DE102021204479A1 - Schaltungsanordnung zur Messung der Stromstärke eines Stromes, Batterievorrichtung - Google Patents

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Abstract

Offenbart wird eine Schaltungsanordnung (SA) zur Messung der Stromstärke eines Stromes (I), aufweisend:- einen Stromleiter (SL) zum Leiten des zu messenden Stromes (I), der einen ersten Leiterabschnitt (LA1) und einen zweiten Leiterabschnitt (LA2) aufweist;- einen Strommesswiderstand (ST), der in dem Stromleiter (SL) integriert ist und einen Teilbereich des ersten Leiterabschnitts (LA1) bildet;- eine elektrische Isolationsschicht (IS);- wobei der erste (LA1) und der zweite (LA2) Leiterabschnitt in deren jeweiligen Längsrichtungen bezogen auf die Stromflussrichtung (FR) des Stroms (I) zueinander entgegengesetzt gerichtet angeordnet sind;- wobei die Isolationsschicht (IS) zwischen dem ersten (LA1) und dem zweiten (LA2) Leiterabschnitt angeordnet ist, mit dem ersten (LA1) und dem zweiten (LA2) Leiterabschnitt körperlich kontaktiert ist, sowie den ersten (LA1) und den zweiten (LA2) Leiterabschnitt voneinander elektrisch isoliert.Ferner wird eine Batterievorrichtung (BV) mit einer Schaltungsanordnung (SA) beschrieben.

Description

  • Technisches Gebiet:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Messung der Stromstärke eines Stromes sowie eine Batterievorrichtung, insb. eine Traktionsbatterievorrichtung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, mit einer genannten Schaltungsanordnung.
  • Stand der Technik und Aufgabe der Erfindung:
  • Strommessung ist ein fester Bestandteil in nahezu allen (leistungs-)elektrischen Vorrichtungen, insb. in Batterievorrichtungen, insb. Traktionsbatterievorrichtungen von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, zur Regelung der Stromstärke eines Stromflusses oder zum Schutz der Vorrichtungen von einem Überstrom. Dabei ist die Anforderung an eine genaue zuverlässige Strommessung sehr hoch. Dies gilt insb. bei einer Batterievorrichtung, insb. einer Traktionsbatterievorrichtung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
  • Damit besteht die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung darin, eine Möglichkeit zur genauen zuverlässigen Strommessung bereitzustellen.
  • Beschreibung der Erfindung:
  • Diese Aufgabe wird durch Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Schaltungsanordnung zur Messung der Stromstärke eines Stromes bereitgestellt.
  • Die Schaltungsanordnung weist einen Stromleiter zum Leiten des zu messenden Stromes auf, der seinerseits (unter anderem) einen ersten Leiterabschnitt und einen zweiten Leiterabschnitt aufweist. Dabei sind der erste und der zweite Leiterabschnitt zum Leiten desselben zu messenden Stromes in einer Stromflussrichtung ausgeführt, wobei der erste und der zweite Leiterabschnitt in deren jeweiligen Längsrichtungen bezogen auf die Stromflussrichtung des durch den Stromleiter fließenden Stroms zueinander entgegengesetzt gerichtet angeordnet sind.
  • Die Schaltungsanordnung weist ferner einen Strommesswiderstand, insb. einen Shunt, auf, der in dem Stromleiter integriert ist und einen Teilbereich bzw. einen Teil des ersten Leiterabschnitts bildet.
  • Die Schaltungsanordnung weist zudem eine (dünne) elektrische Isolationsschicht (bzw. einen elektrischen Isolator mit einer Isolationsschicht) auf, die bspw. als eine separate Schicht oder als ein Teil einer isolierenden Ummantelung eines der beiden oben genannten Leiterabschnitte gebildet ist. Dabei ist die Isolationsschicht zwischen dem ersten Leiterabschnitt samt dem Strommesswiderstand und dem zweiten Leiterabschnitt angeordnet und mit dem ersten Leiterabschnitt (samt dem Strommesswiderstand) und dem zweiten Leiterabschnitt körperlich (wie auch thermisch) kontaktiert. Ferner isoliert die Isolationsschicht den ersten Leiterabschnitt (samt dem Strommesswiderstand) und den zweiten Leiterabschnitt voneinander elektrisch.
  • Jeder stromdurchflossene Leiter, durch den ein zu messender Strom durchfließt, erzeugt aufgrund der Eigeninduktivität des verwendeten Leitermaterials ein Magnetfeld. Weist der Strom einen hochfrequenten Stromanteil bzw. transiente Strompeaks auf, so führt der Strom auch entsprechende Schwankungen in dem erzeugten Magnetfeld. Ein sich änderndes Magnetfeld induziert parasitäre Spannung. Diese parasitäre Spannung verfälscht den Messwert bei einer Strommessung, die basierend auf eine Spannungsmessung an einem an dem Stromleiter angeschlossenen Strommesswiderstand erfolgt. Dies führt wiederum zu einer ungenauen, und somit unzuverlässigen Strommessung.
  • Insb. enthält der Versorgungsstrom einer Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs aufgrund von Stromschwankungen in einem Bordnetz des Fahrzeugs, an dem die Traktionsbatterie angeschlossen ist, hochfrequente Stromanteile bzw. transiente Strompeaks, welche dazu führen, dass die gemessenen Stromwerte des Versorgungsstroms einer Traktionsbatterie oft ungenau sind.
  • Dieses Problem wird mit der oben beschrieben Schaltungsanordnung gelöst, indem der Stromleiter der Schaltungsanordnung, durch den der zu messende Strom durchfließt, mit einem ersten Leiterabschnitt (wobei ein Teil davon der Strommesswiderstand ist) und einem zweiten Leiterabschnitt ausgeführt ist, wobei die beiden Leiterabschnitte in deren jeweiligen Längsrichtungen bzw. Längserstreckungsrichtungen bezogen auf die Stromflussrichtung des Stroms zueinander entgegengesetzt gerichtet angeordnet sind.
  • Durch derartige Anordnung fließt der zu messende Strom durch den ersten Leiterabschnitt und somit den Strommesswiderstand in einer Richtung, die entgegengesetzt liegt als eine Richtung, in der derselbe Strom durch den zweiten Leiterabschnitt fließt. Dadurch weisen Magnetfeld, das von dem ersten Leiterabschnitt bzw. dem Strommesswiderstand induziert wird, Magnetfeld, das von dem zweiten Leiterabschnitt induziert wird, zueinander entgegengesetzte Flussrichtungen.
  • Dadurch, dass der erste Leiterabschnitt und somit der Strommesswiderstand und der zweite Leiterabschnitt jeweils mit derselben dünnen Isolationsschicht körperlich kontaktiert sind und somit zueinander eng beieinander liegen, kompensieren sich die Induktionseffekte der zueinander entgegengesetzten Magnetfelder und somit auch deren Schwankungen, die infolge der hochfrequenten Stromanteile bzw. der transienten Strompeaks in dem zu messenden Strom entstehen. Entsprechend entstehen an dem Stromleiter und folglich auch an dem Strommesswiderstand insgesamt kaum bzw. vernachlässigbar geringe parasitäre Spannungen induziert, welche das Ergebnis der Spannungsmessung und somit der Strommessung verfälschen könnten. Folglich wird eine genaue und zuverlässige Strommessung auch bei einem Strom mit hochfrequenten Stromanteilen bzw. transienten Strompeaks sichergestellt.
  • Zusammenfasst funktioniert die Strommessung anhand der oben beschriebenen Schaltungsanordnung wie folgt: Jeder stromdurchflossene Stromleiter erzeugt ein Magnetfeld. Ein sich infolge von hochfrequenten Stromanteilen bzw. transienten Strompeaks änderndes Magnetfeld induziert eine parasitäre Spannung an dem Stromleiter. Hierzu wird der zu messende Strom über den zweiten Leiterabschnitt möglichst nahe am Strommesswiderstand bei gleichbleibender Stromflussrichtung rückgeführt. Entgegengesetzte Magnetfelder der zwei eng beieinander liegenden Leiterabschnitte, durch die derselbe zu messende Strom in zwei entgegensetzen Flussrichtungen fließt, heben diesen Effekt zum Teil wieder auf.
  • Damit ist eine Möglichkeit zur genauen zuverlässigen Strommessung bereitgestellt.
  • Bspw. ist der Stromleiter U-förmig gebogen. In diesem Fall bilden der erste Leiterabschnitt samt dem Strommesswiderstand und der zweite Leiterabschnitt die zwei U-Schenkel der (geometrischen) U-Form des Stromleiters.
  • Bspw. sind der erste Leiterabschnitt samt dem Strommesswiderstand und der zweite Leiterabschnitt miteinander über einen Verbindungsabschnitt des Stromleiters verbunden. Dabei bildet der Verbindungsabschnitt in dessen geometrischen Form quasi den geometrischen Winkelscheitel eines geometrischen Winkels von 0° oder zwischen 0° bis 5° der geometrischen Form des Stromleiters. Analog bilden der erste Leiterabschnitt samt dem Strommesswiderstand und der zweite Leiterabschnitt in deren jeweiligen geometrischen Formen bzw. in deren jeweiligen geometrischen Erstreckungen die zwei geometrischen Winkel-Schenkel des Winkels. In diesem Fall zeigt die Stromflussrichtung des durch den Stromleiter fließenden Stromes in den jeweiligen Leiterabschnitten zueinander um einen Winkel von 180° oder zwischen 175° bis 180° gedreht. Mit anderen Worten: der erste Leiterabschnitt samt dem Strommesswiderstand und der zweite Leiterabschnitt sind zueinander um einen Winkel von 0° bzw. um einen Winkel zwischen 0° bis 5° geneigt.
  • Bspw. verlaufen der erste und der zweite Leiterabschnitt zueinander parallel.
  • Bspw. sind der Stromleiter (mit seinem ersten und zweiten Leiterabschnitt) und der Strommesswiderstand einstückig gebildet.
  • Bspw. bilden der Stromleiter bzw. der erste Leiterabschnitt und der Strommesswiderstand einen einstückigen Stromleiter- bzw. Leiterabschnitt-Strommesswiderstand-Verbund aus einem Verbundmaterial aus zwei Kupferbändern (aus Kupfer oder einer geeigneten Kupferlegierung für Stromleiter) und einer Widerstandslegierung (bspw. einer geeigneten Kupferlegierung für Shunt-Widerstände), wobei die Widerstandslegierung zwischen den beiden Kupferbändern angeordnet und mit den beiden Kupferbändern einstückig verbunden ist. Bspw. ist der Stromleiter- bzw. Leiterabschnitt-Strommesswiderstand-Verbund aus einem Verbundmaterial-Blech durch Stanzen oder (Laserstrahl-)Schneiden geformt.
  • Bspw. ist der Stromleiter als eine Stromsammelschiene (auf Englisch „Busbar“) gebildet, insb. aus einem Kupfer- oder Metallblech gestanzt oder (laser-)geschnitten. In diesem Fall sind der erste Leiterabschnitt samt dem Strommesswiderstand und der zweite Leiterabschnitt zueinander über ihren jeweiligen, flächig ausgedehnten Oberflächen, insb. nahezu vollständig, überlappend angeordnet. Zwischen den Oberflächen des ersten Leiterabschnitts (samt dem Strommesswiderstand) und des zweiten Leiterabschnitts ist die Isolationsschicht angeordnet, wobei die Isolationsschicht mit dem ersten Leiterabschnitt (samt dem Strommesswiderstand) und dem zweiten Leiterabschnitt körperlich (wie thermisch) kontaktiert ist, zugleich jedoch den ersten (samt dem Strommesswiderstand) von dem zweiten Leiterabschnitt elektrisch isoliert. Insb. sind der erste Leitungsabschnitt (samt dem Strommesswiderstand), die Isolationsschicht und der zweite Leitungsabschnitt zueinander schichtförmig (und jeweils über eine flächig ausgedehnte Überlappungsoberfläche) überlappend angeordnet (bzw. übereinandergestapelt).
  • Bspw. weist die Schaltungsanordnung ferner einen Spannungsmesser auf, der zwischen zwei Spannungsmesspunkten des Strommesswiderstands elektrisch angeschlossen ist und eingerichtet ist, eine auf den Strommesswiderstand abfallende Spannung zu messen, anhand derer die Stromstärke des durch den Stromleiter fließenden Stromes ermittelt wird.
  • Bspw. weist die Schaltungsanordnung ferner eine Stromermittlungseinheit auf, die signaleingangsseitig mit einem Messsignalausgang des Spannungsmessers signaltechnisch verbunden ist und eingerichtet ist, anhand von einem von dem Spannungsmesser gemessenen Spannungsmesswert die Stromstärke des durch den Stromleiter fließenden Stromes zu ermitteln.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Batterievorrichtung, insb. Traktionsbatterievorrichtung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, bereitgestellt.
  • Die Batterievorrichtung weist unter anderem einen positivspannungsseitigen Stromanschluss zum Anschließen der Vorrichtung an einen Stromverbraucher, eine Batterieanordnung mit einem Pluspol sowie eine zuvor beschriebene Schaltungsanordnung auf. Der Stromleiter der Schaltungsanordnung verbindet dabei den Stromanschluss und den Pluspol elektrisch, und bildet somit Teil eines Strompfades zwischen dem Pluspol und dem Stromanschluss.
  • Figurenliste
  • Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
    • 1 in einer ersten schematischen Querschnittdarstellung einen Abschnitt einer Schaltungsanordnung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
    • 2 in einer zweiten schematischen Querschnittdarstellung einen Abschnitt einer Schaltungsanordnung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung; und
    • 3 in einer schematischen Vogelperspektivdarstellung einen Abschnitt einer Traktionsbatterievorrichtung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit einer Schaltungsanordnung aus 1.
  • Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen:
  • 1 zeigt in einer ersten schematischen Querschnittdarstellung einen Abschnitt einer Schaltungsanordnung SA gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
  • Die Schaltungsanordnung SA dient zum Durchleiten eines Stromes I und zugleich zur Messung der Stromstärke des durchfließenden Stromes I.
  • Hierzu weist die Schaltungsanordnung SA einen Stromleiter SL zum Leiten des Stromes I und einen ein Strommesswiderstand bzw. Shunt ST zur Messung der Stromstärke des durch den Stromleiter SL fließenden Stromes I auf.
  • Der Stromleiter SL weist seinerseits einen ersten Leiterabschnitt LA1 und einen zweiten Leiterabschnitt LA2 auf, wobei die beiden Leistungsabschnitte LA1, LA2 zum Leiten desselben Stromes I in derselben Stromflussrichtung FR ausgeführt sind. In dem ersten Leiterabschnitt LA1 ist der Strommesswiderstand ST integriert und bildet als Teil des ersten Leiterabschnitts LA1 mit dem ersten Leiterabschnitt LA1 einen einstückigen Leiterabschnitt-Strommesswiderstand-Verbund. Dabei weisen der erste Leiterabschnitt LA1 bzw. der Leiterabschnitt-Strommesswiderstand-Verbund und der zweite Leiterabschnitt LA2 die Form von Stromsammelschienen mit jeweils zwei flächig ausgedehnten Oberflächen auf.
  • Der Leiterabschnitt-Strommesswiderstand-Verbund besteht aus einem massiven, bspw. elektronenstrahlverschweißten, Verbundmaterial aus zwei Kupferbändern und einer Widerstandslegierung, die zwischen den beiden Kupferbändern verschweißt ist. Bspw. ist der Leiterabschnitt-Strommesswiderstand-Verbund aus einem Verbundmaterial-Blech durch Stanzen geformt. Der zweite Leiterabschnitt LA2 ist aus einem Kupfer-Blech (aus Kupfer oder einer geeigneten Kupferlegierung für Stromleiter) ebenfalls durch Stanzen oder (Laserstrahl-)Schneiden geformt.
  • Als Materialien für den Shunt ST können bspw. Manganin, Isotan, Isabellin verwendet werden, die einen ähnlichen Temperaturkoeffizienten aufweisen wie Kupfer oder sonstige bekannte Kupferlegierungen für Stromleiter SL und somit eine geringe Thermospannung gegen Stromleiter-Materialien.
  • Ferner werden Schichtstärken, Schichtbreiten der beiden Leiterabschnitte LA1, LA2 und des Shunts ST so gewählt, dass der Verbund von dem ersten Leiterabschnitt LA1 und dem Shunt ST und der zweite Leiterabschnitt LA2 ähnliche Reluktanzen aufweisen und unter der Einwirkung von hochfrequenten Stromanteilen bzw. transienten Strompeaks in dem durch den Stromleiter SL fließenden Strom I ähnlich hohe parasitäre Induktionsspannungen hervorrufen.
  • Der Stromleiter SL weist ferner eine elektrische Isolationsschicht IS aus einem bekannten Isolationsmaterial auf, die zwischen dem ersten Leiterabschnitt LA1 samt dem Shunt ST und dem zweiten Leiterabschnitt LA2 angeordnet ist. Dabei sind der erste Leiterabschnitt LA1 samt dem Shunt ST, die Isolationsschicht IS und der zweite Leiterabschnitt LA2 in dieser Reihenfolge übereinander schichtartig gestapelt, wobei sich diese Komponenten jeweils über deren jeweiligen flächig ausgedehnten Oberflächen (paarweise) miteinander unmittelbar körperlich verbunden sind und sich nahezu vollständig überlappen. Die Isolationsschicht IS verbindet dabei den ersten Leiterabschnitt LA1 (samt dem Shunt ST) und den zweiten Leiterabschnitt LA2 miteinander körperlich, isoliert den ersten Leiterabschnitt LA1 und den Shunt ST jedoch von dem zweiten Leiterabschnitt LA2 elektrisch.
  • Der Stromleiter SL weist ferner einen Verbindungsabschnitt VA in Form von einer Metall- bzw. Kupfer-Schraube auf, der den ersten Leiterabschnitt LA1 und den zweiten Leiterabschnitt LA2 an deren jeweiligen korrespondierenden Enden miteinander festschraubt. Dabei ist der Verbindungsabschnitt VA mit den beiden Leiterabschnitten LA1, LA2 körperlich wie elektrisch (niederohmig) verbunden und bildet somit mit den beiden Leiterabschnitten LA1, LA2 den Stromleiter SL.
  • Der Stromleiter SL bildet mit dem Verbindungsabschnitt VA mit den beiden Leiterabschnitten LA1, LA2 in seiner geometrischen Form einen Winkel von nahezu 0°, wobei der Verbindungsabschnitt VA den Winkel-scheitel des Winkels bildet und die beiden Leiterabschnitte LA1, LA2 die zwei Winkel-Schenkel des Winkels bilden, die sich eng beieinander parallel erstrecken. Entsprechend sind die beiden Leiterabschnitte LA1, LA2 in deren jeweiligen Längsrichtungen bezogen auf die Stromflussrichtung FR des Stroms I durch den Stromleiter SL zueinander entgegengesetzt gerichtet.
  • Im Betrieb der Schaltungsanordnung SA leitet der Stromleiter SL den Strom I in einer Stromflussrichtung FR. Durch die oben beschriebene zueinander entgegengesetzt gerichtete Anordnung der beiden Leiterabschnitte LA1, LA2 fließt der Strom I in den jeweiligen Leiterabschnitten LA1, LA2 in zwei voneinander entgegengesetzten Richtungen. Wie in der 1 zu sehen ist, fließt der Strom I durch den ersten Leiterabschnitt LA1 und den Shunt ST in der Stromflussrichtung FR von rechts nach links und durch den zweiten Leiterabschnitt LA1 in derselben (unveränderten) Stromflussrichtung FR von links nach rechts.
  • Dadurch fließt der Strom I in dem ersten Leiterabschnitt LA1 bzw. dem Shunt ST und in dem zweiten Leiterabschnitt LA2 in zwei zueinander parallel verlaufenden, jedoch voneinander entgegengesetzten Flussrichtungen (bezogen auf den jeweiligen Leiterabschnitt LA1 bzw. LA2). Entsprechend erzeugen der erste Leiterabschnitt LA1 (samt dem Shunt ST) und der zweite Leiterabschnitt LA2 zwei zueinander in Bezug auf parasitäre Induktionsspannungen entgegengesetzt wirkende Magnetfelder. Der Induktionseffekt eines infolge von hochfrequenten Stromanteilen bzw. transienten Strompeaks in dem durch den Stromleiter SL fließenden Strom I sich ändernden Magnetfelds wird von den beiden entgegengesetzt wirkenden Magnetfeldern aufgehoben. Folglich induzieren die hochfrequenten Stromanteile bzw. transienten Strompeaks in dem zu messenden Strom I kaum bzw. vernachlässigbar geringe parasitäre Spannungen, welche das Ergebnis der Spannungsmessung und somit der Strommessung verfälschen könnten.
  • Die Schaltungsanordnung SA weist ferner einen Spannungsmesser SM auf, der zwischen zwei Spannungsmesspunkten MP1, MP2 des Shunts ST elektrisch angeschlossen ist und messsignalausgangsseitig an einem Messignaleingang einer in der Figur nicht dargestellten Stromermittlungseinheit signaltechnisch verbunden ist. Der Spannungsmesser SM ist eingerichtet, eine auf den Shunt ST abfallende Spannung zu messen und den Messwert über die Signalverbindung an die Stromermittlungseinheit weiterzuleiten.
  • Die Schaltungsanordnung SA weist zudem die zuvor genannte Stromermittlungseinheit, die signaleingangsseitig mit einem Messsignalausgang des Spannungsmessers SM signaltechnisch verbunden ist und eingerichtet ist, anhand von einem von dem Spannungsmesser SM erhaltenen Spannungsmesswert die Stromstärke des durch den Stromleiter SL fließenden Stromes I zu ermitteln.
  • 2 zeigt in einer zweiten schematischen Querschnittdarstellung einen Abschnitt einer weiteren Schaltungsanordnung SA gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
  • In dieser zweiten Ausführungsform weist die Schaltungsanordnung SA einen Stromleiter SL mit einem integrierten Shunt ST auf, wobei der Stromleiter ST an sich und auch mit dem Shunt ST einstückig gebildet ist und einen Stromleiter-Shunt-Verbindung bildet.
  • Ähnlich wie bei dem Leiterabschnitt-Shun-Verbund bei der Schaltungsanordnung aus 1 besteht der Stromleiter-Shunt-Verbund der Schaltungsanordnung SA aus einem massiven, bspw. elektronenstrahlverschweißten, Verbundmaterial aus zwei Kupferbändern (aus Kupfer oder einer geeigneten Kupferlegierung für Stromleiter) und einer Widerstandslegierung (bspw. einer geeigneten Kupferlegierung für Shunt-Widerstände), die zwischen den beiden Kupferbändern verschweißt ist.
  • Der Stromleiter-Shunt-Verbund weist die Form einer Stromsammelschiene auf und ist U-förmig gebogen. Dabei bilden einer der beiden geometrischen U-Schenkel des Verbunds einen ersten Leiterabschnitt LA1 mit dem integrierten Shunt ST und der andere U-Schenkel des Verbunds einen zweiten Leiterabschnitt LA2. Die beiden Leiterabschnitte LA1, LA2 sind miteinander über einen Verbindungsabschnitt VA des Stromleiters SL einstückig verbunden.
  • Zwischen den beiden U-Schenkeln des Verbunds weist die Schaltungsanordnung SA eine dünne Isolationsschicht IS auf, die ähnlich wie bei der Schaltungsanordnung aus 1 zwischen dem ersten Leiterabschnitt LA1 bzw. dem Shunt ST und dem zweiten Leiterabschnitt LA2 angeordnet ist, und den ersten Leiterabschnitt LA1 bzw. den Shunt ST mit dem zweiten Leiterabschnitt LA2 körperlich verbindet und zugleich von dem zweiten Leiterabschnitt LA2 elektrisch isoliert.
  • Sonstige Eigenschaften der Schaltungsanordnung SA ähneln mit denen der Schaltungsanordnung aus 1 und werden nicht wiederholt beschrieben.
  • 3 zeigt in einer schematischen Vogelperspektivdarstellung einen Abschnitt einer Traktionsbatterievorrichtung BV, bspw. einer 48 Volt Mild-Hybrid Batterievorrichtung, eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit einer Schaltungsanordnung SA aus 1.
  • Die Batterievorrichtung BV weist einen positivspannungsseitigen Stromanschluss AS und einen negativspannungsseitigen Stromanschluss zum Anschließen der Vorrichtung BV an ein Bordnetz des Fahrzeugs auf.
  • Ferner weist die Batterievorrichtung BV eine Batterieanordnung BA mit einem Pluspol und einem Minuspol auf, die über deren beiden Polen zwischen den beiden Stromanschlüssen elektrisch angeschlossen ist.
  • Außerdem weist die Batterievorrichtung BV eine Schaltungsanordnung SA aus 1 auf. wobei der Stromleiter SL der Schaltungsanordnung SA den Pluspol der Batterievorrichtung BV mit dem positivspannungsseitigen Stromanschluss AS elektrisch verbindet und Teil des Versorgungsstrompfades der Batterievorrichtung BV bildet. Über die Schaltungsanordnung SA ermittelt die Batterievorrichtung BV die Stromstärke des Batterie- bzw. Versorgungsstromes I, der durch den Stromleiter SL der Schaltungsanordnung SA fließt.
  • Durch die oben beschriebene Ausführung bei dem Stromleiter SL und dem Shunt ST weist der Stromleiter SL trotz der hochfrequenten Stromanteile bzw. der transienten Strompeaks in dem Versorgungsstrom I kaum parasitäre Induktionsspannungen auf, welche der Ergebnis der Strommessung verfälschen würden.

Claims (9)

  1. Schaltungsanordnung (SA) zur Messung der Stromstärke eines Stromes (I), aufweisend: - einen Stromleiter (SL) zum Leiten des zu messenden Stromes (I), der einen ersten Leiterabschnitt (LA1) und einen zweiten Leiterabschnitt (LA2) aufweist; - einen Strommesswiderstand (ST), der in dem Stromleiter (SL) integriert ist und einen Teilbereich des ersten Leiterabschnitts (LA1) bildet; - eine elektrische Isolationsschicht (IS); - wobei der erste (LA1) und der zweite (LA2) Leiterabschnitt in deren jeweiligen Längsrichtungen bezogen auf die Stromflussrichtung (FR) des Stroms (I) zueinander entgegengesetzt gerichtet angeordnet sind; - wobei die Isolationsschicht (IS) zwischen dem ersten (LA1) und dem zweiten (LA2) Leiterabschnitt angeordnet ist, mit dem ersten (LA1) und dem zweiten (LA2) Leiterabschnitt körperlich kontaktiert ist, sowie den ersten (LA1) und den zweiten (LA2) Leiterabschnitt voneinander elektrisch isoliert.
  2. Schaltungsanordnung (SA) nach Anspruch 1, wobei der Stromleiter (SL) U-förmig gebogen ist, wobei der erste (LA1) und der zweite (LA2) Leiterabschnitt die zwei U-Schenkel bilden.
  3. Schaltungsanordnung (SA) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste (LA1) und der zweite (LA2) Leiterabschnitt miteinander über einen Verbindungsabschnitt (VA) des Stromleiters (SL) verbunden sind, wobei der Verbindungsabschnitt (VA) den Winkelscheitel eines Winkels zwischen 0° bis 5° bildet und der erste (LA1) und der zweite (LA2) Leiterabschnitt die zwei Winkel-Schenkel des Winkels bilden.
  4. Schaltungsanordnung (SA) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste (LA1) und der zweite (LA2) Leiterabschnitt zueinander parallel verlaufen.
  5. Schaltungsanordnung (SA) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Stromleiter (SL) und der Strommesswiderstand (ST) einstückig gebildet sind.
  6. Schaltungsanordnung (SA) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Leiterabschnitt (LA1) und der Strommesswiderstand (ST) einen einstückigen Leiterabschnitt-Strommesswiderstand-Verbund aus einem Verbundmaterial aus zwei Kupferbändern und einer Widerstandslegierung bilden, wobei die Widerstandslegierung zwischen den beiden Kupferbändern angeordnet und mit den beiden Kupferbändern einstückig verbunden ist.
  7. Schaltungsanordnung (SA) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Stromleiter (SL) als eine Stromsammelschiene gebildet ist, wobei der erste (LA1) und der zweite (LA2) Leiterabschnitt zueinander über ihren jeweiligen, flächig ausgedehnten Oberflächen überlappend angeordnet sind, wobei zwischen den Oberflächen des ersten (LA1) und des zweiten (LA2) Leiterabschnitts die Isolationsschicht (IS) angeordnet ist, und mit dem ersten (LA1) und dem zweiten (LA2) Leiterabschnitt körperlich kontaktiert ist, sowie den ersten (LA1) und den zweiten (LA2) Leiterabschnitt voneinander elektrisch isoliert.
  8. Schaltungsanordnung (SA) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die ferner einen Spannungsmesser (SM) aufweist, der zwischen zwei Spannungsmesspunkten (MP1, MP2) des Strommesswiderstands (ST) elektrisch angeschlossen ist und eingerichtet ist, eine auf den Strommesswiderstand (ST) abfallende Spannung zu messen.
  9. Batterievorrichtung (BV), insb. Traktionsbatterievorrichtung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, aufweisend: - einen positivspannungsseitigen Stromanschluss (AS); - eine Batterieanordnung (BA) mit einem Pluspol; - eine Schaltungsanordnung (SA) nach einem der vorangehenden Ansprüche; - wobei der Stromleiter (SL) der Schaltungsanordnung (SA) den Stromanschluss (AS) und den Pluspol elektrisch verbindet.
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