EP4792144A1

EP4792144A1 - Device for measuring the electric current flowing through an electric conductor, and charging device for an electric vehicle

Info

Publication number: EP4792144A1
Application number: EP24789825.7A
Authority: EP
Inventors: Marvin Stoll
Original assignee: AST Advanced Sensor Technologies International Asset GmbH
Current assignee: AST Advanced Sensor Technologies International Asset GmbH
Priority date: 2023-10-10
Filing date: 2024-10-10
Publication date: 2026-08-19
Also published as: CN122003611A; WO2025078484A1

Abstract

The invention relates to a device for measuring the electric current flowing through an electric conductor using a measuring device which is located in the vicinity of the electric conductor and which measures the magnetic field generated by the electric current, wherein: the measuring device comprises a magnetic sensor device which captures the magnetic field in at least two orthogonal spatial directions; the magnetic sensor device comprises transducers or sensors which are sensitive to magnet fields and are allocated to the at least two orthogonal spatial directions; and the current can be determined from the measurement values captured by the magnetic sensor device.

Description

Vorrichtung zur Messung eines durch einen elektrischen Leiter fließenden elektrischen Stromes und Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug Device for measuring an electric current flowing through an electrical conductor and charging device for an electric vehicle

Beschreibung Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die Erfindung betrifft Vorrichtung zur Messung eines durch einen elektrischen Leiter fließenden elektrischen Stromes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Ladevorrichtung für Elektrofahrzeuge. The invention relates to a device for measuring an electric current flowing through an electrical conductor according to the preamble of patent claim 1 and a charging device for electric vehicles.

Hintergrund der Erfindung Background of the invention

Bei Ladevorrichtung für Elektrofahrzeuge, wie beispielsweise Ladesäulen, wird ein Gleichstrom für das Laden verwendet. Hierbei ist es notwendig die übertragene Energiemenge zu erfassen. Charging devices for electric vehicles, such as charging stations, use direct current for charging. It is necessary to measure the amount of energy transferred.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auf vorrichtungstechnisch einfache Weise eine Vorrichtung zur Messung eines durch einen durch einen elektrischen Leiter fließenden elektrischen Stromes zu schaffen. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Ladevorrichtung für Elektrofahrzeuge zu schaffen, die vorrichtungstechnisch einfach ausgestaltet ist und eine zuverlässige Messung ermöglicht. Desweiteren soll ein vorteilhaftes Verfahren zum Messen eines Stroms geschaffen werden. The invention is based on the object of creating a device for measuring an electric current flowing through an electrical conductor in a technically simple manner. Furthermore, the invention is based on the object of creating a charging device for electric vehicles that is technically simple and enables reliable measurement. Furthermore, an advantageous method for measuring a current is to be created.

Die jeweilige Aufgabe wird gelöst gemäß den Merkmalen des jeweiligen Patentanspruchs 1 , 10 und 11. The respective problem is solved according to the features of the respective patent claims 1, 10 and 11.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous further developments of the invention are the subject of the subclaims.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Messung eines durch einen elektrischen Leiter fließenden elektrischen Stromes vorgesehen. Diese hat eine benachbart zum elektrischen Leiter angeordnet Messeinrichtung, die das vom elektrischen Strom erzeugte Magnetfeld erfasst. Die Messeinrichtung hat eine Magnetsensoreinrichtung, die in zumindest einer oder zwei oder drei oder mehr - insbesondere orthogonalen - Raumrichtung/en das Magnetfeld erfasst. Die Magnetsensoreinrichtung weist einen o- der mehrere den zumindest einen oder zwei oder drei oder mehreren orthogonalen Raumrichtungen zugeordnete/n magnetfeldempfindliche/n Wandler oder Sensor/en auf. Aus den von der Magnetsensoreinrichtung erfassten Messwerten kann der Strom ermittelt werden. Vorteilhafterweise kann durch diese Anordnung der Strom in Form eines Gleichstroms in beide Fließrichtungen erfasst werden. Durch diese Ausgestaltung kann der Strom berührungslos ermittelt werden, was dazu führt, dass - im Gegensatz bei einem Einsatz eines Shunts oder Nebenwiderstands zur Strommessung - ein großer Messbereich ermöglicht ist. Dieser liegt beispielsweise zwischen 100 mA und 1000 A. According to the invention, a device for measuring an electric current flowing through an electrical conductor is provided. This device has a A measuring device is arranged on an electrical conductor, which detects the magnetic field generated by the electric current. The measuring device has a magnetic sensor device that detects the magnetic field in at least one, two, three, or more—in particular orthogonal—spatial directions. The magnetic sensor device has one or more magnetic-field-sensitive transducers or sensors assigned to the at least one, two, three, or more orthogonal spatial directions. The current can be determined from the measured values detected by the magnetic sensor device. Advantageously, this arrangement allows the current to be detected in the form of a direct current in both flow directions. This configuration allows the current to be determined without contact, which means that—in contrast to the use of a shunt or shunt resistor for current measurement—a large measuring range is possible. This range is, for example, between 100 mA and 1000 A.

Vorzugsweise ist als Wandler oder jeweiliger Wandler ein DreMaS (Dreidimensionaler MagnetfeldSensor) vorgesehen. Vorzugsweise werden zwei oder drei Wandler für die Strommessung verwendet, um ein hochgenaues und zuverlässiges Messergebnis zu erhalten. Die Wandler messen das durch den Strom erzeugte magnetische Feld, um daraus die Stromstärke ableiten zu können. Der jeweilige Wandler ist vorzugsweise ein - insbesondere linearer - schaltungsintegrierter Hall-Effekt-Sensor oder IC (IC = integrated circuit) Hall-Effekt-Sensor. Der Hall-Effekt-Sensor hat mit Vorteil ein oder mehrere (vorzugsweise drei) Sensorelement/e oder (vorzugsweise drei) Hallelement/e in eine oder mehrere (vorzugsweise drei) Dimension/en (X/Y/Z-Sensor). Mit dem oder dem jeweiligen Hall-Effekt-Sensor sind Messungen der - vorzugsweise drei - räumlichen Komponenten eines Magnetfelds an der gleichen Stelle möglich. Beispielsweise sind bei einer Mehrzahl von Wandlern diese gleich orientiert. Preferably, a DreMaS (three-dimensional magnetic field sensor) is provided as the transducer or respective transducer. Preferably, two or three transducers are used for current measurement in order to obtain a highly accurate and reliable measurement result. The transducers measure the magnetic field generated by the current in order to derive the current strength from it. The respective transducer is preferably a - in particular linear - circuit-integrated Hall effect sensor or IC (IC = integrated circuit) Hall effect sensor. The Hall effect sensor advantageously has one or more (preferably three) sensor elements or (preferably three) Hall element(s) in one or more (preferably three) dimensions (X/Y/Z sensor). With the or the respective Hall effect sensor, measurements of the - preferably three - spatial components of a magnetic field at the same location are possible. For example, with a plurality of transducers, these are oriented the same.

Mit zumindest drei Wandlern, die beispielsweise jeweils als IC Hall-Effekt-Sensor ausgebildet sind, können beispielsweise zwei Wandler für die Messung von Magnetfeldern für die Strommessung verwendet werden und ein Wandler für die Erfassung von Störfeldern. With at least three transducers, each designed as an IC Hall effect sensor, for example, two transducers can be used to measure magnetic fields for current measurement and one transducer can be used to detect interference fields.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält der Wandler oder der jeweilige Wandler außerdem einen Temperatursensor, der vorzugsweise in den IC Hall- Effekt-Sensor integriert ist. Mit anderen Worten befindet sich der Temperatursensor be- nachbart und/oder in unmittelbarer Nähe und/oder angrenzend zu einem oder mehreren Hallelementen, insbesondere innerhalb des IC Hall-Effekt-Sensors. Somit kann die Temperatur unmittelbar im Messbereich erfasst werden und zeitlich und örtlich gemeinsam mit der Strommessung erfolgen. Mit anderen Worten kann hierdurch exakt zur gleichen Zeit und exakt am gleichen Ort wie die Strommessung die Temperaturmessung erfolgen. Das Messergebnis des Magnetfelds und das Messergebnis der Temperaturmessung können als gemeinsamer Wert weitergegeben werden, was die Weiterverarbeitung vereinfacht und einen zu einem vergleichsweise geringen Rechenaufwand führt. Mit der genauen Berücksichtigung der Temperatur kann beispielsweise eine temperaturbereinigte Messung erfolgen. Weist jeder der Wandler einen Temperatursensor auf, so ist eine äußerst genaue Messung ermöglich. In a preferred embodiment of the invention, the converter or the respective converter also contains a temperature sensor, which is preferably integrated into the IC Hall effect sensor. In other words, the temperature sensor is located adjacent and/or in the immediate vicinity and/or adjacent to one or more Hall elements, in particular within the IC Hall effect sensor. This means that the temperature can be recorded directly in the measuring area and can be measured at the same time and location as the current measurement. In other words, the temperature measurement can be carried out at exactly the same time and at the same location as the current measurement. The measurement result of the magnetic field and the measurement result of the temperature measurement can be passed on as a common value, which simplifies further processing and results in comparatively low computational effort. By precisely taking temperature into account, for example, a temperature-corrected measurement can be carried out. If each of the transducers has a temperature sensor, extremely precise measurements are possible.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält der Wandler oder der jeweilige Wandler einen rauscharmen Verstärker, insbesondere mit einem einstellbaren Offset. In a preferred embodiment of the invention, the converter or the respective converter contains a low-noise amplifier, in particular with an adjustable offset.

Vorzugsweise hat der Wandler oder der jeweilige Wandler eine konfigurierbare digitale Wandler-Steuereinheit für den Messprozess, um diesen beispielsweise unabhängig von einer übergeordneten Steuereinheit zu steuern und/oder um diesen zu kalibrieren. Preferably, the converter or the respective converter has a configurable digital converter control unit for the measuring process in order to control it, for example, independently of a higher-level control unit and/or to calibrate it.

Weiter vorzugsweise hat der Wandler oder der jeweilige Wandler eine digitale serielle Schnittstelle, mit dem dieser einfach direkt konfigurierbar ist - insbesondere über die Wandler-Steuereinheit - und die Messdaten ausgelesen werden können. Furthermore, the converter or the respective converter preferably has a digital serial interface with which it can be easily configured directly - in particular via the converter control unit - and the measured data can be read out.

Aus den Messungen von zwei oder drei Wandlern kann ein Mittelwert gebildet werden, um einen noch genaueren Messwert zu erhalten. Dadurch werden äußere Einflüsse, die das Ergebnis nicht beeinflussen sollten, verringert oder eliminiert. The measurements from two or three transducers can be averaged to obtain an even more accurate reading. This reduces or eliminates external influences that should not affect the result.

Mit Vorteil hat die Messeinrichtung eine - insbesondere digitale - Steuereinheit oder Mikrocontroller. Diese kann derart eingerichtet sein, dass aus den Messwerten der Wandler der Mittelwert gebildet ist. Bevorzugterweise hat die Steuereinheit einen algorithmisch ausgebildeten Kalman- Filter, der eingerichtet ist, die Messwerte der Wandler und/oder den Mittelwert zu filtern und Messdaten zu bilden. Vorzugsweise ist der Kalman-Filter derart ausgestaltet, dass dieser den Stromwert ermittelt, der am besten zu den vom Wandler/ von den Wandlern ermittelten Messwerten passt. Weiter vorzugsweise nutzt der Kalman-Filter die Messwerte von drei Wandlern, die jeweils 3 Hallelemente aufweisen. The measuring device advantageously has a control unit or microcontroller, especially a digital one. This can be configured to calculate the average value from the measured values of the transducers. Preferably, the control unit has an algorithmically configured Kalman filter configured to filter the measured values of the transducers and/or the mean value and generate measured data. The Kalman filter is preferably configured to determine the current value that best matches the measured values determined by the transducer(s). Further preferably, the Kalman filter uses the measured values of three transducers, each having three Hall elements.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat die Messeinrichtung eine Leiterplatte, auf der der/die Wandler auf einer Leiterplattenseite angeordnet sind, wobei gegenüberliegend von der Leiterplattenseite der elektrische Leiter angeordnet ist, durch die der zu messende Strom fließbar ist. Hierdurch ist eine kompakte Ausgestaltung ermöglicht. Äußerst robust kann der elektrische Leiter als Stromschiene, insbesondere als Metallschiene oder Kupferschiene, ausgebildet sein, die einen hohen Stromdurchsatz bei niedrigem Verlust ermöglicht. Die Stromschiene kann Wärme vergleichsweise gut abführen und als Kühlkörper wirken. Die Stromschiene hat vorzugsweise zwei voneinander wegweisende Großseiten und/oder ist plattenförmig ausgestaltet, wobei eine Großseite gegenüberliegend zur Leiterplattenseite der Leiterplatte angeordnet ist. Die Leiterplatte und die Stromschiene sind somit sandwichartig und kompakt angeordnet. Die Großseite und die Leiterplattenseite sind vorzugsweise im Parallelabstand zueinander angeordnet. In a further embodiment of the invention, the measuring device has a circuit board on which the transducer(s) are arranged on one side of the circuit board, wherein the electrical conductor through which the current to be measured can flow is arranged opposite the circuit board side. This enables a compact design. The electrical conductor can be designed extremely robustly as a busbar, in particular as a metal busbar or copper busbar, which enables a high current throughput with low loss. The busbar can dissipate heat comparatively well and act as a heat sink. The busbar preferably has two large sides facing away from one another and/or is plate-shaped, wherein one large side is arranged opposite the circuit board side of the circuit board. The circuit board and the busbar are thus arranged in a sandwich-like and compact manner. The large side and the circuit board side are preferably arranged at a parallel distance from one another.

Die Stromschiene ist vorzugsweise vorrichtungstechnische einfach flach oder eben ausgebildet. The busbar is preferably designed to be simply flat or level.

Es ist denkbar, dass die Leiterplatte einfach auf der Stromschiene angeordnet ist. Mit Vorteil ist die Stromschiene mit der Leiterplatte fest verbunden, insbesondere über eine Schraubverbindung. Somit findet keine Relativverschiebung zwischen Leiterplatte und Stromschiene statt, die zu Messfehlern führen könnte. It is conceivable that the circuit board is simply mounted on the busbar. Advantageously, the busbar is firmly connected to the circuit board, particularly via a screw connection. This prevents any relative displacement between the circuit board and the busbar, which could lead to measurement errors.

Die Stromschiene kann, insbesondere in Hauptfließrichtung des Stroms gesehen - eine Verengung oder Verjüngung aufweisen. Im Bereich der Verengung ist zumindest ein Wandler oder sind zumindest zwei Wandler oder zumindest drei Wandler angeordnet, um die Magnetfeldlinien im Bereich der Verengung zu erfassen. Dies ist vorteilhaft, da im Verengungsbereich aufgrund der Verengung ein vergleichsweise starkes Magnetfeld ausgebildet ist und somit eine genau und sichere Messung möglich ist. Die Stromschiene hat zwei Anschlüsse, um diese an eine Stromleitung anzuschließen, wobei zwischen den Anschlüssen die Verengung ausgebildet ist. Die Stromschiene kann sich vor und nach der Verengung verbreitern, um ausreichend Bauraum für die Anschlüsse aufzuweisen und ausreichend Wärme abzuführen, die beim Stromdurchfluss auftritt. The busbar may have a constriction or taper, particularly in the main direction of current flow. At least one transducer, or at least two transducers, or at least three transducers are arranged in the region of the constriction to detect the magnetic field lines in the region of the constriction. This is advantageous because A comparatively strong magnetic field is formed in the constriction area due to the constriction, thus enabling accurate and reliable measurements. The busbar has two terminals for connecting to a power line, with the constriction located between the terminals. The busbar can widen before and after the constriction to provide sufficient space for the terminals and to dissipate sufficient heat generated during current flow.

Die Verengung ist vorrichtungstechnisch einfach durch zumindest einen Schlitz gebildet. Dieser kann eine u-förmige Wandung haben. Weiter vorzugsweise sind in die Stromschiene zwei Schlitze eingebracht, die in Schienenrichtung gesehen nach außen - Rand der Stromschiene - und zu beiden Großseiten der Schiene hin offen sind und mit ihrer jeweiligen innenseitigen Stirnfläche zusammen die Verengung begrenzen. Durch die Schlitze ist die Verengung einfach herstellbar und auslegbar. Die Geometrie der Verengung wird einfach über die Schlitztiefe und Breite angepasst, um ein Magnetfeld zu schaffen, mit dem über die Wandler eine genaue Strommessung ermöglicht ist. In terms of device technology, the constriction is simply formed by at least one slot. This slot can have a U-shaped wall. Furthermore, two slots are preferably provided in the busbar. These slots, viewed in the direction of the rail, are open to the outside—to the edge of the busbar—and to both large sides of the rail. Together, their respective inner end faces define the constriction. The slots make the constriction easy to manufacture and design. The geometry of the constriction is simply adjusted via the slot depth and width to create a magnetic field that enables precise current measurement via the transducers.

Die Stromschiene kann im Querschnitt quer zu ihrer Flächennormalen der Großseite eine H-Form mit zwei Schenkeln bilden, die über die Verengung verbunden sind, wobei die Verengung eine Brücke bildet. In cross-section, the busbar can form an H-shape with two legs connected via the constriction, transverse to its surface normal of the large side, whereby the constriction forms a bridge.

Die Stromschiene ist beispielsweise, insbesondere im Wesentlichen, zylindrisch in Richtung der Flächennormalen ihrer Großseite ausgebildet. The busbar is, for example, in particular essentially, cylindrical in the direction of the surface normal of its large side.

Die Länge und Breite der jeweiligen Schenkel kann jeweils ein Vielfaches im Vergleich zur Länge und Breite der Verengung betragen. Die Länge und/oder die Breite der Verengung ist in Hauptfließrichtung des Stroms gesehen kleiner als die Länge und/oder Breite jeweils der vor und nach der Verengung vorgesehenen nicht-verengten oder sich ausgehend von der Verengung verbreiternden Schienenteile. The length and width of the respective legs can be several times greater than the length and width of the constriction. The length and/or width of the constriction, viewed in the main flow direction of the stream, is smaller than the length and/or width of the non-constricted rail sections provided upstream and downstream of the constriction, or those widening from the constriction.

Vorzugsweise erstrecken sich die Schlitze entlang einer gemeinsamen Achse und sind endseitig voneinander beabstandet. Die Schlitze können etwa senkrecht zur Hauptfließrichtung des Stroms eingebracht sein. Vorzugsweise übergreift oder überdeckt ein Wandler den einen Schlitz und ein Wandler den weiteren Schlitz schlitzendseitig im Bereich der Verengung. Die Stromschiene kann benachbart vom Schlitz ebenfalls Übergriffen oder überdeckt vom jeweiligen Wandler sein, wobei insbesondere benachbart zum Schlitzende Schenkelabschnitte und der Verengungsabschnitt Übergriffen werden. Preferably, the slots extend along a common axis and are spaced apart from each other at their ends. The slots can be arranged approximately perpendicular to the main flow direction of the stream. Preferably, one transformer overlaps or covers one slot, and another transformer overlaps the other slot at the slot end in the region of the constriction. The busbar can also overlap or be covered by the respective transformer adjacent to the slot, with leg sections and the constriction section being overlapped, in particular, adjacent to the slot end.

Zusätzlich kann ein weiterer Wandler benachbart zum Schlitz und dem dem Schlitz zugeordneten Wandler einen der Schenkel - insbesondere einen Schenkelabschnitt - übergreifen. Dieser weitere Wandler ist somit von den Schlitzen weiter beabstandet als die zwei den Schlitzen zugeordneten Wandler und kann somit bevorzugt für eine Störfeldmessung eingesetzt werden. Additionally, an additional transducer adjacent to the slot and the transducer associated with the slot can overlap one of the legs—in particular, a leg section. This additional transducer is thus further spaced from the slots than the two transducers associated with the slots and can thus be used preferentially for interference field measurements.

Mit Vorteil erfolgt die Hauptmessung des Stroms über die zwei den Schlitzen zugeordneten Wandler, bei denen jeweils ein Hallelement hierbei für die Messung in y-Richtung vorgesehen ist. Bei der y-Richtung handelt es sich um die Richtung senkrecht zur Stromschiene. Die Hallelemente sind hierbei zueinander beabstandet, wodurch beispielsweise eine Differenzenmessung ermöglicht ist. Hat ein jeweiliger Wandler zwei weitere Hallelemente, so werden diese jeweils für die x- und z-Richtung verwendet, wobei die z-Richtung die Hauptfließrichtung des Stroms und die x-Richtung sich quer zur Hauptfließrichtung des Stroms erstreckt. The main current measurement is advantageously performed via the two transducers assigned to the slots, each of which has a Hall element for measurement in the y-direction. The y-direction is the direction perpendicular to the busbar. The Hall elements are spaced apart from each other, enabling, for example, differential measurement. If a respective transducer has two additional Hall elements, these are used for the x- and z-directions, respectively, with the z-direction being the main current flow direction and the x-direction extending perpendicular to the main current flow direction.

Weiter vorzugsweise ist ein externer Datenspeicher vorgesehen, der, insbesondere über eine Leitung, mit der Messeinrichtung, insbesondere der Steuereinheit, verbunden ist, um die Messdaten zu speichern. Der Datenspeicher ist beispielsweise als FRAM ausgebildet (FRAM = Ferroelectric Random Access Memory) und/oder auf der Leiterplatte der Messeinrichtung ausgebildet, insbesondere auf der von der Stromschiene wegweisenden Großseite. Further preferably, an external data memory is provided, which is connected, in particular via a cable, to the measuring device, in particular to the control unit, in order to store the measurement data. The data memory is designed, for example, as a FRAM (FRAM = Ferroelectric Random Access Memory) and/or is formed on the circuit board of the measuring device, in particular on the large side facing away from the busbar.

Die Steuereinheit kann auf der Leiterplatte angeordnet sein. The control unit can be located on the circuit board.

Die Kommunikation zwischen den Komponenten der Messeinrichtung erfolgt vorzugsweise einfach über ein SPI-Kommunikationsprotokoll. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat die Messeinrichtung einen Spannungsmesser, um neben dem Strom eine Spannung zu erfassen. Der Spannungsmesser oder die Spannungsmesseinrichtung ist vorzugsweise als Analog-Digital-Wandler oder ADC (ADC = Analog-digital-converter) ausgebildet und/oder als Spannungsteiler ausgebildet. Der ADC ist vorzugsweise in einen Mikrocontroller integriert. Mit anderen Worten kann zur Messung der Spannung, beispielsweise eines Ladevorgangs, der interne Analog- Digital-Wandler des Mikrocontrollers (MCU) verwendet werden. Zur Verbesserung der Messung können ein Operationsverstärker und/oder eine Oversampling-Technik mit dem Analog-Digital-Wandler gepaart werden. Der Operationsverstärker, der vor dem Analog-Digital-Wandler platziert sei kann, ermöglicht es, die Impedanz des Eingangssignals auf ein Niveau zu reduzieren, das der Analog-Digital-Wandler verarbeiten kann, während die Oversampling-Technik auf die Messung angewandt wird, um die Rauschwirkung zu reduzieren. Mit der Oversampling-Technik wird die Messung 256 mal schneller durchgeführt. Der Spannungsmesser kann vorrichtungstechnisch einfach auf der Leiterplatte der Messeinrichtung ausgebildet sein, insbesondere auf der von der Stromschiene wegweisenden Großseite. Communication between the components of the measuring device is preferably carried out simply via an SPI communication protocol. In a further embodiment of the invention, the measuring device has a voltmeter to measure a voltage in addition to the current. The voltmeter or voltage measuring device is preferably designed as an analog-to-digital converter or ADC (analog-digital converter) and/or as a voltage divider. The ADC is preferably integrated into a microcontroller. In other words, the internal analog-to-digital converter of the microcontroller (MCU) can be used to measure the voltage, for example, during a charging process. To improve the measurement, an operational amplifier and/or an oversampling technique can be paired with the analog-to-digital converter. The operational amplifier, which can be placed before the analog-to-digital converter, makes it possible to reduce the impedance of the input signal to a level that the analog-to-digital converter can handle, while the oversampling technique is applied to the measurement to reduce the effect of noise. With the oversampling technique, the measurement is performed 256 times faster. The voltmeter can be simply designed on the circuit board of the measuring device, in particular on the large side facing away from the busbar.

Mit Vorteil ist die Stromschiene mit der Messeinrichtung, insbesondere mit der Leiterplatte der Messeinrichtung zusätzlich zur Schraubverbindung oder einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung verklebt. Es hat sich gezeigt, dass eine zusätzliche Verklebung noch besseren Messergebnissen führen kann, insbesondere bei äußeren mechanischen Belastungen, wie Schwingungen oder Vibrationen. Die Verklebung wird vorrichtungstechnisch einfach über die Schlitze eingebracht. It is advantageous to bond the busbar to the measuring device, especially to the measuring device's circuit board, in addition to the screw connection or a positive and/or force-fitting connection. It has been shown that additional bonding can lead to even better measurement results, especially under external mechanical stresses such as oscillations or vibrations. The bonding is simply applied via the slots in the fixture.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat die Vorrichtung neben der Messeinrichtung eine Anwendungseinrichtung oder Applikation Board. Diese dient insbesondere als Kommunikationsplattform der Vorrichtung. Die Anwendungseinrichtung kann eingerichtet sein, Daten zwischen der Messeinrichtung, insbesondere deren Steuereinheit, und einer, insbesondere übergeordneten, Anwendungsvorrichtung - wie beispielsweise eine Ladestation oder Ladevorrichtung für Elektrofahrzeuge - zu übertragen. Als Daten können Messdaten und/oder auf den Messdaten basierende Daten und/oder rechtsgeschäftliche Informationen vorgesehen sein. Vorzugsweise hat die Anwendungseinrichtung eine Steuereinheit, die derart eingerichtet ist, die zur Anwendungsvorrichtung übermittelten Daten zu verschlüsseln. Somit wird die rechenintensive Datenverschlüsselung unabhängig von der Messeinrichtung durchgeführt, wodurch diese entlastet ist. Beispielsweise müssen an die Ladestation übertragenen Daten gesichert, d. h. verschlüsselt werden. Die Verschlüsselung erfolgt vorzugsweise mittels Kryptographie. Der Messprozess erfordert eine hohe Geschwindigkeit und ein Minimum an Unterbrechungen, um einen präzisen Wert sicherzustellen. Die Trennung zwischen der Anwendungseinrichtung und der Messeinrichtung hat den Vorteil, dass sich der Verschlüsselungsprozess, der in der Regel eine lange Rechenzeit erfordert, und der Messprozess sich nicht gegenseitig blockieren. In a further embodiment of the invention, the device has, in addition to the measuring device, an application device or application board. This serves, in particular, as the device's communication platform. The application device can be configured to transmit data between the measuring device, in particular its control unit, and a higher-level application device—such as a charging station or charging device for electric vehicles. The data can include measurement data and/or data based on the measurement data and/or legal information. Preferably, the application device has a control unit configured to encrypt the data transmitted to the application device. Thus, the computationally intensive data encryption is performed independently of the measuring device, thereby reducing the load on the latter. For example, data transmitted to the charging station must be secured, i.e., encrypted. Encryption is preferably performed using cryptography. The measuring process requires high speed and a minimum of interruptions to ensure a precise value. The separation between the application device and the measuring device has the advantage that the encryption process, which generally requires a long computing time, and the measuring process do not block each other.

Die Anwendungseinrichtung kann neben der Kryptographie und/der Kommunikation auch zur Datenspeicherung eingerichtet sein. In addition to cryptography and/or communication, the application device can also be configured for data storage.

Die Anwendungseinrichtung ist vorzugsweise zur Konfiguration des Gesamtsystems eingerichtet. The application device is preferably set up to configure the entire system.

Die Kommunikation zwischen der Anwendungseinrichtung und der Anwendungsvorrichtung, wie beispielsweise zur Ladestation, erfolgt vorzugsweise einfach über eine UART- Kommunikationsschnittstelle (UART = Universal Asynchronous Receiver / Transmitter). The communication between the application device and the application device, such as the charging station, is preferably carried out simply via a UART communication interface (UART = Universal Asynchronous Receiver / Transmitter).

Die Anwendungseinrichtung kann eine Lichtquelle, insbesondere eine LED (LED = Light Emitting Diode) aufweisen, die blinken kann. Das Blinken der LED kann auf dem gemessenen Energiewert oder der von der Vorrichtung gemessenen Energie basieren und beispielsweise 1000 Impulse pro kWh betragen. The application device may comprise a light source, in particular an LED (Light Emitting Diode), which can flash. The flashing of the LED may be based on the measured energy value or the energy measured by the device and may be, for example, 1000 pulses per kWh.

Die Anwendungseinrichtung kann für die Datenübertragung ein Client/Server- Kommunikationsmodell - Client der Messeinrichtung und Server von externen Geräten - verwenden, wobei der Server vorzugsweise nur auf die Anfragen des Clients antworten kann. The application device can use a client/server communication model for data transmission - client of the measuring device and server of external devices - whereby the server can preferably only respond to the requests of the client.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Anwendungseinrichtung ein Display, insbesondere ein vorrichtungstechnisch einfaches Pixelpunkt-Display aufweisen, um Dateninformationen anzuzeigen. Das Display stellt beispielsweise visuell die Daten der Vorrichtung bereit, wodurch eine Überwachung ohne die Verwendung eines Programmiertools ermöglicht wird. Das Display zeigt beispielsweise alle abrechnungsrelevanten Informationen und Daten der Anwendungsvorrichtung, beispielsweise einer Ladesäule, an. Es zeigt beispielsweise ebenfalls einen etwaig aufgetretenen Fehler. Die Anwendungseinrichtung kann zwei Tasten aufweisen, mit deren je nach Zustand des Systems zwischen verschiedenen Anzeigen und Modi durchgeschaltet werden kann. Eine Person, insbesondere ein Kunde, erhält somit die Möglichkeit den Status der Vorrichtung zu überprüfen. In a further embodiment of the invention, the application device can have a display, in particular a simple pixel display in terms of device technology, in order to Display data information. For example, the display visually provides the device's data, enabling monitoring without the use of a programming tool. For example, the display shows all billing-relevant information and data from the application device, such as a charging station. It also indicates any errors that may have occurred. The application device can have two buttons that can be used to switch between different displays and modes depending on the system's status. This allows a person, especially a customer, to check the device's status.

Die Anwendungseinrichtung ist vorzugsweise mit einem - insbesondere externen - Datenspeicher verbunden, um beispielsweise Transaktionsdaten der Anwendungsvorrichtung, beispielsweise einer Ladesäule, zu speichern. Der Datenspeicher kann als ein Flash-Speicher ausgestaltet sein. The application device is preferably connected to a—particularly external—data storage device, for example, to store transaction data of the application device, such as a charging station. The data storage device can be configured as a flash memory.

Die Anwendungseinrichtung kann eine Leiterplatte aufweisen, auf der die Komponenten für die verschiedenen Funktionen ausgebildet sind. Beispielsweise isst darauf die Steuereinheit ausgebildet. The application device may comprise a printed circuit board on which the components for the various functions are formed. For example, the control unit is formed thereon.

Mit Vorteil hat sowohl die Messeinrichtung als auch die Anwendungseinrichtung jeweils einen Datenspeicher. Dieser ist insbesondere nichtflüchtig und/oder extern, beispielsweise um gesetzlich relevanten Daten zu speichern. Sind die Datenspeicher extern, so können diese im Falle einer Fehlfunktion, beispielsweise des Mikrokontrollers, extrahiert werden und sind geschützt. It is advantageous for both the measuring device and the application device to each have a data storage device. This is particularly non-volatile and/or external, for example, to store legally relevant data. If the data storage devices are external, they can be extracted and protected in the event of a malfunction, for example, of the microcontroller.

Die Anwendungseinrichtung ist ausgestaltet, um die Messeinrichtung zu überwachen und/oder um Daten oder Messdaten der Messeinrichtung zu übertragen und/oder um das Display zu steuern und/oder um Daten, insbesondere Datentupel, zu erstellen und zu signieren und/oder um eine Übertragungsschnittstelle zur Anwendungsvorrichtung zu bilden und/oder um ein digitales Logbuch zu pflegen. The application device is designed to monitor the measuring device and/or to transmit data or measurement data of the measuring device and/or to control the display and/or to create and sign data, in particular data tuples, and/or to form a transmission interface to the application device and/or to maintain a digital logbook.

Vorzugsweise ist die Messeinrichtung eingerichtet um eine Messung des durch einen Ladungsvorgang einer Anwendungsvorrichtung erzeugten Magnetfeldes zur Berech- nung des fließenden Stroms und/oder eine Messung der Spannung des Ladungsvorgangs durchzuführen und/oder um eine Berechnung des Energieaustauschs während des Ladevorgangs durchzuführen und/oder um eine Berechnung des Energieverlusts während der Transaktion durchzuführen und/oder Energieinformationen in einem nichtflüchtigen Speicher zu hinterlegen und/oder um Informationen an die Anwendungseinrichtung zu übermitteln und/oder zu erhalten. Preferably, the measuring device is configured to measure the magnetic field generated by a charging process of an application device for calculating to measure the flowing current and/or to measure the voltage of the charging process and/or to calculate the energy exchange during the charging process and/or to calculate the energy loss during the transaction and/or to store energy information in a non-volatile memory and/or to transmit and/or receive information to the application device.

Die Leiterplatte der Messeinrichtung und der Anwendungseinrichtung sind kompakt im Parallelabstand und/oder sandwichartig angeordnet. The circuit boards of the measuring device and the application device are arranged compactly in parallel and/or sandwich-like manner.

Mit Vorteil hat die Vorrichtung ein Gehäuse, in dem die Messeinrichtung und Anwendungseinrichtung angeordnet sind. Vorzugsweise bildet die Stromschiene eine Gehäusewandung mit ihrer Großseite oder durchsetzt das Gehäuse. Die Stromschiene kragt weiter vorzugsweise mit zwei breiten Abschnitten aus dem Gehäuse aus, über die die Stromschiene elektrisch kontaktierbar ist. Die Abschnitte dienen somit als Anschluss an eine Stromleitung. Die Verengung der Stromschiene ist vorzugsweise innerhalb des Gehäuses oder bildet eine Wandung des Gehäuses. The device advantageously has a housing in which the measuring device and application device are arranged. The busbar preferably forms a housing wall with its large side or extends through the housing. The busbar preferably also projects from the housing with two wide sections, via which the busbar can be electrically contacted. These sections thus serve as a connection to a power line. The narrowing of the busbar is preferably within the housing or forms a wall of the housing.

Das Gehäuse weist zwei oder drei oder mehr Gehäuseschalen auf. Diese sind ausgestaltet, so dass das Gehäuse versiegelbar und/oder verplombbar ist. Vorzugsweise haben die zwei äußeren Gehäuseschalen zusammen zwei Ösen, um eine Plombe anzubringen. Die Verplombung ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass ein Öffnen des Gehäuses ohne Zerstörung zumindest einer Plombe nicht möglich ist. Mit Vorteil sind zwei äußere Gehäuseschalen ausgebildet, die über ein mittleres Gehäuseteil verbunden sind. Das mittlere Gehäuseteil hat eine äußere Umfangswandung und bildet eine Gehäuseinnere Trennwandung, die zwischen den Leiterplatten der Messeinrichtung und der Anwendungseinrichtung angeordnet ist. Die Umfangswandung und die äußeren Gehäuseschalen bilden eine gemeinsame Außenwandung aus. Mit Vorteil kann die Messeinrichtung mit ihrer Leiterplatte zwischen der einen (messeinrichtungsseitigen) Gehäuseschale und dem mittleren Gehäuseteil sandwichartig angeordnet sein. Weiter vorteilhaft kann die Auswerteeinrichtung mit ihrer Leiterplatte sandwichartig zwischen der anderen (auswerteeinrichtungsseitigen) Gehäuseschale und dem mittleren Gehäuseteil sandwichartig angeordnet sein. Die Stromschiene kann vorzugsweise zwischen der Leiterplatte der Messeinrichtung und der messeinrichtungsseitigen Gehäuseschale angeordnet sein. The housing has two or three or more housing shells. These are designed so that the housing can be sealed and/or lead-sealed. Preferably, the two outer housing shells together have two eyelets for attaching a lead seal. The lead seal is preferably designed such that opening the housing is not possible without destroying at least one lead seal. Advantageously, two outer housing shells are formed, which are connected via a middle housing part. The middle housing part has an outer peripheral wall and forms an interior partition wall, which is arranged between the circuit boards of the measuring device and the application device. The peripheral wall and the outer housing shells form a common outer wall. Advantageously, the measuring device with its circuit board can be sandwiched between one (measuring device side) housing shell and the middle housing part. Further advantageously, the evaluation device with its circuit board can be sandwiched between the other (evaluation device side) housing shell and the middle housing part. The busbar can preferably be sandwiched between the circuit board of the measuring device and the housing shell on the measuring device side.

Das Gehäuse ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Software oder der Algorithmus oder die Programme der Steuereinheiten bei geschlossenem Gehäuse nicht veränderbar ist, beispielsweise indem Schnittstellen nur bei geöffnetem Gehäuse zugänglich sind. Bei geschlossenem Gehäuse sind vorzugsweise nur Daten auslesbar oder einspeisbar. Durch das Vorsehen der Versiegelung und/oder Verplombung kann somit festgestellt werden, ob eine Manipulation der Software zumindest theoretisch stattgefunden hat, wenn die Versiegelung und/oder Verplombung gebrochen ist. The housing is preferably designed such that the software, algorithm, or programs of the control units cannot be modified when the housing is closed, for example, by making interfaces accessible only when the housing is open. When the housing is closed, preferably only data can be read or input. By providing the seal and/or lead seal, it is thus possible to determine whether the software has been tampered with, at least theoretically, if the seal and/or lead seal is broken.

Weiter vorzugsweise hat das Gehäuse eine Ausgestaltung, um dieses an einer Hutoder Befestigungsschiene zu befestigen. Hierfür kann vorgesehen sein, dass die messeinrichtungsseitige Gehäuseschale außen eine Schienenaufnahme für die Befestigungsschiene hat. Die Schienenaufnahme ist vorzugsweise auf einer Großseite der Gehäuseschale ausgebildet, die sich entlang der Leiterplatte der Messeinrichtung erstreckt. The housing is further preferably configured to attach it to a top hat or mounting rail. For this purpose, the housing shell facing the measuring device may have a rail mount on the outside for the mounting rail. The rail mount is preferably formed on a large side of the housing shell, which extends along the printed circuit board of the measuring device.

Mit Vorteil ist zumindest ein Abschirmblech zwischen der Stromschiene und der Messeinrichtung angeordnet. Weiter vorzugsweise ist alternativ oder zusätzlich ein Abschirmblech auf der von der Messeinrichtung wegweisenden Seite der Stromschiene angeordnet. Mit dem/den Abschirmblech/en können Störungen der Magnetfelder der Stromschiene vermieden oder zumindest wesentlich verringert werden und der Messvorgang geschützt werden. Advantageously, at least one shielding plate is arranged between the busbar and the measuring device. Further preferably, alternatively or additionally, a shielding plate is arranged on the side of the busbar facing away from the measuring device. The shielding plate(s) can prevent or at least significantly reduce interference from the magnetic fields of the busbar, thus protecting the measuring process.

Das oder die Abschirmblech/e ist vorzugsweise aus einem Mu-Metall oder p-Metall ausgebildet. Das Material gehört vorzugsweise zu einer Gruppe weichmagnetischer Nickel-Eisen-Legierung mit 72 bis 80 % Nickel sowie Anteilen von Kupfer, Molybdän, Kobalt oder Chrom mit hoher magnetischer Permeabilität, um Störmagnetfelder abzuschirmen. The shielding plate(s) is/are preferably made of a mu-metal or p-metal. The material preferably belongs to a group of soft-magnetic nickel-iron alloys containing 72 to 80% nickel and a high magnetic permeability of copper, molybdenum, cobalt, or chromium to shield against interfering magnetic fields.

Um Störungen weiter zu minimieren, kann ein Abschirmblech zwischen der Messeinrichtung und der Auswerteeinrichtung angeordnet sein. Insbesondere ist das Abschirm- blech hierbei zwischen dem/den Wandler/n und der Auswerteeinrichtung angeordnet. Das Abschirmblech stützt sich hierbei vorzugsweise einerseits an der Trennwandung auf einer weg von der Messeinrichtung weisenden Wandungsseite ab und stützt sich andererseits an der Leiterplatte der Auswerteeinrichtung ab. Zwischen der Leiterplatte und dem Abschirmblech kann mit Vorteil ein elastisches - insbesondere nicht elektrisch leitendes - Ausgleichselement angeordnet sein, über das sich das Abschirmblech an der Leiterplatte abstützt. Somit ist die Leiterplatte mechanisch nicht direkt über das Abschirmblech belastet. To further minimize interference, a shielding plate can be placed between the measuring device and the evaluation device. In particular, the shielding The shielding plate is arranged between the transducer(s) and the evaluation device. The shielding plate is preferably supported on the one hand by the partition wall on a wall side facing away from the measuring device, and on the other hand by the circuit board of the evaluation device. An elastic—in particular, non-electrically conductive—compensating element can advantageously be arranged between the circuit board and the shielding plate, via which the shielding plate is supported on the circuit board. Thus, the circuit board is not subjected to direct mechanical stress via the shielding plate.

Das Abschirmblech auf der von der Messeinrichtung wegweisenden Seite der Stromschiene stützt sich einerseits an der Stromschiene, insbesondere über ein elastisches - insbesondere nicht elektrisch leitendes - Ausgleichselement ab und andererseits an der gegenüberliegenden Gehäuseschale ab. Das Ausgleichselement ist somit sandwichar- tig zwischen der Gehäuseschale und der Stromschiene angeordnet. The shielding plate on the side of the busbar facing away from the measuring device rests on the busbar, in particular via an elastic—particularly non-electrically conductive—compensation element, and on the opposite housing shell. The compensation element is thus sandwiched between the housing shell and the busbar.

Weiter vorzugsweise ist die Schienenaufnahme der Gehäuseschale benachbart zum Abschirmblech vorgesehen, womit die Hutschiene über das Abschirmblech abgeschirmt wird. Zur Sicherheit ist/sind ein weiteres oder zwei weitere oder eine Vielzahl weiterer Abschirmblech/e zwischen der Stromschiene und der messeinrichtungsseitigen Gehäuseschale angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass auf die Hutschiene keine Rücksicht genommen werden muss, da diese ausreichend abgeschirmt wird. Wäre beispielsweise kein Abschirmblech vorgesehen, so müsste eine Hutschiene ausgewählt werden, die nicht oder wenig Einfluss auf die Messung ausübt. Furthermore, the rail mount of the housing shell is preferably located adjacent to the shielding plate, whereby the DIN rail is shielded via the shielding plate. For safety reasons, one or two additional shielding plates are arranged between the busbar and the housing shell on the measuring device side. This has the advantage that the DIN rail does not need to be considered, as it is adequately shielded. If, for example, no shielding plate were provided, a DIN rail would have to be selected that exerts little or no influence on the measurement.

Um die Abschirmung weiter zu verbessern ist zwischen der messeinrichtungsseitigen Gehäuseschale und der Stromschiene ein Leiterplatten-Dummy angeordnet. Dieser ist vorzugsweise sandwichartig mit einem oder mehreren Abschirmblech/en angeordnet. To further improve shielding, a dummy circuit board is arranged between the housing shell on the measuring device side and the busbar. This dummy circuit board is preferably sandwiched with one or more shielding plates.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren vorgesehen, mit dem eine Messung über die Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Aspekte durchgeführt wird. Es werden über die Wandler der Messeinrichtung Messwerte von Magnetfeldern des elektrischen Leiters erfasst. Der durch die Stromschiene fließende Strom erzeugt ein bestimmtes Magnetfeld. Über einen Kalman-Filter wird daraus ein Stromwert ermittelt. Es hat sich gezeigt, dass über den Kalman-Filter eine äußerst genaue Ermittlung des Stromwerts ermöglicht ist. According to the invention, a method is provided by which a measurement is performed using the device according to one or more of the preceding aspects. Measurement values of magnetic fields of the electrical conductor are acquired via the transducers of the measuring device. The current flowing through the busbar generates a specific magnetic field. A current value is determined from this using a Kalman filter. It has been shown that the Kalman filter enables extremely accurate determination of the current value.

Der Kalman-Filter ist vorzugweise derart ausgestaltet, dass dieser den Magnetwert findet, der am besten zu allen erfassten Messwerte der Magnetfelder passt. Sind beispielsweise drei Wandler mit insgesamt neun Hallelementen vorgesehen, so wird über den Kalman-Filter basierend auf neun Messwerten ein Stromwert ermittelt. The Kalman filter is preferably designed to find the magnetic value that best matches all the measured magnetic field values. For example, if three transducers with a total of nine Hall elements are provided, the Kalman filter determines a current value based on nine measured values.

Die Anmelderin behält sich vor auf das folgende Kalibrierungsverfahren einen unabhängigen Anspruch zu richten. Es kann ein Kalibrierungsverfahren für die Messeinrichtung der Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen sein. Bei diesem Verfahren wird vor der Montage der Komponenten der Vorrichtung die bestückte Leiterplatte der Messeinrichtung einem Prozessraum einer Kalibrierungsvorrichtung zugeführt, wobei im Prozessraum folgende Schritte ausgeführt sind: The applicant reserves the right to make an independent claim to the following calibration method. A calibration method for the measuring device of the device according to one or more of the preceding claims may be provided. In this method, before the components of the device are assembled, the populated circuit board of the measuring device is fed into a process chamber of a calibration device, wherein the following steps are carried out in the process chamber:

- Bei der Kalibrierung des/der Wandler, insbesondere des/der Hallelement/e, über die Temperatur wird die Temperatur zwischen einer Maximal-Temperatur, insbesondere 130°C, und einer Minimaltemperatur, insbesondere -40°C, möglichst linear mit einem Temperaturablauf durchfahren. Insbesondere wird die Temperatur nach folgendem Schema durchfahren: Starttemperatur 40°C, dann Maximaltemperatur 130°C, dann Minimaltemperatur -40°C, dann Starttempereatur 40°C.- When calibrating the transducer(s), especially the Hall element(s), via temperature, the temperature is traversed as linearly as possible between a maximum temperature, especially 130°C, and a minimum temperature, especially -40°C. In particular, the temperature is traversed according to the following scheme: starting temperature 40°C, then maximum temperature 130°C, then minimum temperature -40°C, then starting temperature 40°C.

- Während des Temperaturablaufs schaltet ein Netzteil oder mehrere Netzteile Spulen der Kalibrierungsvorrichtung stromgesteuert nacheinander an und aus. Dabei wird ein bestimmtes Magnetfeld oder mehrere bestimmte Magnetfelder erzeugt, so dass der/die Wandler, insbesondere das/die Hallelemente, mit dem Magnetfeld beaufschlagt wird/werden. Sind mehrere Wandler, insbesondere mit jeweils mehreren Hallelementen vorgesehen, so werden diese nacheinander in die drei Richtungen X, Y und Z der Hallelemente mit einem Magnetfeld beaufschlagt. Zusätzlich zu dem Magnetfeld der Spule wird bei jedem Durchlauf auch der Offset des/der Wandler/s ohne Magnetfeld erfasst. Das An- und Ausschalten des Magnetfelds wird mehrmals, insbesondere so oft wie möglich, während des gesamten Temperaturablaufs wiederholt, so dass am Ende mehrere Magnetfeld- Messwerte bei unterschiedlichen Temperaturen vorhanden sind. Als Temperaturmesssystem für den/die Wandler kann vorteilhafterweise der oder der jeweilige Temperatursensor, der insbesondere Teil des Wandlers ist, verwendet werden. Dieser befindet sich vorteilhafterweise in unmittelbarer Nähe zu dem/den Hallele- ment/en des oder des jeweiligen Wandler/s. Somit kann sichergestellt werden, dass die Temperatur an den Hallelementen korrekt ist. - During the temperature sequence, one or more power supplies switch coils of the calibration device on and off one after the other in a current-controlled manner. In the process, a specific magnetic field or several specific magnetic fields are generated so that the transducer(s), in particular the Hall element(s), is/are subjected to the magnetic field. If several transducers are provided, in particular each with several Hall elements, they are successively subjected to a magnetic field in the three directions X, Y and Z of the Hall elements. In addition to the magnetic field of the coil, the offset of the transducer(s) without a magnetic field is also recorded during each cycle. The switching on and off of the magnetic field is repeated several times, in particular as often as possible, during the entire temperature sequence so that at the end several magnetic field measured values are available at different temperatures. The respective temperature sensor, which is particularly part of the transducer, can advantageously be used as the temperature measurement system for the transducer(s). This sensor is advantageously located in close proximity to the Hall element(s) of the respective transducer(s). This ensures that the temperature at the Hall elements is correct.

Aus den gemessenen Daten werden mehrere Korrekturtabellen zwischen der Temperatur und den Magnetfeldwerten erstellt, die nach der Kalibrierung über die Schnittstelle, insbesondere die UART-Schnittstelle, in der Steuereinheit oder dem Controller, insbesondere in einem Speicher der Steuereinheit, gespeichert werden. Mögliche Werte, die sich zwischen den Tabellenwerten befinden, werden linear interpoliert. Hierzu wird vorzugsweise ein Polynom verwendet. From the measured data, several correction tables are created between the temperature and magnetic field values. After calibration, these tables are stored in the control unit or controller via the interface, in particular the UART interface, in particular in a memory of the control unit. Possible values that lie between the table values are linearly interpolated. A polynomial is preferably used for this purpose.

Vorzugsweise werden mehrere Wandler bei den Messungen synchron ausgelesen, um bei einem Temperaturablauf viele Messwerten aufzunehmen. Dadurch können in gleicher Zeit mehr Messwerte aufgenommen werden oder im Vergleich zu einer Einzelaufnahme Zeit eingespart werden. Preferably, multiple transducers are read synchronously during measurements to record multiple measured values during a temperature cycle. This allows more measured values to be recorded in the same amount of time, or saves time compared to a single recording.

Erfindungsgemäß ist eine Anwendungsvorrichtung, insbesondere in Form einer Ladesäule oder Ladevorrichtung oder Wallbox für Elektrofahrzeuge, vorgesehen. Diese weist die Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehend und nachfolgend angeführten Aspekte auf. Es hat sich gezeigt, dass mit der Vorrichtung kostengünstig eine sichere und genaue Messung von Strom und Spannung ermöglicht ist, was gerade im Hinblick auf eine kommerziell eingesetzte Ladevorrichtung höchst relevant ist. According to the invention, an application device, in particular in the form of a charging station or charging device or wall box for electric vehicles, is provided. This device has the device according to one or more of the aspects listed above and below. It has been shown that the device enables reliable and accurate measurement of current and voltage at low cost, which is particularly relevant with regard to a commercially used charging device.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Short description of the drawings

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: A preferred embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings. They show:

Figur 1 in einer perspektivischen Darstellung die Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, Figure 1 shows a perspective view of the device according to an embodiment,

Figur 2 in einer weiteren perspektivischen Darstellung die Vorrichtung aus Figur 1 , Figur 3 in einer perspektivischen Darstellung Komponenten der Vorrichtung aus Figur 1 , Figur 4 in einer Draufsicht eine Stromschiene zusammen mit Wandlern der Vorrichtung aus Figur 1 , Figure 2 shows a further perspective view of the device from Figure 1, Figure 3 shows a perspective view of components of the device from Figure 1, Figure 4 shows a plan view of a busbar together with converters of the device from Figure 1,

Figur 5 schematisch eine Ladesäule mit der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel und Figure 5 schematically shows a charging station with the device according to the embodiment and

Figur 6 in einer Explosionsdarstellung die Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel. Figure 6 shows an exploded view of the device according to the embodiment.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Detailed description of the preferred embodiments

Figur 1 offenbart eine Anwendungsvorrichtung 1 in Form einer Ladestation für Elektrofahrzeuge, die vereinfacht als Strichlinie dargestellt ist. Die Anwendungsvorrichtung 1 hat eine Vorrichtung 2 zur Messung eines durch einen elektrischen Leiter in Form einer Kupferschiene 4 fließenden elektrischen Stromes. Die Vorrichtung 1 oder das DC-Meter ist eine sensorbasierte Messeinheit für die durch einen Gleichstrom übertragene elektrische Energie zwischen der Ladestation - insbesondere einer Ladesäule - und einem Elektrofahrzeug. Hierfür misst die Vorrichtung 1 über die Ladezeit die Spannung und die Stromstärke für den übertragenen Gleichstrom und berechnet daraus die elektrische Leistung. Die Spannung wird direkt durch einen Analog-Digital-Wandler gemessen und die Strommessung erfolgt mittels einer Messeinrichtung, die Hall-Sensoren aufweist, die das vom Strom im Leiter bzw. der Stromschiene 4 erzeugte, magnetische Feld erfassen. Figure 1 discloses an application device 1 in the form of a charging station for electric vehicles, which is shown in simplified form as a dashed line. The application device 1 has a device 2 for measuring an electric current flowing through an electrical conductor in the form of a copper bar 4. The device 1, or DC meter, is a sensor-based measuring unit for the electrical energy transmitted by a direct current between the charging station—in particular a charging column—and an electric vehicle. For this purpose, the device 1 measures the voltage and current for the transmitted direct current over the charging time and calculates the electrical power from this. The voltage is measured directly by an analog-to-digital converter, and the current is measured by means of a measuring device comprising Hall sensors that detect the magnetic field generated by the current in the conductor or busbar 4.

Es können beispielsweise zwei Ausführungen der Vorrichtung 1 vorgesehen sein: eine Vorrichtung 1 mit einem Messbereich bis 650 A und eine Vorrichtung mit einem Messbereich bis 1000 A. Beide Ausführungen können Spannungen bis 1000 V messen. Die berechnete elektrische Leistung wird schließlich über die Ladezeit integriert, um somit die übertragene Energie zu ermitteln. Die Vorrichtung bietet hierbei eine Kompensation der Verlustleistung. For example, two versions of the device 1 can be provided: one device 1 with a measuring range of up to 650 A and one device with a measuring range of up to 1000 A. Both versions can measure voltages up to 1000 V. The calculated electrical power is then integrated over the charging time to determine the transferred energy. The device provides compensation for the power loss.

Zur Kommunikation nutzt die Vorrichtung RS-485-Schnittstellen 6, 8, siehe Figur 2, gemäß dem SLIP (SLIP = Serial Line Internet Protocol). Die Daten werden im OCMF Datenformat (OCMF = Open Charge Metering Format) gemäß S.A.F.E (Open Source Projekt) ausgegeben. Die Vorrichtung 1 ist derart ausgestaltet, um gesetzlichen Messerfor- dernissen zu entsprechen und um eichrechtskonform zu sein. Somit kann die ermittelte Energie beispielsweise zur Abrechnung an einen Endkunden verwendet werden. For communication, the device uses RS-485 interfaces 6, 8 (see Figure 2), according to SLIP (SLIP = Serial Line Internet Protocol). Data is output in the OCMF data format (OCMF = Open Charge Metering Format) according to SAFE (Open Source Project). The device 1 is designed to comply with legal metering requirements. requirements and to comply with calibration law. Thus, the measured energy can be used, for example, to bill an end customer.

Die Kupferschiene 4 der Vorrichtung 1 gemäß Figur 1 und 2 kann vier Anschlusspunkte 10, 12 aufweisen, wobei jeweils 2 an einem jeweiligen auskragenden Abschnitt ausgebildet sind. Die Vorrichtung kann mit einer und ohne einer Abdeckung ausgebildet sein. The copper bar 4 of the device 1 according to Figures 1 and 2 can have four connection points 10, 12, two of which are formed on each projecting section. The device can be designed with or without a cover.

Die Vorrichtung 1 soll in der einen Gleichstrom übertragenden Ladestation für Elektrofahrzeuge eingesetzt werden, um eine Energiemenge bei einer Lade-Transaktion zu erfassen. Die Energie kann dabei sowohl in positiver Richtung von der Ladestation zum Elektrofahrzeug als auch in negativer Richtung vom Elektrofahrzeug zur Ladestation erfasst werden. The device 1 is intended to be used in a charging station for electric vehicles transmitting a direct current to measure the amount of energy during a charging transaction. The energy can be measured both in the positive direction from the charging station to the electric vehicle and in the negative direction from the electric vehicle to the charging station.

Die Vorrichtung 1 sollte vorzugsweise in eine geschlossene Umgebung innerhalb der Ladestation eingebaut werden. Die geschlossene Umgebung sollte dabei mindestens den IP-Schutzarten IP 51 für den Innenraum oder IP 54 für den Außenbereich entsprechen und im Betrieb der Vorrichtung 1 diese vollständig vor Berührung schützen. Device 1 should preferably be installed in a closed environment within the charging station. The closed environment should at least comply with IP protection classes IP 51 for indoor use or IP 54 for outdoor use and should completely protect the device 1 from contact during operation.

Die Installation, der Betrieb, die Instandhaltung und die Demontage der Vorrichtung 1 muss durch Fachpersonal erfolgen. Diese Person muss ausgebildet sein in der Installation, im Betrieb und in der Instandhaltung von elektrischen Anlagen und muss im Umgang mit Hochvolt geschult sein und hat eine Sicherheitsschulung zur Erkennung und Vermeidung von entsprechenden Gefahren und Risiken erhalten. The installation, operation, maintenance, and disassembly of device 1 must be carried out by qualified personnel. These persons must be trained in the installation, operation, and maintenance of electrical systems and must be trained in the handling of high voltages and have received safety training to recognize and avoid related hazards and risks.

Die Vorrichtung 1 ist versiegelt, um gemäß MessEV Anlage 2 8.2 i.V.m. MessEV §7 (1 ) 3. die Eichrechtskonformität zu gewährleisten. Sollte die Versiegelung gebrochen sein, gelten die Messung und das System als korrumpiert. Eine Modifikation der Vorrichtung 1 , von dessen Anschlüssen und/oder von dessen ist vorzugsweise im Einsatz nicht zulässig. Device 1 is sealed to ensure compliance with calibration law in accordance with MessEV Annex 2 8.2 in conjunction with MessEV §7 (1) 3. If the seal is broken, the measurement and the system are considered corrupted. Modification of device 1, its connections, and/or its components is preferably not permitted during use.

Gemäß Figur 1 hat die Vorrichtung 1 ein Gehäuse 14, das eine erste und zweite Gehäuseschale 16, 18 aufweist. Im geschlossenen Zustand sind die Gehäuseschalen 16, 18 über eine Verplombung verplombt. Hierfür weisen die Gehäuseschalen 16, 18 Ösen 20 auf. Die Vorrichtung 1 hat ein Display 22, dass durch eine Gehäuseöffnung von außen sichtbar ist. Des Weiteren hat die Vorrichtung 1 zwei Tasten 24, 26, um beispielsweise zu darstellende Informationen auf dem Display 22 auszuwählen. Neben der Verplombung weist das Gehäuse 14 ein Siegel 28 auf, das im geschlossenen Zustand des Gehäuses 14 die Gehäuseschalen 16, 18 versiegelt. Bei dem Siegel 28 handelt es sich um ein Klebeetikett, das sich über beide Gehäuseschalen 16, 18 erstreckt. According to Figure 1, the device 1 has a housing 14, which has a first and second housing shell 16, 18. In the closed state, the housing shells 16, 18 are sealed by a lead seal. For this purpose, the housing shells 16, 18 have eyelets 20. The device 1 has a display 22 that is visible from the outside through a housing opening. Furthermore, the device 1 has two buttons 24, 26, for example, to select information to be shown on the display 22. In addition to the lead seal, the housing 14 has a seal 28 that seals the housing shells 16, 18 when the housing 14 is closed. The seal 28 is an adhesive label that extends over both housing shells 16, 18.

Das Gehäuse 14 hat gemäß Figur 1 außerdem einen Spannungsmesseingang 30, 32. Außerdem ist ein Anschluss 34 für eine zusätzliche Spannungsversorgung am Gehäuse 14 ausgebildet. Zusätzlich ist eine LED oder Impuls-LED 36 über eine Gehäuseöffnung des Gehäuses 14 ersichtlich. According to Figure 1, the housing 14 also has a voltage measurement input 30, 32. Furthermore, a connection 34 for an additional voltage supply is provided on the housing 14. Additionally, an LED or pulse LED 36 is visible through a housing opening in the housing 14.

Gemäß Figur 2 ist ein Rastclip 38 zum Befestigen der Vorrichtung 1 , beispielsweise an einer Hutschiene, ersichtlich. According to Figure 2, a locking clip 38 for fastening the device 1, for example to a top hat rail, can be seen.

Die Vorrichtung 1 wird während der Produktion vom Hersteller mit Herstellersiegeletiketten bzw. Siegeln 28 versiegelt. Die verwendeten Siegeletiketten sind daher als Teil der Vorrichtung 1 zu betrachten. Die Software kann nicht geändert werden, ohne zumindest eines der Siegel 28 zu zerstören. Ist zumindest eines der Siegel 28 gebrochen, entspricht die Vorrichtung 1 nicht dem Eichrecht. In diesem Fall gelten die Messung und das System als korrumpiert. In Hinblick darauf ist für die Vorrichtung 1 , insbesondere für deren Messeinrichtung und Anwendungseinrichtung, ein Zugriffs- oder Lesespeicherschutz vorgesehen. Stattdessen gibt es mittels zyklischer Redundanzprüfung (CRC) eine Software- und Datenintegritätsprüfung, mit der ungewollte Änderungen von Daten erkannt werden. The device 1 is sealed by the manufacturer during production with manufacturer's seal labels or seals 28. The seal labels used are therefore to be considered part of the device 1. The software cannot be modified without destroying at least one of the seals 28. If at least one of the seals 28 is broken, the device 1 does not comply with calibration law. In this case, the measurement and the system are considered corrupted. In this regard, access or read memory protection is provided for the device 1, in particular for its measuring device and application device. Instead, there is a software and data integrity check using a cyclic redundancy check (CRC), which detects unwanted changes to data.

Figur 3 zeigt die Kupferschiene 4 zusammen mit drei Wandlern 40, 42, 44 einer Messeinrichtung. Diese erfassen ein Magnetfeld, das sich bei einer Bestromung der Kupferschiene 4 bildet. Auf einer Oberseite und einer Unterseite der Kupferschiene ist jeweils ein Abschirmblech 46, 48 angeordnet, um Messstörungen zu minimieren. Außerdem ist eine Hutschiene 50 ersichtlich, an der die Vorrichtung aus Figur 1 fixierbar ist. Die Hutschiene 50 dient als zusätzlich Abschirmung. Gemäß Figur 4 sind zwei Schlitze 52, 54 ersichtlich, die in die Kupferschiene 4 eingebracht sind. Die Kupferschiene 5 weist hierdurch eine H-Form auf. Durch die Schlitze 52, 54 ist eine Verengung 56 ausgebildet. In diesem Bereich greifen die Wandler 40, 42 und 44 das Magnetfeld ab. Figure 3 shows the copper bar 4 together with three transducers 40, 42, 44 of a measuring device. These detect a magnetic field that forms when current is applied to the copper bar 4. A shielding plate 46, 48 is arranged on the top and bottom sides of the copper bar to minimize measurement interference. A top-hat rail 50 is also visible, to which the device from Figure 1 can be attached. The top-hat rail 50 serves as additional shielding. Figure 4 shows two slots 52, 54 formed in the copper bar 4. This gives the copper bar 5 an H-shape. A constriction 56 is formed by the slots 52, 54. The transducers 40, 42, and 44 pick up the magnetic field in this area.

Das Gesamtsystem umfasst vorzugsweise externe Speicher, eine blinkende LED, ein Pixelpunkt-Display, drei DreMaS, einen Analog-Digital-Wandler und Siegeletiketten. The overall system preferably includes external memory, a flashing LED, a pixel display, three DreMaS, an analog-to-digital converter and sealing labels.

Figur 5 stellt schematisch die Anwendungsvorrichtung 1 in Form der Ladesäule dar. Die Vorrichtung 2 weist wie obenstehend erläutert eine Messeinrichtung 58 und eine Anwendungseinrichtung 60 auf. Die Messeinrichtung hat eine Steuereinheit 62 oder MCU. Diese hat eine Datenverbindung zu den Wandlern 40, 42 und 44, die ein Magnetfeld 64 erfassen, zu einem Datenspeicher 66 und einem Spannungsmesser 68. Über eine Datenverbindung 70 ist die Steuereinheit 62 der Messeinrichtung mit einer Steuereinheit 72 oder MCU der Anwendungseinrichtung 60 verbunden. Die Steuereinheit 72 ist hierbei mit den folgenden Komponenten der Anwendungseinrichtung 60 verbunden: der Impuls-LED 36, dem Display 22, einem Datenspeicher 74 und zwei RS485-Bausteinen oder Schnittstellen 76, 78. Figure 5 schematically illustrates the application device 1 in the form of a charging station. As explained above, the device 2 comprises a measuring device 58 and an application device 60. The measuring device has a control unit 62 or MCU. This has a data connection to the transducers 40, 42, and 44, which detect a magnetic field 64, to a data memory 66, and to a voltmeter 68. Via a data connection 70, the control unit 62 of the measuring device is connected to a control unit 72 or MCU of the application device 60. The control unit 72 is connected to the following components of the application device 60: the pulse LED 36, the display 22, a data memory 74, and two RS485 modules or interfaces 76, 78.

Gemäß Figur 5 hat die Ladesäule eine Displayeinrichtung 80 mit einem Display 82, das beispielsweise von außen der Ladesäule ersichtlich ist. Die Displayeinrichtung 80 weist des Weiteren folgende Komponenten auf: eine Steuereinheit 84, eine LED 86, zwei RS485-Bausteinen oder Schnittstellen 88, 90 und einen Netzwerk- oder Ethernet- Baustein 92. According to Figure 5, the charging station has a display device 80 with a display 82, which is visible, for example, from the outside of the charging station. The display device 80 further includes the following components: a control unit 84, an LED 86, two RS485 modules or interfaces 88, 90, and a network or Ethernet module 92.

Die Vorrichtung 2 kommuniziert über die Schnittstelle 78 und 90 mit der Displayeinrichtung 80 über ein SLIP 92. Außerdem kommuniziert die Vorrichtung 2 über die Schnittstelle 78 mit einer Steuereinheit der Ladesäule über ein SLIP 94. Die Displayeinrichtung 80 kommuniziert über die Schnittstelle 88 mit der Ladesäule über ein SLIP 96. Alternativ oder zusätzlich ist eine Datenverbindung zwischen der Ladesäule und der Displayeinrichtung 80 über Ethernet unter anderem durch den Ethernet-Baustein 92 ermöglicht. Gemäß Figur 6 hat die Vorrichtung 1 die Messeinrichtung 58 mit der Strom- oder Kupferschiene 4. Diese ist mit einer Leiterplatte 100 der Messeinrichtung 58 mit zwei Schrauben 102 verschraubt. Die Kupferschiene 4 hat hierfür entsprechende Gewindebohrungen. Außerdem ist eine Klebeverbindung mit zwei Klebern 104 aus Epoxidharz vorgesehen, die die Leiterplatte 100 über die Schlitze mit der Kupferschiene 4 verkleben. The device 2 communicates via the interfaces 78 and 90 with the display device 80 via a SLIP 92. In addition, the device 2 communicates via the interface 78 with a control unit of the charging station via a SLIP 94. The display device 80 communicates via the interface 88 with the charging station via a SLIP 96. Alternatively or additionally, a data connection between the charging station and the display device 80 via Ethernet is enabled, among other things, by the Ethernet module 92. According to Figure 6, device 1 has the measuring device 58 with the current or copper bar 4. This is screwed to a circuit board 100 of the measuring device 58 with two screws 102. The copper bar 4 has corresponding threaded holes for this purpose. Furthermore, an adhesive connection is provided with two epoxy resin adhesives 104, which bond the circuit board 100 to the copper bar 4 via the slots.

Außerdem ist gemäß Figur 6 das Gehäuse 14, siehe Figur 1 , mit den äußeren Gehäuseschalen 16, 18 ersichtlich. Zwischen diesen ist ein mittleres Gehäuseteil 106 angeordnet, das eine Trennwandung 108 aufweist. Die Messeinrichtung 58 ist zwischen dem mittleren Gehäuseteil 106 und der Gehäuseschale 16 angeordnet. Die von der Leiterplatte 100 wegweisende Großseite der Kupferschiene 4 weist hierbei zur Gehäuseschale 16. Zwischen der Kupferschiene 4 und der Gehäuseschale 16 sind drei Abschirmbleche 110, 112, 114 aus Mu-Metall gestapelt angeordnet. Zwischen dem zur Kupferschiene 4 am nächsten angeordneten Abschirmblech 114 und dem benachbarten Abschirmblech 112 ist ein Leiterplattendummy 116 angeordnet. Das Abschirmblech 114 stützt sich über ein Ausgleichselement 118, beispielsweise aus Schaumstoff, an der Kupferschiene 4 ab. Über Schrauben 120 ist das Gehäuseteil 106 mit der Gehäuseschale 16 fest verbunden, wobei die Schrauben 120 die Leiterplatte 100 und die Kupferschiene 4 über entsprechende Durchgangsaussparungen durchsetzen. Furthermore, according to Figure 6, the housing 14 (see Figure 1) with the outer housing shells 16, 18 can be seen. A central housing part 106, which has a separating wall 108, is arranged between these. The measuring device 58 is arranged between the central housing part 106 and the housing shell 16. The large side of the copper bar 4 facing away from the circuit board 100 faces the housing shell 16. Three shielding plates 110, 112, 114 made of Mu-metal are stacked between the copper bar 4 and the housing shell 16. A circuit board dummy 116 is arranged between the shielding plate 114 arranged closest to the copper bar 4 and the adjacent shielding plate 112. The shielding plate 114 is supported on the copper bar 4 via a compensating element 118, for example made of foam. The housing part 106 is firmly connected to the housing shell 16 by screws 120, whereby the screws 120 penetrate the printed circuit board 100 and the copper bar 4 via corresponding through-cutouts.

Die Anwendungseinrichtung 60 ist gemäß Figur 6 zwischen dem mittleren Gehäuseteil 106 und dem äußeren Gehäuseteil 18 angeordnet. Zwischen einer Leiterplatte 122 der Anwendungseinrichtung 60 und dem mittleren Gehäuseteil 106 ist ein Abschirmblech 124 aus Mu-Metall angeordnet. Dieses stützt sich an der Trennwandung 108 direkt ab. Außerdem stützt sich das Abschirmblech 124 über ein Ausgleichselement 126, das beispielsweise aus einem Schaumstoff besteht, an der Leiterplatte 122 ab. Über Schrauben 128 ist die Gehäuseschale 18 mit dem Gehäuseteil 106 verbunden, wobei diese die Leiterplatte 122 über entsprechende Aussparungen durchsetzen. According to Figure 6, the application device 60 is arranged between the central housing part 106 and the outer housing part 18. A shielding plate 124 made of Mu-metal is arranged between a circuit board 122 of the application device 60 and the central housing part 106. This shielding plate is supported directly on the partition wall 108. Furthermore, the shielding plate 124 is supported on the circuit board 122 via a compensating element 126, which may be made of foam, for example. The housing shell 18 is connected to the housing part 106 via screws 128, which penetrate the circuit board 122 via corresponding recesses.

Des Weiteren sind gemäß Figur 6 die Tasten 24, 26 und die Siegel 28 ersichtlich. Außerdem ist bei der Gehäuseschale 16 ein Rastclip 130 ausgebildet, der die Hutschiene 50 aus Figur 3 hinter- oder übergreift, um die Vorrichtung 1 an der Hutschiene 50 festzulegen. Der Rastclip 130 ist mit einer Rastfeder 132 in Richtung seiner Schließposition mit einer Federkraft beaufschlagt. Zur Montage der Vorrichtung 1 an der Hutschiene, wird der Rastclip 130 entgegen der Federkraft in seine Öffnungsposition mit einer Öff- nungskraft - die beispielsweise durch eine Person aufgebracht wird - verschoben und die Vorrichtung 1 auf die Hutschiene 50 gesetzt. Hierfür ist an der Gehäuseschale 16 eine Schienenführung ausgebildet, in die die Hutschiene 50 setzbar ist. Nach der Anordnung der Vorrichtung 1 auf der Hutschiene, wird die Beaufschlagung des Rastclips 130 mit der Öffnungskraft beendet, womit dieser in seine Schließposition bewegt wird. Zum zusätzlichen Schutz der Vorrichtung 1 ist gemäß Figur 6 eine transparente und büchsenförmige Gehäuseschale 134 mit der Vorrichtung 1 verbunden. Die Vorrichtung 1 ist dabei in die Gehäuseschale 134 eingesetzt. Furthermore, the buttons 24, 26 and the seals 28 are visible in Figure 6. Furthermore, a locking clip 130 is formed on the housing shell 16, which engages behind or over the top-hat rail 50 of Figure 3 in order to secure the device 1 to the top-hat rail 50. The locking clip 130 is connected to a locking spring 132 in the direction of its closed position. subjected to a spring force. To mount the device 1 on the top-hat rail, the locking clip 130 is moved against the spring force into its open position with an opening force - which is applied, for example, by a person - and the device 1 is placed on the top-hat rail 50. For this purpose, a rail guide is formed on the housing shell 16, into which the top-hat rail 50 can be placed. After the device 1 has been arranged on the top-hat rail, the application of the opening force to the locking clip 130 is terminated, whereby it is moved into its closed position. For additional protection of the device 1, a transparent, sleeve-shaped housing shell 134 is connected to the device 1, as shown in Figure 6. The device 1 is inserted into the housing shell 134.

Bezugszeichenliste: List of reference symbols:

1 Anwendungsvorrichtung1 application device

2 Vorrichtung 2 Device

4 Kupferschiene 4 copper rails

6, 8 Schnittstelle 6, 8 interface

10, 12 Anschlusspunkte 10, 12 connection points

14 Gehäuse 14 housings

16, 18, 134 Gehäuseschale16, 18, 134 housing shell

20 Ösen 20 eyelets

22, 82 Display 22, 82 displays

24, 26 Tasten 24, 26 keys

28 Siegel 28 seals

30, 32 Spannungsmesseingang30, 32 Voltage measurement input

34 Anschluss 34 connection

36 Impuls-LED 36 pulse LEDs

38 Rastclip 38 locking clip

40, 42, 44 Wandler 40, 42, 44 converters

46, 48 Abschirmblech 46, 48 shielding plate

50 Hutschiene 50 DIN rail

52, 54 Schlitze 52, 54 slots

56 Verengung 56 Constriction

58 Messeinrichtung 58 Measuring device

60 Anwendungseinrichtung60 Application setup

62, 72, 84 Steuereinheit62, 72, 84 control unit

64 Magnetfeld 64 Magnetic field

66, 74 Datenspeicher 66, 74 Data storage

68 Spannungsmesser 68 voltmeters

70 Datenverbindung 70 Data connection

76, 78, 88, 90 Schnittstelle76, 78, 88, 90 interface

80 Displayeinrichtung 80 Display setup

86 LED 86 LED

92, 94, 96 SLIP Ethernet , 122 Leiterplatte92, 94, 96 PANTS Ethernet, 122 circuit board

Schrauben screws

Kleber Glue

Gehäuseteil Housing part

Trennwandung , 112, 114, 124 Abschirmblech Leiterplattendummy , 126 Ausgleichselement, 128 SchraubenPartition wall, 112, 114, 124 Shielding plate PCB dummy, 126 Compensating element, 128 Screws

Rastclip locking clip

Rastfeder Detent spring

Claims

Patent claims:

1. Device for measuring an electric current flowing through an electric conductor, comprising a measuring device arranged near the electric conductor which detects the magnetic field generated by the electric current, the measuring device comprising a magnetic sensor device which detects the magnetic field in one spatial direction or two or three orthogonal spatial directions, the magnetic sensor device comprising a magnetic field-sensitive transducer or sensor assigned to the spatial direction(s), the current being determinable from the measured values detected by the magnetic sensor device.

2. Device according to claim 1, wherein two or three transducers or a plurality of transducers are provided, each of which is magnetically sensitive with respect to one spatial direction or two or three orthogonal spatial directions.

3. Device according to claim 1 or 2, wherein the transducer or the respective transducer is a circuit-integrated Hall effect sensor having sensor elements in one or two or three orthogonal spatial directions.

4. Device according to one of the preceding claims, wherein the transducer or the respective transducer comprises a temperature sensor.

5. Device according to one of the preceding claims, wherein the measuring device has a control unit, wherein the control unit has an algorithmically designed Kalman filter which is configured to filter the measured values of the transducers and/or an average value of the transducers and to form measured data.

6. Device according to one of the preceding claims, wherein the measuring device comprises a printed circuit board on which the transducers are arranged on one side of the printed circuit board, wherein the electrical conductor is arranged in the form of a busbar opposite the printed circuit board side, through which the current to be measured can flow, wherein the busbar has two large sides facing away from each other, wherein one large side of the printed circuit board is opposite- is arranged, wherein the busbar has a constriction as seen in the main flow direction of the current, wherein at least one transducer or at least two transducers or the transducers are arranged in the region of the constriction in order to detect the magnetic field lines in the region of the constriction.

7. Device according to one of the preceding claims, wherein the measuring device has a voltmeter to detect a voltage, the voltmeter being designed as an analog-to-digital converter.

8. Device according to one of the preceding claims, wherein it has an application device which is arranged to transmit data between the measuring device and an application device.

9. The device according to claim 8, wherein the application device has a control unit configured to encrypt the data transmitted to the application device.

10. Charging device for electric vehicles with a device according to one of the preceding claims.

11. A method by which a measurement is carried out using the device according to one of claims 1 to 9, wherein measured values of magnetic fields of the electrical conductor are recorded via the transducer(s) of the measuring device, wherein a current value is determined based on the measured values using a Kalman filter.