Sensor de batería.
Sensor (1) de batería para una batería, que comprende
a) un borne (2) de polo de un material eléctricamente conductor para la conexión eléctrica del sensor (1) de batería a un contacto de conexión de una batería,
b) una resistencia (4) de medición de corriente de baja impedancia para medir una corriente de batería, con la cual se descarga o se carga la batería, en el que
b1) la resistencia (4) de medición de corriente presenta una primera parte de conexión en forma de placa (6) realizada a partir de un material conductor, y
b2) una segunda parte de conexión en forma de placa (5) realizada a partir de material conductor, y
b3) un elemento (7) de resistencia en forma de placa realizado a partir de una aleación para resistencias,
b4) estando el elemento (7) de resistencia dispuesto en el trayecto de corriente entre las dos partes de conexión (5, 6), y
b5) el material conductor presenta una resistencia eléctrica específica menor que la aleación para resistencias, así como
c) varias lengüetas (8-10) que sobresalen del borne (2) de polo para sujetar mecánicamente la resistencia (4) de medición de corriente al borne (2) de polo, en el que
c1) una primera lengüeta (10) del borne (2) de polo soporta mecánicamente la primera parte de conexión (6) de la resistencia (4) de medición de corriente desde abajo, y
c2) la primera lengüeta (10) entra en contacto eléctrico con la primera parte de conexión (6) de la resistencia (4) de medición de corriente,
c3) una segunda lengüeta (9) del borne (2) de polo soporta la resistencia (4) de medición de corriente desde abajo,
caracterizado por que
d) un revestimiento (13) de plástico eléctricamente aislante reviste la resistencia (4) de medición de corriente y las lengüetas (8-10) del borne (2) de polo,
e) el revestimiento (13) de plástico está compuesto por un plástico termoendurecible, y
f) la resistencia (4) de medición de corriente y las lengüetas (8-10) del borne (2) de polo están recubiertas por inyección con el plástico termoendurecible,
g) la segunda parte de conexión (5) de la resistencia (4) de medición de corriente forma una conexión de corriente, para introducir o extraer la corriente de batería,
h) una tercera lengüeta (8) del borne (2) de polo soporta la resistencia (4) de medición de corriente desde arriba,
i) la segunda lengüeta (9) y la tercera lengüeta (8) del borne (2) de polo son eléctricamente aislantes hacia fuera para evitar una puesta en contacto eléctrico de la resistencia (4) de medición de corriente, y
j) la segunda lengüeta (9) y la tercera lengüeta (8) soportan la resistencia (4) de medición de corriente entre las dos partes de conexión (5, 6) para absorber una carga mecánica en la segunda parte de conexión (5) que sirve como conexión de corriente.
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12008049.
Solicitante: ISABELLENHUTTE HEUSLER GMBH & CO.KG.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: Eibacher Weg 3-5 35683 Dillenburg ALEMANIA.
Inventor/es: HETZLER, ULLRICH.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- G01R1/20 FISICA. › G01 METROLOGIA; ENSAYOS. › G01R MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES MAGNETICAS (indicación de la sintonización de circuitos resonantes H03J 3/12). › G01R 1/00 Detalles o disposiciones de aparatos de los tipos incluidos en los grupos G01R 5/00 - G01R 13/00 y G01R 31/00 (detalles estructurales particulares a disposiciones electromecánicas para medir el consumo eléctrico G01R 11/02). › Modificaciones de elementos eléctricos fundamentales para su utilización en los aparatos de medidas eléctricas; Combinaciones estructurales de estos elementos con estos aparatos.
- G01R31/36 G01R […] › G01R 31/00 Dispositivos para ensayo de propiedades eléctricas; Dispositivos para la localización de fallos eléctricos; Disposiciones para el ensayo eléctrico caracterizadas por lo que se está ensayando, no previstos en otro lugar (ensayo o medida de dispositivos semiconductores o de estado sólido, durante la fabricación H01L 21/66; ensayo de los sistemas de transmisión por líneas H04B 3/46). › Dispositivos para el ensayo, medida o monitorización del estado eléctrico de acumuladores o baterías, p. ej. de la capacidad o del estado de la carga [SoC].
PDF original: ES-2534391_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Sensor de batería.
La invención se refiere a un sensor de batería para una batería, en particular para una batería de vehículo automóvil.
En las redes de alimentación eléctrica de vehículos automóviles modernas puede medirse la comente de batería (corriente de carga o corriente de descarga) mediante un sensor de batería, que está Integrado en el borne de polo, que se conecta al polo de masa de la batería de vehículo automóvil. La verdadera medición de la corriente de batería se produce habltualmente mediante una resistencia de medición de corriente de baja impedancla ("shunt"), a través de la que fluye la corriente de batería, de modo que la caída de tensión por la resistencia de medición de corriente de baja impedancia según la ley de Ohm establece una medida de la corriente de batería. Por ejemplo, puede utilizarse una resistencia de medición de corriente, tal como se conoce por el documento EP 0 605 800 A1. Además, en el sensor de batería puede integrarse un circuito de medición electrónico, tal como se conoce por ejemplo por los documentos EP 1 363 131 A1 y EP 1 030 185 A2.
En el caso de estos sensores de batería conocidos resulta problemática la carga mecánica, que puede aparecer en el caso de un uso inapropiado, cuando por ejemplo un montador desea extraer la batería de vehículo automóvil del espacio de montaje por el cable de puesta a masa, porque entonces todo el peso de la batería de vehículo automóvil tiene que soportarlo el sensor de batería.
Por los documentos DE 10 2004 051 489 A1 y DE 10 2004 055 848 A1 se conocen diferentes formas de construcción posibles de sensores de batería, en las que la resistencia de medición de corriente de baja impedancia forma un componente de una sola pieza del borne de polo o se suelda con el borne de polo. Sin embargo, estas formas de construcción conocidas de un sensor de batería son relativamente complejas o no soportan una carga mecánica suficiente.
Por los documentos DE 199 61 311 A1 (WO 01/44825 A1), DE 10 2006 019 497 A1, DE 10 2006 038 373 A1, GB 2 441 211 A, US 2005/176282 A1, US 2007/0194747 A1 y DE 20 2010 010 152 U1 también se conocen tipos convencionales de sensores de batería.
Por tanto, la Invención se basa en el objetivo de crear un sensor de batería correspondientemente mejorado.
Este objetivo se soluciona mediante un sensor de batería según la invención según la reivindicación principal.
El sensor de batería según la invención está diseñado preferentemente para una batería de vehículo automóvil, aunque el sensor de batería según la invención también es adecuado para otros tipos de baterías. Además se indica que la Invención, con respecto a la batería, no está limitada a determinadas capacidades de batería y tensiones de batería y que es adecuada en principio tanto para baterías que pueden cargarse como para baterías que no pueden recargarse.
Coincidiendo con el estado de la técnica, también el sensor de batería según la invención presenta un borne de polo de un material eléctricamente conductor, pudiendo colocarse el borne de polo en un polo de batería de la batería, para establecer una unión eléctrica y mecánica entre el borne de polo y el polo de batería. Preferentemente el borne de polo en funcionamiento se coloca en el polo de masa de la batería, aunque en principio también es posible colocar el borne de polo en el polo de tensión de la batería.
Además, el sensor de batería según la invención también presenta una resistencia de medición de corriente de baja impedancia para la medición de la corriente de batería, fluyendo en funcionamiento la corriente de batería a través de la resistencia de medición de corriente, de modo que la caída de tensión por la resistencia de medición de corriente de baja impedancia establece según la ley de Ohm una medida de la corriente de batería. Por ejemplo, en el marco de la invención, puede utilizarse una resistencia de medición de corriente, tal como se describe en el documento EP 605 800 A1. Sin embargo, en principio, la invención también puede implementarse con otros tipos de resistencias de medición de corriente.
La invención prevé ahora que el borne de polo presente varias lengüetas que sobresalen del borne de polo para la sujeción mecánica de la resistencia de medición de corriente. Este tipo de sujeción mecánica de la resistencia de medición de corriente, con respecto a las construcciones habituales descritas anteriormente, puede ofrecer una mayor capacidad de carga mecánica.
El término lengüeta utilizado en el marco de la invención comprende preferentemente un elemento de sujeción alargado, que preferentemente está colocado o conformado en un lado en el borne de polo. En el ejemplo de forma de realización preferido de la invención, las lengüetas presentan en cada caso una sección transversal rectangular, aunque en el marco de la invención también son posibles lengüetas con otras secciones transversales.
Preferentemente las lengüetas están conformadas, formando una sola pieza, en el borne de polo y básicamente
están compuestas por el mismo material que el borne de polo, lo que posibilita una fabricación sencilla y económica del borne de polo con las lengüetas.
En un ejemplo de forma de realización preferido de la invención, por lo menos una de las lengüetas del borne de polo es eléctricamente conductora hacia fuera, para entrar en contacto eléctrico con una parte de conexión de la resistencia de medición de corriente, en particular mediante una soldadura directa o una soldadura indirecta de la lengüeta en cuestión con la parte de conexión de la resistencia de medición de corriente. Esta lengüeta presenta por tanto una doble función mecánica y eléctrica, sirviendo la lengüeta por un lado para la sujeción mecánica de la
resistencia de medición de corriente y provocando por otro lado también una puesta en contacto eléctrico de la
resistencia de medición de corriente.
En el ejemplo de forma de realización preferido de la invención, además, por lo menos una de las lengüetas del borne de polo está aislada eléctricamente hacia fuera, para evitar un contacto eléctrico de esta lengüeta con la
resistencia de medición de corriente, porque esto, en caso contrario, llevaría a un cortocircuito eléctrico por la
resistencia de medición de corriente. Así, esta lengüeta del borne de polo aislada eléctricamente sirve sólo para la sujeción mecánica de la resistencia de medición de corriente y por lo demás no presenta ninguna función de puesta en contacto eléctrico.
En el ejemplo de forma de realización preferido de la invención, el borne de polo presenta por lo menos dos lengüetas aisladas eléctricamente de este tipo que rodean la resistencia de medición de corriente por el lado superior y por el lado inferior. Esto es ventajoso porque, por regla general, a la parte de conexión de la resistencia de medición de corriente que no está en contacto con el borne de polo está conectado un cable de conexión de corriente, de modo que sobre esta parte de conexión de la resistencia de medición de corriente pueden actuar fuerzas considerables. En caso de que las fuerzas que actúan sobre la parte de conexión libre estén orientadas hacia arriba, estas fuerzas se absorberán por la lengüeta del borne de polo dispuesta en el lado superior de la resistencia de medición de corriente y se derivarán mecánicamente. Por el contrario, en caso de que las fuerzas mecánicas que actúan sobre la parte de conexión libre de la resistencia de medición de corriente estén orientadas hacia abajo, estas fuerzas se absorberán por la lengüeta dispuesta en el lado inferior de la resistencia de medición de corriente y se derivarán.
Además, el sensor de batería según la invención presenta preferentemente también un circuito de medición electrónico integrado, que mide la tensión eléctrica que desciende, por medio de la resistencia de medición de corriente como medida de la corriente de batería. Por ejemplo, para ello, puede utilizarse un circuito de medición tal como se describe en los documentos EP 1 030 185 A2 o EP 1 363 131 A1. Sin embargo, la invención no está limitada, con respecto a la construcción del circuito de medición, a los circuitos de medición que se describen en los documentos mencionados anteriormente.
En el ejemplo de forma de realización preferido de la invención, el sensor de batería presenta una placa de circuito impreso para recibir el circuito de medición electrónico, estando dispuesta la placa de circuito impreso de manera preferible directamente sobre la resistencia de medición de corriente.
Por un lado, esta disposición directa de la... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Sensor (1) de batería para una batería, que comprende
a) un borne (2) de polo de un material eléctricamente conductor para la conexión eléctrica del sensor (1) de batería a un contacto de conexión de una batería,
b) una resistencia (4) de medición de corriente de baja impedancia para medir una corriente de batería, con la cual se descarga o se carga la batería, en el que
b1) la resistencia (4) de medición de corriente presenta una primera parte de conexión en forma de placa (6) realizada a partir de un material conductor, y
b2) una segunda parte de conexión en forma de placa (5) realizada a partir de material conductor, y
b3) un elemento (7) de resistencia en forma de placa realizado a partir de una aleación para resistencias,
b4) estando el elemento (7) de resistencia dispuesto en el trayecto de corriente entre las dos partes de conexión (5, 6), y
b5) el material conductor presenta una resistencia eléctrica específica menor que la aleación para resistencias, así como
c) varias lengüetas (8-10) que sobresalen del borne (2) de polo para sujetar mecánicamente la resistencia (4) de medición de corriente al borne (2) de polo, en el que
c1) una primera lengüeta (10) del borne (2) de polo soporta mecánicamente la primera parte de conexión (6) de la resistencia (4) de medición de corriente desde abajo, y
c2) la primera lengüeta (10) entra en contacto eléctrico con la primera parte de conexión (6) de la resistencia (4) de medición de corriente,
c3) una segunda lengüeta (9) del borne (2) de polo soporta la resistencia (4) de medición de corriente desde abajo,
caracterizado por que
d) un revestimiento (13) de plástico eléctricamente aislante reviste la resistencia (4) de medición de corriente y las lengüetas (8-10) del borne (2) de polo,
e) el revestimiento (13) de plástico está compuesto por un plástico termoendurecible, y
f) la resistencia (4) de medición de corriente y las lengüetas (8-10) del borne (2) de polo están recubiertas por Inyección con el plástico termoendurecible,
g) la segunda parte de conexión (5) de la resistencia (4) de medición de corriente forma una conexión de comente, para introducir o extraer la corriente de batería,
h) una tercera lengüeta (8) del borne (2) de polo soporta la resistencia (4) de medición de corriente desde arriba,
I) la segunda lengüeta (9) y la tercera lengüeta (8) del borne (2) de polo son eléctricamente aislantes hacia fuera para evitar una puesta en contacto eléctrico de la resistencia (4) de medición de corriente, y
j) la segunda lengüeta (9) y la tercera lengüeta (8) soportan la resistencia (4) de medición de corriente entre las dos partes de conexión (5, 6) para absorber una carga mecánica en la segunda parte de conexión (5) que sirve como conexión de corriente.
2. Sensor (1) de batería según la reivindicación 1, caracterizado por que las lengüetas (8-10) están conformadas de una sola pieza en el borne (2) de polo.
3. Sensor (1) de batería según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que por lo menos una de las lengüetas (10) del borne (2) de polo es eléctricamente conductora hacia fuera para entrar en contacto eléctrico con una parte de conexión (6) de la resistencia (4) de medición de corriente.
4. Sensor (1) de batería según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que presenta un circuito de medición electrónico para medir una tensión eléctrica que desciende, por medio de la resistencia (4) de medición de
corriente como medida de la corriente de batería.
5. Sensor (1) de batería según la reivindicación 4, caracterizado por que
una placa (11) de circuito impreso está prevista para recibir el circuito de medición electrónico, y/o
- la placa (11) de circuito impreso está dispuesta directamente sobre la resistencia (4) de medición de corriente, y/o
- la placa (11) de circuito impreso presenta unas tomas de tensión en su lado inferior para medir la tensión eléctrica por medio de la resistencia (4) de medición de corriente, estando las dos tomas de tensión de la placa (11) de circuito impreso unidas eléctricamente con dos partes de conexión de la resistencia (4) de medición de corriente, y/o
- el circuito de medición está dispuesto en el lado superior de la placa (11) de circuito impreso.
6. Sensor (1) de batería según una de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado por que
- el sensor (1) de batería presenta una entrada de tensión eléctrica para suministrar una tensión de suministro y/o
- el circuito de medición es alimentado con energía eléctrica por la tensión de suministro suministrada a través de la entrada de tensión, y/o
- el circuito de medición mide, además de la corriente de batería, también la tensión de suministro alimentada a través de la entrada de tensión.
7. Sensor (1) de batería según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
- el sensor (1) de batería presenta una salida de datos para emitir valores de medición, y/o
- la salida de datos y la entrada de tensión están realizadas en el mismo contacto (12) enchufable, y/o
- la salida de datos ofrece un bus de datos digitales.
8. Sensor (1) de batería según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que presenta un dispositivo de medición de temperatura para medir la temperatura de la resistencia (4) de medición de corriente y/o para medir una diferencia de temperatura entre partes de conexión de la resistencia (4) de medición de corriente.
9. Sensor (1) de batería según la reivindicación 8, caracterizado por que
- el circuito de medición, en función de la diferencia de temperatura medida por medio de la resistencia (4) de medición de corriente, calcula una tensión termoeléctrica que desciende por medio de la resistencia (4) de medición de corriente y tiene en cuenta la tensión termoeléctrica en la medición de la corriente de batería, y/o
- el circuito de medición, en función de la temperatura medida de la resistencia (4) de medición de corriente, calcula un cambio de resistencia relacionado con la temperatura y tiene en cuenta el cambio de resistencia relacionado con la temperatura en la medición de la corriente de batería.
10. Sensor (1) de batería según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que
- el revestimiento (13) de plástico está compuesto por un plástico que presenta esencialmente el mismo comportamiento de dilatación térmica que la placa (11) de circuito impreso y/o el circuito de medición, y/o
- el revestimiento (13) de plástico está compuesto por un plástico que es térmicamente conductor, y/o
- la resistencia (4) de medición de corriente sobresale, con una de sus dos partes de conexión, parcialmente del revestimiento (13) de plástico y con la parte sobresaliente forma una conexión de corriente para introducir o extraer la corriente de batería.
11. Disposición de batería con una batería con dos contactos de conexión, caracterizada por que un sensor (1) de batería según una de las reivindicaciones anteriores está colocado en uno de los contactos de conexión.
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