DE102013010329A1 - Measuring tap for measuring voltage of cells in vehicle battery for e.g. electric car, has common housing receiving combination of poles and/or pole connectors of vehicle battery, and electrically conducting contact tongue - Google Patents

Measuring tap for measuring voltage of cells in vehicle battery for e.g. electric car, has common housing receiving combination of poles and/or pole connectors of vehicle battery, and electrically conducting contact tongue Download PDF

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Abstract

The tap (100) has a common housing (101) receiving a combination of poles (201) and/or pole connectors (202-206) of a vehicle battery (200) and an electrically conducting contact tongue (104), where a temperature measuring element is heat-conductively connected to the electrically conducting contact tongue. A connector (106) is connected with the electrically conducting contact tongue. The common housing includes a floor element and the lid element, where the common housing is electrically insulating.

Description

Die Erfindung betrifft einen Messabgriff. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie, mit wenigstens einem derartigen Messabgriff.The invention relates to a Meßabgriff. The invention further relates to a battery, in particular vehicle battery, with at least one such Meßabgriff.

Stand der TechnikState of the art

Aus der DE 10 2010 062 207 A1 ist eine Vorrichtung zum Erfassen der Temperatur eines elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, mit einer Temperatursensoreinheit bekannt. Der Energiespeicher umfasst eine oder mehrere Speicherzellen mit jeweils zwei Zellanschlüssen zu deren elektrischer Kontaktierung, welche über Anschlusselemente bzw. Zellverbinder elektrisch miteinander verbunden sind. Zur Erfassung einer der Innentemperatur der Speicherzellen entsprechenden Temperatur ist ein jeweiliger Temperatursensor der Temperatursensoreinheit direkt auf einem Zellanschluss angeordnet, wodurch sich ein geringstmöglicher Wärmewiderstand zwischen der Speicherzelle und dem jeweiligen Temperatursensor ergeben soll. Alternativ ist der jeweilige Temperatursensor auf dem Zellverbinder angeordnet, welcher elektrisch und Wärme leitend mit den Zellanschlüssen zweier benachbarter Speicherzellen unmittelbar oberhalb eines dieser Zellanschlüsse oder auf einer Fahne 24 des Zellverbinders 21 außerhalb einer Verbindungsfläche zwischen Zellverbinder 21 und Zellanschluss verbunden ist. Die jeweiligen Temperatursensoren sind bei der Montage des Energiespeichers, insbesondere der Zellverbinder, einzeln anzubringen und zu verdrahten.From the DE 10 2010 062 207 A1 is a device for detecting the temperature of an electrochemical energy storage device, in particular for use in a motor vehicle, with a temperature sensor unit known. The energy store comprises one or more memory cells each having two cell terminals for their electrical contacting, which are electrically connected to each other via connection elements or cell connectors. For detecting a temperature corresponding to the internal temperature of the memory cells, a respective temperature sensor of the temperature sensor unit is arranged directly on a cell connection, which should result in the lowest possible thermal resistance between the memory cell and the respective temperature sensor. Alternatively, the respective temperature sensor is arranged on the cell connector, which is electrically and thermally conductive with the cell terminals of two adjacent memory cells immediately above one of these cell terminals or on a flag 24 of the cell connector 21 outside a joint surface between cell connectors 21 and cell connection is connected. The respective temperature sensors are individually mounted and wired during assembly of the energy storage device, in particular the cell connectors.

Aus der JP 2002 246 074 A ist eine Konfiguration aus einer Anzahl von Zellverbindern bekannt, die gemeinsam auf einer gedruckten Leiterplatte angeordnet und befestigt und durch die einzelne Batteriezellen miteinander verbunden sind. Die Zellverbinder werden mit Batterieanschlüssen verschraubt. Auf einem der Zellverbinder ist ein Temperatursensor angeordnet. Die Anschlüsse des Temperatursensors sind auf die Leiterplatte geführt und mit dortigen Leiterbahnen verlötet. Der Temperatursensor ist einzeln anzubringen und zu verdrahten.From the JP 2002 246 074 A For example, one configuration is known from a number of cell connectors that are commonly disposed and mounted on a printed circuit board and interconnected by the individual battery cells. The cell connectors are bolted to battery terminals. On one of the cell connectors, a temperature sensor is arranged. The connections of the temperature sensor are routed to the printed circuit board and soldered to conductor tracks there. The temperature sensor must be mounted and wired individually.

In der DE 10 2010 031 380 A1 ist ein Zellverbinder zum elektrisch leitenden Verbinden eines ersten Zellanschlusses einer ersten elektrochemischen Zelle und eines zweiten Zellanschlusses einer zweiten elektrochemischen Zelle einer elektrochemischen Vorrichtung beschrieben, der einen Grundkörper und einen an dem Grundkörper in wärmeleitender Weise festgelegten und über ein oder mehrere elektrische Verbindungsleitungen an eine Auswertungsschaltung der elektrochemischen Vorrichtung angeschlossenen Temperaturfühler umfasst. Dadurch soll eine einfache und zuverlässige Ermittlung der Temperatur im Bereich mindestens eines der Zellanschlüsse ermöglicht werden. Der Temperaturfühler ist dazu in einer Temperaturfühleraufnahme aufgenommen, welche den Temperaturfühler im Wesentlichen ringförmig umgibt und damit einen innigen Kontakt mit gutem Wärmeübergang zwischen der Temperaturfühleraufnahme und dem Temperaturfühler sicherstellt und ferner den Temperaturfühler durch Formschluss mit der Temperaturfühleraufnahme an einer Bewegung relativ zu der Temperaturfühleraufnahme und relativ zu dem Grundkörper des Zellverbinders in einer Radialrichtung des Temperaturfühlers hindert. Der Temperaturfühler bildet mit dem Zellverbinder eine Baugruppe, die auch die Verbindungsleitungen des Temperaturfühlers umfasst.In the DE 10 2010 031 380 A1 a cell connector is described for the electrically conductive connection of a first cell terminal of a first electrochemical cell and a second cell terminal of a second electrochemical cell of an electrochemical device having a base body and a base body in a thermally conductive manner and via one or more electrical connection lines to an evaluation circuit of electrochemical device connected temperature sensor comprises. This should enable a simple and reliable determination of the temperature in the region of at least one of the cell connections. The temperature sensor is added to a temperature sensor recording, which surrounds the temperature sensor substantially annular and thus ensures intimate contact with good heat transfer between the temperature sensor and the temperature sensor and also the temperature sensor by positive engagement with the temperature sensor recording on a movement relative to the temperature sensor recording and relative to prevents the main body of the cell connector in a radial direction of the temperature sensor. The temperature sensor forms, together with the cell connector, an assembly which also includes the connecting leads of the temperature sensor.

Die DE 10 2005 041 881 A1 zeigt eine Anschlusseinrichtung für eine Kfz-Batterie mit einer direkt an einem Pol der Batterie anschließbaren Befestigungseinrichtung, mit einer einen Messwiderstand umfassenden Messeinrichtung für den Batteriestrom, bei der die Befestigungseinrichtung nur an einem einzigen Pol der Batterie angeschlossen wird und die Befestigungseinrichtung eine für Batterieanschlusskabel im Kraftfahrzeug übliche Polklemme aufweist. Der Messwiderstand ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und zwischen der Polklemme und dem Pol angeordnet, so dass der Stromfluss zwischen dem Pol und der Polklemme über den Messwiderstand erfolgt. Über Anschlussleitungen ist der Messwiderstand weiterhin mit einer Auswerteeinrichtung verbunden, die wenigstens einen Spannungssensor umfasst, der den Spannungsabfall am Messwiderstand erfasst. Zusätzlich kann wenigstens ein Temperatursensor vorgesehen sein, der die Temperatur der Batterie erfasst. Für einen optimalen elektrischen und thermischen Kontakt zwischen dem Messwiderstand und dem Pol einerseits und zwischen dem Messwiderstand und der Polklemme andererseits sind die Kontaktflächen der Kontaktpartner möglichst groß bemessen. Durch eine Klemmung mittels der Polklemme sind Schweiß- oder Lötverbindungen in dem Bereich der mit einem hohen Batteriestrom belasteten Komponenten der Anschlusseinrichtung vermieden. Derartige Fügestellen werden als in der Praxis häufig zu einer Strukturschwächung Anlass gebend und somit ein Risiko für die Betriebssicherheit bei Dauerbetrieb bietend bezeichnet.The DE 10 2005 041 881 A1 shows a connection device for a motor vehicle battery with a connectable directly to a pole of the battery fastening device, comprising a measurement resistor measuring device for battery current, in which the fastening device is connected to only one pole of the battery and the fastening device for a battery connection cable in the motor vehicle has conventional pole terminal. The measuring resistor is substantially annular and arranged between the pole terminal and the pole, so that the current flow between the pole and the pole terminal via the measuring resistor. Via connecting lines of the measuring resistor is further connected to an evaluation device which comprises at least one voltage sensor which detects the voltage drop across the measuring resistor. In addition, at least one temperature sensor can be provided which detects the temperature of the battery. For optimum electrical and thermal contact between the measuring resistor and the pole on the one hand and between the measuring resistor and the pole terminal on the other hand, the contact surfaces of the contact partners are sized as large as possible. By clamping by means of the pole terminal welding or solder joints are avoided in the area of loaded with a high battery current components of the connection device. Such joints are referred to as often giving rise to a structural weakening in practice and thus offering a risk to the reliability during continuous operation.

Die DE 10 2005 041 881 A1 beschreibt ferner, dass sich durch eine Art Vormontage, bei der der Messwiderstand für den Batteriestrom und die Polklemme zu einer integrieren Baueinheit zusammengefasst werden, eine als leicht lagerbar und bei Montage leicht handhabbar bezeichnete Einheit von Polklemme und Messwiderstand herstellen lässt.The DE 10 2005 041 881 A1 describes further that can be produced by a kind of pre-assembly, in which the measuring resistor for the battery current and the pole terminal are combined to form an integrated unit, as easily storable and easy to handle during assembly unit of pole terminal and measuring resistor.

Moderne Batterien für Kraftfahrzeuge, insbesondere Traktionsbatterien für Elektro- oder Hybridfahrzeuge, mit einer Mehrzahl von Batteriezellen sind mit sogenannten Zellüberwachungseinheiten, mit denen auch die Zellenspannungen überwacht werden, ausgestattet. Eine derartige Batterie ist aus der WO 2008/034560 A1 bekannt.Modern batteries for motor vehicles, in particular traction batteries for electric or hybrid vehicles, having a plurality of Battery cells are equipped with so-called cell monitoring units, with which also the cell voltages are monitored. Such a battery is out of the WO 2008/034560 A1 known.

Batterien dieser Bauform mit einer hohen Anzahl von Batteriezellen verursachen einen hohen Fertigungsaufwand für Montage und Verdrahtung.Batteries of this design with a high number of battery cells cause a high production costs for installation and wiring.

Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, VorteileDESCRIPTION OF THE INVENTION: Problem, Solution, Advantages

Die Erfindung hat die Aufgabe, bei einer Batterie der beschriebenen Art den Fertigungsaufwand für Montage und Verdrahtung zu senken.The invention has the object to reduce the manufacturing cost of assembly and wiring in a battery of the type described.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Messabgriff, umfassend eine in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommene Kombination aus einem mit einem Pol und/oder einem Polverbinder einer Batterie Wärme und elektrisch leitend verbindbar ausgebildeten Kontaktelement und einem mit dem Kontaktelement wärmeleitend verbundenen Temperaturmesselement. Insbesondere ist das Kontaktelement ausgebildet zum Verschweißen, Verlöten oder dergleichen mit dem Pol bzw. dem Polverbinder. Bevorzugt ist der erfindungsgemäße Messabgriff als Spannungsabgriff zum Messen von Spannungen einzelner oder mehrerer Zellen der Batterie zu deren Überwachung durch eine Zellüberwachungseinheit vorgesehen. Da in diesem Fall nur geringe Messströme durch das Kontaktelement fließen, führt hier eine Schweiß- oder Lötverbindung nicht zu Schwierigkeiten. Das Kontaktelement ist bevorzugt in der Form einer Kontaktzunge ausgestaltet, wodurch für eine Wärme und elektrisch leitende Verbindung hinreichend Kontaktfläche gebildet ist. Der erfindungsgemäße Messabgriff vereinigt vorteilhaft einen Spannungsabgriff mit einer Temperaturmessstelle in einem kompakten, schnell, vielseitig und einfach zu montierenden Bauteil und ist insbesondere für eine Kraftfahrzeugbatterie, bevorzugt eine Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, einsetzbar, da hierfür regelmäßig eine hohe Anzahl an Messabgriffen vorgesehen ist. Durch die erfindungsgemäße Kombination bzw. Integration von Spannungsabgriff und Temperaturmessstelle ist außer der vereinfachten Montage auch eine Miniaturisierung des Messabgriffs möglich, die zu einer deutlichen Verringerung des für die Batterie benötigten Bauraums beiträgt bzw. eine verbesserte Ausnutzung des für die Batterie zur Verfügung stehenden Bauraums ermöglicht.The object is achieved by a Meßabgriff comprising a recorded in a common housing combination of a with a pole and / or a pole connector of a battery heat and electrically conductive connectable contact element and a thermally conductive connected to the contact element temperature measuring element. In particular, the contact element is designed for welding, soldering or the like to the pole or the pole connector. The measuring tap according to the invention is preferably provided as a voltage tap for measuring voltages of one or more cells of the battery for monitoring thereof by a cell monitoring unit. Since only small measuring currents flow through the contact element in this case, a welding or soldering connection does not lead to difficulties here. The contact element is preferably configured in the form of a contact tongue, whereby sufficient contact surface is formed for a heat and electrically conductive connection. The measuring tap according to the invention advantageously combines a voltage tap with a temperature measuring point in a compact, fast, versatile and easy-to-install component and can be used in particular for a motor vehicle battery, preferably a traction battery of an electric or hybrid vehicle, since a high number of measuring taps is regularly provided for this purpose , Due to the inventive combination or integration of the voltage tap and temperature measuring point, miniaturization of the measuring tap is possible in addition to the simplified assembly, which contributes to a significant reduction in the space required for the battery or allows improved utilization of the space available for the battery.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den auf den Hauptanspruch rückbezogenen Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are characterized in the dependent on the main claim subclaims.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Messabgriff gekennzeichnet durch wenigstens ein mit dem Kontaktelement elektrisch leitend verbundenes Verbindungselement, das zum Verbinden des Kontaktelements mit einer Zellüberwachungseinheit zur Spannungsmessung am Pol und/oder Polverbinder über das Kontaktelement dient. Bevorzugt sind Kontaktelement und Verbindungselement einstückig geformt, und durch eine Verdrahtung ist eine Verbindung zwischen dem Verbindungselement und der Zellüberwachungseinheit herstellbar.According to a preferred embodiment of the invention, the Meßabgriff is characterized by at least one electrically conductive with the contact element connecting element, which serves for connecting the contact element with a cell monitoring unit for voltage measurement at the pole and / or pole connector via the contact element. Preferably, contact element and connecting element are integrally formed, and by a wiring connection between the connecting element and the cell monitoring unit can be produced.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Messabgriff gekennzeichnet durch wenigstens zwei mit dem Temperaturmesselement elektrisch leitend verbundene Anschlusselemente. Insbesondere sind die Anschlusselemente mit dem Temperaturmesselement über deren Anschlüsse, bevorzugt Anschlussdrähte, verbunden. Durch eine Verdrahtung sind weiter die Anschlusselemente mit der Zellüberwachungseinheit verbindbar. Ist das Temperaturmesselement als Zweipol, z. B. als sogenanntes NTC-Element, gestaltet, sind zwei Anschlusselemente ausreichend. Ist dagegen als Temperaturmesselement z. B. ein Vierpol wie z. B. eine Messbrücke vorgesehen, ist der Messabgriff entsprechend mit vier Anschlusselementen ausgebildet. Bevorzugt sind die Anschlusselemente gegenüber dem Verbindungselement elektrisch isoliert, um ein Betreiben des Temperaturmesselements unabhängig vom Kontaktelement, d. h. z. B. vom Spannungsabgriff, zu gewährleisten. Im derart ausgestalteten Messabgriff sind das Temperaturmesselement und das Kontaktelement gemeinsam einfach, schnell und damit kostengünstig in einer Batterie montierbar, aber zugleich individuell und flexibel zu verdrahten.According to another advantageous embodiment of the invention, the Meßabgriff is characterized by at least two electrically conductive with the temperature measuring element connected connection elements. In particular, the connection elements are connected to the temperature measuring element via their connections, preferably connecting wires. By wiring, the connection elements can be further connected to the cell monitoring unit. Is the temperature measuring element as a dipole, z. B. designed as a so-called NTC element, two connection elements are sufficient. On the other hand, as a temperature measuring element z. B. a quadrupole such. B. provided a measuring bridge, the Meßabgriff is formed according to four connection elements. Preferably, the connection elements are electrically insulated from the connection element in order to operate the temperature measurement element independently of the contact element, ie. H. z. B. from the voltage tap to ensure. In the Meßabgriff designed in this way, the temperature measuring element and the contact element together are simple, quick and therefore inexpensive to install in a battery, but at the same time to wire individually and flexibly.

Nach einer bevorzugten Fortbildung ist der erfindungsgemäße Messabgriff dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Gehäuse elektrisch isolierend ausgebildet ist. In einfacher Weise ist dadurch eine Isolierung des Kontaktelements und des Temperaturmesselements gegeneinander sowie gegenüber ihrer Umgebung gebildet und die Betriebssicherheit des Messabgriffs erhöht.According to a preferred development of the Meßabgriff invention is characterized in that the common housing is electrically insulating. In a simple manner, thereby an insulation of the contact element and the temperature measuring element against each other and against their environment is formed and increases the reliability of the Meßabgriffs.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der erfindungsgemäße Messabgriff dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Gehäuse ein Bodenelement und ein Deckelelement umfasst, wobei das Deckelelement mit dem Bodenelement und dieses wenigstens teilweise übergreifend wenigstens teilweise formschlüssig verbunden ist. Bevorzugt ist das Deckelelement zum Verbinden mit dem Bodenelement über dieses gestülpt und daran verrastet. Bevorzugt sind Boden- und/oder Deckelelement als Formspritzteile ausgebildet und dadurch einfach und kostengünstig herstellbar. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausbildung mit einem Isolierstoff, insbesondere als Kunststoff-Spritzgussteile.In a further advantageous embodiment, the Meßabgriff invention is characterized in that the common housing comprises a bottom element and a cover element, wherein the cover element with the bottom element and this at least partially overlapping at least partially positively connected. Preferably, the lid member is slipped over this and connected to the bottom element over this and locked. Preferably, the bottom and / or cover element are designed as injection-molded parts and thus simple and inexpensive to produce. Particularly advantageous is an education with an insulating material, in particular as plastic injection molded parts.

Gemäß einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messabgriffs ist das Bodenelement zum wenigstens teilweise kraft- und/oder formschlüssigen Aufnehmen wenigstens des Temperaturmesselements und der Anschlusselemente ausgebildet. Bevorzugt sind das Temperaturmesselement und die Anschlusselemente in entsprechende Ausnehmungen des Bodenelements wenigstens teilweise formschlüssig eingesteckt und dadurch einfach montierbar. In einer vorteilhaften Abwandlung sind das Temperaturmesselement und die Anschlusselemente bei Herstellung des Bodenelements als Spritzgussteil, insbesondere als Kunststoff-Spritzgussteil, in dieses bevorzugt teilweise eingeformt, wodurch auf einfache Art ein vollkommener Kraft- und Formschluss erzielt wird. Das Temperaturmesselement und die Anschlusselemente sind damit auch für weitere Montageschritte zum Herstellen des Messabgriffs einfach und präzise positioniert. According to another embodiment of the Meßabgriffs invention, the bottom element for at least partially non-positive and / or positive receiving at least the temperature measuring element and the connection elements is formed. Preferably, the temperature measuring element and the connecting elements are inserted into corresponding recesses of the bottom element at least partially positive fit and thereby easy to install. In an advantageous modification, the temperature measuring element and the connecting elements are in the manufacture of the bottom element as an injection molded part, in particular as a plastic injection molded part, preferably partially formed in this, whereby a simple manner a perfect force and form fit is achieved. The temperature measuring element and the connecting elements are thus easily and precisely positioned for further assembly steps for producing the Meßabgriffs.

Nach einer noch anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messabgriffs ist das Deckelelement zum wenigstens teilweise kraft- und/oder formschlüssigen Aufnehmen wenigstens des Kontaktelements, des wenigstens einen Verbindungselements und der Anschlusselemente ausgebildet. In gleicher Art wie beim Bodenelement können Kontaktelement, Verbindungselement bzw. -elemente und Anschlusselemente eingesteckt bzw. eingeformt sein. Besonders vorteilhaft ist das Deckelelement derart ausgestaltet, dass das wenigstens teilweise kraft- und/oder formschlüssige Aufnehmen beim Überstülpen des Deckelelements über das Bodenelement erfolgt. Insgesamt ergibt sich dadurch eine für die Fertigung des Messabgriffs besonders günstige Gestaltung, die es ermöglicht, wenigstens einige der Bestandteile Temperaturmesselement, Kontaktelement, Verbindungselement bzw. Verbindungselemente und Anschlusselemente des Messabgriffs zur Montage ohne zusätzliche Hilfsmittel zu fixieren und dadurch schnell, einfach, präzise und kostengünstig zusammenzufügen. Der fertig montierte Messabgriff ist einfach, schnell, vielseitig und kostengünstig einsetzbar.According to yet another embodiment of the Meßabgriffs invention, the lid member for at least partially non-positive and / or positive receiving at least the contact element, the at least one connecting element and the connecting elements is formed. In the same way as in the bottom element contact element, connecting element or elements and connecting elements can be inserted or molded. Particularly advantageously, the lid member is configured such that the at least partially non-positive and / or positive recording takes place when slipping the lid member over the bottom element. Overall, this results in a particularly favorable for the production of the Meßabgriffs design, which makes it possible to fix at least some of the components temperature measuring element, contact element, connecting element or connecting elements and connecting elements of Messabgriffs for assembly without additional aids and thereby quickly, easily, accurately and inexpensively put together. The fully assembled measuring tap is simple, fast, versatile and cost-effective to use.

Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch eine Batterie, insbesondere Fahrzeugbatterie, mit wenigstens einem Messabgriff der vorbeschriebenen Ausgestaltung. Dadurch sind Montage und Aufbau der Batterie vereinfacht und kostengünstig. Insbesondere ist dies für eine Traktionsbatterie eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs mit einer großen Anzahl an Batteriezellen und dadurch bedingt einer großen Anzahl benötigter Messabgriffe gegeben.The above object is further achieved by a battery, in particular vehicle battery, with at least one Meßabgriff the above-described embodiment. As a result, assembly and construction of the battery are simplified and inexpensive. In particular, this is given for a traction battery of a hybrid or electric vehicle with a large number of battery cells and thus due to a large number of required measuring taps.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im nachfolgenden näher beschrieben, wobei übereinstimmende Elemente in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen sind und eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below, wherein matching elements in all figures are given the same reference numerals and a repeated description of these elements is omitted. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Batterie, ausgestattet mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Messabgriffs, und 1 a schematic representation of a plan view of a battery equipped with an embodiment of a Meßabgriffs invention, and

2 bis 5 eine Abbildungsfolge zur Darstellung von Gestaltung und Zusammenbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Messabgriffs. 2 to 5 an imaging sequence for illustrating the design and assembly of an embodiment of the Meßabgriffs invention.

Bevorzugte Ausführungsform der ErfindungPreferred embodiment of the invention

1 zeigt in grob schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine Batterie 200, vorzugsweise eine Traktionsbatterie, die mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Messabgriffs 100 ausgebildet ist. Die Batterie 200 umfasst in dieser beispielhaften Darstellung insgesamt zwölf Zellen 207, von denen die ersten drei mit ihren positiven Polen 201 gemeinsam an einen ersten Polverbinder 202 und mit ihren negativen Polen 201 gemeinsam an einen zweiten Polverbinder 203 angeschlossen sind. An den zweiten Polverbinder 203 sind weiter die nächsten drei Zellen 207 mit ihren positiven Polen 201 angeschlossen; ihre negativen Pole 201 sind gemeinsam mit einem dritten Polverbinder 204 verbunden. In entsprechender Weise sind die übrigen Zellen 207 über den dritten Polverbinder 204 sowie einen vierten und einen fünften Polverbinder 205, 206 derart miteinander verbunden, dass insgesamt je drei Zellen parallel und vier dieser Parallelschaltungen der Zellen 207 hintereinandergeschaltet sind und der erste und der fünfte Polverbinder 202, 206 äußere Anschlüsse der Batterie 200 für einen Laststrom, z. B. einen Traktionsstrom, bilden. 1 shows in a rough schematic representation of a plan view of a battery 200 , preferably a traction battery, with an embodiment of a Meßabgriffs invention 100 is trained. The battery 200 comprises in this exemplary illustration a total of twelve cells 207 of which the first three with their positive poles 201 together to a first pole connector 202 and with their negative poles 201 together to a second pole connector 203 are connected. To the second pole connector 203 are the next three cells 207 with their positive poles 201 connected; their negative poles 201 are common with a third pole connector 204 connected. In a similar way are the remaining cells 207 over the third pole connector 204 and a fourth and a fifth pole connector 205 . 206 connected in such a way that a total of three cells in parallel and four of these parallel circuits of the cells 207 are connected in series and the first and the fifth pole connector 202 . 206 external connections of the battery 200 for a load current, z. B. a traction current form.

Eine Zellüberwachungseinheit 208 ist auf einer die Zellen 207 teilweise abdeckenden Batterieabdeckung 209 angeordnet und durch eine der Einfachheit halber in 1 nicht dargestellte Verdrahtung mit einem ersten und einem zweiten Spannungsabgriff 210, 211 sowie dem Messabgriff 100 elektrisch verbunden. Die Verdrahtung ist bevorzugt wenigstens teilweise in der Batterieabdeckung 209 untergebracht. Die Spannungsabgriffe 210, 211 sind über ihre Kontaktelemente 212, 213 mit dem zweiten bzw. vierten Polverbinder 203 bzw. 205 zum Messen der dort auftretenden Spannungen verbunden; entsprechend ist der Messabgriff 100 über sein Kontaktelement 104 mit dem dritten Polverbinder 204 zum Messen der dort auftretenden Spannung verbunden. Diese Spannungen werden von der Zellüberwachungseinheit 208 für einen Zellausgleich ausgewertet, durch den ein Kapazitätsausgleich zwischen den Zellen 207 mit Hilfe eines gesteuerten Stromflusses vorgenommen wird. Die Verbindung der Spannungsabgriffe 210, 211 und des Messabgriffs 100 mit den Polverbindern 203, 204 bzw. 205 ist vorzugsweise als Schweißung, insbesondere Punktschweißung, ausgebildet. Dadurch wird ein einfach herstellbarer und ausreichend sicherer und leitfähiger Kontakt erzielt.A cell monitoring unit 208 is on one of the cells 207 partially covering the battery cover 209 arranged in and by one in the sake of simplicity 1 not shown wiring with a first and a second voltage tap 210 . 211 as well as the measuring tap 100 electrically connected. The wiring is preferably at least partially in the battery cover 209 accommodated. The voltage taps 210 . 211 are about their contact elements 212 . 213 with the second and fourth pole connectors 203 respectively. 205 connected to measure the voltages occurring there; the measuring tap is corresponding 100 via its contact element 104 with the third pole connector 204 connected to measure the voltage occurring there. These voltages are provided by the cell monitoring unit 208 evaluated for cell balancing, through which a capacity balance between the cells 207 is done by means of a controlled current flow. The connection of voltage taps 210 . 211 and the tap 100 with the pole connectors 203 . 204 respectively. 205 is preferably designed as a weld, in particular spot welding. This achieves an easily producible and sufficiently secure and conductive contact.

Während durch die Spannungsabgriffe 210, 211 in dem dargestellten Beispiel lediglich elektrisch leitende Verbindungen der betreffenden Polverbinder 203, 205 mit der Zellüberwachungseinheit 208 geschaffen werden, ist der Messabgriff 100 zusätzlich zum Messen einer Batterietemperatur mit einem Temperaturmesselement ausgebildet, das in einem Gehäuse 101 des Messabgriffs 100 angeordnet ist. Am Gehäuse 101 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei elektrische Anschlüsse ausgebildet, nämlich ein Verbindungselement 106, welches zum Übertragen der Spannung am dritten Polverbinder 204 in unmittelbarer elektrischer Verbindung mit dem Kontaktelement 104 steht, und zwei Anschlusselemente 107, die zum elektrischen Verbinden des Temperaturmesselements mit der Zellüberwachungseinheit 208 dienen.While through the voltage taps 210 . 211 in the illustrated example, only electrically conductive connections of the respective pole connector 203 . 205 with the cell monitoring unit 208 be created is the measuring tap 100 in addition to measuring a battery temperature with a temperature measuring element formed in a housing 101 of the measuring tap 100 is arranged. At the housing 101 In the present embodiment, three electrical connections are formed, namely a connecting element 106 , which is used to transmit the voltage to the third pole connector 204 in direct electrical connection with the contact element 104 stands, and two connection elements 107 for electrically connecting the temperature sensing element to the cell monitoring unit 208 serve.

Die 2 bis 5 zeigen eine Abbildungsfolge, in der Gestaltung und Zusammenbau eines zum Einbau in die Batterie 200 vorgesehenen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Messabgriffs 100, der in 1 lediglich grob schematisch skizziert ist, veranschaulicht sind. Dabei sind in 2 zunächst die einzelnen Bauteile des Messabgriffs 100 in einer Explosionsdarstellung wiedergegeben. Das Temperaturmesselement 105 ist in diesem Beispiel als einfaches, einen Zweipol bildendes, sogenanntes NTC-Element ausgebildet; in einer Abwandlung kann ebenso ein sogenanntes PTC-Element eingesetzt werden. Entsprechend ist das Temperaturmesselement 105 mit zwei Anschlussdrähten 108 ausgebildet. Kommt in einer weiteren Abwandlung des Messabgriffs 100 eine Temperaturmessbrücke anstelle des Temperaturmesselements 105 zur Anwendung, sind vier Anschlussdrähte vorzusehen. Weitere Variationen des Temperaturmesselements 105 sind möglich. Das Kontaktelement 104 ist mit dem Verbindungselement 106 als einstückiges Bauteil, bevorzugt Stanz- und/oder Präge- bzw. Biegeteil aus einem leitenden Blech, ausgebildet.The 2 to 5 show a picture sequence in the design and assembly of one for installation in the battery 200 provided embodiment of the Meßabgriffs invention 100 who in 1 merely roughly sketched schematically are illustrated. Here are in 2 First, the individual components of the Meßabgriffs 100 reproduced in an exploded view. The temperature measuring element 105 is formed in this example as a simple, a two-pole forming, so-called NTC element; Alternatively, a so-called PTC element may be used. Accordingly, the temperature measuring element 105 with two connecting wires 108 educated. Comes in a further modification of the Meßabgriffs 100 a temperature measuring bridge instead of the temperature measuring element 105 For application, four connection wires are to be provided. Further variations of the temperature measuring element 105 are possible. The contact element 104 is with the connecting element 106 as a one-piece component, preferably stamped and / or embossed or bent part of a conductive sheet formed.

3 zeigt ein erstes Zusammenbaustadium für den Messabgriff 100, in dem das Kontaktelement 104 mit dem Verbindungselement 106, das Temperaturmesselement 105, die Anschlusselemente 107 und die Anschlussdrähte 108 als zu einer gemeinsamen elektrischen Baugruppe zusammengesetzt dargestellt sind. Diese Darstellung ist in erster Linie der Veranschaulichung des Aufbaus des Messabgriffs 100 halber gewählt und muss nicht einer tatsächlich eingehaltenen Montagereihenfolge der Bauteile des Messabgriffs 100 entsprechen. Insbesondere ist im gezeigten Ausführungsbeispiel das das Kontaktelement 104 mit dem Verbindungselement 106 einstückig verbindende Bauteil mit einem wenigstens weitgehend röhrenförmigen Aufnahmeelement 109 ausgebildet, in dem das Temperaturmesselement 105 wenigstens teilweise form- und/oder kraftschlüssig derart aufgenommen ist, dass eine gute Wärmeleitung zwischen dem Kontaktelement 104 und dem damit einstückig verbundenen Aufnahmeelement 109 einerseits und dem Temperaturmesselement 105 andererseits gegeben ist. Die Anschlusselemente 107 sind an je einem ihrer Enden 110 U-förmig ausgestaltet zum Aufnehmen je eines der Anschlussdrähte 108, die im Inneren dieser U-Form mit dem zugehörigen Anschlusselement 107 elektrisch leitend verbunden, bevorzugt verschweißt, sind. 3 shows a first assembly stage for the measuring tap 100 in which the contact element 104 with the connecting element 106 , the temperature measuring element 105 , the connection elements 107 and the connecting wires 108 are shown assembled to a common electrical assembly. This illustration is primarily to illustrate the structure of the Meßabgriffs 100 half selected and does not have an actually observed assembly order of the components of the measuring tap 100 correspond. In particular, in the embodiment shown, this is the contact element 104 with the connecting element 106 integrally connecting component with an at least substantially tubular receiving element 109 formed in which the temperature measuring element 105 at least partially positively and / or non-positively received in such a way that a good heat conduction between the contact element 104 and the receiving member integrally connected thereto 109 on the one hand and the temperature measuring element 105 on the other hand. The connection elements 107 are at one of each of their ends 110 U-shaped configured for receiving one of the connecting wires 108 located inside this U-shape with the associated connection element 107 electrically connected, preferably welded, are.

4 zeigt ein zweites Zusammenbaustadium für den Messabgriff 100, in dem die aus Kontaktelement 104, Verbindungselement 106, Temperaturmesselement 105, Anschlusselementen 107 und Anschlussdrähten 108 zusammengesetzt dargestellte, gemeinsame elektrische Baugruppe nach 3 mit dem Bodenelement 102 zusammengefügt wiedergegeben ist. Dazu sind die Anschlusselemente 107 in Ausnehmungen des Bodenelements 102 angeordnet, wobei die Anschlusselemente 107 im Bereich der Ausnehmungen vom Werkstoff des Bodenelements 102 kraft- bzw. formschlüssig umschlossen sind. Insbesondere sind die Anschlusselemente 107 in die Ausnehmungen eingesetzt, oder die Anschlusselemente 107 sind mit dem Werkstoff des Bodenelements 102 umspritzt. Vorteilhaft sind dadurch die U-förmig ausgestalteten Enden der Anschlusselemente 107 mit den daran angeschlossenen Anschlussdrähten 108 vom Werkstoff des Bodenelements 102 umschlossen, wohingegen den U-förmig ausgestalteten Enden entgegengesetzte Enden der Anschlusselemente 107 frei bleiben. In entsprechender Weise ist das Temperaturmesselement 105 in einer Ausnehmung eines im Wesentlichen geradlinig sich erstreckenden ersten Abschnitts 111 des Bodenelements 102 eingesetzt bzw. davon umspritzt. Die Anschlussdrähte 108 selbst sind vom Werkstoff des Bodenelements 102 in einem bogenförmigen zweiten Abschnitt 112 des Bodenelements 102 von dessen Werkstoff umschlossen bzw. umspritzt bzw. werden durch den zweiten Abschnitt 112 gestützt bzw. geführt und sind dadurch mechanisch stabilisiert und geschützt angeordnet. Das Kontaktelement 104 mit dem Verbindungselement 106 ist in dieser Ausführung außerhalb des Bodenelements 102 angeordnet. 4 shows a second assembly stage for the measuring tap 100 in which the contact element 104 , Connecting element 106 , Temperature measuring element 105 , Connection elements 107 and connecting wires 108 assembled, common electrical assembly according to 3 with the floor element 102 is played back together. These are the connection elements 107 in recesses of the floor element 102 arranged, wherein the connection elements 107 in the region of the recesses of the material of the floor element 102 are enclosed force or form-fitting. In particular, the connection elements 107 inserted into the recesses, or the connection elements 107 are with the material of the floor element 102 molded. The U-shaped ends of the connecting elements are advantageous 107 with the connected wires 108 from the material of the floor element 102 enclosed, whereas the U-shaped ends configured opposite ends of the connecting elements 107 remain free. Correspondingly, the temperature measuring element 105 in a recess of a substantially rectilinearly extending first section 111 of the floor element 102 used or molded around. The connecting wires 108 themselves are of the material of the floor element 102 in an arcuate second section 112 of the floor element 102 be surrounded by the material or molded or be through the second section 112 supported or guided and are thus mechanically stabilized and protected. The contact element 104 with the connecting element 106 is outside the floor element in this embodiment 102 arranged.

5 zeigt als letztes Zusammenbaustadium den fertig montierten Messabgriff 100. Dazu sind die aus dem Bodenelement 102 freistehenden Enden der Anschlusselemente 107 sowie das Verbindungselement 106 durch im Deckelelement 103 entsprechend geformte Ausnehmungen geführt, und auch das Kontaktelement 104 ist in eine passende Ausnehmung im Deckelelement 103 eingefügt. Dadurch wird ein Kraft- bzw. Formschluss des Verbindungselements 106 und der Anschlusselemente 107 mit dem Deckelelement 103 erhalten. Bis auf die über die Oberfläche des Deckelelements hinausragenden Enden der Anschlusselemente 107, des Verbindungselements 106 und des Kontaktelements 104 sind alle Bestandteile der obengenannten elektrischen Baugruppe von dem durch Boden- und Deckelelement 102, 103 gebildeten Gehäuse 101 elektrisch isolierend, d. h. betriebssicher umschlossen. 5 shows as the last stage of assembly the fully assembled measuring tap 100 , These are the ones from the floor element 102 freestanding ends of the connection elements 107 as well as the connecting element 106 through in the cover element 103 guided corresponding recesses, and also the contact element 104 is in a matching recess in the cover element 103 inserted. This will be a Force or positive connection of the connecting element 106 and the connection elements 107 with the cover element 103 receive. Except for the over the surface of the lid member protruding ends of the connecting elements 107 , of the connecting element 106 and the contact element 104 are all components of the above-mentioned electrical assembly of the bottom and cover member 102 . 103 formed housing 101 electrically insulating, ie enclosed safely.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Messabgriffmeasuring tap
101101
Gehäusecasing
102102
Bodenelement von 101 Floor element of 101
103103
Deckelelement von 101 Cover element of 101
104104
Kontaktelementcontact element
105105
TemperaturmesselementTemperature sensing element
106106
Verbindungselementconnecting element
107107
Anschlusselementconnecting element
108108
Anschlussdrähteleads
109109
Aufnahmeelementreceiving element
110110
Ende von 107 mit U-förmiger AusgestaltungEnd of 107 with U-shaped design
111111
Erster Abschnitt von 102 First section of 102
112112
Zweiter Abschnitt von 102 Second section of 102
200200
Batteriebattery
201201
Polpole
202202
(Erster) Polverbinder(First) pole connector
203203
Zweiter PolverbinderSecond pole connector
204204
Dritter PolverbinderThird pole connector
205205
Vierter PolverbinderFourth pole connector
206206
Fünfter PolverbinderFifth pole connector
207207
Zellecell
208208
ZellüberwachungseinheitCell monitoring unit
209209
Batterieabdeckungbattery cover
210210
Erster SpannungsabgriffFirst voltage tap
211211
Zweiter SpannungsabgriffSecond voltage tap
212212
Kontaktelement von 210 Contact element of 210
213213
Kontaktelement von 211 Contact element of 211

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • WO 2008/034560 A1 [0007] WO 2008/034560 A1 [0007]

Claims (9)

Messabgriff (100), umfassend eine in einem gemeinsamen Gehäuse (101) aufgenommene Kombination aus einem mit einem Pol (201) und/oder einem Polverbinder (202, 203, 204, 205, 206) einer Batterie (200) Wärme und elektrisch leitend verbindbar ausgebildeten Kontaktelement (104) und einem mit dem Kontaktelement (104) wärmeleitend verbundenen Temperaturmesselement (105).Measuring tap ( 100 ), comprising one in a common housing ( 101 ) recorded combination of one with a pole ( 201 ) and / or a pole connector ( 202 . 203 . 204 . 205 . 206 ) of a battery ( 200 ) Heat and electrically conductive connectable trained contact element ( 104 ) and one with the contact element ( 104 ) thermally conductively connected temperature measuring element ( 105 ). Messabgriff (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein mit dem Kontaktelement (104) elektrisch leitend verbundenes Verbindungselement (106).Measuring tap ( 100 ) according to claim 1, characterized by at least one with the contact element ( 104 ) electrically connected connecting element ( 106 ). Messabgriff (100) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens zwei mit dem Temperaturmesselement (105) elektrisch leitend verbundene Anschlusselemente (107).Measuring tap ( 100 ) according to claim 1 or 2, characterized by at least two with the temperature measuring element ( 105 ) electrically connected connection elements ( 107 ). Messabgriff (100) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Gehäuse (101) elektrisch isolierend ausgebildet ist.Measuring tap ( 100 ) according to one or more of the preceding claims, characterized in that the common housing ( 101 ) is formed electrically insulating. Messabgriff (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Gehäuse (101) ein Bodenelement (102) und ein Deckelelement (103) umfasst, wobei das Deckelelement (103) mit dem Bodenelement (102) und dieses wenigstens teilweise übergreifend wenigstens teilweise formschlüssig verbunden ist.Measuring tap ( 100 ) according to claim 4, characterized in that the common housing ( 101 ) a floor element ( 102 ) and a cover element ( 103 ), wherein the cover element ( 103 ) with the floor element ( 102 ) and this at least partially overlapping at least partially positively connected. Messabgriff (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Boden- und/oder Deckelelement (102; 103) als Formspritzteile ausgebildet sind.Measuring tap ( 100 ) according to claim 5, characterized in that the bottom and / or cover element ( 102 ; 103 ) are formed as injection molded parts. Messabgriff (100) nach Ansprüche 5 oder 6 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenelement (102) zum wenigstens teilweise kraft- und/oder formschlüssigen Aufnehmen wenigstens des Temperaturmesselements (105) und der Anschlusselemente (107) ausgebildet ist.Measuring tap ( 100 ) according to claims 5 or 6 in conjunction with claim 3, characterized in that the floor element ( 102 ) for at least partially positive and / or positive reception of at least the temperature measuring element ( 105 ) and the connection elements ( 107 ) is trained. Messabgriff (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7 in Verbindung mit den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (103) zum wenigstens teilweise kraft- und/oder formschlüssigen Aufnehmen wenigstens des Kontaktelements (104), des wenigstens einen Verbindungselements (106) und der Anschlusselemente (107) ausgebildet ist.Measuring tap ( 100 ) according to one of claims 5 to 7 in conjunction with claims 2 and 3, characterized in that the cover element ( 103 ) for at least partially non-positive and / or positive reception of at least the contact element ( 104 ), of the at least one connecting element ( 106 ) and the connection elements ( 107 ) is trained. Batterie (200), insbesondere Fahrzeugbatterie, mit wenigstens einem Messabgriff (100) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.Battery ( 200 ), in particular vehicle battery, with at least one measuring tap ( 100 ) according to one or more of the preceding claims.
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