DE102022115522A1

DE102022115522A1 - Strommesswiderstand

Info

Publication number: DE102022115522A1
Application number: DE102022115522.6A
Authority: DE
Inventors: Arno Fey; Paul Kalemba; Benedikt Kramm; Daniel Langhammer; Felix Lebeau; Jan Sattler
Original assignee: IsabellenHuette Heusler GmbH and Co KG
Current assignee: IsabellenHuette Heusler GmbH and Co KG
Priority date: 2022-06-22
Filing date: 2022-06-22
Publication date: 2023-12-28
Also published as: WO2023247540A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Strommesswiderstand (1) zum Messen eines elektrischen Stroms (I), mit zwei plattenförmigen Anschlussteilen (2, 3) aus einem elektrisch leitfähigen Leitermaterial zum Einleiten bzw. Ausleiten des zu messenden Stroms (I) und einem plattenförmigen Widerstandselement (4) aus einem niederohmigen Widerstandsmaterial, wobei das Widerstandselement (4) elektrisch und mechanisch mit den Anschlussteilen (2, 3) verbunden und in Stromflussrichtung zwischen den beiden Anschlussteilen (2, 3) angeordnet ist, so dass der zu messende elektrische Strom (I) durch das Widerstandselement (4) fließt. Die Erfindung sieht vor, dass das plattenförmige Widerstandselement (4) auf die Oberseite der Anschlussteile (2, 3) aufgesetzt ist und jeweils in einem Überlappungsbereich (7, 8) mit den plattenförmigen Anschlussteilen (2, 3) überlappt, insbesondere planparallel.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Strommesswiderstand („Shunt“) zum Messen eines elektrischen Stroms.
Hintergrund der Erfindung
1 zeigt einen herkömmlichen Strommesswiderstand 1, der beispielsweise aus EP 0 605 800 B1 bekannt ist und zur Strommessung gemäß der Vierleitertechnik dient. Der bekannte Strommesswiderstand 1 weist zunächst ein plattenförmiges Anschlussteil 2 auf, das aus einem Leitermaterial (z.B. Kupfer) besteht und dazu dient, einen zu messenden elektrischen Strom I in den Strommesswiderstand 1 einzuleiten. Darüber hinaus weist der bekannte Stromesswiderstand 1 ein weiteres plattenförmiges Anschlussteil 3 auf, das ebenfalls aus einem Leitermaterial (z.B. Kupfer) besteht und dazu dient, den zu messenden elektrischen Strom I wieder aus dem Strommesswiderstand 1 auszuleiten. In Stromflussrichtung zwischen den beiden Anschlussteilen 2, 3 ist ein Widerstandselement 4 angeordnet, das aus einem Widerstandsmaterial (z.B. Manganin®, d.h. CuMn12Ni) besteht und an seinen Stirnkanten durch eine Elektronenstrahlverschweißung mit den Anschlussteilen 2, 3 verbunden ist. Der zu messende elektrische Strom I wird also über das Anschlussteil 2 in den Strommesswiderstand 1 eingeleitet, durchfließt dann das Widerstandselement 4 und wird schließlich durch das Anschlussteil 3 wieder aus dem Strommesswiderstand 1 ausgeleitet. Darüber hinaus weist der Strommesswiderstand 1 zwei Spannungsabgriffe auf, die zur Vereinfachung nicht dargestellt sind und dazu dienen, den Spannungsabfall über dem Widerstandselement 4 zu messen. Der gemessene Spannungsabfall über dem Widerstandselement 4 ist dann entsprechend dem Ohmschen Gesetz ein Maß für den elektrischen Strom I, der durch den Strommesswiderstand 1 fließt. Ferner ist zu erwähnen, dass in den beiden Anschlussteilen 2, 3 jeweils eine Bohrung 5 bzw. 6 angeordnet ist, die es ermöglicht, die Anschlussteile 2 bzw. 3 beispielsweise mit einer Stromschiene zu verschrauben.
Dieser bekannte Strommesswiderstand 1 ist jedoch noch nicht vollständig befriedigend. Insbesondere ist die Abfuhr der in dem Widerstandselement 4 im Betrieb entstehende elektrischen Verlustwärme über die Anschlussteile 2, 3 noch nicht befriedigend.
Beschreibung der Erfindung
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen entsprechend verbesserten Strommesswiderstand zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Strommesswiderstand gemäß dem Hauptanspruch gelöst.
Der erfindungsgemäße Strommesswiderstand weist zunächst in Übereinstimmung mit dem eingangs beschriebenen bekannten Strommesswiderstand ein plattenförmiges erstes Anschlussteil auf, das aus einem elektrisch leitfähigen Leitermaterial (z.B. Kupfer) besteht und dazu dient, den zu messenden elektrischen Strom in den Strommesswiderstand einzuleiten.
Darüber hinaus weist auch der erfindungsgemäße Strommesswiderstand in Übereinstimmung mit dem eingangs beschriebenen bekannten Strommesswiderstand ein zweites plattenförmiges Anschlussteil auf, das ebenfalls aus einem Leitermaterial (z.B. Kupfer) besteht und dazu dient, den elektrischen Strom wieder aus dem Strommesswiderstand auszuleiten.
Weiterhin umfasst der erfindungsgemäße Strommesswiderstand in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik ein Widerstandselement aus einer Widerstandslegierung (z.B. Manganin®, d.h. CuMn12Ni), das in Stromflussrichtung zwischen den beiden Anschlussteilen angeordnet ist und somit im Betrieb von dem zu messenden elektrischen Strom durchströmt wird.
Der Spannungsabfall über dem Widerstandselement ist dann entsprechend dem Ohmschen Gesetz ein Maß für den elektrischen Strom, der durch den Strommesswiderstand fließt, was in herkömmlicher Weise eine Strommessung gemäß der bekannten Vierleitertechnik ermöglicht, wie sie beispielsweise in EP 0 605 800 B1 beschrieben ist.
Bei dem eingangs beschriebenen bekannten Strommesswiderstand ist die Wärmeabfuhr der in dem Widerstandselement entstehenden elektrischen Verlustwärme in die plattenförmigen Anschlussteile relativ schlecht, da die Kontaktflächen zwischen dem Widerstandselement einerseits und den angrenzenden plattenförmigen Anschlussteilen relativ klein sind, was zu einer entsprechend schlechten Wärmeleitung von dem Widerstandselement in die Anschlussteile führt.
Zur Vermeidung dieses Nachteils sieht die Erfindung vor, dass das plattenförmige Widerstandselement nicht mit seinen Stirnkanten an den Stirnkanten der Anschlussteile anliegt, sondern flächig auf der Oberseite der Anschlussteile aufgesetzt ist, was eine wesentlich größere Kontaktfläche zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits ermöglicht. Das plattenförmige Widerstandselement überlappt hierbei jeweils in einem Überlappungsbereich mit den plattenförmigen Anschlussteilen. Der Überlappungsbereich zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits ist hierbei wesentlich größer als der Kontaktbereich zwischen dem Widerstandselement und den Anschlussteilen bei dem eingangs beschriebenen bekannten Stromesswiderstand. Dies hat den Vorteil, dass die Wärmeleitung aus dem Widerstandselement in die angrenzenden plattenförmigen Anschlussteile wesentlich besser ist, so dass die in dem Widerstandselement im Betrieb entstehende elektrische Verlustwärme effektiv abgeführt werden kann.
Vorzugsweise liegt das plattenförmige Widerstandselement planparallel auf den plattenförmigen Anschlussteilen auf. Dies bedeutet, dass das Widerstandselement und auch die Anschlussteile jeweils eben sind. Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung grundsätzlich auch die Möglichkeit, dass das plattenförmige Widerstandselement und die plattenförmigen Anschlussteile gekrümmt sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Strommesswiderstand ist das Widerstandselement jeweils in dem Überlappungsbereich mit den Anschlussteilen elektrisch und mechanisch verbunden. Diese Verbindung zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits kann im Rahmen der Erfindung beispielsweise durch eine der folgenden Verbindungsarten erfolgen:

• Lötverbindung, insbesondere Weichlötverbindung oder Hartlötverbindung,
• Press-Sinterverbindung, optional mit Kupfer oder Silber als Sintermaterial, optional mit einer Nanostrukturierung der Kontaktflächen des Widerstandselements und/oder der Anschlussteile,
• Press-Klebeverbindung, optional mit einem Epoxidkleber, optional mit einer Nanostrukturierung der Kontaktflächen des Widerstandselements und/oder der Anschlussteile,
• Schweißverbindung, insbesondere eine Punktschweißverbindung oder eine Laserschweißverbindung,
• Nietverbindung,
• Schraubverbindung,
• Durchsetzfügeverbindung, insbesondere durch eine TOX®-eClinch-Verbindung.

Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich der Verbindungsart der Verbindung zwischen dem Widerstandselement und den Anschlussteilen nicht auf die vorstehend beschriebenen Verbindungsarten beschränkt, sondern grundsätzlich auch mit anderen Verbindungsarten realisierbar.
In einer Erfindungsvariante ist das Widerstandselement jeweils in dem gesamten Überlappungsbereich mit den Anschlussteilen verbunden. Dies bedeutet, dass das Widerstandselement in den beiden Überlappungsbereichen jeweils vollflächig mit den Anschlussteilen verbunden ist. Eine solche vollflächige Verbindung kann beispielsweise durch eine Lötverbindung oder durch eine Press-Sinter-Verbindung erfolgen. Bei dieser Erfindungsvariante umfasst also die Kontaktfläche zwischen dem Widerstandselement und den Anschlussteilen jeweils die kompletten Überlappungsbereiche.
In einer anderen Erfindungsvariante ist das Widerstandselement dagegen nicht innerhalb der vollständigen Überlappungsbereiche vollflächig mit den Anschlussteilen verbunden, sondern jeweils nur innerhalb eines Teils der Überlappungsbereiche. Beispielsweise kann die Verbindung zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits innerhalb der Überlappung Bereiche jeweils punktuell erfolgen, beispielsweise durch eine Punktschweißverbindung, eine Nietverbindung oder eine Clinch-Verbindung.
Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass die Strommessung typischerweise gemäß der Vierleitertechnik erfolgt. Hierbei wird durch mindestens ein Paar von Spannungsabgriffen der Spannungsabfall über dem Widerstandselement gemessen, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Bei dem erfindungsgemäßen Strommesswiderstand sind die Spannungsabgriffe vorzugsweise an der Unterseite des Strommesswiderstands mit den Anschlussteilen verbunden, d.h. an der Seite des Strommesswiderstands, die dem Widerstandselement abgewandt ist. Das Widerstandselement befindet sich also vorzugsweise auf der Oberseite der Anschlussteile, während sich die Spannungsabgriffe vorzugsweise an der Unterseite der Anschlussteile befinden.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die plattenförmigen Anschlussteile an der Unterseite des plattenförmigen Widerstandselements durch eine Trennfuge voneinander getrennt sind und mit ihrem Rand an die Trendfuge angrenzen. Die Spannungsabgriffe können hierbei unmittelbar an dem Rand der plattenförmigen Anschlussteile angeordnet sein, d.h. unmittelbar angrenzend an die Trennfuge zwischen den plattenförmigen Anschlussteilen. Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass die Spannungsabgriffe in einem Abstand in Stromflussrichtung von höchstens 2 mm oder 1 mm von der Trennfuge angeordnet sind.
Im Rahmen der Erfindung besteht auch die Möglichkeit, dass die beiden plattenförmigen Anschlussteile jeweils mindestens einen Einschnitt aufweisen, der einen Stromfluss quer über den Einschnitt vollständig verhindert oder zumindest erschwert. Derartige Einschnitte sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und werden auch als Stromschatten bezeichnet.
In einer Erfindungsvariante befinden sich die Einschnitte in den plattenförmigen Anschlussteilen in dem Überlappungsbereich. Dies bedeutet, dass die Einschnitte von dem darüber befindlichen Widerstandselement überdeckt werden.
In einer anderen Erfindungsvariante befinden sich die Einschnitte dagegen außerhalb des Überlappungsbereichs in den plattenförmigen Anschlussteilen, d.h. in dem Bereich der Anschlussteile, der nicht von dem Widerstandselement überdeckt wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Einschnitte jeweils schlitzförmig und erstrecken sich über die gesamte Plattendicke der plattenförmigen Anschlussteile, so dass die Einschnitte jeweils von der Oberseite bis zur Unterseite der Anschlussteile durchgehen. Dies bedeutet, dass die Einschnitte einen Stromfluss quer über den Einschnitt vollständig verhindern. Hierbei können die Einschnitte von einem Seitenrand der plattenförmigen Anschlussteile ausgehen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gehen die Einschnitte jeweils von demselben Seitenrand des Strommesswiderstands aus.
In einer anderen Erfindungsvariante sind die Einschnitte dagegen nicht schlitzförmig, sondern nutförmig und erstrecken sich nur über einen Teil der Plattendicke der Anschlussteile. Dies bedeutet, dass die nutförmigen Einschnitte einen Stromfluss quer über den Einschnitt nicht vollständig verhindern, sondern nur erschweren. Diese nutförmigen Einschnitte sind hierbei vorzugsweise in der Unterseite der Anschlussteile angeordnet, d.h. in der Seite, die dem Widerstandselement abgewandt ist. Hierbei ist zu erwähnen, dass sich die nutförmigen Einschnitte über die gesamte Breite der plattenförmigen Anschlussteile quer zur Stromflussrichtung erstrecken können.
Bei dem eingangs beschriebenen bekannten Strommesswiderstand erfolgt die Verbindung zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits durch eine Elektronenstrahlverschweißung. Diese Verbindungsart benötigt eine bestimmte Länge des Widerstandselements in Stromflussrichtung, was einer Miniaturisierung des Strommesswiderstands Grenzen setzt. So wird beim Elektronenstrahlschweißen typischerweise eine Mindestlänge des Widerstandselements von mindestens 3 mm benötigt. Der Abstand zwischen den plattenförmigen Anschlussteilen muss deshalb bei dem herkömmlichen Strommesswiderstand entsprechend groß sein. Bei dem erfindungsgemäßen Strommesswiderstand kann die Trennfuge zwischen den beiden Anschlussteilen unterhalb des Widerstandselements dagegen wesentlich schmaler sein, da das Widerstandselement in seiner Länge nicht auf die Fugenbreite der Trennfuge beschränkt ist. Der erfindungsgemäße Strommesswiderstand kann also weitergehend miniaturisiert werden und trotzdem ein Widerstandselement haben, das hinreichend lang ist, um beispielsweise eine Schweißverbindung zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Fugenbreite der Trennfuge zwischen den plattenförmigen Anschlussteilen kleiner sein als 20 mm, 10 mm oder 5 mm.
Es wurde eingangs bereits als Nachteil des herkömmlichen Strommesswiderstands erwähnt, dass die Wärmeleitung aus dem Widerstandselement in die plattenförmigen Anschlussteile relativ schlecht ist, weil die Kontaktfläche zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits relativ klein ist. Bei dem erfindungsgemäßen Strommesswiderstand kann die Kontaktfläche zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits dagegen den kompletten Überlappungsbereich umfassen, der wesentlich größer sein kann als die stromtragende Querschnittsfläche des Widerstandselements. Der erfindungsgemäße Strommesswiderstand ermöglicht deshalb eine wesentlich bessere Wärmeableitung von Verlustwärme aus dem Widerstandselement in die Anschlussteile. Beispielsweise kann der Überlappungsbereich und damit auch der Kontaktbereich zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits um einen Faktor zwei, drei, vier oder fünf größer sein als die stromtragende Querschnittsfläche des plattenförmigen Widerstandselements.
Darüber hinaus kann eines der Anschlussteile eine Kontaktinsel aufweisen, um einen virtuellen Mittelabgriff bereitzustellen. Die Kontaktinsel ist hierbei in dem Anschlussteil durch mindestens einen Einschnitt elektrisch von dem Rest des Anschlussteils getrennt.
Ferner ist zu erwähnen, dass das Widerstandselement in dem Überlappungsbereich mit den Anschlussteilen an seiner Unterseite mit einer Beschichtung beschichtet sein kann, um die Haftung des Widerstandselements auf den Anschlussteilen zu verbessern. Beispielsweise kann diese Beschichtung eine Schichtdicke von mindestens 1 µm , 2 µm, 5 µm, 10 µm, 20 µm und/oder höchstens 500 µm, 250 µm, 100 µm aufweisen. Hierbei ist auch zu erwähnen, dass die Beschichtung Kupfer, Nickel, Silber, Titan und/oder Chrom enthalten kann.
Es wurde eingangs bereits erwähnt, dass das Leitermaterial der Anschlussteile Kupfer sein kann. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des Leitermaterials der Anschlussteile nicht auf Kupfer beschränkt, sondern beispielsweise auch mit einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminierlegierung realisierbar.
Allerdings sollte das Leitermaterial der Anschlussteile einen kleineren spezifischen elektrischen Widerstand aufweisen als das Widerstandsmaterial des Widerstandselements.
Zu dem Strommesswiderstand ist allgemein zu erwähnen, dass der Strommesswiderstand vorzugsweise niederohmig ist. Dies bedeutet, dass der Strommesswiderstand vorzugsweise einen kleinen Widerstandswert hat, der vorzugsweise kleiner ist als 50 µΩ, 100 µΩ, 250 µΩ, 500 µΩ, 1 mΩ, 10 mΩ, 50 mΩ oder 100 mΩ.
Hinsichtlich des Widerstandsmaterials des Widerstandselements bestehen im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise kann es sich bei dem Widerstandsmaterial um eine Kupfer-Mangan-Nickel-Legierung handeln, wie beispielsweise Manganin®, d.h. CuMn12Ni. Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass das Widerstandsmaterial eine Nickel-Chrom-Legierung ist, wie beispielsweise ISAOHM® (d.h. NiCr20AlSi). Ferner besteht auch die Möglichkeit, dass das Widerstandsmaterial eine Kupfer-Mangan-Legierung oder eine Kupfer-Nickel-Legierung ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend genannten Beispiele von Widerstandsmaterialien beschränkt.
Allerdings sollte das Widerstandsmaterial einen kleinen spezifischen elektrischen Widerstand haben, der vorzugsweise kleiner ist als 10.000 µΩcm, 1.000 µΩcm oder 500 µΩcm.
Ferner ist zu erwähnen, dass das Widerstandselement vorzugsweise eine Dicke hat, die mindestens 0,5 mm, 1 mm, 2mm oder 3mm beträgt.
Zur weiteren Verbesserung der Abführung von Verlustwärme kann das Widerstandselement bei dem erfindungsgemäßen Strommesswiderstand mit einem Wärmeübertragungselement verbunden sein, wie beispielsweise einer sogenannten Heatpipe.
Zu dem Strommesswiderstand ist allgemein auch zu erwähnen, dass der Strommesswiderstand vorzugsweise eine Stromtragfähigkeit von mindestens 10 A, 50 A, 100 A, 200 A, 500 A oder 1 kA bei Dauerlast aufweist.
Vorstehend wurde der erfindungsgemäße Strommesswiderstand als einzelnes Bauteil beschrieben. Die Erfindung beansprucht jedoch auch Schutz für eine Strommesseinrichtung mit einem solchen Strommesswiderstand und einer Spannungsmesseinrichtung zur Messung des Spannungsabfalls über dem Widerstandselement des Strommesswiderstands.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Spannungsmesseinrichtung zwei Messkanäle auf, um zwei verschiedene Spannungsabfälle an zwei Paaren von Spannungsabgriffen an dem Strommesswiderstand zu messen.
In einer Erfindungsvariante sind die beiden Messkanälen der Spannungsmesseinrichtung so mit den Paaren der Spannungsabgriffe verbunden, dass die Spannungsabfälle über Kreuz gemessen werden, wie es beispielsweise aus DE 10 2021 103 241.5 bekannt ist.
In einer anderen Erfindungsvariante sind die beiden Messkanälen dagegen so mit den Spannungsabgriffen verbunden, dass die Spannungsabfälle parallel nebeneinander gemessen werden, wie es beispielsweise aus WO 2014/161624 A1 bekannt ist.
In einer anderen Variante der Erfindung weist die Spannungsmesseinrichtung drei Messkanäle auf, die an drei Spannungsabgriffen drei Spannungsabfälle messen. Die drei Spannungsabgriffe bilden hierbei eine geschlossene Masche über dem Widerstandselement, wie es beispielsweise aus DE 20 2021 105 281 U1 bekannt ist.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 zeigt eine Perspektivansicht eines herkömmlichen Strommesswiderstands.
2 zeigt eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Strommesswiderstands.
3 zeigt eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Strommesswiderstands aus 2.
4 zeigt eine Aufsicht auf den Strommesswiderstand gemäß 3, wobei zusätzlich zwei Verbindungspunkte zwischen Widerstandselement und Anschlussteilen dargestellt sind.
5 zeigt eine Abwandlung von 3 mit Schweißverbindungen zwischen dem Widerstandselement und den Anschlussteilen.
6 zeigt eine Abwandlung von 3 mit Nietverbindungen zwischen dem Widerstandselement und den Anschlussteilen.
7 zeigt eine Abwandlung von 3 mit Durchsetzfügeverbindungen zwischen dem Widerstandselement und den Anschlussteilen.
8 zeigt einen erfindungsgemäßen Strommesswiderstand in einer schematischen Perspektivansicht von unten mit einer Spannungsmesseinrichtung.
9 zeigt eine Abwandlung von 8 mit punktförmigen Spannungsabgriffen.
10 zeigt eine Abwandlung von 9 mit zwei Stromschatten in den Anschlussteilen, wobei die Stromschatten innerhalb des Überlappungsbereichs der Anschlussteile liegen.
11 zeigt eine Abwandlung von 10, wobei die Stromschatten außerhalb des Überlappungsbereichs liegen.
12 zeigt eine Abwandlung von 10 mit zwei Paaren von Spannungsabgriffen, die über Kreuz messen,
13 zeigt eine Abwandlung von 12, wobei die beiden Paare von Spannungsabgriffen nebeneinander messen.
14 zeigt einen erfindungsgemäßen Strommesswiderstand in einer schematischen Perspektivansicht von unten mit nutförmigen Einschnitten an der Unterseite der Anschlussteile.
15 zeigt eine Seitenansicht des Strommesswiderstands gemäß 14.
16 zeigt einen abgewandelten Strommesswiderstand mit drei Spannungsabgriffen, die eine Masche über dem Widerstandselement bilden.
17 zeigt ein Diagramm, welches das Temperaturverhalten des erfindungsgemäßen Stromesswiderstands mit dem Temperaturverhalten des herkömmlichen Strommesswiderstands vergleicht.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen.
Im Folgenden wird nun das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Strommesswiderstands 1 beschrieben, der teilweise mit dem herkömmlichen Strommesswiderstand 1 gemäß 1 übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Stromesswiderstands 1 besteht darin, dass das Widerstandselement 4 nicht zwischen die Stirnkanten der beiden Anschlussteile 2, 3 eingesetzt ist. Stattdessen ist das Widerstandselement 4 auf die Oberseite der plattenförmigen Anschlussteile 2, 3 aufgesetzt. Das Widerstandselement 4 überlappt also in einem Überlappungsbereich 7 mit dem plattenförmigen Anschlussteil 2 und in einem Überlappungsbereich 8 mit dem plattenförmigen Anschlussteil 3.
Ein Vorteil dieser Anordnung des Widerstandselements 4 auf der Oberseite der plattenförmigen Anschlussteile 2, 3 besteht darin, dass der Kontaktbereich (d.h. die Überlappungsbereiche 7, 8) zwischen dem Widerstandselement 4 einerseits und den plattenförmigen Anschlussteilen 2, 3 andererseits wesentlich größer ist als der stromtragende Querschnitt des Widerstandselements 4. Dadurch ist die Wärmeabfuhr von elektrischer Verlustwärme aus dem Widerstandselement 4 in die Anschlussteile 2, 3 wesentlich besser als bei dem herkömmlichen Strommesswiderstand 1.
Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass der Strommesswiderstand 1 weiter miniaturisiert werden kann. Die Verbindung zwischen dem Widerstandselement 4 einerseits und den Anschlussteilen 2, 3 andererseits benötigt nämlich typischerweise eine bestimmte Länge L_W des Widerstandselements 4 entlang der Stromflussrichtung. Bei dem erfindungsgemäßen Strommesswiderstand 1 trägt die Länge L_W jedoch nur zu einem Teil zu der Gesamtlänge des Stromesswiderstands 1 bei, nämlich außerhalb der Überlappungsbereiche 7, 8. Der erfindungsgemäße Strommesswiderstand 1 lässt sich deshalb weiter miniaturisieren als der herkömmliche Strommesswiderstand 1 gemäß 1.
Aus der Seitenansicht gemäß 3 ist weiterhin ersichtlich, dass das Widerstandselement 4 innerhalb der Überlappungsbereiche 7, 8 vollflächig mit den Anschlussteilen 2, 3 verbunden ist und zwar in diesem Ausführungsbeispiel durch Lötverbindungen 9, 10. Die vollflächige Verbindung zwischen dem Widerstandselement 4 und den Anschlussteilen 2, 3 innerhalb der Überlappungsbereiche 7, 8 führt zu einem optimalen Wärmekontakt zwischen dem Widerstandselement 4 einerseits und den Anschlussteilen 2, 3 andererseits, was die Wärmeabfuhr von Verlustwärme aus dem Widerstandselement 4 in die Anschlussteile 2, 3 verbessert.
Weiterhin ist aus 3 ersichtlich, dass das Widerstandselement 4 an seiner Unterseite im Bereich der Überlappungsbereiche 7, 8 mit einer Pufferbeschichtung 11, 12 beschichtet ist, die die Haftung zwischen dem Widerstandselement 4 und den Anschlussteilen 2, 3 verbessert. Die Pufferbeschichtung 11, 12 kann eine Schichtdicke von ein 1 µm bis 100 µm aufweisen und beispielsweise Kupfer, Nickel, Silber, Titan oder Chrom enthalten, um die Haftung zu verbessern.
Ferner ist aus 4 ersichtlich, dass der Strommesswiderstand 1 zusätzliche Verbindungspunkte VP1, VP2 aufweist, um die mechanische Stabilität zu verbessern. Die Verbindungspunkte VP1, VP2 befinden sich hierbei innerhalb der Überlappungsbereiche 7, 8 der Anschlussteile 2, 3.
5 zeigt eine Abwandlung von 3 mit Schweißverbindungen 15, 16 anstelle der Lötverbindungen 9, 10.
Allgemein ist zu erwähnen, dass die punktuellen Verbindungen auch zusätzlich zu einer flächigen Verbindung vorgesehen sein können.
6 zeigt eine Abwandlung von 3 mit Nietverbindungen 17, 18 anstelle der Lötverbindungen 9, 10 zwischen dem Widerstandselement 4 und den Anschlussteilen 2, 3.
7 zeigt eine Abwandlung von 3 mit Durchsetzfügeverbindungen 19, 20 (d.h. TOX®-e-Clinch-Verbindungen) anstelle der Lötverbindungen 9,10 zwischen dem Widerstandselement 4 und den Anschlussteilen 2, 3.
8 zeigt eine Abwandlung eines Strommesswiderstands 1 in einer schematischen Perspektivansicht von unten. Hierbei ist zusätzlich eine Trennfuge 21 dargestellt, wobei die Spannungsabgriffen 13, 14 am Rand der Anschlussteile 2, 3 angeordnet sind und unmittelbar an die Trennfuge 21 angrenzen.
Darüber hinaus ist eine Spannungsmesseinrichtung 22 dargestellt, die mit den beiden Spannungsabgriffen 13, 14 verbunden ist und den Spannungsabfall über dem Widerstandselement 4 misst.
9 zeigt eine Abwandlung von 8 mit punktförmigen Spannungsabgriffen 13, 14 anstelle der streifenförmigen Spannungsabgriffe 13, 14 in 8.
10 zeigt eine weitere Abwandlung eines erfindungsgemäßen Strommesswiderstands 1, der weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen wieder auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit besteht hierbei darin, dass in den beiden Anschlussteilen 2, 3 jeweils ein Einschnitt 23, 24 angeordnet ist, der auch als Stromschatten bezeichnet wird. Die Einschnitte 23, 24 sind schlitzförmig und erstrecken sich über die gesamte Plattendicke der Anschlussteile 2, 3, so dass ein Stromfluss quer über die Einschnitte 23, 24 verhindert wird.
Hierbei ist zu erwähnen, dass sich die Einschnitte 23, 24 in den Anschlussteilen 2, 3 innerhalb der Überlappungsbereiche 7, 8 befinden.
11 zeigt eine Abwandlung von 10, so dass wieder auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird. Eine Besonderheit dieser Abwandlung besteht darin, dass sich die Einschnitte 23, 24 in den Anschlussteilen 2, 3 außerhalb der Überlappungsbereiche 7, 8 befinden.
12 zeigt eine Abwandlung von 10 mit zwei Paaren von Spannungsabgriffen 13, 14, die den Spannungsabfall über dem Widerstandselement 4 über Kreuz messen, wie es beispielsweise aus DE 10 2021 103 241.5 bekannt ist.
13 zeigt eine Abwandlung von 12, wobei die beiden Paare von Spannungsabgriffen 13, 14 die Spannungsabfälle nebeneinander messen, wie es beispielsweise aus WO 2014/161624 A1 bekannt ist.
14 zeigt eine weitere Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen wieder auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Einschnitte 23, 24 nicht schlitzförmig sind, sondern nutförmig. Die nutförmigen Einschnitte 23, 24 erstrecken sich hierbei quer zur Stromflussrichtung in dem Strommesswiderstand 1 über die gesamte Breite des Strommesswiderstands 1. Weiterhin ist zu erwähnen, dass die nutförmigen Einschnitte 23, 24 an der Unterseite der plattenförmigen Anschlussteile 2, 3 angeordnet sind und sich nicht über die gesamte Plattendicke erstrecken, wie auch aus 15 ersichtlich ist.
16 zeigt eine weitere Abwandlung eines erfindungsgemäßen Strommesswiderstands 1 mit drei Spannungsabgriffen 25-27, die die Messung von drei Spannungsabfälle über dem Widerstandselement 4 entlang einer geschlossenen Masche 28 ermöglichen, wie es beispielsweise aus DE 20 2021 105 281 U1 bekannt ist.
Schließlich zeigt 17 ein Diagramm im Vergleich des Temperaturverhaltens des erfindungsgemäßen Strommesswiderstands 1 mit dem herkömmlichen Strommesswiderstand 1 gemäß 1. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass der erfindungsgemäße Strommesswiderstand 1 im Betrieb weniger stark erwärmt wird und sich schneller wieder abkühlt.
Vorteile der Erfindung
Nachfolgend werden nochmals die Vorteile der Erfindung kurz beschrieben.

1. Durch die Brückenbauweise bestehen weitere Konstruktionsfreiheitsgrade:
1. a. Es sind kleinere effektive Längen L_W des Widerstandselements 4 möglich, da die Trennfuge 21 schmaler ausgeführt sein kann. Beim Elektronenstrahlweißen ist eine Mindestlänge L_W > 3 mm erforderlich, typischerweise ist das kleinste Widerstandselement 5 mm lang.
2. b. Es besteht keine Limitierung in der Dicke D_W des Widerstandselements 4. Beim Schweißen darf das Widerstandselements 4 maximal so dick wie die Anschlussteile 2, 3 sein, d.h. es muss gelten D_W≤ D_A. Im Idealfall ist das Widerstandselement 4 niedriger als die Anschlussteile 2, 3. Dadurch ergeben sich weitere Konstruktionsfreiheiten beispielsweise für die Wärmeabfuhr bei Pulsbelastung.
2. Bei dem erfindungsgemäße Strommesswiderstand 1 ist die intrinsische Wärmeabfuhr besser und zwar aus folgenden Gründen:
1. a. Konstruktionsfreiheit in drei Dimensionen. Die Limits können in alle drei Raumrichtungen erweitert werden. Das bedeutet, bei gleichem Widerstandswert kann durch den erweiterten Spezifikationsraum in Länge, Breite und Dicke des Widerstandselements 4 im Vergleich zur Standard-Bauweise ein Bauteil mit deutlich verbesserten thermischen Eigenschaften bei Pulsbelastung konstruiert werden.
2. b. Durch die größere Querschnittsfläche (Kontaktfläche) zwischen dem Widerstandselement 4 und den Anschlussteilen 2, 3 in der xy-Ebene wird im Vergleich zu einer planaren Konstruktion die Wärme schneller abtransportiert. Dadurch ergibt sich eine niedrigere Hotspot-Temperatur.
3. c. Das vergrößerte Volumen des Widerstandselements im Vergleich zur Standard-Bauweise bietet Vorteile als Wärmepuffer.
3. Durch die gewonnenen Freiheitsgrade in die drei Dimensionen lassen sich niederohmige Bauteile mit einem Widerstandswert R ≤ 50 µΩ mit NiCr-Legierungen, mit höherem spezifischen Widerstand, hier speziell mit ISAOHM® (d.h. NiCr20AlSi) realisieren, das einen 3-5 mal so großen spezifischen Widerstand hat wie Manganin® (d.h. CuMn12Ni). Dies ist in der Standard-Bauweise aufgrund der Limitierungen der Länge des Widerstandselements in Stromflussrichtung sowie der Dicke des Widerstandselements nicht möglich. ISAOHM® hat einen sehr flachen Temperaturkoeffizienten (TK) und eine bessere Langezeitstabilität als Kupfer-Mangan-Legierungen..
4. Durch die Spannungsabgriffe 13, 14 auf der Unterseite der Anschlussteile 2, 3 ergeben sich einfache Kontaktierungsmöglichkeiten auf Leiterkarten und/oder Busbars. Der TK-Einfluss der Anschlussteile im Messpfad der Spannungsabgriffe 13, 14 kann durch die beschriebenen Stromschattenkonstruktionen (vgl. seitliche Einschnitte 23, 24 oder partielle Fuge von unten) eliminiert werden.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs. Die Erfindung umfasst also verschiedene Erfindungsaspekte, die unabhängig voneinander Schutz genießen.
Bezugszeichenliste

1: Strommesswiderstand
2: Anschlussteil zum Einleiten des Stroms in den Strommesswiderstand
3: Anschlussteil zum Ausleiten des Stroms aus dem Strommesswiderstand
4: Widerstandselement
5: Bohrung in dem Anschlussteil zum Einleiten des Stroms in den Strommesswiderstand
6: Bohrung in dem zum Ausleiten des Stroms aus dem Strommesswiderstand
7: Überlappungsbereich des Widerstandselements und des Anschlussteils zum Einleiten des Stroms in den Strommesswiderstand
8: Überlappungsbereich des Widerstandselements und des Anschlussteils zum Ausleiten des Stroms aus dem Strommesswiderstand
9, 10: Lötverbindung zwischen Widerstandselement und Anschlussteilen
11, 12: Pufferbeschichtung der Anschlussteile
13, 14: Spannungsabgriffe
15, 16: Schweißverbindung zwischen Widerstandselement und Anschlussteilen
17, 18: Nietverbindung zwischen Widerstandselement und Anschlussteilen
19, 20: Durchsetzfügeverbindung zwischen Widerstandselement und Anschlussteilen
21: Trennfuge zwischen den Anschlussteilen
22: Spannungsmesseinrichtung zur Spannungsmessung an dem Widerstandselement
23: Einschnitt in dem Anschlussteil zum Einleiten des Stroms in den Strommesswiderstand
24: Einschnitt in dem Anschlussteil zum Ausleiten des Stroms aus dem Strommesswiderstand
25-27: Spannungsabgriffe
28: Masche der Spannungsabgriffe
VP1, VP2: Verbindungspunkte
BW: Breite des Widerstandselements quer zur Stromflussrichtung
LW: Länge des Widerstandselements entlang der Stromflussrichtung
LTF: Breite der Trennfuge zwischen den Anschlussteilen
DA: Dicke der Anschlussteile
DW: Dicke des Widerstandselements
I: Strom

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0605800 B1 [0002, 0009]
DE 102021103241 [0038, 0060]
WO 2014/161624 A1 [0039, 0061]
DE 202021105281 U1 [0040, 0064]

Claims

Strommesswiderstand (1) zum Messen eines elektrischen Stroms (I), mit a) einem plattenförmigen ersten Anschlussteil (2) aus einem elektrisch leitfähigen Leitermaterial zum Einleiten des zu messenden Stroms (I) in den Strommesswiderstand (1), b) einem plattenförmigen zweiten Anschlussteil (3) aus einem elektrisch leitfähigen Leitermaterial zum Ausleiten des zu messenden Stroms (I) aus dem Strommesswiderstand (1), und c) einem plattenförmigen Widerstandselement (4) aus einem niederohmigen Widerstandsmaterial, wobei das Widerstandselement (4) elektrisch und mechanisch mit den Anschlussteilen (2, 3) verbunden und in Stromflussrichtung zwischen den beiden Anschlussteilen (2, 3) angeordnet ist, so dass der zu messende elektrische Strom (I) durch das Widerstandselement (4) fließt, dadurch gekennzeichnet, d) dass das plattenförmige Widerstandselement (4) auf die Oberseite der Anschlussteile (2, 3) aufgesetzt ist, und e) dass das plattenförmige Widerstandselement (4) jeweils in einem Überlappungsbereich (7, 8) mit den plattenförmigen Anschlussteilen (2, 3) überlappt, insbesondere planparallel.
Strommesswiderstand (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (4) durch eine der folgenden Verbindungsarten mit den Anschlussteilen (2, 3) verbunden ist: a) Lötverbindung (9, 10), insbesondere Weichlötverbindung oder Hartlötverbindung, b) Press-Sinterverbindung, optional mit Kupfer oder Silber als Sintermaterial, optional mit einer Nanostrukturierung der Kontaktflächen des Widerstandselements (4) und/oder der Anschlussteile (2, 3), c) Press-Klebeverbindung, optional mit einem Epoxidkleber, optional mit einer Nanostrukturierung der Kontaktflächen des Widerstandselements (4) und/oder der Anschlussteile (2, 3), d) Schweißverbindung (15, 16), insbesondere eine Punktschweißverbindung oder eine Laserschweißverbindung, e) Nietverbindung (17, 18), f) Schraubverbindung, g) Durchsetzfügeverbindung (19, 20), insbesondere durch eine TOX®-eClinch-Verbindung.
Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Widerstandselement (4) jeweils in dem gesamten Überlappungsbereich (7, 8) mit den Anschlussteilen (2, 3) verbunden ist, und/oder b) dass das Widerstandselement (4) jeweils nur innerhalb eines Teils des Überlappungsbereichs (7, 8) mit den Anschlussteilen (2, 3) verbunden ist, insbesondere nur punktuell, insbesondere durch b1) eine Punktschweißverbindung, b2) eine Nietverbindung oder b3) eine Clinchverbindung.
Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Strommesswiderstand (1) mindestens ein Paar von Spannungsabgriffen (13, 14) aufweist zur Messung der über dem Widerstandselement (4) abfallenden elektrischen Spannung, wobei die beiden Spanungsabgriffe (13, 14) an dem ersten Anschlussteil (2) einerseits und an dem zweiten Anschlussteil (3) andererseits angreifen, und b) dass die Spannungsabgriffe an der Unterseite des Strommesswiderstands (1) mit den Anschlussteilen (2, 3) verbunden sind.
Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die plattenförmigen Anschlussteile (2, 3) an der Unterseite des plattenförmigen Widerstandselements (4) durch eine Trennfuge (21) voneinander getrennt sind und mit ihrem Rand an die Trennfuge (21) angrenzen, und b) dass die Spannungsabgriffe an dem Rand der plattenförmigen Anschlussteile (2, 3) angrenzend an die Trennfuge (21) mit den plattenförmigen Anschlussteilen (2, 3) verbunden sind, c) dass die Spannungsabgriffe vorzugsweise unmittelbar angrenzend an die Trennfuge (21) mit den plattenförmigen Anschlussteilen (2, 3) verbunden sind oder in einem Abstand in Stromflussrichtung von höchstens 2 mm oder 1 mm.
Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die beiden plattenförmigen Anschlussteile (2, 3) jeweils mindestens einen Einschnitt (23, 24) aufweisen, der einen Stromfluss quer über den Einschnitt (23, 24) vollständig verhindert oder zumindest erschwert, b) dass sich die Einschnitte (23, 24) in den plattenförmigen Anschlussteilen (2, 3) optional in dem Überlappungsbereich (7, 8) oder außerhalb des Überlappungsbereichs befinden.
Strommesswiderstand (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Einschnitte (23, 24) jeweils schlitzförmig sind und sich über die gesamte Plattendicke (D_A) der Anschlussteile (2, 3) erstrecken, so dass die Einschnitte (23, 24) jeweils von der Oberseite bis zur Unterseite der Anschlussteile (2, 3) durchgehen, und b) dass die Einschnitte (23, 24) jeweils von einem Seitenrand der plattenförmigen Anschlussteile (2, 3) ausgehen.
Strommesswiderstand (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, a) dass sich die Einschnitte (23, 24) jeweils nutförmig sind und sich nur über einen Teil der Plattendicke (D_A) der Anschlussteile (2, 3) erstrecken, und b) dass die nutförmigen Einschnitte (23, 24) jeweils von der Unterseite der plattenförmigen Anschlussteile (2, 3) ausgehen, c) dass sich die nutförmigen Einschnitte (23, 24) optional über die gesamte Breite der plattenförmigen Anschlussteile (2, 3) quer zur Stromflussrichtung erstrecken.
Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Verbindung zwischen dem plattenförmigen Widerstandselement (4) und den plattenförmigen Anschlussteilen (2, 3) eine bestimmte Länge des Widerstandselements (4) in Stromflussrichtung benötigt, und b) dass die Trennfuge (21) zwischen den beiden Anschlussteilen (2, 3) in Stromflussrichtung eine Fugenbreite (L_TF) aufweist, die kleiner ist als die Länge des Widerstandselements (4), die für die Verbindung zwischen dem Widerstandselement (4) und den Anschlussteilen (2, 3) benötigt wird, c) dass die Fugenbreite (L_TF) der Trennfuge (21) optional kleiner ist als 20 mm, 10 mm oder 5 mm.
Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass das plattenförmige Widerstandselement (4) quer zur Stromflussrichtung eine bestimmte stromtragende Querschnittsfläche hat, und b) dass der Überlappungsbereich (7, 8) zwischen dem Widerstandselement (4) und den Anschlussteilen (2, 3) größer ist als die stromtragende Querschnittsfläche des Widerstandselements (4), um eine gute Wärmeableitung von Verlustwärme aus dem Widerstandselement (4) in die Anschlussteile (2, 3) zu ermöglichen, c) dass der Überlappungsbereich (7, 8) zwischen dem Widerstandselement (4) und den Anschlussteilen (2, 3) optional um mindestens den Faktor 2, 3, 4 oder 5 größer ist als die stromtragende Querschnittsfläche des plattenförmigen Widerstandselements (4).
Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass eines der Anschlussteile (2, 3) eine Kontaktinsel aufweist, um einen virtuellen Mittelabgriff bereitzustellen, und b) dass die Kontaktinsel in dem Anschlussteil durch mindestens einen Einschnitt elektrisch vom Rest des Anschlussteils getrennt ist.
Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Widerstandselement (4) in dem Überlappungsbereich (7, 8) mit den Anschlussteilen (2, 3) an seiner Unterseite mit einer Beschichtung beschichtet ist, um die Haftung des Widerstandselements (4) auf den Anschlussteilen (2, 3) zu verbessern, b) dass die Beschichtung optional eine Schichtdicke von mindestens 1 µm , 2 µm , 5 µm, 10 µm, 20 µm und/oder höchstens 500 µm, 250 µm, 100 µm aufweist, c) dass die Beschichtung optional Kupfer, Nickel, Silber, Titan und/oder Chrom enthält.
Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Leitermaterial der Anschlussteile (2, 3) Kupfer, eine Kupferlegierung, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist, und/oder b) dass das Leitermaterial der Anschlussteile (2, 3) einen kleineren spezifischen elektrischen Widerstand aufweist als das Widerstandsmaterial des Widerstandselements (4), und/oder c) dass der Strommesswiderstand (1) einen Widerstandswert hat, der kleiner ist als 50 µΩ, 100 µΩ, 250 µΩ, 500 µΩ, 1 mΩ, 10 mΩ, 50 mΩ oder 100 mΩ, und/oder d) dass das Widerstandsmaterial eine der folgenden Legierungen ist: d1) Nickel-Chrom-Legierung, insbesondere NiCr20AlSi, d2) Kupfer-Mangan-Legierung, d3) Kupfer-Mangan-Nickel-Legierung, d4) Kupfer-Nickel-Legierung, und/oder e) dass das Widerstandsmaterial einen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist, der kleiner ist als 10000 µΩcm, 1000 µΩcm oder 500 µΩcm, und/oder f) dass das Widerstandsmaterial eine Dicke (D_W) hat, die mindestens 0,5 mm, 1 mm, 2mm oder 3mm beträgt, und/oder g) dass das Widerstandselement (4) zur Abführung von Verlustwärme mit einem Wärmeübertragungselement verbunden ist, insbesondere mit einer Heatpipe, und/oder h) dass der Strommesswiderstand (1) eine Stromtragfähigkeit von mindestens 10 A, 50A, 100A, 200 A, 500A oder 1 kA bei Dauerlast aufweist.
Strommesseinrichtung mit a) einem Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und b) einer Spannungsmesseinrichtung zur Messung des Spannungsabfalls über dem Widerstandselement (4) des Strommesswiderstands (1).
Strommesseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Strommesswiderstand (1) mindestens zwei Paare von Spannungsabgriffen (13, 14) aufweist, b) dass die Spannungsmesseinrichtung (22) einen ersten Messkanal aufweist, der die Spannung über dem ersten Paar der Spannungsabgriffe (13, 14) misst, und c) dass die Spannungsmesseinrichtung (22) einen zweiten Messkanal aufweist, der die Spannung über dem zweiten Paar der Spannungsabgriffe (13, 14) misst.
Strommesseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, a) dass die beiden Messkanäle so mit den Paaren der Spannungsabgriffe (13, 14) verbunden sind, dass die Spannungsabfälle über Kreuz gemessen werden, oder b) dass die beiden Messkanäle so mit den Paaren der Spannungsabgriffe (13, 14) verbunden sind, dass die Spannungsabfälle parallel nebeneinander gemessen werden.
Strommesseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Strommesswiderstand (1) drei Spannungsabgriffe (25, 27) aufweist, b) dass die drei Spannungsabgriffe (25, 27) an den beiden Anschlussteilen (2, 3) angreifen, c) dass die Spannungsmesseinrichtung (22) drei Messkanäle aufweist, die jeweils paarweise den Spannungsabfall zwischen zwei der Spannungsabgriffe (25, 27) messen, und d) dass die drei Messkanäle die Spannungsabfälle über einer geschlossenen Masche (28) messen.