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Dokumentenidentifikation DE102004037874B4 04.09.2008
Titel Batteriesensoranordnung
Anmelder Continental Automotive GmbH, 30165 Hannover, DE
Erfinder Hirthammer, Armin, 93059 Regensburg, DE;
Schramme, Martin, Dr., 93049 Regensburg, DE
DE-Anmeldedatum 04.08.2004
DE-Aktenzeichen 102004037874
Offenlegungstag 23.02.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 04.09.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.09.2008
IPC-Hauptklasse H01M 10/48(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Batteriesensoranordnung, die in einer Polnische einer Batterie, insbesondere einer Kraftfahrzeugbatterie, integrierbar ist.

Die Batteriesensoranordnung dient dazu, den Zustand der Batterie zu erfassen und beispielsweise an einen Boardrechner im Fahrzeug zu liefern, der die erfassten Daten auswertet und nach Bedarf dem Fahrer des Fahrzeugs Information über den Batteriezustand zukommen lässt. Der Batteriesensor ist dazu zwischen der Batteriepolklemme und der Masseleitung in elektrisch leitender Verbindung angebracht.

Eine Einheit, bei der eine Polklemme, eine Masseleitung sowie ein Batteriesensor mit einer Messstrecke eine bauliche Gruppe bilden, ist in der DE 199 61 311 A1 offenbart. Der Batteriesensor und die Befestigungsvorrichtung sind zu einer integrierten Baueinheit zusammengefasst, die an den Batteriepol angeschlossen wird.

Bei der Anordnung der genannten Komponenten in der Batteriepolnische ist es wesentlich, dass auf das Massekabel bzw. die Batteriepolklemme einwirkende Kräfte sicher aufgenommen werden und es verhindert wird, dass durch das Anziehen der Batteriepolklemme entstehende Kräfte oder auf die Masseleitung wirkende Zugkräfte die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Batteriesensor und der Masseleitung oder die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Batteriesensor und der Polklemme beschädigen.

Dazu können Verdrehsicherungen für die Batteriepolklemme vorgesehen werden. Beispielsweise wird ein Anschlag für die Batteriepolklemme derart vorgesehen, dass diese sich beim Anziehen nicht verdreht. Durch eine derartige Konfiguration wird jedoch nicht verhindert, dass auf die Masseleitung wirkende Zugkräfte zu einer Beschädigung der Verbindung zwischen Masseleitung und Messwiderstand des Batteriesensors führen können.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Batteriesensoranordnung vorzusehen, mit welcher die auf die Masseleitung von außen einwirkenden Kräfte ohne Beschädigung der elektrischen Verbindungen absorbiert werden können.

Diese Aufgabe wird mit einer Batteriesensoranordnung mit dem Merkmal des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die elektrisch leitende Verbindung zwischen einerseits dem Batteriesensor und der Batteriepolklemme und andererseits dem Batteriesensor und der Masseleitung von der mechanischen, kräfteaufnehmenden Verbindung zwischen diesen Bauteilen zu trennen und zu entkoppeln. Dadurch kann die elektrisch leitende Verbindung unabhängig von der mechanischen, kräfteaufnehmenden Verbindung derart gestaltet werden, dass sie ihre elektrische Leitfunktion möglichst gut erfüllt, d. h. sie kann im Hinblick auf die elektrische Leitfähigkeit optimiert werden. Andererseits können die Kräfte von beispielsweise der Masseleitung oder anderen Bauteilen aufgenommen werden, ehe sie eine Last auf die elektrisch leitende Verbindung aufbringen und diese beeinträchtigen könnten. Dadurch wird die elektrisch leitende Verbindung stabiler.

Insbesondere bedeutet die Entkopplung, dass aufgrund der Aufnahme der Kräfte durch die mechanische Verbindung zwischen den Bauteilen, die getrennt von der elektrisch leitenden Verbindung vorgesehen ist, im Wesentlichen keine Kräfte in die elektrisch leitende Verbindung eingeleitet werden.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben, in denen:

1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Batteriesensoranordnung ist, die in eine schematisch dargestellte Polnische einer Kraftfahrzeugbatterie eingebracht ist;

2 eine Seitenansicht der in 1 verwendeten Polklemme ist;

3 eine Draufsicht auf die in 1 verwendete Polklemme ist.

Die Batteriesensoranordnung 10, die in 1 in ihrem Einbauzustand in der Polnische 8 in einer Kraftfahrzeugbatterie 6 dargestellt ist, enthält eine Polklemme 12, die als zangenartiges Bauteil ausgeführt ist, das um einen Batteriepol 7 des Kraftfahrzeugs geklemmt werden kann. Die Polklemme 12 weist eine Verbindung, insbesondere eine elektrisch leitende Verbindung, zu einem Batteriesensor 14 auf, der eine nicht speziell dargestellte Messstrecke besitzt. Der Batteriesensor 14 ist ferner mit einem Sensorgehäuse 16 verbunden, das als flaches, plattenförmiges Bauteil gestaltet ist. Dieses Sensorgehäuse 16 stützt den Batteriesensor ab und weist zudem einen Steckeranschluss 18 auf, mit Hilfe dessen ein Anschluss zu einer Auswerteeinheit (nicht dargestellt) geschaffen wird.

Das zweite Ende der Messstrecke am Messsensor 14 ist mit dem Kabelschuh einer Masseleitung 20 verbunden. Diese Verbindung ist ebenfalls elektrisch leitfähig ausgeführt.

Als elektrisch leitfähige Verbindungen können gemäß der Erfindung insbesondere stoffschlüssige Verbindungen, beispielsweise Schweißverbindungen oder Lötverbindungen (Hartlöten) verwendet werden, welche gute elektrische Leitcharakteristika aufweisen.

Die Anordnung 10 weist ferner eine zusätzliche, von den elektrischen Verbindungen zwischen Masseleitung und Batteriesensor bzw. Polklemme und Batteriesensor getrennte, mechanische Verbindung 22 zwischen der Masseleitung 20 und der Polklemme 12 auf. Diese mechanische Verbindung 22 ist insbesondere als formschlüssige Verbindung gestaltet, welche die auf die Masseleitung 20 von außen einwirkenden Kräfte, beispielsweise Zugkräfte, absorbieren kann, so dass diese nicht an das Teilstück zwischen der mechanischen Verbindung 22 und der elektrisch leitenden, beispielsweise stoffschlüssigen, Verbindung zwischen dem Messsensor 14 und der Masseleitung 20 übertragen bzw. weitergegeben werden. Dadurch bleibt die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Messstrecke des Batteriesensors 14 und der Masseleitung geschützt vor von außen einwirkenden Zug-, Druck- oder Drehkräften.

Die mechanische Verbindung 22 weist zwei isolierende Platten 24, 24 auf, von denen eine auf der Seite der Polklemme 12, parallel zu einer Stützfläche der Polklemme, und die andere auf der der Polklemme abgewandten Seite der Masseleitung 20 angebracht ist. Zumindest die der Polklemme 12 zugewandte isolierende Platte 24 besitzt ein formschlüssiges Haltemittel, z. B. in Richtung auf die Polklemme 12 vorspringende Zapfen, welche in entsprechende Ausnehmungen 26 in einer Anschlagfläche 28 der Polklemme 12 eingreifen. Die isolierenden Platten 24, 24 sind vorzugsweise fest mit der Masseleitung 20 bzw. dem Kabelschuh der Masseleitung 20 verbunden, indem sie beispielsweise einstückig mit diesem ausgebildet sind, angeschweißt oder angeklebt sind.

In 2 und 3 ist die Gestaltung der Polklemme 12 genauer erkennbar.

In der Anschlagfläche 28 der Polklemme 12 ist zusätzlich eine Bohrung 30 vorgesehen, die ein Innengewinde enthält und in die eine Schraube 32 eingeschraubt werden kann, die die Masseleitung 20 an der Anschlagfläche 28 der Polklemme 12 in axialer Richtung sichert. Durch die Kombination aus den in die Bohrungen 26 eingreifenden Zapfen sowie der Schrauben/Gewindeverbindung 30, 32 wird somit eine formschlüssige, mechanische Verbindung zwischen der Masseleitung 20 und der Polklemme 12 hergestellt, wobei eine elektrische Leitung über diese Verbindung nicht vorgesehen ist. Diese mechanische Verbindung nimmt auf die Masseleitung einwirkende Kräfte auf und gibt sie somit nicht an die stoffschlüssige, elektrisch leitende Verbindung weiter.

Zusätzlich oder als Alternative zur Abstützung der Masseleitung über plattenförmige, isolierende Bauteile an der Polklemme 12 kann auch eine Rippe 34 vorgesehen werden, welche für eine mechanische, formschlüssige Verbindung zwischen Masseleitung 20 und Polklemme 12 sorgt.

Um die Anordnung 10 insgesamt, beispielsweise beim Befestigen an dem Batteriepol 7, gegen Verdrehen zu schützen, weist die Polklemme 12 vorzugsweise einen Polnischenanschlag 36 auf, der ein Verdrehen dadurch begrenzt, dass die Batteriepolklemme 12 gegen eine Wand der Polnische 8 der Batterie anschlägt. Außerdem ist das Sensorgehäuse 16 vorzugsweise ebenfalls derart gestaltet, dass es keine oder nur eine minimale Verdrehung der Anordnung als Ganzes innerhalb der Polnische 8 erlaubt, indem beispielsweise sich das Sensorgehäuse 16 als flaches Bauteil entlang im Wesentlichen der gesamten Länge einer Wand der Batteriepolnische erstreckt, so dass nach einer geringen Auslenkung das Sensorgehäuse 16 ebenfalls an der Wand der Batteriepolnische 8 anschlägt und somit eine weitere Verdrehung verhindert.


Anspruch[de]
Batteriesensoranordnung (10) zur Aufnahme in eine Polnische (8) einer Batterie (6), enthaltend eine Batteriepolklemme (12), einen Batteriesensor (14) mit einer Messstrecke und eine Masseleitung (20), wobei die Batteriepolklemme (12) mit der Messstrecke und die Masseleitung mit der Messstrecke jeweils elektrisch leitend verbunden sind und wobei eine zusätzliche mechanische Verbindung (22) zwischen der Batteriepolklemme (12) und der Masseleitung (20) vorgesehen ist, welche auf die Masseleitung (20) einwirkende Kräfte aufnimmt. Batteriesensoranordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung einen Formschluss zwischen Batteriepolklemme und Masseleitung aufweist. Batteriesensoranordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung (22) eine Anschlagfläche (28) aufweist, an der sich ein Verbindungselement (24, 32) zur Masseleitung (20) abstützt. Batteriesensoranordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (28) in einer Vertiefung der Batteriepolklemme liegt. Batteriesensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung (22) zumindest eine Isolierplatte (24) zur elektrischen Isolierung zwischen der Batteriepolklemme (12) und der Masseleitung (20) enthält. Batteriesensoranordnung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass ein Paar von Isolierplatten (24, 24) vorgesehen ist, zwischen denen die Masseleitung (20) angeordnet ist, und dass die Masseleitung (20) und die Isolierplatten (24, 24) an der Batteriepolklemme (12) angeschraubt sind. Batteriesensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Verbindung zwischen Messstrecke und Masseleitung (20) und/oder die elektrisch leitende Verbindung zwischen Messstrecke und Batteriepolklemme (12) eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere eine Schweiß- oder Hartlötverbindung ist. Batteriesensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriepolklemme (12) einen Polnischenanschlag (36) aufweist, mit dem die Batteriepolklemme (12) bei ihrer Anordnung in der Batteriepolnische (8) zumindest in einer Drehrichtung um den Batteriepol (7) verdrehsicher anzuordnen ist. Batteriesensoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstrecke ein Gehäuse (16) aufweist, das im Wesentlichen entlang einer Begrenzungswand der Batteriepolnische (8) anzuordnen ist.






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