DE102004055849A1

DE102004055849A1 - Batteriesensorvorrichtung

Info

Publication number: DE102004055849A1
Application number: DE102004055849A
Authority: DE
Inventors: Andreas Heim
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2006-06-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batteriesensorvorrichtung mit einer unmittelbar an den Pol einer Kraftfahrzeugbatterie anschließbaren Befestigungsvorrichtung, einem mit der Befestigungsvorrichtung mechanisch und elektrisch verbundenen Trägerelement und einer Elektronikeinheit zur Erfassung von Batteriezustandsgrößen. Gemäß der Erfindung sind die Befestigungsvorrichtung und das Trägerelement einteilig ausgebildet, bestehen die Befestigungsvorrichtung und das Trägerelement aus einem gemeinsamen Widerstandmaterial, weist das Trägerelement zumindest zwei in Stromflussrichtung örtlich beabstandete Anschlusspunkte auf, und ist die Elektronikeinheit an den Anschlusspunkten elektrisch leitend befestigt, wodurch der zwischen den Anschlusspunkten gebildete ohmsche Widerstand schaltungstechnisch in die Elektronikeinheit integriert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriesensorvorrichtung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

Aus der WO 01/44825 A1 ist bereits eine gattungsgemäße Batteriesensorvorrichtung mit einer Befestigungsvorrichtung in Form einer Batterieklemme und einem an dieser angeordneten Meßshunt einer Batteriesensoreinheit bekannt. Derartige Batteriesensorvorrichtungen haben sich in der Vergangenheit bereits bewährt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Batteriesensorvorrichtung im Hinblick auf einen konstruktiv vereinfachten Aufbau weiterzubilden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe jeweils durch die Gesamtheit der Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. In beiden Ausführungsformen gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 2 sind die klemmenartige Befestigungsvorrichtung (Batterieklemme) und das Trägerelement zur Aufnahme der Elektronikeinheit für die Erfassung von Batteriezustandsgrößen (wie Strom, Spannung, Temperatur, ...) einteilig ausgebildet und ist die Elektronikeinheit zwischen zwei Anschlusspunkten elektrisch leitend mit dem Trägerelement verbunden, wobei zwischen den beiden Anschlusspunkten jeweils ein ohmscher Widerstand gebildet ist, der schaltungstechnisch in die Elektronikeinheit eingebunden ist.

In einer ersten Ausführungsform ist die einteilige Befestigungsvorrichtungs-Trägerelement-Kombination aus einem gemeinsamen Widerstandsmaterial (beispielsweise Manganin) gebildet. Dabei wird der in die Elektronikeinheit integrierte ohmsche Widerstand durch die Positionierung und den Abstand der Anschlusspunkte in Stromflussrichtung festgelegt.

In der zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist die einteilige Befestigungsvorrichtungs-Trägerelement-Kombination ebenfalls aus einem gemeinsamen Material (beispielsweise Messing) gebildet, welches aber kein herkömmliches Widertandsmaterial zur Herstellung von ohmschen Widerständen sein muß. Der gewünschte ohmsche Widerstand wird in diesem Fall entweder durch eine Materialeinlagerung oder durch eine entsprechende Materialbehandlung durch Veränderung der Materialstruktur mittels Lasern oder dergleichen jeweils über einen bestimmten Trägerelementbereich gebildet.

Weiterbildungen und besonders vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung offenbart.

Es zeigen:
1: eine Batteriesensorvorrichtung gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform, und
2: eine Batteriesensorvorrichtung gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform.
1 zeigt eine Batteriesensorvorrichtung mit einer als Klemme für den Anschlusspol einer Kraftfahrzeugbatterie ausgebildeten Befestigungsvorrichtung 2, einem insbesondere plattenartig ausgebildeten Trägerelement 4 und einer Elektronikeinheit 6.
Die Befestigungsvorrichtung 2 und die Trägereinheit 4 sind gemäß der Erfindung einteilig ausgebildet und bestehen bei der Ausführungsform gemäß 1 einheitlich aus einem gemeinsamen Widerstandsmaterial, vorzugsweise aus Manganin oder einer Manganinlegierung. Dabei sind auf dem Trägerelement 4 in Stromflussrichtung X gesehen zwei voneinander beabstandete Anschlussstellen bzw. Anschlusspunkte A, B vorhanden, zwischen denen ein ohmscher Widerstand gebildet ist, der wiederum durch eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Anschlusspunkten A, B und der Elektronikeinheit 6 in diese integriert ist. Die Elektronikeinheit 6 ist über eine Steckverbindung S mit weiterer Fahrzeugelektronik und oder dem anderen Batteriepol elektrisch verbindbar.
Gemäß der Ausführungsform nach 2 sind die Befestigungsvorrichtung 2 und das Trägerelement 4 ebenfalls einteilig ausgebildet, bestehen aber nicht unbedingt aus einem Widerstandsmaterial welches geeignet wäre zwischen zwei in Stromflussrichtung beabstandeten Anschlusspunkten A, B einen Widerstand zu bilden, der wiederum geeignet wäre in die Elektronikeinheit 4 integriert zu werden. Vielmehr weist hier das gemeinsame Grundmaterial von Befestigungsvorrichtung 2 und Trägerelement 4 in einem Teilbereich TB (Anordnungsbereich der Elektronikeinheit 6) des Trägerelements 4 eine Materialeinlagerung (von Widerstandsmaterial: z.B. Einlagerung von Manganin in ein Messinggrundmaterial) mit einem vorbestimmten ohmschen Widerstandswert auf oder wird das gemeinsame Grundmaterial durch eine Behandlung in einem Teilbereich TB des Trägerelements 4 in seiner Struktur derart verändert, dass sich in diesem Teilbereich ein vorbestimmter ohmscher Widerstandswert dauerhaft einstellt (z.B. durch Laserbehandlung des Grundmaterials wie Kupfer oder Messing).
In beiden erfindungsgemäßen Ausführungen kann das Trägerelement 4 für die Anordnung der Elektronikeinheit 6 eine Ausnehmung 8 in der Oberfläche des Trägerelements 4 (Oberseite und/oder Unterseite) aufweisen. In dieser Ausnehmung 8 wird die zwischen den Anschlusspunkten A, B elektrisch mit dem Trägerelement 4 und damit mit dem durch das Trägerelement 4 gebildeten ohmschen Widerstand zwischen den Punkten A und B angeordnete Elektronikeinheit 6 bevorzugt mit einer Isolierstoffmasse (z.B. Kunstharz) eingegossen und so in seiner Position stabil fixiert und vor äußeren Einflüssen geschützt. Alternativ kann die Elektronikeinheit 6 auch zumindest bereichsweise mit einem Isoliermaterial umspritzt sein. In beiden Fällen weist die Elektronikeinheit 6 eine entsprechende elektrische Steckverbindung S zur Kontaktierung mit einem Steuergerät und/oder dem anderen Batteriepol auf. Mit Vorteil weist die Ausnehmung 8 mindestens ein Abstandselement 10 auf, welches dazu dient, eine in der Ausnehmung 8 platzierte Elektronikeinheit 6 in Form einer beidseitig bestückten Leiterplatte so zu halten, dass ein Kontakt der Bauteile mit dem Boden der Ausnehmung 8 sicher vermieden wird. Beispielsweise kann das Abstandselement 10 auch durch beidseitige, insbesondere in Stromflussrichtung X beabstandete Stufen in der Ausnehmung 8 gebildet sein. An dem in Stromflussrichtung X gesehen (nachdem der Strom die Elektronikeinheit 4 durchflossen hat) freien Ende des Trägerelements 4 ist ein Masseanschlusskabel 12 stoffschlüssig befestig, vorzugsweise verlötet oder verschweißt. Die Betriebssicherheit einer, eine Befestigungsvorrichtung 2 und ein Trägerelement 4 mit Elektronikeinheit 6 aufweisenden Batteriesensorvorrichtung kann noch dadurch erhöht werden, indem zwischen Trägerelement 4 und Befestigungsvorrichtung 2 eine zusätzliche elektrische Verbindung realisiert wird. Dies erfolgt beispielsweise durch ein als Kabel ausgebildetes Verbindungselement 14, welches mit seinem einem Ende insbesondere stoffschlüssig oder kraftschlüssig oder kraftformschlüssig (z.B. in Form einer verschraubten Kabelschuhverbindung) mit der Befestigungsvorrichtung 2 und mit seinem anderen Ende ebenfalls bevorzugt stoffschlüssig (beispielsweise durch verschweißen oder verlöten) mit dem Trägerelement 4 elektrisch verbunden ist. Um die Betriessicherheit weiter zu erhöhen, kann ein Kabel hierfür in einer Reserveschleife verlegt werden.

Claims

Batteriesensorvorrichtung mit – einer unmittelbar an den Pol einer Kraftfahrzeugbatterie anschließbaren Befestigungsvorrichtung (2), – einem mit der Befestigungsvorrichtung (2) mechanisch und elektrisch verbundenen Trägerelement (4), – und einer Elektronikeinheit (6) zur Erfassung von Batteriezustandsgrößen, dadurch gekennzeichnet, dass – die Befestigungsvorrichtung (2) und das Trägerelement (4) einteilig ausgebildet sind, – die Befestigungsvorrichtung (2) und das Trägerelement (4) aus einem gemeinsamen Widerstandmaterial bestehen, – das Trägerelement (4) zumindest zwei in Stromflussrichtung X örtlich beabstandete Anschlusspunkte (A, B) aufweist, – und die Elektronikeinheit (6) an den Anschlusspunkten (A; B) elektrisch leitend befestigt ist, wodurch der zwischen den Anschlusspunkten (A, B) gebildete ohmsche Widerstand schaltungstechnisch in die Elektronikeinheit (6) integriert ist.
Batteriesensorvorrichtung mit – einer unmittelbar an den Pol einer Kraftfahrzeugbatterie anschließbaren Befestigungsvorrichtung (2), – einem mit der Befestigungsvorrichtung (2) mechanisch und elektrisch verbundenen Trägerelement (4), – und einer Elektronikeinheit (6) zur Erfassung von Batteriezustandsgrößen, dadurch gekennzeichnet, dass – die Befestigungsvorrichtung (2) und das Trägerelement (4) einteilig ausgebildet sind, – die Befestigungsvorrichtung (2) und das Trägerelement (4) aus einem gemeinsamen Material bestehen, – das Trägerelement (4) in einem Teilbereich (TB) eine Materialeinlagerung mit definiertem ohmschen Widerstand aufweist oder eine durch Materialbehandlung (Lasern o.d.) eine dauerhafte Änderung in der Materialstruktur und dadurch einen definierten ohmschen Widerstand aufweist, – das Trägerelement (4) zumindest zwei in Stromflussrichtung X örtlich beabstandete Anschlusspunkte (A, B) aufweist, – und die Elektronikeinheit (6) an den Anschlusspunkten (A; B) elektrisch leitend befestigt ist, wodurch der zwischen den Anschlusspunkten (A, B) gebildete ohmsche Widerstand schaltungstechnisch in die Elektronikeinheit (6) integriert ist.
Batteriesensorvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (4) plattenförmig und/oder die Befestigungsvorrichtung (2) als Batterieklemme ausgebildet ist.
Batteriesensorvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (4) auf seiner Oberseite und/oder Unterseite eine Ausnehmung (8) zur Aufnahme der Elektronikeinheit (6) aufweist.
Batteriesensorvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusspunkte (A, B) für die Elektronikeinheit (6) innerhalb der Ausnehmung (8) angeordnet sind.
Batteriesensorvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (8) mindestens ein Abstandselement (10) aufweist, auf welches sich die Elektronikeinheit (6) abstützt derart, dass eine beidseitige Bestückung der Elektronikeinheit (6) möglich ist, ohne das die Bauteile der Unterseite der Elektronikeinheit (6) in Kontakt mit dem Boden der Ausnehmung (8) kommen, insbesondere sind zwei gegenüberliegende Abstandselemente (10) dadurch gebildet, dass die Ausnehmung (8) an gegenüberliegenden Seiten stufenförmig ausgebildet ist.
Batteriesensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (8) mit der darin angeordneten Elektronikeinheit (6) mit einem Isolierstoff, insbesondere einem isolierenden Kunststoffharz ausgegossen ist, und insbesondere derart ausgegossen ist, dass eine bündige stufenfreie Trägeroberfläche entsteht.
Batteriesensorvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (4) stoffschlüssig, insbesondere mittels einer Löt-, Schweiß- oder Klebverbindung, unmittelbar mit einem Masseanschlusskabel (12) verbunden ist.