Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Mess-System für elektrische Leiter, insbesondere HV- Leiter sowie eine entsprechende Verwendung, ein entsprechendes Kraftfahrzeug, ein entsprechendes Set, ein entsprechendes Verfahren zur Ausrüstung mindestens eines elektrischen Leiters, ein entsprechendes Verfahren zur Strom- und/oder Spannungsmessung sowie eine entsprechende Messanordnung,

Insbesondere im Zuge der Entwicklung von elektrischen Antriebssysteme (insbesondere für Elektro-Kraftfahrzeuge, wie Elektro-Personenkraftwagen oder Elektro-Lastkraftwagen, aber auch in der Entwicklung von Zügen oder Flugzeugantrieben) sowie im Bereich der Erzeugung regenerativer Energie (wie insbesondere bei Windkraftanlagen und Solaranlagen) besteht ein zunehmender Bedarf, Messungen elektrischer Größen (wie Spannung, Strom, Leistung) durchzuführen, insbesondere auch in Hochvoltbereichen der entsprechenden Systeme.

Dabei kann es Vorkommen, dass in Umgebungen oder an Schaltkreisen gemessen werden muss, die mehrere 100 - 1000 Volt Gleich- oder Wechselspannung führen.

Dies stellt besondere Anforderungen einerseits an eine Spannungsfestigkeit von Messeingängen, andererseits an eine elektrische Isolation zwischen Messeingängen (insbesondere bei mehrkanaligen Mess-Systemen) sowie insbesondere an die (sicherheitsrelevante) Isolation zu einem ggf. mit Kleinspannung versorgten Bereich der Messdatenaufzeichnung und zu sich ggf. in der Umgebung befindenden Personen.

Gleichzeitig ist eine elektrische Kontaktierung an elektrischen Leitungen, insbesondere Hochvoltleitungen, an denen Spannungen bzw. Ströme gemessen werden, oftmals vergleichsweise aufwändig. Üblich ist es beispielsweise, die Leitungen aufzutrennen, beispielsweise um eine Strommessung an der Leitung durchzuführen. Dies ist beispielsweise in E-Fahrzeugen oftmals vergleichsweise schwierig, da entsprechende elektrische Leiter vergleichsweise dick und steif sein können bzw. oft nur an wenigen (räumliche beschränkten) Stellen zugänglich sind.

In jedem Fall muss eine mit einem entsprechenden Mess-System versehene (manipulierte) Leitung wieder dergestalt konfiguriert werden, dass Anforderungen an Isolation und elektrische Sicherheit erfüllt werden, sowie die Funktionalität bezüglich Leistungsfähigkeit und beispielsweise auch Abschirmung sichergestellt ist.

Im Stand der Technik sind Möglichkeiten bekannt, um ein einen Strom einer elektrischen Leitung zu messen. Insbesondere ist es bekannt, einen Shunt- Widerstand in die Leitung einzufügen (wobei diese dazu aufgetrennt wird). Als Alternative ist es bekannt eine Strommessung durch Auswertung eines magnetischen Feldes, welches einen stromdurchflossenen Leiter umgibt, mitels Induktionssensor durchzuführen. Auch in diesem Fall wird die Leitung aufgetrennt, um den Wandler über die Leitung schieben zu können.

Insgesamt weisen bisherige Konzepte den Nachteil auf, dass ein vergleichsweise hoher Rüstaufwand durch Auftrennen und Einbau des zu vermessenden Leiters in das entsprechende Mess-System erforderlich. Außerdem sind die entsprechenden Bauvolumina vergleichsweise groß. Vor allem bei Verwendung eines Shunt- Widerstandes ist der Strom-Messbereich aufgrund der Selbsterwärmung des Shunt-Widerstands (die quadratisch mit dem Strom steigt) begrenzt. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Mess-System für mindestenes einen elektrischen Leiter, insbesondere HV-Leiter (mit Abschirmung), vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, insbesondere mit elektrischem, vorzugsweise rein elektrischem, Antrieb, vorzuschlagen, wobei eine zuverlässige und sichere Messung bei vergleichsweise geringem Rüstaufwand ermöglicht sein soll. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Verwendung, ein entsprechendes Kraftfahrzeug, ein entsprechendes Set, ein entsprechendes Verfahren zur Ausrüstung mindestens eines elektrischen Leiters sowie ein entsprechendes Verfahren zur Strom- und/oder Spannungsmessung sowie eine entsprechende Messanordnung vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1,

Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein Mess-System für mindestens einen elektrischen Leiter (bzw, für die Messung mindestens einer elektrischen Größe, insbesondere einer Spannung und/oder eines Stroms des elektrischen Leiters), insbesondere für einen HV-Leiter (Hochvolt-Leiter), vorzugsweise mit Abschirmung, weiter vorzugsweise in einem (bzw, für ein) Kraftfahrzeug, insbesondere mit elektrischem, vorzugsweise rein elektrischem, Antrieb, Insbesondere umfasst das Mess-System mindestens eine

Spannungsabgreifeinrichtung zum Abgreifen einer zu messenden Spannung sowie mindestens eine Stromerfassungseinrichtung zum induktiven Erfassen eines zu messenden Stroms. Besonders bevorzugt werden die Spannungsabgreifeinrichtung und Stromerfassungseinrichtung durch eine gemeinsamen Baugruppe gebildet, insbesondere in einem gemeinsamen Gehäuse integriert, insbesondere untergebracht (bzw. in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet).

Ein erster Gedanke der Erfindung liegt also darin, ein Mess-System bereitzustellen, dass in einer gemeinsamen Einheit eine

Stromerfassungseinrichtung zum induktiven Erfassen eines zu messenden Stroms sowie einer Spannungsabgreifeinrichtung zum Abgreifen einer zu messenden Spannung umfasst. Besonders kompakt kann das Mess-System durch eine entsprechende Baueinheit bzw. Baugruppe gebildet werden. Unter einer Baueinheit (Baugruppe) ist insbesondere zu verstehen, dass Spannungsabgreifeinrichtung und Stromerfassungseinrichtung Bestandteile eines gemeinsamen Moduls sind, das (gemeinsam bzw. in seiner Gesamtheit) an mindestens einen Leiter angelegt wird (bzw. der entsprechende Leiter dort eingelegt wird). Insbesondere sind Stromerfassungseinrichtung und Spannungsabgreifeinrichtung räumlich nahe beieinander. Vorzugsweise kann ein Leiterabschnitt, der beim Abgreifen der Spannung in Kontakt mit der Spannungsabgreifeinrichtung steht, mit einem Abschnitt, der durch die Stromerfassungseinrichtung induktiv erfasst wird, überlappen oder einen Abstand aufweisen, der ≤ 20 cm, vorzugsweise ≤ 5 cm beträgt.

HV steht als Abkürzung für Hochvolt. Entsprechend ist ein HV-Leiter für eine Verwendung in einem HV-Bereich ausgelegt. Unter einem HV-Bereich ist insbesondere ein Bereich von größer oder gleich 100 V, vorzugsweise größer oder gleich 500 V, weiter vorzugsweise größer oder gleich 1000 V, zu verstehen.

Unter einer Spannungsabgreifeinrichtung ist insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, die konfiguriert ist, in (elektrischen) Kontakt mit dem zu vermessenden Leiter gebracht zu werden, so dass (bei Anschluss einer entsprechenden Auswerteeinrichtung) die dann abgegriffene Spannung bestimmt (und insbesondere ausgegeben werden kann). Die Spannungsabgreifeinrichtung muss also nicht (kann aber) bereits eine Konfiguration enthalten, die eine Spannungsbestimmung (bzw. Spannungsmessung) enthält (also per se in der Lage ist, einen konkreten Spannungswert zu bestimmen). Die Spannungswertbestimmung kann ggf. durch eine externe Komponente (beispielsweise externe Steuer- und/oder Auswerteeinheit) erfolgen.

Unter einer Stromerfassungseinrichtung zum induktiven Erfassen eines zu messenden Stroms ist insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, die ein aus fließenden Strom resultierendes Magnetfeld erfassen kann. Die Stromerfassungseinrichtung muss nicht (kann aber) eine Konfiguration enthalten, die aus dem erfassten Magnetfeld wiederum einen entsprechenden Strom bestimmt. Eine Strombestimmung (Stromberechnung) kann ggf. auch extern, insbesondere in einer/der externen Steuer- und/oder Auswerteeinheit, erfolgen.

Gemäß einem weiteren (ggf. unabhängigen, vorzugsweise weiterbildenden)

Aspekt der Erfindung, wird zur Lösung der obengenannten Aufgabe insbesondere ein Mess-System (vorzugsweise der obigen Art) vorgeschlagen, für mindestens einen elektrischen Leiter (bzw. zu dessen Vermessung bezüglich mindestens einer elektrischen Größe, wie insbesondere Spannung und/oder Strom), insbesondere HV-Leiter, vorzugsweise mit Abschirmung, weiter vorzugsweise in einem (bzw. für ein) Kraftfahrzeug, insbesondere mit elektrischem, vorzugsweise rein elektrischem, Antrieb, umfassend ein Gehäuse mit einer Oberschale und einer Unterschale. Zumindest eine von Ober- und Unterschale, vorzugsweise sowohl die Ober- als auch die Unterschale, weisen (jeweils) mindestens eine, vorzugsweise kreissektor- oder kreissegment-, insbesondere halbkreis-zylindrische, Aufnahmeeinrichtung, insbesondere Aufnahmerinne, auf. In der jeweiligen Aufnahmeeinrichtung (insbesondere in den beiden, insbesondere sich gegenüberliegenden, Aufnahmeeinrichtungen) ist vorzugsweise der zu vermessende Leiter entsprechend aufnehmbar.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung liegt also darin, ein zwei- (oder ggf. mehr-) teiliges Gehäuse vorzusehen, das mindestens eine entsprechende Aufnahmeeinrichtung, insbesondere Aufnahmerinne, aufweist, um den (jeweiligen) zu vermessenden Leiter aufzunehmen (insbesondere dort einzulegen). Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine Ausrüstung mit dem Mess-System erfolgen. Insgesamt wird eine vergleichsweise sichere und dennoch einfache Messung ermöglicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die jeweilige Ober- bzw. Unterschale im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet (ggf. abgesehen von der Aufnahmeeinrichtung und/oder sonstigen Ausnehmungen bzw. Aufnahmen).

Ober- und Unterschale können eine Bodenwand und mindestens eine an einem Rand des Bodens verlaufende, von diesem abragende Seitenwand aufweisen.

Die Aufnahmeeinrichtung, insbesondere Aufnahmerinne, erstreckt sich vorzugsweise über eine bestimmte Länge, die vorzugsweise mindestens 3-mal, weiter vorzugsweise mindestens 8-mal so groß ist wie ein Durchmesser (maximale Erstreckung senkrecht zu der jeweiligen Längenrichtung) der Aufnahmeeinrichtung bzw. Aufnahmerinne. Die Aufnahmeeinrichtung, insbesondere Aufnahmerinne, erstreckt sich vorzugsweise über zumindest 50 %, weiter vorzugsweise zumindest 80 %, ggf. (zumindest annähernd) 100 % ihrem Länge immer in dieselbe Richtung bzw. verläuft gerade. Unter einer kreissektor- oder kreissegment-, insbesondere halbkreis-zylindrischen Aufnahmeeinrichtung ist eine Aufnahmeeinrichtung zu verstehen, die im Querschnitt halbkreis-förmig ist und ansonsten einen Zylinder (im allgemeinen Sinne), insbesondere einen geraden Zylinder, bildet.

In einem montierten Zustand des Mess-Systems (ohne darin angeordneten Leiter), kann ein inneres (offenes) Volumen (das beispielsweise zumindest im Wesentlichen durch die Aufnahmeeinrichtung(en) gebildet wird) kleiner oder gleich 60 %, ggf. kleiner oder gleich 40 % eines äußeren Volumens (innerhalb einer Hüllfläche) betragen. Vorzugsweise ist das Mess-System vergleichsweise kompakt. Unter einem (freien) inneren Volumen in diesem Sinne ist insbesondere ein Volumen zu verstehen, das bei geöffnetem Mess-System (insbesondere bei voneinander entfernter Ober- und Unterschale) zugänglich ist.

Vorzugsweise ist mindestens ein, insbesondere in mindestens einer der beiden Aufnahmeeinrichtungen anordenbarer oder angeordneter, Reduziereinsatz zur Reduzierung eines Raumes, in dem der (jeweilige) zu messende Leiter aufnehmbar ist, insbesondere zur Reduzierung eines Raumes zwischen den beiden (sich gegenüberliegenden) Aufnahmeeinrichtungen, vorgesehen.

In einer besonderen Ausführungsform ist (jeweils) ein (erster) Reduziereinsatz vorgesehen, der in einer Aufnahmeeinrichtung der Oberschale angeordnet bzw. anordenbar ist und ein entsprechender (zweiter) Reduziereinsatz, der in der Unterschale (gegenüber dem ersten Reduziereinsatz) angeordnet oder anordenbar ist. Konkret kann der (jeweilige) Reduziereinsatz eine Außengeometrie aufweisen, die der Innengeometrie der entsprechenden Aufnahmeeinrichtung angepasst ist (insbesondere entspricht). Vorzugsweise weist der (jeweilige) Reduziereinsatz eine teilring-, insbesondere halbring-zylindrische Form auf.

Insbesondere bildet ein in der entsprechenden Aufnahmeeinrichtung angeordneter Reduziereinsatz eine modifizierte Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des entsprechenden Leiters, die gegenüber der entsprechenden Aufnahmeeinrichtung ohne Berücksichtigung des Reduziereinsatzes verkleinert bzw. verengt ist. Der (jeweilige) Reduziereinsatz kann insbesondere eine (ggf, verengte bzw. verkleinerte) Aufnahmerinne definieren. Besonders bevorzugt ist der (jeweilige) Reduziereinsatz reversibel anordenbar, also nach einer Anordnung in der entsprechenden Aufnahmeeinrichtung wieder von dort (vollständig) entfernbar. Insofern ist der (jeweilige) Reduziereinsatz vorzugsweise austauschbar, so dass eine Anpassung an verschiedene Leitungsdurchmesser von elektrischen Leitungen (HV-Leitungen) auf einfache Art und Weise erfolgen kann. Dabei kann der (jeweilige) Reduziereinsatz vorzugsweise für eine definierte (zentrische) Lage des zu messenden Leiters sorgen, was die Genauigkeit der Strommessung verbessert.

In Ausführungsformen ist mindestens eine Aufnahmeeinrichtung und/oder mindestens ein Reduziereinsatz zumindest abschnittsweise, ggf. vollständig, aus einem flexiblen Material, wie beispielsweise Gummi oder einem gummiartigem Material, gefertigt. Unter einem flexiblen Material ist insbesondere ein Material zu verstehen, das einen Elastizitätsmodul von ≤ 10 GPa, vorzugsweise ≤ 1 GPa, weiter vorzugsweise ≤ 0,1 GPa aufweist (ggf. größer als 0,0001 GPa oder größer als 0,001 GPa aufweist). Wenn die Aufnahmeeinrichtung bzw. der Reduziereinsatz aus mehreren Materialien gefertigt sind, soll dies insbesondere für mindestens eines (ggf. für mehrere oder alle) Material(ien) gelten, insbesondere für ein Material bzw. Materialien, das (die) mindestens 20 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.-% der Aufnahmeeinrichtung bzw, des Reduziereinsatzes ausbilden. Bei einem flexiblen Material kann besonders bevorzugt ein Anlegen bzw. Einlegen der zu vermessenden Leitung (HV-Leitung, insbesondere Außenmantel der HV-Leitung) unter Druck erfolgen (beispielsweise durch Verpressen von Ober- und Unterschale) und dabei eine gewisse Zugentlastung erfolgen. Weiterhin wird eine Dichtigkeit gegen Eindringen von unerwünschten Stoffen (insbesondere Wasser) verbessert oder überhaupt erst erreicht. Bei einer flexiblen Ausbildung wird auf besonders einfache Art und Weise eine definierte zentrische Lage des Innenleiters erreicht, was für eine (korrekte) induktive Strommessung wichtig ist. Insgesamt wird auf einfache Art und Weise eine präzise Messung ermöglicht.

Die Baugruppe (Baueinheit), insbesondere das Gehäuse, vorzugsweise die Unter- und/oder Oberschale (ggf. jeweils oder, alternativ, nur eine von Ober- und Unterschale) können mindestens eine Leiterabschirmungs- Kontaktierungseinrichtung, vorzugsweise Kontaktierungsklammer, zur Kontaktierung einer Leiterabschirmung (eines Leiters, insbesondere Hochvolt- Leiters mit Schirmleitung bzw. Abschirmung) umfassen. Insbesondere können beim Einlegen der entsprechenden Leitung (HV-Leitung) freiliegende Schirmgeflechtabschnitte in die entsprechende Schirmkontaktierungseinrichtung, vorzugsweise Kontaktierungsklammer, eingelegt (eingepresst) werden. Auf einfache Art und Weise können derartige Leiterabschirmungs- Kontaktierungseinrichtungen (Schirmkontaktierungsklammern) beim Einlegen des zu vermessenden Leiters für ein gewisse mechanische Hilfe gegen ein Herausrutschen der Leitungen (HV-Leitungen) beim Zusammenbau dienen und/oder als Zentrierungshilfe gegenüber den beiden Enden eines Außenmantels dienen.

In Ausführungsformen kann die Abgreifeinrichtung mindestens einen Federkontakt (Druckfederkontakt), insbesondere einen Satz von Federkontakten (Druckfederkontakten) umfassen, vorzugsweise als Bestandteil der Oberund/oder Unterschale, insbesondere Unterschale, vorzugsweise einer dort eingebauten Platine. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine Kontaktierung für ein Abgreifen (und letztlich Messen) der Spannung durchgeführt werden.

In Ausführungsformen weist das Mess-System einen Träger, insbesondere eine Platine, auf. Der Träger (die Platine) kann Bestandteil der Unterschale sein bzw. dieser zugeordnet sein. Der Träger (die Platine) kann (ggf. lösbar) in die Unterschale eingebaut sein oder fest mit der Unterschale (oder, alternativ, Oberschale) verbunden sein.

Der Träger (insbesondere die Platine) können (zumindest teilweise) die Abgreifeinrichtung, insbesondere mindestens einen Federkontakt derselben (ggf. sämtliche Kontakte bzw. Federkontakte derselben) aufweisen.

Alternativ oder zusätzlich kann der Träger (die Platine) mindestens eine Leiterabschirmungs-Kontaktierungseinrichtung, vorzugsweise Kontaktierungsklammer (ggf. sämtliche Kontaktierungsklammem), aufweisen, insbesondere zwei Leiterabschirmungs-Kontaktierungseinrichtungen, vorzugsweise Kontaktierungsklammern, zum elektrischen Verbinden eines aufgetrennten Leiterabschirmungsabschnittes. Alternativ oder zusätzlich kann der Träger (die Platine) zumindest teilweise eine Sensoreinrichtung, insbesondere Hall-Sensoreinrichtung, der

Strommesseinrichtung, aufweisen.

Alternativ oder zusätzlich kann der Träger (die Platine) mindestens eine Steuer- und/oder Kommunikationseinrichtung und/oder eine Messsignal- Aufbereiteeinrichtung aufweisen.

Alternativ oder zusätzlich kann der Träger (die Platine) mindestens eine Spannungsversorgungseinrichtung aufweisen.

Alternativ oder zusätzlich kann der Träger (die Platine) mindestens eine Ausnehmung (ggf. Öffnung), insbesondere zum Durchführen eines Flussleitbleich- Schenkels, aufweisen.

Der Träger ist vorzugsweise einstückig (ggf., abgesehen von dort angebrachten Einrichtungen, wie beispielsweise der Abgreifeinrichtung, monolithisch) aufgebaut und kann einen Hauptkörper aufweisen (der beispielsweise mehr als 50 Gew.-% des gesamten Trägers ausmacht), der aus mindestens einem elektrisch isolierenden Material gefertigt ist. Unter einer Platine ist insbesondere ein (dünner) ptattenförmiger Träger insbesondere zu verstehen. In Ausführungsformen kann die Platine rechteckförmig sein. Eine Dicke der Platine ist vorzugsweise maximal 0,1-mal so groß wie eine Länge und/oder wie eine Breite und/oder (insbesondere bei nicht-rechteckförmigen Geometrien) wie ein maximaler Durchmesser (also maximalen Abstandes eines Punktepaares unter allen Punktepaaren).

In jedem Fall kann durch einen derartigen gemeinsamen Träger (Platine) erreicht werden, dass verschiedene Einrichtungen bzw. Komponenten in einem konkreten (geometrischen) Bezug zueinander gehalten werden, was Messungen vereinfachen kann. Weiterhin wird auch eine platzsparende Montage ermöglicht.

In Ausführungsformen ist mindestens ein Flusskonzentrator, vorzugsweise ein (insbesondere U-förmiges) Flussleitblech vorgesehen, der (das) vorzugsweise in oder an der Oberschale positioniert (angebracht) ist. In bevorzugten Ausführungsformen kann mindestens ein Flussleitblech-Schenkel den Träger (insbesondere die Platine) und/oder die Unterschale (und/oder die Oberschale) durchdringen. Ein derartiger Flusskonzentrator vereinfacht eine Strommessung.

Ausführungsformgemäß ist mindestens eine Anschlusseinrichtung zum Anschließen einer Versorgungsspannung und/oder zur Übertragung von Signalen vorgesehen. Über eine derartige Anschlusseinrichtung kann insbesondere eine über die Abgreifeinrichtung abgegriffene Spannung (bzw. ein entsprechender Wert) übertragen werden, so dass dieser Wert extern weiterverarbeitet werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Wert des vermessenen Magnetfelds bzw. fließenden Stroms über eine derartige Anschlusseinrichtung übertragen werden. Die Anschlusseinrichtung kann insofern uni-direktional ausgestaltet sein (also eine Übertragung von dem Mess-System nach draußen ermöglichen oder umgekehrt) oder bidirektional.

In bevorzugten Ausführungsformen sind in dem System, insbesondere innerhalb der Baugruppe (Baueinheit), vorzugsweise innerhalb des Gehäuses, mindestens zwei zu messende Leiter (ggf. mindestens drei oder mindestens vier oder mindestens fünf zu messende Leiter) (gleichzeitig) aufnehmbar (bzw. vermessbar) oder aufgenommen. In einer konkreten Ausführungsform können genau zwei zu messende Leiter (gleichzeitig) aufnehmbar bzw. aufgenommen sein.

Unter einem Leiter ist ein elektrischer Leiter zu verstehen. Bei einem Leiter kann es sich um voneinander strukturell separate leitende Elemente handeln (beispielsweise zwei verschiedene, nicht unmittelbar miteinander verbundene, elektrische Leitungen) oder um mehrere (z. B. zwei) Abschnitte eines Gesamt- Leiters.

Das System (und/oder dessen Gehäuse) weist vorzugsweise eine (flache) Quaderform auf.

Das System (und/oder dessen Gehäuse) kann eine Höhe aufweise, die maximal 0,5-mal, vorzugsweise maximal 0,2-mal so groß ist wie eine Länge und/oder maximal 0,5-mal, vorzugsweise maximal 0,2-mal so groß wie eine Breite und/oder maximal 0,5-mal, vorzugsweise maximal 0,2-mal so groß wie ein maximaler Durchmesser des Systems bzw. Gehäuses. Unter einem maximalen Durchmesser ist ein Abstand desjenigen Punktepaars (des Systems bzw. Gehäuses) zu verstehen, das unter allen Punktepaaren den größten Abstand zueinander aufweist.

Vorzugsweise ist das Mess-System so konfiguriert, dass eine Messung (insbesondere Strom- und/oder Spannungsmessung) an einem Leiter durchführbar ist, ohne diesen (vollständig) zu durchtrennen. Gegebenenfalls kann jedoch ein Abmanteln einer Abschirmung und/oder Isolierung erforderlich sein.

Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin insbesondere gelöst durch die Verwendung des obigen Systems für einen elektrischen Leiter, insbesondere HV- Leiter (ggf. mit Abschirmung), in einem Kraftfahrzeug, insbesondere mit elektrischem, vorzugsweise rein elektrischem, Antrieb.

Die obengenannte Aufgabe wird insbesondere weiterhin gelöst durch ein Kraftfahrzeug, insbesondere mit elektrischem, vorzugsweise rein elektrischem, Antrieb, umfassend das obige System.

Die obige Aufgabe wird weiterhin insbesondere gelöst durch ein Set, umfassend ein System der obigen Art, enthaltend mindestens zwei (verschiedene) Reduziereinsätze, die sich hinsichtlich ihrer Größe und/oder Form voneinander unterscheiden.

Vorzugsweise unterschieden sich mindestens zwei Reduziereinsätze innerhalb des Sets durch einen inneren Durchmesser bzw. einen Durchmesser einer Aufnahmerinne. Die zwei Reduziereinsätze können ggf. die gleiche Länge aufweisen und/oder die gleiche Außengeometrie. Besonders bevorzugt umfasst das Set mindestens drei oder mindestens vier oder sogar mindestens fünf (verschiedene) Reduziereinsätze.

Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Ausrüstung mindestens eines elektrischen Leiters, insbesondere HV-Leiters (mit Abschirmung), vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, insbesondere mit einem elektrischen, vorzugsweise rein elektrischem, Antrieb, wobei der elektrische Leiter in einem System der obigen Art aufgenommen wird. Vorzugsweise wird der HV-Leiter mit Abschirmung stufenweise abgemantelt.

Dazu kann ggf, ein spezielles Werkzeug mit einstellbaren Schnittweiten und/oder -tiefen bereitgestellt bzw. verwendet werden. Die stufenweise Abmantelung erfolgt vorzugsweise so, dass ein Innenleiter sowie eine Abschirmung (Schirmgeflecht) freiliegen, jedoch nach wie vor durch einen Innenmantel voneinander separiert sind.

Weitere Verfahrensmerkmale ergeben sich aus der obigen Beschreibung des Mess-Systems, insbesondere den entsprechenden funktionellen Merkmalen.

Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin insbesondere gelöst durch ein Verfahren zur Strom- und/oder Spannungsmessung eines elektrischen Leiters, insbesondere HV-Leiters (mit Abschirmung), vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, insbesondere mit elektrischem, vorzugsweise rein elektrischem, Antrieb, wobei der elektrische Leiter in einem System der obigen Art aufgenommen ist und/oder gemäß dem Verfahren der obigen Art ausgerüstet wird und wobei eine Spannungs- und/oder Strommessung durchgeführt wird. Weitere Merkmale dieses Verfahrens ergeben sich aus der obigen Beschreibung des Verfahrens zur Ausrüstung bzw. Mess-Systems (insbesondere mit den entsprechenden funktionalen Merkmalen).

Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin insbesondere gelöst durch eine Messanordnung, umfassend mindestens einen elektrischen Leiter, insbesondere HV-Leiter (mit Abschirmung), vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, insbesondere mit elektrischem, vorzugsweise rein elektrischem, Antrieb, sowie ein Mess-System der obigen Art.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteil anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben, das anhand der Abbildungen näher erläutert wird.

Hierbei zeigen;

Fig, 1 eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Mess-Systems; Fig. 2 Bestandteile des Mess-Systems gemäß Fig. 1 sowie eingelegte zu vermessende Leiter;

Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 2 ohne eingelegte Leiter;

Fig. 4 Bestandteile des Mess-Systems gemäß Fig. 1 mit eingelegten

Leitern;

Fig. 5 die Bestandteile gemäß Fig. 4 in einer abweichenden Schrägansicht;

Fig. 6 eine erfindungsgemäße Platine in einer Schrägansicht;

Fig. 7 die Platine gemäß Fig. 6 sowie Reduziereinsätzen;

Fig. 8 Bestandteile des Mess-Systems gemäß Fig. 1; und

Fig.9 Bestandteile des Mess-Systems gemäß Fig. 1. ln der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.

Fig. 1 zeigt eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Mess-Systems.

Das Mess-System umfasst eine Anschlusseinrichtung 10, über die (ggf. im Mess- System, beispielsweise von einer entsprechenden Elektronik aufbereiteten und/oder normierten Signale beispielsweise für Spannungen und/oder Ströme) an eine übergeordnete (bzw. externe) Mess- und/oder Aufzeichnungseinheit bereitgestellt werden können bzw. über die eine Anschlussleitung 29 angeschlossen bzw. anschließbar ist.

Weiterhin sind HV-Leiter (bzw. HV-Leitungen) 11, 12 dargestellt, die in das Mess- System (HV-Adaptierung) eingelegt sind. Im konkreten Beispiel nach Fig. 1 sind zwei HV-Leitungen dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, das Mess-System für drei oder mehr Leitungen oder nur eine Leitung zu konfigurieren. Das Mess-System weist weiterhin eine Oberschale 13 sowie eine Unterschale 14 auf. Zwischen Oberschale 13 und Unterschale 14 sind die beiden HV-Leiter 11, 12 (abschnittsweise) eingelegt. Konkret können die HV-Leiter selbst innerhalb von Oberschale 13 und Unterschale 14 mittels eines Satzes von Reduziereinsätzen zentriert und gehalten werden (wie nachstehend noch ausführlicher beschrieben und illustriert).

Weiterhin erkennt man in Fig. 1 Rückseiten von zwei Flusskonzentratoren 15, die (was ebenfalls nachstehend noch ausführlicher beschrieben und illustriert wird) U-förmig ausgebildet sind und die vorzugsweise beim Aufsetzen der Oberschale 13 mit ihren jeweiligen Schenkeln um die HV-Leiter 11, 12 (bzw. jeweils einen dieser Leiter) greifen und somit zu einer Formung eines Magnetfelds beitragen, das von einem durch den jeweiligen HV-Leiter fließenden Strom erzeugt wird. Dieses Magnetfeld kann wiederum von Hall-Sensoren oder Ähnlichen (beispielsweise innerhalb einer Elektronik) gemessen werden, um einen Strom durch den jeweiligen Leiter zu bestimmen.

Oberschale 13 und Unterschale 14 bilden gemeinsam ein Gehäuse 16. Dieses Gehäuse 16 ist (zumindest im Wesentlichen) quaderförmig ausgebildet und vorzugsweise vergleichsweise flachbauend.

In Fig. 2 ist das Mess-System gemäß Fig. 1 in einem geöffneten Zustand zu sehen. Die Oberschale 13 wurde (ausgehend von Fig. 1) entfernt. Zu sehen sind nun insbesondere die eingelegten HV-Leiter 11, 12. Diese umfassen einen Außenmantel 17, eine Abschirmung (Schirmgeflecht) 18, einen Innenmantel 19 sowie den eigentlichen Leiter 20. Nachfolgend wird der gesamte Aufbau, umfassend die Elemente gemäß den Bezugszeichen 17 - 20 als HV-Leiter bezeichnet und der eigentliche (innengelegene) Leiter als „Leiter" (also ohne:

HV). Wie in Fig. 2 erkennbar, werden die HV-Leiter stufenweise abgemantelt, so dass der jeweilige Leiter 20 sowie die jeweilige Abschirmung (Schirmgeflecht) 18 freiliegen, jedoch nach wie vor durch den jeweiligen Innenmantel 19 voneinander separiert sind. Dieses stufenweise Abmanteln kann ggf. durch ein spezielles Werkzeug mit einstellbaren Schnittweiten und -tiefen durchgeführt werden. Die in Fig, 2 gezeigte Unterschale 14 enthält mindestens eine Unterschalen- Ausnehmung 30, durch die ein Schenkel eines jeweiligen Flusskonzentrators 15 verlaufen kann.

Weiterhin erkennt man in Fig. 2 (oder besser noch in Fig. 3) eine jeweilige Abgreifeinrichtung 21, vorzugsweise umfassend mehrere Federkontakte 22. Über diese Abgreifeinrichtung 21 kann eine Spannung in dem freigelegten Abschnitt des Leiters 20 abgegriffen (und somit gemessen) werden.

Die (teilweise) abgemantelten HV-Leiter 11, 12 sind in (jeweiligen) Aufnahmeeinrichtungen 23 aufgenommen.

Durch Reduziereinsätze 24 werden dabei Reduziereinsatz-Aufnahmerinnen (Führungsrinnen) gebildet, die eine Anpassung an den konkreten Durchmesser der zu messenden HV-Leiter 11, 12 ermöglichen.

Die Reduziereinsätze 24 sind austauschbar und können somit an verschiedene Leitungsdurchmesser der HV-Leiter 11, 12 angepasst werden. Je zwei (sich gegenüberliegende) Reduziereinsätze 24 (einer an der in Fig. 2 und 3 gezeigten Unterschale, einer an der entsprechenden Oberschale) bilden einen (im Querschnitt kreisförmigen) Hohlzylinder aus.

Denkbar wäre es auch, nur einen (jeweiligen) Reduziereinsatz sowohl Ober- als auch Unterschale zuzuordnen, beispielsweise einen einstückigen (jedoch längsgeschlitzten) Hohlzylinder. Dies wäre insbesondere dann denkbar, wenn der Reduziereinsatz derart flexibel ausgebildet ist, dass er auf einfache Art und Weise (aufgrund des dann vorgesehenen Schlitzes) gedehnt bzw. aufgespreizt werden kann, so dass der jeweiligen HV-Leiter hineingelegt werden kann. Gegebenenfalls wäre es auch denkbar, auf Reduziereinsätze zu verzichten, beispielsweise wenn Ober- und Unterschale die bereits passende Geometrie aufweisen.

Vorzugsweise umfassen die Reduziereinsätze ein flexibles (gummiartiges)

Material, das sich insbesondere unter Druck (beim Verpressen von Ober- und Unterschale) an den Außenmantel 17 der HV-Leiter 11, 12 anpresst und ggf. für Zugentlastung und/oder für eine Dichtigkeit gegen Eindringen von Wasser sorgt. Weiterhin können die Reduziereinsätze 24 für eine definierte zentrische Lage des Leiters 20 sorgen, was für eine korrekte (induktive) Strommessung vorteilhaft ist.

Beim Einlegen der HV-Leiter 11, 12 können freiliegende Abschnitte der Abschirmung (des Schirmgeflechts) 18 in entsprechende Leiterabschirmungs- Kontaktierungseinrichtungen 25 (hier in Form von entsprechenden Kontaktierungsklammern bzw. Schirmkontaktierungsklammern) eingelegt, insbesondere eingepresst, werden.

Diese Leiterabschirmungs-Kontaktierungseinrichtungen 25 können auf eine, ggf. in/an der Unterschale 14, eingebaute Platine 26 (siehe beispielsweise Fig. 4 oder Fig. 6) angeordnet (aufgelötet) werden und so insbesondere einen durchgehenden Kontakt der aufgetrennten Abschirmung 18 ermöglichen.

Weiterhin können die Leiterabschirmungs-Kontaktierungseinrichtungen 25 beim Einlegen der HV-Leiter 11, 12 für eine (gewisse) mechanische Hilfe gegen ein Herausrutschen der HV-Leiter 11, 12 (beim Zusammenbau) sorgen und ggf. als Zentrierungshilfe gegenüber (freiliegenden) Enden 27 des Außenmantels 17 dienen.

Der in die (jeweilige) Aufnahmeeinrichtung 23 bzw. die entsprechende Reduziereinsatz-Aufnahmerinne der Reduziereinsätze 24 eingelegte (jeweilige) HV-Leiter 11, 12 kann nun (gleichzeitig) mit dem freiliegenden (Innen-) Leiter 20 auf die Federkontakte 22 (oder eine entsprechende Kontaktfeder) drücken. Diese Federkontakte können ebenfalls auf der Platine 26 angeordnet (aufgelötet) sein und damit eine Kontaktierung für die Spannungsmessung ermöglichen.

Neben einem Abgreifen der Spannung an den Leitern 20 der HV-Leiter 11, 12 ist über das Mess-System auch eine Strommessung von Strömen durch die Leiter 20 möglich.

Eine derartige Strommessung erfolgt ausführungsgemäß induktiv durch Messen eines Magnetfeldes, das die stromführenden Leiter 20 umgibt. Dies ist in den Fig. 4 und 5 weiter illustriert. Gemäß Fig. 4 und 5 werden die HV-Leiter 11, 12 bzw. deren (Innen-) Leiter 20 jeweils durch U-förmige Flusskonzentratoren 15 (in Form von Flussleitblechen), insbesondere aus hochpermeablen Material, umgeben.

Die Flusskonzentratoren 15 formen ein magnetisches Feld um die Leiter 20 dergestalt, dass Hall-Sensoren 28 einer (jeweiligen) Stromerfassungseinrichtung 33, die diese Felder (bzw. deren Feldstärke) messen, von einem (möglichst) homogenen Magnetfeld durchströmt werden.

Durch die Positionierung der Flusskonzentratoren (Flussleitbleche) 15 in der Oberschale 13 können diese zusammen mit dieser abgenommen und wieder aufgesetzt werden (was jedoch nicht zwingend ist).

Die Platine 26 und die Unterschale 14 können hierzu entsprechende Ausschnitte (Öffnungen) aufweisen, durch die Schenkel der Flusskonzentratoren 15 (der Flussleitbleche) hindurchreichen können.

Durch eine Justierung der HV-Leiter 11, 12 in der Unterschale 14 durch die Reduzierstücke 24 sowie insbesondere durch deren festen mechanischen Bezug zur Unterschale 14 bzw, Oberschale 13 wird ermöglicht bzw. vereinfacht, dass eine Mittelachse der HV-Leiter 11, 12 (stets) an dergleichen Position innerhalb der Flusskonzentratoren (Flussleitbleche) 15 zu liegen kommt. Dadurch wird ein Einfluss einer Position des (jeweiligen) Hall-Sensors 28 in Relation zu einer Leiterachse in Bezug auf die Strommessung eliminiert oder zumindest reduziert.

Die Platine 26 kann neben den Leiterabschirmungs-Kontaktierungseinrichtungen

25 für die Abschirmung (das Schirmgeflecht) 18 und/oder der Abgreifeinrichtung bzw. deren Federkontakten 22 für das Abgreifen (Messen) der Spannung am Leiter 20 und/oder den Hall-Sensoren 28 ein oder mehrere der folgenden (elektronischen) Strukturen (Funktionsgruppen) aufweisen:

- eine Sensorsignalaufbereitung für eine HV-Spannungsmessung (mindestens umfassend eine Teilungseirichtung, einen Filter und/oder Analog-Digital- Wandler bzw. ADC); - eine Sensorsignalsignalaufbereitung für eine induktive Strommessung, insbesondere durch Hall-Sensoren (mindestens umfassend einen Verstärker, einen Filter und einen ADC);

- eine galvanische Isolation zwischen einer Signalaufbereitung der HV- Spannungsmessung und einer (digitalen) Auswerte- und/oder Kommunikationselektronik und einer Kommunikations- und Spannungsversorgungsschnittstelle;

- eine (digitale) Auswerte- und Kommunikationselektronik, umfassend mindestens einen Microcontroller und/oder (digitalen) Signalprozessor, ggf. für eine Filterung, Abgleich und/oder Linearisierung von Mess-Signalen und/oder zur Bereitstellung eines Kommunikationsprotokolls für eine übergeordnete Mess- oder Aufzeichnungseinheit;

- eine Spannungsversorgungsschaltung, die ggf. galvanisch getrennt Energie auf eine HV-Seite (Hochvolt-Seite) liefert und dort gelegene (elektronische) Schaltkreise versorgt;

- eine Anpassungsschaltung für eine Anpassung von Kommunikationssignalen des ggf. vorgesehenen Microcontrollers bzw. (digitalen) Signalprozessors an eine gewählte physikalische Kommunikationsschnittstelle (beispielsweise CAN, Ethernet und/oder POF bzw. eine polymerische optische Faser).

In Fig. 6 ist die Platine nochmals isoliert zu sehen. Insbesondere sind dort Ausnehmungen 31 (teilweise als Durchbruch) ausgebildet, um die Schenkel der Flusskonzentratoren 15 durchführen zu können.

In Fig. 7 ist die Platine 26 einschließlich zweier Reduziereinsätze 24 erkennbar. Dort ist auch erkennbar, dass die Reduziereinsätze 24 Ausnehmungen 32 aufweisen, um die Leiterabschirmungs-Kontaktierungseinrichtungen 25 durchführen zu können.

In Fig. 8 ist die Oberschale 13 einschließlich Flusskonzentratoren 15 erkennbar. ln Fig. 9 ist nochmals die Platine 26 mit den Hall-Sensoren 28 im eingebauten Zustand erkennbar. Oberhalb der Platine 26 kann noch ein entsprechender Deckel bzw. Boden der Unterschale 13 angeordnet sein.

Besonders bevorzugt kommt das erfindungsgemäße Mess-System an HV- Leitungen in einem Antriebsstrang von Elektro-Fahrzeugen zum Einsatz,

Vorteile des erfindungsgemäßen Mess-Systems sind insbesondere keine oder eine nur geringe Zerstörung der zu messenden HV-Leiter, ein vergleichsweise geringer Aufwand für eine Vorbereitung der HV-Leiter für eine Kontaktierung, ein vergleichsweise geringes Volumen, die Möglichkeit einer gleichzeitigen Kontaktierung von zwei oder mehr HV-Leitern innerhalb eines Mess-Systems, ein vergleichsweise geringer Aufwand für ein Auflegen/Kontaktieren der HV-Leiter im Inneren des Mess-Systems, keine zusätzliche Eigenerwärmung durch eine Strommessung, da auf einen Shunt-Widerstand verzichtet werden kann, sowie ein vergleichsweise geringer Aufwand für ein Montieren und Befestigen des Mess- Systems sowie ein Verbessern (Sicherstellen) einer Abdichtung.

In der Figurenbeschreibung ist ein Mess-System für zwei HV-Leiter gezeigt. Die Anzahl „zwei" ist jedoch nicht zwingend, so dass sich sämtliche Merkmale in der Figurenbeschreibung auch für eine andere Anzahl, z. B. für einen Leiter oder mehr als zwei Leiter, gelten.

Im Übrigen sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als Ausgestaltungen der Erfindung beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind möglich.

Bezugszeichen

10 Anschlusseinrichtung

11 HV-Leiter (HV-Leitung)

12 HV-Leiter (HV-Leitung)

13 Oberschale

14 Unterschale

15 Flusskonzentrator 16 Gehäuse

17 Außenmantel

18 Abschirmung (Schirmgeflecht)

19 Innenmantel

20 (Innen-) Leiter

21 Abgreifeinrichtung

22 Federkontakt

23 Aufnahmeeinrichtung

24 Reduziereinsatz

25 Leiterabschirmungs-Kontaktierungseinrichtung

26 Platine

27 Ende

28 Hall-Sensor

29 Anschluss-Leitung

30 Unterschalen-Ausnehmung

31 Ausnehmung

32 Ausnehmung

33 Stromerfassungseinrichtung