EP1512315A1 - Electronic device comprising a housing - Google Patents

Electronic device comprising a housing

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Publication number
EP1512315A1
EP1512315A1 EP03755075A EP03755075A EP1512315A1 EP 1512315 A1 EP1512315 A1 EP 1512315A1 EP 03755075 A EP03755075 A EP 03755075A EP 03755075 A EP03755075 A EP 03755075A EP 1512315 A1 EP1512315 A1 EP 1512315A1
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EP
European Patent Office
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housing
electronic device
area
lead
designed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03755075A
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German (de)
French (fr)
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Guenter Schelling
Gerhard Holzwarth
Martin Knapp
Christoph Wenger
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20—Instruments transformers
    • H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28—Current transformers
    • H01F38/30—Constructions

Definitions

  • the invention relates to an electronic device with a housing according to the type of the independent claim.
  • Electronic devices with a housing are already known, these devices usually having a housing wall and an interior enclosed by the housing wall.
  • a ring coil can be arranged in the interior of such a housing and is used for measuring a current flow.
  • a current conductor is formed in the housing, the current conductor being enclosed by the ring coil.
  • the electronic device according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that a current-carrying element can be encompassed by a toroid with a core without a current conductor having to be provided inside the housing.
  • the manufacturing cost for the electronic device is therefore kept low.
  • the finished electronic device can subsequently be arranged relative to a current conductor.
  • the ring coil together with an electronic evaluation circuit, is designed in particular as a current sensor. Evaluation of the ring coil signal can be done particularly easily if an electronic circuit for evaluation is also provided within the housing. If the lead-through area is designed to receive a current-carrying bolt, the electronic device can be attached to this bolt in a particularly simple mechanical manner.
  • the electronic device is particularly suitable for use in a motor vehicle, since it is particularly simple and robust. A preferred application is the monitoring of the current flow from a battery of the motor vehicle.
  • Figure 2 shows a section along the line II-II of Figure 1
  • Figure 3 shows a cross section through the electronic device with a through
  • the electronic device has a two-part housing, consisting of a cover 1 and a base 2, which each form the housing wall.
  • the housing walls 1, 2 enclose an interior 3 in which a ring coil with core 4 and an electronic circuit 5 are arranged.
  • the housing cover 1 forms an upper side 20 of the housing 10, and the housing base 2 has an underside 30 of the housing 10.
  • the housing 10 has a lead-through area 6 which extends from the top 20 to the bottom 30.
  • the lead-through area 6 is an area which is kept free from the housing and which is enclosed by the housing 10 in the manner of a topographical ring structure.
  • the housing 10 with its housing walls 1, 2 thus encompasses the lead-through area 6. This becomes particularly clear when one considers a section along the plane II-II of FIG. 1, as shown in FIG. 2.
  • FIG. 2 shows a cross section along the plane 11-11 of FIG. 1.
  • the lead-through area 6 is completely enclosed in the sectional plane by the housing wall 2, the toroidal coil 4 and the interior 3.
  • the housing is thus designed as a topographical ring which completely surrounds the lead-through area 6.
  • the electronic device thus formed is particularly suitable for current measurement.
  • a current conductor is passed through the lead-through area 6, in such a way that a current flows only in one direction.
  • the toroidal coil 4 has a soft iron core on which is arranged as a closed ring around the passage area 6.
  • a measuring coil is then wound around this ring core, in which the actual measuring signal is generated.
  • a signal is induced in the ring coil 4, which signal can be detected by an electronic circuit which is arranged directly next to the ring coil 4.
  • the connecting wires required for this purpose between the ring coil 4 and the electronic circuit 5 are not shown in FIGS. 1 and 2 for reasons of simplification.
  • the electronic device created in this way enables a particularly simple current measurement by inserting a current conductor through the push-through area 6.
  • the electronic device can be completely finished and can be arranged in a subsequent step corresponding to the conductor.
  • FIG. 3 shows a particularly simple arrangement of such a current conductor in the lead-through area 6.
  • FIG. 3 shows a cross section through the housing 10 corresponding to FIG. 1.
  • the thread of the connecting bolt 50 interacts with a corresponding thread of a nut 51.
  • a connecting lug 52 is pressed between the housing cover 1 and the nut 51.
  • the current bolt 50 merges in one piece into a mass region 53.
  • the device shown in this way is suitable, for example, as a ground connection for a battery in a motor vehicle.
  • the mass area 53 is through the body of the Motor vehicle formed on which the power bolt 50 is correspondingly attached in one piece.
  • the electronic device is simply plugged with the lead-through area 6 over the current bolt 50 and then the current carrying tab 52 is screwed onto the nut 51.
  • the connecting strap 52 is connected to the ground pole of the battery by a corresponding cable.
  • any other conductor through which a current flows is also conceivable. If the state of charge of a battery in a motor vehicle is to be assessed, then an appropriate current conductor through which the entire current of the battery flows must be used. However, this can also be arranged on the plus side of the battery or in a fuse box of the motor vehicle. The power consumption of an individual component can also be observed by selecting an appropriate current conductor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

Disclosed is an electronic device comprising a housing (10) which is provided with an interior space (3) that is enclosed by a housing wall (1, 2). A toroid (4) is disposed within said interior space. The housing (10) is also provided with a passage area (6) which extends from a top side (20) to a bottom side (30) of the housing. Said passage area (6) is completely encompassed by the interior space (3), the toroid (4), and the housing wall (2) when viewed from a cross section of the housing (10) in a plane (II-II).

Description

Elektronisches Gerät mit einem GehäuseElectronic device with a housing
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem elektronischen Gerät mit einem Gehäuse nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.The invention relates to an electronic device with a housing according to the type of the independent claim.
Es sind bereits elektronische Geräte mit einem Gehäuse bekannt, wobei diese Geräte üblicherweise eine Gehäusewand und einen von der Gehäusewand umschlossenen Innenraum aufweisen. Im Innenraum eines derartigen Gehäuses kann eine Ringspule eingeordnet werden, die zur Messung eines Stromflusses dient. Dazu wird in dem Gehäuse ein Stromleiter ausgebildet, wobei der Stromleiter von der Ringspule umschlossen wird.Electronic devices with a housing are already known, these devices usually having a housing wall and an interior enclosed by the housing wall. A ring coil can be arranged in the interior of such a housing and is used for measuring a current flow. For this purpose, a current conductor is formed in the housing, the current conductor being enclosed by the ring coil.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße elektronische Gerät mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass ein stromführendes Element von einer Ringpule mit Kern umfasst werden kann, ohne dass dazu im Inneren des Gehäuses ein Stromleiter vorgesehen werden muss. Der Herstellungsaufwand für das elektronische Gerät wird daher gering gehalten. Weiterhin kann das fertige elektronische Gerät nachträglich relativ zu einem Stromleiter angeordnet werden.The electronic device according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that a current-carrying element can be encompassed by a toroid with a core without a current conductor having to be provided inside the housing. The manufacturing cost for the electronic device is therefore kept low. Furthermore, the finished electronic device can subsequently be arranged relative to a current conductor.
Weitere Vorteile und Verbesserungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche. Die Ringspule, zusammen mit einer elektronischen Auswerteschaltung, ist insbesondere als Stromsensor ausgebildet. Die Auswertung des Signals der Ringspule kann besonders einfach erfolgen, wenn innerhalb des Gehäuses auch ein elektronischer Schaltkreis zur Auswertung vorgesehen ist. Wenn der Durchfuhrbereich zur Aufnahme eines stromführenden Bolzens ausgebildet ist, so kann eine besonders einfache mechanische Befestigung des elektronischen Geräts an diesen Bolzen erfolgen. Das elektronische Gerät ist insbesondere zur Anwendung in einem Kfz geeignet, da es besonders einfach und robust aufgebaut ist. Eine bevorzugte Anwendung ist dabei die Überwachung des Stromflusses aus einer Batterie des Kraftfahrzeugs.Further advantages and improvements result from the features of the dependent claims. The ring coil, together with an electronic evaluation circuit, is designed in particular as a current sensor. Evaluation of the ring coil signal can be done particularly easily if an electronic circuit for evaluation is also provided within the housing. If the lead-through area is designed to receive a current-carrying bolt, the electronic device can be attached to this bolt in a particularly simple mechanical manner. The electronic device is particularly suitable for use in a motor vehicle, since it is particularly simple and robust. A preferred application is the monitoring of the current flow from a battery of the motor vehicle.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the following description.
In der Figur 1 wird ein Querschnitt durch das erfindungsgemäße elektronische Gerät gezeigt,1 shows a cross section through the electronic device according to the invention,
Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II der Figur 1, undFigure 2 shows a section along the line II-II of Figure 1, and
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch das elektronische Gerät mit einem durch denFigure 3 shows a cross section through the electronic device with a through
Durchführbereich geführten stromführenden Bolzen.Lead-through area guided live bolts.
Beschreibungdescription
In der Figur 1 wird ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes elektronisches Gerät gezeigt. Das elektronische Gerät weist ein zweiteiliges Gehäuse, bestehend aus einem Deckel 1 und einem Boden 2 auf, die jeweils die Gehäusewand bilden. Die Gehäusewände 1, 2 umschließen einen Innenraum 3, in dem eine Ringspule mit Kern 4 und ein elektronischer Schaltkreis 5 angeordnet sind. Der Gehäusedeckel 1 bildet eine Oberseite 20 des Gehäuses 10, und der Gehäuseboden 2 weist eine Unterseite 30 des Gehäuses 10 auf. Weiterhin weist das Gehäuse 10 einen Durchführbereich 6 auf, der sich von der Oberseite 20 bis zur Unterseite 30 erstreckt. Der Durchführbereich 6 ist ein vom Gehäuse freigehaltener Bereich, der von dem Gehäuse 10 in der Art einer topografischen Ringstruktur umfasst wird. Das Gehäuse 10 umfasst somit mit seinen Gehäusewänden 1, 2 den Durchführbereich 6. Besonders deutlich wird dies, wenn man einen Schnitt entlang der Ebene II-II der Figur 1, wie er in der Figur 2 dargestellt wird, betrachtet.1 shows a cross section through an electronic device according to the invention. The electronic device has a two-part housing, consisting of a cover 1 and a base 2, which each form the housing wall. The housing walls 1, 2 enclose an interior 3 in which a ring coil with core 4 and an electronic circuit 5 are arranged. The housing cover 1 forms an upper side 20 of the housing 10, and the housing base 2 has an underside 30 of the housing 10. Furthermore, the housing 10 has a lead-through area 6 which extends from the top 20 to the bottom 30. The lead-through area 6 is an area which is kept free from the housing and which is enclosed by the housing 10 in the manner of a topographical ring structure. The housing 10 with its housing walls 1, 2 thus encompasses the lead-through area 6. This becomes particularly clear when one considers a section along the plane II-II of FIG. 1, as shown in FIG. 2.
In der Figur 2 wird ein Querschnitt entlang der Ebene 11-11 der Figur 1 gezeigt. Mit den Bezugszeichen 2, 3, 4, 5 und 6 werden wieder die gleichen Gegenstände wie in der Figur 1 bezeichnet. Der Durchführbereich 6 wird in der Schnittebene vollständig von der Gehäusewand 2, der Ringspule 4 und dem Innenraum 3 umschlossen. Das Gehäuse ist somit als topografischer Ring ausgebildet, welches den Durchführbereich 6 vollständig umfasst.FIG. 2 shows a cross section along the plane 11-11 of FIG. 1. With the reference numerals 2, 3, 4, 5 and 6 again the same objects as in the figure 1 designated. The lead-through area 6 is completely enclosed in the sectional plane by the housing wall 2, the toroidal coil 4 and the interior 3. The housing is thus designed as a topographical ring which completely surrounds the lead-through area 6.
Das so gebildete elektronische Gerät ist besonders für eine Strommessung geeignet. Dazu wird durch den Durchführbereich 6 hindurch ein Stromleiter geführt, derart, dass ein Stromfluss nur in eine Richtung erfolgt. Die Ringspule 4 weist einen Weicheisenkern auf der als geschlossener Ring um den Durchfuhrbereich 6 herum angeordnet ist. Um diesen Ringkern herum ist dann eine Meßspule gewunden, in der das eigentliche Meßsignal erzeugt wird. Bei einem Stromfluss durch den Durchführbereich 6 in eine Richtung hindurch wird so in der Ringspule 4 ein Signal induziert, welches von einer elektronischen Schaltung, die unmittelbar neben der Ringspule 4 angeordnet ist, nachgewiesen werden kann. Dafür benötigte Verbindungsdrähte zwischen der Ringspule 4 und der elektronischen Schaltung 5 sind in den Figuren 1 und 2 aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt.The electronic device thus formed is particularly suitable for current measurement. For this purpose, a current conductor is passed through the lead-through area 6, in such a way that a current flows only in one direction. The toroidal coil 4 has a soft iron core on which is arranged as a closed ring around the passage area 6. A measuring coil is then wound around this ring core, in which the actual measuring signal is generated. When a current flows through the lead-through area 6 in one direction, a signal is induced in the ring coil 4, which signal can be detected by an electronic circuit which is arranged directly next to the ring coil 4. The connecting wires required for this purpose between the ring coil 4 and the electronic circuit 5 are not shown in FIGS. 1 and 2 for reasons of simplification.
Das so geschaffene elektronische Gerät ermöglicht eine besonders einfache Strommessung, indem durch den Durchsteckbereich 6 hindurch ein Stromleiter gesteckt wird. Das elektronische Gerät kann komplett fertiggestellt werden und kann in einem nachfolgenden Schritt entsprechend zu dem Stromleiter angeordnet werden.The electronic device created in this way enables a particularly simple current measurement by inserting a current conductor through the push-through area 6. The electronic device can be completely finished and can be arranged in a subsequent step corresponding to the conductor.
In der Figur 3 wird eine besonders einfache Anordnung eines derartigen Stromleiters in dem Durchfuhrbereich 6 gezeigt. In der Figur 3 wird ein Querschnitt durch das Gehäuse 10 entsprechend der Figur 1 gezeigt. Mit den Bezugszeichen 1, 2, 3, 4, 5 und 6 werden wieder die gleichen Gegenstände bezeichnet, wie in der Figur 1. Durch den Durchfuhrbereich 6 hindurch ist hier ein stromführender Bolzen 50 gezeigt, der an seinem Oberteil ein Gewinde aufweist. Das Gewinde des Anschlussbolzens 50 wirkt mit einem entsprechenden Gewinde einer Mutter 51 zusammen. Durch Aufschrauben der Mutter 51 auf das Gewinde des Anschlussbolzens 50 wird eine Anschlusslasche 52 zwischen dem Gehäusedeckel 1 und der Mutter 51 angepresst. Der Strombolzen 50 geht einstückig in einen Massebereich 53 über.FIG. 3 shows a particularly simple arrangement of such a current conductor in the lead-through area 6. FIG. 3 shows a cross section through the housing 10 corresponding to FIG. 1. With the reference numerals 1, 2, 3, 4, 5 and 6 again the same objects are referred to as in Figure 1. Through the passage area 6 through a current-carrying bolt 50 is shown here, which has a thread on its upper part. The thread of the connecting bolt 50 interacts with a corresponding thread of a nut 51. By screwing the nut 51 onto the thread of the connecting bolt 50, a connecting lug 52 is pressed between the housing cover 1 and the nut 51. The current bolt 50 merges in one piece into a mass region 53.
Die so gezeigte Vorrichtung ist beispielsweise als Masseanschluss für eine Batterie in einem Kraftfahrzeug geeignet. Der Massebereich 53 wird durch die Karosserie des Kraftfahrzeugs gebildet, an der der Strombolzen 50 entsprechend einstückig angebracht ist. Das elektronische Gerät wird einfach mit dem Durchführungsbereich 6 über den Strombolzen 50 gesteckt und anschließend wird die Stromführungslasche 52 mit der Mutter 51 verschraubt. Die Anschlusslasche 52 ist durch ein entsprechendes Kabel mit dem Massepol der Batterie verbunden. Durch diese Vorrichtung kann einfach der gesamte Stromfluss durch die Batterie überwacht werden, und es kann entsprechend zurückgeschlossen werden, wie der Ladezustand der Batterie zum jeweiligen Zeitpunkt aussieht. Der Ladezustand der Batterie kann beispielsweise in den elektronischen Schaltkreisen 5 berechnet werden und anderen elektronischen Geräten des Kraftfahrzeugs über ein hier nicht dargestelltes Bussystem zur Verfügung gestellt werden. Es wird so ein Energiemanagement der Batterie des Kraftfahrzeugs ermöglicht.The device shown in this way is suitable, for example, as a ground connection for a battery in a motor vehicle. The mass area 53 is through the body of the Motor vehicle formed on which the power bolt 50 is correspondingly attached in one piece. The electronic device is simply plugged with the lead-through area 6 over the current bolt 50 and then the current carrying tab 52 is screwed onto the nut 51. The connecting strap 52 is connected to the ground pole of the battery by a corresponding cable. With this device, the entire current flow through the battery can be easily monitored, and it can be determined accordingly what the state of charge of the battery is at the time. The state of charge of the battery can be calculated, for example, in the electronic circuits 5 and made available to other electronic devices of the motor vehicle via a bus system, not shown here. This enables energy management of the battery of the motor vehicle.
Es sind aber noch andere Vorgehensweisen zur Befestigung des Gehäuses an einer Karosserie und des Massekabels an einem als Bolzen ausgebildeten Masseanschluß möglich. Eine Form der besonders sichereren Befestigung des Kabelschuhs des Massekabels ist ein Absatz am Ende des Bolzens, so dass der Kabelschuh noch eine Auflagefläche am Bolzen hat. Der Kabelschuh wird dann mit einem kleineren Gewinde am Ende des Bolzens befestigt. Es gibt dann weitere Möglichkeiten der Gerätebefestigung:However, other procedures for fastening the housing to a body and the earth cable to a ground connection designed as a bolt are also possible. One form of the particularly secure fastening of the cable lug of the earth cable is a shoulder at the end of the bolt, so that the cable lug still has a contact surface on the bolt. The cable lug is then attached to the end of the bolt with a smaller thread. There are then other options for attaching the device:
- wie dargestellt mit einer Schraube Gerät zusammen mit Kabelschuh,- as shown with a screw device together with cable lug,
- Gerät an separaten Gehäusebefestigungselementen, Kabelschuh an Bolzenende an kleinerem Gewinde und- Device on separate housing fastening elements, cable lug on the bolt end on a smaller thread and
Gerät mit großem Außengewinde am Bolzen und am Bolzenende mit kleinerem Gewinde der Kabelschuh.Device with a large external thread on the bolt and at the bolt end with a smaller thread the cable lug.
Neben dem Massepol der Batterie ist aber auch jeder andere Stromleiter denkbar durch den ein Strom fließt. Wenn der Ladezustand einer Batterie in einem KFZ beurteilt werden soll, dann ist ein entsprechender Stromleiter durch den der gesamte Strom der Batterie fließt zu verwenden. Dieser kann aber auch auf der Plusseite der Batterie oder in einem Sicherungskasten des KFZ angeordnet sein. Durch die Auswahl eines entsprechenden Stromleiters kann auch der Stromverbrauch einer einzelnen Komponente beobachtet werden. In addition to the ground pole of the battery, any other conductor through which a current flows is also conceivable. If the state of charge of a battery in a motor vehicle is to be assessed, then an appropriate current conductor through which the entire current of the battery flows must be used. However, this can also be arranged on the plus side of the battery or in a fuse box of the motor vehicle. The power consumption of an individual component can also be observed by selecting an appropriate current conductor.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Elektronisches Gerät mit einem Gehäuse ( 10), wobei das Gehäuse (10) eine Gehäusewand (1, 2) und einen von der Gehäusewand (1, 2) umschlossenen Innenraum (3) aufweist, wobei im Innenraum (3) eine Ringspule (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) einen Durchführbereich (6) aufweist, wobei der Durchführbereich (6) von einer Oberseite (20) bis zu einer Unterseite (30) des Gehäuses (10) reicht und dass bei einem Schnitt in einer Ebene II-II durch das Gehäuse (10) der Durchführbereich (6) vollständig vom Innenraum (3), der Ringspule (4) und der Gehäusewand (2) umfasst wird.1. Electronic device with a housing (10), the housing (10) having a housing wall (1, 2) and an interior (3) enclosed by the housing wall (1, 2), an annular coil (3) in the interior (3) 4), characterized in that the housing (10) has a lead-through area (6), the lead-through area (6) extending from an upper side (20) to a lower side (30) of the housing (10) and in that one Section in a plane II-II through the housing (10) of the lead-through area (6) is completely surrounded by the interior (3), the toroidal coil (4) and the housing wall (2).
2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) in der Art einer topografischen Ringstruktur um den Durchführbereich (6) herum ausgebildet ist.2. Electronic device according to claim 1, characterized in that the housing (10) is designed in the manner of a topographical ring structure around the lead-through area (6).
3. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringspule (4) als Stromsensor ausgebildet ist.3. Electronic device according to one of the preceding claims, characterized in that the ring coil (4) is designed as a current sensor.
4. Elektronisches Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Innenraum (3) elektronische Schaltkreise (5) angeordnet sind, die zur Auswertung des Signals des Stromsensors (4) ausgebildet sind.4. Electronic device according to claim 3, characterized in that in the interior (3) electronic circuits (5) are arranged, which are designed for evaluating the signal of the current sensor (4).
5. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchführbereich (6) zur Aufnahme eines stromführenden Bolzens (50) ausgebildet ist. 5. Electronic device according to one of the preceding claims, characterized in that the lead-through area (6) is designed to receive a current-carrying bolt (50).
6. Elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeiclinet, dass das Gehäuse (10) zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug ausgebildet ist.6. Electronic device according to one of the preceding claims, characterized gekennzeiclinet that the housing (10) is designed for use in a motor vehicle.
7. Elektronisches Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Überwachung des Stromflusses einer Batterie des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. 7. Electronic device according to claim 6, characterized in that it is designed to monitor the current flow of a battery of the motor vehicle.
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