a battery sensor (10), in particular for a vehicle battery, with two line sections (12, 16), a measuring resistor (20) arranged between the line sections (12, 16) and a voltage detection device for detecting a voltage drop across the measuring resistor (20). The measuring resistor (20) is connected in an electrically conductive manner to the line sections (12, 16) at contact surfaces (24a, 24b). The longitudinal axes (32, 36) of the line sections (12, 16) are angled relative to the longitudinal axis (34) of the measuring resistor (20).

Description

Die Erfindung betrifft einen Batteriesensor, insbesondere für eine Fahrzeugbatterie, mit zwei Leitungsabschnitten, einem zwischen den Leitungsabschnitten angeordneten Messwiderstand und einer Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung eines Spannungsabfalls über den Messwiderstand, wobei der Messwiderstand an Kontaktflächen elektrisch leitend mit den Leitungsabschnitten verbunden ist.The invention relates to a battery sensor, in particular for a vehicle battery, with two line sections, a measuring resistor arranged between the line sections and a voltage detection device for detecting a voltage drop across the measuring resistor, the measuring resistor being electrically conductively connected to the line sections at contact surfaces.

Batteriesensoren werden in Fahrzeugen zur Erfassung von Batterieparametern der Fahrzeugbatterie verwendet, um Aussagen über den Ladezustand und/oder den Gesundheitszustand der Batterie treffen zu können. Die zu erfassenden Batterieparametern sind beispielsweise die Batteriespannung, der Batteriestrom und die Temperatur der Batterie. Insbesondere die Batteriespannung und der Batteriestrom müssen idealerweise permanent erfasst werden, um beispielsweise eine exakte Aussage über den Ladezustand der Batterie treffen zu können.Battery sensors are used in vehicles to record battery parameters of the vehicle battery in order to be able to make statements about the state of charge and / or the state of health of the battery. The battery parameters to be recorded are, for example, the battery voltage, the battery current and the temperature of the battery. In particular, the battery voltage and the battery current ideally have to be permanently recorded in order, for example, to be able to make an exact statement about the state of charge of the battery.

Der Batteriesensor ist üblicherweise an einem der Batteriepole angeordnet und weist beispielsweise eine Batterieklemme zur Kontaktierung mit der Fahrzeugbatterie auf. Des Weiteren weist der Batteriesensor einen Anschluss für ein Kabel, beispielsweise ein Massekabel auf.The battery sensor is usually arranged on one of the battery poles and has, for example, a battery terminal for contacting the vehicle battery. Furthermore, the battery sensor has a connection for a cable, for example a ground cable.

Zur Erfassung des Batteriestroms ist beispielsweise ein im Strompfad des Laststroms angeordneter Messwiderstand vorgesehen, der zwei Leitungsabschnitte, die Abschnitte der Batterieklemme und des Anschlusses sein können, elektrisch miteinander verbindet. Des Weiteren ist eine Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung eines über den Messwiderstand abfallenden Spannungsabfalls vorgesehen. Ist der elektrische Widerstand des Messwiderstandes bekannt, kann aus dem erfassten Spannungsabfall über den Messwiderstand der über den Messwiderstand, also den Batteriesensor fließende Strom berechnet werden.To detect the battery current, for example, a measuring resistor is provided in the current path of the load current, which electrically connects two line sections, which can be sections of the battery terminal and the connection. Furthermore, a voltage detection device is provided for detecting a voltage drop that drops across the measuring resistor. If the electrical resistance of the measuring resistor is known, the current flowing through the measuring resistor, that is to say the battery sensor, can be calculated from the detected voltage drop across the measuring resistor.

Aufgrund der Einbausituation in einem Fahrzeug, insbesondere in der Polnische einer Fahrzeugbatterie, muss der Batteriesensor sehr kompakt ausgebildet sein. Die Polnischen sind üblicherweise durch im Wesentlichen quaderförmige Aussparungen an den Ecken der Fahrzeugbatterie gebildet. Der Batteriepol ragt hierbei von einer im Wesentlichen rechteckigen Grundfläche der Aussparung senkrecht zu dieser Grundfläche in die Aussparung hinein. Des Weiteren werden an den Batteriesensor hohe Anforderungen bezüglich der mechanischen Stabilität gestellt. Insbesondere durch das am Anschluss des Batteriesensors angeschlossene Kabel wirken auf den Batteriesensor hohe Kräfte, insbesondere hohe Zugkräfte oder Vibrationen.Due to the installation situation in a vehicle, especially in the Polish of a vehicle battery, the battery sensor must be very compact. The Polish are usually formed by essentially cuboid cutouts at the corners of the vehicle battery. The battery pole protrudes from a substantially rectangular base area of the cutout into the cutout perpendicular to this base area. Furthermore, high demands are placed on the battery sensor with regard to the mechanical stability. In particular, due to the cable connected to the connection of the battery sensor, high forces, in particular high tensile forces or vibrations, act on the battery sensor.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Batteriesensor bereitzustellen, der eine sehr kompakte Bauform sowie eine ausreichende mechanische Stabilität für die im Fahrzeugbetrieb auftretenden Belastungen aufweist.The object of the invention is to provide a battery sensor which has a very compact design and sufficient mechanical stability for the loads occurring in vehicle operation.

Zur Lösung der Aufgabe ist bei einem Batteriesensor, insbesondere für eine Fahrzeugbatterie, mit zwei Leitungsabschnitten, einem zwischen den Leitungsabschnitten angeordneten Messwiderstand und einer Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung eines Spannungsabfalls über den Messwiderstand, wobei der Messwiderstand an Kontaktflächen elektrisch leitend mit dem Messwiderstand verbunden ist, vorgesehen, dass die Längsachsen der Leitungsabschnitte relativ zur Längsachse des Messwiderstandes abgewinkelt sind.To achieve the object, a battery sensor, in particular for a vehicle battery, is provided with two line sections, a measuring resistor arranged between the line sections and a voltage detection device for detecting a voltage drop across the measuring resistor, the measuring resistor being electrically conductively connected to the measuring resistor at contact surfaces. that the longitudinal axes of the line sections are angled relative to the longitudinal axis of the measuring resistor.

Aufgrund des geringen Platzangebotes in der Polnische ist der Leitungsabschnitt, an dem der Anschluss für das Massekabel vorgesehen ist, häufig um 90° zum anderen Leitungsabschnitt, an dem die Polklemme vorgesehen ist, abgewinkelt. Durch den 90°-Winkel ergeben sich aber im Bereich der Ecke hohe Lastspitzen, die eine Verstärkung des Batteriesensors oder die Anordnung zusätzlicher Stützelemente erforderlich machen.Because of the limited space available in Polish, the line section on which the connection for the ground cable is provided is often angled by 90 ° to the other line section on which the pole terminal is provided. The 90 ° angle results in high load peaks in the area of the corner, which make it necessary to reinforce the battery sensor or to arrange additional support elements.

Gleichzeitig ergibt sich in dieser Ecke eine Konzentration im Stromfluss da die kürzeste Strecke zwischen Polklemme und Massekabel, also die Strecke mit dem geringsten möglichen elektrischen Widerstand über diese Ecke führt.At the same time, there is a concentration in the current flow in this corner because the shortest path between the pole terminal and the ground cable, i.e. the path with the lowest possible electrical resistance, leads over this corner.

Um die Belastungen zu verringern und gleichzeitig einen kompakten Batteriesensor bereitzustellen, sind beide Leitungsabschnitte relativ zur Längsachse des Messwiderstandes abgewinkelt. Die Winkel zwischen den Leitungsabschnitten und dem Messwiderstand sind somit deutlich kleiner. Der Winkel ist so gewählt, dass keine scharfen Ecken zwischen dem Messwiderstand und dem jeweiligen Leitungsabschnitt vorhanden sind, sodass in diesem Bereich keine oder nur geringere Lastspitzen einer mechanischen Belastung entstehen können. Auf den Einsatz zusätzlicher Verstärkungselemente kann somit weitestgehend verzichtet werden, da die Baugruppe bestehend aus Leitungsabschnitt und Messwiderstand die auftretenden Belastungen aufnehmen kann.In order to reduce the loads and at the same time provide a compact battery sensor, both line sections are angled relative to the longitudinal axis of the measuring resistor. The angles between the line sections and the measuring resistor are therefore significantly smaller. The angle is selected so that there are no sharp corners between the measuring resistor and the respective line section, so that no or only minor load peaks of mechanical stress can occur in this area. The use of additional reinforcement elements can thus largely be dispensed with, since the assembly comprising the line section and measuring resistor can absorb the loads that occur.

Ein weiterer Vorteil liegt in der aufgrund des geraderen Stromwegs homogeneren Stromverteilung über den Querschnitt der Leitungsabschnitte sowie des Messwiderstandes. Lokale Erwärmungen bzw. eine ungleichmäßige Temperaturverteilung aufgrund einer inhomogenen Stromverteilung können so verhindert werden. Eine inhomogene Temperaturverteilung würde die Temperaturbestimmung des Messwiderstandes und somit des Batteriesensors erschweren. Der vorstehend beschriebene Batteriesensor ermöglicht somit eine genauere Temperaturbestimmung.Another advantage is the more homogeneous current distribution over the cross-section of the line sections and the measuring resistor due to the straighter current path. Local heating or an uneven temperature distribution due to an inhomogeneous current distribution can thus be prevented. An inhomogeneous temperature distribution would determine the temperature of the measuring resistor and thus the Complicate battery sensor. The battery sensor described above thus enables a more precise temperature determination.

Der Messwiderstand ist beispielsweise aus einem Material, das eine geringe Temperaturabhängigkeit aufweist, beispielsweise aus einer Kupfer-Nickel-Mangan-Legierung. Alternativ kann der Messwiderstand aber aus jedem Material bestehen, dass für einen solchen Messwiderstand geeignet ist, beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung.The measuring resistor is made, for example, of a material that has a low temperature dependency, for example of a copper-nickel-manganese alloy. Alternatively, the measuring resistor can consist of any material that is suitable for such a measuring resistor, for example of copper or a copper alloy.

Die Leitungsabschnitte und der Messwiderstand können flächig ausgebildet sein und in einer Ebene verlaufen. Die Ebene kann beispielsweise senkrecht zu einer Längsachse einer an einem der Leitungsabschnitte ausgebildeten Polaufnahme verlaufen, so dass die Leitungsabschnitte und der Messwiderstand in montiertem Zustand an einem Batteriepol der Fahrzeugbatterie in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Batteriepols verlaufen.The line sections and the measuring resistor can be flat and run in one plane. The plane can, for example, run perpendicular to a longitudinal axis of a pole receptacle formed on one of the line sections, so that the line sections and the measuring resistor in the assembled state on a battery pole of the vehicle battery run in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the battery pole.

Die Längsachsen der Leitungsabschnitte sind vorzugsweise relativ zur Längsachse des Messwiderstandes in einem Winkel von 28° bis 60°, insbesondere in einem Winkel von 45°, abgewinkelt. Bei diesen Winkeln können Lastspitzen in den Ecken zwischen den Leitungsabschnitt und dem Messwiderstand zuverlässig reduziert bzw. verhindert werden.The longitudinal axes of the line sections are preferably angled relative to the longitudinal axis of the measuring resistor at an angle of 28 ° to 60 °, in particular at an angle of 45 °. At these angles, load peaks in the corners between the line section and the measuring resistor can be reliably reduced or prevented.

Insbesondere können die Längsachsen der Leitungsabschnitte mit der Längsachse des Messwiderstandes unterschiedliche Winkel einschließen. Die Winkel können beispielsweise an die Einbaubedingungen angepasst werden.In particular, the longitudinal axes of the line sections can form different angles with the longitudinal axis of the measuring resistor. The angles can, for example, be adapted to the installation conditions.

Vorzugsweise verlaufen die Kontaktflächen des Messwiderstandes mit den Leitungsabschnitten in im Wesentlichen zueinander parallelen Ebenen. Dadurch ist der im Stromweg über den Querschnitt des Messwiderstandes im Wesentlich gleich lang, sodass der elektrische Widerstand über den gesamten Querschnitt des Messwiderstandes konstant oder annähernd konstant ist. Vorzugsweise hat der Messwiderstand über die gesamte Länge einen im Wesentlichen gleichen Querschnitt und/oder eine betragsmäßig konstante Querschnittsfläche.The contact surfaces of the measuring resistor with the line sections preferably run in planes which are essentially parallel to one another. As a result, the current path across the cross section of the measuring resistor is essentially the same length, so that the electrical resistance is constant or approximately constant over the entire cross section of the measuring resistor. The measuring resistor preferably has a substantially identical cross-section and / or a constant cross-sectional area over the entire length.

Vorzugsweise entspricht die Querschnittsfläche zumindest eines Leitungsabschnittes im Bereich einer an einer Kontaktfläche anliegenden Fügefläche eines Leitungsabschnittes zumindest der Querschnittsfläche des Messwiderstandes an der Kontaktfläche. Die Querschnittsfläche der Leitungsabschnitte in den an die Kontaktflächen angrenzenden Bereichen entspricht also zumindest der Größe der Querschnittsfläche der Kontaktflächen oder ist größer als diese. Die Leitungsabschnitte werden dadurch flächig mit den Kontaktflächen des Messwiderstandes verbunden. Dies erhöht die Stabilität der Verbindung zwischen dem Messwiderstand und dem jeweiligen Leitungsabschnitt. Des Weiteren wird dadurch der Stromfluss innerhalb des Batteriesensors verbessert.The cross-sectional area of at least one line section in the region of a joining area of a line section lying against a contact area preferably corresponds to at least the cross-sectional area of the measuring resistor at the contact area. The cross-sectional area of the line sections in the areas adjoining the contact areas thus corresponds at least to the size of the cross-sectional area of the contact areas or is larger than this. The line sections are thereby connected flat to the contact surfaces of the measuring resistor. This increases the stability of the connection between the measuring resistor and the respective line section. This also improves the current flow within the battery sensor.

Die Leitungsabschnitte können auf beliebige Weise mit dem Messwiderstand verbunden werden, beispielsweise um einen möglichst kompakten Aufbau des Batteriesensors bereitzustellen. Die an den Kontaktflächen anliegenden Fügeflächen der Leitungsabschnitte können beispielsweise zur Längsachse der Leitungsabschnitte geneigt sein, insbesondere in einem Winkel von 28° bis 60°, insbesondere in einem Winkel von ca. 45°. Die Fügefläche können jeweils in unterschiedlichen Winkel zur Längsachse des jeweiligen Leitungsabschnitts geneigt sein.The line sections can be connected to the measuring resistor in any way, for example in order to provide the most compact possible structure of the battery sensor. The joining surfaces of the line sections which bear against the contact surfaces can be inclined, for example, to the longitudinal axis of the line sections, in particular at an angle of 28 ° to 60 °, in particular at an angle of approximately 45 °. The joining surface can each be inclined at different angles to the longitudinal axis of the respective line section.

Um den Bauraum des Batteriesensors zu verkleinern, können die Längsachsen der Leitungsabschnitte zueinander abgewinkelt sein, insbesondere in einem Winkel von 90°.In order to reduce the installation space of the battery sensor, the longitudinal axes of the line sections can be angled relative to one another, in particular at an angle of 90 °.

Der Batteriesensor kann zusätzlich ein Gehäuse aufweisen, das den Messwiderstand, die Spannungserfassungseinrichtung und zumindest abschnittsweise die Leitungsabschnitte umschließt. Das Gehäuse hat eine Schutzfunktion für den Messwiderstand sowie die Spannungserfassungseinrichtung. Zusätzlich kann das Gehäuse auch in einem gewissen Maß mechanische Belastungen, die auf den Batteriesensor, insbesondere auf einen der Leitungsabschnitte, wirken, aufnehmen.The battery sensor can additionally have a housing which encloses the measuring resistor, the voltage detection device and at least in sections the line sections. The housing has a protective function for the measuring resistor and the voltage detection device. In addition, the housing can also absorb mechanical loads to a certain extent, which act on the battery sensor, in particular on one of the line sections.

Das Gehäuse besteht beispielsweise aus Kunststoff und ist insbesondere an zumindest die Leitungsabschnitte angespritzt, um eine stabile Verbindung zwischen dem Gehäuse und den Leitungsabschnitten herzustellen.The housing is made of plastic, for example, and is in particular molded onto at least the line sections in order to produce a stable connection between the housing and the line sections.

Das Gehäuse kann zusätzlich stoff- und/oder formschlüssig mit zumindest den Leitungsabschnitten verbunden sein, um eine stabile Verbindung zwischen dem Gehäuse und den Leitungsabschnitten, insbesondere zur Aufnahme von Zugbelastungen, herzustellen.The housing can also be connected in a material and / or form-fitting manner to at least the line sections in order to produce a stable connection between the housing and the line sections, in particular for absorbing tensile loads.

Beispielsweise kann ein Halteabschnitt durch eine Vertiefung, eine Prägung und/oder eine Aussparung gebildet sein, in die ein Vorsprung des Gehäuses hineinragt. Beispielsweise wird der Vorsprung bei der Herstellung des Gehäuses, insbesondere mit einem Spritzgiessverfahren, hergestellt.For example, a holding section can be formed by a depression, an embossing and / or a recess into which a projection of the housing protrudes. For example, the protrusion is produced during the manufacture of the housing, in particular using an injection molding process.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesem zeigen:

  • 1 einen Batteriesensor aus dem Stand der Technik;
  • 2 eine Detailansicht des Batteriesensors aus 1, und
  • 3 einen Batteriesensor gemäß der vorliegenden Erfindung.
Further advantages and features emerge from the following description in conjunction with the accompanying drawings. In this show:
  • 1 a battery sensor from the prior art;
  • 2nd a detailed view of the battery sensor 1 , and
  • 3rd a battery sensor according to the present invention.

In den 1 und 2 ist ein Batteriesensor 10' zur Erfassung von Batteriekennwerten gezeigt. Der Batteriesensor 10' hat einen ersten Leitungsabschnitt 12' der mit einer Polklemme 14' verbunden ist sowie einen zweiten Leitungsabschnitt 16', der mit einem Anschluss 18' für ein Kabel, beispielsweise ein Massekabel, verbunden ist. Die Leitungsabschnitte 12', 16' sind über einen Messwiderstand 20' elektrisch miteinander verbunden. Des Weiteren ist ein Gehäuse 22' vorgesehen, das den Messwiderstand 20' sowie zumindest abschnittsweise die Leitungsabschnitte 12', 16' einschließt.In the 1 and 2nd is a battery sensor 10 ' shown for recording battery parameters. The battery sensor 10 ' has a first line section 12 ' the one with a pole terminal 14 ' is connected and a second line section 16 ' that with a connector 18 ' for a cable, for example a ground cable, is connected. The line sections 12 ' , 16 ' are via a measuring resistor 20 ' electrically connected to each other. Furthermore is a housing 22 ' provided that the measuring resistor 20 ' and at least in sections the line sections 12 ' , 16 ' includes.

Der Messwiderstand 20' ist jeweils mit einer Kontaktfläche 24a', 24b' elektrisch leitend mit einer Fügefläche 26a', 26b' der Leitungsabschnitte 12', 16' verbunden.The measuring resistor 20 ' is each with a contact surface 24a ' , 24b ' electrically conductive with a joining surface 26a ' , 26b ' of the line sections 12 ' , 16 ' connected.

Im Gehäuse 22' ist des Weiteren eine hier nicht im Detail dargestellte Auswerteeinheit zur Auswertung der mit dem Batteriesensor 10' erfassten Batteriewerte vorgesehen. Die Auswerteeinheit umfasst beispielsweise eine Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung eines Spannungsabfalls über den Messwiderstand 20'. Die Spannungserfassungseinrichtung ist mit Kontaktstellen 28a', 28b' vor und hinter dem Messwiderstand 20' kontaktiert. Am Gehäuse ist ein Steckanschluss 30' zur Ausgabe eines Messsignals, beispielsweise an eine Fahrzeugsteuerung, vorgesehen.In the housing 22 ' is also an evaluation unit, not shown here in detail, for evaluating the one with the battery sensor 10 ' recorded battery values provided. The evaluation unit includes, for example, a voltage detection device for detecting a voltage drop across the measuring resistor 20 ' . The voltage detection device is with contact points 28a ' , 28b ' in front of and behind the measuring resistor 20 ' contacted. There is a plug connection on the housing 30 ' for outputting a measurement signal, for example to a vehicle controller.

Der elektrische Widerstand des Messwiderstandes 20' ist bekannt. Aus dem bekannten elektrischen Widerstand des Messwiderstandes 20' und dem erfassten Spannungsabfall kann der über den Messwiderstand 20', also den Batteriesensor 10', fließende Strom bestimmt werden.The electrical resistance of the measuring resistor 20 ' is known. From the known electrical resistance of the measuring resistor 20 ' and the detected voltage drop can be via the measuring resistor 20 ' , i.e. the battery sensor 10 ' , flowing current can be determined.

Der Messwiderstand 20' kann aus einem Material mit geringer Temperaturabhängigkeit bestehen, beispielsweise einer Kupfer-Nickel-Mangan-Legierung. Alternativ oder zusätzlich kann durch die Auswerteeinheit jeweils ein Korrekturwert für den elektrischen Widerstand bestimmt werden, um eine Änderung des elektrischen Widerstands, beispielsweise aufgrund von Alterungserscheinungen oder Temperaturänderungen, zu korrigieren.The measuring resistor 20 ' can consist of a material with low temperature dependence, for example a copper-nickel-manganese alloy. Alternatively or additionally, a correction value for the electrical resistance can be determined by the evaluation unit in order to correct a change in the electrical resistance, for example due to signs of aging or temperature changes.

Wie insbesondere in 2 zu sehen ist, verläuft die Längsachse 32' des ersten Leitungsabschnittes 12' parallel zur Längsachse 34' des Messwiderstandes 20'. Die Längsachse 36' des zweiten Leitungsabschnittes 16' verläuft rechtwinklig zur Längsachse 34' des Messwiderstandes 20'. Dadurch ist der Batteriesensor 10' sehr kompakt, so dass diese beispielsweise in die Polnische einer Fahrzeugbatterie eingesetzt werden kann.As especially in 2nd the longitudinal axis is visible 32 ' of the first line section 12 ' parallel to the longitudinal axis 34 ' of the measuring resistor 20 ' . The longitudinal axis 36 ' of the second line section 16 ' runs perpendicular to the longitudinal axis 34 ' of the measuring resistor 20 ' . This is the battery sensor 10 ' very compact, so that it can be used, for example, in the polish of a vehicle battery.

Durch die rechtwinklige Anordnung des Messwiderstandes 20' und des zweiten Leitungsabschnittes 16' ergibt sich am Batteriesensor eine Innenecke 38 Wirken auf das Kabel, das am zweiten Leitungsabschnitt 16' angeschlossen wird, Zugkräfte 40', wird diese Innenecke stark belastet, insbesondere durch Kerbspannungen. Bei dem in den 1 und 2 gezeigten Batteriesensor 10' ist deshalb eine Verstärkung des Übergangsbereiches vom Messwiderstand 20' zum zweiten Leitungsabschnitt 16' erforderlich, um diese Spannungsspitzen aufnehmen zu können.Due to the right-angled arrangement of the measuring resistor 20 ' and the second line section 16 ' there is an inside corner on the battery sensor 38 Act on the cable on the second line section 16 ' is connected, tensile forces 40 ' , this inner corner is heavily stressed, especially by notch stresses. In the in the 1 and 2nd shown battery sensor 10 ' is therefore a reinforcement of the transition range from the measuring resistor 20 ' to the second line section 16 ' required to be able to absorb these voltage peaks.

Des Weiteren führt die rechtwinklige Anordnung des Messwiderstandes 20' und des zweiten Leitungsabschnittes 16' zu einer ungleichmäßigen Stromverteilung innerhalb des Messwiderstandes 20' bzw. des zweiten Leitungsabschnittes 16'. Der kürzeste Weg zwischen dem ersten Leitungsabschnitt 12' und dem Anschluss 18', also der Strompfad mit dem geringsten elektrischen Widerstand führt direkt über die an die Innenecke 38' angrenzenden Bereiche. Dies führt zu einer höheren Stromdichte in diesem Bereich, die beispielsweise zu einer lokalen Erwärmung des Messwiderstandes 20' und des zweiten Leitungsabschnittes 16' führen kann.Furthermore, the right-angled arrangement of the measuring resistor leads 20 ' and the second line section 16 ' to an uneven current distribution within the measuring resistor 20 ' or the second line section 16 ' . The shortest route between the first line section 12 ' and the connection 18 ' , i.e. the current path with the lowest electrical resistance leads directly to the inside corner 38 ' adjacent areas. This leads to a higher current density in this area, which for example leads to local heating of the measuring resistor 20 ' and the second line section 16 ' can lead.

Der in 3 gezeigte erfindungsgemäße Batteriesensor 10 weist im Wesentlichen die gleichen Bauteile wie der vorstehend beschriebene Batteriesensor 10' auf. Insbesondere weist der Messwiderstand 20 im Wesentlichen die gleichen Abmessungen auf wie der vorstehend beschriebene Messwiderstand 20'. Es kann aber auch ein anderer Messwiderstand 20, insbesondere ein Messwiderstand 20 mit anderen Abmessungen verwendet werden.The in 3rd shown battery sensor according to the invention 10th has essentially the same components as the battery sensor described above 10 ' on. In particular, the measuring resistor 20th essentially the same dimensions as the measuring resistor described above 20 ' . Another measuring resistor can also be used 20th , in particular a measuring resistor 20th with other dimensions can be used.

Wie insbesondere in 3 zu sehen ist, sind die Kontaktflächen 24a, 24b parallel zueinander angeordnet. Des Weiteren sind die Längsachsen 32, 36 der Leitungsabschnitte 12, 16 im Wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnet, sodass die Ausrichtung des zweiten Leitungsabschnitts 16 im Wesentlichen der Ausrichtung des zweiten Leitungsabschnitts 16' des in den 1 und 2 gezeigten Batteriesensors 10' aus dem Stand der Technik entspricht.As especially in 3rd you can see the contact areas 24a , 24b arranged parallel to each other. Furthermore, the longitudinal axes 32 , 36 of the line sections 12th , 16 arranged essentially at right angles to one another, so that the alignment of the second line section 16 essentially the orientation of the second line section 16 ' the in the 1 and 2nd shown battery sensor 10 ' corresponds to the state of the art.

Der Batteriesensor 10 unterscheidet sich aber von dem vorstehend beschriebenen Batteriesensor 10' dadurch, dass die Längsachse 34 des Messwiderstandes 20 sowohl zur Längsachse 32 des ersten Leitungsabschnitt 12 wie auch zur Längsachse 36 des zweiten Leitungsabschnitt 16 abgewinkelt ist. Der Winkel 42 zwischen der Längsachse 32 des ersten Leitungsabschnitts 12 und der Längsachse 34 des Messwiderstandes 20 beträgt in der hier gezeigten Ausführungsform ca. 145°. Der Winkel 44 zwischen der Längsachse 36 des zweiten Leitungsabschnitts 16 und der Längsachse 34 des Messwiderstandes 20 beträgt in der hier gezeigten Ausführungsform ca. 125 in ° The battery sensor 10th but differs from the battery sensor described above 10 ' in that the longitudinal axis 34 of the measuring resistor 20th both to the longitudinal axis 32 of the first line section 12th as well as to the longitudinal axis 36 of the second line section 16 is angled. The angle 42 between the longitudinal axis 32 of the first line section 12th and the longitudinal axis 34 of the measuring resistor 20th is approximately 145 ° in the embodiment shown here. The angle 44 between the longitudinal axis 36 of the second line section 16 and the longitudinal axis 34 of the measuring resistor 20th is approximately 125 in ° in the embodiment shown here

Durch die Abwinkelung zwischen dem zweiten Leitungsabschnitt 16 und dem Messwiderstandes 20 ist die Innenecke 38 deutlich weniger stark ausgebildet, sodass es an der Innenecke 38 zu deutlich geringeren Spannungen, insbesondere Kerbspannungen, aufgrund von Zugkräften 40, die auf den zweiten Leitungsabschnitt 16 wirken, kommt. Zudem ist die Stromverteilung über den Querschnitt des Messwiderstandes 20 aufgrund des geringeren Winkels zwischen dem zweiten Leitungsabschnitt 16 und dem Messwiderstandes 20 wesentlich homogener, sodass lokale Erwärmungen des Messwiderstandes 20 und des zweiten Leitungsabschnittes deutlich geringer ausfallen oder sogar ganz vermieden werden können.Due to the bend between the second line section 16 and the measuring resistor 20th is the inside corner 38 significantly less developed, so it is on the inside corner 38 to significantly lower tensions, in particular notch tensions, due to tensile forces 40 that on the second line section 16 work, comes. In addition, the current distribution over the cross section of the measuring resistor 20th due to the smaller angle between the second line section 16 and the measuring resistor 20th much more homogeneous, so that local heating of the measuring resistor 20th and the second line section turn out to be significantly smaller or can even be avoided entirely.

Um eine möglichst hohe Stabilität des Batteriesensors 10 zu erzielen, beträgt der Winkel, um den die Längsachse 34 des Messwiderstandes 20 zur Längsachse 32, 36 der Leitungsabschnitte 12, 16 abgewinkelt ist, zwischen 30° und 60°, vorzugsweise ca. 45°.To ensure the highest possible stability of the battery sensor 10th to achieve is the angle around which the longitudinal axis 34 of the measuring resistor 20th to the longitudinal axis 32 , 36 of the line sections 12th , 16 is angled between 30 ° and 60 °, preferably about 45 °.

Die Kontaktflächen 24a, 24b sind parallel zueinander, sodass der Strompfad über den Messwiderstand 20 über den gesamten Querschnitt des Messwiderstandes 20 im Wesentlichen betragsmäßig gleich lang ist. Die Fügeflächen 26a, 26b sind dagegen jeweils zur Längsachse 32,36 des Leitungsabschnitt 12, 16 geneigt. Die Abwinkelung der Längsachsen 32, 36 der Leitungsabschnitte 12, 16 wird also durch die geneigten Fügeflächen 26a, 26b erzielt. Vorzugsweise sind die Fügeflächen 26a, 26b in einem Winkel 42, 44 von 30° bis 60°, insbesondere in einem Winkel von ca. 45°, geneigt.The contact areas 24a , 24b are parallel to each other so that the current path across the measuring resistor 20th over the entire cross section of the measuring resistor 20th is essentially the same amount. The joining surfaces 26a , 26b are in contrast to the longitudinal axis 32, 36 of the line section 12th , 16 inclined. The angulation of the longitudinal axes 32 , 36 of the line sections 12th , 16 is thus due to the inclined joining surfaces 26a , 26b achieved. The joining surfaces are preferably 26a , 26b at an angle 42 , 44 from 30 ° to 60 °, in particular at an angle of approximately 45 °.

Der Winkel zwischen den Längsachsen 32, 36 der Leitungsabschnitte 12, 16 beträgt vorzugsweise 90°, sodass der vorstehend beschriebene Batteriesensor 10 anstelle des in den 1 und 2 beschriebenen Batteriesensors 10' verwendet werden kann ohne die Einbausituation an der Fahrzeugbatterie, insbesondere die Einbausituation in einem Fahrzeug, zu verändern.The angle between the longitudinal axes 32 , 36 of the line sections 12th , 16 is preferably 90 °, so that the battery sensor described above 10th instead of that in the 1 and 2nd described battery sensor 10 ' can be used without changing the installation situation on the vehicle battery, in particular the installation situation in a vehicle.

BezugszeichenlisteReference list

10, 10'10, 10 '
BatteriesensorBattery sensor
12, 12'12, 12 '
erster Leitungsabschnittfirst line section
14, 14'14, 14 '
PolklemmePole terminal
16, 16'16, 16 '
zweiter Leitungsabschnittsecond line section
18, 18'18, 18 '
Anschlussconnection
20, 20'20, 20 '
MesswiderstandMeasuring resistor
22, 22'22, 22 '
Gehäusecasing
24a, 24a'24a, 24a '
erste Kontaktflächefirst contact area
24b, 24b'24b, 24b '
zweite Kontaktflächesecond contact area
26a, 26a'26a, 26a '
erste Fügeflächefirst joining surface
26b, 26b'26b, 26b '
zweite Fügeflächesecond joining surface
28a', 28b'28a ', 28b'
KontaktstellenContact points
30'30 '
SteckanschlussPlug-in connection
32, 32'32, 32 '
Längsachse des ersten LeitungsabschnittsLongitudinal axis of the first line section
34, 34'34, 34 '
Längsachse des MesswiderstandesLongitudinal axis of the measuring resistor
36, 36'36, 36 '
Längsachse des zweiten LeitungsabschnittsLongitudinal axis of the second line section
3838
InneneckeInside corner
4040
ZugkräfteTensile forces

Claims (10)

Batteriesensor (10), insbesondere für eine Fahrzeugbatterie, mit zwei Leitungsabschnitten (12, 16), einem zwischen den Leitungsabschnitten (12, 16) angeordneten Messwiderstand (20) und einer Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung eines Spannungsabfalls über den Messwiderstand (20), wobei der Messwiderstand (20) an Kontaktflächen (24a, 24b) elektrisch leitend mit den Leitungsabschnitten (12, 16) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Längsachsen (32, 36) der Leitungsabschnitte (12, 16) relativ zur Längsachse (34) des Messwiderstandes (20) abgewinkelt sind.Battery sensor (10), in particular for a vehicle battery, with two line sections (12, 16), a measuring resistor (20) arranged between the line sections (12, 16) and a voltage detection device for detecting a voltage drop across the measuring resistor (20), the measuring resistor (20) at contact surfaces (24a, 24b) is connected in an electrically conductive manner to the line sections (12, 16), characterized in that the longitudinal axes (32, 36) of the line sections (12, 16) relative to the longitudinal axis (34) of the measuring resistor (20) are angled. Batteriesensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen (32, 36) der Leitungsabschnitte (12, 16) jeweils relativ zur Längsachse (34) des Messwiderstandes (20) in einem Winkel von 120 ° bis 150°, insbesondere in einem Winkel von zumindest 135°, abgewinkelt sind.Battery sensor after Claim 1 , characterized in that the longitudinal axes (32, 36) of the line sections (12, 16) each relative to the longitudinal axis (34) of the measuring resistor (20) at an angle of 120 ° to 150 °, in particular at an angle of at least 135 °, are angled. Batteriesensor nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (24a, 24b) des Messwiderstandes (20) in zueinander parallelen Ebenen verlaufen.Battery sensor according to one of the Claims 1 and 2nd , characterized in that the contact surfaces (24a, 24b) of the measuring resistor (20) run in mutually parallel planes. Batteriesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche zumindest eines Leitungsabschnittes (12, 16) im Bereich einer an einer Kontaktfläche (24a, 24b) anliegenden Fügefläche (26a, 26b) eines Leitungsabschnittes (12, 16) zumindest der Querschnittsfläche des Messwiderstandes (20) an der jeweiligen Kontaktfläche (24a, 24b) entspricht. Battery sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional area of at least one line section (12, 16) in the region of a joining surface (26a, 24b) abutting a contact area (24a, 24b) of a line section (12, 16) of at least the cross-sectional area of the Measuring resistor (20) on the respective contact surface (24a, 24b) corresponds. Batteriesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügefläche (26a, 26b) zumindest eines Leitungsabschnittes (12, 16) in einem Winkel von 30° bis 60°, insbesondere in einem Winkel von 45° zur Längsachse (34) des Messwiderstandes (20) und/oder zur Längsachse des jeweiligen Leitungsabschnittes (12, 16) verläuft.Battery sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the joining surface (26a, 26b) of at least one line section (12, 16) at an angle of 30 ° to 60 °, in particular at an angle of 45 ° to the longitudinal axis (34) of the measuring resistor (20) and / or to the longitudinal axis of the respective line section (12, 16). Batteriesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen (32, 36) der Leitungsabschnitte (12, 16) zueinander abgewinkelt sind, insbesondere in einem Winkel von 90°.Battery sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal axes (32, 36) of the line sections (12, 16) are angled relative to one another, in particular at an angle of 90 °. Batteriesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwiderstand (20) und die Leitungsabschnitte (12, 16) flächig ausgebildet sind und in einer gemeinsamen Ebene verlaufen.Battery sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring resistor (20) and the line sections (12, 16) are flat and run in a common plane. Batteriesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Batteriesensor (10) ein Gehäuse (22) aufweist, das den Messwiderstand (20), die Spannungserfassungseinrichtung und zumindest abschnittsweise die Leitungsabschnitte (12, 16) umschließt.Battery sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the battery sensor (10) has a housing (22) which encloses the measuring resistor (20), the voltage detection device and at least in sections the line sections (12, 16). Batteriesensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (22) aus einem Kunststoff besteht und insbesondere an zumindest die Leitungsabschnitte (12, 16) angespritzt ist.Battery sensor after Claim 7 , characterized in that the housing (22) consists of a plastic and in particular is injection molded onto at least the line sections (12, 16). Batteriesensor nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (22) stoff- und/oder formschlüssig mit zumindest den Leitungsabschnitten (12, 16) verbunden ist.Battery sensor according to one of the Claims 7 and 8th , characterized in that the housing (22) is materially and / or positively connected to at least the line sections (12, 16).
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