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Die Erfindung betrifft ein Anschlusselement und ein Verfahren zur Herstellung eines Anschlusselements. Weiter betrifft die Erfindung eine Batterie und ein Fahrzeug mit einer solchen Batterie.
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Batterien, insbesondere zum Einsatz in einem elektrisch betriebenen Fahrzeug umfassen neben einer Vielzahl von Batteriezellen und optional einer Steuerung zumindest ein Anschlusselement. In der Regel dient ein solches Anschlusselement zur elektrischen Verbindung der Batteriezellen mit einem Anschlusselement der Batterie, wobei das Anschlusselement als Anschluss für einen Stecker/eine Buchse ausgebildet ist.
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In der Regel umfasst ein solches Anschlusselement auch einen oder mehrere Shunt-Widerstände. Mit Hilfe der Shunt-Widerstände wird der elektrische Strom ermittelt, der durch die Batterie fließt. Ein Shunt-Widerstand ist ein elektrischer Widerstand mit einem geringen Widerstandswert.
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Darüber hinaus umfasst ein solches Anschlusselement eine Steuereinrichtung sowie eine zu dem jeweiligen Shunt-Widerstand zugeordnete Erfassungseinrichtung.
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Da der Wert des Shunt-Widerstandes für die Bestimmung des elektrischen Stromes sehr genau bekannt sein muss, wird der Widerstandswert in der Regel in der jeweiligen Erfassungseinrichtung und/oder der Steuereinrichtung hinterlegt. Deshalb ist eine Montage eines solchen Anschlusselementes nachteilhaft aufwendig.
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Ein im KFZ-Bereich einsetzbarer Stromverteiler mit einem komplexen Aufbau ist beispielhaft in
DE 10 2016 111 690 A1 beschrieben. Dieses Dokument zeigt eine mögliche elektrische Verbindung durch eine Wand in einem anderen technischen Gebiet.
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Demnach ist es Aufgabe der Erfindung, ein Anschlusselement und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Anschusselements anzugeben, welches einfach herstellbar ist.
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Die Aufgabe wird mit einem Anschlusselement gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Die Aufgabe wird weiter durch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Anschlusselements gemäß Anspruch 10 gelöst.
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Darüber hinaus wird die o.g. Aufgabe auch durch eine Batterie mit einem solchen Anschlusselements sowie durch ein Fahrzeug mit einer solchen Batterie gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Das Anschlusselement in einer vorteilhaften Ausgestaltung für eine Batterie, bevorzugt für eine Hochvolt-Batterie eines Fahrzeugs, ausgebildet. Das Anschlusselement weist vorteilhaft zumindest einen elektrischen Widerstand, zumindest eine Erfassungseinrichtung und eine der jeweiligen Erfassungseinrichtung zugeordnete Steuereinrichtung auf, wobei dem jeweiligen elektrische Widerstand jeweils Verbindungselemente zugeordnet sind, wobei das jeweilige Verbindungselement jeweils durch eine Wand durchführbar sind, wobei das jeweilige Verbindungselement auf der gegenüber dem Widerstand vorteilhaft als Steckverbinder ausgebildet ist, wobei das Verbindungselement zu einer elektrischen Verbindung der jeweiligen Erfassungseinrichtung mit dem jeweiligen elektrischen Widerstand ausgebildet ist. Vorzugsweise sind die jeweilige Erfassungseinrichtung sowie die Steuereinrichtung an einer Seite der Wand lösbar befestigbar sind.
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Vorteilhaft ist der jeweilige elektrische Widerstand auf der einen Seite der Wand positioniert und die die jeweilige Erfassungseinrichtung sowie die Steuereinrichtung auf der anderen Seite der Wand positioniert.
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Vorteilhaft sind die jeweilige zu dem elektrischen Widerstand zugeordneten Erfassungseinrichtung an der gleichen Position auf unterschiedlichen Seiten der Wand positioniert.
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Je nach Ausführung des Anschlusselementes ist die Wand Teil des Anschlusselements oder nicht Teil des Anschlusselements. Insofern die Wand nicht Teil des Anschlusselements ist, dient die Wand vorteilhaft zur Befestigung des Anschlusselements, insbesondere zur Befestigung einer Grundplatte des Anschlusselements.
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Darüber hinaus kann das Anschlusselement die Grundplatte, den zumindest einen elektrischen Widerstand, sowie die Verbindungselemente umfassen. Weiter vorteilhaft kann die Erfindung das Anschlusselement, zumindest einen elektrischen Widerstand, die zumindest eine Erfassungseinrichtung, die dem elektrischen Widerstand zugeordnet ist, die Verbindungselemente sowie die Steuereinrichtung als Set umfassen.
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Der jeweilige elektrische Widerstand ist vorteilhaft ein Shunt-Widerstand. Ein solcher Widerstand weist vorteilhaft einen Wert zwischen 5 und 200 Mikro Ohm auf. Die jeweilige Erfassungseinrichtung dient vorteilhaft zur Erfassung der Spannungsdifferenz, welche an dem elektrischen Widerstand abfällt.
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Die Erfassungseinrichtung ist durch das Verbindungselement mit dem (Shunt-) Widerstand verbunden. Für eine möglichst flexibel gestaltbare Anordnung ist das Verbindungselement vorteilhaft Stecker-artig oder Buchsen-artig ausgebildet. Auf einer Seite der Wand ist die jeweilige Erfassungseinrichtung mit dem Verbindungselement verbindbar. Vorteilhaft dient das Verbindungselement sowohl zur elektrischen und zur mechanischen Verbindung der jeweiligen Erfassungseinrichtung mit der Wand. Vorteilhaft ist das jeweilige Verbindungselement fest mit der Wand verbunden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das jeweilige Verbindungselement durch eine Litze mit dem jeweiligen elektrischen Widerstand elektrisch verbunden.
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Um eine hohe Genauigkeit bei der Erfassung des elektrischen Stromes zu erhalten, erfolgt eine Verbindung des jeweiligen elektrischen Widerstandes mit der jeweilig zugeordneten Erfassungseinrichtung über zwei Verbindungselemente, wobei die Verbindungselemente als elektrische Steckverbinder ausgebildet sind. Das jeweilige Verbindungselement ist einmal an einem Eingang und einmal an einem Ausgang des elektrischen Widerstandes verbunden. Die Verbindungselemente sind direkt mit dem elektrischen Widerstand verbunden, beispielhaft mit Hilfe einer Lötverbindung oder einer Schweißverbindung.
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Um eine möglichst einfache Herstellung des Anschlusselements zu ermöglichen, erfolgt mit Hilfe der Verbindungselemente eine elektrische Verbindung durch die Wand hindurch. Die Wand ist vorteilhaft als eine Wand eines Gehäuses ausgebildet, wobei das Gehäuse vorteilhaft das Anschlusselement zumindest im Wesentlichen oder vollständig umfasst oder umgibt. Das jeweilige Verbindungselement tritt vorteilhaft durch die Wand. Der elektrische Widerstand ist vorteilhaft nahe der Innenseite der Wand positioniert. Die jeweils zugeordnete Erfassungseinrichtung ist vorteilhaft nahe der Position des jeweils zugeordneten elektrischen Widerstandes angeordnet. Vorteilhaft dienen die Verbindungselemente zur direkten elektrischen Verbindung des jeweiligen elektrischen Widerstandes mit der jeweils zugeordneten Erfassungseinrichtung.
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Vorteilhaft ist das jeweilige Verbindungselement als Metallstift ausgebildet, wobei der Metallstift durch eine Öffnung der jeweiligen Erfassungseinrichtung geführt ist. Die Erfassungseinrichtung kann somit lösbar mit der Wand befestigt sein.
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Vorteilhaft ist die Steuereinrichtung als Mikrokontroller ausgebildet. Vorteilhaft dient die jeweilige Erfassungseinrichtung zur Bereitstellung von Werten der elektrischen Spannung, welche an dem jeweilig zugeordneten elektrischen Widerstand abfällt. Vorteilhaft dient die Steuereinrichtung zur Berechnung eines elektrischen Stroms aus der jeweiligen elektrischen Spannung, welche durch die jeweilige Erfassungseinrichtung bereitgestellt ist. Der berechnete elektrische Strom ist derjenige Strom, der durch die Batterie fließt.
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Vorteilhaft ist das Verbindungselement als Metallstift ausgeführt. Der Metallstift mündet vorteilhaft in einer Buchse der jeweiligen Erfassungseinheit. Das Verbindungselement ist an einem Ende mit dem elektrischen Widerstand verbunden und mit dem anderen Ende mit der entsprechenden Erfassungseinrichtung verbunden.
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Vorteilhaft sind die Steuereinrichtung und die jeweilige Erfassungseinrichtung mit einem Klemmmechanismus an der Wand lösbar befestigt.
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Durch die Trennung des Anschlusselementes durch die Wand in einen ersten Teil mit Anschlusselementen, umfassend den jeweiligen elektrischen Widerstand, und einen zweiten Teil des Anschlusselements, umfassend die Erfassungseinrichtungen und die Steuereinrichtung, ergeben sich folgende Vorteile:
- - einfachen Zugang zur Wartung der jeweiligen Erfassungseinrichtung und der Steuereinrichtung, ohne das Gehäuse zu Öffnen oder die Wand entfernen zu müssen;
- - einfache Montage des Anschlusselements, weil die einzelnen Bauteile an unterschiedlichen Orten gefertigt werden können.
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Insbesondere hat das vorstehend beschriebene Anschlusselement den Vorteil, dass zunächst das Anschlusselement teilweise aufgebaut werden kann, dann das teilweise aufgebaute Anschlusselement an der Wand positioniert werden kann und in einem weiteren Schritt die jeweilige Erfassungseinrichtung und die Steuereinrichtung auf die gegenüberliegende Seite der Wand lösbar befestigt werden kann. Hierdurch kann das vorstehend beschriebene Anschlusselement
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die jeweilige Erfassungseinrichtung sowie die Steuereinrichtung mit Hilfe einer Klemmverbindung, einer Klickverbindung und/oder mit einer Schraubverbindung lösbar in der Wand befestigbar.
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Vorteilhaft umfasst die Wand eine Aussparung oder eine Senke, in der die jeweilige Erfassungseinrichtung bzw. die Steuereinrichtung einsteckbar ist. Vorteilhaft trägt die elektrische Verbindung des elektrischen Widerstandes mit der jeweiligen Erfassungseinrichtung zu einer Erhöhung der Festigkeit einer solchen Klemmverbindung bei. Vorteilhaft ist die Senke in Bezug zur Form der jeweiligen Erfassungseinrichtung so ausgeführt, dass die jeweilige Erfassungseinrichtung bei einem Einstecken in die Senke durch Haftreibung lösbar befestigbar ist.
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Für eine verbesserte Stabilität der Verbindung der jeweiligen Erfassungseinrichtung kann eine Klickverbindung und/oder die Schraubverbindung dienen. Vorzugsweise weist die jeweilige Erfassungseinrichtung und/oder die Steuereinrichtung und/oder die Wand eine Aussparung oder einen entsprechend der Aussparung geformten Vorsprung auf, wobei durch die Verbindung der jeweiligen Erfassungseinrichtung und der Wand der Vorsprung in die entsprechende Aussparung eingebracht wird. Vorteilhaft ist die Aussparung und/oder der Vorsprung derart geformt, dass ein Einrasten oder eine Klickverbindung ausgebildet wird.
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Mit Vorteil kann die Festigkeit der Verbindung der jeweiligen Erfassungseinrichtung und/oder der Steuereinrichtung mit Hilfe einer Schraubverbindung weiter verstärkt werden.
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Vorteilhaft erfolgt eine Klemmverbindung und eine Schraubverbindung der jeweiligen Erfassungseinrichtung und/oder der Steuereinrichtung mit der Wand.
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Durch eine feste Verbindung zwischen der Wand und der Erfassungseinrichtung/Steuereinrichtung wird zum einen die Belastung der Verbindungselemente reduziert und die Haltbarkeit der Verbindung und damit der Batterie erhöht.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Anschlusselement zum elektrischen Verbindung einer ersten elektrische Spannung durch erste Steckverbinder und einer zweiten elektrischen Spannung durch zweite Steckverbinder ausgebildet.
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Die Steckverbinder dienen vorteilhaft zur Verbindung des Anschlusselements mit einem Bordnetz eines Fahrzeugs.
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Vorteilhaft ist die erste Spannung für ein Antriebsystem vorgesehen. Vorteilhaft dient die zweite elektrische Spannung zum Betrieb weiterer Komponenten wie einer Fahrzeugsteuerung oder eines Entertainmentsystems.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das jeweilige Verbindungselement jeweils als unmittelbare Verbindung, insbesondere als einstückig ausgebildeter Metallstift, ausgebildet.
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Vorzugsweise ist der Metallstift ein einem ersten Ende Verbindungselements an dem elektrischen Widerstand verbunden. Vorteilhaft ragt das zweite Ende des jeweiligen Verbindungselements in die Erfassungseinrichtung.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind weitere Verbindungselemente als technische Datenverbindung zwischen dem jeweiligen elektrischen Widerstand und der jeweiligen Erfassungseinrichtung ausgebildet.
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Die weiteren Verbindungselemente dienen vorteilhaft zur datentechnischen Verbindung von einem Mikrokontroller oder einem Datenspeicher, der dem jeweiligen elektrischen Widerstand zugeordnet ist, mit der jeweiligen Erfassungseinrichtung und/oder der Steuereinrichtung. Die weiteren Verbindungselemente sind vorteilhaft als Metallstifte ausgebildet. Die weiteren Verbindungselemente verlaufen vorzugsweise benachbart entlang der Verbindungelemente durch die Wand.
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Vorteilhaft sind die weiteren Verbindungselemente dazu vorgesehen, Werte des jeweiligen elektrischen Widerstandes an die jeweils zugeordnete Erfassungseinrichtung bereitzustellen.
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Durch den Einsatz von weiteren Verbindungselemente ist auch eine besonders einfache Übertragung von Daten durch die Wand möglich.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein erster elektrischer Widerstand zur Bestimmung eines ersten elektrischen Stromes ausgebildet und ein zweiter elektrischer Widerstand ist zur Bestimmung eines zweiten elektrischen Stroms ausgebildet, wobei zur Erfassung des jeweiligen Stroms die jeweils mit dem elektrischen Widerstand elektrisch verbundene Erfassungseinrichtung vorgesehen ist.
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Vorteilhaft ist sowohl der erste elektrische Widerstand und der zweite elektrische Widerstand jeweils als Shunt-Widerstand ausgebildet. Über den jeweiligen elektrischen Widerstand sind vorteilhaft die Batteriemodle mit einem Steckverbindung zur Bereitstellung des elektrischen Stroms verbunden.
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Alternativ kann der jeweilige elektrische Widerstand auch zur Bestimmung desselben elektrischen Stroms ausgebildet sein. Bei einer solchen Ausführung können Fehler bei der Erfassung des elektrischen Stroms vermieden werden.
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Durch die mehrfache Ausführung des elektrischen Widerstandes kann die Genauigkeit des jeweilig erfassten elektrischen Stroms erhöht sein.
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Die Batterie dient insbesondere zum Einsatz in einem Fahrzeug. Die Batterie umfasst zumindest ein Anschlusselement gemäß vorstehender Beschreibung.
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Die Batterie ist vorteilhaft als Hochvolt-Batterie für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug ausgebildet. Darüber hinaus umfasst die Batterie vorteilhaft eine Vielzahl von Batteriezellen oder Batteriemodule. Über das Anschlusselement sind vorteilhaft die Batteriezellen oder Batteriemodule an die Steckverbinder zum Abgriff der Batteriespannung elektrisch verbunden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Batterie eine Mehrzahl von Batteriemodule, wobei erste Batteriemodule eine erste Spannung bereitstellen, wobei zweite Batteriemodule eine zweite Spannung bereitstellen, weiter aufweisend zumindest ein erstes Sicherheitsbauteil und zumindest ein zweites Sicherheitsbauteil, wobei das jeweilige erste Sicherheitsbauteil zur Sicherung der ersten Batteriemodule ausgebildet sind, wobei das jeweilige zweite Sicherheitsbauteil zur Sicherung der zweiten Batteriemodule ausgebildet ist, wobei die Sicherheitsbauteile sowie die elektrischen Widerstände auf einer Grundplatte angeordnet sind.
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Die Grundplatte mit den weiteren Bauteilen wird auch als Junction-Box oder als E-Box bezeichnet. Vorteilhaft ist die Grundplatte als elektrische Leiterplatte ausgebildet. Weiter vorteilhaft sind die ersten und zweiten Sicherheitsbauteile als elektrische Sicherheitsschalter (Schütze) ausgebildet.
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Vorteilhaft ist die erste elektrische Spannung im Bereich von 400 Volt bis 800 Volt. Vorteilhaft ist die zweite elektrische Spannung in einem Bereich von 10 Volt bis 60 Volt.
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Die elektrische Verbindung der Batteriemodule mit den jeweiligen Sicherheitsbauteil, dem jeweiligen elektrischen Widerstand und dem jeweiligen Steckverbinder erfolgt vorzugsweise über Stromschienen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Wand die Wand der Batterie.
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Mit Vorteil ist die Wand als eine Seite des Gehäuses der Batterie ausgeführt. Durch die Nutzung des Gehäuses der Batterie kann die Wand als zusätzliches Element des Anschlusselementes vorteilhaft entfallen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Wand zumindest eine Senke oder zumindest eine Aussparung auf, wobei die jeweilige Senke oder der jeweiligen Aussparung zur Aufnahme sowie optional zur Befestigung einer Erfassungseinrichtung oder einer Steuereinrichtung ausgebildet ist.
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Mit Vorteil ist die jeweilige Senke oder die jeweilige Aussparung derart ausgestaltet, dass die jeweilige Erfassungseinrichtung mittels Klemmverbindung an der Wand befestigbar ist.
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Vorteilhaft ist die Wand zur Befestigung der jeweiligen Erfassungseinrichtung nach Innen versetzt.
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Durch die Ausgestaltung der Wand mit Senken oder Aussparungen kann ist die jeweilige Erfassungseinrichtung oder die jeweilige Steuereinrichtung besonders leicht an bzw. durch der/die Wand befestigbar.
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Das Verfahren zur Herstellung eines Anschlusselements gemäß vorstehender Beschreibung wird in einem ersten Schritt der jeweilige elektrische Widerstand sowie optional die Sicherheitsbauteile auf einer Grundplatte und/oder an der Wand befestigt, wobei in einem zweiten Schritt eine Auswahl des jeweiligen Erfassungseinrichtungen sowie die Bereitstellung der Steuereinrichtung erfolgt, wobei in einem dritten Schritt die jeweilige Erfassungseinrichtung und die Steuereinrichtung an der Wand befestig werden.
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Vorteilhaft erfolgt in einem optionalen Schritt eine Erfassung eines Wertes des jeweiligen elektrischen Widerstandes und eine Hinterlegung des Wertes in der entsprechenden Erfassungseinrichtung und/oder in der Steuereinrichtung.
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Vorteilhaft erfolgt in einem optionalen Schritt die Integration des Anschlusselements in die Batterie. Vorteilhaft werden in einem optionalen Schritt die Verbindungselemente durch die Wand geführt. Insofern die Wand die Wand der Batterie ist, werden die Verbindungselemente durch die Wand der Batterie geführt und an dem jeweiligen elektrischen Widerstand befestigt.
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Optional erfolgt eine Befestigung des jeweiligen elektrischen Widerstandes an der Wand. Vorteilhaft werden zu einer Befestigung des jeweiligen elektrischen Widerstandes die Verbindungselemente durch die Wand geführt.
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Die Befestigung der jeweiligen Erfassungseinrichtung sowie der Steuereinrichtung erfolgt vorteilhaft auf der Seite der Wand, an der die Grundpatten nicht befestigt ist. Die Durchführung der Verbindungselemente durch die Wand erfolgt vorteilhaft im Rahmen des ersten Schrittes.
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Vorteilhaft wird der erste Schritt an einem ersten Ort zu einer ersten Zeit durchgeführt. Vorteilhaft wird die wird der jeweilige Wert des elektrischen Widerstandes mit einer Widerstands-Erfassungseinrichtung ermittelt und für eine Auswahl oder eine Vorbereitung der jeweiligen Erfassungseinrichtung hinterlegt.
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Vorzugsweise wird im Rahmen eines weiteren Schrittes das Anschlusselement an einen zweiten Ort überführt und an dem zweiten Ort die jeweilige Erfassungseinrichtung und die Steuereinrichtung an der Wand befestigt. Vorteilhaft erfolgt bei dem weiteren Schritt eine Verbindung der jeweiligen Steuereinrichtung mit der jeweiligen Erfassungseinrichtung mit Hilfe einer technischen Datenverbindung.
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Vorzugsweise ist der Wert des jeweiligen elektrischen Widerstandes in der jeweilig zugeordneten Erfassungseinrichtung hinterlegt. Vorteilhaft kann der Wert des elektrischen Widerstandes auch an der Wand oder einem Speicher des Anschlusselements hinterlegt sein. Mit Vorteil ist der Wert jeweiligen des elektrischen Widerstandes an der Grundplatte oder an der Wand als eine Markierung oder Kennung ersichtlich. Die Markierung oder Kennung kann der jeweiligen Erfassungseinrichtung und/oder der Steuereinrichtung zugeführt werden.
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Vorteilhaft sind der erste Ort und der zweite Ort unterschiedlich, vorzugsweise ist der erste Ort eine Fabrik oder eine Werkstatt eines ersten Unternehmens und der zweite Ort eine Fabrik oder eine Werkstatt eines zweiten Unternehmens.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgen zumindest zwei der Schritte örtlich versetzt.
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Örtlich versetzt kann hierbei bedeuten, dass die Schritte an unterschiedlichen Plätzen, insbesondere in unterschiedlichen Herstellungseinrichtungen oder Werkstätten durchgeführt werden. Durch die örtliche Versetzung ist eine besonders flexible Herstellung des Anschlusselementes möglich.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt in einem weiteren Schritt eine Zuordnung eines jeweiligen Wertes des jeweiligen elektrischen Widerstandes der zugehörigen Erfassungseinrichtung und/oder an die Steuereinrichtung.
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Vorteilhaft erfolgt die Übertragung des jeweiligen Wertes des elektrischen Widerstandes mit Hilfe von weiteren Verbindungselementen. Die weiteren Verbindungselemente sind vorteilhaft als technische Datenverbindung ausgeführt.
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Durch die Bereitstellung des jeweiligen Wertes des elektrischen Widerstandes an die jeweils der entsprechenden Erfassungseinrichtung kann die nachfolgende Ermittlung von einem Batteriestrom besonders genau erfolgen. Vorteilhaft erfolgt die Übermittlung des jeweiligen Wertes des elektrischen Widerstandes als eine Funktion der Temperatur.
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Vorzugsweise sind die Verbindungselemente oder die weiteren Verbindungselemente zur Bereitstellung der Temperatur des jeweiligen elektrischen Widerstandes durch die Wand hindurch vorgesehen.
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Durch die zeitlich und örtlich unterschiedliche Durchführung der jeweiligen Verfahrensschritte ist eine besonders flexible Herstellung des jeweiligen Anschlusselements oder einer hier beschriebenen Batterie möglich.
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Das Fahrzeug ist vorteilhaft als elektrisch oder zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Straßenfahrzeug ausgebildet. Das Fahrzeug umfasst eine Batterie gemäß der vorstehenden Beschreibung oder zumindest ein Anschlusselement gemäß vorstehender Beschreibung.
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Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung ist auch ein Set, umfassend ein Anschlusselement, eine Steuereinrichtung und zumindest eine Erfassungseinrichtung, wobei die Steuereinrichtung mit der jeweiligen Erfassungseinrichtung über eine datentechnische Verbindung verbindbar ist, wobei die jeweilige Erfassungseinrichtung einem Widerstandswert zugewiesen ist, der dem Wert des jeweils zugeordneten elektrischen Widerstands entspricht.
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In einer weiteren Vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das jeweilige Verbindungselement als Pin ausgebildet. Vorzugsweise weist das jeweilige Verbindungselement eine Länge von max. 5 cm, vorteilhaft 0,5 - 2 cm, besonders bevorzugt 0,5 bis 1 cm auf. Vorzugsweise ist das jeweilige Verbindungselement aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist das jeweilige Verbindungselement verzinnt.
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Vorteilhaft dienen weitere Verbindungselemente, welche durch die Wand geführt sind, zur Verbindung mit Steuereinrichtung mit dem Anschlusselement. Vorzugsweise kann mit Hilfe weiterer Verbindungselemente eine Spannung mit Hilfe einer mobilen Erfassungseinrichtung bestimmt werden. Vorteilhaft kann an freilegbaren Verbindungselementen, welche von einer Außenseite der Wand zugänglich sind, eine Spannung gemessen werden. So kann eine Spannung innerhalb der Batterie gemessen werden, ohne das eine Gehäuse der Batterie geöffnet werden muss.
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Durch die vorstehend ausgeführten Merkmale kann eine besonders einfache Wartung des Anschlusselements und/oder der Batterie erfolgen.
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Vorteilhaft ist die Wand aus einem thermisch isolierenden Material wie ein Verbundwerkstoff, einer Keramik oder einem Kunststoff ausgebildet. Die thermische Isolation dient vorteilhaft zum Schutz der Bauteile des Anschlusselements und/oder der Bauteile der Batterie. Darüber hinaus ist durch die thermische Isolation die jeweilige Erfassungseinrichtung und/oder die Steuereinrichtung vor einer Wärmeentwicklung innerhalb der Batterie oder auf der jeweils anderen Seite der Wand geschützt.
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Anhand von Figuren wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben und erläutert. Dabei zeigt:
- 1 Ein beispielhaftes Anschlusselement,
- 2 Einen Teil eines beispielhaftes Anschlusselement,
- 3 Ein weiteres beispielhaftes Anschlusselement,
- 4 Ein weiteres beispielhaftes Anschlusselement sowie
- 5 Ein beispielhaftes Verfahren
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1 zeigt ein beispielhaftes Anschlusselement 1. Das gezeigte Anschlusselement 1 umfasst eine Grundplatte 9, wobei die Grundplatte 9 an eine Wand 7 angrenzt. Weiter umfasst das gezeigte Anschlusselement 1 einen elektrischen Widerstand 2. Der elektrische Widerstand 2 kann an der Wand 7 und/oder an der Grundplatte 9 befestigt sein. An der elektrischen Widerstand 2 sind zwei Verbindungelemente 11 befestigt. Die Verbindungselemente 11 durchdringen die Wand 7 und münden in einer Erfassungseinrichtung 3. Das jeweilige Verbindungselement 11 ist als elektrischer Leiter ausgebildet. Das jeweilige Verbindungselement 11 dient zum Abgriff der jeweiligen elektrischen Spannung an einem Eingang und an einem Ausgang des elektrischen Widerstandes 2. Das jeweilige Verbindungselement 11 dient zur Bereitstellung der jeweiligen elektrischen Spannung an die Erfassungseinrichtung 3. Das hier gezeigte Anschlusselement 1 umfasst weiter eine Steuereinrichtung 5, wobei die Steuereinrichtung 5 mit dem Erfassungseinrichtung 3 datentechnisch verbunden ist. Die Steuereinrichtung 5 dient vorzugsweise zur Annahme der, von der Erfassungseinrichtung 5 bereitstellten, Werte der elektrischen Spannung. Die Steuereinrichtung dient vorteilhaft zur Berechnung und Bereitstellung eines elektrischen Stromes.
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Das Anschlusselement 1 umfasst darüber hinaus Steckverbinder 15. Die Steckverbinder 15 dienen vorteilhaft zur Bereitstellung von elektrischer Energie, wobei die elektrische Energie von einer Batterie (nicht gezeigt) an das Anschlusselement 1 bereitgestellt wird. Vorteilhaft dient das hier gezeigte Anschlusselement 1 zur Erfassung eines elektrischen Stroms, welcher mit Hilfe des elektrischen Widerstandes 2 und der Erfassungseinrichtung 5 und optional mit Hilfe der Steuereinrichtung 5 ermittelt wird.
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Die Wand 7 kann ein Teil des Gehäuses einer (nicht dargestellten) Batterie sein. Die Wand 7 kann auch als ein Trennelement ausgebildet sein, wobei die Wand auf der Grundplatte 9 befestigt ist. Die Wand 7 ist vorteilhaft aus einem Kunststoff ausgebildet, vorteilhaft einem Kunststoff mit einer sehr geringen thermischen Leitfähigkeit.
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2 zeigt einen Teil eines beispielhaftes Anschlusselement 1. Dargestellt ist ein Abschnitt der Wand 7 mit Senken für eine erste Erfassungseinrichtung 3a und eine zweite Erfassungseinrichtung sowie einer Senke für eine Steuereinrichtung 5. Die jeweilig dargestellte Erfassungseinrichtung 3a, 3b sind vorteilhaft durch eine Klemmverbindung in die jeweilige Senke eingebracht und somit lösbar befestigt. Durch die Wand 7 verlaufen Verbindungselemente 11. Die Verbindungselemente 11 dienen zur Bereitstellung einer elektrischen Spannung an die jeweilige Erfassungseinrichtung 3a, 3b. Die elektrische Spannung für die jeweilige Erfassungseinrichtung 3a, 3b wird jeweils an dem elektrischen Widerstand 2 abgegriffen. Weitere Verbindungselemente 11 a (optional) dienen zur Energieversorgung der Steuereinrichtung 5 und/oder als technische Datenverbindung.
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Die Wand 7 ist vorteilhaft bereichsweise aus einem thermisch isolierenden Werkstoff wie einem Kunststoff, einer Keramik oder einem Verbundwerkstoff wie einer Glasfaser-basierten oder einem Kohlefaser-basierten Werkstoff ausgebildet.
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Vorteilhaft ist der jeweilige elektrische Widerstand 2 an der Wand 7 befestigt.
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3 zeigt ein weiteres beispielhaftes Anschlusselement 1. Bei dem hier gezeigten Anschlusselement 1 ist die Wand 7 auf der Grundplatte 9 befestigt. Die Wand 7 teilt die Grundplatte 7 vorzugsweise in zwei Bereiche ein.
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Auf einer Seite der Wand 7 ist die jeweilige Erfassungseinrichtung 3 befestigt. Auf der Erfassungseinrichtung-gegenüberliegenden Seite der Wand 7 ist der elektrische Widerstand positioniert. Durch Verbindungselemente 11 ist der elektrische Widerstand 2 mit der Erfassungseinrichtung 3 elektrische verbunden.
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Die Grundplatte 7 dient darüber hinaus zur Befestigung von Steckverbinder 15 sowie von weiteren Bauteilen 13 wie einer Sicherungsbaustein oder einem Schütz. Die Grundplatte 9 ist vorteilhaft als Leiterplatte ausgebildet. Für eine elektrische Verbindung dienen vorzugsweise Stromschienen (nicht gezeigt), die auf der Grundplatte 9 befestigt sind.
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4 zeigt ein weiteres beispielhaftes Anschlusselement 1. Das hier gezeigte Anschlusselement 1 umfasst eine Wand 7, welche das Anschlusselement 1 teilweise einfasst. Der elektrische Widerstand 2 ist teilweise flexibel ausgeführten Verbindungselementen 11. Das hier gezeigte Anschlusselement umfasst weitere Verbindungselemente 11 a, wobei die weiteren Verbindungselemente 11a zur Bereitstellung von Daten an die jeweilige Erfassungseinrichtung 3 und/oder an eine Steuereinrichtung 5 (nicht gezeigt) vorgesehen ist. Vorteilhaft werden die Daten von einem, dem elektrischen Widerstand 2 zugeordneten Mikrokontroller (ebenfalls nicht gezeigt) bereitgestellt.
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5 zeigt ein beispielhaftes Verfahren. Das Verfahren dient zur Herstellung eines vorstehend beschriebenes Anschlusselements 1.
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In einem ersten Schritt v1 wird die Grundplatte 9 oder die Wand 7 mit dem jeweiligen elektrischen Widerstand 2 zusammengefügt. In einem zweiten Schritt v2 werden die Verbindungselemente 11 durch die Wand 7 geführt. Optionale weitere Bauteile 13 sowie das jeweilige Steckelement 9 können beim ersten Schritt v1 oder beim zweiten Schritt v2 mit der Grundplatte 9 oder dem Wand 7 befestigt werden.
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In einem dritten Schritt v3 wird der jeweilige Wert des jeweiligen elektrischen Widerstandes 2 ermittelt und bereitgestellt. Die Bereitstellung erfolgt vorteilhaft in einer Zuordnung zu einer Ordnungsnummer des jeweiligen Anschlusselements 1.
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In einem vierten Schritt v4 wird der jeweilige Wert des jeweiligen elektrischen Widerstandes 2 der zugehörigen Erfassungseinrichtung 3, 3a, 3b zugeordnet. Vorteilhaft wird der Wert des jeweiligen elektrischen Widerstandes 3, 3a, 3b auch in der entsprechenden Steuereinrichtung 5 hinterlegt.
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Besonders vorteilhaft werden der erste Schritt v1, der zweite Schritt v2 und der dritte Schritt v3 an einem ersten Ort und in einem ersten Zeitbereich durchgeführt.
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Weiter vorteilhaft erfolgt der vierte Schritt v4 an einem anderen Ort und während eines zweiten Zeitbereiches. Mit Vorteil können der erste Schritt v1, der zweite Schritt v2 und der dritte Schritt bei dem Hersteller der Grundplatte 9 erfolgen.
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Vorteilhaft kann der vierte Schritt bei dem Hersteller der jeweiligen Erfassungseinheit 3a, 3b sowie beim Hersteller der Steuereinrichtung 5 erfolgen.
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In der Regel erfolgen der vierte Schritt v4 und der dritte Schritt v3 räumlich und zeitlich getrennt. Dies ist durch den breiten Streifen zwischen der Darstellung der Schritte v3, v4 symbolisch angedeutet.
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In einem fünften Schritt v5 werden die jeweilige Erfassungseinrichtung 3, 3a, 3b sowie optional die Steuereinrichtung 5 an der Wand befestigt.
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Mit Vorteil werden die Verbindungselemente während dem ersten Schritt v1 oder dem zweiten Schritt v2 durch die Wand geführt. Alternativ kann die Wand mit den Verbindungselementen, beispielhaft durch ein Druckgussverfahren, in einem gesonderten Schritt bereitgestellt werden.
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Mit Vorteil erfolgt eine Verbindung der jeweiligen Steckerbindung 9, des jeweiligen elektrischen Widerstandes 3, 3a, 3b und der optionalen weiteren Bauteile 13 durch Leiterbahnen auf der Grundplatte im Rahmen des ersten Schrittes v1 und/oder des zweiten Schrittes.
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In einem weiteren Schritt kann das Anschlusselement in eine Batterie integriert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anschlusselement
- 2
- Elektrischer Widerstand
- 3,3a,3b
- Erfassungseinrichtung
- 5
- Steuereinrichtung
- 7
- Wand
- 9
- Grundplatte
- 11
- Verbindungselemente
- 13
- Weitere Bauteile (z.B. Schütz, Sicherung)
- 15
- Steckverbinder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016111690 A1 [0006]