CN104181372B - 用于检测流过电导线的电流的电流强度的电流传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电流传感器(1)，用于检测流过电导线、特别是可电力驱动的机动车的驱动网络的电导线的电流的电流强度，该电流传感器具有第一连接单元(2、3)和第二连接单元(2、3)以及至少两个使第一连接单元(2、3)与第二连接单元(2、3)彼此导电连接的、基本上直线地构造的传导元件(4)，其中用于检测电流强度的电流传感器(1)可设置在所述电导线内，其中电流传感器(1)可通过连接单元(2、3)与所述电导线导电连接。为提供一种新颖的检测流过电导线的电流的技术解决方案，其满足给定的安全标准且同时能够低成本地制造，本发明建议，每两个传导元件(4)的纵轴线(L1、L2)彼此成角度地设置。
Description
技术领域
本发明涉及一种电流传感器，其用于检测流过电导线、特别是可电力驱动的机动车的驱动网络的电导线的电流的电流强度。
背景技术
在电力驱动的机动车中，特别在电动车辆或者混合车辆中，使用蓄电池，以便用该蓄电池通过车辆侧的高压电力驱动网络向机动车的电力驱动装置供给电能。为能够减小为了向该驱动装置供给电能所使用的电流强度，蓄电池具有多个串联的蓄电池电芯，使用它们能够产生数百伏特的电压。尽管如此实际的电流强度仍然能够达到数百安培。
驱动网络中流动的电流的测量对于车辆驱动的控制是必要的。为此使用电流传感器，其为检测各电流强度而设置在电导线中。为能够尽可能无错误地确定流过电导线的电流强度，已知在电导线中串联设置两个电流传感器，例如电阻分流传感器(resistiveShuntsensoren)或者对它相对费用较高的霍尔传感器，它们基于不同的测量方法。两个电流传感器互相进行可信度测试，以便获得按照可预先确定的安全标准、特别是按照根据DINISO 26262的安全要求级别的较大程度的安全性。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种新颖的用于检测流过电导线的电流的技术解决方案，其满足给定的安全标准同时能够低成本地制造。
根据本发明通过具有权利要求1的特征的电流传感器和具有权利要求7的传感器装置实现该目的。本发明的优选的设计方案在从属权利要求中说明，这些从属权利要求能够分别独自地或者组合地表示本发明的一个方面。
通过权利要求1提出一种电流传感器，用于检测流过电导线-特别是可电力驱动的机动车的驱动网络的电导线-的电流的电流强度，该电流传感器具有第一连接单元和第二连接单元以及至少两个将第一连接单元与第二连接单元彼此导电连接的、基本上直线地构造的传导元件，其中用于检测电流强度的电流传感器可设置在所述电导线内，其中电流传感器可通过连接单元与所述电导线导电连接，其特征在于，每两个传导元件的纵轴线相对于彼此成角度地设置。
与迄今使用的通常仅包括一个传导元件的分流传感器不同，根据权利要求1所述的电流传感器具有至少两个传导元件，使得流过传感器的电流被分开。由此，流过单个传导元件的电流的强度相对于全部流过电流传感器的电流显著减小。这使得能够低成本地构造传导元件，进而能够低成本地构造电流传感器。通过使用至少两个传导元件所产生的另一个优点是，能够避免由于出现的最大电流强度对电流传感器的有害的过载。相反，在具有仅一个唯一的传导元件的常规的电流传感器的情况下这种有害的过载经常存在。如果这种常规的电流传感器的传导元件被烧穿，则任何电流都不再能通过该电导线流动，这阻止了电力驱动的机动车的预期的使用并且需要维护。
因为在按照权利要求1的电流传感器中每两个传导元件的纵轴线彼此成角度地设置，所以在相应装备的机动车运行时出现的机械的振动在一个传导元件上的作用和在另一个传导元件上的不同。其所以是这种情况，是因为在电流传感器上作用的机械的振动在不同的方向上在该电流传感器内感生不同的振动模式，这里所述振动模式特别是在它们各自的能量方面不同。因此能够在第一传导元件内激励具有高能量的振动模式，然而在这里非常不可能在与第一传导元件成角度设置的另一个传导元件内同样激励一个具有相应的高的能量的振动模式。因此通过根据权利要求1的电流传感器的设计方案能够在很大程度上避免两个传导元件基本上同时通过机械的振动中断或者从一个连接单元松开。尽管如此如果在一个传导元件上发生相应的损害，则相应装备的机动车的运行能够通过至少一个其它的传导元件继续。这在具有仅一个唯一的传导元件的电流传感器的情况下不可能，因为通过该唯一的传导元件的中断导致电导线的中断。对于根据权利要求1的电流传感器的一个传导元件的损害可以通过对流过每一个传导元件的分电流的检测来探测并且产生和输出一个相应的出错信号。相反如果在根据权利要求1的电流传感器中传导元件的纵轴线彼此平行并且彼此间隔设置，则导致一个传导元件中断的机械的振动非常可能也引起另一个传导元件的中断，因为所述振动以同样的方式在这些传导元件上作用。
为构成根据权利要求1的电流传感器的传导元件，可以使用两个常规的分流传感器，它们分别具有一个唯一的传导元件。另外可选的方案是，根据权利要求1的电流传感器可以构造为具有两个传导元件的分流传感器。
传导元件基本上直线地构成应该意味着，在本发明的范围内传导元件的与理想的直线结构略微偏差的结构也是可以的。传导元件优选是细长的。
所述电流传感器为检测电流强度可在电导线内设置，这意味着，当电流传感器按照规定设置时，通过该导线流动的电流从该导线的一段通过电流传感器向该导线的另一段流动。
然而“电导线”一词在本发明的范围内不应该仅理解为通常的电导线，例如形式为线缆等的电导线。相反显然应该是，根据权利要求1的电流传感器能够以某种方式方法在机动车的蓄电池和一个与之连接的用电器之间设置，其中蓄电池和用电器之间的电连接理解为在本发明的意义内的电导线。
每两个传导元件的纵轴线彼此成角度地设置特别地应该意味着，这些传导元件的纵轴线彼此不平行地设置。在两个传导元件之间设置的角度的大小的选择分别可以适应相应的技术情况和要求。这点对于将第一连接单元与第二连接单元彼此导电连接的传导元件的数目也适用。然而在每个电流传感器多于两个传导元件的情况下重要的是，没有传导元件平行于另一个传导元件地设置。
按照一种有利的设计方案规定，每两个传导元件的纵轴线在一点相交、相对于彼此弯曲地设置，或者在彼此平行并且彼此间隔设置的平面内延伸。这是传导元件的能够阻止传导元件相对于彼此平行的设置的相对位置。以何种方式使用这些设计方案的哪一种，取决于相应的技术情况和要求。
根据另一种有利的设计方案，每两个传导元件的纵轴线在一个点成90°角相交。传导元件相对于彼此的这种相对位置针对下述情况是最优的：在相应设置的传导元件内激励的振动模式彼此完全独立，这很大程度上使两个传导元件同时由于机械振动中断的可能性最小。
本发明的另一种有利的设计方案规定，每两个传导元件的纵轴线相交的点设置在位于一侧是传导元件和另一侧是连接单元之一之间的连接位置。这使得能够相对节省位置地构造电流传感器。从该连接位置看，所述传导元件是所述电导线的分支。
当所述电流传感器具有用非导电材料制成的、其上设置连接单元和传导元件的载体板时，被认为是进一步有利的。由此提供了一种紧凑而且稳固的单元，此外它能够以简单的方式预制和安装。
至少一个传导元件有利地由锰镍铜合金构成。为构造传导元件另外可选的材料是康铜(Konstantan)、Isotan或者伊沙贝林锰青钢(Isabellin)。通过选择这些材料能够使传导元件的电阻率的温度系数最小。
通过权利要求7提供一种传感器装置，用于检测流过电导线-特别是可电力驱动的机动车的驱动网络的电导线-的电流的电流强度，该传感器装置具有至少一个电子式检测装置和至少一个电流传感器，其中电流传感器具有至少两个传导元件，其中电子式检测装置与至少一个传导元件导电连接，其特征在于，所述电流传感器按照上述设计方案之一或者它们的任意一种组合构造。由此具有上述优点。
作为电子式检测装置原则上可以使用任何能够通过在该电子式检测装置和各传导元件之间的导电连接检测各流过该传导元件的电流的电流强度的电子装置。由此可以规定，一个唯一的电子式检测装置通过相应的电连接检测每一个传导元件内的电流的强度。另外可选的方案是，可以把每一个传导元件与一个自己的电子式检测装置连接。
按照一种有利的设计方案，电子式检测装置具有印刷电路板，其通过钎焊、螺纹连接、焊接或者通过压配合连接直接和与电子式检测装置导电连接的传导元件连接。选择哪一种连接工艺，取决于相应的技术情况和要求。由传导元件和电子式检测装置组成的单元能够据此以简单的方式预制和安装。
附图说明
下面参考附图根据一个优选的实施例示范地说明本发明，其中下面表示的特征能够既分别独自地也彼此组合地表示本发明的一个方面。附图中：
图1示出了本发明的电流传感器的一个实施例的示意图。
具体实施方式
图1示意性示出了本发明的用于检测流过未详细示出的、特别是可电力驱动的机动车的驱动网络的电导线的电流的电流强度的电流传感器1的实施例，其中用于检测电流强度的电流传感器1可以在电导线内设置。
电流传感器1具有第一连接单元2和第二连接单元3以及两个将第一连接单元2与第二连接单元3彼此导电连接的、直线地构造的传导元件4。电流传感器1可通过连接单元2和3与电导线导电连接。为此，连接单元2和3具有开口5，连接单元2和3通过该开口5可借助未详细示出的螺纹连接与所述电导线连接。传导元件4的纵轴线L1和L2在点P成90°角相交，该点P设置于在位于一侧是传导元件4和另一侧是连接单元2之间的连接位置处。传导元件4在该连接位置通过焊接点6与连接单元2连接。传导元件4的另一端通过焊接点7和8与连接单元3连接。连接单元2和3以及传导元件4设置在用非导电材料制成的载体板9上。每个传导元件4通过线缆10与自己的电子检测单元11导电连接，由此构成用于检测流过特别是可电力驱动的机动车的驱动网络的电导线的电流的电流强度的传感器装置12。
Claims (10)
1.电流传感器(1)，用于检测流过电导线的电流的电流强度，该电流传感器具有第一连接单元(2)和第二连接单元(3)以及至少两个使第一连接单元(2)与第二连接单元(3)彼此导电连接的、基本上直线地构造的传导元件(4)，其中用于检测电流强度的电流传感器(1)能够设置在所述电导线内，其中电流传感器(1)能够通过连接单元(2、3)与所述电导线导电连接，其特征在于，每两个传导元件(4)的纵轴线(L1、L2)彼此成角度地设置。
2.根据权利要求1所述的电流传感器(1)，其特征在于，每两个传导元件(4)的纵轴线(L1、L2)彼此在点(P)相交、相对于彼此弯曲地设置，或者在彼此平行并且彼此间隔设置的平面内延伸。
3.根据权利要求2所述的电流传感器(1)，其特征在于，每两个传导元件(4)的纵轴线(L1、L2)在点(P)成90°角相交。
4.根据权利要求2或3所述的电流传感器(1)，其特征在于，每两个传导元件(4)的纵轴线(L1、L2)相交的点(P)设置在位于一侧是传导元件(4)和另一侧是所述连接单元(2、3)之一之间的连接位置。
5.根据权利要求1所述的电流传感器(1)，其特征在于设有用非导电材料制成的、其上设置连接单元(2、3)和传导元件(4)的载体板(9)。
6.根据权利要求1所述的电流传感器(1)，其特征在于，至少一个传导元件(4)由锰镍铜合金构成。
7.根据权利要求1所述的电流传感器(1)，其特征在于，所述电流传感器(1)用于检测流过可电力驱动的机动车的驱动网络的电导线的电流的电流强度。
8.传感器装置(12)，用于检测流过电导线的电流的电流强度，该传感器装置具有至少一个电子式检测装置(11)和至少一个电流传感器(1)，其中电流传感器(1)具有至少两个传导元件(4)，其中电子式检测装置(11)与传导元件(4)中的至少一个导电连接，其特征在于，电流传感器(1)按照上述权利要求之一构造。
9.根据权利要求8所述的传感器装置(12)，其特征在于，电子式检测装置(11)具有印刷电路板，该印刷电路板通过钎焊、螺纹连接、焊接或者通过压配合连接直接和与电子式检测装置(11)导电连接的传导元件(4)连接。
10.根据权利要求8所述的传感器装置(12)，其特征在于，所述传感器装置(12)用于检测流过可电力驱动的机动车的驱动网络的电导线的电流的电流强度。
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