DE102004007851B4

DE102004007851B4 - Connection device for a battery

Info

Publication number: DE102004007851B4
Application number: DE102004007851A
Authority: DE
Inventors: Arthur Kurz; Klaus Wagner
Original assignee: Kromberg and Schubert GmbH and Co KG
Current assignee: KROMBERG & SCHUBERT KG, DE
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2024-02-18
Also published as: DE102004007851A1

Abstract

Anschlussvorrichtung (10, 10a, 10b, 13) für eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, die zur elektrischen Verbindung von einem Batteriepol mit zumindest einem elektrischen Leiter (11) dient, mit einem Strommessmodul (12), das zumindest einen Messwiderstand (13) und eine Messschaltung (16) enthält, wobei die Messschaltung (16) zumindest die anliegende Spannung an dem Messwiderstand (13) erfasst und über die vorbekannte Größe des Messwiderstands (13) den durchfließendem Strom bestimmt , und die erfassten Messdaten in analoger oder digitaler Form an eine Auswerte- bzw. Steuereinheit weiterleitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtung (10, 10a, 10b) und der Messwiderstand (13) materialeinheitlich ausgebildet sind.connection device (10, 10a, 10b, 13) for a battery, in particular a vehicle battery, for electrical Connection of a battery pole with at least one electrical Ladder (11) is used, with a current measuring module (12), the at least a measuring resistor (13) and a measuring circuit (16), wherein the measuring circuit (16) at least the voltage applied to the Measuring resistor (13) detected and over the known size of the measuring resistor (13) the flowing through Current determined, and the acquired measurement data in analog or digital Forwarding form to an evaluation or control unit, thereby in that the connecting device (10, 10a, 10b) and the measuring resistor (13) are formed of the same material.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Anschlussvorrichtung für eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, die zur elektrischen Verbindung von einem Batteriepol mit zumindest einem elektrischen Leiter dient, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Anschlussvorrichtungen (auch Polklemmen genannt) sind in verschiedensten Ausführungsformen vielfach bekannt. Die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung verfügt über ein Strommessmodul, womit der durchfließende Strom aus der Batterie erfasst werden kann. Über weitere Messgrößen, wie z.B. die Spannung der Batterie und die Temperatur der Batterie, lassen sich dann Rückschlüsse auf die Kapazität der Batterie schließen. Somit handelt es sich im Grunde genommen um eine intelligente Anschlussvorrichtung, da es nicht nur darum geht, den Strom aus der Batterie in ein Kabel zu leiten, sondern dabei auch die entsprechenden Messdaten zu erfassen. Anhand der erfassten Messdaten der Anschlussvorrichtung kann sichergestellt werden, dass die Kapazität der Batterie immer noch ausreicht, um das Fahrzeug, auch nach einem längeren Ruhestand, noch einmal starten zu können. Ebenfalls richtet sich die Erfindung, auf ein Verfahren zur elektrischen Strommessung, in Fahrzeugen, gemäß des Anspruchs 20.The Invention is directed to a connection device for a battery, in particular a vehicle battery, for electrical connection from a battery post with at least one electrical conductor, according to the generic term of claim 1. Such connection devices (also pole terminals called) are widely known in various embodiments. The connecting device according to the invention has a current measuring module, with which the flowing through Power from the battery can be detected. About other metrics, such as e.g. the voltage of the battery and the temperature of the battery, can then draw conclusions the capacity close the battery. Thus, it is basically an intelligent connection device, since it's not just about getting the power out of the battery into a cable to guide, but also to capture the corresponding measurement data. Based on the acquired measurement data of the connection device can be ensured that capacity the battery is still sufficient to the vehicle, even after a longer retirement, to start again. Also The invention is directed to a method for measuring electric current, in vehicles, according to the claim 20th

Aus der Patentschrift DE 195 10 662 C2 ist ein aktives optisches Strommeßsystem bekannt, welches den durchfließenden Strom in einem Hochspannungsversorgungsnetzwerk erfassen soll. Bei diesem Strommeßsystem werden besonders hohe Anforderungen an die Isolationsfestigkeit der verwendeten Strom- und Spannungswandler gestellt. Da die zuvor genannten Probleme im Kraftfahrzeugbereich nicht derartig auftreten, ist aus diesem Grund eine teilweise elektrische Trennung, der Messschaltung von dem übrigen Spannungsnetz durch eine optische Übertragungsstrecke nicht notwendig. Folglich stellt das aktive optische Strommesssystem aus DE 195 10 662 C2 nur einen allgemeinen Stand der Technik dar.From the patent DE 195 10 662 C2 An active optical current measuring system is known which is intended to detect the current flowing through in a high-voltage power supply network. In this current measuring system, particularly high demands are placed on the insulation resistance of the current and voltage transformers used. For this reason, since the aforementioned problems in the automotive field do not occur in this way, partial electrical isolation of the measuring circuit from the rest of the voltage network through an optical transmission path is not necessary. Consequently, the active optical current measuring system turns off DE 195 10 662 C2 only a general state of the art.

Ein weiteres Verfahren zur Strommessung ist aus der DE 199 06 276 A1 bekannt. Ebenfalls offenbart die DE 195 07 959 C1 eine Vorrichtung zur Strommessung an einer Hauptstromleitung eines Fahrzeugbordnetzes. Wie bereits erwähnt, gewinnt zunehmend die Notwendigkeit einer Messung des tatsächlich fließenden Batteriestromes im Fahrzeug und dessen Überwachung und Auswertung während des Fahrzeugbetriebs an Bedeutung. Grund dafür ist im Wesentlichen die starke Zunahme an elektrischen Verbrauchern in Fahrzeugen. Aus diesem Grund wird bei dem zuvor erwähnten Stand der Technik eine zusätzliche Strommessschaltung im Bereich der Polklemme angebracht. Diese Strommessschaltung muss in Reihe zum fließenden Batteriestrom geschaltet werden.Another method for current measurement is from the DE 199 06 276 A1 known. Also discloses the DE 195 07 959 C1 a device for measuring current on a main power line of a vehicle electrical system. As already mentioned, the necessity of measuring the actually flowing battery current in the vehicle and its monitoring and evaluation during vehicle operation is becoming increasingly important. This is mainly due to the strong increase in electrical consumers in vehicles. For this reason, in the aforementioned prior art, an additional current measuring circuit is mounted in the region of the pole terminal. This current measuring circuit must be connected in series with the flowing battery power.

Aus diesem Grund wird die notwendige Messschaltung bzw. der Messwiderstand entweder zwischen zwei Teile der Batterieklemme geschaltet oder zwischen die Batterieklemme und die abgehenden Leitungen. Auf jeden Fall wird das Strommessmodul als zusätzliches Teil in den Stromkreis nahe der Batteriepole angeordnet. Den Strom nämlich direkt an der Batterieklemme zu messen, bietet den Vorteil, dass ebenfalls die Temperatur der Batterie erfasst werden kann, die sich wesentlich auf die temporäre Kapazität der Batterie auswirkt. Nachteilig bei dem zuvor genannten Stand der Technik ist, dass das Strommessmodul als zusätzliches Teil im Batteriestromkreis angeordnet werden muss. Somit erhöhen sich die Fertigungskosten eines Fahrzeuges, da das zusätzliche Strommessmodul in einem weiteren Fertigungsschritt an der Batterieklemme angeschlossen werden muss.Out For this reason, the necessary measuring circuit or the measuring resistor either connected between two parts of the battery terminal or between the battery terminal and the outgoing lines. In any Case, the current measurement module as an additional part in the circuit arranged near the battery poles. The current namely directly to the battery terminal to measure, offers the advantage that likewise the temperature of the Battery can be detected, which significantly affects the temporary capacity of the battery effect. A disadvantage of the aforementioned prior art, that the current measuring module as additional Part must be arranged in the battery circuit. Thus increase the manufacturing cost of a vehicle, as the additional Current measuring module in a further manufacturing step on the battery terminal must be connected.

Aus DE 199 61 311 A1 ist weiterhin eine Batteriesensorvorrichtung mit einer direkt an einem Pol einer Kraftfahrzeugbatterie anschließbaren Befestigungsvorrichtung bekannt. Bei dieser Vorrichtung sind der Batteriesensor und die Befestigungsvorrichtung zu einer integrierten Baueinheit zusammengefasst, wobei die Befestigungsvorrichtung nur an einem einzigen Pol angeschlossen wird und wobei die Befestigungsvorrichtung eine für Batterieanschlusskabel im Kraftfahrzeug übliche Klemme aufweist.Out DE 199 61 311 A1 Furthermore, a battery sensor device with a directly connectable to a pole of a motor vehicle battery fastening device is known. In this device, the battery sensor and the fastening device are combined to form an integrated unit, wherein the fastening device is connected only to a single pole and wherein the fastening device comprises a terminal common for battery connecting cable in the motor vehicle.

Aus DE 203 18 266 U1 ist eine Vorrichtung zur Strommessung bekannt, die aus einem im Wesentlichen plattenförmigen Widerstand und einer Messelektronikeinheit besteht, wobei die Messelektronikeinheit an mindestens zwei Stellen durch federnde Kontaktelemente mit dem Widerstand über eine Lötverbindung elektrisch leitend verbunden ist.Out DE 203 18 266 U1 a device for current measurement is known, which consists of a substantially plate-shaped resistor and a measuring electronics unit, wherein the measuring electronics unit is electrically conductively connected at least two points by resilient contact elements with the resistor via a solder connection.

Aus WO 99/54744 ist schließlich ein elektrisches Gleichspannungssystem mit einer typischerweise wieder aufladbaren Batterie mit zwei Anschlusspolen verschiedener Polarität, zwei von ihr weg zu einem oder mehreren Verbrauchern führenden Batteriekabeln, zwei Anschlussklemmen mit Befestigungsmanschetten aus Metall, mit welchen diese in festem mechanischen, thermischen und elektrischen Kontakt mit je einem der Anschlusspole der Batterie stehen, wobei die wegführenden Batteriekabel mit der jeweiligen Befestigungsmanschette fest und thermisch und elektrisch leitend verbunden sind, bekannt. Dieses Gleichspannungssystem ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die mit dem Anschlusspol der Batterie verbundene Anschlussklemme als Batteriemessklemme ausgestaltet ist, diese Batteriemessklemme in ihrem Inneren mindestens einen Sensor mit einem Ausgang enthält, an welchem dieser Sensor ein elektrisches Signal abgibt, diese Batterieklemme in ihrem Inneren eine Signalverarbeitungseinheit enthält, die Signalverarbeitungseinheit für jeden der vorhandenen Sensoren einen elektrischen Eingang aufweist, der mit dem Ausgang des betreffenden Sensors elektrisch verbunden ist, die Signalverarbeitungsmittel einen elektrischen Ausgang enthalten, eine Datenleitung vorhanden ist, welche mit dem Ausgang der Signalverarbeitungsmittel elektrisch verbunden ist und aus dem Inneren der Batteriemessklemme hinausführt, die Signalverarbeitungseinheit Verarbeitungsmittel enthält, mit welchen aus der Gesamtheit der an sie übergebenen Signale aller vorhandenen Sensoren der Wert von mindestens einer die Batterie betreffenden physikalischen Größe bestimmt werden kann, die Signalverarbeitungseinheit Mittel enthält, mit welchen jede der so bestimmten physikalischen Größen in eine geeignete Form umgewandelt und der Datenleitung zur Weiterleitung übergeben werden kann.From WO 99/54744 is finally a DC electrical system with a typically rechargeable battery with two terminal poles of different polarity, two leading away from her to one or more consumers battery cables, two terminals with mounting cuffs made of metal, with which these in fixed mechanical, thermal and electrical contact with each one of the terminal poles of the battery, wherein the lead-leading battery cables with the respective mounting sleeve fixed and thermally and electrically conductively connected known. This DC voltage system is characterized in that at least the terminal connected to the terminal of the battery terminal is designed as a battery measuring terminal, this battery measuring terminal contains in its interior at least one sensor with an output to wel Chem this sensor emits an electrical signal, this battery terminal contains in its interior a signal processing unit, the signal processing unit for each of the existing sensors has an electrical input which is electrically connected to the output of the respective sensor, the signal processing means include an electrical output, a data line available which is electrically connected to the output of the signal processing means and leads out of the interior of the battery measuring terminal, the signal processing unit contains processing means with which the value of at least one physical quantity concerning the battery can be determined from the totality of the signals of all the sensors present to it , the signal processing unit contains means by which each of the physical quantities thus determined can be converted into an appropriate form and transferred to the data line for forwarding.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zu Grunde, eine Anschlussvorrichtung für eine Batterie, insbesondere eine Fahrzeugbatterie, die sich durch besonders einfache Konstruktion und Lagerhaltung und damit geringe Kosten auszeichnet, zu schaffen. Ebenfalls liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur elektrischen Strommessung, in Fahrzeugen durch die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung zur Verfügung zu stellen. Dieses Strommessverfahren soll, mit möglichst wenig Aufwand einfach und unkompliziert zu Handhaben sein. Diese erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 genannte Erfindung gelöst. Das Verfahren zur elektrischen Strommessung in Fahrzeugen wird durch die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung in Anspruch 20 beschrieben. Erfindungsgemäß dient die Anschlussvorrichtung, für eine Batterie, insbesondere eine um eine elektrische Verbindung zwischen einem Batteriepol und zumindest einem elektrischen Leiter herzustellen. Ebenfalls soll diese Anschlussvorrichtung aber auch den von der Batterie abgegebenen Strom erfassen, wozu die Anschlussvorrichtung ein Strommessmodul mit zumindest einem Messwiderstand und einer Messschaltung aufweist. Diese Messschaltung misst zumindest die anliegende Spannung am zugehörigen Messwiderstand. Da die Größe des Messwiderstandes bekannt ist, kann durch die anliegende Spannung und die vorbekannte Größe des Messwiderstandes der durchfließende Strom bestimmt werden, der sich nach der Gleichung I = U/R (I Strom; U = Spannung, R = Widerstand) berechnet. Die von der Messschaltung erfassten Messdaten werden in analoger oder digitaler Form an eine Auswerte- bzw. Steuereinheit weitergeleitet. Erfindungsgemäß ist der Messwiderstand in der Anschlussvorrichtung derartig integriert, dass die zuvor genannten Elemente einteilig und materialeinheitlich ausgestaltet sind. Folglich ist der Messwiderstand unlösbar in der Anschlussvorrichtung angeordnet. Die Anschlussvorrichtung weist dabei zwei vordefinierte Kontaktstellen auf zwischen denen der Messwiderstand liegt, durch die die Messschaltung elektrisch anschließbar ist. Genau zwischen diesen beiden vordefinierten Kontaktstellen ist die Größe des Messwiderstandes vorbekannt. Somit ist es möglich, den von der Batterie abgegebenen Strom, der durch die Anschlussvorrichtung fließt, exakt zu bestimmen. Dabei versteht es sich von selbst, dass der gesamte Strom, der von der Batterie abgegeben wird, durch den Messwiderstand in der Anschlussvorrichtung fließen muss. Da der Messwiderstand in der Anschlussvorrichtung integriert ist, entfällt eine spätere Montage des Messwiderstands. Hierdurch lassen sich die Fertigungskosten deutlich reduzieren. Vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 19 beschrieben. Das Verfahren zur Strommessung geht aus Anspruch 20 hervor.Of the Invention is thus based on the object, a connection device for one Battery, especially a vehicle battery, which is characterized by especially simple construction and storage and thus low costs to create. Likewise, the invention is the task based, a method of electric current measurement, in vehicles by the connecting device according to the invention to disposal to deliver. This current measurement method should, with as possible little effort to be easy and uncomplicated to handle. This first mentioned The object is achieved by the solved in claim 1 mentioned invention. The procedure for electrical Current measurement in vehicles is achieved by the connection device according to the invention described in claim 20. According to the invention, the connection device serves for one Battery, in particular one to an electrical connection between to produce a battery terminal and at least one electrical conductor. Also, this connection device but also from the battery detected stream, including the connection device, a current measuring module having at least one measuring resistor and a measuring circuit. This measuring circuit measures at least the applied voltage at the associated measuring resistor. Because the size of the measuring resistor is known, by the applied voltage and the previously known Size of the measuring resistor the flowing through Current determined by the equation I = U / R (I current; U = voltage, R = resistance). The of the measuring circuit recorded measurement data are in analog or digital form to a Evaluation or control unit forwarded. According to the invention Measuring resistor integrated in the connection device such that the aforementioned elements in one piece and made of the same material are. Consequently, the measuring resistor is insoluble in the connection device arranged. The connection device has two predefined Contact points on which the measuring resistor is located, through the measuring circuit is electrically connected. Just between these Both predefined contact points, the size of the measuring resistor is already known. Thus, it is possible the power supplied by the battery through the connection device flows, to determine exactly. It goes without saying that the Total current that is discharged from the battery through the measuring resistor must flow in the connection device. Because the measuring resistor is integrated in the connection device, eliminates a later mounting of the measuring resistor. hereby the production costs can be significantly reduced. advantageous variants The invention are in the claims 2 to 19 described. The method of current measurement is required 20 forth.

Bei der Erfindung besteht die gesamte Anschlussvorrichtung aus einem niederohmigen, materialeinheitlichen Material, so dass sie selbst den Messwiderstand bildet. Die Größe (gemessen in der Einheit Ohm) des Messwiderstands ist anhand der zwei vordefinierten Kontaktstellen eindeutig bekannt. Folglich ist die so konzipierte Anschlussvorrichtung nicht nur einteilig ausgestaltet, sondern auch materialeinheitlich. Bei dieser Ausgestaltung kann natürlich auch auf eine entsprechende Schweißverbindung oder Lötverbindung zwischen dem Messwiderstand und der übrigen Anschlussvorrichtung verzichtet werden. Die Größe des Messwiderstands kann durch die beiden vordefinierten Kontaktstellen gemessen werden. Sofern eine bestimmte Größe des Messwiderstands vorgegeben werden soll, ist dieses durch eine Verjüngung oder Erweiterung der Anschlussvorrichtung im Bereich zwischen den beiden vordefinierten Kontaktstellen möglich. Ist beispielsweise die Größe des Messwiderstands zu gering, so kann die Anschlussvorrichtung im Bereich zwischen den beiden vordefinierten Kontaktstellen durch Ausfräsungen oder Bohrungen entsprechend verjüngt werden, bis die entsprechende Größe des Widerstandswertes erreicht ist. Umgekehrt, kann z.B. durch Auftragsschweißen der Bereich zwischen den beiden vordefinierten Kontaktstellen erweitert werden, wodurch sich die Größe des Messwiderstands verringern lässt. Auf jeden Fall ist nach jedem Bearbeitungsgang (ob Fräsen, Bohren oder Auftragsschweißen), der Widerstand zwischen den beiden vordefinierten Kontaktstellen zu messen.at the invention, the entire connection device consists of a low-resistance, dissimilar material, so they themselves forms the measuring resistor. The size (measured in the unit Ohms) of the measuring resistor is based on the two predefined contact points clearly known. Consequently, the connecting device designed in this way is not designed only in one piece, but also of the same material. at Of course, this configuration can also on a corresponding welded joint or solder between the measuring resistor and the other connecting device be waived. The size of the measuring resistor can be measured by the two predefined contact points. Unless a certain size of the measuring resistor is to be given, this is by a rejuvenation or Extension of the connection device in the area between the two predefined contact points possible. For example, is the size of the measuring resistor too low, so the connection device in the range between the two predefined contact points by milling or Drilled holes accordingly until the appropriate size of the resistance value is reached. Conversely, e.g. by hardfacing the Extended range between the two predefined contact points , which increases the size of the measuring resistor reduce. In any case, after each machining cycle (whether milling, drilling or build-up welding), the Resistance between the two predefined contact points too measure up.

Eine weitere Variante der Anschlussvorrichtung sieht vor, dass die Messschaltung des Strommessmoduls zumindest an den beiden vordefinierten Kontaktstellen direkt durch eine Lötverbindung mit der Anschlussvorrichtung verbunden ist. So kann beispielsweise eine Leiterplatte des Strommessmoduls mit entsprechenden Gegenkontaktstellen direkt auf die Kontaktstellen der Anschlussvorrichtung gelötet werden. Durch diese elektrische Verbindung des Strommessmoduls mit den entsprechenden Kontaktstellen können mögliche Störgrößen weitestgehend eliminiert werden. Zusätzlich kann durch diese Maßnahme das Strommessmodul auch mechanisch mit der Anschlussvorrichtung, verbunden werden. Selbstverständlich können auch noch zusätzliche Befestigungsmittel vorgesehen sein.A further variant of the connecting device provides that the measuring circuit of the current measuring module is connected at least at the two predefined contact points directly by a solder connection to the connecting device. So can For example, a circuit board of the current measuring module with corresponding mating contact points are soldered directly to the contact points of the connection device. Through this electrical connection of the current measuring module with the corresponding contact points possible disturbances can be largely eliminated. In addition, by this measure, the current measuring module can also be mechanically connected to the connection device. Of course, additional fastening means can also be provided.

Bei einer weiteren Ausführungsvariante der Anschlussvorrichtung ist die Messschaltung des Strommessmoduls an den beiden vordefinierten Kontaktstellen indirekt durch Kontaktleitungen mit der Anschlussvorrichtung verbunden. Hierdurch ist es möglich, das Strommessmodul örtlich getrennt von der Anschlussvorrichtung anzuordnen. Außerdem ist die Verbindung zwischen Kontaktleitung und Anschlussvorrichtung, einfacher herzustellen, da kein spezielles Lötverfahren verwendet werden muss. Allerdings ist diese Ausführungsvariante empfindlich gegenüber vorhandenen Störgrößen.at a further embodiment the connection device is the measuring circuit of the current measuring module at the two predefined contact points indirectly through contact lines connected to the connection device. This makes it possible to Current measuring module locally to be arranged separately from the connection device. Besides that is the connection between contact line and connection device, easier to manufacture, since no special soldering needs to be used. However, this variant is sensitive to existing disturbances.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsvariante der Anschlussvorrichtung kann die Messschaltung des Strommessmoduls durch eine mechanische Befestigung am Messwiderstand oder an der Anschlussvorrichtung befestigt sein. Dabei kann die Messschaltung des Strommessmoduls z.B. verklebt oder verschraubt werden. Selbstverständlich sind auch andere mechanische Befestigungen denkbar.According to one additional variant the connection device, the measuring circuit of the current measuring module by a mechanical attachment to the measuring resistor or at the Attached connection device. In this case, the measuring circuit of the current measuring module e.g. glued or screwed. Of course, too other mechanical fasteners conceivable.

Bei einer zusätzlichen Variante der Anschlussvorrichtung, ist es vorgesehen, dass die Messschaltung die erfassten Messdaten über zumindest eine elektrische oder optische Signalleitung an die Auswerte- bzw. Steuereinheit weiterleitet. Über diese zusätzliche Signalleitung bzw. Signalleitungen kann ein Austausch der Messdaten oder anderer Steuerungsdaten erfolgen. Sofern eine komplette elektrische Entkopplung, zwischen der Messschaltung und der nachgeordneten Auswerte- bzw. Steuereinheit gewünscht wird, sollte eine optische Datenübertragung für die erfassten Messdaten bzw. Signale eingesetzt werden. Ebenfalls kann bei einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung vorgesehen sein, dass die Messschaltung wenigstens einen integrierten Schaltkreis enthält. Somit können auch komplexe Steuerungs- und Regelungsaufgaben durch die zuvor beschriebene Schaltung realisiert werden. Außerdem kann in der Regel auf standardisierte Bauteile (IC) zurückgegriffen werden, die bereits über die gewünschten Funktionen der Messschaltung verfügen.at an additional one Variant of the connection device, it is provided that the measuring circuit the acquired measurement data via at least one electrical or optical signal line to the evaluation or control unit forwards. About this additional Signal line or signal lines can exchange the measured data or other control data. Unless a complete electric Decoupling, between the measuring circuit and the downstream evaluation or control unit desired is, should be an optical data transmission for the recorded measurement data or signals are used. Likewise in a connection device according to the invention be provided that the measuring circuit at least one integrated Circuit contains. Thus, you can even complex control and regulation tasks by the previously described circuit can be realized. Also, usually can standardized components (IC) are used, which already have the desired Functions of the measuring circuit.

Ferner kann in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung die Messschaltung die Temperatur als weiteren Messwert erfassen. Dabei ist es zweckmäßig, dass die Messschaltung des Strommessmoduls eine Wärme leitende Verbindung, zur Oberfläche des Messwiderstands oder der Anschlussvorrichtung aufweist, um so exakt die Temperatur der Anschlussvorrichtung zu erfassen. Diese gibt nämlich einen genauen Aufschluss über die vorhandene Batterietemperatur. Da die temporäre Kapazität der Batterie im Wesentlichen von deren Temperatur abhängt, spielt die Ermittlung der exakten Batterietemperatur eine wichtige Rolle. Als wärmeleitende Verbindung kann, wie bei den vordefinierten Kontaktstellen, eine Lötverbindung vorgesehen sein. Ebenfalls kann ein Temperatursensor der Messschaltung durch eine Temperaturleitpaste mit der Anschlussvorrichtung verbunden sein. Da der Messschaltung nunmehr auch die ermittelte Temperatur als Messwert vorliegt, kann eine Temperaturkorrektur der erfassten, temperaturabhängigen Messwerte anhand der ermittelten Temperatur vorgenommen werden. Folglich ist es möglich, die erfassten Messwerte möglichst exakt zu bestimmen, indem die Temperatur als Einflussgröße herausgerechnet wird. Vorzugsweise kann bei einer besonderen Ausführungsform der Anschlussvorrichtung die Größe des Messwiderstands als Kalibrierwert in der Messschaltung gespeichert werden. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die Fertigungstoleranzen des Messwiderstands, die sich in der unterschiedlichen Größe des Messwiderstands widerspiegeln, zu berücksichtigen. Nur bei einer genauen Bestimmung der Größe des Messwiderstands zwischen den beiden vordefinierten Kontaktstellen kann eine exakte Berechnung des durchfließenden Stroms stattfinden. Von daher muss jede Messschaltung auf den vorliegenden Messwiderstand eingerichtet werden. Folglich ist ein so genannter Offset-Abgleich bezüglich des vorhandenen Messwiderstands möglich. Zu diesem Zweck ist bei einer weiteren Form der Anschlussvorrichtung vorgesehen, dass die Messschaltung über einer nichtflüchtigen Speicher verfügt, in dem Daten, insbesondere Kalibrierwerte, Temperaturkompensationswerte, historische Messwerte und/oder Programme gespeichert sind. Durch die Verwendung, eines nichtflüchtigen Speichers kann sichergestellt werden, dass die gespeicherten Daten in der Messschaltung auch erhalten bleiben sofern die Batterie einmal ausgetauscht werden muss oder über längere Zeitspanne keinen Strom geliefert hat. Zusätzlich kann bei der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung, vorgesehen sein, dass die Messschaltung externe Daten, Programme oder Steuerungs- bzw. Regelungsbefehle von anderen Geräten empfängt und weiterverarbeitet. Somit ist es möglich, auch auf extern zur Verfügung stehende Daten zurückzugreifen. Bei einer besonderen Variante der Anschlussvorrichtung besteht der Messwiderstand im Wesentlichen aus CuMn12Ni (einer so genannten Kupfer-Mangan-Nickel-Legierung). Diese Kupferlegierung zeichnet sich dadurch aus, dass die Temperatur keinen bzw. nur einen geringen Einfluss auf den Widerstandswert hat. Eine zusätzliche Ausführungsform der Anschlussvorrichtung sieht vor, dass zumindest ein Teil der Oberfläche der Anschlussvorrichtung mit Zinn versehen ist. Durch das Verzinnen der Oberfläche kann die Anschlussvorrichtung gegenüber Umwelteinflüssen geschützt werden. Allerdings ist dabei zu beachten, dass der Bereich zwischen den beiden vordefinierten Kontaktstellen auf keinen Fall mit Zinn zu versehen ist. Vorzugsweise kann bei einer anderen Form der Anschlussvorrichtung zumindest das gesamte Strommessmodul einschließlich des Messwiderstands mit einem Kunststoffmantel umhüllt werden, wobei der Kunststoffmantel das Strommessmodul gegen mechanische und andere äußere Störeinflüsse, insbesondere Feuchtigkeit schützt. Ebenfalls kann zusätzlich zum Strommessmodul und dem Messwiderstand auch die abgehenden Leiter sowie die Signalleitungen mit dem Kunststoffmantel umhüllt werden. Durch diese Maßnahme ist gleichzeitig eine mechanische Zugentlastung der Leiter sowie der Signalleitungen möglich. Außerdem kann das Strommessmodul zusätzlich durch den Kunststoffmantel mechanisch an der Anschlussvorrichtung befestigt werden. Die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 19 dient auch zur Durchführung des Verfahrens zur elektrischen Strommessung in Fahrzeugen.Furthermore, in a particular embodiment of the invention, the measuring circuit can detect the temperature as a further measured value. It is expedient that the measuring circuit of the current measuring module has a heat-conducting connection to the surface of the measuring resistor or the connection device, so as to accurately detect the temperature of the connection device. This gives an accurate indication of the existing battery temperature. Since the temporary capacity of the battery depends essentially on its temperature, the determination of the exact battery temperature plays an important role. As a heat-conducting connection may be provided as in the predefined contact points, a solder joint. Likewise, a temperature sensor of the measuring circuit can be connected to the connecting device by means of a temperature-conductive paste. Since the measuring circuit now also has the determined temperature as the measured value, a temperature correction of the detected, temperature-dependent measured values can be carried out on the basis of the determined temperature. Consequently, it is possible to determine the measured values as accurately as possible by calculating out the temperature as an influencing variable. Preferably, in a particular embodiment of the connecting device, the size of the measuring resistor can be stored as a calibration value in the measuring circuit. By this measure, it is possible to take into account the manufacturing tolerances of the measuring resistor, which are reflected in the different size of the measuring resistor. Only with an accurate determination of the size of the measuring resistor between the two predefined contact points, an exact calculation of the current flowing through can take place. Therefore, each measuring circuit must be set up to the existing measuring resistor. Consequently, a so-called offset adjustment with respect to the existing measuring resistor is possible. For this purpose, it is provided in a further form of the connecting device that the measuring circuit has a nonvolatile memory in which data, in particular calibration values, temperature compensation values, historical measured values and / or programs are stored. By using a non-volatile memory, it can be ensured that the stored data in the measurement circuit is retained even if the battery has to be replaced once or has not supplied power for a long period of time. In addition, in the case of the connection device according to the invention, provision can be made for the measuring circuit to receive and further process external data, programs or control or regulation commands from other devices. Thus, it is possible to fall back on externally available data. In a particular variant of the connecting device, the measuring resistor consists essentially of CuMn12Ni (a so-called copper-manganese-nickel alloy). This copper alloy is characterized by the fact that the temperature has no or only a small influence on the resistance value. An additional embodiment of the connection device provides that at least a part of the surface of the connection device is provided with tin. By tinning the surface, the connection device can be protected against environmental influences. However, it should be noted that the area between the two predefined contact points should under no circumstances be provided with tin. Preferably, in another form of the connecting device, at least the entire current measuring module, including the measuring resistor, can be enveloped by a plastic jacket, wherein the plastic jacket protects the current measuring module against mechanical and other external interference, in particular moisture. Likewise, in addition to the current measuring module and the measuring resistor, the outgoing conductors as well as the signal lines can be enveloped by the plastic jacket. By this measure, a mechanical strain relief of the conductors and the signal lines is possible at the same time. In addition, the current measuring module can additionally be mechanically fastened to the connecting device by the plastic jacket. The connecting device according to the invention according to claims 1 to 19 also serves to carry out the method for measuring electrical current in vehicles.

Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:below The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It demonstrate:

1 in Seitenansicht, eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung, wobei die gesamte Anschlussvorrichtung aus einem niederohmigen materialeinheitlichen Material besteht, und 1 in side view, an embodiment of the connecting device according to the invention, wherein the entire connecting device consists of a low-resistance material of uniform material, and

2 in perspektivischer Darstellung, eine komplette Anschlussvorrichtung mit einem integrierten Messwiderstand und einem Strommessmodul, umhüllt mit einem Kunststoffmantel. 2 in perspective, a complete connection device with an integrated measuring resistor and a current measuring module, coated with a plastic sheath.

1 zeigt eine Ausführungsform der Anschlussvorrichtung 10, die materialeinheitlich aus einem niederohmigen Material besteht. Vorzugsweise kann es sich hierbei um eine Kupfer-Mangan-Nickel-Legierung (CuMn12Ni) handeln. Sofern eine bestimmte Größe für den Messwiderstand 13 gewünscht wird, kann der Bereich 14 zwischen den vordefinierten Kontaktstellen 17 verjüngt oder erweitert werden, indem Material abgetragen oder aufgetragen wird. So kann beispielsweise die Verjüngung 14 weiter ausgefräst werden. Um eine exakte Widerstandsgröße zu erzielen, kann dieser Bereich zusätzlich mit einem Laser bearbeitet werden. Diese Bearbeitung der Anschlussvorrichtung 10 ist allerdings sehr aufwendig, weshalb es wesentlich einfacher ist, die Größe des Messwiderstands 13 zwischen den vordefinierten Kontaktstellen 17 auszumessen. und als Kalibrierungswert in der Messschaltung 16 zu hinterlegen bzw. zu speichern. 1 shows an embodiment of the connection device 10 , the material consists of a low-resistance material. This may preferably be a copper-manganese-nickel alloy (CuMn12Ni). Unless a certain size for the measuring resistor 13 is desired, the area can 14 between the predefined contact points 17 tapered or widened by removing or applying material. For example, the rejuvenation 14 be further milled. In order to achieve an exact resistance, this area can be additionally processed with a laser. This processing of the connection device 10 However, it is very expensive, which is why it is much easier, the size of the measuring resistor 13 between the predefined contact points 17 measure. and as a calibration value in the measurement circuit 16 to deposit or save.

Eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 10 geht aus 2 hervor. Auch in dieser Figur ist zu erkennen, dass ein integrierter Messwiderstand 13 Anwendung findet. Direkt über dem Messwiderstand 13 bzw. der Verjüngung 14 ist das Strommessmodul 12 angeordnet. Dieses ist mit der Leiterplatte 18 an den vordefinierten Kontaktstellen 17 mit der Anschlussvorrichtung 10 verbunden. Der Messwiderstand 13, die Leiterplatte 18, die elektrischen Bauteile 19 auf der Leiterplatte 18 und der integrierte Schaltkreis 20, sowie die abgehenden Signalleitungen 21 bilden die Messschaltung 16 des Strommessmoduls 12. Das gesamte Strommessmodul 12 ist mit einem Kunststoffmantel 22 oder einem Gießharz umhüllt. Wie deutlich zu erkennen ist, sind die Leiter 11 sowie die Signalleitungen 21 ebenfalls teilweise von dem Kunststoffmantel 22 bzw. dem Gießharz umhüllt. Damit ist einerseits eine Zugentlastung der Leiter 11 sowie der Signalleitungen 21 möglich und andererseits sind die elektrischen Übergänge der Leitungen 11, 21 zur Anschlussvorrichtung 10 bzw. zu dem Strommessmodul 12 gegen Feuchtigkeit und dergl. geschützt.A perspective view of the connecting device according to the invention 10 comes from 2 out. Also in this figure it can be seen that an integrated measuring resistor 13 Application finds. Directly above the measuring resistor 13 or the rejuvenation 14 is the current measurement module 12 arranged. This is with the circuit board 18 at the predefined contact points 17 with the connection device 10 connected. The measuring resistor 13 , the circuit board 18 , the electrical components 19 on the circuit board 18 and the integrated circuit 20 , as well as the outgoing signal lines 21 form the measuring circuit 16 of the current measuring module 12 , The entire current measurement module 12 is with a plastic jacket 22 or a casting resin wrapped. As can be clearly seen, the ladder 11 as well as the signal lines 21 also partly from the plastic jacket 22 or the casting resin enveloped. This is on the one hand a strain relief of the ladder 11 and the signal lines 21 possible and on the other hand, the electrical transitions of the lines 11 . 21 to the connection device 10 or to the current measurement module 12 protected against moisture and the like.

Es versteht sich von selbst, dass auch weitere IC's 20 und andere elektrische/elektronische Bauteile 19 auf der Leiterplatte 18 vorgesehen sein können. Vorzugsweise handelt es sich bei diesen Bauteilen 19 um so genannte SMD's, die ohne Anschlussdrähte auskommen, Die Form der Leiterplatte 18 ist nicht auf einen rechteckigen Querschnitt beschränkt, sondern kann beliebig ausgestaltet sein. So kann die Leiterplatte 18 zum Beispiel auch einen bogen- oder, wellenförmigen Verlauf innehaben.It goes without saying that even more IC's 20 and other electrical / electronic components 19 on the circuit board 18 can be provided. Preferably, these components are 19 so-called SMD's, which manage without connecting wires, the shape of the circuit board 18 is not limited to a rectangular cross-section, but can be configured arbitrarily. So can the circuit board 18 For example, also have a bow or wavy course.

Abschließend bleibt noch zu bemerken, dass die hier dargestellten Ausführungsformen der Anschlussvorrichtung 10 nur beispielhafte Verwirklichungen der Erfindung sind. Diese ist jedoch nicht auf die dargestellten Kombinationen beschränkt. Es versteht sich, dass die dargestellten Bauteile und deren Anordnungen auch in anderen Ausführungsformen und Konstruktionen bzw. Schaltungen vorhanden sein können, die über ähnliche Eigenschaften verfügen, wie diejenigen die hier beschrieben und beansprucht worden sind.Finally, it should be noted that the embodiments of the connecting device shown here 10 are only exemplary implementations of the invention. However, this is not limited to the combinations shown. It will be understood that the illustrated components and their arrangements may be embodied in other embodiments and constructions having similar characteristics to those described and claimed herein.

1010: Anschlussvorrichtungconnection device
10a10a: Polbereich der Anschlussvorrichtungpole region the connection device
10b10b: Leiterbereich der AnschlussvorrichtungHead of the connection device
1111: Leiterladder
1212: StrommessmodulCurrent measurement module
1313: Messwiderstand (Shunt)measuring resistor (Shunt)
1414: Verjüngung für 13 Rejuvenation for 13
1515: Verbindungsstelle zwischen 10 und 13 (Schweißnaht)Junction between 10 and 13 (Weld)
1616: Messschaltungmeasuring circuit
1717: Vordefinierte Kontaktstellenpredefined contact points
1818: Leiterplattecircuit board
1919: Elektrische, elektronische Bauteile,electric, electronic components,
2020: Integrierter Schaltkreis (IC)integrated Circuit (IC)
2121: Signalleitungensignal lines
2222: Kunststoffmantel/-umhüllung,Plastic coating / -umhüllung,
2323: Schlitz im ringförmigen Polbereichslot in the ring-shaped pole region
2424: Muttermother
2525: Schraube (mit vierkantigem Kopf)screw (with square head)

Claims

Connection device ( 10 . 10a . 10b . 13 ) for a battery, in particular a vehicle battery, for the electrical connection of a battery pole with at least one electrical conductor ( 11 ), with a current measuring module ( 12 ), the at least one measuring resistor ( 13 ) and a measuring circuit ( 16 ), the measuring circuit ( 16 ) at least the voltage applied to the measuring resistor ( 13 ) and the previously known size of the measuring resistor ( 13 ) determines the current flowing through, and forwards the acquired measurement data in analog or digital form to an evaluation or control unit, characterized in that the connection device ( 10 . 10a . 10b ) and the measuring resistor ( 13 ) are formed of the same material.

Connecting device according to claim 1, characterized in that the entire connecting device ( 10 . 10a . 10b . 13 ) consists of a low-resistance material.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting device ( 10 . 10a . 10b . 13 ) consists essentially of a copper-manganese-nickel alloy, such as CuMn12Ni.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the size of the measuring resistor ( 13 ) by two predefined contact points on the connecting device ( 10 . 10a . 10b . 13 ) is defined.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the size of the measuring resistor ( 13 ) through a rejuvenation ( 14 ) or extension of the connection device ( 10 ) in the area between the two predefined contact points ( 17 ) is determinable.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) of the current measuring module ( 12 ) at least at the two predefined contact points ( 17 ) directly by a solder connection with the connection device ( 10 ) connected is.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) of the current measuring module ( 12 ) at the two predefined contact points ( 17 ) indirectly through contact lines with the connection device ( 10 ) connected is.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) of the current measuring module ( 12 ) mechanically attached to the measuring resistor ( 13 ) or the connection device ( 10 ) is provided.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) the acquired measurement data via at least one electrical or optical signal line ( 21 ) to the evaluation or control unit forwards.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) contains at least one integrated circuit.

Connecting device according to one of the preceding Claims, characterized in that the measuring circuit additionally the Temperature recorded as measured value.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) of the current measuring module ( 12 ) a thermally conductive connection to the surface of the measuring resistor ( 13 ) or the connection device ( 10 ) having.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) performs a temperature correction of the detected, temperature-dependent measured values on the basis of the determined temperature.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the size of the measuring resistor ( 13 ) as a calibration value in the measurement circuit ( 16 ) is stored.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) has a non-volatile memory in which data, in particular calibration value, temperature compensation values, historical measured values and / or programs are stored.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring circuit ( 16 ) receives and processes external data, programs or control commands from other devices.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the surface of the connecting device ( 10 ) is provided with tin.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that at least the entire current measuring module ( 12 ) with the measuring resistor ( 13 ) with a plastic jacket ( 22 ), wherein the plastic sheath ( 22 ) the current measuring module ( 12 ) protects against mechanical and other external disturbances, in particular moisture.

Connecting device according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the current measuring module ( 12 ) and the measuring resistor ( 13 ) also the ladder ( 11 ) as well as the signal lines ( 21 ) with a plastic jacket ( 22 ) are wrapped.

Method for measuring electric current in vehicles by means of a connecting device ( 10 ) according to claims 1 to 19.