用于电池模块的传感器系统的制作方法

本发明涉及一种用于电池模块的电池系统，具体地，涉及一种用于测量电池系统的电流的传感器系统。该传感器系统包括分流电阻器，并考虑了分流电阻器上的热电效应。

背景技术：

可充电或二次电池与原电池不同于其可以被重复地充电和放电，而后者仅提供化学能到电能的不可逆的转换。低容量可充电电池被用作诸如蜂窝电话、笔记本计算机和摄像机的小型电子设备的电源，而高容量可充电电池被用作混合动力车辆等的电源。

一般，可充电电池包括电极组件，该电极组件包括正电极、负电极和插在正电极和负电极之间的分离器、容纳电极组件的容器以及电连接到电极组件的电极端子。将电解质溶液注入容器中，以便能够经由正电极、负电极和电解质溶液的电化学反应来进行电池的充电和放电。容器的形状(如圆柱形或矩形)取决于电池的预期用途。锂离子(以及类似的锂聚合物)电池经由它们在膝上型计算机和消费者电子产品中的应用而被广泛知晓，在最近研发中的电动车辆组中占据主导地位。

可充电电池可用作由串联和/或并联耦合的多个电池单元形成的电池模块，以提供高能量密度，例如用于混合动力车辆的电机驱动。也就是说，电池模块是通过取决于电力的需求量将多个电池单元的电极端子相互连接而形成的，以便实现高功率可充电电池，例如用于电动车辆。

为了满足连接到电池系统的各种用电设备的动态电力需求，对电池功率输出和充电的静态控制是不够的。因此，要求电池系统和用电设备的控制器之间的信息的稳定交换。这些信息包括电池系统的充电实际状态(soc)、潜在电气性能、充电能力和内部电阻，以及用电设备的实际或预测的电力需求或剩余电量。

电池系统通常包括用于处理如前所述的信息的电池管理系统(bms)和/或电池管理单元(bmu)。bms/bmu可以经由合适的通信总线(例如spi或can接口)与各种用电设备的控制器进行通信。bms/bmu可以进一步与电池(子)模块中的每一个通信，尤其是与每个电池(子)模块的单元监控电路(csc)通信。csc可以进一步连接到电池(子)模块的单元连接和感测单元(ccu)，该ccu将其电池单元相互连接。ccu可以进一步提供(子)模块的一个或多个电池单元的电压感测信号，并自行处理该电压感测信号或将该电压感测信号提供给csc。

锂离子电池系统通常需要监测电池单元的电压，因为过电压和欠电压可能会引起安全风险并且可能降低系统的服务寿命。此外检测电池系统的电流以(例如，通过电流-时间-积分)得到实际的soc。用于测量电池电流的常见的方法是在电池系统的电流路径中引入具有精确已知的小欧姆电阻的分流器。通过测量该分流器上的电压降，可以使用已知的电阻来确定电流。由于分流器上的电压降是优选小的，需要高准确度的电压检测系统并且该电压检测系统通常在ccu和/或csc上实现。

用于测量电池系统中出现的电流的常见分流电阻器包括两个电流钳，其被配置为分别连接到将对其测量电流的电流路径。该分流电阻器的两个电流钳通过由诸如锰铜、isotan(异坦)等等的合适的合金形成的实际测量电阻连接。由于电流钳不是由测量电阻的成本密集型合金形成的，而是由铜或铝等形成的，热电效应会沿着所述分流电阻器的不同元件发生。

因此，由于使用不同的材料来形成分流电阻器，这些金属的热电效应会负面地并显著地影响电流测量结果。针对图1示出了该问题，其中图1(a)示出了通常经由电压感测用于电流测量的常规分流电阻器110。图1(a)中的分流电阻器110包括第一电流钳111和第二电流钳112，每个电流钳都由金属形成，并且每个电流钳包括用于连接到电流路径(特别是连接到电池单元(未示出)的柱形端子)的孔113。该第一电流钳111和第二电流钳112经由由锰铜形成的测量电阻114连接到彼此。通过测量穿过分流电阻器110(特别是穿过测量电阻114的电压降)，可以确定穿过分流电阻器110的电流。为了避免在到电池模块的连接处的过渡电阻的影响，优选地直接邻近测量电阻114(例如，经由连接到测量电路的焊线)测量电压。

如图1(b)进一步所示，在第一电流钳111处的温度显著地超过在第二电流钳112处的温度。该温度阶跃可能具有不同的原因，诸如例如，继电器被邻近第一电流钳111放置并且对第一电流钳输入额外的热量。此外，可以邻近第二电流钳112形成到车辆或另一散热装置的连接，其显著地降低第二电流钳112的温度。由于合金的高热电阻，最大的温度梯度在测量电阻114中形成。

如果分流电阻器110上的温度梯度是已知的，可以通过在从电压测量确定电流中的计算补偿热电效应。然而，温度传感器元件和分流电阻器110之间的热耦合是复杂的，因为分流电阻器110通常被安装到电路载体，诸如印刷电路板(pcb)、或被直接安装到电池模块。目前为止，温度传感器经常经由热胶被安装到分流电阻器，这是一个昂贵且复杂的过程，该过程也难以集成到电池系统电子系统的生产中。

因此，本发明的目的是克服或减少现有技术的至少一些缺点，并提供一种用于电流测量的传感器系统，该传感器系统考虑热效应并可以被容易地集成到用于电池系统的控制单元中。

技术实现要素：

通过本发明的装置可以避免或至少减少现有技术的一个或多个缺点。具体地，提供了一种用于电池模块的传感器系统，详细地，一种用于测量电池模块内的或电池模块的电流的测量系统。

本发明的传感器系统包括具有至少以下元件的分流电阻器。分流电阻器至少包括第一电流钳和第二电流钳，其中第一电流钳和第二电流钳每个被配置为连接到电池模块的电流路径。换句话说，分流电阻器被配置为集成在电池模块的电流路径中，其中将会沿着电流路径测量电流。分流电阻器通过将第一电流钳和第二电流钳连接到电流路径而被集成到电流路径中。根据本发明，分流电阻器还包括第一电压钳和第二电压钳。其中，电压钳被配置为分接(tap)来自分流电阻器的电压信号(例如，用于将它们提供给电压测量电路)。

本发明的传感器系统的分流电阻器还包括电连接第一电流钳和第二电流钳的测量电阻。换句话说，该测量电阻被置于第一电流钳和第二电流钳之间并且也优选机械地连接两个电流钳。测量电阻具有精确定义了值的欧姆电阻。优选地，该测量电阻具有适应于待测量电流的幅度的欧姆电阻。用于电池模块中的典型的测量电阻具有100μω的欧姆电阻。然而，由于现代电池模块的增加的电流，测量电阻也可能具有小于100μω的欧姆电阻，特别地优选50μω或25μω的欧姆电阻。测量电阻被置于第一电压钳和第二电压钳之间，其中邻近测量电阻放置电压钳。优选地，直接邻近测量电阻放置电压钳。因此，测量电阻也是电地，并且优选机械地连接第一电压钳和第二电压钳。然而，也可以使用额外的(电绝缘的)机械连接方式。

本发明的传感器系统还包括电连接到第一电压钳的第一着陆焊盘(landingpad)和电连接到第二电压钳的第二着陆焊盘。因此，第一着陆焊盘被配置为接收来自第一电压钳的第一电压信号(即，处于与第一电压钳相同的电势)。第二着陆焊盘被配置为接收来自第二电压钳的第二电压信号(即，处于与第二电压钳相同的电势)。着陆焊盘因此是电连接到电压钳的接触焊盘。优选地，着陆焊盘与分流电阻器分开并独立于分流电阻器。特别优选地，着陆焊盘不构成所述分流电阻器的部分。

本发明的传感器系统还包括连接到第一着陆焊盘的第一温度传感器和连接到第二焊盘的第二温度传感器。第一温度传感器优选地被配置为测量第一着陆焊盘的温度并且进一步被优选处于与第一着陆焊盘相同的温度(至少在热平衡中)。第二温度传感器优选地被配置为测量第二着陆焊盘的温度并且进一步被优选处于与第二着陆焊盘相同的温度(至少在热平衡中)。

根据本发明，提供了一种用于电池模块的传感器系统，该传感器系统允许在考虑到热效应的电池模块中的电流测量。具体地，传感器系统提供了一种简单的方案，用于除了测量沿着(穿过)分流电阻器的电压降还测量沿着(穿过)分流电阻器的温度降。因此，传感器系统允许经由分流器的高精确的电流测量。

根据本发明，通过将温度传感器耦合到用于分流电阻器的电压钳的着陆焊盘(接触焊盘)实现温度传感器和分流器之间的出色的热耦合。当测量测量电阻上的电压降以确定通过分流器的电流时，这些着陆焊盘必须被提供以用于分接来自分流电阻器的电压信号。因此，有利地，不需要额外的结构用于将温度传感器热耦合到分流器并且整个传感器系统也可以被表面安装。

根据本发明的优选的实施例，提供了一种传感器系统，其中第一电流钳和第二电流钳每个包括至少一个接触孔，该接触孔被配置用于连接到至少一个电池单元的端子。特别优选地，接触孔中的每一个被配置为适合于电池单元的柱形或圆柱形端子。换句话说，分流电阻器可以被配置作为用于连接至少两个电池单元的单元端子的母线。优选地，分流电阻器是安装在电池模块顶部的单元连接单元(ccu)或单元监控电路(csc)的部分。此外，分流电阻器可以是电连接在电池模块内串联电连接的两个电池单元的单元端子的母线。进一步优选地地，每个接触孔被配置用于允许工具(例如，用于将相应的电流钳焊接到至少一个电池单元的端子的工具)从中插入通过。进一步优选地，接触孔改进了来自分流电阻器的热量耗散。

在特别优选的实施例中，第一电流钳被配置为电连接到第一极性的至少一个第一单元端子并且第二电流钳被配置为电连接到第二极性的相等数量的第二单元端子。进一步优选地，电流钳在材料、尺寸、和形状上适应于它们将要连接到的相应的电池单元。第一电流钳和第二电流钳被优选地配置为连接到相应的单元端子中的一个或多个。具体地，相应的电流钳元件被配置为连接到并联连接的电池单元的多个端子。

进一步优选地，第一电流钳包括与第一极性的第一单元端子相同的材料或者由与第一极性的第一单元端子相同的材料组成。因此，有利地避免了双金属腐蚀。其中，整个第一电流钳的材料或者仅被配置为实际接触(多个)第一端子的接触区域的材料适应于(多个)第一端子的材料。进一步优选地，第二电流钳包括与第二极性的第二单元端子相同的材料或者由与第二极性的第二单元端子相同的材料组成。因此，有利地避免了双金属腐蚀。其中，整个第二电流钳的材料或仅被配置为实际接触(多个)第二端子的接触区域的材料适应于(多个)第二端子的材料。然而，第一电流钳和第二电流钳也可以由相同的材料(例如铜或铝)形成。

进一步优选地，测量电阻包括锰铜、康铜、isotan(异坦)、isabellin(锰系电阻材料)和/或另一具有热稳定的欧姆电阻的材料或者由这些材料组成。进一步优选地，电压钳具有与相应的电流钳相同的材料，即，第一电压钳具有与第一电流钳相同的材料并且第二电压钳具有与第二电流钳相同的材料。特别优选地，第一和第二电压钳包括铜或铝或者由铜或铝组成。

在本发明的特别优选的实施例中，传感器系统还包括被配置用于承载电池模块的控制单元的电路载体。该电路载体优选地是刚性电路板、柔性电路板(fcb)或它们的组合。刚性电路载体可以包括例如，形成为金属化部件(metallization)或用导电聚合物形成的多个导电结构，并因此成为印刷电路板(pcb)。柔性电路板也可以包括多个形成为金属化部件或用导电聚合物形成的导电结构并可以因此成为印刷柔性电路(fpc)。

根据本实施例，第一着陆焊盘和第二着陆焊盘形成为在电路载体表面上的导电结构。该导电结构优选地是金属化部件或者用导电聚合物形成的。进一步优选地，表面是平坦的和延展的平面电路载体的第一主表面。根据该实施例，分流电阻器被安装到电路载体的(第一主)表面。换句话说，分流电阻器被机械地贴到(第一主表面)并且分流电阻器的电压钳被电地(并且热地)连接到在第一主表面上的相应的着陆焊盘。优选的，分流电阻器的第一和第二电压钳被锡焊(solder)、熔焊(weld)或线接(wire-bond)到相应的着陆焊盘。

根据本实施例，进一步优选地，温度传感器被表面安装到电路载体的(第一主)表面。换句话说，根据本实施例，分流电阻器、着陆焊盘和温度传感器被配置作为表面安装设备(smd)。第一和第二温度传感器被优选地电地并且热地连接到相应的着陆焊盘。本优选的实施例有利地允许仅使用微电子工程的标准过程的本发明的传感器系统的特别的简单的组装和装配。

进一步优选地，本发明的传感器系统的第一温度传感器是第一热敏电阻器并且本发明的传感器系统的第二温度传感器是第二热敏电阻器。进一步优选地，温度传感器要么是负温度系数(ntc)热敏电阻器，要么是正温度系数(ptc)热敏电阻器，其中优选地，两个温度传感器都是相同的种类。本实施例有利地利用了传感器系统的温度传感器到相应的着陆焊盘的组合的热和电连接。然而，原则上该传感器系统也可以用其他类型的温度传感器来实现。有利地，任何种类的温度传感器得益于分流电阻器的电压钳和相应的着陆焊盘的金属化部件之间的热耦合。

根据传感器系统的进一步优选的实施例，第一电流钳被配置作为第一条(bar)元件并且第二电流钳被配置作为第二条元件。换句话说，电流钳中的每一个被优选地配置作为平面的平坦组件。进一步优选地，本实施例中的测量电阻被配置作为连接第一条元件和第二条元件的第三条元件。根据本实施例，第一条元件(即第一和第二电流钳)与第三条元件(即测量电阻)一起形成沿纵向方向延伸的公共条。因此，本实施例的分流电阻器在电池模块组装中特别地便于制造和处理。

根据本优选的实施例，第一电压钳被优选地形成为沿与纵向方向成角度的方向(特别优选地沿与纵向方向垂直的方向)从第一条元件延伸来的第一凸起(protrusion)。此外，第二电压钳被优选地形成为沿与纵向方向成角度的方向(特别优选地沿与纵向方向垂直的方向)从第二条元件延伸来的第二凸起。如本实施例所述，提供额外的电压钳有利地增加测量准确度，因为可能超过测量电阻的、在电流钳和电流路径的接触点处的过度电阻对电压测量的干扰较小。此外，由有角度的凸起形成的电压钳简化这些电压钳到系统的着陆焊盘的电和热连接。

根据本发明的传感器系统的进一步优选的实施例，第一电压钳经由第一着陆焊盘连接到第一电压感测线。其中，第一电压感测线被配置为经由第一着陆焊盘从第一电压钳接收第一电压信号。其中，第一电压信号指示第一电压钳处的电压(电势)。第一电压线是在电路板的(第一主)表面上的导电结构并且优选地形成为金属化部件或由导电聚合物形成。第一电压线还被优选地配置为发送接收到的第一电压信号到可能被置于电路板上的测量电路。进一步优选地，第一电压钳经由第一着陆焊盘和第一温度传感器连接到第一温度感测线。其中，第一温度感测线被配置为接收来自第一温度传感器的第一温度信号，其中，第一温度信号指示第一电压钳的温度。第一温度感测线还被优选地配置为发送第一温度信号到温度测量电路(例如，在电路板上)。

根据本发明的传感器系统的进一步优选的实施例，第二电压钳经由第二着陆焊盘连接到第二电压感测线。其中，第二电压感测线被配置为经由第二着陆焊盘从第二电压钳接收第二电压信号。其中，第二电压信号指示第二电压钳处的电压(电势)。第二电压线是在电路板的(第一主)表面上的导电结构并且优选地形成为金属化部件或由导电聚合物形成。第二电压线还被优选地配置为发送接收到的第二电压信号到可能被置于电路板上的测量电路。进一步优选地，第二电压钳经由第二着陆焊盘和第二温度传感器连接到第二温度感测线。其中，第二温度感测线被配置为接收来自第二温度传感器的第二温度信号，其中，第二温度信号指示第二电压钳的温度。第二温度感测线还被优选地配置为发送第二温度信号到温度测量电路(例如，在电路板上)。在本实施例中，第一和第二温度传感器优选地都是热敏电阻器。

在上述优选的实施例中，第一着陆焊盘与第一电压感测线和第一温度感测线中的至少一个之间的热耦合被减少(限制/减低)。进一步优选地，第二着陆焊盘与第二电压感测线和第二温度感测线中的至少一个之间的热耦合也被减少(限制/减低)。如上所述，感测线被配置为发送相应的(电)信号到相应的测量电路。由于电导率伴随着热导率，着陆焊盘因此也被热连接到相应的测量电路。然而，为了限制在这些测量电路在着陆焊盘上的热影响(即，为了增加在着陆焊盘处的温度测量的准确度)，这些感测线和相应的着陆焊盘中的至少一些的热耦合被优选地减少。

在特别优选的实施例中，来自相应的感测线的着陆焊盘的热耦合通过电压感测线和/或温度感测线的至少局部薄化(thin)而被减少(降低/限制)。换句话说，相应的感测线的导热横截面被优选地减少。特别优选地，薄化被置于邻近相应的着陆焊盘。局部薄化沿着感测线的延伸的小部分减少感测线的导热横截面。然而，薄化也可以沿着感测线的整个延伸扩展，使得整个感测线形成尺寸，使沿着感测线的热传播可以忽略不计。通过感测线的至少局部薄化的热耦合的减少有利地便于在微电子结构的常见结构化方法(例如，通过光刻技术)中实现。

如上所述，第一和第二电压感测线被配置为从相应的第一和第二着陆焊盘接收相应的第一电压信号sens+和第二电压信号sens-。第一和第二电压感测线还被配置为将第一和第二电压信号提供给至少一个电压测量电路。然而，单独的电压测量电路可以被用于第一和第二电压信号。特别优选地，单个电压测量电路被置于电路板上并被配置用于接收第一电压信号和第二电压信号。至少一个电压测量电路被配置为基于模拟的第一和第二电压信号确定电压值(例如，数字编码的电压值)。电压测量电路优选地接收至少一个参考电压并包括至少一个比较器，特别地优选多个比较器。

如上进一步所述，第一和第二温度感测线被配置为从相应的第一和第二电压传感器接收第一温度信号tmp1和第二温度信号tmp2。第一和第二温度感测线还被配置为将第一和第二温度信号提供(发送)给至少一个温度测量电路。然而，单独的温度测量电路可以被用于第一和第二温度信号。特别优选地，单个温度测量电路被置于电路板上并且被配置用于接收第一温度信号和第二温度信号。温度测量电路还被配置为基于模拟的第一和第二温度信号确定温度值(例如，数字编码的电压值)。温度测量电路优选地接收至少一个参考电压并包括至少一个运算放大器、比较器，特别地优选多个比较器。

在上面所述的优选的实施例中，第一和第二温度传感器被优选地配置作为第一和第二热敏电阻器。因此，通过将参考电压应用于第一和第二温度传感器中的每一个，第一和第二温度信号容易地作为电信号被获得。然后在相应的温度感测线上的电压分别取决于第一温度传感器热敏电阻器和第二温度传感器热敏电阻器的电阻，其中，电阻本身取决于热地且电地连接到相应的温度传感器的相应的第一和第二着陆焊盘的温度。本实施例中进一步优选地，参考电压节点连接到第一温度感测线并且连接到第二温度感测线。然而，不同的参考电压节点也可以分别地连接到温度感测线。

根据上面的实施例，温度感测线上的电压取决于参考电压和热敏电阻器的温度相关的电阻。温度感测线上的这些电压也经由着陆焊盘被耦合到分流电阻器并且将会因此造成经过分流电阻器的额外的电流。由于这样的额外的电流可能干扰电流测量，至少一个参考电压节点被优选地经由第一电阻器连接到第一温度感测线并且经由第二电阻器连接到第二温度感测线。其中，第一和第二电阻器的欧姆电阻被优选地设置为基于分流电阻器上的参考电压显著地限制额外的电流(优选地限制到500μa或以下的电流)。第一和第二电阻器被优选地与分流电阻器串联连接并且因此经过分流电阻器的额外的电流被有效地限制。进一步优选地，第一和第二温度传感器中的每一个经由分流电阻器连接到地。

根据上面地实施例，分流电阻器上的电压降也会由于不同的参考电压而影响第一和第二温度感测线上的温度信号。如果在基于第一和第二温度信号的温度确定中没有考虑到这种差，这些不同的电压会造成温度测量中的潜在错误。因此，电压测量电路和温度测量电路被优选地配置为彼此相互通信。因此，电压测量电路可以通知温度测量电路关于分流电阻器上的(尤其是测量电阻上的)电压降，用于使温度测量电路能够考虑应用于温度传感器的不同参考电压。

在进一步优选的实施例中，传感器系统的电路载体承载单元监控电路(csc)，该单元监控电路(csc)连接到电池模块并且被配置为接收用于电池模块的至少一个电池单元的电压和温度信号。该csc还可以被配置为处理这些信号和/或执行电池模块的电池单元的主动和/或被动均衡。该csc还可以被配置为与另外的csc和/或电池管理系统(bms)通信。进一步优选地，传感器系统的电路载体承载或被配置作为单元连接单元(ccu)，该单元连接单元(ccu)连接到电池模块并且被配置用于连接至少一个电池单元到csc。该ccu可以包括电路载体和多个着陆焊盘，温度感测线和电压感测线以及另外的安装焊盘。进一步优选地，电路载体承载电池管理单元(bmu)或bms，该bms被配置为用于执行针对电池模块的高级操作，包括电池单元、电池(子)模块或电池系统的紧急关闭，充电、soc估计以及与连接到bms的电负载的通信。

本发明的其他方面在独立的权利要求、附图以及下面的附图详细说明中公开。

附图说明

通过参考附图详细描述示例性的实施例，特征对于本领域的普通技术人员将会变得清楚，其中：

图1(a)示意性地示出了根据现有技术的分流电阻器并且图(b)示出沿着现有技术的分流电阻器的温度轮廓；

图2示意性地示出了根据实施例的传感器系统；

图3示意性地示出了根据另一实施例的传感器系统；

图4示意性地示出了根据另一实施例的传感器系统；以及

图5示出了根据实施例的传感器系统的电路图。

具体实施方式

现在将详细参考实施例，其示例在附图中示出。将会参考附图所描述地示例性实施例的效果和特征以及所述示例性实施例的实现方法。在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，并且省略了多余的描述。然而，本发明可以以各种不同的形式来实现，并且不应该被解释为仅限于本文所示出的实施例。相反，提供这些实施例作为示例以使得本公开完整并且向本领域的技术人员传递本发明的特征。

因此，被认为对于本领域普通技术人员对本发明的方面和特征的全面理解而言不必须的过程、元件和技术不会被描述。在附图中，为了清楚而放大了元件、层和区域的相关尺寸。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出的项目中的一个或多个的任何以及所有组合。此外，在描述本发明的实施例时对“可以”的使用是指“本发明的一个或多个实施例”。在下面的实施例描述中，除非另有明确指示，单数形式的术语可以包括复数形式。

将会理解，尽管术语“第一”和“第二”用于描述各种元件，但是这些元件不应该被这些项目所限制。这些项目仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件并且类似的，第二元件可以被称为第一元件，而不背离本发明的范围。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的列出的项目中的一个或多个的任何以及所有组合。当诸如“...中的至少一个”的表达位于元素的列表之前时，将修饰整个元素的列表，并且不修饰该列表中的单独的元素。如本文所使用的“基本上”、“大约”和类似的术语被使用作为近似的术语而不是作为程度的术语，并且旨在考虑将会被本领域技术人员识别的测量的或计算的值中的固有偏差。此外，如果术语“基本上”被用于在与可以使用数字数值来表达的特征的组合中，术语“基本上”表示以该值为中心的值的+/-5％的范围。

已经在发明内容中描述了图1，因此省略重复的描述。

图2示意性地示出了根据本发明的实施例的传感器系统100。传感器系统100包括被配置为集成在电流路径(未示出)，特别是在电池模块的电流路径中的分流电阻器10。因此分流电阻器10包括第一电流钳11和第二电流钳12，第一电流钳11和第二电流钳12是条形片的金属并且每个包括接触开口13。该接触开口13被配置为便于分流电阻器10到电流路径(例如，到电池模块的电池单元(未示出)的单元端子)的连接。其中，可以通过接触开口13插入端子或者通过接触开口13执行熔焊操作。第一电压钳11和第二电压钳12的金属材料优选地适应于单元端子的材料。

第一电流钳11和第二电流钳12通过被置于第一电流钳11和第二电流钳12之间的测量电阻14而与彼此分开。测量电阻14由锰铜组成并且包括75μ的精确确定的欧姆电阻，该欧姆电阻对于温度变化基本上稳定。分流电阻器10还包括以垂直于分流电阻器10的纵向方向的方向从第一电流钳11凸出的第一电压钳15，其中该纵向方向从第一电流钳11经过测量电阻14延伸到第二电流钳12。分流电阻器还包括以垂直于分流器10的纵向方向的方向从第二电流钳12凸出的第二电压钳16。

分流电阻器10的第一电压钳15连接到传感器系统100的第一着陆焊盘21并且第二电压钳16连接到传感器系统100的第二着陆焊盘22。其中，第一着陆焊盘21和第二着陆焊盘22中的每一个是铜接触焊盘。第一着陆焊盘21的尺寸超过第一电压钳15的尺寸。具体地，在分流电阻器10的纵向方向的第一着陆焊盘21的宽度超过在纵向方向的第一电压钳15的宽度。第二着陆焊盘22的尺寸超过第二电压钳16的尺寸。具体地，在纵向方向的第二着陆焊盘22的宽度超过在分流器10的纵向方向的第二电压钳16的宽度。

着陆焊盘21、22的尺寸超过相应的电压钳15、16的尺寸使第一温度传感器23到第一着陆焊盘21的连接和第二温度传感器24到第二着陆焊盘22的连接受益。温度传感器23、24热连接到相应的着陆焊盘21、22并且相应的着陆焊盘21、22热连接到相应的电压钳15、16。因此，本发明的传感器系统100允许准确地测量电压钳15、16的温度，并且因此在不要求传感器23、24的复杂连接构思的情况下、导致分流电阻器10的温度梯度。

图3示意性地示出根据另一实施例的传感器系统100。其中，传感器系统还包括电路载体20，该电路载体20被配置为承载传感器系统100的元件作为表面安装设备(smd)。该电路载体20是平面的并且包括面向观看者的第一主表面和与第一主表面相对的第二主表面(未示出)。用绝缘胶将分流电阻器10附着到第一主表面，并且分流电阻器10通过将电池模块的电池单元的单元端子穿过接触孔13以及穿过与该接触孔13对齐的电路载体20的相应的孔插入而连接到电池模块的电流路径。

根据本实施例，第一着陆焊盘21和第二着陆焊盘22形成为电路载体20的第一主表面上的铜表面金属化部件。此外，第一电压感测线25连接到第一着陆焊盘21并且第二电压感测线26连接到第二着陆焊盘22。第一电压感测线25和第二电压感测线26也形成为电路载体20的第一主表面上的铜表面金属化部件。局部薄化29在邻近相应的第一着陆焊盘21和第二着陆焊盘22的第一电压感测线25和第二电压感测线26中的每一个中形成。局部薄化29用于通过减少邻近相应的第一着陆焊盘21和第二着陆焊盘22的电压感测线25、26的导热横截面来减少电压感测线25、26和相应的着陆焊盘21、22之间的热耦合。

此外，第一温度感测线27经由第一温度传感器焊盘27a连接到第一温度传感器23并且第二温度感测线28经由第二传感器焊盘28a连接到第二温度传感器24。温度感测线27、28和传感器焊盘27a、28a也形成为在电路载体20上的铜表面金属化部件。整个温度感测线27、28的横截面对应于第一电压感测线25或第二电压感测线26中的局部薄化29的横截面，以使得温度感测线27、28的热导率被忽略不计。

根据本实施例，第一电压感测线25分接来自第一着陆焊盘21的第一电压信号，其中第一电压信号对应于在第一电压钳15处的电压电势。此外，第二电压感测线26分接来自第二着陆焊盘22的第二电压信号，其中第二电压信号对应于在第二电压钳16处的电压电势。因此，第一和第二电压信号的组合指示分流电阻器10上的电压降并且可以通过电压测量电路(包括，例如差分放大器等)来评估。

此外，根据本实施例，第一温度感测线27分接来自第一温度传感器23的第一温度信号并且第二温度感测线28分接来自第二温度传感器24的第二温度信号。其中，第一和第二温度信号中的每一个可以是相应的温度传感器23、24的输出或者可以是被温度传感器23、24影响的信号(例如，电压)。因此，第一温度信号指示在第一着陆焊盘21处并且因此在第一电压钳15处的温度，并且第二电压信号指示在第二着陆焊盘22处并且因此在第二电压钳16处的温度。

根据本实施例，第一温度传感器23是第一ntc热敏电阻器并且第二温度传感器是第二ntc热敏电阻器。如图5所示，为了经由第一和相应的温度传感器23、24得到相应的温度信号，将参考电压应用于温度传感器23、24。此外，第一温度传感器23和第二温度传感器24中的每一个经由分流电阻器10连接到地44。因此，通过参考电压和ntc热敏电阻器23、24的温度相关的电阻确定温度信号。

图4示意性地示出根据另一实施例的传感器系统100，其中电路载体20还包括连接到第一电压感测线25和第二电压感测线26的电压测量电路31。电压测量电路31被配置为经由第一电压感测线25接收第一电压信号并且经由第二电压感测线26接收第二电压信号。电压测量电路31还被配置为基于接收到的第一和第二电压信号确定分流电阻器10上的电压降。电压测量电路31还可以被配置为基于所确定的电压降和测量电阻14的欧姆电阻的存储值确定通过分流器10的电流。技术人员知晓使用模拟硬件元件(诸如例如运算放大器、差分放大器、比较器等)，或使用集成电路(诸如例如asics、可编程微控制器等)设计电压测量电路31的多个方式。

图4所示的传感器系统100还包括被置于电路载体20上的温度测量电路32，并且该温度测量电路32被配置为经由第一温度感测线27接收第一温度信号并且被配置为经由第二温度感测线28接收第二温度信号。在图4的实施例中，第一温度感测线27和第二温度感测线28每个也包括邻近相应的温度传感器23、24的局部薄化。

图5示出根据实施例的传感器系统100的电路图。该电路图应用于如图3和图4中示意性地示出的传感器系统100，并且在其中相同的元件由相同的附图标记表示。如图5所示的传感器系统100包括被置于电池模块的电流路径中的测量电阻14。此外，第三电阻器44和第四电阻器45被置于电流路径中并且串联地与分流电阻器并因此与测量电阻14相连接。经由第一电压感测线25、邻近测量电阻14分接第一电压信号sens+，并且经由第二电压感测线26、邻近测量电阻14分接第二电压信号sens-。如图4所示，电压感测线25、26可以向电压测量电路31提供电压信号sens+、sens-。

此外，如图2到图4中的每一个所示，作为第一温度传感器的第一ntc热敏电阻器23邻近测量电阻14(特别是在第一电压钳(未示出)处)接触分流电阻器。5v的参考电压vref从参考电压源41并且经由10kω的第一电阻器42被应用于第一温度传感器23。参考电压vref经由测量电阻14被传导到地46。由于第一电阻器42，由参考电压导致的分流电阻器上的额外电流总计最多500μa。此外，如图2到图4中的每一个所示，作为第二温度传感器的第二ntc热敏电阻器24邻近测量电阻(特别是在第二电压钳(未示出)处)接触分流电阻器。5v的参考电压vref也从参考电压源41并且经由10kω的第二电阻器43被应用于第二温度传感器24。因此，由参考电压导致的分流电阻器上的额外电流总计最多500μa。因此可以在经由分流电阻器的电流测量中忽略由vref导致的额外的电流。针对第一温度感测线27上的第一温度信号和第二温度感测线28上的第二温度信号的电压差、分别在计算在第一温度感测线23处和在第二温度感测线24处的温度中被考虑。这个电压差对应于测量电阻14上的电压降(即，△v＝sens+-sens-)，该电压降可以通过如图4所示的电压测量电路31来确定，并且该电压降可以通过电压测量电路31被传送到如图4所示的温度测量电路32。

附图标记

10分流电阻器

11第一电流钳

12第二电流钳

13接触孔

14测量电阻

15第一电压钳

16第二电压钳

20电路载体

21第一着陆焊盘

22第二着陆焊盘

23第一温度传感器

24第二温度传感器

25第一电压感测线

26第二电压感测线

27第一温度感测线

28第二温度感测线

31电压测量电路

32温度测量电路

33通信线

41参考电压节点

42第一(下降)电阻器

43第二(下降)电阻器