-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft elektronische Geräte, konkreter betrifft die vorliegende Erfindung Widerstände zur Stromerfassung in Stromversorgungseinheiten.
-
STAND DER TECHNIK
-
Bei Stromversorgungseinheiten in Elektrofahrzeugen ist die Messung des Stroms zwischen den Batterien für das Batteriemanagement erforderlich. Für solche Messungen wird eine Widerstandsvorrichtung verwendet, die zwischen zwei Batterien einer Stromversorgungseinheit angeschlossen wird, wobei der Widerstand an beiden Seiten aus Kupferplatten und in der Mitte aus einer Widerstandslegierung (z. B. Cu84Ni4Mn12) besteht. Die zwischenliegende Widerstandslegierung weist eine geringe temperaturabhängige Widerstandsveränderung auf, so dass der Strom durch Messung des Spannungsabfalls über die zwischenliegende Widerstandslegierung hinweg genau gemessen werden kann, ohne dass die Umgebungstemperatur einen wesentlichen Einfluss ausübt. Bei herkömmlichen Konstruktionen wird in der Regel der Spannungsabfall über diese zwischenliegende Widerstandslegierung hinweg geprüft, indem an den Kupferplatten auf beiden Seiten jeweils eine Kontaktverbindung gewählt wird, jedoch können Abweichungen in der Position der Kontaktpunkte zu Abweichungen im Widerstand zwischen diesen beiden Kontaktpunkten führen, was die Genauigkeit der Messung beeinträchtigt.
-
INHALT
-
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, die im Stand der Technik bestehenden Probleme zu lösen oder zumindest abzumildern.
-
Dementsprechend wird ein Widerstand zur Stromerfassung bereitgestellt, der folgendes umfasst: einen Mittelabschnitt sowie einen ersten Endabschnitt und einen zweiten Endabschnitt, die an beiden Seiten des Mittelabschnitts angeschlossen sind, wobei der Mittelabschnitt sowie der erste Endabschnitt und der zweite Endabschnitt aus einem Leitermaterial hergestellt sind, wobei der Mittelabschnitt aus einem anderen Material hergestellt ist als der erste Endabschnitt und der zweite Endabschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endabschnitt und der zweite Endabschnitt einen ersten Endabschnittskörper und einen zweiten Endabschnittskörper jeweils zum Anschluss an einen Stromeingang und einen Stromausgang sowie einen ersten Halbinselabschnitt und einen zweiten Halbinselabschnitt umfassen, die von dem ersten Endabschnittskörper bzw. dem zweiten Endabschnittskörper durch Nuten getrennt sind, wobei der erste Halbinselabschnitt und der zweite Halbinselabschnitt mit dem Mittelabschnitt nur durch Nähte an dem Mittelabschnitt verbunden sind.
-
Bei der genannten Ausführungsform eines Widerstands zur Stromerfassung umgeben optional die Nuten alle Kanten des ersten Halbinselabschnitts und/oder des zweiten Halbinselabschnitts mit Ausnahme der Nähte.
-
Bei der genannten Ausführungsform eines Widerstands zur Stromerfassung sind optional der erste Halbinselabschnitt und der zweite Halbinselabschnitt symmetrisch angeordnet.
-
Bei der genannten Ausführungsform eines Widerstands zur Stromerfassung sind optional der erste Endabschnittskörper und der zweite Endabschnittskörper symmetrisch angeordnet.
-
Bei der genannten Ausführungsform eines Widerstands zur Stromerfassung sind optional die Nuten halbkreisförmig, halbelliptisch oder halbrechteckig.
-
Bei der genannten Ausführungsform eines Widerstands zur Stromerfassung weist optional der Mittelabschnitt zumindest an einer Seite eine Schneidkerbe auf.
-
Bei der genannten Ausführungsform eines Widerstands zur Stromerfassung sind optional der erste Halbinselabschnitt und der zweite Halbinselabschnitt mit einem Zentralbereich des Mittelabschnitts verbunden.
-
Bei der genannten Ausführungsform eines Widerstands zur Stromerfassung sind optional der erste Endabschnitt und der zweite Endabschnitt mit dem Mittelabschnitt durch Schweißen verbunden, wobei der erste Endabschnitt, der zweite Endabschnitt und der Mittelabschnitt in eine rechteckige Form gestanzt sind.
-
Bei der genannten Ausführungsform eines Widerstands zur Stromerfassung ist optional die temperaturabhängige Widerstandsveränderung des Mittelabschnitts geringer ist als die des ersten Endabschnitts und des zweiten Endabschnitts.
-
Ferner wird eine Stromversorgungseinheit bereitgestellt, bei dem ein Widerstand zur Stromerfassung nach den jeweiligen Ausführungsformen in dem Hauptstromkreis der Stromversorgungseinheit vorgesehen ist.
-
Der Widerstand nach den Ausführungsformen verringert den Einfluss der Positionen der Kontaktpunkte auf den Widerstand und verbessert somit die Prüfgenauigkeit.
-
BESCHREIBUNG DER FIGUREN
-
Die vorliegende Anmeldung wird durch Bezugnahme auf die Figuren leichter verständlich. Fachleute auf dem Gebiet können ohne weiteres nachvollziehen, dass die Figuren nur der Veranschaulichung dienen und keine Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Anmeldung darstellen sollen. Darüber hinaus werden ähnliche Zahlen in den Figuren verwendet, um ähnliche Komponenten zu bezeichnen, wobei
- 1 eine schematische Darstellung eines Widerstandes zur Stromerfassung gemäß einer Ausführungsform zeigt; und
- 2 bis 3 schematische Darstellungen eines Widerstandes zur Stromerfassung gemäß weiteren Ausführungsformen zeigen.
-
KONKRETE AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Es wird auf 1 bis 3 verwiesen, um einen Widerstand zur Stromerfassung nach verschiedenen Ausführungsformen näher zu beschreiben. Der Widerstand umfasst: einen Mittelabschnitt 2 sowie einen ersten Endabschnitt 1 und einen zweiten Endabschnitt 3, die an beiden Seiten des Mittelabschnitts 2 angeschlossen sind, wobei der Mittelabschnitt 2 sowie der erste Endabschnitt 1 und der zweite Endabschnitt 3 aus einem Leitermaterial hergestellt sind, wobei der Mittelabschnitt 2 aus einem anderen Material hergestellt ist als der erste Endabschnitt 1 und der zweite Endabschnitt 3. In einigen Ausführungsformen können der erste Endabschnitt 1 und der zweite Endabschnitt 3 aus demselben Material bestehen, z. B.aus Kupfer, während der Mittelabschnitt 2 aus einem Material mit einer geringeren temperaturabhängigen Widerstandsveränderung als der erste Endabschnitt 1 und der zweite Endabschnitt 3 hergestellt werden kann, z. B. aus einer Kupferlegierung wie Cu84Ni4Mn12 oder einer anderen Legierung mit ähnlichen Eigenschaften. In der dargestellten Ausführungsform sind der erste Endabschnitt 1 und der zweite Endabschnitt 3 jeweils mit gegenüberliegenden Seiten 21, 22 des Mittelabschnitts 2 verbunden, z. B. kann der Mittelabschnitt 2 rechteckig sein, und der erste Endabschnitt 1 und der zweite Endabschnitt 3 sind mit gegenüberliegenden Seiten des Mittelabschnitts 2 verbunden. Der erste Endabschnitt 1 und der zweite Endabschnitt 2 umfassen einen ersten Endabschnittskörper 11 und einen zweiten Endabschnittskörper 31, wobei der erste Endabschnittskörper 11 und der zweite Endabschnittskörper 31 beispielsweise mit zwei Batterien oder Batteriepacks einer Stromversorgungseinheit eines Elektrofahrzeugs verbunden sind und ihre Anschlusskontakte an einer beliebigen Position des ersten Endabschnittskörpers 11 und des zweiten Endabschnittskörpers 31 angeordnet sind. Ferner umfassen der erste Endabschnitt 1 und der zweite Endabschnitt 3 einen ersten Halbinselabschnitt 12 und einen zweiten Halbinselabschnitt 32, die von dem ersten Endabschnittskörper 11 und dem zweiten Endabschnittskörper 31 durch Nuten 13, 33 getrennt sind, wobei der erste Halbinselabschnitt 12 und der zweite Halbinselabschnitt 32 mit dem Mittelabschnitt 2 nur durch Nähte 121, 321 mit dem Mittelabschnitt verbunden sind. Konkreter sind, wie in 1 gezeigt, der erste Halbinselabschnitt 12 und der zweite Halbinselabschnitt 32 mit dem Mittelabschnitt 4 durch die Nähte 121, 321 verbunden, während der erste Halbinselabschnitt 12 und der zweite Halbinselabschnitt 32 von dem ersten Endabschnittskörper 11 und dem zweiten Endabschnittskörper 31 durch die Nuten 13, 33 ohne Verbindungsbeziehung beabstandet sind. Die beiden Prüfkontaktpunkte sind jeweils auf dem ersten Halbinselabschnitt 12 und dem zweiten Halbinselabschnitt 32 angeordnet. Da der Mittelabschnitt 2 aus einem Material besteht, das eine geringere temperaturabhängige Widerstandsänderung aufweist, bleibt der Widerstand zwischen den beiden Prüfkontakten im Wesentlichen stabil, so dass der Strom durch Messung des Spannungsabfalls zwischen den beiden Prüfpunkten geprüft werden kann. Andererseits wird, da der erste Halbinselabschnitt 12 und der zweite Halbinselabschnitt 32 durch die Nuten 13, 33 von dem ersten Endabschnittskörper 11 und dem zweiten Endabschnittskörper 31 getrennt sind, der Einfluss des Stroms auf den Hauptstromkreis auf das Feld zwischen den Prüfkontaktpunkten reduziert, was die Empfindlichkeit bei der Wahl der Prüfstellen verringert und die Genauigkeit der Stromprüfung verbessert. Es ist davon auszugehen, dass die beiden Prüfkontakte, die auf dem ersten Halbinselabschnitt 12 und dem zweiten Halbinselabschnitt 32 vorgesehen sind, je nach der tatsächlichen Situation angeordnet werden können. Wenn beispielsweise der erste Endabschnitt 1 und der zweite Endabschnitt 3 und der Mittelabschnitt 2 einen identischen Widerstandsänderungstrend in Abhängigkeit von der Temperatur aufweisen, wie z. B., wenn beide Widerstände mit zunehmender Temperatur zunehmen, oder wenn beide Widerstände mit abnehmender Temperatur abnehmen, sollten die beiden Kontaktpunkte so nahe wie möglich an den Nähten 121, 321 angeordnet werden; während dann, wenn der erste Endabschnitt 1 und der zweite Endabschnitt 3 und der Mittelabschnitt 2 eine entgegengesetzte Widerstandsentwicklung in Abhängigkeit von der Temperatur aufweisen, wie z. B., wenn die Widerstände des erstes Endabschnitts 1 und des zweiten Endabschnitts 3 mit zunehmender Temperatur zunehmen und der Widerstand des Mittelabschnitts 2 mit zunehmender Temperatur abnimmt, können die beiden Kontaktpunkte in einem angemessenen Abstand zu den Nähten 121, 321 angeordnet werden. Auf diese Weise kann ein kleiner Teil des ersten Endabschnitts 1 und des zweiten Endabschnitts 3 dem Prüfabschnitt hinzugefügt werden, um der Wirkung des Mittelabschnitts 2 entgegenzuwirken, wodurch eine genauere Strommessung erreicht wird, z. B. kann der Abstand weniger als 1/5 der Breite des Mittelabschnitts 2 betragen.
-
In der Ausführungsform von 1 umgeben die Nuten 13, 33 alle Kanten des ersten Halbinselabschnitts 12 und/oder des zweiten Halbinselabschnitts 32 mit Ausnahme ihrer Nähte 121, 321 mit dem Mittelabschnitt 2. In einer alternativen Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, können der erste Halbinselabschnitt 12 und/oder der zweite Halbinselabschnitt 32 selbst an den Kanten des ersten Endabschnittskörpers 11 und des zweiten Endabschnittskörpers 31 liegen, während die Nuten 13, 33 nur teilweise die Kanten des ersten Halbinselabschnitts 12 und/oder des zweiten Halbinselabschnitts 32 mit Ausnahme ihrer Nähte 121, 321 mit dem Mittelabschnitt 2 umgeben. In der Ausführungsform von 1 weisen die Nuten 13, 33 eine halbrechteckige Form mit abgerundeten Ecken auf. In alternativen Ausführungsformen können die Nuten 13, 33 eine halbkreisförmige oder halbelliptische Form oder eine sonstige geeignete Form aufweisen. In der dargestellten Ausführungsform sind der erste Halbinselabschnitt 12 und der zweite Halbinselabschnitt 32 symmetrisch angeordnet, und der erste Endabschnittskörper 11 und der zweite Endabschnittskörper 31 sind auch symmetrisch angeordnet. In alternativen Ausführungsformen können der erste Halbinselabschnitt 12 und der zweite Halbinselabschnitt 32 sowie der erste Endabschnittskörper 11 und der zweite Endabschnittskörper 31 jedoch nicht symmetrisch angeordnet sein. In einigen Ausführungsformen sind der erste Halbinselabschnitt 12 und der zweite Halbinselabschnitt 32 mit dem Zentralbereich des Mittelabschnitts 2 verbunden, d. h. die Nähte 121, 321 des ersten Halbinselabschnitts 12 und des zweiten Halbinselabschnitts 32 mit dem Mittelabschnitt 2 umfassen die Mittelpunkte der gegenüberliegenden Seiten 21, 22 des Mittelabschnitts 2. In alternativen Ausführungsformen sind der erste Halbinselabschnitt 12 und der zweite Halbinselabschnitt 32 mit einer Seite des Mittelabschnitts 2 verbunden, d. h. die Nähte 121, 321 des ersten Halbinselabschnitts 12 und des zweiten Halbinselabschnitts 32 mit dem Mittelabschnitt 2 befinden sich auf der Seite, die sich an den Mittelpunkten der gegenüberliegenden Seiten 21, 22 des Mittelabschnitts 2 befindet, wie in 3 gezeigt.
-
In einigen Ausführungsformen sind der erste Endabschnitt 1 und der zweite Endabschnitt 3 mit dem Mittelabschnitt 2 durch Schweißen verbunden, wobei der erste Endabschnitt, der zweite Endabschnitt und der Mittelabschnitt als Ganzes in einer rechteckigen Form gestanzt sind und die Nuten 13, 33 durch Stanzen geformt sind. In einem beispielhaften Herstellungsverfahren wird zum Beispiel ein Langblech, das als Rohmaterial für den ersten Endabschnitt 1 und den zweiten Endabschnitt 3 verwendet wird, mit einem Langblech, das für den Mittelabschnitt 2 verwendet wird, einstückig verschweißt, und eine Vielzahl von rechteckigen Widerstandsrohlingen wird durch Stanzen hergestellt, und die Nuten 13, 33 werden durch Stanzen gebildet. Schließlich wird eine Schneidkerbe 4 basierend auf einem Prüfwiderstand gestanzt, wie in 2 und 3 gezeigt, wodurch der Prüfwiderstand des fertigen Produkts angepasst wird. In einigen Ausführungsformen weist der Mittelabschnitt 2 zumindest an einer Seite eine Schneidkerbe 4 auf.
-
Die oben in dieser Anmeldung beschriebenen spezifischen Ausführungsformen dienen nur dazu, die Prinzipien dieser Anmeldung näher zu erläutern, wobei die einzelnen Komponenten deutlich dargestellt oder beschrieben werden, um die Prinzipien der Anmeldung leichter verständlich zu machen. Fachleute auf dem Gebiet können leicht verschiedene Modifikationen oder Änderungen an der vorliegenden Anmeldung vornehmen, ohne vom Schutzumfang der Anmeldung abzuweichen. Es sollte daher davon ausgegangen werden, dass diese Modifikationen oder Änderungen in den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung einbezogen werden.
