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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Shuntwiderstand und eine Shuntwiderstandsanordnung und insbesondere auf einen Shuntwiderstand und eine Shuntwiderstandsanordnung, in denen Messanschlüsse zum Messen von Spannung so nahe wie möglich an einem Widerstandselement angeordnet sind, um einen Messfehler zu verringern, und wobei die mechanische und elektrische Verbindung hervorragend ist.
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Technik im Hintergrund
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Im Allgemeinen wird ein Shuntwiderstand, der verwendet wird, um Strom zu detektieren, als ein geteilter Widerstand verwendet, wenn hoher Gleichstrom gemessen wird, und kann einen geringen Widerstandswert, weniger als 1 Ω, verwenden, um einen Spannungsabfall und eine Verlustleistung zu verhindern.
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Shuntwiderstände umfassen induktionsfreie drahtgewickelte Widerstände (PRN), drahtgewickelte Kleinstwiderstände (SMW), induktionsfreie Metallplattenwiderstände (MPR), Strommesswiderstände (CSR) und Hochstrommesswiderstände (CSR).
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Unter diesen Shuntwiderständen dient der Hoch-CSR dazu, Spannung, Strom und Temperatur einer Fahrzeugbatterie präzise zu messen, um Ladezustand, Alterungszustand und Startfähigkeit der Batterie vorherzusagen und Zustandsinformationen der Batterie an eine elektronische Steuereinheit (ECU) zu übertragen, um üblicherweise verschiedene mit der Batterie verbundene Einrichtungen zu betreiben.
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Das offengelegte
koreanische Patent mit der Veröffentlichungsnummer 10-2012-0047925 offenbart einen stromsensitiven Widerstand
1 mit geringem Widerstandswert.
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10 ist eine Querschnittsansicht, die einen herkömmlichen Shuntwiderstand darstellt. Mit Bezug auf 10 weist der stromsensitive Widerstand mit geringem Widerstandswert mindestens einen plattenförmigen Verbindungsabschnitt 2 und 3 und mindestens einen Kontaktpunkt 7 und 8 zum Kontaktieren des mindestens einen plattenförmigen Verbindungsabschnitts 2 und 3 auf und der mindestens eine Kontaktpunkt 7 und 8 ist durch erhabene Bereiche des mindestens einen plattenförmigen Verbindungsabschnitts 2 und 3 gebildet. Hier dienen zwei Kontaktpunkte 7 und 8 dazu, Spannung zu messen, die über ein Widerstandselement abgefallen ist.
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Da jedoch in dem obigen koreanischen Patent der erhabene Bereich ein Durchgangsloch aufweist, sollen die Kontaktpunkte getrennt von dem Widerstandselement sein und somit wird ein Spannungsmessfehler gemäß der Trennungsdistanz erzeugt.
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Offenbarung
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Technisches Problem
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Daher ist die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die obigen Probleme gemacht worden und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Shuntwiderstand und eine Shuntwiderstandsanordnung bereitzustellen, in denen Messanschlüsse zum Messen von Spannung so nahe wie möglich an einem Widerstandselement angeordnet sind, um einen Messfehler zu verringern.
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Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Shuntwiderstand und eine Shuntwiderstandsanordnung bereitzustellen, in denen Messanschlüsse gebogen sind und mit einer Oberfläche eines Verbindungsteils verbunden sind, so dass der Shuntwiderstand und die Shuntwiderstandsanordnung, verglichen mit einem herkömmlichen Shuntwiderstand, der mit Durchgangslöchern ausgestattet ist, leicht hergestellt werden können.
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Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Shuntwiderstand und eine Shuntwiderstandsanordnung bereitzustellen, in denen die mechanische und elektrische Verbindung hervorragend ist.
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Technische Lösung
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die obigen und anderen Aufgaben durch die Bereitstellung eines Shuntwiderstands erreicht werden, der ein Widerstandselement, ein erstes und zweites Verbindungsteil, die mit beiden Seiten des Widerstandselements verbunden sind, und einen ersten und zweiten Messanschluss aufweist, die mit der oberen Oberfläche des ersten und der des zweiten Verbindungsteils kombiniert sind, wobei sowohl der erste als auch der zweite Messanschluss einen Basisabschnitt, der mit je einer Oberfläche des ersten und des zweiten Verbindungsteils verbunden ist, und einen Messvorsprung aufweist, der einstückig mit dem Basisabschnitt ausgebildet ist und von dem Basisabschnitt nach oben gebogen ist.
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Der Messvorsprung kann einen Stützabschnitt, der sich von dem Basisabschnitt erstreckt und eine schmalere Breite als die des Basisabschnitts und einen Verbindungsanschlussabschnitt aufweisen, der sich von dem Stützabschnitt erstreckt und eine schmalere Breite als die des Stützabschnitts hat.
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Je eine Aufnahmenut kann auf einer Oberfläche des ersten und des zweiten Verbindungsteils ausgebildet sein, um den jeweiligen Basisabschnitt des ersten und des zweiten Messanschlusses aufzunehmen.
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Abgestufte Abschnitte können an Verbindungsbereichen zwischen dem Widerstandselement und dem ersten und zweiten Verbindungsteil ausgebildet sein, so dass die obere Oberfläche des Widerstandselements niedriger ist als die obere Oberfläche des ersten und die des zweiten Verbindungsteils.
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Der Messvorsprung kann in einem Bereich nahe an dem Widerstandselement gebogen sein.
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In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dort eine Shuntwiderstandsanordnung bereitgestellt, die einen Shuntwiderstand, der ein Widerstandselement, ein erstes und zweites Verbindungsteil, die mit beiden Seiten des Widerstandselements verbunden sind, und einen ersten und zweiten Messanschluss aufweist, die mit der oberen Oberfläche des ersten und der des zweiten Verbindungsteil kombiniert sind, wobei sowohl der erste als auch der zweite Messanschluss einen Basisabschnitt, der mit dem inneren Ende des jeweiligen ersten und zweiten Verbindungsteils verbunden ist, und einen Messvorsprung aufweist, der einstückig mit dem Basisabschnitt ausgebildet ist und von dem Basisabschnitt nach oben gebogen ist, und eine Schaltungseinheit aufweist, die mit dem Shuntwiderstand kombiniert ist und Strom misst, unter Verwendung eines Unterschieds zwischen Spannungen, die über den ersten und zweiten Messanschuss detektiert werden.
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Die Schaltungseinheit kann ein Gehäuse, das mit dem Shuntwiderstand kombiniert ist, ein sich innerhalb des Gehäuses befindendes Substrat und eine Messeinheit aufweisen, die auf dem Substrat angebracht ist.
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Der Messvorsprung kann einen Stützabschnitt, der sich von dem Basisabschnitt erstreckt und eine schmalere Breite als die des Basisabschnitts hat, und einen Verbindungsanschlussabschnitt aufweisen, der sich von dem Stützabschnitt erstreckt und eine schmalere Breite als die des Stützabschnitts hat.
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Das Gehäuse kann mit dem Shuntwiderstand durch Insert-Spritzgießen verbunden werden, wobei der Stützabschnitt des Messvorsprungs in dem Gehäuse eingebettet werden kann und nur der Verbindungsanschlussabschnitt des Messvorsprungs kann freiliegend am Äußeren des Gehäuses sein und der Messvorsprung kann mit dem Substrat unter der Bedingung angeordnet sein, dass der Messvorsprung in das Substrat eingelegt ist und mit der Messeinheit verbunden ist.
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Vorteilhafte Wirkungen
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Wie oben beschrieben, erlaubt ein Shuntwiderstand und eine Shuntwiderstandsanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung Messanschlüssen, die Spannung messen, so nahe wie möglich an einem Widerstandselement angeordnet zu sein, um einen Messfehler zu verringern.
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Ferner erlauben der Shuntwiderstand und die Shuntwiderstandsanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung den Messanschlüssen, gebogen zu sein und mit einer Oberfläche von Verbindungsteilen verbunden zu sein, so dass der Shuntwiderstand und die Shuntwiderstandsanordnung verglichen mit einem herkömmlichen Shuntwiderstand, der mit Durchgangslöchern ausgestattet ist, leicht hergestellt werden kann.
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Ferner haben der Shuntwiderstand und die Shuntwiderstandsanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine hervorragende mechanische und elektrische Verbindung.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen klarer verstanden werden, in denen:
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1 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Shuntwiderstand in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2A eine Querschnittsansicht von 1 entlang der Linie A-A ist;
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2B eine Querschnittsansicht ist, die eine Anordnung eines ersten und zweiten Messanschlusses an den Enden eines ersten und zweiten Verbindungsteils in 2A darstellt;
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3A eine Entwicklungsansicht des Messanschlusses in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist;
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3B eine perspektivische Ansicht ist, die ein Gebogensein des Messanschlusses von 3A darstellt;
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3C eine Querschnittsansicht ist, die ein Verlöten des Messanschlusses in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in einer Aufnahmenut darstellt;
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4 und 5 Querschnittsansichten sind, die ein Weglassen von stufenartigen Abschnitten und Aufnahmenuten darstellen, die zwischen dem ersten und zweiten Verbindungsteil und einem Widerstandselement in dem Shuntwiderstand von 2A ausgebildet sind;
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6 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Kombination von einem Gehäuse mit dem Shuntwiderstand in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt;
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7 eine Querschnittsansicht von 6 entlang der Linie B-B ist;
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8 eine Querschnittsansicht einer Shuntwiderstandsanordnung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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9 eine Querschnittsansicht ist, die einen Prozess des Strommessens einer Batterie unter Verwendung der Shuntwiderstandsanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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10 eine Querschnittsansicht ist, die einen herkömmlichen Shuntwiderstand darstellt.
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Beste Ausgestaltung
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
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In der folgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird eine detaillierte Beschreibung von hier enthaltenen, bekannten Funktionen und Konfigurationen weggelassen, wenn es den Gegenstand der vorliegenden Erfindung eher unklar machen könnte. Zusätzlich sind die in der folgenden Beschreibung verwendeten Begriffe definierte Begriffe, welche die erhaltenen Funktionen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung berücksichtigen. Die Definitionen von diesen Begriffen sollten basierend auf dem gesamten Inhalt dieser Beschreibung festgelegt werden, da sie in Übereinstimmung mit der Intention eines Benutzers oder Bedieners oder einer gängigen Praxis geändert werden können.
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Mit Bezug auf 1 bis 2B, dient ein Shuntwiderstand 100 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dazu, Strom zu messen, zum Beispiel Batteriestrom und weist ein erstes und zweites Verbindungsteil 120 und 120a, ein Widerstandselement 110 und einen ersten und zweiten Messanschluss 130 und 130a auf.
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Das erste Verbindungsteil 120 dient dazu, zu messenden Strom in den Shuntwiderstand 100 einzuleiten, und das zweite Verbindungsteil 120a dient dazu, den zu messenden Strom von dem Shuntwiderstand 100 abzuführen. Zum Beispiel können das erste und zweite Verbindungsteil 120 und 120a in einer Plattenform ausgebildet sein.
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Jedes der ersten und zweiten Verbindungsteile 120 und 120a ist aus einem leitenden Material gebildet, zum Beispiel Kupfer, und ist mit einem Durchgangsloch 123 zur elektrischen Verbindung und einer Aufnahmenut 122 zum Aufnehmen des ersten oder zweiten Messanschlusses 130 oder 130a versehen.
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Das Widerstandselement 110 ist zwischen dem ersten und zweiten Verbindungsteil 120 und 120a angeordnet und verursacht Spannungsabfall. Zum Beispiel ist das Widerstandselement 110 aus einem Material mit geringem Widerstandswert gebildet, das einen größeren spezifischen Widerstandswert als das erste und zweite Verbindungsteil 120 und 120a hat, insbesondere aus einer Legierung, die Cu, Mn oder Ni aufweist.
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Das Widerstandselement 110 und das erste und zweite Verbindungsteil 120 und 120a können durch Schweißen kombiniert werden, zum Beispiel Laserschweißen oder Elektronenstrahlschweißen.
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Mit Bezug auf 3A bis 3C, dienen der erste und zweite Messanschluss 130 und 130a dazu, Spannung zu messen, die über das Widerstandselement 110 abfällt, und sind mit dem ersten und zweiten Verbindungsteil 120 und 120a kombiniert.
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Der erste und zweite Messanschluss 130 und 130a können nahe an dem Widerstandselement 110 angeordnet sein, um einen Spannungsmessfehler zu verringern.
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Zum Beispiel kann sowohl der erste als auch der zweite Messanschluss 130 und 130a einen Basisabschnitt 131, der mit einer Oberfläche des jeweiligen ersten und zweiten Verbindungsteils 120 und 120a verbunden ist, und einen Messvorsprung 133 aufweisen, der einstückig mit dem Basisabschnitt 131 ausgebildet ist und von dem Basisabschnitt 131 nach oben gebogen ist.
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Der Basisabschnitt 131 ist in einer Plattenform breiter ausgebildet als der Messvorsprung 133 und somit kann eine Verbesserung in einer mechanischen Verbindungskraft angenommen werden. Der Basisabschnitt 131 kann mit dem jeweiligen ersten und zweiten Messanschluss 130 und 130a durch Löten kombiniert werden.
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Der Messvorsprung 133 ist mit einer Schaltungseinheit verbunden, die später beschrieben wird, und detektiert Spannung eines korrespondierenden Bereichs.
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Der Messvorsprung 133 kann einen Stützabschnitt 135, der sich von dem Basisabschnitt 131 erstreckt und eine schmalere Breite als die des Basisabschnitts 131 hat, und einen Verbindungsanschlussabschnitt 137 aufweisen, der sich von dem Stützabschnitt 135 erstreckt und eine schmalere Breite als die des Stützabschnitts 135 hat.
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Der Messvorsprung 133 ist in einem Bereich nahe an dem Widerstandselement 110 gebogen.
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Der Stützabschnitt 135 hat eine breitere Breite als die des Verbindungsanschlussabschnitts 137 und kann somit dazu dienen, einen Bruch eines Biegebereichs während Biegen des Messvorsprungs 133 zu verhindern und ein Substrat zu stützen, das später beschrieben wird.
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Ferner ist je eine Aufnahmenut 121 auf einer Oberfläche des ersten und des zweiten Verbindungsteils 120 und 120a ausgebildet, um den jeweiligen Basisabschnitt 131 des ersten und des zweiten Messanschlusses 130 und 130a aufzunehmen.
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Wenn der erste und zweite Messanschluss 130 und 130a mit den Aufnahmenuten 121 verlötet werden, werden nicht nur die unteren Oberflächen der Basisabschnitte 131, sondern auch die Seitenoberflächen der Aufnahmenuten 121 und die Seitenoberflächen der Basisabschnitte 131 verlötet und somit kann die Verbindungskraft verbessert werden.
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Ferner führen die Aufnahmenuten 121 die Verbindungsposition des ersten und des zweiten Messanschlusses 130 und 130a mit dem ersten und zweiten Verbindungsteil 120 und 120a, wodurch eine Fehlerquote verringert wird.
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Ferner können abgestufte Abschnitte 125 an Verbindungsbereichen zwischen dem Widerstandselement 110 und dem ersten und zweiten Verbindungsteil 120 und 120a ausgebildet werden.
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Detailierter können die abgestuften Abschnitte 125 so ausgebildet sein, dass die obere Oberfläche des Widerstandselements 110 tiefer ist als die obere Oberfläche des ersten und die des zweiten Verbindungsteils 120 und 120a.
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Durch Ausbilden der abgestuften Abschnitte 125 zwischen dem ersten und zweiten Verbindungsteil 120 und 120a und dem Widerstandselement 110 können der erste und zweite Messanschluss 130 und 130a so nahe wie möglich an dem Widerstandselement 110 positioniert werden.
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Das heißt, wenn die abgestuften Abschnitte 125 nicht zwischen dem ersten und zweiten Verbindungsteil 120 und 120a und dem Widerstandselement 110 ausgebildet sind, um Kontakt zwischen dem ersten und zweiten Messanschluss 130 und 130a und dem Widerstandselement 110 zu verhindern, wie beispielhaft in 4 gezeigt, müssen der erste und zweite Messanschluss 130 und 130a von den Enden des ersten und zweiten Verbindungsteils 120 und 120a durch eine bestimmte Distanz beabstandet sein.
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Andererseits, wenn die abgestuften Abschnitte 125 zwischen dem ersten und zweiten Verbindungsteil 120 und 120a und dem Widerstandselement 110 ausgebildet sind, wie beispielhaft in 2B gezeigt, obwohl der erste und zweite Messanschluss 130 und 130a an den Enden des ersten und zweiten Verbindungsteils 120 und 120a angeordnet sind, kontaktieren der erste und zweite Messanschluss 130 und 130a das Widerstandselement 110 wegen den abgestuften Abschnitten 125 nicht und somit kann ein Messfehler des Spannungsabfalls größtmöglich verringert werden.
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Nachfolgend wird eine Shuntwiderstandsanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Jedoch, unter den Einzelelementen der Shuntwiderstandsanordnung, ist der Shuntwiderstand oben beschrieben worden und eine detaillierte Beschreibung dessen wird somit weggelassen.
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Mit Bezug auf 6 bis 9, kann eine Shuntwiderstandsanordnung 10 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung den oben beschriebenen Shuntwiderstand 100 und eine Schaltungseinheit 200 aufweisen, die mit dem Shuntwiderstand 100 kombiniert ist und Strom einer Batterie, unter Verwendung eines Unterschieds zwischen Spannungswerten, die über den ersten und zweiten Messanschluss 130 und 130a detektiert werden, misst.
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Die Schaltungseinheit 200 kann ein mit dem Shuntwiderstand 100 kombiniertes Gehäuse 210, ein Substrat 230, das sich innerhalb des Gehäuses 210 befindet und mit einer Schaltkreisstruktur ausgestattet ist, und eine auf dem Substrat 230 angebrachte Messeinheit 250 aufweisen.
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Das Gehäuse 210 hat eine Kastenform, die mit einem Innenraum ausgestattet ist um das Substrat 230 und die Schaltungseinheit 200 aufzunehmen, und ein Deckel 211 kann ausgebildet sein, um das Gehäuse 210 zu öffnen und zu schließen.
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Das Gehäuse 210 ist mit dem Shuntwiderstand 100 durch Insert-Spritzgießen kombiniert und die Gesamtheit des Widerstandselements 110 und der Abschnitte des ersten und zweiten Verbindungsteils 120 und 120a sind in dem Gehäuse 210 eingebettet.
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Durch Insert-Spritzgießen sind die Verbindunganschlussabschnitte 137 der Messvorsprünge 133 im Innenraum des Gehäuses 210 freiliegend und die Stützabschnitte 135 sind in dem Gehäuse 210 eingebettet.
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Die freiliegenden Verbindungsanschlussabschnitte 137 sind unter der Bedingung verlötet, dass die freiliegenden Verbindungsanschlussabschnitte 137 in Kupplungslöcher 231 eingefügt sind, die durch das Substrat 230 ausgebildet sind, und somit mit der Messeinheit 250 verbunden sind.
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Das Substrat 230 ist mit den Kupplungslöchern 231 versehen, die mit den Verbindungsanschlussabschnitten 137 des ersten und zweiten Messanschlusses 130 und 130a korrespondieren.
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Die Verbindungsanschlussabschnitte 137 sind mit dem Substrat 230 durch Einfügen der Verbindungsanschlussabschnitte 137 in die Kupplungslöcher 231 zusammengesetzt und sind mit der Messeinheit 250 durch die auf dem Substrat 230 ausgebildete Schaltkreisstruktur verbunden.
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Die Messeinheit 250 dient dazu, Spannungswerte VR und VR‘ zu messen und die gemessenen Spannungswerte VR und VR‘ in einen Stromwert i umzuwandeln.
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Detaillierter erfasst die Messeinheit 250 den Stromwert i einer Batterie durch Berechnung unter Verwendung der gemessenen Spannungswerte VR und VR‘, die über die entsprechenden Messanschlüsse 130 und 130a detektiert werden, und im Vorhinein eingegebener Widerstandswerte R und R‘, basierend auf dem Ohm’schen Gesetz (V = iR).
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Ausgestaltung der Erfindung
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Verschiedene Ausführungsformen sind in der besten Ausgestaltung zum Ausführen der Erfindung beschrieben worden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, erlauben es ein Shuntwiderstand und eine Shuntwiderstandsanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung spannungsmessenden Messanschlüssen, so nahe wie möglich an einem Widerstandselement angeordnet zu sein, um einen Messfehler zu verringern, und wobei diese eine hervorragende mechanische und elektrische Verbindung haben.
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Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für veranschaulichende Zwecke offenbart wurden, wird der Fachmann verstehen, dass verschiedene Abänderungen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Umfang und der Erfindungsidee, wie in den beigefügten Ansprüchen offenbart, abzuweichen.
