DE102021209116A1 - Arrangement for connecting a battery sensor to a positive pole of a battery - Google Patents
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Abstract
Anordnung zum Verbinden eines Batteriesensors (144) mit einem positiven Pol (114) einer Batterie (100), wobei die Anordnung einen Sicherungsring (140) aufweist, der dazu eingerichtet ist, über eine Messleitung (130) mit dem Batteriesensor (144) verbunden zu sein und mit dem positiven Pol (114) der Batterie direkt kontaktiert zu sein.Arrangement for connecting a battery sensor (144) to a positive pole (114) of a battery (100), the arrangement having a locking ring (140) which is designed to be connected to the battery sensor (144) via a measuring line (130). and to be in direct contact with the positive pole (114) of the battery.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verbinden eines Batteriesensors mit einem positiven Pol einer Batterie.The invention relates to an arrangement for connecting a battery sensor to a positive pole of a battery.
Stand der TechnikState of the art
In Kraftfahrzeugen werden Batterien als elektrische Energiespeicher eingesetzt. Die Pole der Batterie sind dabei typischerweise jeweils als Polschaft ausgebildet. Zum Anschluss bzw. zur Anbindung an einen solchen Polschaft ist es bekannt, sogenannte Polklemmen zu verwenden. Diese sind in den meisten Fällen als schraubbare oder klemmende Verbindung zum Anschluss von Kabeln an die Kontakte bzw. die Polschafte der Batterie ausgebildet.In motor vehicles, batteries are used as electrical energy stores. The poles of the battery are each typically designed as a pole shaft. It is known to use so-called pole terminals for connection or connection to such a pole shaft. In most cases, these are designed as a screwable or clamped connection for connecting cables to the contacts or the pole shafts of the battery.
Für den sicheren Betrieb eines Kraftfahrzeugs ist eine bestimmungsgemäße Funktionsweise der Batterie von großer Bedeutung. Ein Ausfall der Batterie führt zu einem Ausfall der Verbraucher im Bordnetz des Kraftfahrzeugs, was insbesondere bei sicherheitsrelevanten Verbrauchern, wie Bremse und Lenkung, schwerwiegende Folgen haben kann. Daher ist es erforderlich, den Zustand der Batterie regelmäßig zu überwachen, um ggf. einen drohenden Ausfall der Batterie zu erkennen und rechtzeitig Gegenmaßnahmen zu veranlassen oder den Fahrer rechtzeitig zu warnen. Diese Überwachung umfasst regelmäßig die Erfassung und Auswertung von Größen, bspw. von elektrischen Größen, der Batterie.Proper functioning of the battery is of great importance for the safe operation of a motor vehicle. A failure of the battery leads to a failure of consumers in the vehicle electrical system, which can have serious consequences, particularly in the case of safety-relevant consumers such as brakes and steering. It is therefore necessary to regularly monitor the condition of the battery in order to detect an impending failure of the battery and to initiate countermeasures in good time or to warn the driver in good time. This monitoring regularly includes the detection and evaluation of variables, for example electrical variables, of the battery.
Aus der Druckschrift
In Kraftfahrzeugen ist es bekannt, einen Batteriesensor, insbesondere einen elektronischen Batteriesensor (EBS), einzusetzen, der dafür vorgesehen ist, einen Strom, eine Spannung und eine Temperatur an einer Batterie, bspw. einer 12V-Bleibatterie, in einem Fahrzeugbordnetz zu messen. Auf diese Weise ist es möglich, die Batterie zu überwachen und ggf. weitere Batteriezustände zu bestimmen bzw. zu beobachten. Aufgrund des derzeitig verwendeten Verbindungskonzepts, das beispielhaft in
Das elektrische Trennen des EBS von der Batterie kann einen Batteriewechsel bedeuten, der zu einem Fehler der batteriespezifischen Software (SW)-Algorithmen führen kann. Um diesen möglichen Fehler zu berücksichtigen, wird die Trennung des EBS von der Batterie grundsätzlich als Batterietausch betrachtet. Diese Betrachtung bzw. Annahme reduziert die Verfügbarkeit der SW-Algorithmen.Electrically disconnecting the EBS from the battery may mean changing the battery, which may cause the battery specific Software (SW) algorithms to fail. To account for this potential error, disconnecting the EBS from the battery is generally considered a battery swap. This consideration or assumption reduces the availability of the SW algorithms.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Vor diesem Hintergrund wird eine Anordnung zum Verbinden eines Batteriesensors mit einem positiven Pol einer Batterie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.Against this background, an arrangement for connecting a battery sensor to a positive pole of a battery with the features of
Die vorgestellte Anordnung dient zum Verbinden eines Batteriesensors, insbesondere eines elektronischen Batteriesensors (EBS), mit einem positiven Pol einer Batterie, wobei die Anordnung einen Sicherungsring aufweist, der dazu eingerichtet ist, über eine Messleitung mit dem Batteriesensor verbunden zu sein und mit dem positiven Pol der Batterie direkt kontaktiert zu sein. Ein direkter Kontakt bedeutet, dass der Sicherungsring direkt in Kontakt zu dem positiven Pol steht und der elektrische Kontakt nicht über eine weitere Leitung oder eine andere Komponente gegeben ist. Dieser Kontakt ist insbesondere berührungsbehaftet.The arrangement presented is used to connect a battery sensor, in particular an electronic battery sensor (EBS), to a positive pole of a battery, the arrangement having a locking ring which is designed to be connected to the battery sensor via a measuring line and to the positive pole to be in direct contact with the battery. Direct contact means that the locking ring is in direct contact with the positive pole and the electrical contact is not through another wire or component. This contact is in particular subject to physical contact.
Die Batterie kann als Bleibatterie, insbesondere als 12V-Bleibatterie, wie diese regelmäßig in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, ausgebildet sein. Es sind aber auch andere Batterietypen bzw. -arten denkbar. In jedem Fall bietet es sich an, dass die Pole der Batterie, insbesondere der positive Pol, als stabförmige Polschafte ausgebildet sind.The battery can be designed as a lead battery, in particular as a 12V lead battery, such as those regularly used in motor vehicles. However, other battery types or types are also conceivable. In any case, it makes sense for the poles of the battery, in particular the positive pole, to be in the form of rod-shaped pole shanks.
In einer Ausführungsform ist der Sicherungsring als offener Ring mit zwei gegenüberliegenden Enden ausgebildet. Es handelt sich dann um einen Ring, der nicht geschlossen ist, sondern in der Art eines Bügels zwei offene Enden hat, die im wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sein können. Auf diese Weise ist es einfach möglich, den Sicherungsring aufzuweiten, d. h. den Innendurchmesser des Sicherungsrings zu verändern.In one embodiment, the locking ring is designed as an open ring with two opposite ends. It is then a ring which is not closed but has two open ends in the manner of a bracket, which can be arranged essentially opposite one another. In this way it is easily possible to expand the locking ring, i. H. to change the inner diameter of the retaining ring.
Der Sicherungsring, der auch als Sicherheitsring bezeichnet wird, ist in Ausgestaltung als sogenannter Nutenring ausgebildet. Eine mögliche Ausführung eines solchen Sicherungsrings ist ein Sprengring, der bspw. aus einem kreisrund gebogenen Federstahl besteht. Die Enden des Rings sind in Ausgestaltung nicht zueinander fluchtend und erzeugen deshalb bei einer radialen Anziehbewegung eine axiale Krafteinwirkung.The retaining ring, which is also referred to as a safety ring, is configured as a so-called grooved ring. A possible embodiment of such a securing ring is a snap ring, which consists, for example, of spring steel bent into a circular shape. In one embodiment, the ends of the ring are not aligned with one another and therefore generate an axial force effect during a radial tightening movement.
Im Bereich der Enden des Sicherungsrings kann jeweils eine Öffnung vorgesehen sein, was den Einsatz eines Werkzeugs beim Aufweiten des Sicherungsrings ermöglicht.An opening can be provided in each case in the area of the ends of the securing ring, which allows the use of a tool when expanding the securing ring.
In einer Ausführungsform ist der Sicherungsring über die Messleitung mit dem Batteriesensor verbunden und mit dem positiven Pol der Batterie direkt kontaktiert.In one embodiment, the locking ring is connected to the battery sensor via the measuring line and makes direct contact with the positive pole of the battery.
Bei dieser Ausführungsform kann an dem positiven Pol zusätzlich ein Bordnetz als elektrischer Verbraucher, insbesondere über eine Polklemme, angeschlossen sein.In this embodiment, a vehicle electrical system can also be connected to the positive pole as an electrical load, in particular via a pole terminal.
Mit dem vorgestellten Verbindungskonzept wird somit erreicht, ein unnötiges Trennen zwischen Batteriesensor und Batterie zu vermeiden und somit die Verfügbarkeit der SW-Algorithmen zu erhöhen.With the connection concept presented, it is thus possible to avoid unnecessary disconnection between the battery sensor and the battery and thus to increase the availability of the software algorithms.
Das vorgestellte Verbindungskonzept ermöglicht die Trennung des Energiebordnetzes von der Batterie, ohne dass es dabei erforderlich ist, den kontaktierten Batteriesensor von der Batterie zu trennen. Da eine Trennung des Batteriesensors von der Batterie einen Batteriewechsel bedeuten kann, der zu einem potenziellen Fehler der SW-Algorithmen und damit zur Reduzierung der Verfügbarkeit führt, sollen unnötige Trennvorgänge vermieden werden. Dies wird auf diese Weise erreicht.The connection concept presented enables the on-board energy supply system to be separated from the battery without it being necessary to separate the contacted battery sensor from the battery. Since a disconnection of the battery sensor from the battery can mean a battery change, which leads to a potential error in the SW algorithms and thus to a reduction in availability, unnecessary disconnections should be avoided. This is achieved in this way.
In einer Ausführungsform wird ein Messkabel bzw. eine Messleitung des Batteriesensors, das bzw. die zugleich die Versorgungsleitung darstellt, mit einem sogenannten Sicherungsring elektrisch verbunden, der sich wiederum direkt mit dem positiven Batteriepol kontaktieren lässt. Es wird in diesem Zusammenhang auf
Der Querschnitt der Messleitung ist in Ausgestaltung so dimensioniert, dass diese bei einem Kurzschlussstrom abschmelzt, den Stromkreis unterbricht und somit zusätzlich als Überstromschutzeinrichtung dient.In one embodiment, the cross section of the measuring line is dimensioned such that it melts in the event of a short-circuit current, interrupts the circuit and thus also serves as an overcurrent protection device.
Der Sicherungsring kann durch eine äußere Kraft aufgedehnt und über den konisch geformten Batteriepol geführt werden. Lässt die äußere Kraft nach, geht der Sicherungsring durch die Eigenspannung in seine Ursprungsform zurück und bildet somit eine Klemmverbindung mit dem Batteriepol. Durch das erneute Aufdehnen des Sicherungsrings kann die Klemmverbindung insbesondere zerstörungsfrei geöffnet werden.The circlip can be expanded by an external force and guided over the conically shaped battery post. If the external force decreases, the retaining ring returns to its original shape due to its own stress and thus forms a clamped connection with the battery pole. By expanding the locking ring again, the clamping connection can be opened in a non-destructive manner.
Die geringe Stärke bzw. Dicke des Sicherungsrings bietet am positiven Pol weiterhin ausreichend Platz, um die Polklemme des Energiebordnetzes zu befestigen. Dadurch lässt sich das Energiebordnetz ohne Einfluss auf den Batteriesensor von der Batterie trennen. Unnötige Trennvorgänge zwischen Batteriesensor und Batterie werden dadurch vermieden und es wird die Verfügbarkeit der SW-Algorithmen erhöht.The low strength or thickness of the circlip still offers sufficient space on the positive pole to attach the pole clamp of the on-board power supply system. As a result, the vehicle electrical system can be disconnected from the battery without affecting the battery sensor. Unnecessary separation processes between the battery sensor and the battery are thereby avoided and the availability of the SW algorithms is increased.
Der Sicherungsring ist bspw. aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt, das nicht mit Blei korrodiert.For example, the retaining ring is made of an electrically conductive material that does not corrode with lead.
Das durch die vorgestellte Anordnung verwirklichte Verbindungskonzept verhindert auf diese Weise unnötige Trennungen von Batteriesensor und Batterie und sorgt somit für eine Erhöhung der Verfügbarkeit von batteriespezifischen SW-Algorithmen.In this way, the connection concept realized by the arrangement presented prevents unnecessary separation of the battery sensor and battery and thus ensures an increase in the availability of battery-specific software algorithms.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.Further advantages and refinements of the invention result from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those still to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Figurenlistecharacter list
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1 zeigt eine Batterie mit einem bekannten Verbindungsaufbau zwischen Batteriesensor und Batterie.1 shows a battery with a known connection structure between battery sensor and battery. -
2 zeigt eine Batterie mit einem Verbindungsaufbau der hierin vorgestellten Art.2 shows a battery with a connection structure of the type presented here. -
3 zeigt in einer schematischen Darstellung einen positiven Batteriepol mit Polklemme und Sicherungsring.3 shows a schematic representation of a positive battery pole with pole clamp and locking ring.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is shown schematically in the drawings using embodiments and is described in detail below with reference to the drawings.
Die Verbindung von Batteriesensor 44 zu dem positiven Batteriepol 14 erfolgt über die Mess- und Versorgungsleitung 30, die in der Sicherungsbox 36 Anschluss findet. Die Kommunikation des Batteriesensors 44 mit dem Fahrzeug findet über die LIN-Leitung 38 statt, die ebenfalls in der Sicherungsbox 36 angeschlossen wird. Im beschriebenen Verbindungskonzept führt eine Trennung des Energiebordnetzes von dem positiven Batteriepol 14 automatisch zur Trennung des Batteriesensors 44.The
Von Bedeutung ist, dass die Polklemme 152 und der Sicherungsring 154 unabhängig voneinander an dem Pol 150 angebracht und von diesem abgenommen werden können. Dies wird insbesondere durch die Abmessungen des Sicherungsrings 154 und dessen insbesondere elastische Verformbarkeit erreicht.Importantly,
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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