DE102014212279A1

DE102014212279A1 - Measuring arrangement for receiving a sensor

Info

Publication number: DE102014212279A1
Application number: DE102014212279.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Wege; Tobias Harer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2015-12-31
Also published as: WO2015197352A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Messanordnung (10) zur Aufnahme eines Sensors (28), insbesondere eines Temperatursensors, wobei die Messanordnung 10 in einem Verbund (56) aus Batteriezellen (58) eingebunden ist. Der Temperatursensor (28) ist in einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse (30, 44) aufgenommen, welches in einem Grundkörper der Messanordnung (10) eingesetzt ist.The invention relates to a measuring arrangement (10) for receiving a sensor (28), in particular a temperature sensor, wherein the measuring arrangement 10 is integrated in a composite (56) of battery cells (58). The temperature sensor (28) is accommodated in a single-part or multi-part housing (30, 44) which is inserted in a base body of the measuring arrangement (10).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Messanordnung zur Aufnahme eines Sensors, insbesondere eines Temperatursensors, wobei die Messanordnung in einen Verbund aus Batteriezellen eingebunden ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Batteriemodul und ein Batteriepack mit dieser Messanordnung sowie auf die Verwendung der Messanordnung in einer Traktionsbatterie eines Fahrzeuges.The present invention relates to a measuring arrangement for receiving a sensor, in particular a temperature sensor, wherein the measuring arrangement is integrated into a composite of battery cells. The invention further relates to a battery module and a battery pack with this measuring arrangement and to the use of the measuring arrangement in a traction battery of a vehicle.

EP 1 069 629 B1 bezieht sich auf ein Verfahren zum Montieren eines Temperaturdetektors in einer Batterie. Bei der Batterie handelt es sich um eine wiederaufladbare Batterie, die ein Batteriegehäuse umfasst, in welchem Elemente zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft in einem abgedichteten Zustand aufgenommen sind. Es ist ein Temperaturerfassungsloch vorgesehen, welches durch einen zylindrischen Hohlraum definiert ist, der einen Boden hat, der sich im Batteriegehäuse befindet. Des Weiteren ist ein Temperatursensor vorgesehen, der in dem Temperaturerfassungslosch angebracht ist und an seinem unteren Ende ein Abfühlende aufweist. Ferner ist ein Anbringungsmittel vorgesehen zum abnehmbaren Anbringen des Temperatursensors in dem Temperaturerfassungsloch derart, dass das Abfühlende des Temperatursensors an dem unteren Ende des Temperatursensors fest an den Boden des Temperaturerfassungsloches gedrückt wird. Das Anbringungsmittel schließt einen Eingriffshaken und einen elastisch verformbaren Eingriffsflansch ein, wobei der Eingriffsflansch in elastischer Verformung mit dem Eingriffshaken in Eingriff gebracht wird, so dass der Temperatursensor durch eine elastische Wiederherstellungskraft des Eingriffsflansches nach unten an den Boden des Temperaturerfassungsloches gedrückt wird. EP 1 069 629 B1 refers to a method of mounting a temperature detector in a battery. The battery is a rechargeable battery that includes a battery case in which electromotive force generating elements are received in a sealed state. There is provided a temperature detection hole defined by a cylindrical cavity having a bottom located in the battery case. Furthermore, a temperature sensor is provided which is mounted in the temperature detection loop and has a sensing end at its lower end. Further, attaching means is provided for detachably mounting the temperature sensor in the temperature detecting hole such that the sensing end of the temperature sensor at the lower end of the temperature sensor is pressed firmly against the bottom of the temperature detecting hole. The attachment means includes an engagement hook and an elastically deformable engagement flange, the engagement flange being resiliently engaged with the engagement hook so that the temperature sensor is urged downwardly against the bottom of the temperature detection hole by elastic recovery force of the engagement flange.

US 2010/0067562 A1 bezieht sich auf eine Temperatursensormontageeinheit. Gemäß dieser Lösung wird ein Temperatursensor an einem Zielobjekt, an dem die Temperatur erfasst werden soll, innerhalb einer Montageöffnung, die in einer Montagewand vorgesehen ist, angebracht. Eine Temperatursensormontageeinheit umfasst eine Trägerplatte, elastische Greifeinrichtungen, die sich von der Basisplatte aus erstrecken, um den Temperatursensor zwischen diesen zu fixieren. Des Weiteren befinden sich auf der Basisplatte elastische Montagemittel, die mit der Montageöffnung in Eingriff gebracht werden können; ferner erstreckt sich eine Durchgangsöffnung von der Basisplatte aus, durch welche sich ein Draht erstreckt. Im montierten Zustand, zumindest dann, wenn mittels einer äußeren Kraft die elastischen Greifeinrichtungen aneinander gedrückt werden, gelangen die elastisch verformbaren Greifeinrichtungen in Anlage an einen inneren Umfang der Montageöffnung, so dass deren weiteres Auseinanderdrücken nicht mehr möglich ist. US 2010/0067562 A1 refers to a temperature sensor mounting unit. According to this solution, a temperature sensor is attached to a target object at which the temperature is to be detected within a mounting hole provided in a mounting wall. A temperature sensor mounting unit includes a support plate, elastic gripping means extending from the base plate to fix the temperature sensor therebetween. Furthermore, there are elastic mounting means on the base plate which can be engaged with the mounting hole; Further, a through hole extends from the base plate through which a wire extends. In the mounted state, at least when the elastic gripping devices are pressed against each other by means of an external force, the elastically deformable gripping devices come into abutment against an inner circumference of the mounting opening, so that their further separation is no longer possible.

US 2012/0088135 A1 bezieht sich auf ein Batteriemodul mit einem Temperatursensor sowie auf ein Batteriepack, welches jenes Batteriemodul aufweist. Das Batteriemodul umfasst zwei- oder mehr Batteriezellen, wobei das Batteriemodul derart konfiguriert ist, dass dieses einen Temperatursensor aufweist, mit welchem die Temperatur zumindest einer der Batteriezellen gemessen wird und welcher zwischen mindestens einer Batteriezelle und einem entsprechenden Element angeordnet ist und wobei der Temperatursensor zumindest eine der Batteriezellen kontaktiert. Das entsprechende Element ist innerhalb einem Bereich angeordnet und kontaktiert zumindest eine Batteriezelle, die eine Nut aufweist, solche komplementär zum Temperatursensor geformt ist. Der Temperatursensor ist derart angeordnet, dass dieser mit der Außenseite mindestens einer der Batteriezellen in Kontakt tritt wenn der Temperatursensor in besagter Nut aufgenommen ist. US 2012/0088135 A1 refers to a battery module with a temperature sensor and to a battery pack having that battery module. The battery module comprises two or more battery cells, wherein the battery module is configured to have a temperature sensor with which the temperature of at least one of the battery cells is measured and which is arranged between at least one battery cell and a corresponding element and wherein the temperature sensor at least one the battery cells contacted. The corresponding element is arranged within a region and contacts at least one battery cell, which has a groove which is shaped to be complementary to the temperature sensor. The temperature sensor is arranged such that it comes into contact with the outside of at least one of the battery cells when the temperature sensor is received in said groove.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird eine Messanordnung zur Aufnahme eines Sensors, insbesondere eines Temperatursensors, vorgeschlagen, wobei die Messanordnung in einem Verbund aus einer Anzahl von Batteriezellen eingebunden ist, und der Temperatursensor in einem ein- oder mehrteiligen Gehäuse eines Messsegmentes aufgenommen ist, welches wiederum in einem Grundkörper der Messanordnung eingesetzt ist.According to the invention, a measuring arrangement for receiving a sensor, in particular a temperature sensor, is proposed, wherein the measuring arrangement is integrated in a composite of a number of battery cells, and the temperature sensor is accommodated in a one- or multi-part housing of a measuring segment, which in turn in a main body of Measuring arrangement is used.

Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, den Temperatursensor beziehungsweise das den Temperatursensor aufnehmende ein- oder mehrteilige Gehäuse nachträglich in einen Grundkörper der Messanordnung einzubauen, so dass Montagearbeiten, die zur Herstellung eines Verbundes aus mehreren elektrisch miteinander verschalteten Batteriezellen erforderlich sind, nicht behindert werden. Wird beispielsweise ein Batteriemodul aus mehreren, in Reihenschaltung oder Parallelschaltung elektrisch miteinander verschalteten Batteriezellen hergestellt, so werden in der Regel stoffschlüssige Verbindungen, insbesondere Schweißverbindungen unter Einsatz von Zellverbindern zwischen den einzelnen Batteriezellen erzeugt. Da die Zellverbinder zwischen den einzelnen Batteriezellen in der Regel verschweißt werden, treten hohe Temperaturen auf, bei denen Verbindungskabel oder empfindliche Temperatursensoren oftmals beschädigt werden können. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ist dies nunmehr ausgeschlossen. As a result, the possibility is created, the temperature sensor or the temperature sensor receiving one or more parts housing subsequently incorporated into a main body of the measuring arrangement, so that assembly work, which are required to produce a composite of several electrically interconnected battery cells are not hindered. If, for example, a battery module is produced from a plurality of battery cells which are electrically interconnected in series or in parallel, material-bonded connections, in particular welded connections, are generated between the individual battery cells using cell connectors. Since the cell connectors between the individual battery cells are usually welded, high temperatures occur, in which connection cables or sensitive temperature sensors can often be damaged. By the inventively proposed solution, this is now excluded.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist der Grundkörper aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und weist eine Aussparung zur Aufnahme des Messsegmentes auf. Der Grundkörper kann beispielsweise im Wege des Kunststoffspritzgussverfahrens hergestellt werden und in Leichtbauweise ausgeführt sein, um Gewicht einzusparen. In vorteilhafter Weise wird das den Temperatursensor aufnehmende Messsegment in der Aussparung des Grundkörpers form- oder kraftschlüssig eingesetzt und in der Aussparung beispielsweise durch Verbindungselemente wie Schnappverschlüsse oder eine Verclipsung fixiert. Dadurch besteht die Möglichkeit, das Messsegment auszutauschen und beispielsweise durch ein anderes Messsegment zur ersetzen, welches einen anderen Temperatursensor mit anderen anwenderspezifischen Eigenheiten aufweist, zu ersetzen.In a further advantageous embodiment of the solution proposed according to the invention the base body made of a plastic material and has a recess for receiving the measuring segment. The main body can be produced, for example, by means of the plastic injection molding process and designed in lightweight construction to save weight. In an advantageous manner, the measuring segment receiving the temperature sensor is inserted positively or non-positively in the recess of the base body and fixed in the recess, for example by connecting elements such as snap closures or clipping. This makes it possible to replace the measuring segment and, for example, to replace it with another measuring segment, which has a different temperature sensor with different user-specific characteristics.

Das Messsegment, welches den Temperatursensor aufnimmt, kann als ein- oder mehrteiliges Gehäuse ausgebildet sein. Das ein- oder mehrteilige Gehäuse des Messsegmentes umfasst eine Aussparung in einer Gehäusewand. Diese dient der Montage des Temperatursensors. In einem ein- oder mehrteiligem Gehäuse montierter Temperatursensor durchdringt mit einer Temperaturerfassungsfläche eben jene Aussparung in der Gehäusewand. Bevorzugt ist der Temperatursensor, der in dem ein- oder mehrteiligen Gehäuse aufgenommen, ist durch mindestens ein Federelement beaufschlagt. Bei den Federelementen kann es sich um Blattfedern, Spiralfedern, Tellerfedern oder Tellerfedernpakete handeln. The measuring segment, which receives the temperature sensor, may be formed as a one-piece or multi-part housing. The one- or multi-part housing of the measuring segment comprises a recess in a housing wall. This serves for mounting the temperature sensor. In a single or multi-part housing mounted temperature sensor penetrates with a temperature sensing surface just that recess in the housing wall. Preferably, the temperature sensor, which is accommodated in the one- or multi-part housing, is acted upon by at least one spring element. The spring elements may be leaf springs, coil springs, disc springs or cup spring packages.

Das mindestens eine Federelement stützt sich in vorteilhafter Weise an einer Gehäuseinnenseite des ein- oder mehrteiligen Gehäuses ab und beaufschlagt den Temperatursensor, der gegen die der Abstützseite gegenüberliegenden Seite des ein- oder mehrteiligen Gehäuses angestellt ist.The at least one spring element is supported in an advantageous manner on a housing inner side of the one or more parts housing and acts on the temperature sensor, which is employed against the opposite side of the support side of the one or more parts housing.

Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Messanordnung ist der Temperatursensor durch das mindestens eine Federelement – insbesondere ausgeführt als Blattfeder – derart beaufschlagt, dass der Temperatursensor durch die Aussparung der Gehäusewand des ein- oder mehrteiligen Gehäuses ragt, derart, dass der Temperatursensor in einen Überstand über eine Außenfläche des ein- oder mehrteiligen Gehäuses übersteht und eine gegenüberliegende Messfläche – insbesondere die Außengehäuseseite einer gegenüberliegenden Batteriezelle – flächig kontaktiert.In the measuring arrangement proposed according to the invention, the temperature sensor is acted upon by the at least one spring element, in particular configured as a leaf spring, such that the temperature sensor projects through the recess of the housing wall of the one- or multi-part housing, such that the temperature sensor projects into a projection over an outer surface of the housing one or more parts housing protrudes and an opposite measuring surface - in particular the outer housing side of an opposite battery cell - surface contact.

In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist das mehrteilige Gehäuse zur Aufnahme des Temperatursensors so beschaffen, dass dieses eine erste Gehäuseschale und eine zweite Gehäuseschale aufweist, die durch eine im Wesentlichen vertikal verlaufende Trennfuge voneinander getrennt sind.In a further embodiment of the solution proposed by the invention, the multi-part housing for receiving the temperature sensor is such that it has a first housing shell and a second housing shell, which are separated by a substantially vertically extending parting line.

Das ein- oder mehrteilig ausgebildete Gehäuse umfasst einen Hohlraum, durch welchen sich ein Verbindungskabel zum Anschluss des Temperatursensors an ein Steuergerät, beispielsweise an einen Batteriemodul-Controller oder an ein Batteriemanagementsystem erstreckt. The single-part or multi-part housing comprises a cavity through which extends a connection cable for connecting the temperature sensor to a control device, for example to a battery module controller or to a battery management system.

Ist das Gehäuse zur Aufnahme des Temperatursensors als einteiliges Gehäuse beschaffen, kann der Temperatursensor in Einschubrichtung – beispielswiese im Wesentlichen in vertikale Richtung – in den Hohlraum des einteiligen Gehäuses eingeschoben und dort fixiert werden. Ist das Gehäuse zur Aufnahme des Temperatursensors hingegen zweiteilig ausgebildet, so kann der Temperatursensor im Hohlraum des mehrteiligen Gehäuses durch einen Hinterschnitt fixiert sein.If the housing is designed as a one-piece housing for accommodating the temperature sensor, the temperature sensor can be pushed into the cavity of the one-part housing in the insertion direction, for example essentially in the vertical direction, and fixed there. If the housing for receiving the temperature sensor, however, formed in two parts, the temperature sensor may be fixed in the cavity of the multi-part housing by an undercut.

Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Messanordnung kann durch das mindestens eine – beispielsweise als Blattfeder ausgebildete – Federelement eine auf den Temperatursensor wirkende Anstellkraft erzeugt werden, mit welcher dieser im montierten Zustand, d.h. bei Einbau der Messanordnung zwischen mehreren Batteriezellen, eine Messfläche einer gegenüberliegenden Batteriezelle kontaktiert. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ist sichergestellt, dass der Temperatursensor mit einer Anstellkraft beaufschlagt ist und flächig die gegenüberliegende Außenseite einer Batteriezelle kontaktiert, die der Messanordnung benachbart ist.In the measuring arrangement proposed according to the invention, by means of the at least one spring element formed, for example, as a leaf spring, it is possible to generate a contact force acting on the temperature sensor, with which the same in the mounted state, i. when installing the measuring arrangement between a plurality of battery cells, a measuring surface of an opposite battery cell contacted. The inventively proposed solution ensures that the temperature sensor is acted upon by a contact force and surface contacted the opposite outside of a battery cell, which is adjacent to the measuring arrangement.

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Batteriemodul aus einer Anzahl elektrisch miteinander verschalteter Batteriezellen mit mindestens einer erfindungsgemäßen Messanordnung sowie auf einen Batteriepack, der ein- oder mehrere Batteriemodule aus einer Anzahl elektrisch miteinander verschalteter Batteriezellen umfasst, die ebenfalls mindestens eine erfindungsgemäße Messanordnung umfassen.The invention also relates to a battery module comprising a number of electrically interconnected battery cells with at least one measuring arrangement according to the invention and to a battery pack comprising one or more battery modules of a number of electrically interconnected battery cells, which also comprise at least one measuring arrangement according to the invention.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Messanordnung wird in einer Traktionsbatterie eines Hybridfahrzeuges (HEV), eines Plug-In-Hybrid-Fahrzeuges (PHEV) oder eines Elektrofahrzeuges (EV) eingesetzt.The inventively proposed measuring arrangement is used in a traction battery of a hybrid vehicle (HEV), a plug-in hybrid vehicle (PHEV) or an electric vehicle (EV).

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann aufgrund der separaten Montage des Temperatursensors in einem Messsegment, ein nachträglicher Einbau des den Temperatursensor aufnehmenden Messsegmentes ermöglicht werden. Ein nachträglicher Einbau des Temperatursensors, der in dem Messsegment aufgenommen ist, ermöglicht zwar den Grundkörper der Messanordnung bereits in einem Batterieverbund, beispielsweise einem Batteriemodul aus mehreren Batteriezellen, einzubauen, sowie die einzelnen Zellverbinder, über welchen die Batteriezellen elektrisch miteinander verschaltet werden, zu montieren und insbesondere zu verschweißen. Erst nachdem diese Montageschritte vollzogen sind, kann durch einfaches Einschieben des Messsegmentes in die dafür vorgesehene Aussparung des Grundkörpers der Messanordnung der Temperatursensor montiert werden. Dessen Anstellkraft erzeugt durch das mindestens eine Federelement, ermöglicht auch bei nachträglicher Montage des Messsegmentes, welches im eigentlichen Temperatursensor aufnimmt, dass mindestens eine Messfläche, d.h. eine Temperaturerfassungsfläche des Temperatursensor des Messsegmentes eine gegenüberliegende Seite einer Batteriezelle im Verbund, d.h. im Modulverbund kontaktiert.In the solution proposed according to the invention, due to the separate mounting of the temperature sensor in a measuring segment, a subsequent installation of the measuring segment accommodating the temperature sensor can be made possible. A subsequent installation of the temperature sensor, which is accommodated in the measuring segment, although the base body of the measuring arrangement already allows in a battery combination, for example, a battery module of several battery cells, installed, as well as the individual cell connectors, via which the battery cells are electrically interconnected, to assemble and in particular to weld. Only after these assembly steps have been completed, can be mounted by simply inserting the measuring segment in the space provided for the recess of the base body of the measuring arrangement of the temperature sensor. Whose contact force generated by the at least one spring element, also allows for subsequent mounting of the measuring segment, which receives in the actual temperature sensor, that at least one measuring surface, ie a temperature sensing surface of the temperature sensor of the measuring segment an opposite side of a battery cell in the composite, ie contacted in the module network.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird darüber hinaus auch die Möglichkeit geschaffen, Temperatursensoren anderer Bauform ohne grundsätzliche Änderung der Gesamtkonstruktion durch Anpassung des Einschubs einzusetzen. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung können weitergehende Modifikationen an den einzusetzenden Temperatursensoren vermieden werden. Das Einschubdesign der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung stellt ferner eine lagerichtige fehlerfreie Montage der Temperatursensoren sicher.The solution proposed by the invention also creates the possibility of using temperature sensors of a different design without fundamentally changing the overall construction by adapting the insert. By inventively proposed solution further modifications to the temperature sensors to be used can be avoided. The plug-in design of the proposed solution according to the invention also ensures a correct position error-free mounting of the temperature sensors.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.With reference to the drawings, the invention will be described in more detail below.

Es zeigtIt shows

1 eine Draufsicht auf einen Grundkörper der Messanordnung mit eingesetztem Messelement, 1 a top view of a main body of the measuring arrangement with inserted measuring element,

2 einen Schnitt durch das in den Grundkörper eingelassene Messsegment mit Temperatursensor, 2 a section through the embedded in the body measuring segment with temperature sensor,

3 eine Draufsicht auf den Grundkörper der Messanordnung, 3 a top view of the main body of the measuring arrangement,

4 einen Schnitt durch ein mehrteiliges Gehäuse des Messsegmentes, in welchem der Temperatursensor aufgenommen ist, 4 a section through a multi-part housing of the measuring segment, in which the temperature sensor is accommodated,

5 eine Draufsicht auf den Grundkörper der Messanordnung, 5 a top view of the main body of the measuring arrangement,

6 eine Seitenansicht des Grundkörpers gemäß 5, 6 a side view of the body according to 5 .

7 die Vorderansicht eines Messsegmentes mit einteiligem Gehäuse, 7 the front view of a measuring segment with one-piece housing,

8 einen Schnitt durch das einteilige Gehäuse des Messsegmentes gemäß 7, 8th a section through the one-piece housing of the measuring segment according to 7 .

9 eine Draufsicht auf das Messsegment mit zweiteiligem Gehäuse, 9 a top view of the measuring segment with two-part housing,

10 einen Schnitt durch das zweiteilige Gehäuse des Messsegmentes gemäß der Darstellung in 9, 10 a section through the two-part housing of the measuring segment as shown in FIG 9 .

11 eine Draufsicht auf den Grundkörper der Messanordnung, 11 a top view of the main body of the measuring arrangement,

12 eine Schnittdarstellung durch den Grundkörper mit darin befindlichen, mittels eines Federelementes beaufschlagtem Temperatursensor in einem einteiligen Gehäuse aufgenommen, 12 a sectional view taken through the base body with therein, acted upon by a spring element temperature sensor in a one-piece housing,

13 eine Draufsicht auf einen Grundkörper der Messanordnung, 13 a plan view of a main body of the measuring arrangement,

14 eine Schnittdarstellung durch den Grundkörper gemäß 13 mit einem von einem zweiteiligen Gehäuse aufgenommenen Temperatursensor. 14 a sectional view through the body according to 13 with a temperature sensor received by a two-part housing.

Ausführungsvariantenvariants

1 zeigt eine Draufsicht auf einen Grundkörper, der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Messanordnung mit eingesetztem Messsegment. 1 shows a plan view of a base body, the inventively proposed measuring arrangement with inserted measuring segment.

1 zeigt, dass ein Grundkörper 12 der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Messanordnung 10, die auch als Messzelle bezeichnet werden kann, eine Breite 20 und eine Höhe 22 aufweist. Die Abmessungen der Messanordnung 10 gemäß der Darstellung in 1 entsprechen bevorzugt denjenigen von einzelnen Batteriezellen, die über Zellverbinder in Reihe oder elektrischer Parallelschaltung zu einem Batteriemodul oder zu einem Batteriepack verschaltet werden. Der Grundkörper 12 der Messanordnung 10 umfasst eine Aussparung 16 in welcher ein Messsegment 14 eingesetzt ist, das einen Temperatursensor umfasst, der über eine in 1 angedeutete Verbindungsleitung 38 mit einem Batteriemodulcontroller oder einem Batteriesteuergerät oder dergleichen verbunden ist. 1 shows that a basic body 12 the measuring arrangement proposed according to the invention 10 , which can also be referred to as a measuring cell, a width 20 and a height 22 having. The dimensions of the measuring arrangement 10 as shown in 1 preferably correspond to those of individual battery cells, which are connected via cell connectors in series or electrical parallel connection to a battery module or to a battery pack. The main body 12 the measuring arrangement 10 includes a recess 16 in which a measuring segment 14 is used, which includes a temperature sensor, which has an in 1 indicated connection line 38 is connected to a battery module controller or a battery control device or the like.

2 zeigt einen Schnitt durch den Grundkörper gemäß der Darstellung in 1 im Bereich der Aussparung durch das in dieser befindliche Messsegment. 2 shows a section through the main body as shown in FIG 1 in the area of the recess through the measuring segment located in this.

Das in 2 im Schnitt dargestellte Messsegment 14 nimmt einen Sensor, insbesondere einen Temperatursensor 28, auf. Der Temperatursensor 28 ist der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend in einem Hohlraum 26 eines hier einteilig ausgebildeten Gehäuses 30 aufgenommen. Wie aus 2 hervorgeht, ist der Sensor, insbesondere der Temperatursensor 28, durch mindestens ein Federelement 34 beaufschlagt. Durch das mindestens eine Federelement 34 – bevorzugt ausgeführt als Blattfeder – wird ein Teil des Temperatursensors 28 durch eine Aussparung 32 gedrückt, so dass sich eine Messfläche des Temperatursensors 28 über die Außenseite des einteiligen Gehäuses 30 vorstehend befindet. This in 2 sectional measuring segment 14 takes a sensor, in particular a temperature sensor 28 , on. The temperature sensor 28 is the solution proposed by the invention following in a cavity 26 one here one-piece housing 30 added. How out 2 shows, is the sensor, in particular the temperature sensor 28 , by at least one spring element 34 applied. By the at least one spring element 34 - Preferably designed as a leaf spring - is part of the temperature sensor 28 through a recess 32 pressed so that a measuring surface of the temperature sensor 28 over the outside of the one-piece housing 30 is located above.

2 zeigt, dass der Grundkörper 12 und damit das in dessen Aussparung 16 eingelassene Messsegment 14 eine Tiefe 24 aufweist. Der Grundkörper 12 der Messanordnung 10 beziehungsweise das hier einteilig ausgebildete Gehäuse 30 des Messsegmentes 14 können als Kunststoffspritzgießbauteile gefertigt sein, insbesondere in Leichtbauweise. Das einteilige Gehäuse 30 kann auch mit einzelnen Verrippungen zur mechanischen Versteifung versehen sein. Der Temperatursensor 28, der sich im Hohlraum 26 des hier einteilig ausgebildeten Gehäuses 30 befindet, ist über die Verbindungsleitung 38 mit einem nicht näher dargestellten Modulcontroller oder einem Steuergerät eines Batteriemanagementsystems verbunden. 2 shows that the main body 12 and that in its recess 16 embedded measuring segment 14 a depth 24 having. The main body 12 the measuring arrangement 10 or the one-piece housing formed here 30 of the measuring segment 14 can be manufactured as Kunststoffspritzgießbauteile, especially in lightweight construction. The one-piece housing 30 can also be provided with individual ribs for mechanical stiffening. The temperature sensor 28 that is in the cavity 26 of the one-piece housing formed here 30 is located over the interconnector 38 connected to a module controller, not shown, or a control unit of a battery management system.

3 zeigt die Draufsicht auf den Grundkörper der Messanordnung, analog zur Darstellung gemäß 1. Der Grundkörper 12 weist analog zu dem in 1 dargestellten Grundkörper 12 eine Breite 20, eine Höhe 22 und eine Tiefe 24 auf. 3 shows the top view of the main body of the measuring device, analogous to the representation according to 1 , The main body 12 has analogous to that in 1 illustrated basic body 12 a width 20 a height 22 and a depth 24 on.

4 zeigt, dass in dem Grundkörper gemäß 3 ein Messsegment 14 eingelassen ist, welches ein hier zweiteilig ausgebildetes Gehäuse 44 umfasst. Das zweiteilig ausgebildete Gehäuse 44 umfasst eine erste Gehäuseschale 46 sowie eine zweite Gehäuseschale 48, die gemäß der Schnittdarstellung in 4 durch eine sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckende Trennfuge 50 voneinander getrennt sind. An einer Gehäuseinnenseite 36 stützt sich mindestens ein bevorzugt als Blattfeder ausgebildetes Federelement 34 ab. Das mindestens eine Federelement 34 drängt den Temperatursensor 28 durch die Aussparung 32, die in der der Gehäuseinnenseite 36 gegenüberliegenden Gehäusewand des mehrteiligen Gehäuses 44 vorgesehen ist. Es ergibt sich ein Überstand 40 um den eine Temperaturmessfläche des Temperatursensors 28 über eine Außenfläche 42 des mehrteiligen Gehäuses 44 übersteht, wie in 4 angedeutet. 4 shows that in the main body according to 3 a measuring segment 14 is inserted, which is a two-piece housing here 44 includes. The two-part housing 44 includes a first housing shell 46 and a second housing shell 48 , which according to the sectional view in 4 by a parting line extending essentially in the vertical direction 50 are separated from each other. On a housing inside 36 is supported at least one preferably designed as a leaf spring spring element 34 from. The at least one spring element 34 urges the temperature sensor 28 through the recess 32 that in the inside of the case 36 opposite housing wall of the multipart housing 44 is provided. It results in a supernatant 40 around the one temperature measuring surface of the temperature sensor 28 over an outer surface 42 of the multi-part housing 44 survives, as in 4 indicated.

5 zeigt eine Draufsicht auf den Grundkörper der Messanordnung 10. Der in 5 in der Draufsicht dargestellte Grundkörper 12 umfasst die im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildete Aussparung 16 und einen Boden 18. Die Aussparung 16 ist zur Oberseite des Grundkörpers 12 hin offen, sodass das Messsegment 14 in vertikaler Richtung von oben nach unten in die Aussparung 16 eingeschoben werden kann und in dieser form- oder kraftschlüssig fixiert wird, beispielsweise über Verbindungselemente, wie Schnapphaken oder eine Verclipsung. 5 shows a plan view of the main body of the measuring arrangement 10 , The in 5 shown in plan view basic body 12 includes the substantially rectangular shaped recess 16 and a floor 18 , The recess 16 is to the top of the main body 12 open, so that the measuring segment 14 in the vertical direction from top to bottom in the recess 16 can be inserted and is fixed in this form-fitting or non-positive, for example via fasteners, such as snap hook or Verclipsung.

6 zeigt den in 5 in der Draufsicht dargestellten Grundkörper der Messanordnung von der Seite her. 6 shows the in 5 shown in plan view basic body of the measuring arrangement from the side.

Aus der Darstellung gemäß 6 geht hervor, dass der Grundkörper 12, der bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial gefertigt wird, die Höhe 22 und die Tiefe 24 aufweist. Mit Bezugszeichen 18 ist der Boden des Grundkörpers 12 bezeichnet. Ein Boden der rechteckförmigen Aussparung 16 – vergleiche Draufsicht gemäß 5 – ist in 6 gestrichelt angedeutet.From the illustration according to 6 it turns out that the main body 12 , which is preferably made of a plastic material, the height 22 and the depth 24 having. With reference number 18 is the bottom of the main body 12 designated. A bottom of the rectangular recess 16 - Compare top view according to 5 - is in 6 indicated by dashed lines.

7 zeigt die Draufsicht auf ein Messsegment mit in diesem aufgenommenen Temperatursensor. 7 shows the top view of a measuring segment with recorded in this temperature sensor.

Aus der Darstellung gemäß 7 geht hervor, dass der Temperatursensor 28 im Gehäuse 30 aufgenommen ist, welches einteilig ausgebildet ist. Der Temperatursensor 28 ist über die Verbindungsleitung 38 mit einem Batteriemodulcontroller oder einem Steuergerät oder dergleichen verbunden. Der Temperatursensor 28 wird in Einschubrichtung 52, die im Wesentlichen vertikal orientiert wird, in das Gehäuse 30 eingeschoben, das hier einteilig ausgeführt ist. Bei der Montage des Temperatursensors 28 im Inneren des einteiligen Gehäuses 30 tritt ein Vorsprung des Temperatursensors 28 durch die Aussparung 32 des einteiligen Gehäuses 30. Danach wird das mindestens eine Federelement 34 zwischen die in 4 dargestellte Gehäuseinnenseite 36 einerseits und die Rückseite des Temperatursensors 28 andererseits eingeschoben, sodass der Fortsatz des Temperatursensors 28 durch die Aussparung 32 geschoben wird und der Temperatursensor im Gehäuse 30, das hier einteilig ausgebildet ist, vorgespannt montiert ist, wie in 8 dargestellt. 8 zeigt, wie aufgrund der Federwirkung des mindestens einen bevorzugt als Blattfeder ausgebildeten Federelementes 34 der Temperatursensor 28 im Hohlraum 26 des einteiligen Gehäuses 30 durch die Aussparung 32 hindurchtritt. Es ergibt sich der bereits im Zusammenhang mit 4 dargestellte Überstand 40, über welchen eine Temperaturmessfläche des Temperatursensors 28 über eine Außenfläche 42 des Gehäuses 30, das hier einteilig ausgebildet ist, übersteht. From the illustration according to 7 it turns out that the temperature sensor 28 in the case 30 is received, which is integrally formed. The temperature sensor 28 is over the connection line 38 connected to a battery module controller or a controller or the like. The temperature sensor 28 is in the insertion direction 52 , which is oriented substantially vertically, into the housing 30 inserted, which is executed here in one piece. When installing the temperature sensor 28 inside the one-piece housing 30 occurs a projection of the temperature sensor 28 through the recess 32 the one-piece housing 30 , After that, the at least one spring element 34 between the in 4 shown housing inside 36 on the one hand and the back of the temperature sensor 28 on the other pushed, so that the extension of the temperature sensor 28 through the recess 32 is pushed and the temperature sensor in the housing 30 , which is integrally formed here, is mounted biased, as in 8th shown. 8th shows how due to the spring action of the at least one preferably designed as a leaf spring spring element 34 the temperature sensor 28 in the cavity 26 the one-piece housing 30 through the recess 32 passes. It turns out already related to 4 represented supernatant 40 over which a temperature measuring surface of the temperature sensor 28 over an outer surface 42 of the housing 30 , which is formed here in one piece, survives.

Die 9 und 10 zeigen ein Messsegment mit einem Temperatursensor, der in einem mehrteiligen Gehäuse aufgenommen ist.The 9 and 10 show a measuring segment with a temperature sensor, which is accommodated in a multi-part housing.

Wie aus der Draufsicht gemäß 9 und der Schnittdarstellung gemäß 10 hervorgeht, umfasst das Messsegment 14 in dieser Ausführungsvariante das Gehäuse 44, welches hier zweiteilig ausgeführt ist und die erste Gehäuseschale 46 sowie die zweite Gehäuseschale 48 umfasst. Die Trennfuge 50, entlang welcher die erste Gehäuseschale 46 und die zweite Gehäuseschale 48 aneinander anliegen, erstreckt sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung. Die beiden Gehäuseschalen 46, 48 begrenzen den Hohlraum 26, in dem sich der Temperatursensor 28 befindet. Dieser wird durch mindestens ein bevorzugt als Blattfeder ausgebildetes Federelement 34 beaufschlagt, so dass der Temperatursensor 28 mit seinem Fortsatz durch die Aussparung 32, die sich in der zweiten Gehäuseschale 48 befindet, hindurchgedrückt wird. Das mindestens eine Federelement 34 stützt sich an der Gehäuseinnenseite 36 ab. Im montierten Zustand der beiden Gehäuseschalen 46 und 48 ergibt sich der in 9 gestrichelt angedeutete Hinterschnitt 54, durch welchen der Temperatursensor 28 in montierten Zustand der beiden Gehäuseschalen 46, 48 im mehrteiligen Gehäuse 44 fixiert ist. Die Verbindungsleitung 38 erstreckt sich durch den Hohlraum 26 innerhalb eines schmalen Kanals auf die Außenseite des Messsegmentes 14, d.h. in der Darstellung gemäß den 9 und 10 zur Oberseite des Messsegmentes 14 und von dort zu einem nicht dargestellten Modulcontroller oder Batteriesteuergerät oder dergleichen.As seen from the top view 9 and the sectional view according to 10 indicates the measuring segment comprises 14 in this Variant of the housing 44 , which is here made in two parts and the first housing shell 46 as well as the second housing shell 48 includes. The parting line 50 along which the first housing shell 46 and the second housing shell 48 abut each other, extends substantially in the vertical direction. The two housing shells 46 . 48 limit the cavity 26 in which the temperature sensor is located 28 located. This is done by at least one preferably designed as a leaf spring spring element 34 applied so that the temperature sensor 28 with its extension through the recess 32 that fit in the second housing shell 48 is pushed through. The at least one spring element 34 is supported on the inside of the housing 36 from. In the assembled state of the two housing shells 46 and 48 results in the 9 Dashed lines indicated undercut 54 through which the temperature sensor 28 in the assembled state of the two housing shells 46 . 48 in a multi-part housing 44 is fixed. The connection line 38 extends through the cavity 26 within a narrow channel on the outside of the measuring segment 14 , ie in the illustration according to the 9 and 10 to the top of the measuring segment 14 and from there to a not shown module controller or battery control device or the like.

Den 11 und 12 ist eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Messanordnung zu entnehmen, gemäß der der Temperatursensor direkt in den Grundkörper 12 eingelassen ist und demzufolge auf ein separates Messsegment verzichtet ist. The 11 and 12 shows a variant of the invention proposed measuring arrangement according to which the temperature sensor directly into the body 12 is admitted and therefore dispensed with a separate measurement segment.

Aus 11 geht hervor, dass der Grundkörper 12 der Messanordnung 10 die Breite 20 und die Höhe 22 aufweist. Die Tiefe, in welcher der Grundkörper 12 ausgeführt ist, ist in 12 mit Bezugszeichen 24 bezeichnet. Im Unterschied zu den Ausführungsvarianten gemäß der 1 bis 10 ist in der Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Messanordnung 10 gemäß der 11 und 12 der Grundkörper 12 selbst das Gehäuse zur Aufnahme des Temperatursensors 28. Demzufolge wird der Temperatursensor 28 in den Hohlraum 26 in Einschubrichtung 52, die im Wesentlichen vertikal orientiert ist, eingeführt. Der Temperatursensor 28 wird mit seinem Fortsatz durch die Aussparung 32 einer Begrenzungswand des Grundkörpers 12 gesteckt und mittels mindestens eines bevorzugt als Blattfeder ausgebildeten Federelementes 34 im Hohlraum 26 vorgespannt. Das mindestens eine bevorzugt als Blattfeder ausgebildete Federelement 34 stützt sich dabei an der Gehäuseinnenseite 36, die den Hohlraum 26 begrenzt, ab. Durch diese Montagevariante ist sichergestellt, dass der Temperatursensor 28 im Hohlraum 26 vorgespannt ist, der Temperatursensor 28 gegen die der Gehäuseinnenseite 36 gegenüberliegende Begrenzungswand des Hohlraumes 26 gedrängt ist. Die durch das mindestens eine Federelement 34 erzeugte Vorspannkraft bewirkt, dass der Temperatursensor 28 mit mindestens einer Temperaturmessfläche an eine gegenüberliegende Außenfläche einer benachbarten Batteriezelle angestellt ist und diese sicher kontaktiert. Somit kann deren Außentemperatur ohne verfälschende Einflüsse detektiert werden. Out 11 it turns out that the main body 12 the measuring arrangement 10 the width 20 and the height 22 having. The depth at which the main body 12 is executed in is 12 with reference number 24 designated. In contrast to the embodiments according to the 1 to 10 is in the embodiment of the inventively proposed measuring arrangement 10 according to the 11 and 12 the main body 12 even the housing for receiving the temperature sensor 28 , As a result, the temperature sensor becomes 28 in the cavity 26 in the insertion direction 52 , which is oriented substantially vertically, introduced. The temperature sensor 28 is with its extension through the recess 32 a boundary wall of the body 12 inserted and by means of at least one preferably designed as a leaf spring spring element 34 in the cavity 26 biased. The at least one preferably designed as a leaf spring spring element 34 it supports itself on the inside of the housing 36 that the cavity 26 limited, from. This mounting variant ensures that the temperature sensor 28 in the cavity 26 is biased, the temperature sensor 28 against the inside of the housing 36 opposite boundary wall of the cavity 26 is urged. The by the at least one spring element 34 generated biasing force causes the temperature sensor 28 is made with at least one temperature measuring surface to an opposite outer surface of an adjacent battery cell and contacted them safely. Thus, their outside temperature can be detected without distorting influences.

Die 13 und 14 zeigen die erfindungsgemäß vorgeschlagene Messanordnung mit einem Grundkörper 12, in dem unmittelbar der Temperatursensor aufgenommen ist und welcher aus zwei Gehäusehälften aufgebaut ist.The 13 and 14 show the inventively proposed measuring arrangement with a main body 12 , in which the temperature sensor is received directly and which is composed of two housing halves.

13 ist zu entnehmen, dass der Grundkörper 12 der Messanordnung 10 die Höhe 22 und die Breite 20 aufweist, ferner mit einem Hohlraum 26 versehen ist, in welchem der Temperatursensor 28 aufgenommen ist. Der Temperatursensor 28 ist innerhalb des Hohlraumes 26 des Grundkörpers 12 durch einen Hinterschnitt 54 fixiert. Der Hinterschnitt 54 ergibt sich in montiertem Zustand der beiden in 14 dargestellten Gehäusehälften 60 bzw. 62, d.h. der ersten Gehäusehälfte 60 sowie der zweiten Gehäusehälfte 62. Der Hinterschnitt 54 begrenzt ferner einen kanalförmigen Abschnitt des Hohlraumes 26, durch den die Verbindungsleitung 38 verläuft, über welche der Temperatursensor 28 mit einem nicht näher dargestellten Modulcontroller oder einem Batteriemanagementsystem oder dergleichen mehr verbunden ist. 14 zeigt, dass die Trennfuge 50 zwischen den beiden Gehäusehälften 60 bzw. 62 im Wesentlichen vertikal orientiert ist. Der durch das mindestens eine Federelement 34 beaufschlagte Temperatursensor 28 durchtritt die Aussparung 32, die in der Ausführungsvariante gemäß der 13 und 14 in der zweiten Gehäusehälfte 62 ausgebildet ist, so dass die Kontaktfläche des Temperatursensors 28 geringfügig über die Außenseite der zweiten Gehäusehälfte 62 in dem in 4 dargestellten Überstand 40 hervorsteht. 13 it can be seen that the basic body 12 the measuring arrangement 10 the height 22 and the width 20 further comprising a cavity 26 is provided, in which the temperature sensor 28 is included. The temperature sensor 28 is inside the cavity 26 of the basic body 12 through an undercut 54 fixed. The undercut 54 arises in the assembled state of the two in 14 illustrated housing halves 60 respectively. 62 ie the first half of the housing 60 and the second half of the housing 62 , The undercut 54 further defines a channel-shaped portion of the cavity 26 through which the connecting line 38 passes over which the temperature sensor 28 is connected to a module controller, not shown, or a battery management system or the like. 14 shows that the parting line 50 between the two housing halves 60 respectively. 62 is oriented substantially vertically. The by the at least one spring element 34 applied temperature sensor 28 passes through the recess 32 , which in the embodiment according to the 13 and 14 in the second half of the housing 62 is formed, so that the contact surface of the temperature sensor 28 slightly above the outside of the second half of the housing 62 in the 4 represented supernatant 40 protrudes.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche gegebenen Bereiches eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen. The invention is not limited to the embodiments described above and the aspects highlighted therein. Rather, within the range given by the claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1069629 B1 [0002]
US 2010/0067562 A1 [0003]
US 2012/0088135 A1 [0004]

Claims

Measuring arrangement ( 10 ) for receiving a sensor ( 28 ), in particular a temperature sensor, wherein the measuring arrangement ( 10 ) in a composite ( 56 ) from battery cells ( 58 ), characterized in that the temperature sensor ( 28 ) in a single or multi-part housing ( 30 . 44 ) of a measuring segment ( 14 ), which in a basic body ( 12 ) of the measuring arrangement ( 10 ) is used.

Measuring arrangement ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the basic body ( 12 ) is made of plastic material and a recess ( 16 ) for receiving the measuring segment ( 14 ) having.

Measuring arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring segment ( 14 ) in the recess ( 16 ) of the basic body ( 12 ) is received positively or non-positively, in particular via connecting elements in the form of snap elements.

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the one- or multi-part housing ( 30 . 44 ) of the measuring segment ( 14 ) a recess ( 32 ) in a housing wall.

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature sensor ( 28 ) in single or multi-part housings ( 30 . 44 ) by at least one spring element ( 34 ) is acted upon.

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one spring element ( 34 ) on a housing inside ( 36 ) of the one- or multi-part housing ( 30 . 44 ) is supported.

Measuring arrangement according to the preceding claim, characterized in that the temperature sensor ( 28 ) by the at least one spring element ( 34 ) is acted upon in such a way that it passes through the recess ( 32 ) so that the temperature sensor ( 28 ) in a supernatant ( 40 ) over an outer surface ( 42 ) of the one- or multi-part housing ( 30 . 44 ) survives.

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the multipart housing ( 44 ) a first housing shell ( 46 ) and a second housing shell ( 48 ), which by a vertically extending parting line ( 50 ) are separated.

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the one- or multi-part housing ( 30 . 44 ) of the measuring segment ( 14 ) a cavity ( 26 ), through which a connecting line ( 38 ) of the temperature sensor ( 28 ) runs.

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature sensor ( 28 ) in the insertion direction ( 52 ) in the cavity ( 26 ) of the one-piece housing ( 30 ) is inserted.

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in a two-part housing ( 44 ) with housing shells ( 46 . 48 ) the temperature sensor ( 28 ) in the cavity ( 26 ) by an undercut ( 54 ) is fixed.

Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one spring element ( 34 ) one on the temperature sensor ( 28 ) acting adjusting force, with which this in the composite ( 56 ) to a measuring surface of an opposing battery cell ( 58 ) is employed.

Battery module consisting of a number of electrically interconnected battery cells ( 58 ), with at least one measuring arrangement ( 10 ) according to any one of claims 1 to 12.

Battery pack consisting of a number of battery modules with electrically interconnected battery cells ( 58 ) with at least one measuring arrangement ( 10 ) according to any one of claims 1 to 12.

Use of the measuring arrangement ( 10 ) according to one or more of claims 1 to 12 in a traction battery of a hybrid vehicle (HEV) of a plug-in hybrid vehicle (PHEV) or an electric vehicle (EV).