DE102021112964A1

DE102021112964A1 - Current measurement arrangement with temperature effect compensation, its use in a motor vehicle and associated method for current measurement

Info

Publication number: DE102021112964A1
Application number: DE102021112964.8A
Authority: DE
Inventors: Georg Bauer; Thomas Fischer; Reinhold Schneider
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2021-05-19
Filing date: 2021-05-19
Publication date: 2022-11-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strommessanordnung (1), aufweisend wenigstens zwei Anschlüsse 84a, 4b) zur elektrisch leitenden Verbindung mit einem stromtragenden Stromkreis (2a, 2b), einen die zwei Anschlüsse (4a, 4b) elektrisch leitend verbindender und über den Stromkreis (2a, 2b) mit einem Messstrom beaufschlagter Messwiderstand (3), eine Messschaltung (11) zur Messung einer an dem Messwiderstand (3) abfallenden Messpannung, eine Temperaturmesseinrichtung (12) mit mehreren Temperatursensoren (6a, 6b, 6c), mittels derer jeweils ein zugehöriger, vom jeweiligen Temperatursensor (6a, 6b, 6c) gemessener Temperaturmesswert bestimmt wird und ausgegeben wird, wobei die Temperatursensoren (6a, 6b, 6c) unterschiedlich thermisch an den Messwiderstand (3) angekoppelt sind; eine Auswerteinheit (7), die ausgebildet ist, aus der Messspannung und mindestens einer mathematischen Verhältnisbildung der Temperaturmesswerte eine dem Messstrom zugeordnete Stromstärke zu ermitteln und auszugeben; sowie ein zugehöriges Verfahren zur Strommessung.The invention relates to a current measuring arrangement (1), having at least two terminals 84a, 4b) for the electrically conductive connection to a current-carrying circuit (2a, 2b), one which electrically conductively connects the two terminals (4a, 4b) and via the circuit (2a, 2b) a measuring resistor (3) to which a measuring current is applied, a measuring circuit (11) for measuring a measuring voltage dropping across the measuring resistor (3), a temperature measuring device (12) with a plurality of temperature sensors (6a, 6b, 6c), by means of which an associated, the temperature measurement value measured by the respective temperature sensor (6a, 6b, 6c) is determined and output, the temperature sensors (6a, 6b, 6c) being thermally differently coupled to the measuring resistor (3); an evaluation unit (7) which is designed to determine and output a current strength associated with the measurement current from the measurement voltage and at least one mathematical ratio of the temperature measurement values; and an associated current measurement method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strommessanordnung mit Temperatureffektkompensation, die Verwendung der Sensoranordnung in einem Kraftfahrzeug sowie ein zugehöriges Verfahren zur Stromstärkemessung. Vor Allem in modernen Kraftfahrzeugen wird die Messung von Strömen immer wichtiger. Bereits heute werden eine Vielzahl von Batteriesensoren zu einem hohen Anteil im Fahrzeug verbaut. Mit diesen Sensoren sind die Automobilhersteller in der Lage, den Energiefluss im Fahrzeug zu kontrollieren und somit einen erheblichen Beitrag zur Verbrauchsminderung und zur CO₂-Einsparung zu leisten. Nicht unerheblich ist auch die Überwachung des Ladestroms in die Fahrbatterie eines Kraftfahrzeugs. Die Strommessung bei diesen Sensoren erfolgt in der Regel mit Hilfe von Hallsensoren oder mittels eines hochwertigen Strommesswiderstands, insbesondere Strommessshunts. Bei diesen shuntbasierten Batteriesensoren kommen in der Regel Mikrocontroller zum Einsatz. Die Ausgabe des gemessenen Stromwerts erfolgt digital, beispielsweise gemäß LIN- oder CAN-Protokoll. Hallsensoren erfordern hingegen eine aufwändige Sensierung des magnetischen Feldes. Hierfür ist es erforderlich, die Sensoren in einer speziellen Art und Weise um oder am elektrischen Leiter anzuordnen und sie werden leicht durch externe elektromagnetische Wechselfelder gestört.The invention relates to a current measuring arrangement with temperature effect compensation, the use of the sensor arrangement in a motor vehicle and an associated method for measuring the current intensity. The measurement of currents is becoming increasingly important, especially in modern motor vehicles. A large number of battery sensors are already installed in vehicles today. With these sensors, automobile manufacturers are able to control the flow of energy in the vehicle and thus make a significant contribution to reducing fuel consumption and CO ₂ savings. The monitoring of the charging current in the traction battery of a motor vehicle is also not insignificant. The current measurement in these sensors is usually carried out using Hall sensors or using a high-quality current measuring resistor, in particular current measuring shunts. These shunt-based battery sensors usually use microcontrollers. The measured current value is output digitally, for example according to the LIN or CAN protocol. Hall sensors, on the other hand, require complex sensing of the magnetic field. For this it is necessary to arrange the sensors in a special way around or on the electrical conductor and they are easily disturbed by external alternating electromagnetic fields.

Bei den heute bekannten Stromsensoren handelt es sich in der Regel um Mikrocontroller basierte Sensoren, die den Spannungsabfall über einen Messwiderstand erfassen. Aus EP 605 800 A1 ist ein derartiger Messwiderstand bekannt, der aus zwei plattenförmigen Anschlussteilen aus Kupfer und einem zwischen die beiden Anschlussteile eingesetzten niederohmigen Widerstandselement aus einer Kupfer-Mangan-Nickel-Legierung besteht. Hierbei wird der zu messende elektrische Strom über die Anschlussteile in den Strommesswiderstand eingeleitet bzw. von dem Strommesswiderstand abgeführt, so dass der zu messende elektrische Strom durch das niederohmige Widerstandselement fließt und dabei einen Spannungsabfall über dem Widerstandselement erzeugt, der entsprechend dem Ohmschen Gesetz im einem weiten Temperaturbereich proportional zu dem zu messenden elektrischen Strom ist. Bei einer Strommessung gemäß der bekannten Vierleitertechnik wird der zu messende elektrische Strom also über zwei Leiter in dem Strommesswiderstand eingeleitet bzw. daraus abgeführt, während über zwei weitere Leiter die Spannung gemessen wird, die über dem Widerstandselement abfällt. Derartige Messwiderstände weisen zwar nur eine relativ geringe Temperaturabhängigkeit der Messung auf, da üblicherweise ein Widerstandsmaterial mit einem sehr geringen Temperaturkoeffizienten, wie beispielsweise CU84Ni4Mn12, welches unter der Markenbezeichnung Manganin® bekannt ist verwendet wird. Die Anforderungen an die Temperaturkonstanz derartiger Strommesswiderstände nehmen jedoch unter anderem wegen der zu messenden hohen Ströme noch zu. Daher ist es erforderlich Erwärmung des Messwiderstandes möglichst genau zu ermitteln, eine Temperaturbestimmung unmittelbar am Messwiderstand scheitert jedoch meist am konstruktiven Aufwand.The current sensors known today are usually microcontroller-based sensors that record the voltage drop across a measuring resistor. Out of EP 605 800 A1 such a measuring resistor is known, which consists of two plate-shaped connecting parts made of copper and a low-impedance resistance element made of a copper-manganese-nickel alloy inserted between the two connecting parts. In this case, the electric current to be measured is introduced via the connection parts into the current measuring resistor or removed from the current measuring resistor, so that the electric current to be measured flows through the low-impedance resistance element and generates a voltage drop across the resistance element, which according to Ohm's law is largely Temperature range is proportional to the electric current to be measured. In a current measurement according to the known four-wire technique, the electric current to be measured is introduced via two wires into the current measuring resistor or removed from it, while the voltage drop across the resistance element is measured via two other wires. Measuring resistors of this type have only a relatively low temperature dependence of the measurement, since a resistance material with a very low temperature coefficient, such as CU84Ni4Mn12, which is known under the brand name Manganin®, is usually used. However, the demands on the temperature constancy of such current measuring resistors are increasing, among other things because of the high currents to be measured. It is therefore necessary to determine the heating of the measuring resistor as precisely as possible, but a temperature determination directly at the measuring resistor usually fails due to the design effort.

Vor diesem Hintergrund bestand Bedarf nach einer Strommessanordnung, bei der die negativen Auswirkungen der Temperaturerwärmung des Messwiderstands auf die Genauigkeit der Strommessung durch eine Temperaturmessung gegenkompensiert, insbesondere im technischen Aufbau vereinfacht gegenkompensiert, werden können. Diese Aufgabe wird durch eine Strommessanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Eine gleichermaßen vorteilhafte Verwendung der vorgenannten Strommessanordnung sowie ein zugehöriges Verfahren zur Strommessung sind jeweils Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.Against this background, there was a need for a current measuring arrangement in which the negative effects of temperature heating of the measuring resistor on the accuracy of the current measurement can be counter-compensated by a temperature measurement, in particular in a simplified counter-compensated manner in the technical structure. This object is achieved by a current measuring arrangement according to claim 1. An equally advantageous use of the aforementioned current measuring arrangement and an associated method for current measurement are each the subject of the independent claim. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims. It should be pointed out that the features listed individually in the claims can be combined with one another in any technologically meaningful manner and show further refinements of the invention. The description, in particular in connection with the figures, additionally characterizes and specifies the invention.

Die Erfindung betrifft eine Strommessanordnung, welche wenigstens zwei Anschlüsse zur elektrisch leitenden Verbindung mit einem stromtragenden Stromkreis aufweist. Beispielsweise sind die Anschlüsse jeweils zur kraftschlüssigen Verbindung und Druckkontaktierung mit einem zum Stromkreis gehörigen Leiter, wie einer Stromschiene vorgesehen. Der Stromkreis ist beispielsweise eine den Antriebsstrom von einer Antriebsbatterie zu einem Fahrmotor des Kraftfahrzeugs leitender Stromkreis oder ein Stromkreis zum Laden einer Fahrbatterie. Beispielsweise ist die Strommessanordnung vorgesehen, um die Restkapazität der Antriebsbatterie zu ermitteln. In einer anderen Ausgestaltung wird die Strommessanordnung verwendet, um unerwünschte Fehlerströme zu detektieren oder um Kurzschlusssituation frühzeitig detektieren zu können. Erfindungsgemäß weist die Strommessanordnung einen die zwei Anschlüsse elektrisch leitend verbindender und durch den Stromkreis mit einem Messstrom beaufschlagten Messwiderstand auf. Je nach maximaler Strombelastung des Stromkreises kann der Messwiderstand in den Stromkreis integriert sein oder dem Stromkreis parallelgeschaltet sein. Bei hohen Stromstärken im Stromkreis bildet der Messwiderstand bevorzugt eine den Messstrom tragende Nebenstromverbindung aus, die einer Hauptstromverbindung zwischen den Anschlüssen parallelgeschaltet ist.The invention relates to a current measuring arrangement which has at least two terminals for electrically conductive connection to a current-carrying circuit. For example, the connections are each provided for the non-positive connection and pressure contact with a conductor belonging to the circuit, such as a busbar. The circuit is, for example, a circuit conducting the drive current from a drive battery to a drive motor of the motor vehicle, or a circuit for charging a drive battery. For example, the current measuring arrangement is provided in order to determine the remaining capacity of the drive battery. In another embodiment, the current measuring arrangement is used to detect unwanted fault currents or to be able to detect short-circuit situations at an early stage. According to the invention, the current measuring arrangement has a measuring resistor which electrically conductively connects the two terminals and to which a measuring current is applied by the circuit. Depending on the maximum current load of the circuit, the measuring resistor can be integrated into the circuit or connected in parallel with the circuit. In the case of high current intensities in the circuit, the measuring resistor preferably forms a secondary current connection that carries the measuring current, which is a main current connection between the terminals is connected in parallel.

Erfindungsgemäß ist eine Messschaltung zur Messung der an dem Messwiderstand abfallenden Messpannung vorgesehen. Derartige Messchaltungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise der DE 10 2016 010 012 A1 , die auf der vorgenannten Vierleitermessung basiert.According to the invention, a measuring circuit is provided for measuring the measuring voltage dropping across the measuring resistor. Such measuring circuits are known from the prior art, such as that DE 10 2016 010 012 A1 , which is based on the aforementioned four-wire measurement.

Erfindungsgemäß ist ferner eine Temperaturmesseinrichtung vorgesehen, die mehrere Temperatursensoren beinhaltet, mittels derer jeweils ein zugehöriger Temperaturmesswert bestimmt wird und der für den jeweiligen Temperatursensor bestimmte Temperaturmesswert wird von der Temperaturmesseinrichtung ausgeben. Dabei sind erfindungsgemäß die Temperatursensoren unterschiedlich thermisch an den Messwiderstand angekoppelt, d.h. der durch Wärmeleitung vom Messwiderstand auf den jeweiligen Temperatursensor wirkende Wärmeeintrag fällt unterschiedlich aus, so dass sich die Temperaturmesswerte unterscheiden. Zusätzlicher Wärmeeintrag auf den Temperatursensor durch vom Messwiderstand ausgehende Konvektion oder Wärmestrahlung soll hierin wegen Vernachlässigbarkeit im Vergleich zur Wärmeleitung unberücksichtigt bleiben. Erfindungsgemäß ist eine Auswerteinheit vorgesehen, die ausgebildet ist, aus einem Verhältnis der von den Temperatursensoren erhaltenen Temperaturmesswerte und der Messspannung eine dem Messstrom zugeordnete Stromstärke zu ermitteln und auszugeben. Es hat sich gezeigt, dass über einen weiten Stromstärkebereich und damit für unterschiedliche ohmsche Wärmeverluste am Messwiderstand die mathematischen Verhältnisse zwischen den von unterschiedlich thermisch angekoppelten Temperatursensoren erhaltenen Temperaturwerten und dem tatsächlich am Messwiderstand vorliegenden Temperaturwert nahezu konstant sind, so dass sich alleinig aus den gemessenen Temperaturwerten die am Messwiderstand vorliegende Temperatur mit hinreichender Genauigkeit durch einfache mathematische Operationen, wie Verhältnisbildung, Vergleich und Interpolation ermitteln lässt. Eine technisch aufwändige, weil angestrebt verlustfreie thermische Ankopplung eines Temperatursensors an den Messwiderstand ist somit entbehrlich. Bevorzugt erfolgt die Ermittlung anhand einer vorgespeicherten, tabellarischen Zuordnung, was geläufig als sogenannte Look-up-Tabelle bezeichnet wird, zwischen einer aus mindestens einem mathematischen Verhältnis der Temperaturwerte und der Messpannung gebildeten Größe und der zu ermittelnden Stromstärke.According to the invention, a temperature measuring device is also provided which contains a number of temperature sensors, by means of which an associated measured temperature value is determined in each case and the measured temperature value determined for the respective temperature sensor is output by the temperature measuring device. According to the invention, the temperature sensors are thermally coupled differently to the measuring resistor, i.e. the heat input acting through thermal conduction from the measuring resistor to the respective temperature sensor is different, so that the measured temperature values differ. Additional heat input to the temperature sensor due to convection or thermal radiation emanating from the measuring resistor is not to be taken into account here because it is negligible compared to thermal conduction. According to the invention, an evaluation unit is provided which is designed to determine and output a current strength associated with the measuring current from a ratio of the measured temperature values obtained from the temperature sensors and the measured voltage. It has been shown that over a wide current range and thus for different ohmic heat losses at the measuring resistor, the mathematical relationships between the temperature values obtained from differently thermally coupled temperature sensors and the temperature value actually present at the measuring resistor are almost constant, so that the measured temperature values alone can be used to determine the the temperature present at the measuring resistor can be determined with sufficient accuracy using simple mathematical operations such as ratio formation, comparison and interpolation. A technically complex, because loss-free thermal coupling of a temperature sensor to the measuring resistor is desired is therefore unnecessary. The determination preferably takes place using a pre-stored, tabular assignment, which is commonly referred to as a so-called look-up table, between a variable formed from at least one mathematical ratio of the temperature values and the measured voltage and the current intensity to be determined.

Durch die unterschiedliche thermisch Ankopplung der Temperatursensoren qualifiziert sich der Temperatursensor mit der besten thermischen Ankopplung als primärer Temperatursensor, weil dessen wärmeleitende Verbindung um Messwiderstand beispielsweise die höchste Wärmeleitfähigkeit aufweist und/oder weil beispielsweise dessen gemessener Temperaturwert der tatsächlich am Messwiderstand vorliegenden Maximaltemperatur am nächsten kommt. Bevorzugt ist der primäre Temperatursensor nicht mit dem Messwiderstand unmittelbar stoffschlüssig, wie Verschweißen, verbunden.Due to the different thermal coupling of the temperature sensors, the temperature sensor with the best thermal coupling qualifies as the primary temperature sensor because its thermally conductive connection around the measuring resistor has, for example, the highest thermal conductivity and/or because, for example, its measured temperature value comes closest to the maximum temperature actually present at the measuring resistor. The primary temperature sensor is preferably not connected directly to the measuring resistor in a materially bonded manner, such as by welding.

In einer Ausgestaltung ist eine relative Anordnung zwischen dem Messwiderstand und dem primären Temperatursensor vorgesehen, bei der der primäre Temperatursensor unmittelbar an den Messwiderstand angrenzt.In one configuration, a relative arrangement is provided between the measuring resistor and the primary temperature sensor, in which the primary temperature sensor is directly adjacent to the measuring resistor.

Bevorzugt ist zwischen dem primären Temperatursensor und dem Messwiderstand ein Wärmeleiter aus einem Material vorgesehen, das im Vergleich zum angrenzenden Material des Messwiderstands und dem des primären Temperatursensors elastisch oder plastisch nachgiebiger ist.A heat conductor made of a material is preferably provided between the primary temperature sensor and the measuring resistor, which is elastically or plastically more flexible in comparison to the adjacent material of the measuring resistor and that of the primary temperature sensor.

Bevorzugt weist der zwischen dem Messwiderstand und dem primären Temperatursensor vorgesehene Wärmeleiter eine spezifische Wärmeleitfähigkeit im Bereich zwischen 0,5 W/(m·K) und 20 W/(m·K) bei Raumtemperatur, bevorzugter im Bereich zwischen 0,8 W/(m·K) und 15 W/(m·K) bei Raumtemperatur auf.The thermal conductor provided between the measuring resistor and the primary temperature sensor preferably has a specific thermal conductivity in the range between 0.5 W/(m·K) and 20 W/(m·K) at room temperature, more preferably in the range between 0.8 W/( m K) and 15 W/(m K) at room temperature.

Bevorzugt ist wenigstens einer der Temperatursensoren auf einer dem Messwiderstand zugewandten Seite einer Leiterplatte angeordnet und ein weiterer Temperatursensor auf einer dem Messwiderstand abgewandten Seite der Leiterplatte angeordnet. Beispielsweise trägt die Leiterplatte ferner die als Mikrokontroller ausgebildete Auswerteinheit.At least one of the temperature sensors is preferably arranged on a side of a printed circuit board facing the measuring resistor and a further temperature sensor is arranged on a side of the printed circuit board facing away from the measuring resistor. For example, the printed circuit board also carries the evaluation unit designed as a microcontroller.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind der Messwiderstand und wenigstens ein Temperatursensor der mehreren Temperatursensoren, bevorzugter der Messwiderstand und alle Temperatursensoren, entlang einer gemeinsamen Richtung in räumlicher Abfolge angeordnet. Es ergibt sich somit eine stapelförmige Anordnung, ohne dass es zwingend zur angrenzenden Anordnung zwischen den Temperatursensoren bzw. der Temperatursensoren mit dem Messwiderstand kommt.According to a preferred embodiment, the measuring resistor and at least one temperature sensor of the plurality of temperature sensors, more preferably the measuring resistor and all temperature sensors, are arranged in a spatial sequence along a common direction. This results in a stacked arrangement without the temperature sensors or the temperature sensors with the measuring resistor necessarily having to be in an adjacent arrangement.

Bevorzugt ist der Messwiderstand zwischen zwei Temperatursensoren angeordnet, von denen einer der primäre Temperatursensor ist. Dabei ist zwischen dem verbleibenden weiteren Temperatursensor und dem Messwiderstand ein Luftpolster ausgebildet.The measuring resistor is preferably arranged between two temperature sensors, one of which is the primary temperature sensor. An air cushion is formed between the remaining additional temperature sensor and the measuring resistor.

Gemäß einer Bevorzugten Ausgestaltung bildet der Messwiderstand eine den Messstrom tragende Nebenstromverbindung aus, die einer Hauptstromverbindung zwischen den Anschlüssen parallelgeschaltet ist. Damit qualifiziert sich die Verschaltung des Messwiderstands als shunt.According to a preferred embodiment, the measuring resistor forms a secondary current connection carrying the measurement current, which is a main current connection between the terminals is connected in parallel. This qualifies the wiring of the measuring resistor as a shunt.

Bevorzugt sind die Temperatursensoren jeweils ein NTC-Thermistor, noch bevorzugter handelt es sich in der Mehrzahl um jeweils einen NTC-Thermistor in SMD-Bauweise, meist bevorzugter sind alle Temperatursensoren abgesehen vom primären Temperatursensor als NTC-Thermistoren in SMD-Bauweise ausgebildet.Preferably, the temperature sensors are each an NTC thermistor, more preferably the majority are each an SMD NTC thermistor, most preferably all temperature sensors apart from the primary temperature sensor are NTC thermistors of SMD construction.

Die Erfindung betrifft die Verwendung der Strommessanordnung in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to the use of the current measuring arrangement in one of the previously described embodiments in a motor vehicle.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Strommessung mit den folgenden Schritten. In einem Bereitstellungsschritt erfolgt ein Bereitstellen eines stromtragenden Stromkreises mit einer Strommessanordnung, die wenigstens zwei Anschlüsse, die elektrisch leitend mit dem Stromkreis verbunden sind, aufweist. Die bereitgestellte Strommessanordnung weist einen die zwei Anschlüsse elektrisch leitend verbindenden, und durch den Stromkreis mit einem Messstrom beaufschlagten Messwiderstand auf. Die bereitgestellte Strommessanordnung weist ferner eine Messschaltung, eine Temperaturmesseinrichtung mit mehreren Temperatursensoren auf, die unterschiedlich thermisch an den Messwiderstand angekoppelt sind, sowie eine Auswerteinheit auf. In einem dem Bereitstellungsschritt nachfolgenden Messchritt erfolgt ein Messen einer an dem Messwiderstand abfallenden Messspannung durch die Messschaltung und ein Übermitteln an die Auswerteinheit. In einem zeitlich vorgeschalteten, zeitlich parallel oder zeitlich nachgeschalteten Bestimmungs- und Ausgabeschritt erfolgt ein Bestimmen und eine Ausgabe der von den Temperatursensoren jeweiklig gemessenen Temperaturmesswerte an die Auswerteinheit.The invention also relates to a method for current measurement with the following steps. In a provision step, a current-carrying circuit is provided with a current-measuring arrangement that has at least two connections that are electrically conductively connected to the circuit. The current measuring arrangement provided has a measuring resistor which electrically conductively connects the two terminals and to which a measuring current is applied by the circuit. The current measuring arrangement provided also has a measuring circuit, a temperature measuring device with a plurality of temperature sensors which are thermally coupled to the measuring resistor at different rates, and an evaluation unit. In a measurement step that follows the provision step, a measurement voltage dropping across the measurement resistor is measured by the measurement circuit and transmitted to the evaluation unit. In a chronologically preceding, chronologically parallel or chronologically subsequent determination and output step, the temperature measurement values respectively measured by the temperature sensors are determined and output to the evaluation unit.

Letztere ermittelt in einem nachfolgenden Ermittlungsschritt eine dem Messstrom zugeordnete Stromstärke aus der Messspannung und mindestens einer mathematischen Verhältnisbildung der Temperaturmesswerte und gibt in einem zeitlich nachfolgenden Ausgabeschritt die Stromstärke als Wert aus.In a subsequent determination step, the latter determines an amperage associated with the measurement current from the measurement voltage and at least one mathematical ratio of the measured temperature values and outputs the amperage as a value in a subsequent output step.

Es hat sich gezeigt, dass über einen weiten Stromstärkebereich und damit für unterschiedliche ohmsche Wärmeverluste am Messwiderstand die mathematischen Verhältnisse zwischen den von unterschiedlich thermisch angekoppelten Temperatursensoren gemessenen Temperaturwerten und dem gleichzeitig unmittelbar am Messwiderstand vorliegenden Temperaturwert nahezu konstant sind, so dass sich alleinig aus den gemessenen Temperaturwerten die am Messwiderstand vorliegende Temperatur mit hinreichender Genauigkeit durch einfache mathematische Operationen, wie Verhältnisbildung, Vergleich und Interpolation ermitteln lässt. Eine technisch aufwändige, weil nahezu verlustfreie thermische Ankopplung eines Temperatursensors an den Messwiderstand ist somit entbehrlich. Bevorzugt erfolgt die Ermittlung anhand einer vorgespeicherten, tabellarischen Zuordnung, was geläufig als sogenannte Look-up-Tabelle bezeichnet wird, zwischen einer aus mindestens einem mathematischen Verhältnis der Temperaturwerte und der Messpannung gebildeten Größe und der zu ermittelnden Stromstärke.It has been shown that over a wide current range and thus for different ohmic heat losses at the measuring resistor, the mathematical relationships between the temperature values measured by differently thermally coupled temperature sensors and the temperature value present directly at the measuring resistor are almost constant, so that solely from the measured temperature values the temperature present at the measuring resistor can be determined with sufficient accuracy using simple mathematical operations such as ratio formation, comparison and interpolation. A technically complex because almost loss-free thermal coupling of a temperature sensor to the measuring resistor is therefore unnecessary. The determination preferably takes place using a pre-stored, tabular assignment, which is commonly referred to as a so-called look-up table, between a variable formed from at least one mathematical ratio of the temperature values and the measured voltage and the current intensity to be determined.

Durch die unterschiedliche thermisch Ankopplung der Temperatursensoren qualifiziert sich der Temperatursensor mit der besten thermischen Ankopplung als primärer Temperatursensor, weil dessen wärmeleitende Verbindung zum Messwiderstand beispielsweise die höchste Wärmeleitfähigkeit aufweist und/oder weil beispielsweise dessen gemessener Temperaturwert der tatsächlich am Messwiderstand vorliegenden Maximaltemperatur am nächsten kommt. Bevorzugt ist der primäre Temperatursensor nicht mit dem Messwiderstand unmittelbar stoffschlüssig, wie Verschweißen, verbunden.Due to the different thermal coupling of the temperature sensors, the temperature sensor with the best thermal coupling qualifies as the primary temperature sensor because its thermally conductive connection to the measuring resistor has, for example, the highest thermal conductivity and/or because, for example, its measured temperature value comes closest to the maximum temperature actually present at the measuring resistor. The primary temperature sensor is preferably not connected directly to the measuring resistor in a materially bonded manner, such as by welding.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens ist eine relative Anordnung zwischen dem Messwiderstand und dem primären Temperatursensor vorgesehen, bei der der primäre Temperatursensor unmittelbar an den Messwiderstand angrenzt.In one embodiment of the method, a relative arrangement is provided between the measuring resistor and the primary temperature sensor, in which the primary temperature sensor is directly adjacent to the measuring resistor.

Bevorzugt ist wenigstens einer der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Temperatursensoren auf einer dem Messwiderstand zugewandten Seite einer Leiterplatte angeordnet und ein weiterer Temperatursensor auf einer dem Messwiderstand abgewandten Seite der Leiterplatte angeordnet. Beispielsweise trägt die Leiterplatte ferner die als Mikrokontroller ausgebildete Auswerteinheit.At least one of the temperature sensors used in the method according to the invention is preferably arranged on a side of a printed circuit board facing the measuring resistor and a further temperature sensor is arranged on a side of the printed circuit board facing away from the measuring resistor. For example, the printed circuit board also carries the evaluation unit designed as a microcontroller.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens sind der Messwiderstand und wenigstens ein Temperatursensor der mehreren Temperatursensoren, bevorzugter der Messwiderstand und alle Temperatursensoren, entlang einer gemeinsamen Richtung in räumlicher Abfolge angeordnet. Es ergibt sich somit eine stapelförmige Anordnung, ohne dass es zwingend zur angrenzenden Anordnung zwischen den Temperatursensoren bzw. der Temperatursensoren mit dem Messwiderstand kommt.According to a preferred embodiment of the method, the measuring resistor and at least one temperature sensor of the plurality of temperature sensors, more preferably the measuring resistor stand and all temperature sensors, arranged in spatial sequence along a common direction. This results in a stacked arrangement without the temperature sensors or the temperature sensors with the measuring resistor necessarily having to be in an adjacent arrangement.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung bildet der Messwiderstand eine den Messstrom tragende Nebenstromverbindung aus, die einer Hauptstromverbindung zwischen den Anschlüssen parallelgeschaltet ist. Damit qualifiziert sich die Verschaltung des Messwiderstands als shunt.According to a preferred embodiment, the measurement resistor forms a secondary current connection that carries the measurement current and is connected in parallel with a main current connection between the terminals. This qualifies the wiring of the measuring resistor as a shunt.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Die Figuren sind dabei nur beispielhaft zu verstehen und stellen jeweils lediglich eine bevorzugte Ausführungsvariante dar. Es zeigen:

1 eine perspektivische Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strommessanordnung;
2 eine schematische Schnittansicht der Ausführungsform aus 1.

The invention is explained in more detail with reference to the following figures. The figures are only to be understood as examples and each only represents a preferred embodiment variant. It shows:

1 a perspective side view of an embodiment of the current measuring arrangement according to the invention;
2 a schematic sectional view of the embodiment 1 .

1 zeigt eine Strommessanordnung 1, welche wenigstens zwei Anschlüsse 4a, 4b zur elektrisch leitenden Verbindung mit einem stromtragenden Stromkreis 2a, 2b aufweist, wobei letzterer verkürzt durch lediglich zwei Leiterstückenden mit Kabelschuhen verkörpert ist. Hier sind die Anschlüsse 4a, 4b jeweils zur kraftschlüssigen Verbindung und Druckkontaktierung mit dem jeweils zum Stromkreis 2a, 2b gehörigen Leiter vorgesehen. Alternativ kann es sich bei dem Leiter um eine Stromschiene handeln. Der Stromkreis 2a, 2b ist beispielsweise eine den Antriebsstrom von einer Antriebsbatterie zu einem Fahrmotor des Kraftfahrzeugs leitender Stromkreis oder ein Stromkreis zum Laden einer Fahrbatterie. Beispielsweise ist die Strommessanordnung 1 vorgesehen, um die Restkapazität der Antriebsbatterie zu ermitteln. In einer anderen Ausgestaltung wird die Strommessanordnung verwendet, um unerwünschte Fehlerströme zu detektieren oder um Kurzschlusssituation frühzeitig detektieren zu können. Die Strommessanordnung 1 weist einen die zwei Anschlüsse 4a, 4b elektrisch leitend verbindender und durch den Stromkreis 2a, 2b mit einem Messstrom beaufschlagten Messwiderstand 2 auf. Je nach maximaler Strombelastung des Stromkreises kann der Messwiderstand 3 in den Stromkreis 2a, 2b integriert sein oder dem Stromkreis 2a, 2b parallelgeschaltet sein. Bei hohen Stromstärken im Stromkreis 2a, 2b bildet der Messwiderstand 3 bevorzugt eine den Messstrom tragende Nebenstromverbindung 5a aus, die einer Hauptstromverbindung 5b zwischen den Anschlüssen 4a, 4b parallelgeschaltet ist. 1 shows a current measuring arrangement 1, which has at least two connections 4a, 4b for the electrically conductive connection to a current-carrying circuit 2a, 2b, the latter being shortened and embodied by only two conductor piece ends with cable lugs. Here, the connections 4a, 4b are each provided for the non-positive connection and pressure contact with the respective conductor belonging to the circuit 2a, 2b. Alternatively, the conductor can be a busbar. Circuit 2a, 2b is, for example, a circuit conducting the drive current from a drive battery to a drive motor of the motor vehicle, or a circuit for charging a drive battery. For example, the current measuring arrangement 1 is provided in order to determine the remaining capacity of the drive battery. In another embodiment, the current measuring arrangement is used to detect unwanted fault currents or to be able to detect short-circuit situations at an early stage. The current measuring arrangement 1 has a measuring resistor 2 which electrically conductively connects the two terminals 4a, 4b and to which a measuring current is applied by the circuit 2a, 2b. Depending on the maximum current load of the circuit, the measuring resistor 3 can be integrated into the circuit 2a, 2b or connected in parallel with the circuit 2a, 2b. In the case of high current intensities in the circuit 2a, 2b, the measuring resistor 3 preferably forms a secondary current connection 5a which carries the measuring current and is connected in parallel with a main current connection 5b between the terminals 4a, 4b.

Ferner ist eine Messschaltung zur Messung der an dem Messwiderstand 3 abfallenden Messpannung vorgesehen. Derartige Messchaltungen sind aus dem Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise der DE 10 2016 010 012 A1 , die auf der vorgenannten Vierleitermessung basiert. Dazu sind beispielsweise zwei weitere nicht dargestellte elektrische Abgriffe an der Nebenstromverbindung 5a zur Potenzialdifferenzmessung zwischen diesen Abgriffen vorgesehen. Diese sind bevorzugt jeweils zwischen dem ersten Anschluss 4a und dem Messwiderstand 3 bzw. dem zweiten Anschluss 4b und dem Messwiderstand 3 vorgesehen.Furthermore, a measuring circuit for measuring the measuring voltage dropping across the measuring resistor 3 is provided. Such measuring circuits are known from the prior art, such as that DE 10 2016 010 012 A1 , which is based on the aforementioned four-wire measurement. For this purpose, for example, two further electrical taps (not shown) are provided on the auxiliary current connection 5a for measuring the potential difference between these taps. These are preferably provided between the first connection 4a and the measuring resistor 3 or between the second connection 4b and the measuring resistor 3.

Es ist ferner eine Temperaturmesseinrichtung 12 vorgesehen, die mehrere Temperatursensoren 6a, 6b, 6c beinhaltet, die jeweils der Bestimmung eines zugehörigen Temperaturmesswerts dienen, wobei der jeweils durch den jeweiligen Temperatursensor 6a, 6b, 6c gemessene Temperaturmesswert ausgegeben wird. Dabei sind die Temperatursensoren 6a, 6b, 6c unterschiedlich thermisch an den Messwiderstand 3 angekoppelt, d.h. der durch Wärmeleitung vom Messwiderstand 3 auf den jeweiligen Temperatursensor 6a, 6b, 6c wirkende Wärmeeintrag fällt somit unterschiedlich aus, so dass sich die Temperaturmesswerte unterscheiden. Zusätzliche Wärmeeinträge auf den Temperatursensor 6a, 6b, 6c durch vom Messwiderstand 3 ausgehende Konvektion oder Wärmestrahlung sollen hierin wegen Geringfügigkeit unberücksichtigt bleiben. Ferner ist eine Auswerteinheit 7 vorgesehen, die ausgebildet ist, aus der Messspannung und aus einem Verhältnis der von den Temperatursensoren 6a, 6b, 6c erhaltenen Temperaturmesswerte eine dem Messstrom zugeordnete Stromstärke zu ermitteln und auszugeben. Es hat sich gezeigt, dass über einen weiten Stromstärkebereich und damit für unterschiedliche ohmsche Wärmeverluste am Messwiderstand 3 die mathematischen Verhältnisse zwischen den von unterschiedlich thermisch angekoppelten Temperatursensoren 6a, 6b, 6c erhaltenen Temperaturwerten und dem tatsächlich am Messwiderstand 3 vorliegenden Temperaturwert nahezu konstant sind, so dass sich alleinig aus den gemessenen Temperaturwerten die am Messwiderstand 3 vorliegende Temperatur mit hinreichender Genauigkeit durch einfache mathematische Operationen, wie Verhältnisbildung, Vergleich und Interpolation ermitteln lässt. Eine technisch aufwändige, weil angestrebt verlustfreie thermische Ankopplung eines Temperatursensors 6a, 6b, 6c an den Messwiderstand 3 ist somit entbehrlich. Beispielsweise erfolgt die Ermittlung anhand einer vorgespeicherten, tabellarischen Zuordnung, was geläufig als sogenannte Look-up-Tabelle bezeichnet wird, zwischen einer aus mindestens einem mathematischen Verhältnis der Temperaturwerte und der Messpannung gebildeten Größe und der zu ermittelnden Stromstärke.A temperature measuring device 12 is also provided, which contains a number of temperature sensors 6a, 6b, 6c, each of which is used to determine an associated measured temperature value, with the measured temperature value measured by the respective temperature sensor 6a, 6b, 6c being output. The temperature sensors 6a, 6b, 6c are thermally coupled differently to the measuring resistor 3, ie the heat input acting through thermal conduction from the measuring resistor 3 to the respective temperature sensor 6a, 6b, 6c is different, so that the measured temperature values differ. Additional heat inputs to the temperature sensor 6a, 6b, 6c due to convection or thermal radiation emanating from the measuring resistor 3 are not to be taken into account here because they are insignificant. Furthermore, an evaluation unit 7 is provided, which is designed to determine and output a current strength assigned to the measuring current from the measuring voltage and from a ratio of the measured temperature values obtained from the temperature sensors 6a, 6b, 6c. It has been shown that the mathematical relationships between the temperature values obtained from differently thermally coupled temperature sensors 6a, 6b, 6c and the temperature value actually present at the measuring resistor 3 are almost constant over a wide current intensity range and thus for different ohmic heat losses at the measuring resistor 3, see above that the temperature present at the measuring resistor 3 can be determined with sufficient accuracy solely from the measured temperature values by simple mathematical operations such as ratio formation, comparison and interpolation. A technically complex, because loss-free thermal coupling of a temperature sensor 6a, 6b, 6c to the measuring resistor 3 is desired, is therefore unnecessary. For example, the determination is made using a pre-stored, tabular assignment, which is commonly referred to as a so-called look-up table, between a variable formed from at least one mathematical ratio of the temperature values and the measured voltage and the current intensity to be determined.

Durch die unterschiedliche thermisch Ankopplung der Temperatursensoren 6a, 6b, 6c qualifiziert sich der Temperatursensor 6a mit der besten thermischen Ankopplung als primärer Temperatursensor, weil dessen wärmeleitende Verbindung zum Messwiderstand 3 die höchste Wärmeleitfähigkeit aufweist und weil dessen gemessener Temperaturwert der tatsächlich am Messwiderstand vorliegenden Maximaltemperatur am nächsten kommt. Hier ist der primäre Temperatursensor nicht mit dem Messwiderstand 3 unmittelbar stoffschlüssig, wie Verschweißen, verbunden.Due to the different thermal coupling of the temperature sensors 6a, 6b, 6c, the temperature sensor 6a with the best thermal coupling qualifies as the primary temperature sensor because its thermally conductive connection to the measuring resistor 3 has the highest thermal conductivity and because its measured temperature value is closest to the maximum temperature actually present at the measuring resistor comes. Here the primary temperature sensor is not directly connected to the measuring resistor 3 in a materially bonded manner, such as by welding.

Hier ist ein Wärmeleiter 9 zwischen dem Messwiderstand 3 und dem primären Temperatursensor 6a und an diese jeweils angrenzend angeordnet. Dieser ist aus einem Material ausgebildet, das im Vergleich zum angrenzenden Material des Messwiderstands 3 und dem des primären Temperatursensors 6a elastisch oder plastisch nachgiebiger ist, wie beispielsweise eine Wärmeleitpaste.Here, a thermal conductor 9 is arranged between the measuring resistor 3 and the primary temperature sensor 6a and in each case adjacent to them. This is made of a material that is elastically or plastically more flexible than the adjoining material of the measuring resistor 3 and that of the primary temperature sensor 6a, such as a thermally conductive paste.

Der zwischen dem Messwiderstand 3 und dem primären Temperatursensor 6a vorgesehene Wärmeleiter 9 weist eine spezifische Wärmeleitfähigkeit im Bereich zwischen 0,5 W/(m-K) und 20 W/(m·K) bei Raumtemperatur auf.The thermal conductor 9 provided between the measuring resistor 3 and the primary temperature sensor 6a has a specific thermal conductivity in the range between 0.5 W/(m·K) and 20 W/(m·K) at room temperature.

Ein abgesehen vom primären Temperatursensor 6a vorhandener, weiterer Temperatursensor 6b ist auf einer dem Messwiderstand 3 zugewandten Seite 8a einer Leiterplatte 8 angeordnet. Er ist in SMD-Bauweise ausgebildet und mit der Leiterplatte verlötet. Noch ein weiterer, optionaler Temperatursensor 6c ist auf einer dem Messwiderstand 3 abgewandten Seite 8b der Leiterplatte 8 angeordnet. Die Leiterplatte 8 trägt ferner die als Mikrokontroller ausgebildete Auswerteinheit 7, die u.a. als Mikrokontroller ausgebildete Temperaturmesseinrichtung 12 als auch die zur Messchaltung 11 gehörige Komponente oder Komponenten.A further temperature sensor 6b present apart from the primary temperature sensor 6a is arranged on a side 8a of a circuit board 8 facing the measuring resistor 3 . It has an SMD design and is soldered to the printed circuit board. Yet another, optional temperature sensor 6c is arranged on a side 8b of the circuit board 8 facing away from the measuring resistor 3 . The printed circuit board 8 also carries the evaluation unit 7 designed as a microcontroller, the temperature measuring device 12 designed as a microcontroller, among other things, and the component or components belonging to the measuring circuit 11.

Wie aus 2 ersichtlich sind der Messwiderstand 3 und alle Temperatursensoren 6a, 6b, 6c entlang einer gemeinsamen Richtung in räumlicher Abfolge angeordnet. Es ergibt sich somit eine stapelförmige Anordnung, ohne dass es zwingend zur angrenzenden Anordnung zwischen den Temperatursensoren 6a, 6b, 6c bzw. der Temperatursensoren 6a, 6b, 6c mit dem Messwiderstand 3 kommt.How out 2 As can be seen, the measuring resistor 3 and all the temperature sensors 6a, 6b, 6c are arranged in a spatial sequence along a common direction. This results in a stacked arrangement, without the temperature sensors 6a, 6b, 6c or the temperature sensors 6a, 6b, 6c with the measuring resistor 3 necessarily being in an adjacent arrangement.

Hier ist der Messwiderstand 3 zwischen zwei Temperatursensoren 6a, 6b angeordnet, von denen einer der primäre Temperatursensor 6a ist. Dabei ist zwischen dem verbleibenden weiteren Temperatursensor 6b und dem Messwiderstand 3 ein Luftpolster 10 ausgebildet.Here the measuring resistor 3 is arranged between two temperature sensors 6a, 6b, one of which is the primary temperature sensor 6a. An air cushion 10 is formed between the remaining additional temperature sensor 6b and the measuring resistor 3 .

Alle Temperatursensoren 6a, 6b, 6c sind jeweils als ein NTC-Thermistor ausgebildet, wobei alle Temperatursensoren 6a, 6b, 6c bis auf den primären Temperatursensor 6a in SMD-Bauweise ausgebildet sind.All temperature sensors 6a, 6b, 6c are each in the form of an NTC thermistor, with all temperature sensors 6a, 6b, 6c being in the form of an SMD construction, with the exception of the primary temperature sensor 6a.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 605800 A1 [0002]EP 605800 A1 [0002]
DE 102016010012 A1 [0005, 0031]DE 102016010012 A1 [0005, 0031]

Claims

Strommessanordnung (1), aufweisend wenigstens zwei Anschlüsse 84a, 4b) zur elektrisch leitenden Verbindung mit einem stromtragenden Stromkreis (2a, 2b), einen die zwei Anschlüsse (4a, 4b) elektrisch leitend verbindender und über den Stromkreis (2a, 2b) mit einem Messstrom beaufschlagter Messwiderstand (3), eine Messschaltung (11) zur Messung einer an dem Messwiderstand (3) abfallenden Messpannung, eine Temperaturmesseinrichtung (12) mit mehreren Temperatursensoren (6a, 6b, 6c), mittels derer jeweils ein zugehöriger, vom jeweiligen Temperatursensor (6a, 6b, 6c) gemessener Temperaturmesswert bestimmt wird und ausgegeben wird, wobei die Temperatursensoren (6a, 6b, 6c) unterschiedlich thermisch an den Messwiderstand (3) angekoppelt sind; eine Auswerteinheit (7), die ausgebildet ist, aus der Messspannung und mindestens einer mathematischen Verhältnisbildung der Temperaturmesswerte eine dem Messstrom zugeordnete Stromstärke zu ermitteln und auszugeben.Current measuring arrangement (1), having at least two connections 84a, 4b) for the electrically conductive connection to a current-carrying circuit (2a, 2b), one electrically conductively connecting the two connections (4a, 4b) and via the circuit (2a, 2b) to a measuring current applied to the measuring resistor (3), a measuring circuit (11) for measuring a measuring voltage dropping across the measuring resistor (3), a temperature measuring device (12) with a plurality of temperature sensors (6a, 6b, 6c), by means of which an associated temperature sensor ( 6a, 6b, 6c) the measured temperature value is determined and output, the temperature sensors (6a, 6b, 6c) being thermally differently coupled to the measuring resistor (3); an evaluation unit (7) which is designed to determine and output a current strength associated with the measurement current from the measurement voltage and at least one mathematical ratio of the temperature measurement values.

Strommessanordnung (1) gemäß Anspruch 1, wobei wenigstens ein primärer Temperatursensor (6a) der mehreren Temperatursensoren (6a, 6b, 6) durch angrenzende Anordnung an den Messwiderstand (3) oder über einen Wärmeleiter (9) mit einer spezifischen Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,5 W/(m·K) bis 20 W/(m·K) bei Raumtemperatur, bevorzugter 0,8 W/(m·K) bis 15 W/(m.K) bei Raumtemperatur, an den Messwiderstand (3) thermisch angekoppelt ist.Current measurement arrangement (1) according to claim 1 , wherein at least one primary temperature sensor (6a) of the plurality of temperature sensors (6a, 6b, 6) is connected by being arranged adjacent to the measuring resistor (3) or via a thermal conductor (9) with a specific thermal conductivity of between 0.5 W/(m K) to 20 W/(m·K) at room temperature, more preferably 0.8 W/(m·K) to 15 W/(mK) at room temperature, is thermally coupled to the measuring resistor (3).

Strommessanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens einer der Temperatursensoren (6b) auf einer dem Messwiderstand (3) zugewandten Seite (8a) einer Leiterplatte (8) angeordnet ist und ein weiterer Temperatursensor (6b) auf einer dem Messwiderstand (3) abgewandten Seite (8b) der Leiterplatte (8) angeordnet ist.Current measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the temperature sensors (6b) is arranged on a side (8a) of a circuit board (8) facing the measuring resistor (3) and a further temperature sensor (6b) is arranged on a side of the measuring resistor (3 ) Averted side (8b) of the printed circuit board (8) is arranged.

Strommessanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Messwiderstand (3) und wenigstens ein Temperatursensor (6a) der mehreren Temperatursensoren (6a, 6b, 6c), bevorzugt der Messwiderstand (3) und alle Temperatursensoren (6a, 6b, 6c), entlang einer gemeinsamen Richtung in räumlicher Abfolge angeordnet sind.Current measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the measuring resistor (3) and at least one temperature sensor (6a) of the plurality of temperature sensors (6a, 6b, 6c), preferably the measuring resistor (3) and all temperature sensors (6a, 6b, 6c) , are arranged in spatial sequence along a common direction.

Strommessanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Messwiderstand (3) zwischen zwei Temperatursensoren (6a, 6b) angeordnet ist, von denen einer der primäre Temperatursensor (6a) ist und wobei zwischen dem verbleibenden Temperatursensor (6b) und dem Messwiderstand (3) ein Luftpolster (10) ausgebildet ist.Current measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the measuring resistor (3) is arranged between two temperature sensors (6a, 6b), one of which is the primary temperature sensor (6a) and wherein between the remaining temperature sensor (6b) and the measuring resistor ( 3) an air cushion (10) is formed.

Strommessanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Messwiderstand (3) eine den Messstrom tragende Nebenstromverbindung (5a) ausbildet, die einer Hauptstromverbindung (5b) zwischen den Anschlüssen (4a, 4b) parallelgeschaltet ist.Current measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the measuring resistor (3) forms a secondary current connection (5a) carrying the measurement current, which is connected in parallel to a main current connection (5b) between the terminals (4a, 4b).

Strommessanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperatursensoren (6a, 6b, 6c) jeweils ein NTC-Thermistor sind.Current measuring arrangement (1) according to any one of the preceding claims, wherein the temperature sensors (6a, 6b, 6c) are each an NTC thermistor.

Verwendung der Strommessanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Kraftfahrzeug.Use of the current measuring arrangement (1) according to one of the preceding claims in a motor vehicle.

Verfahren zur Strommessung aufweisend die folgenden Schritte: Bereitstellen eines stromtragenden Stromkreises (2a, 2b) mit einer Strommessanordnung (1), mit wenigstens zwei Anschlüsse (4a, 4b), die elektrisch leitend mit dem Stromkreis (2a, 2b) verbunden sind, wobei die Strommessanordnung (1) einen die zwei Anschlüsse (4a, 4b) elektrisch leitend verbindenden, und durch den Stromkreis (1a, 2b) mit einem Messstrom beaufschlagten Messwiderstand (3), eine Messschaltung (11), eine Temperaturmesseinrichtung (12) mit mehreren Temperatursensoren (6a, 6b, 6), die unterschiedlich thermisch an den Messwiderstand (3) angekoppelt sind, sowie eine Auswerteinheit (7) aufweist; Messen einer an dem Messwiderstand (3) abfallenden Messspannung durch die Messschaltung (11) und Übermitteln an die Auswerteinheit (7); Bestimmen und Ausgabe der mittels der Temperatursensoren (6a, 6b, 6c) jeweilig gemessenen Temperaturmesswerte an die Auswerteinheit (7); Ermitteln einer dem Messstrom zugeordneten Stromstärke aus der Messspannung und aus mindestens einer mathematischen Verhältnisbildung der Temperaturmesswerte durch die Auswerteinheit (7); Ausgabe der Stromstärke durch die Auswerteinheit (7).A method for current measurement, comprising the following steps: Providing a current-carrying circuit (2a, 2b) with a current measuring arrangement (1) with at least two terminals (4a, 4b) which are electrically conductively connected to the circuit (2a, 2b), the current measuring arrangement (1) having one of the two terminals (4a, 4b) electrically conductively connecting measuring resistor (3) to which a measuring current is applied by the circuit (1a, 2b), a measuring circuit (11), a temperature measuring device (12) with a plurality of temperature sensors (6a, 6b, 6) which are thermally coupled to the measuring resistor (3) at different rates, and an evaluation unit (7); Measurement of a measurement voltage dropping across the measurement resistor (3) by the measurement circuit (11) and transmission to the evaluation unit (7); determining and outputting the measured temperature values measured by the temperature sensors (6a, 6b, 6c) to the evaluation unit (7); determination of a current strength assigned to the measurement current from the measurement voltage and from at least one mathematical ratio of the temperature measurement values by the evaluation unit (7); Output of the current through the evaluation unit (7).

Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei wenigstens ein primärer Temperatursensor (6a) der mehreren Temperatursensoren (6a, 6b, 6c) durch angrenzende Anordnung an den Messwiderstand (3) oder über einen Wärmeleiter (9) mit einer spezifischen Wärmeleitfähigkeit zwischen 0,5 W/(m·K) bis 20 W/(m·K) bei Raumtemperatur, bevorzugter 0,8 W/(m·K) bis 15 W/(m·K) bei Raumtemperatur, an den Messwiderstand (3) thermisch angekoppelt ist.Method according to the preceding claim, wherein at least one primary temperature sensor (6a) of the plurality of temperature sensors (6a, 6b, 6c) is connected by being arranged adjacent to the measuring resistor (3) or via a thermal conductor (9) with a specific thermal conductivity between 0.5 W/ (m·K) to 20 W/(m·K) at room temperature, more preferably 0.8 W/(m·K) to 15 W/(m·K) at room temperature, is thermally coupled to the measuring resistor (3).

Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 oder 10, wobei wenigstens einer der Temperatursensoren (6b) auf einer dem Messwiderstand (3) zugewandten Seite (8a) einer Leiterplatte (8) angeordnet ist und ein weiterer Temperatursensor (6c) auf einer dem Messwiderstand (3) abgewandten Seite (8b) der Leiterplatte (8) angeordnet ist.Method according to any of the preceding claims 9 or 10 , wherein at least one of the temperature sensors (6b) is arranged on a side (8a) of a circuit board (8) facing the measuring resistor (3) and a further temperature sensor (6c) is arranged on a side (8b) of the circuit board (8) facing away from the measuring resistor (3). 8) is arranged.

Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, wobei der Messwiderstand (3) und wenigstens ein Temperatursensor (6a) der mehreren Temperatursensoren (6a, 6b, 6c), bevorzugt der Messwiderstand (3) und alle Temperatursensoren (6a, 6b, 6c), entlang einer gemeinsamen Richtung in räumlicher Abfolge angeordnet sind.Method according to any of the preceding claims 9 until 11 , wherein the measuring resistor (3) and at least one temperature sensor (6a) of the plurality of temperature sensors (6a, 6b, 6c), preferably the measuring resistor (3) and all temperature sensors (6a, 6b, 6c), are arranged in a spatial sequence along a common direction are.

Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, wobei der Messwiderstand (3) zwischen zwei Temperatursensoren (6a, 6b) angeordnet ist, von denen einer der primäre Temperatursensor (6a) ist und wobei zwischen dem verbleibenden Temperatursensor (6b) und dem Messwiderstand (3) ein Luftpolster (10) ausgebildet ist.Method according to any of the preceding claims 9 until 12 , wherein the measuring resistor (3) is arranged between two temperature sensors (6a, 6b), one of which is the primary temperature sensor (6a), and wherein an air cushion (10) is formed between the remaining temperature sensor (6b) and the measuring resistor (3). .

Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, wobei der Messwiderstand (3) eine den Messstrom tragende Nebenstromverbindung (5a) ausbildet, die einer Hauptstromverbindung (5b) zwischen den Anschlüssen (4a, 4b) parallelgeschaltet ist.Method according to any of the preceding claims 9 until 13 , The measurement resistor (3) forming a secondary current connection (5a) carrying the measurement current, which is connected in parallel to a main current connection (5b) between the terminals (4a, 4b).

Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 14, wobei die Temperatursensoren (6a, 6b, 6c) jeweils ein NTC-Thermistor sind.Method according to any of the preceding claims 9 until 14 , wherein the temperature sensors (6a, 6b, 6c) are each an NTC thermistor.

Verfahren wobei die Stromstärke durch Vergleich anhand einer vorgespeicherten, tabellarischen Zuordnung zwischen einer aus mindestens einem mathematischen Verhältnis der Temperaturwerte und der Messpannung gebildeten Größe und der Stromstärke ermittelt wird.Method in which the amperage is determined by comparison using a pre-stored, tabular assignment between a variable formed from at least one mathematical ratio of the temperature values and the measurement voltage and the amperage.