DE102008002308A1 - Pole terminal arrangement for connecting load circuit to motor vehicle battery, has sheet metals enclosed outside by connecting terminal and connection taps projecting from sheet metals to contact measuring lines - Google Patents

Pole terminal arrangement for connecting load circuit to motor vehicle battery, has sheet metals enclosed outside by connecting terminal and connection taps projecting from sheet metals to contact measuring lines Download PDF

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Abstract

The arrangement has an integrated shunt resistance for evaluating electrical variables in an evaluation circuit i.e. battery sensor. The evaluation circuit is contactable by measuring lines for evaluating voltage drop measured at the shunt resistance. The shunt resistance consists of a stack of sheet metals (3-5) of different conducting materials, which are lying around a battery pole (6). The sheet metals are enclosed outside by a connecting terminal (1) for electrically connecting with a load circuit. Connection taps project from the sheet metals to contact the measuring lines.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Polklemmenanordnung, beispielsweise für den Anschluss eines Laststromkreises an eine Kraftfahrzeugbatterie, mit einem integrierten Shuntwiderstand mittels dem die Stromgrößen in einer Auswerteschaltung bzw. in einem sogenannten Batteriesensor auswertbar sind, insbesondere für die Zustandserkennung der Batterie als Bestandteil eines Energiemanagementsystem in Kraftfahrzeugen, nach der Gattung des Hauptanspruchs.The The invention relates to a pole terminal arrangement, for example the connection of a load circuit to a motor vehicle battery, with an integrated shunt resistor by means of the current values in an evaluation circuit or in a so-called battery sensor can be evaluated, in particular for state detection the battery as part of an energy management system in motor vehicles, according to the preamble of the main claim.

Eine steigende Anzahl elektrischer Verbraucher in Kraftfahrzeugen erfordert zunehmend den Einsatz des eingangs erwähnten Energiemanagement-Systems in Verbindung mit einer zuverlässigen Batteriezustandserkennung, welche die benötigten Batterie-Informationen aus den messbaren Batteriegrößen Strom, Spannung und Temperatur zur Verfügung stellt. Das elektrische Energie-Management befindet sich dabei in der Regel in einem sogenannten Host-Steuergerät, das mit dem Batteriesensor über eine einfache und kostengünstige serielle Schnittstelle, vorzugsweise ein sogenannter LIN-Bus, kommuniziert.A increasing number of electrical consumers in motor vehicles requires increasingly the use of the energy management system mentioned above in conjunction with reliable battery condition detection, which the required battery information from the measurable Battery sizes current, voltage and temperature provides. The electrical energy management is located usually in a so-called host controller, that with the battery sensor via a simple and inexpensive serial interface, preferably a so-called LIN bus, communicates.

Es ist bisher üblich, dass die Mechanik der Batteriesensoren auf einer Polklemmenkontaktierung basiert, die mit einem Shuntwiderstand, einem Anschlusskabel und dem Batteriesensor verbindbar ist. Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus der DE 10 2005 039 587 A1 bekannt, bei der der Shuntwiderstand direkt an einen Pol, hier der Minus-Pol, oder einer entsprechenden Polnische der Batterie angeklemmt wird und praktisch die Messstrecke mit der mechanischen Anschlusseinheit kombiniert.It has hitherto been customary for the mechanics of the battery sensors to be based on a pole terminal contacting, which can be connected to a shunt resistor, a connecting cable and the battery sensor. Such an arrangement is for example from the DE 10 2005 039 587 A1 known, in which the shunt resistor is connected directly to a pole, here the negative pole, or a corresponding Polish of the battery and practically combines the measuring section with the mechanical connection unit.

Es ist weiterhin aus der US 20010003419 A1 bekannt, dass zur Strommessung eine Auswerteschaltung direkt an ein Segment eines stromführenden Leiters angebracht ist. Jeweils am Ende des Segments wird dabei die Auswerteschaltung kontaktiert und der erfasste Spannungsabfall an dem Segment kann mit den signalverarbeitenden Bauteilen ausgewertet werden.It is still out of the US 20010003419 A1 It is known that an evaluation circuit is mounted directly on a segment of a current-carrying conductor for current measurement. At the end of each segment, the evaluation circuit is contacted and the detected voltage drop across the segment can be evaluated with the signal-processing components.

Ferner ist in der DE 101 18 051 A1 beschrieben, dass an der Polklemme zwischen einem Polklemmenkontakt und einem äußeren Anschlusskontakt ein Strompfad angeordnet ist, der mit einem Stromsensor überwacht werden kann.Furthermore, in the DE 101 18 051 A1 described that at the pole terminal between a Polklemmenkontakt and an outer terminal contact a current path is arranged, which can be monitored with a current sensor.

Bei den zuvor beschriebenen bekannten Konzepten ist insbesondere die Verbindungstechnik zwischen der Polklemme, dem Shuntwiderstand und dem eigentlichen Batteriesensor sehr kritisch, da hier hohe Anforderungen hinsichtlich der Dichtheit, der Korrosion und der mechanischen Präzision bestehen. Zum Beispiel kann die bisher übliche Befestigung des Shuntwiderstandes außen an der Polklemme zu einer Deformation bei der Befestigung der Polklemme und damit zu Verformungen des Shuntwiderstandes und letztendlich zu das Messergebnis verfälschenden Widerstandsänderungen in den Übergangsbereichen zum Shuntwiderstand führen.at the known concepts described above is in particular the Connection technology between the pole terminal, the shunt resistor and the actual battery sensor very critical, since there are high requirements in terms of tightness, corrosion and mechanical precision consist. For example, the previously customary attachment the shunt resistor outside of the pole terminal to a deformation in the attachment of the pole terminal and thus to deformations of the Shunt resistance and ultimately falsifying the measurement result Resistance changes in the transition areas lead to shunt resistance.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung geht von einer Polklemmenanordnung mit einem integrierten Shuntwiderstand zur Auswertung von Stromgrößen in einer Auswerteschaltung aus, wobei der Shuntwiderstand in den Polklemmenkontakt integriert ist und eine über Messleitungen zur Auswertung des am Shuntwiderstand gemessenen Spannungsabfalls die Auswerteschaltung kontaktierbar ist. Gemäß der Erfindung besteht der Shuntwiderstand in vorteilhafter Weise aus einem Blechstapel unterschiedlicher leitender Materialien, der um den Pol herumgelegt ist und außen von einer Anschlussklemme zum elektrisch leitenden Anschluss des Laststromkreises umschlossen ist, wobei aus dem Blechstapel Anschlusszapfen zur Kontaktierung der Messleitungen herausragen.The The invention is based on a pole terminal arrangement with an integrated Shunt resistance for evaluation of current values in an evaluation circuit, wherein the shunt resistor in the pole terminal contact is integrated and one via test leads for evaluation of the voltage drop measured at the shunt resistor, the evaluation circuit is contactable. According to the invention consists of Shunt resistance advantageously different from a stack of sheets conductive materials, which is wrapped around the pole and outside from a terminal to the electrically conductive terminal of Load circuit is enclosed, wherein from the sheet stack connecting pin protrude to contact the test leads.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Blechstapel aus einem radial innen um den Pol gelegten ersten Blech als elektrischer Leiter, aus einem zweiten um das erste Blech herumgeführten Blech aus einem Shuntwiderstandsmaterial und aus einem dritten um diese Anordnung herumgeführten Blech wiederum als elektrischer Leiter mit Kontakt zur Anschlussklemme, wobei jeweils ein Anschlusszapfen am ersten Blech und ein Anschlusszapfen am dritten Blech vorhanden ist. In besonders vorteilhafter Weise besteht dabei das erste und das dritte Blech aus Kupfer und das zweite Blech aus Manganin.at a preferred embodiment of the sheet stack from a radially inside laid around the pole first sheet as electrical Ladder, from a second sheet passed around the first sheet from a shunt resistor material and from a third around this Arrangement guided sheet again as electrical Conductor with contact to the terminal, each with a connecting pin on the first plate and a connecting pin on the third plate available is. In a particularly advantageous manner, the first and the third sheet of copper and the second sheet of manganin.

Eine Anbringung des erfindungsgemäßen Blechstapels an den Pol lässt sich insbesondere dadurch vereinfachen, dass der Blechstapel vor dem Anfügen an den Pol gemeinsam gewalzt ist. Weiterhin kann in vorteilhafter Weise der Blechstapel auch mittels Laser-Punktschweißung an dem Pol befestigt werden, um eine mechanisch stabile Anordnung zu ermöglichen.A Attachment of the sheet stack according to the invention the pole can be simplified in particular by that the stack of sheets together before attaching to the pole rolled. Furthermore, advantageously, the sheet stack also be attached to the pole by means of laser spot welding, to allow a mechanically stable arrangement.

Die Anschlusszapfen können dabei auf einfache Weise aus Einpresspins zur Kontaktierung mit den Messleitungen zu der Auswerteschaltung oder aus Pins einer Steckverbindung zur Kontaktierung mit den Messleitungen zu der Auswerteschaltung gebildet werden.The Connecting pins can easily from Einpresspins for contacting with the test leads to the evaluation circuit or pins of a connector for contacting the test leads be formed to the evaluation circuit.

Eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung ergibt sich, wenn mit die erfindungsgemäße Polklemmenanordnung zur Erfassung der elektrischen Zustandsgrößen einer Batterie eines Kraftfahrzeugs aus dem Laststrom der Batterie die Auswerteschaltung mit dem Shuntwiderstand über die Messleitungen verbunden ist.An advantageous application of the invention results when, with the inventive pole terminal arrangement for detecting the electrical Zu Standgrößen a battery of a motor vehicle from the load current of the battery, the evaluation circuit is connected to the shunt resistor via the test leads.

Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Polklemmenanordnung insbesondere auch dadurch, dass der Shuntwiderstand hierbei nicht in den eigentlichen Batteriesensor integriert ist, sodass eine Verbesserung der Dichtheit durch den Entfall der sonst notwendigen Umspritzung des Shuntwiderstandes gegeben ist. Weiterhin kann eine flexiblere Positionierung der Auswerteschaltung relativ zur Batteriepolnische gewählt werden und die eingangs erwähnte Gefahr einer Deformation und der daraus resultierenden Widerstandsänderung beim Kontaktieren der Polklemme ist stark vermindert.Advantageous is the pole terminal arrangement according to the invention in particular also in that the shunt resistor is not in the actual one Battery sensor is integrated, so improving the tightness given by the omission of the otherwise necessary encapsulation of the shunt resistor is. Furthermore, a more flexible positioning of the evaluation circuit be chosen relative to the battery Polish and the beginning mentioned danger of deformation and the resulting Resistance change when contacting the Polklemme is greatly reduced.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigen:The Invention will be described below with reference to the figures in the drawing illustrated embodiments explained. there demonstrate:

1 eine schematische Darstellung einer an einen Pol einer Batterie angeschlossenen Anschlussklemme für einen Laststromkreis mit integriertem Shuntwiderstand, gebildet aus einem Blechstapel, 1 1 a schematic representation of a terminal connected to one pole of a battery for a load circuit with integrated shunt resistor, formed from a sheet stack,

2 eine Detaildarstellung der abgewickelten Bleche des Blechstapels zur Kontaktierung von Messleitungen, 2 a detailed representation of the unwound sheets of the sheet stack for contacting measuring leads,

3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anordnung einer Auswerteschaltung an der Anordnung nach der 1 und 3 a first embodiment of an arrangement of an evaluation circuit on the arrangement according to 1 and

4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anordnung einer Auswerteschaltung an der Anordnung nach der 1. 4 A second embodiment of an arrangement of an evaluation circuit to the arrangement according to 1 ,

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

In 1 ist ein Polklemmenanordnung gezeigt, die aus einer Anschlussklemme 1 für den Anschluss an einen Laststromkreis einer Batterie für ein Kraftfahrzeug mittels einer Polklemmenschraube 2, einem aus einem Blechstapel mit Blechen 3, 4 und 5 gebildeten Shuntwiderstand und einem Pol 6 besteht. Der Blechstapel besteht aus dem radial innen um den Pol 6 gelegten ersten Blech 3 als elektrischer Leiter aus Kupfer, aus einem zweiten um das erste Blech 3 herumgeführten Blech 4 aus einem Shuntwiderstandsmaterial, vorzugsweise Manganin und aus einem dritten um diese Anordnung herumgeführten Blech 5 als elektrischem Leiter aus Kupfer mit Kontakt zur Anschlussklemme 1.In 1 a pole terminal assembly is shown which consists of a terminal 1 for connection to a load circuit of a battery for a motor vehicle by means of a pole terminal screw 2 one from a stack of sheet metal 3 . 4 and 5 formed shunt resistor and a pole 6 consists. The sheet stack consists of the radially inward around the pole 6 placed first sheet metal 3 as an electrical conductor made of copper, a second around the first sheet metal 3 guided sheet metal 4 from a shunt resistor material, preferably manganin, and from a third sheet passed around this arrangement 5 as an electrical conductor made of copper with contact to the terminal 1 ,

Eine Anbringung der erfindungsgemäßen Bleche 3, 4, 5 an den Pol gemäß der 1 kann dadurch erfolgen, dass die Bleche 3, 4, 5 vor dem Anfügen an den Pol 6 gemeinsam in Form gewalzt worden sind und eine Befestigung der Bleche 3, 4, 5 kann darüber hinaus mittels Laser-Punktschweißung am Pol 6 erfolgen.An attachment of the sheets according to the invention 3 . 4 . 5 to the pole according to the 1 can be done by the sheets 3 . 4 . 5 before attaching to the pole 6 have been rolled together in the form and an attachment of the sheets 3 . 4 . 5 can also use laser spot welding at the pole 6 respectively.

Aus 2 ist zu entnehmen, dass jeweils ein Anschlusszapfen 7 am ersten Blech 3 und ein Anschlusszapfen 8 am dritten Blech 5 zur Kontaktierung von hier nicht dargestellten Messleitungen vorhanden ist. Die Anschlusszapfen 7 und 8 können Einpresspins zur Kontaktierung mit den Messleitungen oder Pins einer Steckverbindung zur Kontaktierung mit den Messleitungen sein.Out 2 it can be seen that in each case a connecting pin 7 on the first sheet 3 and a connecting pin 8th on the third sheet 5 is present for contacting of test leads, not shown here. The connecting pins 7 and 8th can be Einpresspins for contacting with the test leads or pins of a connector for contacting the test leads.

3 zeigt ein erstes Ausführungsführungsbeispiel mit einer Auswerteschaltung 9 als sogenannter Batteriesensor, die direkt mit den Anschlusszapfen 7 und 8 verbunden werden kann. Hier liegt die Auswerteschaltung 9 seitlich neben der Anschlussklemme 1. Aus 4 ist zu entnehmen, dass bei einem zweiten Ausführungsbeispiel die Auswerteschaltung 9 auch über der Anschlussklemme 1 angeordnet werden kann. 3 shows a first Ausführungsführungsbeispiel with an evaluation circuit 9 as a so-called battery sensor, directly to the connection pin 7 and 8th can be connected. Here lies the evaluation circuit 9 laterally next to the terminal 1 , Out 4 It can be seen that in a second embodiment, the evaluation circuit 9 also over the connection terminal 1 can be arranged.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (8)

Polklemmenanordnung mit einem integrierten Shuntwiderstand zur Auswertung von Stromgrößen in einer Auswerteschaltung (9), wobei der Shuntwiderstand in den Polklemmenkontakt integriert ist und eine über Messleitungen zur Auswertung des am Shuntwiderstand gemessenen Spannungsabfalls die Auswerteschaltung (9) kontaktierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Shuntwiderstand aus einem Blechstapel von Blechen (3, 4, 5) unterschiedlicher leitender Materialien besteht, der um den Pol (6) herumgelegt ist und außen von einer Anschlussklemme (1) zum elektrisch leitenden Anschluss des Laststromkreises umschlossen ist, wobei aus dem Blechstapel mit den Blechen (3, 4, 5) Anschlusszapfen (7, 8) zur Kontaktierung der Messleitungen herausragen.Pole terminal arrangement with an integrated shunt resistor for the evaluation of current quantities in an evaluation circuit ( 9 ), wherein the shunt resistor is integrated in the pole terminal contact and a measuring lines for evaluation of the voltage drop measured at the shunt resistor the evaluation circuit ( 9 ) is contactable, characterized in that the shunt resistor from a sheet stack of sheets ( 3 . 4 . 5 ) of different conductive materials, which is around the pole ( 6 ) and outside of a terminal ( 1 ) is enclosed to the electrically conductive connection of the load circuit, wherein from the sheet stack with the sheets ( 3 . 4 . 5 ) Connecting pin ( 7 . 8th ) protrude to contact the test leads. Polklemmenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstapel aus einem radial innen um den Pol (6) gelegten ersten Blech (3) als elektrischer Leiter, aus einem zweiten um das erste Blech (3) herumgeführten Blech (4) aus einem Shuntwiderstandsmaterial und aus einem dritten um diese Anordnung herumgeführten Blech (5) als elektrischer Leiter mit Kontakt zur Anschlussklemme (1) besteht, wobei jeweils ein Anschlusszapfen (7) am ersten Blech (3) und ein Anschlusszapfen (8) am dritten Blech (5) vorhanden ist.Polklemmenanordnung according to claim 1, characterized in that the sheet stack from a radially inwardly around the pole ( 6 ) first sheet ( 3 ) as an electrical conductor, from a second around the first sheet ( 3 ) sheet ( 4 ) of a shunt resistor material and of a third sheet ( 5 ) as an electrical conductor with contact to the terminal ( 1 ), wherein in each case a connecting pin ( 7 ) on the first sheet ( 3 ) and a connecting pin ( 8th ) on the third sheet ( 5 ) is available. Polklemmenkontakt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (3) und das dritte Blech (5) aus Kupfer und das zweite Blech (4) aus Manganin besteht.Pole terminal contact according to claim 2, characterized in that the first ( 3 ) and the third sheet ( 5 ) of copper and the second sheet ( 4 ) consists of manganin. Polklemmenkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstapel aus den Blechen (3, 4, 5) vor dem Anfügen an den Pol (6) gemeinsam gewalzt ist.Polklemmenkontakt according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet stack of the sheets ( 3 . 4 . 5 ) before attaching to the pole ( 6 ) is rolled together. Polklemmenkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechstapel aus den Blechen (3, 4, 5) mittels Laser-Punktschweißung an dem Pol (6) befestigt ist.Polklemmenkontakt according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet stack of the sheets ( 3 . 4 . 5 ) by means of laser spot welding at the pole ( 6 ) is attached. Polklemmenkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusszapfen (7, 8) aus Einpresspins zur Kontaktierung mit den Messleitungen zu der Auswerteschaltung (9) bestehen.Pole terminal contact according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting pins ( 7 . 8th ) from press-fit pins for contacting with the test leads to the evaluation circuit ( 9 ) consist. Polklemmenkontakt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusszapfen (7, 8) aus Pins einer Steckverbindung zur Kontaktierung mit den Messleitungen zu der Auswerteschaltung (9) bestehen.Pole terminal contact according to one of claims 1 to 5, characterized in that the connecting pins ( 7 . 8th ) from pins of a connector for contacting with the test leads to the evaluation circuit ( 9 ) consist. Polklemmenkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der elektrischen Zustandsgrößen einer Batterie eines Kraftfahrzeugs aus dem Laststrom der Batterie die Auswerteschaltung (9) mit dem Shuntwiderstand über die Messleitungen verbunden ist.Polklemmenkontakt according to one of the preceding claims, characterized in that for detecting the electrical state variables of a battery of a motor vehicle from the load current of the battery, the evaluation circuit ( 9 ) is connected to the shunt resistor via the test leads.
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