DE102009034409A1

DE102009034409A1 - Batterieüberwachungssystem

Info

Publication number: DE102009034409A1
Application number: DE102009034409A
Authority: DE
Inventors: Josep Maria Roset Rubió
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2029-07-24
Also published as: DE102009034409B4

Abstract

Geschaffen wird ein Batterieüberwachungssystem (BMS), das zum Einsatz beim Messen von Betriebsbedingungen einer Batterie oder einer anderen Quelle von elektrischem Strom konfiguriert ist. Das Batterieüberwachungssystem kann ein Gehäuse enthalten, das so konfiguriert ist, dass es ein Dämpfelement zwischen einer Nebenschlusseinrichtung und einem Verbindungsarm enthält, um die Wahrscheinlichkeit einzuschränken, dass Schwingungen und andere Kräfte auf das Batterieüberwachungssystem wirken und so elektrische Verbindungen kurzschließen oder anderweitig unterbrechen, die dazu dienen, Strom durch die Nebenschlusseinrichtung zu messen.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der vorläufigen US-Anmeldung mit der Seriennummer 61/135,691, eingereicht am 23. Juli 2008.
Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Batterieüberwachungssysteme des Typs, die mit einem Polkopf verbunden werden können, um Batteriebetriebszustände zu messen.
2. Technischer Hintergrund
Hybrid- und Nicht-Hybrid-Fahrzeuge können mit Energiespeichervorrichtungen, wie beispielsweise Batterien, ausgestattet sein, um das Fahrzeug und andere Vorrichtungen in dem Fahrzeug mit Strom zu versorgen. Ein Polkopfverbinder kann mit einem Polkopf verbunden und so konfiguriert sein, dass er Batterie-Betriebsbedingungen erfasst. Diese Typen von Verbindern können in Kraftfahrzeugen mit Blei- oder anderen Batterien oder ähnlichen Energiespeichervorrichtungen eingesetzt werden, um Batterie-Betriebszustände an einen Verteiler oder eine andere Fahrzeug-Systemsteuereinrichtung zu melden, die die Informationen für eine Reihe von Zwecken nutzen kann.
Auf Fahrzeuge mit Batterien oder anderen ähnlichen Typen passiver Energiespeichervorrichtungen kann während des Betriebs des Fahrzeugs eine Reihe von Kräften wirken. Diese Kräfte können Schwingungen auslösen, die es schwer machen, Stromfluss von der Batterie zu messen, wenn die Schwingungen eine elektrische Verbindung zwischen dem Polkopfverbinder und Elektronik unterbrechen, die dazu dient, Stromfluss durch den Verbinder zu messen. Die Unmöglichkeit, die Batterie-Betriebszustände genau zu messen und zu melden, kann problematisch für die Vorrichtungen sein, die genaue Informationen benötigen, um andere Fahrzeug-Teilsysteme zu steuern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird in den beigefügten Ansprüchen detailliert dargestellt. Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden jedoch unter Bezugnahme auf die folgen de ausführliche Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser ersichtlich, die auch ein bestmögliches Verständnis der vorliegenden Erfindung ermöglicht, wobei:
1–3 ein Batterieüberwachungssystem (battery monitoring system – BMS) gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellen;
4–6 einen Anschluss des Batterieüberwachungssystems gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellen;
7–9 Anbringung einer Nebenschlusseinrichtung (shunt) an dem Anschluss gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellen;
10–12 Anbringung der Nebenschlusseinrichtung an einem Kabel gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellen;
13–15 ein Gehäuse des Batterieüberwachungssystems gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellen;
16–18 eine Leiterplatte des Batterieüberwachungssystems gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellen;
19 ein Vergussmaterial des Batterieüberwachungssystems gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellen; und
20 eine Schnittansicht des Batterieüberwachungssystems gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
1–3 stellen ein Batterieüberwachungssystem 10 gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung dar. Das Batterieüberwachungssystem 10 kann mit einem Polkopf 14 einer Batterie 16 verbunden werden, so beispielsweise einer Blei-Batterie oder einer anderen Energiespeicher-/Ausgabevorrichtung (Kondensator, Brennstoffzelle usw.), die üblicherweise in Fahrzeugen eingesetzt werden, wobei dies jedoch keine Einschränkung darstellt. Das Batterieüberwachungssystem 10 kann durch zusammendrückendes Anziehen eines Anschlusses 20 oder mittels einer anderen geeigneten Verbindung fest mit dem Polkopf 14 verbunden werden. Das Batterieüberwachungssystem 10 kann so kon figuriert oder anderweitig programmiert sein, dass es eine Anzahl von Funktion unterstützt, so beispielsweise Messen/Erfassen von Strom, Spannung und Temperaturen, die bei der Batterie 16 auftreten, wobei dies jedoch keine Einschränkung darstellt.
Der Anschluss 20 kann verzinntes Messing oder ein anderes Material umfassen, das sich dazu eignet, Strom von dem Polkopf 14 zu leiten. Der Anschluss 20 kann zur Anbringung an einen zylindrischen, kegelförmigen oder anders geformten Polkopf 14 ausgeführt sein. 4–6 stellen den Anschluss dar, der gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung durch Druckgießen in eine bestimmte Form gebracht worden ist. Der dargestellte Anschluss 20 enthält zwei Klemmen 24, 26, die bei vertikalem Anziehen eines Schraubsystems 28 zusammengedrückt werden. Eine Fläche (nicht dargestellt) einer Platte 30, die in dem Schraubsystem 28 eingesetzt wird, kann abgeschrägt oder anderweitig so geformt sein, dass sie bewirkt, dass sich die Klemmen 24, 26 bei nach unten gerichtetem Zusammendrücken einer Anordnung aus Mutter 32 und Schraube 34 aufeinander zu bewegen.
Ein Arm 38 erstreckt sich der Seite des Schraubsystems 28 gegenüberliegend, um elektrische Verbindung mit einer Nebenschlusseinrichtung 40 (siehe 7–9) zu ermöglichen. Eine Unterseite des Arms 38 kann bündig mit einer Unterseite des Schraubsystems 28 sein. Ein Absatz 42 (siehe 5) kann enthalten sein, um eine gemeinsame Aufwärtsbewegung des Anschlusses 20 und des Schraubsystems 28 an der Unterseite entlang zu ermöglichen. Der Arm 38 kann eine erste Seite 38' und eine zweite Seite 38'' enthalten, die im Allgemeinen vertikal oder parallel zu dem Polkopf 18 sind. Ein Abschnitt 38 des Arms 38 kann relativ zu dem Rest der zweiten Seite so abgeschrägt sein, dass der Querschnitt sich von dem Abschnitt darunter unterscheidet. Die elektrische Verbindung, die von dem Arm 38 ermöglicht wird, kann genutzt werden, um den Polkopf 14 mit anderen Fahrzeugelementen (nicht dargestellt) zu verbinden.
Das Batterieüberwachungssystem 10 kann eine Netzwerk-Schnittstelle 50 enthalten, um Signale mit einem Netzwerk-Fahrzeugelement (nicht dargestellt) auszutauschen, so beispielsweise mit einer Fahrzeug-Systemsteuereinrichtung, einem Verteiler, einem Bus, einem Netzwerk usw., wobei dies keine Einschränkung darstellt. Die Netzwerk-Schnittstelle 50 kann dazu dienen, eine Anzahl von Signalen zwischen dem Batterieüberwachungssystem und der Fahrzeug-Steuereinrichtung oder einem anderen Netzwerk-Fahrzeugelement auszutauschen, d. h. jedem beliebigen Element, das nicht dazu dient, Strom direkt mit der Batterie 16 auszutauschen. Beispielsweise kann Einweg- oder Zweiweg-Kommunikation mit dem Batterieüberwachungssystem 10 eingerichtet werden, um eine Reihe von Funktionen zu ermöglichen, so beispielsweise Funktionen, die mit dem Erfassen und Messen von Strom, Spannung, Temperatur und anderen Betriebsparametern der Batterie zusammenhängen, wobei dies jedoch keine Einschränkung darstellt.
7–9 stellen die Anbringung der Nebenschlusseinrichtung 40 an dem Anschluss 20 gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung dar. Die Nebenschlusseinrichtung 40 kann jedes beliebige Material umfassen, das Eigenschaften hat, die ausreichen, um elektrische Verbindung zwischen dem Anschluss 20 und dem Draht 46 zu ermöglichen. Die Nebenschlusseinrichtung 40 ist als ein Bimetallobjekt mit Kupferlegierungsabschnitten 54, 56 und einem Widerstands-Kupferlegierungsabschnitt 58, wie beispielsweise Manganin, dargestellt, wobei dies jedoch keine Einschränkung darstellt. Die Kupferabschnitte 54, 56 entsprechen den Enden der Nebenschlusseinrichtung 40, und der Widerstands-Kupferlegierungsabschnitt 58 kann dazwischen so angeordnet sein, dass Strom in Abhängigkeit davon, ob die Batterie 16 lädt oder entlädt, in einer Richtung von einem Kupferabschnitt über den Widerstands-Kupferlegierungsabschnitt und schließlich über den anderen Kupferabschnitt fließen muss.
Der Widerstands-Kupferlegierungsabschnitt 58 kann als ein Messelement eingesetzt werden, das sich zum Leiten hoher Ströme eignet. Die anderen Kupferlegierungsabschnitte 54, 56 können an einander gegenüberliegenden Seiten des Messabschnitts 58 positioniert sein. Die Nebenschlusseinrichtung 40 kann eine erste Seite 40' und eine zweite Seite 40'' haben. Die erste Seite 40' kann der zweiten Seite 38'' des Arms 38 zugewandt sein. Ein Querschnitt der Nebenschlusseinrichtung 40, der dem Messabschnitt 58 entspricht, kann kleiner sein als der der Nicht-Messabschnitte 54, 56, um eine geringfügige Vertiefung an der ersten Seite 40' relativ zu einer Ebene (nicht dargestellt) zu bilden, die der entsprechenden ersten Seite 40' der Nicht-Messabschnitte 54, 56 entspricht.
Wenn verschiedene Materialien eingesetzt werden, können die Form oder andere geometrische Eigenschaften der Nebenschlusseinrichtung 40 so angepasst werden, dass ein geeigneter Messbezug mit oder ohne den Manganin-Abschnitt 58 geschaffen wird. Die bekannten Widerstandseigenschaften der Widerstands-Kupferlegierung 58 können in Zusammenhang mit dem Spannungsabfall ersetzt werden, um Stromfluss durch die Nebenflusseinrichtung 40 zu bestimmen. Damit ist die vorliegende Erfindung in der Lage, Spannung und Strom zu erfassen, die mit der Batterie 16 zusammenhängen. Der bekannte Widerstandswert des Widerstands-Kupferlegierungsabschnitts 58 kann bei der Gewährleistung von Genauigkeit und Konsistenz der Stromberechnungen hilfreich sein. Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Nebenschlusseinrichtung 40 mit dem Widerstands-Kupferlegierungsabschnitt beschränkt und sieht in vollem Umfang den Einsatz einer beliebigen Anzahl anderer geeigneter Materialien vor, einschließlich der Herstellung der Nebenschlusseinrichtung aus einem einzelnen Material/Zusammensetzung, d. h. ohne die Bimetallzusammensetzung.
Eine elektrische Verbindung kann, wie in 10–12 gezeigt, zwischen einem ersten Ende der Nebenschlusseinrichtung 40 und einem Kabel, Draht oder anderem Element 46 hergestellt werden, das sich zum Leiten von Elektrizität zu einem anderen Element in dem Fahrzeug einigt, so beispielsweise zu einem Fahrzeugchassis (nicht dargestellt), einem Erdungselement usw., ohne dass dies eine Einschränkung darstellt. Der Fahrzeugverbinder 46 kann sich für den Einsatz beim Leiten von Energie zwischen der Batterie 16 und einem Fahrzeugelement eignen. Das Kabel 46 kann einen äußeren isolierten Abschnitt enthalten, der Kupfer oder ein anderes geeignetes elektrisch leitendes Material umschließt. Die Nebenschlusseinrichtung 40 kann an einem zweiten Ende beispielsweise mittels Schweißen, Löten oder einem anderen Befestigungsverfahren mit dem Anschluss 20 und an dem anderen, ersten Ende mit Strängen von Drähten 62 verbunden werden, die in einem isolierenden Abschnitt des Kabels 46 eingeschlossen sind.
Eine Lötmaschine oder ein anderes Schweißelement kann so konfiguriert sein, dass es die Drähte 62 von ihrer Kreisform in dem Kabel 46 ausgehend auf eine flachere Form zusammendrückt, die sich besser zum Befestigen an der Nebenschlusseinrichtung 40 eignet. Nach Befestigen der Drähte 62 an der Nebenschlusseinrichtung 40 oder in dem gleichen Vorgang des Zusammensetzens kann ein isolierendes Material 46 über den Verbindungsbereich 62 wärmegeschrumpft werden. Beispielsweise kann ein Schrumpffolienmaterial um die Nebenschlusseinrichtung 40 herum aufgebracht werden und durch Erhitzen enganliegend zusammengedrückt werden. Die Folie 64 kann Isolierung des leitenden Abschnitts des Fahrzeugverbinders und/oder zusätzliche Isolierung bewirken, um einen Zwischenraum zwischen der Nebenschlusseinrichtung 40 und dem Beginn der Kabelisolierung abzudecken.
Die Verbindung der Nebenschlusseinrichtung 40 mit dem Anschluss 20 kann besonders anfällig für Schwingungen und andere Kräfte sein, die bei Fahrzeugfunktionen auftreten. Die Nebenschlusseinrichtung 40 kann beispielsweise an dem Draht 46 angelötet sein, um eine sichere mechanische Verbindung zu gewährleisten, jedoch kann diese Verbindung auch zulassen, dass Schwingungen oder andere Kräfte, die mit dem Fahrzeugchassis oder anderen Fahrzeugelementen zusammenhängen, über den Draht 46 bis zu der Verbindung zwischen der Nebenschlusseinrichtung 40 und dem Draht 46 gelangen. Die Empfindlichkeit des Batterieüberwachungssystems 10 für diese und andere Schwingungen kann problematisch für die elektronische Elemente, Verbindungen und andere Strukturen des Verbinders werden, die dazu dienen, die verschiedenen Funktionen zu erfüllen, die mit dem Bestimmen von Batteriestrom, -spannung, -temperaturen usw. zusammenhängen.
13–15 stellen ein Gehäuse 70 dar, das gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung so ausgeführt ist, dass die Wahrscheinlich eingeschränkt wird, dass Schwingungen die Messung von Stromfluss durch die Nebenschlusseinrichtung 40 stören. Das Gehäuse 70 kann um die Nebenschlusseinrichtung 40 und eine Leiterplatte 74 (siehe 16) herum enthalten sein, die dazu dient, Batteriefunktionen zu bewerten. Das Gehäuse 70 kann ein nicht leitendes Material umfassen, das so ausgeführt ist, dass es die erste Seite 38' des Anschlusses 20 und die zweite Seite 40'' der Nebenschlusseinrichtung 40 abdeckt. Das Gehäuse 70 kann dazu dienen, den Nebenschluss 40 und den Anschlussadapter 20 elektrisch zu isolieren.
Das Gehäuse 70 kann jedes beliebige geeignete elektrisch isolierende oder nicht leitende Material umfassen. Das Gehäuse 70 kann um den Anschluss 20 und Nebenschlusseinrichtung 40 herum geformt werden, nachdem die Nebenschlusseinrichtung 40 angebracht ist. Anschlussstifte 80, 82 können mit dem Gehäuse 70 umspritzt werden, um elektrische Verbindung der Netzwerk-Schnittstelle 50 mit der Leiterplatte 74 zu ermöglichen.
Öffnungen können in dem Gehäuse 70 enthalten sein, um die Anbringung von Anschlusszungen 86, 88, 90 zu ermöglichen. Die Zungen 86, 88, 90 können an der Nebenschlusseinrichtung 40 angeschweißt oder anderweitig elektrisch befestigt werden. Die Zungen 86, 88, 90 können eine Schulter oder einen anderen Absatz enthalten, um die Verschiebung von Elementen zu ermöglichen, die auf die Zungen 86, 88, 90 aufgesetzt werden, beispielsweise Leiterplatte 74. Die Zungen 86, 88, 90 können Grundflächen enthalten, die sich über einen Abschnitt der Kupferabschnitte 54, 56 der Nebenschlusseinrichtung 40 erstrecken, um Messung des Spannungsgefälles über den Widerstandsabschnitt 58 zu ermöglichen. Die Stifte 86, 88, 90 können innerhalb der Grenzen des Kupferlegierungsabschnitts 58 oder nahe an seiner Außenseite enthalten sein, um die Messung des Spannungsgefälles dazwischen zu ermöglichen.
Die Anschlusszungen 86, 88, 90 sind im rechten Winkel dargestellt, die vorliegende Erfindung sieht jedoch in vollem Umfang vor, dass die Anschlüsse andere Formen haben, so beispielsweise den S-förmigen Abschnitt, wobei dies jedoch keine Einschränkung darstellt. Die Anschlusszungen 86, 88, 90 können auf die oben beschriebene Weise und/oder als nachgiebige Stifte ausgebildet sein. Die Ausführung als nachgiebiger Stift kann auf einer Presspassung zwischen der Nebenschlusseinrichtung und der Leiterplatte 74 basieren, um eine elektrische Verbindung zum Einsatz bei der Beurteilung von Batteriefunktionen herzustellen. Die nachgiebigen Stifte können auch so ausgeführt sein, dass sie eine elektrische Verbindung ohne die durch die Presspassung erzeugte mechanische Verbindung gewährleisten.
Die illustrierte Anordnung enthält eine Zunge 86 an einer Seite des Manganin 58 und zwei Zungen 88, 90 an der anderen Seite. Die vertikal ausgerichteten Zungen 86, 88 können elektrisch mit einer Spannungsmesseinrichtung an der Leiterplatte 74 verbunden sein. Die Einrichtung kann das Spannungsgefälle messen, um den Stromfluss zu beurteilen. Der andere Stift 90 kann ein Erdungsstift sein. Der Erdungsstift 90 kann dazu dienen, eine elektrische Erdung für die Leiterplatte zu dem negativen Batteriepol zu schaffen. Der Erdungsstift ist so dargestellt, dass er den vertikal ausgerichteten Stiften nachgelagert angeordnet ist. Die Reihenfolge dieser Stifte 86, 88, 90 kann so geändert werden, dass die Erde 90 den Spannungsmessstiften 86, 88 vorgelagert angeordnet ist, um den Erdungsstift 90 enger mit dem Batteriepol 14 zu verbinden.
Wenn sich zwei Stifte 88, 90 an der gleichen, negativen Seite des Manganin 58 befinden, kann dies dazu beitragen, den Einfluss von Rauschen und anderen Störungen auf die Messungen des Spannungsgefälles einzuschränken. Die verschiedenen Komponenten, die in der Leiterplatte 74 enthalten sind, wie beispielsweise eine Stromüberwachungseinrichtung (nicht dargestellt), können Rauschen und andere Störungen erzeugen. Die Übertragung dieser Störungen auf die Spannungsmesselemente kann durch die direkte Verbindung mit der negativen Seite der Nebenschlusseinrichtung 40 begrenzt werden. Dadurch kann die Spannungsmesseinrichtung Spannungsgefälle zwischen zwei Anschlüssen 86, 88 erfassen, die nicht direkt mit anderen rauscherzeugenden Elementen der Leiterplatte 74 verbunden sind.
Die Leiterplatte 74 kann, wie in 16–17 gezeigt, fünf Öffnungen enthalten, die den oben beschriebenen fünf Stiften entsprechen. Die Leiterplatte 74 kann durch Punktschweißen/Löten mit jedem der Stifte 80, 82, 86, 88, 90 verbunden sein. Die Leiterplatte 74 kann eine beliebige Anzahl von Sensoren und Schaltungen zum Durchführen jeder beliebigen Anzahl logischer Funktionen enthalten, die mit der Bestimmung von Funktionszuständen der Batterie 16 oder anderen Vorgängen zusammenhängen, die mit dem Verbinder und seiner Funktion und Leistung zusammenhängen oder darauf basieren. Die Leiterplatte 74 kann beispielsweise einen Temperatursensor (nicht dargestellt) zum Erfassen von Verbindertemperatur und/oder Batterietemperatur enthalten.
Der Temperatursensor kann dazu dienen, die Batterietemperatur als eine Funktion der Temperatur des Anschlussadapters 20 zu erfassen. Dies kann Einsetzen eines Thermoelementes oder eines anderen Elementes zwischen den Anschlussadapter 20 und die Leiterplatte 74 einschließen, um die Temperaturerfassung zu ermöglichen. Ein Element mit negativem oder positivem Temperaturkoeffizienten kann nahe an dem Thermoelement vorhanden sein, um Erfassung der Temperatur zu ermöglichen. Ein nicht einschränkender Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht Anbringung des Temperaturerfassungselementes an oder nahe an dem Erdungsstift 90 vor.
Statt die Leiterplatte 74 direkt an dem Anschluss anzulöten, um Temperaturen des Anschlusses zu erfassen, kann die Temperaturerfassungskomponente der Leiterplatte an oder nahe an dem Erdungsstift 90 angelötet werden. Temperaturänderungen der Batterie 16, die über den Anschluss 20 übertragen werden, können über die Verbindung des Erdungsstiftes 90 mit der Nebenschlusseinrichtung 40 und der Verbindung der Nebenschlusseinrichtung 40 mit dem Anschlussadapter 20 auch ausreichend in diesem reflektiert werden. Natürlich kann auch Anlöten oder eine andere direkte Verbindung zwischen dem Anschluss 20 und der Leiterplatte 74 oder Leiterplatten-Komponenten eingesetzt werden. Das Thermoelement am Erdungsstift kann jedoch insofern vorteilhaft sein, als die Löttemperaturen geringer sein können, da, um es an dem Erdungsstift anzulöten, weniger Wärme als beim direkten Anlöten an dem Anschluss erforderlich ist.
Die Leiterplatte 74 ist zu veranschaulichenden Zwecken dargestellt und ohne dass dadurch der Schutzumfang und die Möglichkeiten der vorliegenden Erfindung eingeschränkt werden sollen. Die vorliegende Erfindung sieht in vollem Umfang den Einsatz jedes beliebigen Typs von logisch funktionierendem Verarbeitungselement vor, so beispielsweise eine diskrete oder integrierte Schaltung, die Eigenschaften aufweist, die ausreichen, um Batterie-Betriebsbedingungen zu bestimmen, wobei sie auf einer Leiterplatte vorhanden sein kann oder nicht, und wobei dies keine Einschränkung darstellt. Die Leiterplatte 74 kann zwischen die Seiten des Gehäuses 70 zur elektrischen Verbindung mit den Zungen 86, 88, 90 der Nebenschlusseinrichtung und den Anschlussstiften 80, 82 passen. Die Leiterplatte 74 kann auf den Schultern der Zungen 80, 82, 86, 88, 90 so aufliegen, dass sich ein Abschnitt der Zungen durch eine Oberseite der Leiterplatte 74 hindurch erstreckt.
Ein nicht leitendes Harz 94 kann, wie in 18–19 gezeigt, oberhalb der Leiterplatte 74 und innerhalb der Seitenwände des Gehäuse 70 eingefüllt werden, um die Leiterplatte 74 gegen Schwingungen und elektrisch zu isolieren und sie wasserdicht zu machen. Das Harz 94 kann insofern vorteilhaft sein, als es den Schutz des Systems gegenüber Verunreinigungen, Wasser, Staub usw. verbessert und/oder Kapselung oder andere Bauteilgestaltung ermöglicht. Das Harz kann jedes beliebige geeignete Material umfassen und kann dazu dienen, die Verbinderstrukturen in einer wasserdichten Form einzuschließen.
20 zeigt eine Schnittansicht des Batterieüberwachungssystems 10 gemäß einem nicht einschränkenden Aspekt der vorliegenden Erfindung. In dieser Ansicht ist der Erdungsstift 90 so dargestellt, dass er sich an dem Manganinabschnitt 58 der positiven Seite befindet. Vorzugsweise kann der Stift 90 an der anderen, der negativen Seite vorhanden sein. Diese Ansicht stellt einen isolierenden Abschnitt 98 des Gehäuses 70 dar, der in einen Zwischenraum zwischen dem abgeschrägten Abschnitt der zweiten Seite 38'' des Arms 38 und dem Messabschnitt 58 an der ersten Seite 40' der Nebenschlusseinrichtung 41 spritzgegossen wird. Der isolierende Abschnitt 98 kann die Fläche des Messabschnitts 58 abdecken, die der zweiten Seite 38'' des Arms 38 zugewandt ist. Der Isolierabschnitt kann sich bis zu einem verschweißten Abschnitt 100 erstrecken, der dazu dient, die zweite Seite 38'' des Arms 38 mit der ersten Seite 40' der Nebenschlusseinrichtung 40 elektrisch zu verbinden.
Der isolierende Abschnitt 98 kann dazu beitragen, Kurzschluss der Spannungsmessung über den Manganinabschnitt 58 zu verhindern, wenn der Draht 46 bewirken sollte, dass sich die Nebenschlusseinrichtung 40 nach hinten biegt. Der abgeschrägte Abschnitt 39 des Arms 98 kann so abgeschrägt sein, dass Fluss des Formmaterials in den Zwischenraum zwischen dem Arm 38 und der Nebenschlusseinrichtung 40 ermöglicht wird. Der isolierende Abschnitt 98 des Gehäuses, der in dem Zwischenraum ausgebildet ist, kann auch dazu beitragen, die Wirkung von Schwingung und anderen Kräften zwischen der Nebenschlusseinrichtung 40 und dem Anschluss 20 einzuschränken. Der isolierende Abschnitt kann als Dämpfer und/oder Kraft-Verbindungsglied dienen, das dazu beiträgt, Kräfte an dem Kabel 46 auf den Arm 38 und von der Lot-/Schweißverbindung weg zu übertragen, die zwischen dem Arm 38 und der Nebenschlusseinrichtung 40 vorhanden ist.
Die oben in allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschriebene Nebenschlusseinrichtung 40 ist so dargestellt, dass sie eine relativ kleine Nebenschlusseinrichtung ist. Die vorliegende Erfindung sieht in vollem Umfang den Einsatz jedes beliebigen Typs von Nebenschlusseinrichtung vor, die jede beliebige Art Form hat, einschließlich einer Nebenschlusseinrichtung mit einer zylindrischen Form. Die vorliegende Erfindung sieht in vollem Umfang jede beliebige Anzahl von Verbindungsverfahren zum Herstellen elektrischer Verbindung der Anschlüsse und der Leiterplatte mit der Nebenschlusseinrichtung und den Einsatz jeden beliebigen Typs von Verbinder oder Lötverfahren vor, um Verbindung mit einer zylindrischen, planen oder anders geformten Nebenschlusseinrichtung herzustellen.
Detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden, wie erforderlich, offenbart, es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen alternativen Formen ausgeführt werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind hier offenbarte spezifische strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als veranschaulichende Basis für die Patentansprüche und/oder als veranschaulichende Basis, anhand derer dem Fachmann vermittelt wird, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise eingesetzt werden kann. Die Merkmale verschiedener Ausführungsformen können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu schaffen.
Obwohl Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Vielmehr sind die in der Patentbeschreibung verwendeten Formulierungen beschreibende und keine beschränkenden Formulierungen, und es versteht sich, dass verschiedene Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Batterieüberwachungssystem (BMS) zum Einsatz beim Bestimmen einer Menge an Strom, die von einer Batterie gezogen wird, um eine Last in einem Fahrzeug mit Strom zu versorgen, wobei das Batterieüberwachungssystem umfasst: einen Anschluss mit einem Verbindungselement und einem Arm, wobei das Verbindungselement mit einem Polkopf der Batterie gekoppelt ist und der Arm eine erste sowie eine zweite Seite hat, die im Allgemeinen parallel zu dem Polkopf sind; eine Nebenschlusseinrichtung mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende an einem Kabel angelötet ist, das mit der Last verbunden ist, und das zweite Ende eine erste sowie eine zweite Seite hat, die erste Seite des zweiten Endes an einem verschweißten Abschnitt der zweiten Seite des Arms angeschweißt ist und die erste sowie die zweite Seite des zweiten Endes im Allgemeinen parallel zu der ersten und der zweiten Seite des Arms sind; ein Gehäuse, das aus einem nicht leitenden Material besteht, wobei das Gehäuse so geformt ist, dass das nicht leitende Material wenigstens einen Teil der ersten Seite des Arms und wenigstens einen Teil der zweiten Seite des zweiten Endes abdeckt, und das Gehäuse des Weiteren so geformt ist, dass ein isolierender Abschnitt des nicht leitenden Materials einen Zwischenraum zwischen der zweiten Seite des Arms und der ersten Seite des zweiten Endes nahe an dem verschweißten Abschnitt der zweiten Seite des Arms ausfüllt; und eine Stromüberwachungseinrichtung in dem Gehäuse, wobei die Stromüberwachungseinrichtung so konfiguriert ist, dass sie die Menge an Strom, die von der Batterie gezogen wird, als eine Funktion eines Spannungsgefälles über einen Messabschnitt der Nebenschlusseinrichtung bestimmt.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei der isolierende Abschnitt einen gesamten Abschnitt des Messabschnitts, der der zweiten Seite des Arms zugewandt ist, mit dem nicht leitenden Material abdeckt.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei das zweite Ende der Nebenschlusseinrichtung eine im Wesentlichen einheitliche Querschnittsabmessung mit Ausnahme des Messabschnitts hat, an dem die Querschnittsabmessung verringert ist, um eine Vertiefung relativ zu einer Ebene zu bilden, die durch die erste Seite des zweiten Endes definiert wird.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 3, wobei der isolierende Abschnitt die gesamte Vertiefung mit dem nicht leitenden Material ausfüllt.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei der Arm eine im Wesentlichen einheitliche Querschnittsabmessung mit Ausnahme einer Position oberhalb des verschweißten Abschnitts hat, an der die Querschnittsabmessung abgeschrägt ist, um wenigstens einen Teil des Zwischenraums zu bilden.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei der Messabschnitt der Nebenschlusseinrichtung aus einem Material besteht, das sich vom Rest der Nebenschlusseinrichtung unterscheidet.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 1, das des Weiteren einen ersten und einen zweiten Nebenschlusseinrichtungs-Stift aufweist, die nahe an einander gegenüberliegenden Seiten des Messabschnitts angeschweißt sind, wobei die Stromüberwachungseinrichtung das Spannungsgefälle über den ersten und den zweiten Nebenschlusseinrichtungs-Stift misst.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 7, das des Weiteren einen dritten Stift umfasst, der an einer der einander gegenüberliegenden Seiten des Messabschnitts angeschweißt ist, wobei der dritte Stift die Stromüberwachungseinrichtung zu einer Seite des Messabschnitts erdet.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 8, das des Weiteren eine Leiterplatte umfasst, die an der Stromüberwachungseinrichtung angebracht ist, wobei die Leiterplatte zu dem dritten Stift geerdet ist.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 7, das des Weiteren eine Temperaturmesseinrichtung umfasst, die mit dem dritten Stift verbunden ist, wobei die Temperaturmesseinrichtung so konfiguriert ist, dass sie eine Temperatur der Nebenschlusseinrichtung misst.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement ein Paar Klemmen enthält, die so konfiguriert sind, dass sie zusammendrückend um den Polkopf herum angezogen werden.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 10, wobei sich das Verbindungselement an einer dem Arm gegenüberliegenden Seite befindet.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse ungefähr 23,5 mm hoch ist und eine Außenkante bei ungefähr 45 mm, gemessen von einer Mitte des Polkopfes in einer Richtung entlang des Arms, hat.
Batterieüberwachungssystem (BMS), das umfasst: einen Anschluss mit einem Verbindungselement und einem Arm, wobei das Verbindungselement mit einer Batterie gekoppelt ist und sich der Arm von dem Verbindungselement weg erstreckt; eine Nebenschlusseinrichtung, mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende mit einer Last verbunden ist und das zweite Ende an dem Arm angebracht ist, die Nebenschlusseinrichtung aus einem ersten Material und einem zweiten Material besteht, wobei das erste Material an einer ersten und einer zweiten Seite des zweiten Materials angeordnet ist, die einander gegenüberliegen, und der Arm nur an dem ersten Material an der zweiten Seite angebracht ist; ein Gehäuse, das so geformt ist, dass ein Zwischenraum zwischen dem Arm und dem zweiten Material mit einem nicht leitenden Material ausgefüllt ist; und eine Stromüberwachungseinrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Stromfluss zwischen der Batterie und der Last als eine Funktion eines Spannungsgefälles über das zweite Material bestimmt.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 13, das des Weiteren umfasst, dass eine Querschnittsabmessung der Nebenschlusseinrichtung, die dem zweiten Material entspricht, kleiner ist als eine Querschnittsabmessung der Nebenschlusseinrichtung, die dem ersten Material entspricht.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 14, wobei sich das nicht leitende Material über eine gesamte Seite des zweiten Materials erstreckt, die dem Arm zugewandt ist.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 13, das des Weiteren einen ersten und einen zweiten Nebenschlusseinrichtungs-Stift umfasst, die nahe an einander gegenüberliegenden Seiten des zweiten Materials verbunden sind, wobei die Stromüberwa chungseinrichtung das Spannungsgefälle über den ersten und den zweiten Nebeneinrichtungs-Stift misst.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 17, das des Weiteren einen dritten Stift umfasst, der mit der Nebenschlusseinrichtung verbunden ist, wobei der dritte Stift die Stromüberwachungseinrichtung zu der Nebenschlusseinrichtung elektrisch erdet.
Batterieüberwachungssystem nach Anspruch 17, das des Weiteren einen dritten Stift, der mit der Nebenschlusseinrichtung verbunden ist, sowie eine Temperaturmesseinrichtung umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie eine Temperatur des dritten Stiftes misst.
Batterieüberwachungssystem (BMS) zum Einsatz beim Bestimmen einer Menge an Strom, die von einer Batterie gezogen wird, um eine Last innerhalb eines Fahrzeugs mit Strom zu versorgen, wobei das Batterieüberwachungssystem umfasst: einen Anschluss mit einem Verbindungselement und einem Arm, wobei das Verbindungselement mit einem Polkopf der Batterie gekoppelt ist und der Arm eine erste und eine zweite Seite hat; eine Nebenschlusseinrichtung, die ein erstes Ende und ein zweites Ende hat, wobei das erste Ende mit einem Kabel verbunden ist, das mit der Last verbunden ist, und das erste Ende eine erste sowie eine zweite Seite hat, und die erste Seite des zweiten Endes mit einem verbundenen Abschnitt der zweiten Seite des Arms verbunden ist; ein Gehäuse, das aus einem nicht leitenden Material besteht und so geformt ist, dass ein isolierender Abschnitt aus nicht leitendem Material einen Zwischenraum zwischen der zweiten Seite des Arms und der ersten Seite des zweiten Endes nahe an dem verbundenen Abschnitt der zweiten Seite des Arms ausfüllt; einen ersten, zweiten und dritten Stift, die mit der Nebenschlusseinrichtung verbunden sind; und eine Stromüberwachungseinrichtung in dem Gehäuse, wobei die Stromüberwachungseinrichtung so konfiguriert ist, dass sie die Menge an Strom, die von der Batterie gezogen wird, als eine Funktion eines Spannungsgefälles zwischen dem ersten und dem zweiten Stift bestimmt, und die Stromüberwachungseinrichtung zu dem dritten Stift geerdet ist, um eine Erdverbindung zu erzeugen.