具有传感器单元的电气母线

摘要

本发明涉及一种用于将电流从第一电气装置(12)引导到第二电气装置(14)的电气母线(10)，其具有由导电材料形成的基体(16)，所述基体具有用于连接到第一电气装置(12)的第一连接端(18)和用于连接到第二电气装置(14)的第二连接端(20)，其中，设有具有固定面(24)的传感器单元(22)，该传感器单元具有至少一个传感器元件(26)用于检测母线(10)的物理参数，其中，基体(16)具有支承面(28)，传感器单元(22)以其固定面(24)固定在该支承面上。

权利要求

1.一种用于将电流从第一电气装置（12）引导到第二电气装置（14）的电气母线（10），具有由导电材料形成的基体（16），所述基体包括用于连接到第一电气装置（12）的第一连接端和用于连接到第二电气装置（14）的第二连接端，其特征在于，还设有具有固定面（24）的传感器单元（22），该传感器单元具有用于检测母线（10）的物理参数的至少一个传感器元件（26），其中，基体（16）具有提供支承面（28）的凹部，传感器单元（22）埋头地设置在凹部中并利用所述固定面（24）固定在该支承面（28）上，基体（16）在第一连接端（18）与第二连接端（20）之间具有弹簧弹性的区域，传感器单元（22）被构造成检测在基体（16）中的机械应力。

2.根据权利要求1所述的电气母线，其特征在于，传感器单元（22）被构造成检测流经电气母线（10）的电流。

3.根据权利要求1或2所述的电气母线，其特征在于，传感器单元（22）相对于基体（16）电气绝缘地设置。

4.根据权利要求1或2所述的电气母线，其特征在于，传感器单元（22）为了输入用于其常规运行的电能而以第一供应连接端（30）电气连接到基体（16）上。

5.根据权利要求1或2所述的电气母线，其特征在于，传感器单元（22）被构造成用于无线地输入用于其常规运行的电能。

6.根据权利要求1或2所述的电气母线，其特征在于，传感器单元（22）被构造成建立到中央系统的无线通信连接和/或经由母线（10）建立到中央系统的通信连接。

7.一种电池（56），具有至少两个电池单体（12、14），其中电池单体（12、14）中的每一个都具有两个电极，这两个电极电化学地相互作用，其中，电极中的每一个都具有连接触点（32、34、36、38），其中，电池单体之一（12）的至少一个连接触点（32）与电池单体中的另一个电池单体（14）的连接触点（36）借助于电气母线（10）导电连接，其中，电气母线（10）具有由导电材料形成的基体（16），其特征在于，

电气母线（10）具有包括固定面（24）的传感器单元（22），其中，传感器单元（22）具有用于检测母线（10）的物理参数的至少一个传感器元件（26），其中，基体（16）具有提供支承面（28）的凹部，传感器单元（22）埋头地设置在该凹部中并利用所述固定面（24）固定在该支承面上，基体（16）在第一连接端（18）与第二连接端（20）之间具有弹簧弹性的区域，传感器单元（22）被构造成检测在基体（16）中的机械应力。

8.一种机动车，包括具有电池的电气设备和连接到电气设备上的电气驱动装置，其中，所述电池和驱动装置分别具有至少两个电气连接触点，其中，电池的连接触点中的一个和驱动装置的连接触点中的一个借助于电气母线相互导电连接，其中，电气母线具有由导电材料形成的基体，其特征在于，

电气母线（10）具有包括固定面（24）的传感器单元（22），其中，传感器单元（22）具有用于检测母线（10）的物理参数的至少一个传感器元件（26），其中，基体（16）具有提供支承面（28）的凹部，传感器单元（22）埋头地设置在凹部中并利用所述固定面（24）固定在该支承面上，基体（16）在第一连接端（18）与第二连接端（20）之间具有弹簧弹性的区域，传感器单元（22）被构造成检测在基体（16）中的机械应力。

说明书

具有传感器单元的电气母线

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于将电流从第一电气装置引导到第二电气装置的电气母线，该母线具有由导电材料形成的基体，基体包括用于连接到第一电气装置的第一连接端和用于连接到第二电气装置的第二连接端。本发明此外还涉及一种具有至少两个电池单体的电池，其中电池单体中的每一个都具有两个电极，这两个电极电化学地相互作用，其中电极中的每一个都具有连接触点，其中电池单体中的一个的至少一个连接触点与另一电池单体的连接触点借助于电气母线导电连接，其中电气母线具有由导电材料形成的基体。最后本发明也涉及一种机动车，该机动车包括具有电池的电气设备和连接到电气设备的电气驱动装置，其中电池和驱动装置分别具有至少两个电气连接触点，其中电池的连接触点之一与驱动装置的连接触点之一借助于电气母线相互导电连接，其中电气母线具有由导电材料形成的基体。

背景技术

[0002] 这种类型的母线按实质说是已知的，从而为此不需要专门说明。母线，经常也称为汇流排，是电能供应装置中的结构元件并且用于将电能基于通过电流由第一电气装置引导到第二电气装置或者反之。电气装置例如可以是电气负载，其中输入的电能用于执行常规功能，也可以是能源，如例如基于电机的发电机、光电转换器如例如太阳能电池单体或诸如此类、燃料电池和/或诸如此类。母线除了高导电能力之外还具有适合的机械坚固性，从而(如例如可以在过流时出现的)机械力的影响可以由母线引导，而基本上不会影响其常规功能。母线此外经常可受到高热负荷，从而母线也在热暴露的区域中基本可靠地执行其常规功能。母线通常具有由导电材料形成的基体，其提供用于电气装置如第一、第二电气装置的连接端。作为材料经常应用金属，如铝、铜、它们的合金(如果可能还具有另外的金属)、和/或诸如此类。母线此外是电子技术中安全相关的构件，因此尤其也由如下标准来检测，如例如通过DIN 43671、DIN 43673、DIN 43771等来检测。母线然而不仅用于静止的能量分配装置中，而且此外也用于车辆的电气设备以及另外的电气装置中，其中电能特别是更大规模地被分配。

[0003] 因此例如也通常在电池中应用母线，该电池包括至少两个电池单体。电池单体是具有两个电化学地相互作用的电极的装置。该相互作用可以在电解质的补充的中间作用下实现。电池单体，也称为电化学电池/电单元(galvanische Zelle)，优选在其功能方面是可逆的，如其例如用于蓄电池等形式的电池中。基于电极的电化学相互作用在电极上出现对于各个电池单体化学特定的直流电压，其提供在相应电池单体的与电极相连接的连接触点上。该直流电压通常比较小。电子技术中的多种应用需要显著超过可由单个电池单体提供的直流电压的直流电压。基于这个原因，经常将多个电池单体组合为一个电池并且根据电气要求在电池内电气连接，例如以串联电路、并联电路、串联电路与并联电路的组合或诸如此类的形式。

[0004] 在电池内各个电池单体因此借助于母线以期望的电路方式相互导电连接，以便可以在电池的接线极上提供期望的直流电压。这样的电池例如用作机动车领域中的铅酸蓄电池、飞机领域中的镍镉电池以及在非中断供电时用作家用小电器领域中的锂离子电池和/或诸如此类，但最近也用于电驱动的机动车中。

[0005] 这样类型的机动车同样是足够已知的。优选地，机动车包括具有电池的电气设备以及连接到电气设备上的驱动装置。这样的机动车例如是电动车辆、混合动力车辆(其中驱动不仅借助于电气驱动装置而且借助于内燃机来实现)、或者诸如此类。在这些车辆中，电池和驱动装置分别具有至少两个电气连接触点。出于电气耦合的目的，电池的连接触点中的至少一个与驱动装置的连接触点中的一个借助于电气母线相互导电连接。在此电气母线也通过导电的基体形成。

[0006] 即使现有技术已经证实为有利的，然而特别是在机动车中的应用中仍出现问题。因此通常借助于电流转换单元来检测给母线施加的电流。电流转换单元是如下电气构件，其借助于磁可穿透的环形芯来检测由流经母线的电流产生的磁场并提供相应的测量信号。
这样的电流转换单元通常具有比较高的重量以及大的结构形状。正是在电动交通领域中这是不利的和不希望的。大的结构形式和大的重量此外正是在电动交通领域中导致关于由于振动和冲击而造成的应力方面的问题，如其通常在机动车的常规运行中所出现的那样。

[0007] 备选地已知的是，借助于分路来检测通过母线的电流。出于该目的母线分为两个基体，它们借助于分路相互导电连接。虽然通过这种方式可以避免前述昂贵的电流转换单元及由此引起的问题，然而该设计方案在如下方面是证实为不利的，即必须影响到母线中，这不仅导致高成本，而且此外也由于母线的高电流要求而在常规运行中是不希望的。在分路的区域中需要的触点接通部位产生了额外的安全和可靠性问题。

发明内容

[0008] 因此本发明的任务在于，如下改进母线、电池以及机动车，使得母线的状态参数、如例如电流的检测得以改善。

[0009] 作为解决方案，本发明提出一种按照独立权利要求1的母线、按照另一独立权利要求9的电池以及按照另一独立权利要求10的机动车。本发明另外的有利设计方案借助从属权利要求的特征得到。

[0010] 本发明特别是提出，母线具有包括固定面的传感器单元，该传感器单元具有至少一个传感器元件用于检测母线的物理参数，其中，基体具有支承面，传感器单元以其固定面固定在该支承面上。

[0011] 优选地，固定面和/或支承面被构造成平面。证实为特别有利的是，不仅固定面而且支承面都被构造成平面。“平面”在本公开的意义上表示，被构造成平面的面是不弯曲的。亦即表示如下面，该面可以基本上通过在空间中的两个不平行的直线来限定。按实质说，固定面和支承面但也可以被构造成至少部分地弯曲或成角度。在该情况下，固定面和支承面优选至少关于其轮廓相互对应地设计，从而可以实现尽可能大面积的固定。

[0012] 通过本发明第一次可以实现，将传感器单元完全集成/内置到母线中。亦即不同于现有技术，不再需要在母线的区域中设置昂贵的测量单元如电流转换单元或诸如此类，并且按照本发明也不再需要的是，影响基体的结构，以便能实现对母线参数的测量。

[0013] 传感器单元可以用于检测母线的一个或多个物理状态参量，如例如检测流经母线的电流、电位、温度、机械伸长、机械弯曲和/或诸如此类。

[0014] 已经证实为特别有利地是，传感器单元的固定面被构造得小于母线的支承面。传感器单元可以在该情况下完全设置在母线上，从而传感器单元基本上不超过在支承面的平面中的外部尺寸。优选地，传感器单元直接地与支承面连接。所述固定可以例如以材料结合的方式借助于焊接或诸如此类实现。除此之外可以规定，传感器单元借助于粘接或诸如此类与母线连接。最后也存在如下可能，即传感器单元借助于夹子或诸如此类与母线机械连接。当然这些固定方法也可以相互组合。

[0015] 优选地，在固定面的区域中同时也设有用于母线的要检测的物理参数的传感器元件。证实为特别有利的是，传感器元件被构造成用于检测温度、伸长、弯曲和/或诸如此类。在该情况下，传感器元件与母线的优选直接的接触对于检测的精确性是有利的。

[0016] 除此之外母线可以在支承面的区域中被构造成刚性的，从而机械影响基本上不会对传感器单元在支承面上的固定有不利影响。当然为了检测母线的相应物理参数也可以设置传感器单元在母线上的可拆松的固定。当例如传感器单元由于损坏而应更换时，或者传感器单元应加装在已存在的电气设备的母线上时，这特别是证实为有利的。

[0017] 支承面可以通过母线的表面来形成，例如在具有矩形横截面的母线中通过沿母线纵向的两个大表面之一。此外可以规定，汇流排具有提供支承面的凹部。这在横截面不为矩形的母线中证实为特别有利。除此之外当然可以规定，传感器单元沉设在母线中。优选地，传感器单元完全埋设在母线中，从而传感器单元的尺寸没有突出于母线的外尺寸。

[0018] 总体上按照本发明实现，母线特别是汇流排可以与传感器单元一体地提供。因此本发明的电气母线优选与传感器单元一件式地形成并且可以作为结构单元单个地处理。特别是可能的是，对母线或汇流排连同传感器单元一起在设定的运行方面进行检查并且通过这种方式可以提供被完全预检查的结构单元用于进一步处理。

[0019] 传感器单元具有传感器元件，用于检测母线的物理参数。传感器元件被构造成匹配于要检测的物理参数。例如传感器元件可以为了检测母线的温度而直接与之接触。同样可以规定，传感器元件直接接触母线，以便例如确定母线的伸长和/或弯曲。除此之外，传感器元件也可以与母线无接触地设置，例如用于检测流经母线的电流。

[0020] 按照一种改进提出，传感器单元被构造成，检测流经电气母线的电流。相应地，传感器单元的传感器元件被构造成用于无线检测电流。例如这可以基于磁通门技术或诸如此类实现。在此可以有利地规定，利用传感器元件检测磁场强度。特别是在考虑母线的几何特征的条件下可以由此确定当前流经母线的相应电流。例如可以规定，借助于传感器元件检测在传感器元件的区域中的局部电流密度。基于该电流密度那么可以在考虑母线横截面的条件下确定流经母线的总电流。在此规定，传感器单元局部地在其区域中产生与通过在基体中流经的电流所产生的磁场相反的磁场，直至补偿该局部作用的场。传感器单元如此改变相反场，直至所确定的场强基本上是零。由用于产生相反场的值那么可以确定当前流经基体的电流的值。这可以通过计算和/或考虑对应表来实现，其例如以数据特别是数据文件的形式可供使用。

[0021] 证实为特别有利地是，传感器单元特别是结合传感器元件一件式地被构造成结构单元，其可以与母线优选一件式地连接。除此之外，可以规定，传感器单元优选连同传感器元件在内构造成半导体芯片或诸如此类。由此可以在常规运行期间实现特别高的集成度和可靠性。

[0022] 按照另一有利地设计方案提出，传感器单元相对于基体电气绝缘地设置。这允许，可以非常灵活地设计传感器单元的电气结构。因此在传感器单元的设计过程中不需要在实施传感器单元的常规功能方面考虑传感器单元的电气线路的引导。例如电气绝缘部可以直接设置在传感器单元自身上、更确切地说在其固定面上。如果传感器单元是半导体芯片，那么可以规定，该绝缘部通过在传感器单元的固定面的区域中的氧化层形成。这允许，用于实现传感器单元的绝缘布置的电气绝缘部与传感器单元一件式地构成。除此之外，该电气绝缘部可以非常简单地实现并且在适合的氧化层的情况下构造得非常薄，从而可以实现非常紧凑的电气母线。由此可以节省单独的用于绝缘的构件。

[0023] 优选地规定，传感器单元的几何尺寸不超过电气母线的相应的几何尺寸。这允许，传感器单元优选完全在电气母线中的凹部中埋头地设置。特别是可以由此实现，母线的几何尺寸基本上不由于传感器单元的布置而变化。由此可以实现非常紧凑的电气母线。

[0024] 按照一种改进提出，传感器单元为了输入电能用于其常规运行而以第一供应连接端电气连接到基体上。通过这种方式，传感器单元在电气母线上的布置同时也可以用于传感器单元的能量供应。第二供应连接端例如可以连接在电气装置之一上，优选连接在不与电气母线电气连接的连接端上。由此可能的是，在第一与第二供应连接端之间提供电压用于给传感器单元供电。

[0025] 按照另一设计方案提出，传感器单元被构造成用于无线输入电能用于该传感器单元的常规运行。例如可以规定，传感器单元被构造成收发器，其为了实施期望的检测而单独地借助于磁场被输入能量用于给传感器单元供应电能用于其常规运行。例如，能量场可以是交变磁场、交变电磁场和/或诸如此类。可以规定，能量场仅仅被提供用于实施检测期望的物理参数以及向中央系统传送的持续时间。该设计方案关于可安装性、特别是可改装性是有利的，这是因为如在现有技术的传感器单元中所需要的连线可在很大程度上得以避免。此外也可以规定，传感器单元包括电池，该电池在传感器单元的优选整个常规使用寿命上为传感器单元供能。这样的电池可以例如是锂离子电池或诸如此类。自然，上述实施形式也可以相互组合。

[0026] 本发明的另一设计方案提出，传感器单元被构造成，建立到中央系统的无线通信连接和/或经由母线的通信连接。通信连接优选用于，将传感器单元检测到的物理参数传送给中央系统，该中央系统处理物理参数用于进一步的目的。中央系统例如可以是中央控制装置、特别是在机动车的情况下为机动车的中央控制装置。无线通信连接例如可以基于无线电、红外线、超声波和/或诸如此类。除此之外，通信连接自然也可以经由母线实现，其中中央系统同样具有相应的与母线的连接可能性作为通信连接。出于该目的，传感器单元可以将相应的传感器信号输出到母线上，该传感器信号可由中央系统接收。例如可以为此规定，把调制信号给到母线上，该调制信号包含关于检测到的物理参数的信息或数据。出于该目的，传感器单元可以具有发送单元，借助于发送单元传感器信号可以或者无线地或者有线地输出到母线上。除此之外可以规定，传感器单元具有接收单元，借助于接收单元传感器单元可以由中央系统或另外的装置获得数据或信息。由此可以控制传感器单元和/或调节传感器元件和/或进行传感器元件的信号的分析处理。通过这种方式可以实现的另外的功能例如是可触发的功能测试、数据调整/数据补偿和/或诸如此类。

[0027] 按照本发明的一种改进，传感器单元和通信装置分别具有能量转换装置，能量转换装置设计为，由接收到的信号提供电能用于为传感器单元供能。如下物理量称为信号，在所述物理量中一个或多个参数携带有信息。能量转换装置即设计为，将接收到的信号的物理量用于传感器单元的供能。为此能量转换装置特别是设计为，将非电物理量转换为电参量。这也称为能量收集或能量采集。在此情况下这表示：通过信号路径有利地不仅传输信息而且也传输用于供能的能量。

[0028] 在具有例如电流强度或电压作为物理量的电信号——在该电信号中信息例如以电流强度或电压的频率或相位的方式传送——的情况下，能量转换装置优选设计为，将所接收到的传感器单元的信号的电流强度或电压提供用于供能。在具有光波作为物理量的光学信号的情况下，被构造成太阳能传感器的能量转换装置被设计为，将光波转换为电能以用于为网络节点供能。在一个信号——在该信号中信息借助于RFID(无线射频识别)感应式地传输给传感器单元——中，磁波例如可以利用被构造成接收线圈的能量转换装置转换为电压以用于为传感器单元供能。

[0029] 人们将从源如环境温度、振动或空气流动获得少量电能称为能量收集。应用能量收集的结构也称为纳米发电机。能量收集避免了在无线技术中受到有线电流源或单独的或独立的电池的限制。

[0030] 这样的纳米发电机可以例如是压电晶体(其在例如通过压力、振动或声音造成的力作用下产生电压)、和/或热电发电机和热电晶体(其由温度差获得电能)、和/或天线、特别是无源RFID(其由无线电或电磁射线收集能量并进行能量应用)、和/或传感器(其基于光电效应将光转换为电能)。

[0031] 按照另一设计方案提出，基体在第一连接端与第二连接端之间具有弹簧弹性的区域。这允许，特别是在基体其他部分呈刚性的情况下借助于为此匹配的传感器元件检测对母线的机械影响。因此例如可能的是，确定机械尺寸的变化，以便由此可以确定母线的另外的物理参数、特别是机械参数。这样的参数可以是例如母线长度、母线宽度、其几何形状和/或诸如此类。此外可以设有公差调整件/公差补偿件，其例如可以形成所述弹簧弹性的区域。公差调整件可以例如包括导电的利兹线。可以规定，可以检测公差调整件的变化。

[0032] 证实为特别有利地是，传感器单元被构造成检测基体上的机械应力。这可以用于，确定特别是在第一、第二电气装置的第一连接端和第二连接端的区域中的负荷。由此可以及早识别在电气装置的连接端区域中出现的机械过载状态，以便采取对应措施。在连接端的区域中基于机械过应力产生的损坏可以由此减少。

附图说明

[0033] 另外的优点和特征根据以下在考虑附图的情况下对实施例的描述得到。附图中相同的附图标记表示相同的特征和功能。其中：

[0034] 图1示出母线的透视示意图，该母线被引导通过按照现有技术的电流转换器；

[0035] 图2示意地示出母线的第二设计方案的透视图，该母线被引导通过按照现有技术的电流转换器；

[0036] 图3示意地示出用于与母线相连接的分路布置结构的透视图；

[0037] 图4示意地示出按照图3的分路布置结构的后侧透视图；

[0038] 图5示出按照本发明的传感器单元的导体道路/印制导线布置结构的示意俯视图；

[0039] 图6示意地示出具有按照本发明的母线的电池的一个局部部分的透视图；

[0040] 图7示出按照图6的布置结构的示意电路图；

[0041] 图8示出按照图6的电池的侧视图的一个局部部分的示意图；以及

[0042] 图9示出按照如图7的本发明的另一设计方案的示意电路图。

具体实施方式

[0043] 图1示出未进一步示出的电驱动的机动车的高电压电池系统42的一个局部部分的透视示意图。高电压电池系统42的电流电缆40用于将高电压电池系统42电气连接到机动车的未进一步示出的电气设备上。机动车借助于电气驱动装置来驱动，该驱动装置被高电压电池系统42出于该目的供应电能。在此还规定，不仅出于车辆加速的目的而将电能提供用于驱动，而且同时也在减速过程中吸收电能，亦即将电能存储在高电压电池系统42中。

[0044] 电气线路40被引导通过环形芯转换器44，环形芯转换器44以已知的方式设有电气绕组，以便检测在电气线路40中流动的电流。借助于未进一步示出的分析处理电子装置对由环形芯转换器44提供的信号进行分析处理并且确定流经电气线路40的电流。所确定的电流值经由通信连接传送给同样未进一步示出的电池管理系统。通信连接在此通过机动车的通信总线、更确切地说CAN总线来形成，分析处理电子装置连接在该通信总线上。

[0045] 图2在透视示意图中示出用于电气线路46的电流测量的另一设计方案，电气线路在此被构造成带状导体并且同样被引导通过电流转换器44，如其已经对于图1所阐述的那样。

[0046] 图3示出在现有技术中基于使用分路48的电流测量的备选设计方案。在图3中示出透视前视图，而图4示出相应的透视后视图。分路48在此构造在电路板50上，该电路板还具有分析处理电子装置，其连接在分路48上。

[0047] 分路48连接在端子接线片52、54上，相应的电气线路或母线可以连接到端子接线片上。为了可以确定电气线路或母线的电流，分路48可串联连接该电气线路或母线，从而流经母线或电气线路的电流同时也流经分路48。流经分路48的电流引起电压降，该电压降借助于设置在电路板50上的分析处理电子装置检测和分析处理。设置在电路板50上的分析处理电子装置传送相应的电流值给电池管理系统，如已经对图1所阐明的那样。

[0048] 对于该设计证实为不利的是，分路48与相应的母线或电气线路串联连接。这要求相应的构造上的措施，该措施特别是在高电流和高电压下非常昂贵。特别是在期望小的结构空间和小的重量的机动车领域中，这证实为不利的。

[0049] 对电流转换器的应用特别是证实为不利的是，电流转换器除了对于电流的检测所需的大的结构形式之外通常也具有相应高的重量。正是在移动式应用中、特别是在机动车中这证实为不利的，也出于在常规运行期间的振动影响的原因。

[0050] 图6在示意透视图中示出未进一步示出的电驱动机动车的高电压电池56的一个局部部分，其中在图6中仅仅示出高电压电池56的两个电池单体12、14。高电压电池56能可逆地运行，亦即，该高电压电池不仅可以输出电能，而且也可以吸收电能。因此在本设计方案中高电压电池56是蓄电池。相应地，电池单体12、14被构造成电化学电池。

[0051] 电池单体12、14在此分别具有两个电极，它们彼此电化学地相互作用。出于该目的可以补充地设有电解质，其分别设置在电池单体12、14中并且接触电极。用于在电极上产生电压的电化学作用的基本原理按实质说是已知的，从而对此不再进一步地阐述。相应地在附图中未示出电极自身，而是仅仅示出与之导电连接的连接触点32、34、36、38。在此电池单体12具有连接触点32、34，其中相对于连接触点34在连接触点32上基于电化学作用出现正的直流电压。相应地，电池单体14具有连接触点36、38，其中在此在连接触点38上相对于连接触点36形成正的直流电压。

[0052] 如图6可见的是，电池单体12的连接触点32与电池单体14的连接触点36经由电气母线10相互导电连接。通过电气母线10，两个电池单体12、14电气串联连接，从而在连接触点34和38上出现电池单体12、14的总电压。

[0053] 母线10具有基体16，其由导电材料(在此为铜)形成。母线10出于电流引导的目的具有基本上呈矩形的横截面，该横截面在此均匀地在母线10的纵向延伸上在电池单体12、14的连接触点32、36之间延伸。

[0054] 在此基体16具有横向于纵向延伸方向的矩形横截面以及表面58，该表面提供支承面28。支承面28基本上构造成平面并且在其形状方面同样构造成矩形。支承面设置在连接触点32、36之间。传感器单元22以其固定面24粘接在支承面28上。代替粘接或作为其补充也可以规定，传感器单元22借助于未示出的固定件例如夹子固定在母线10的基体16上。

[0055] 传感器单元22具有传感器元件26(图5)，该传感器元件在此在支承面28的区域中穿过粘接剂层接触基体16。在该设计方案中规定，借助于传感器元件26检测母线10或基体16的温度。

[0056] 在图5中未示出分析处理电子装置，其焊接在相应的连接触点(如图5所示)上。在此涉及集成开关电路，该集成开关电路除了传感器元件26的连接端之外同时也还包括电子分析处理单元以及通信单元。由此，所检测的温度值可以传送给电池管理系统。

[0057] 图7在示意的电路图中示出按照图6的功能单元。可看见电池单体12、14的连接触点32、34、36、38，其中连接触点32、36经由母线10相互导电连接。此外在电池单体12、14中示意地示出单体的电池容量60以及内阻62。利用这两个元件模型式地描述电池单体12、14的功能。此外由图7清晰可见的是，传感器单元22连接到通信连接64上。通过该通信连接，传感器单元22可以将检测到的物理参数传送给电池管理系统。除此之外，传感器单元22可以经由通信连接64接收控制命令以及数据，所述控制命令以及数据对于传感器单元的常规运行是需要或期望的。

[0058] 不能直接由附图中看到的是，传感器单元22在此不仅用于检测温度，而且同时也可以检测流经母线10或基体16的电流。出于该目的，传感器单元22具有未进一步示出的磁场传感器，其集成地设置在传感器单元22中。利用传感器单元22可检测磁场强度，其中在考虑基体16的几何尺寸以及另外的边界条件的情况下可以确定流经母线10或基体16的电流。该方法特别有利地适用于电流测量，因为一方面能实现非常准确的电流测量，而另一方面仅仅需要小的结构空间或小的重量。

[0059] 除此之外可以如此选择传感器单元22的结构形式，使得传感器单元可以沉设在基体16中。由此可以特别是考虑基于空间限制的特别的几何要求。因此可以节省体积大和重的电流转换器。由于小的重量和小的结构尺寸，按照本发明的传感器单元22自然也在机械应力如振动、撞击和/或诸如此类方面鲁棒得多。

[0060] 在图7中传感器单元22通过集成半导体电路为了高精度电流测量因此配备有另外的传感器，亦即温度传感器以及机械应变传感器和力传感器(图8)。通信连接64虽然在此被构造成有线通信连接，但是此外也可以被构造成无线通信连接，例如基于近场无线电、超声波、红外线和/或诸如此类的无线通信连接。借助于通信连接64建立起与电池管理系统的通信连接。

[0061] 为了可以实现关于母线10或基体16的高精度电流测量，上述集成半导体电路可以例如设有基于磁通门技术的电流测量。由此可能的是，确定在常规运行中母线10或基体16的电压降和/或相应的电阻。这些值同样可以传送给电池管理系统。

[0062] 图8示出传感器单元22的另一特征，出于该目的示意地在前视图中示出图6的一个局部部分。传感器单元22在此亦即配备有应变计(DMS)或半导体应变计结构元件，其集成在传感器单元22的集成半导体电路中。由此可以求取基体16或母线10的关于伸长、弯曲以及力的应力方面的机械应力。结合温度测量因此可以监控基体16或母线10的运动、膨胀、弯曲和/或诸如此类。由此可以实现，同样可以针对机械应力和热应力监控连接触点32、36的应力，而且特别是也超越电池56全部寿命地进行上述监控。由此可以推断所应用的接合方法、例如螺纹连接、激光焊接、压焊和/或诸如此类的老化或质量。

[0063] 图9在示意的电路图中示出一个设计方案，借助于该设计方案可以给传感器单元22供应电能。该电路按实质说又基于如已经根据图7按实质说阐述过的电路，因此补充地可参照这些实施方案。

[0064] 补充于对各实施例的过去的阐明，在此规定，传感器单元22以正极连接端与基体16的触点接通部位66导电连接。如果传感器单元22被构造成半导体芯片或集成半导体电路，那么正的电压供应电位可以因此直接从母线10或其基体16截取。传感器单元22的相应的负极连接端经由电气线路68连接到电池单体12的连接触点34。由此传感器单元22获得供电电压以便用于能实现常规运行。

[0065] 电气线路68可以是例如柔性电缆或类似物。利用电气线路68因此提供负电压电位。在此规定，电气线路68连接到电池单体12的连接触点34，然而也可以为了给传感器单元22提供更高的供电电压，连接在未示出的并且与电池单体12串联连接的另一电池单体上。
这一方面能实现对于传感器单元22的较高的供电电压，而另一方面允许将对于传感器单元
22的常规运行所需的电能分配到电池56的多个电池单体上。由此可以降低电池56的各个电池单体的不均匀的负载。

[0066] 对于常规运行当然适宜的是，不会由于按照本发明的布置结构产生电压击穿或电压延迟。因此本发明规定，传感器单元22电气绝缘地固定在支承面28上。电气绝缘可以例如通过粘接剂层或绝缘薄膜、绝缘片和/或诸如此类实现。优选地规定，传感器单元22的供能包括电流阻断。这可以例如借助于直流/直流转换器实现，其包括隔离变压器。

[0067] 备选或附加地也可以规定，给传感器单元22无线地供应电能，例如通过交变磁场或诸如此类。出于该目的，传感器单元22那么具有接收线圈，其与能量场或交变磁场相互作用并且由交变磁场提取能量并作为电能提供用于传感器单元22的运行。

[0068] 证实为特别有利的是，传感器单元22完全被构造成单个集成半导体芯片，其可以安装在电路板上(图5)。总体上本发明基于将测量电子装置集成到母线自身中，以便通过这种方式可以提供可单独处理的构件。然而可以在其常规功能方面对该构件进行检查，从而其可以通过简单的方式集成到制造流程中。由此按实质说可以极大地简化电池、机动车和电气设备的制造。

[0069] 即使本发明是借助电池或机动车阐述的，但对于本领域内技术人员清楚的是，本发明的应用不限于这些应用。本发明自然也可以用于静止的电气设备，特别是在电气开关设备的领域中。特别是当传感器单元可以完全无线地运行时，正是在这里按照本发明的优点特别清楚地显露出来。这特别是在中级和/或高级电压领域中的电气设备中、但也在低压开关设备中是非常有利的。

[0070] 各实施例的描述仅仅用于阐明本发明而不是对本发明的限制。

[0071] 对于按照本发明的装置和按照本发明的机动车所描述的优点和特征以及实施形式同样适用于相应方法并且反之亦然。因此可以对于装置特征设置相应的方法特征并且反之亦然。