EP3335054A1 - Batteriesensoreinheit mit hoher mechanischer robustheit - Google Patents

Batteriesensoreinheit mit hoher mechanischer robustheit

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Publication number
EP3335054A1
EP3335054A1 EP16701435.6A EP16701435A EP3335054A1 EP 3335054 A1 EP3335054 A1 EP 3335054A1 EP 16701435 A EP16701435 A EP 16701435A EP 3335054 A1 EP3335054 A1 EP 3335054A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor unit
battery sensor
resistance element
webs
fastening device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16701435.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Schindler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Technologies GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Publication of EP3335054A1 publication Critical patent/EP3335054A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20—Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G01R1/203—Resistors used for electric measuring, e.g. decade resistors standards, resistors for comparators, series resistors, shunts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/364—Battery terminal connectors with integrated measuring arrangements

Definitions

  • the invention relates to a battery sensor unit according to the preamble of the independent claim.
  • FIG. 1 shows a battery sensor unit 1 known from the prior art, as frequently used for monitoring a battery condition, for example in a vehicle. It has a first fastening device 2, a resistance element 3, a second fastening device 4 and a housing 5 and an evaluation electronics, not shown.
  • the battery sensor unit 1 is connected to a battery, not shown, of a motor vehicle, on the one hand to detect the current or the voltage of the battery. On the other hand, a detection of the temperature is possible.
  • the first fastening device 2 is designed so that it can be tightened by means of the clamping screw 21.
  • the first fastening device 2 consists in this embodiment of a copper-containing electrically conductive material.
  • Other components of the Ma terials ⁇ could be, for example, iron, phosphorus and / or zinc.
  • the first fastening device 2 is followed by a first electrical connection via a welded connection
  • the voltage drop across the resistance element 3 voltage is detected at measuring points not shown here with the aid of electrical lines of the evaluation and converted into a current based on the defined ohmic resistance.
  • the second fastening device 4 electrically as well as mechanically connected in series. It comprises a bolt 41, via which the battery sensor unit 1 is electrically connected to ground.
  • a bolt 41 via which the battery sensor unit 1 is electrically connected to ground.
  • the bolt 41 instead of the bolt 41, other interfaces for connection to ground would be conceivable.
  • said electrically connected in series components for example, in each case a plug connection, a brazed joint, a welded connection or an integrated design in question. It would also be conceivable to omit the first and / or the second connecting piece 38, 39 in the arrangement. Due to different materials and many components, the battery sensor unit 1 described falls out of space, complicated or bulky.
  • a support element 6 which mechanically supports the second fastening device 4. This captures a portion of the forces occurring and derives them via the first fastening device 2. So that it does not come to falsified measurements, the support element 6 is made of an insulating material, in this case plastic.
  • the object is achieved according to a first aspect of the invention by means of a battery sensor unit 1 according to the preamble of claim 1, wherein the resistance element forms or has a plurality of parallel current paths.
  • the resistance element has a plurality of webs. By means of webs can be achieved compared to a full part, under material savings, a good strength. In addition, this corresponds to the principle of a small cross section to achieve a high ohmic resistance.
  • the webs are formed such that they each form a current path.
  • the mechanically anyway useful webs are also used electrically efficient.
  • the webs are attached to the first and second fastening ⁇ supply device.
  • the lever arm can be kept short, for example when the second fastening device is loaded.
  • the ohmic resistance of the first current path is substantially equal to the ohmic resistance of the second current path.
  • a symmetrical current load is made possible and the handling, manufacture and mechanical design of the battery sensor unit are simplified.
  • the webs are arranged symmetrically and / or formed. This is advantageous for mechanical strength and manufacturing.
  • the webs are arcuate. As a result, their length is increased, which causes a higher ohmic resistance.
  • the webs are arrow-shaped and / or arranged as the sides of a triangle. This is a power flow-oriented design of the resistor element.
  • the resistance element comprises a central web with a gap.
  • measuring points between the outermost webs are arranged in particular on both sides of the gap on the central web.
  • the current paths get a large length and thus a sufficiently high associated measuring resistance.
  • the measuring points can also be very close to each other in the sense of compactness at the gap.
  • a possible temperature measurement at the measuring points by this arrangement is not falsified by the heating of the continuous webs, since there is air in between.
  • the second connection piece is integrated in the resistance element. This simplifies the production.
  • first fastening device the resistance element and the second fastening device largely consist of the same material.
  • evaluation electronics are designed to detect one of the variables voltage, current, temperature at measuring points of the resistance element.
  • the resistance element comprises a material whose ohmic resistance almost independent of temperature and almost constant over the lifetime.
  • the battery sensor unit stampings according to the invention insbeson ⁇ particular bent stampings and / or milled parts.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of a battery sensor unit according to the invention in an external view
  • FIG 3 shows the structure of the resistive element according to the first embodiment from an electronic view
  • FIG. 4 shows a second embodiment of a battery sensor unit according to the invention with a compact design of the second fastening device in a plan view
  • FIG. 5 shows a third embodiment of a battery sensor unit according to the invention with a triangular design in a plan view.
  • FIG. 2 shows schematically an external view of a first embodiment of a battery sensor unit 1 according to the invention, comprising a first fastening device 2, a resistance element 3 and a second fastening device 4 and an evaluation electronics (not shown).
  • the first fastening device 2 is designed as a pole terminal with clamping screw 21 and in its function in Essence with the initially described and shown in FIG. 1 identical. But it can also be any other kind a first fastening device 2, which is suitable for attachment to a vehicle battery can be used.
  • the resistance element 3 is integrated at a peripheral portion of the first fastening device 2 and formed integrally therewith. It should be noted that here also a weld, braze, screw or plug connection would be conceivable.
  • the resistance element 3 has two webs 31, 32 and two corresponding current paths 31a, 32a, or is designed as a body with a continuous opening, wherein the opening is formed ⁇ from that two separate elongated compounds two sides of the resistor element 3, a in Direction of the first fastening device 2, the other in the direction of the second fastening means 4, electrically and mechanically connect with each other.
  • the connection or the webs 31, 32 are dimensioned in their thickness so that they can withstand the maximum occurring in a Bat ⁇ teriesensor 1 loads.
  • the webs 31, 32 are therefore arcuate, in particular circular arc, formed, so that the ohmic resistance is higher due to the greater length than in a rectilinear design.
  • the webs 31, 32 not only ensure a sufficiently high resistance value, but also increase the strength or robustness of the resistance element 3 and thus of the entire battery sensor unit 1.
  • the shape of the resistance element 3 follows a symmetrical structure in all three spatial planes , It should be noted, however, that an asymmetrical structure in each of Embodiments is conceivable and does not conflict with the inventive concept.
  • a central web 35 In the middle of the opening extends a central web 35. It is divided by a gap 36 into two electrically and mechanically separate areas. Instead of a mechanical separation, ie an insulation by air, but also a separation by an insulating piece would be conceivable.
  • the second fastening device 4 is connected via a ground bar 42 in an integrated form with the resistance element 3. However, the aforementioned connection alternatives would also be possible.
  • the second fastening device 4 comprises a screw bolt 41 for connecting the battery sensor unit 1 to ground.
  • the first fastening device 2, the resistance element 3 and the second fastening device 4 consist in this embodiment of the same material.
  • an embodiment of individual components made of a different material, such as webs 31, 32 or a whole resistance element 3 made of a special resistance material, are also within the scope of the invention.
  • the battery sensor unit this Embodiment designed as a milled part, a forging, stamping or punching-bending solution is conceivable.
  • FIG. 4 shows a second embodiment in which all the above-described features of the first embodiment with respect to the first fastening device 2 and the resistance element 3 apply.
  • the second Befest Trentsein ⁇ device 4 is here, however, in the resistive element 3 inte ⁇ grated or formed in direct connection to the central web 35 from ⁇ .
  • the second fastening device 4 is attached as a bead-shaped extension to a second end of the resistance element 3.
  • the ohmic total resistance of the battery sensor unit 1 is very low overall due to the short current path.
  • a third embodiment is shown in FIG.
  • the shape of the resistance element 3 is here adapted to an approximately triangular force flow, represented by the force triangle 37 (shown in dashed lines).
  • the webs 31, 32 extend in an arrow shape straight or like the sides of a triangle and run in the longitudinal axis of the bolt 41 towards each other.
  • the central web 36 extends centrally to the two webs 31, 32, similar to an axis of symmetry of the triangle 37.
  • the cross section of the webs 31, 32 and the central web are formed differently here.
  • a force acting on the bolt 41 force is transmitted through the webs 31, 32 so that it is distributed over the entire width of the first fastening device 2. Further features of this embodiment are identical to those already described and will therefore not be repeated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriesensoreinheit (1) mit einer an einen Pol einer Batterie anschließbaren ersten Befestigungseinrichtung (2), insbesondere einer Polklemme, einem Widerstandselement (3), insbesondere Mess-Shunt, einer an einen zweiten Pol anschließbaren zweiten Befestigungseinrichtung (4), insbesondere Fahrzeugmasseabgang oder Kabelabgang, wobei die erste Befestigungseinrichtung (2) elektrisch leitend mit dem Widerstandselement (3) und das Widerstandselement (3) elektrisch leitend mit der zweiten Befestigungseinrichtung (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement mehrere parallele Strompfade (31a, 32a) bildet.

Description

Beschreibung / Description
Batteriesensoreinheit mit hoher mechanischer Robustheit Die Erfindung betrifft eine Batteriesensoreinheit nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.
Die Fig. 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Batteriesensoreinheit 1, wie sie häufig zum Überwachen eines Batteriezustands, beispielsweise in einem Fahrzeug, zum Einsatz kommt. Sie weist eine erste Befestigungseinrichtung 2, ein Widerstandselement 3, eine zweite Befestigungseinrichtung 4 und ein Gehäuse 5 sowie eine nicht dargestellte Auswerteelektronik auf .
Die Batteriesensoreinheit 1 ist an eine nicht gezeigte Batterie eines Kraftfahrzeugs angeschlossen, um einerseits den Strom bzw. die Spannung der Batterie zu erfassen. Andererseits ist auch eine Erfassung der Temperatur möglich. Der Anschluss an die Batterie erfolgt über die erste Befestigungseinrichtung 2 in Form einer Polklemme, welche zu diesem Zweck hülsenartig mit einer In¬ nenkontur ausgeformt ist, die zum Pol einer Batterie passt. Um einen festen Anschluss an den Pol zu gewährleisten, ist die erste Befestigungseinrichtung 2 so ausgebildet, dass sie mit Hilfe der Klemmschraube 21 angezogen werden kann. Dabei werden zwei Schenkel 22 der ersten Befestigungseinrichtung 2 mit Hilfe des Gewindes der Klemmschraube 21 zusammengezogen, was dazu führt, dass die Innenkontur der ersten Befestigungseinrichtung 2 fest am Pol der Batterie anliegt. Die erste Befestigungseinrichtung 2 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem kupferhaltigen elektrisch leitenden Material. Weitere Bestandteile des Ma¬ terials könnten beispielsweise Eisen, Phosphor und/oder Zink sein . ^
An die erste Befestigungseinrichtung 2 schließt sich über eine Schweißverbindung elektrisch leitend ein erstes Anschluss-stück
38 an, welches in der Darstellung durch das Gehäuse 5 verdeckt wird. Elektrisch in einer Reihe folgt das Wider-standselement 3, welches ebenfalls durch das Gehäuse 5 verdeckt wird. Es ist hinsichtlich seines Werkstoffs so ausgelegt, dass sein ohmscher Widerstand temperaturunabhängig mit sehr geringen Toleranzen präzise bestimmbar und über die Lebensdauer nahezu konstant ist.
Die über dem Widerstandselement 3 abfallende Spannung wird an hier nicht gezeigten Messpunkten mit Hilfe elektrischer Leitungen der Auswerteelektronik erfasst und auf Grundlage des definierten ohmschen Widerstands in eine Stromstärke umge-rechnet .
Mit dem Widerstandselement 3 ist über ein zweites Anschlussstück
39 die zweite Befestigungseinrichtung 4 elektrisch wie auch mechanisch in Reihe geschaltet. Er umfasst einen Schraubbolzen 41, über den die Batteriesensoreinheit 1 elektrisch mit Masse verbunden ist. Hierzu kann, hier nicht dargestellt, ein an das Chassis des Kraftfahrzeugs ange-schlossenes elektrisch lei¬ tendes Kabel verwendet werden. Statt des Schraubbolzens 41 wären auch andere Schnittstellen zum Anschluss an Masse denkbar. Für die Verbindung der genannten elektrisch in Reihe geschalteten Komponenten kommt beispielsweise jeweils eine Steckverbindung, eine Hartlötverbindung, eine Schweißverbindung oder eine integrierte Ausführung in Frage. Es wäre auch denkbar das erste und/oder das zweite Anschlussstück 38, 39 in der Anordnung auszulassen. Aufgrund unterschiedlicher Werkstoffe und vieler Komponenten fällt die beschriebene Batteriesensoreinheit 1 sehr raumgreifend, kompliziert bzw. sperrig aus. Bei Belastungen der zweiten Befestigungseinrichtung 4 liegt ein großer Hebelarm vor, der ungewünschte Verformungen oder die Zerstörung des Bauteils begünstigt. Aus diesem Grund ist ein Unterstützungselement 6 vorgesehen, welches die zweite Befestigungseinrichtung 4 mechanisch unterstützt. Dieses fängt einen Teil der auftretenden Kräfte ab und leitet sie über die erste Befestigungseinrichtung 2 ab . Damit es nicht zu verfälschten Messungen kommt, ist das Unterstützungselement 6 aus einem isolierenden Material, in diesem Fall Kunststoff, ausgebildet.
Aus den somit eingeschränkten Grenzen der Materialauswahl ergibt sich der Nachteil einer geringen Festigkeit und Steifigkeit sowie einer geringen Temperaturverträglichkeit des Unterstützungs¬ elements 6. Zu den durch das Unterstützungselement 6 hervor¬ gerufenen Nachteilen gehört außerdem die erhöhte räumliche Ausdehnung und Zahl der Komponenten sowie erhöhte Herstel- lungskosten und ein erhöhtes Gewicht der Batteriesensoreinheit 1.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Batteriesensoreinheit 1 bereitzustellen, die robust und kostengünstig ist und die genannten Nachteile beseitigt.
Die Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung mittels einer Batteriesensoreinheit 1 gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 gelöst, bei der das Widerstandselement mehrere parallele Strompfade bildet bzw. aufweist.
Unter parallelen Strompfaden wird hier bevorzugt verstanden, dass Strompfade, also zum Leiten elektrischen Stroms ausge¬ bildete Pfade, die zumindest teilweise elektrisch voneinander getrennt verlaufen, im Sinne einer elektrischen Schaltung parallel geschaltet sind.
Dies ermöglicht eine robuste mechanische Auslegung des Wi-derstandselements , ohne dabei einen für die präzise Erfassung „
eines Batteriestroms notwendigen ohmschen Widerstandswert zu unterschreiten oder auf kostenintensive Materialien und/oder Herstellungsverfahren zurückzugreifen . In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Wi- der-standselement mehrere Stege auf. Durch Stege lässt sich, verglichen mit einem Vollteil, unter Materialeinsparung eine gute Festigkeit erzielen. Darüber hinaus entspricht dies dem Prinzip eines kleinen Querschnitts zum Erreichen eines hohen ohmschen Widerstands.
Vorzugsweise sind die Stege derart ausgebildet, dass sie jeweils einen Strompfad bilden. Somit werden die mechanisch ohnehin sinnvollen Stege auch elektrisch effizient genutzt.
Vorzugsweise sind die Stege an die erste und zweite Befesti¬ gungseinrichtung angegliedert. Dadurch lässt sich der Hebelarm, beispielsweise bei Belastungen der zweiten Befestigungseinrichtung, kurz halten.
Es ist bevorzugt, dass der ohmsche Widerstand des ersten Strompfades im Wesentlichen gleich dem ohmschen Widerstand des zweiten Strompfades ist. Eine symmetrische Strombelastung wird ermöglicht und die Handhabung, Herstellung und mechanische Auslegung der Batteriesensoreinheit vereinfacht sich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Stege symmetrisch angeordnet und/oder ausgebildet. Dies ist für die mechanische Belastbarkeit und die Herstellung vorteilhaft.
In einer zusätzlichen vorteilhaften Ausführungsform sind die Stege bogenförmig ausgebildet. Dadurch wird deren Länge erhöht, was einen höheren ohmschen Widerstand bewirkt. In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung sind die Stege pfeilförmig und/oder wie die Seiten eines Dreiecks angeordnet. Dabei handelt es sich um eine kraftflussgerechte Ausgestaltung des Widerstandselements.
Es ist bevorzugt, dass das Widerstandselement einen Mittelsteg mit einem Spalt umfasst.
Vorteilhafterweise sind Messpunkte zwischen den äußersten Stegen insbesondere auf beiden Seiten des Spalts auf dem Mittelsteg angeordnet. So bekommen die Strompfade eine große Länge und damit einen ausreichend hohen zugeordneten Messwiderstand. Die Messpunkte können außerdem im Sinn der Kompaktheit an dem Spalt sehr eng beieinander liegen. Als zusätzlicher Vorteil wird eine mögliche Temperaturmessung an den Messpunkten durch diese Anordnung nicht durch die Erwärmung der durchgängigen Stege verfälscht, da dazwischen Luft liegt.
Vorzugsweise ist das zweite Anschlussstück in das Wi- der-standselement integriert ausgebildet. Dies vereinfacht die Herstellung .
Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform bei der die erste Befestigungseinrichtung, das Widerstandselement und die zweite Befestigungseinrichtung weitestgehend aus dem gleichen Material bestehen .
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine Auswerteelektronik dazu ausgebildet, an Messpunkten des Wi- derstandselements eine der Größen Spannung, Strom, Tem-peratur zu erfassen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Wi- der-standselement ein Material, dessen ohmscher Widerstand nahezu temperaturunabhängig und über die Lebensdauer nahezu konstant ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Batteriesensoreinheit Stanzteile, insbeson¬ dere gebogene Stanzteile und/oder Frästeile.
In schematischer Form zeigen:
Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batteriesensoreinheit in einer Außenansicht,
Fig. 3 den Aufbau des Widerstandselements gemäß der ersten Ausführungsform aus elektronischer Sicht,
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batteriesensoreinheit mit kompakter Ausführung der zweiten Befestigungseinrichtung in einer Draufsicht,
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batteriesensoreinheit mit Dreieck-Design in einer Draufsicht .
Fig. 2 zeigt schematisch eine Außenansicht einer ersten Aus¬ führungsform einer erfindungsgemäßen Batteriesensoreinheit 1, umfassend eine erste Befestigungseinrichtung 2, ein Widerstandselement 3 und eine zweite Befestigungseinrichtung 4 sowie eine nicht dargestellte Auswerteelektronik.
Die erste Befestigungseinrichtung 2 ist als Polklemme mit Klemmschraube 21 ausgebildet und in ihrer Funktion im We-sentlichen mit der eingangs beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten identisch. Es kann jedoch auch jede andere Art einer ersten Befestigungseinrichtung 2, die zur Befestigung an einer Fahrzeugbatterie geeignet ist, verwendet werden.
Das Widerstandselement 3 ist an einem Umfangsteilbereich der ersten Befestigungseinrichtung 2 integriert und einstückig mit diesem ausgebildet. Es sei darauf hingewiesen, dass hier auch eine Schweiß-, Hartlot-, Schraub- oder Steckverbindung denkbar wäre. Das Widerstandselement 3 weist zwei Stege 31, 32 und zwei entsprechende Strompfade 31a, 32a auf, bzw. ist als Körper mit durchgängiger Öffnung ausgeführt, wobei die Öffnung so aus¬ gebildet ist, dass zwei getrennte längliche Verbindungen zwei Seiten des Widerstandselements 3, eine in Richtung der ersten Befestigungseinrichtung 2, die andere in Richtung der zweiten Befestigungseinrichtung 4, elektrisch und mechanisch mitei- nander verbinden. Die Verbindung bzw. die Stege 31, 32 sind dabei in ihrer Dicke so dimensioniert, dass sie den bei einem Bat¬ teriesensor 1 höchstens auftretenden Belastungen Stand halten können . Der ohmsche Widerstand des Widerstandselements 3 muss, um eine ausreichende Genauigkeit der Messung zu ermöglichen, einen bestimmten Mindestwert haben, was beispielsweise durch einen kleinen Widerstandsquerschnitt und/oder eine große Wi- der-standslänge erreicht werden kann. Die Stege 31, 32 sind daher bogenförmig, insbesondere kreisbogenförmig, ausgebildet, so dass der ohmsche Widerstand in Folge der größeren Länge höher ist als bei einer geradlinigen Ausführung. Die Stege 31, 32 sorgen dabei nicht nur für einen ausreichend hohen Widerstandswert, sondern erhöhen auch die Festigkeit bzw. Robustheit des Wi- derstandselements 3 und damit der gesamten Batteriesensoreinheit 1. Im Wesentlichen folgt die Form des Widerstandselements 3 in allen drei Raumebenen einem symmetrischen Aufbau. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass ein unsymmetrischer Aufbau in jedem der Ausführungsbeispiele denkbar ist und dem Erfindungsgedanken nicht entgegensteht.
In der Mitte der Öffnung verläuft ein Mittelsteg 35. Er ist durch einen Spalt 36 in zwei elektrisch und mechanisch getrennte Bereiche unterteilt. Anstelle einer mechanischen Trennung, also einer Isolierung durch Luft, wäre jedoch auch eine Trennung durch ein Isolierstück denkbar. Auf beiden Seiten des Mittelstegs 35 befinden sich Messpunkte 33a, 33b, 34a, 34b. An ihnen wird die Spannung über dem Widerstandselement 3 abgegriffen und in der Auswerteelektronik ausgewertet bzw. eine Stromstärke aus ihr berechnet. Durch die so positionierten Messpunkte 33a, 33b, 34a, 34b ist gewähr- leistet, dass an ihnen auch die Temperatur der Fahrzeugbatterie genau gemessen werden kann, da die Erwärmung des Widerstandselements 3 so nur wenig Einfluss auf die Temperaturmessung nehmen kann. Die zweite Befestigungseinrichtung 4 ist über einen Massesteg 42 in integrierter Form mit dem Widerstandselement 3 verbunden. Die zuvor genannten Verbindungsalternativen wären jedoch ebenfalls möglich. In Verlängerung des Mittelstegs 35 des Widerstandselements 3 umfasst die zweite Befestigungsein- richtung 4 einen Schraubbolzen 41 zum Anschluss der Batteriesensoreinheit 1 an Masse.
Die erste Befestigungseinrichtung 2, das Widerstandselement 3 und die zweite Befestigungseinrichtung 4 bestehen in diesem Ausführungsbeispiel aus dem gleichen Material. Eine Ausführung einzelner Komponenten aus einem anderen Material, beispielsweise Stege 31, 32 oder ein geamtes Widerstandselement 3 aus einem speziellen Widerstandsmaterial, fallen jedoch ebenfalls unter den Erfindungsgedanken. Obwohl die Batteriesensoreinheit dieses Ausführungsbeispiels als Frästeil ausgebildet ist, ist auch eine Schmiede-, Stanz- oder Stanz-Biege-Lösung denkbar.
Der in Fig. 3 gezeigte Ausschnitt eines elektrischen Schaltplans verdeutlicht bei der ersten Ausführungsform aus Fig. 1 die parallele Anordnung des Widerstands Rl, der dem Steg 31 zu¬ geordnet ist und des Widerstands R2, der dem Steg 32 zugeordnet ist. Entsprechend lassen sich die Strompfade 31a, 32a unter¬ scheiden. Aufgrund dieser Parallelschaltung 7 der Strompfade 31a, 32a ergibt sich mit dem Gesamtstrom I für die Stromstärken II = R1/R1+R2*I und 12 = R2/R1+R2*I. Da in dieser Ausführungsform beide Stege 31, 32 aus dem gleichen Material bestehen und die gleiche Form aufweisen gilt für die Widerstände Rl = R2, so dass II = 12 = 1/2*1 gilt. Die Strombelastung der beiden Stege 31, 32 sind daher gleich groß. Ebenso verhält es sich bei Ausfüh¬ rungsformen mit mehr als zwei Stegen 31, 32. Die Strombelastung verteilt sich dann gleichmäßig auf die Stege. Jedoch ist eine unsymmetrische Auslegung, bei der sich die Strombelastung entsprechend unterschiedlicher jeweiliger Widerstände auf die Stege verteilt, bei dieser wie auch bei allen anderen Aus-führungsformen ebenso denkbar.
In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform zu sehen, bei der alle zuvor beschriebenen Merkmale der ersten Ausführungsform hin- sichtlich der ersten Befestigungseinrichtung 2 und des Widerstandselements 3 zutreffen. Die zweite Befestigungsein¬ richtung 4 ist hier jedoch in das Widerstandselement 3 inte¬ griert, bzw. im direkten Anschluss an den Mittelsteg 35 aus¬ gebildet. Die zweite Befestigungseinrichtung 4 ist als eine wulstförmige Erweiterung an einem zweiten Ende des Widerstandselements 3 angegliedert. Der ohmsche Gesamtwiderstand der Batteriesensoreinheit 1 ist insgesamt aufgrund des kurzen Stromweges sehr gering. Gleiches gilt auch für die mechanische Hebelwirkung bei mechanischer Belastung, da die Batteriesen- soreinheit 1 von der ersten Befestigungseinrichtung 2 zur zweiten Befesti-gungseinrichtung 4 und damit der mechanische Hebel sehr kurz ausfällt. Beispielsweise bei Biegebelastung durch Krafteinwirkung am Schraubbolzen 41 entsteht somit nur ein kleines Biegemoment.
Eine dritte Ausführungsform ist in Fig. 5 gezeigt. Die Form des Widerstandselements 3 ist hier an einen näherungsweise drei- eckförmigen Kraftfluss, dargestellt durch das Kraft-Dreieck 37 (gestrichelt dargestellt) , angepasst. Die Stege 31, 32 verlaufen pfeilförmig gerade bzw. wie die Seiten eines Dreiecks und laufen in der Längsachse des Schraubbolzens 41 aufeinander zu. Der Mittelsteg 36 verläuft mittig zu den zwei Stegen 31, 32, ähnlich wie eine Symmetrieachse des Dreiecks 37. Der Querschnitt der Stege 31, 32 sowie des Mittelstegs sind hier unterschiedlich ausgebildet. Eine am Schraubbolzen 41 wirkende Kraft wird durch die Stege 31, 32 so übertragen, dass sie sich auf die ganze Breite der ersten Befestigungseinrichtung 2 verteilt. Weitere Merkmale dieser Ausführungsform sind mit bereits beschriebenen identisch und werden daher nicht wiederholt.
Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.
Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt. Bezugs zeichenliste
1 Batteriesensoreinheit 2 erste Befestigungseinrichtung
21 Klemmschraube
22 Schenkel
3 Widerstandselement
31, 32 Stege
31a, 32a Strompfade
33a, 33b, 34a, 34b Messpunkte
35 Mittelsteg
36 Spalt
37 Kraft-Dreieck
38 erstes Anschlussstück
39 zweites Anschlussstück
4 zweite Befestigungseinrichtung
41 Schraubbolzen
42 Massesteg
5 Gehäuse
6 Unterstützungselement
7 Parallelschaltung

Claims

Patentansprüche / Patent Claims
1. Batteriesensoreinheit (1) mit
- einer an einen Pol einer Batterie anschließbaren ersten Befestigungseinrichtung (2), insbesondere einer Polklemme,
- einem Widerstandselement (3) , insbesondere Mess-Shunt,
- einer an einen zweiten Pol anschließbaren zweiten Befestigungseinrichtung (4), insbesondere Fahrzeugmasseabgang oder Kabelabgang,
wobei die erste Befestigungseinrichtung (2) elektrisch leitend mit dem Widerstandselement (3) und das Widerstandselement (3) elektrisch leitend mit der zweiten Befestigungseinrichtung (4) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (3) mehrere parallele Strompfade (31a, 32a) bildet.
2. Batteriesensoreinheit (1) nach Anspruch 1, wobei
das Widerstandselement (3) mehrere Stege (31, 32) aufweist.
3. Batteriesensoreinheit (1) nach Anspruch 2, wobei die Stege (31, 32) derart ausgebildet sind, dass sie jeweils einen Strompfad (31a, 32a) bilden.
4. Batteriesensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei die Stege an die erste und zweite Befestigungseinrichtung
(2, 4) angegliedert sind.
5. Batteriesensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Stege (31, 32) derart ausgebildet sind, dass der ohmsche Widerstand des ersten Strompfades (31a) im We-sentlichen gleich dem ohmschen Widerstand des zweiten Strompfades (32a) ist.
6. Batteriesensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Stege (31, 32) symmetrisch angeordnet und/oder ausgebildet sind.
7. Batteriesensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Stege (31, 32) bogenförmig ausgebildet sind.
8. Batteriesensoreinheit (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Stege (31, 32) pfeilförmig und/oder wie die Seiten eines Dreiecks angeordnet sind.
9. Batteriesensoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Widerstandselement (3) einen Mittel-steg (35) mit einem Spalt (36) umfasst.
10. Batteriesensoreinheit (1) nach Anspruch 9, wobei Mess-punkte (33a, 33b, 34a, 34b) zwischen den äußersten Stegen (31, 32), insbesondere auf beiden Seiten des Spalts (36) auf dem Mittelsteg (35) angeordnet sind.
11. Batteriesensoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Anschlussstück (4) in das Wider¬ standselement (3) integriert ausgebildet ist.
12. Batteriesensoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Befestigungseinrichtung (2), das Widerstandselement (3) und die zweite Befestigungseinrichtung (4) weitestgehend aus dem gleichen Material bestehen.
13. Batteriesensoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Auswerteelektronik dazu ausgebildet ist, an Messpunkten (33a, 33b, 34a, 34b) des Widerstandselements (3) eine der Größen Spannung, Strom, Temperatur zu erfassen.
14. Batteriesensoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Widerstandselement ein Material umfasst, dessen ohmscher Widerstand nahezu temperaturunabhängig und über die Lebensdauer nahezu konstant ist.
15. Batteriesensoreinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Stanzteile, insbesondere gebogene Stanzteile, und/oder Frästeile umfasst.
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