CN117554677B - 一种电流传感器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电流传感器，其包括：电阻本体；金属固定体，金属固定体与电阻本体固定，且金属固定体的板面设置有两个电流采样点，两个电流采样点分别位于电阻本体的相对两侧，且电流采样点位于金属固定体与电阻本体相接的边缘位置，同时，两个电流采样点均位于金属固定体的板面的中心线上。本申请通过将电流采样点设置在金属固定体与电阻本体相接的边缘位置，使得电流采样点尽可能的接近电阻本体，进而减少电阻本体与金属固定体因温飘系数不同而对实际电流采样精度产生的影响，同时，将电流采样点设置在金属固定体的板面的中心线上，可降低电磁干扰对电流信号的影响，解决相关技术中电流采样的位置选择空间大，采样精度受温度影响大的技术问题。

Description

一种电流传感器

技术领域

本申请涉及电流采样技术领域，具体涉及一种电流传感器。

背景技术

目前新能源车大多都是使用直流高压系统，随着纯电动车的发展，对电流采样检测的准确性也渐渐的被人们重视，电流的采样精度直接影响到电池的SOC计算的准确性，很多时候会因SOC计算不准确，对人们的出行造成很大的麻烦。

相关技术中，一般采用电阻式电流传感器来进行电流采样，而当前的电阻式电流传感器上电流采样的位置有很大的选择空间和差异，从而对实际的电流采样精度有很大的影响，并且在不同温度环境，特别是高温后的电流采样精度有很大的影响。

因此，有必要设计一种新的电流传感器，以克服上述问题。

发明内容

本申请提供一种电流传感器，可以解决相关技术中电流采样的位置选择空间大，采样精度受温度影响大的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种电流传感器，其包括：电阻本体；金属固定体，所述金属固定体与所述电阻本体固定，且所述金属固定体的板面设置有两个电流采样点，两个所述电流采样点分别位于所述电阻本体的相对两侧，且所述电流采样点位于所述金属固定体与所述电阻本体相接的边缘位置，同时，两个所述电流采样点均位于所述金属固定体的板面的中心线上。

结合第一方面，在一种实施方式中，所述金属固定体于所述电流采样点远离所述电阻本体的一侧设置有镂空。通过在电流采样点的周围设置镂空，镂空可以阻断电流采样点与其周围的金属固定体的连接，从而降低因金属固定体与电阻本体的温飘系数不同而对实际采样点的电流精度产生的影响。

结合第一方面，在一种实施方式中，所述镂空围成圆心角大于180°且小于270°的环形，所述镂空将所述电流采样点的至少两侧包围。本实施例中，镂空不仅仅是长条形，镂空还可以包围在电流采样点的周围，进而可以将电流采样点周围尽可能的与金属固定体阻断。

结合第一方面，在一种实施方式中，两个所述电流采样点上均设置有采样针，所述采样针与所述金属固定体的板面垂直。

结合第一方面，在一种实施方式中，所述采样针的直径小于或者等于1mm。

结合第一方面，在一种实施方式中，所述电流传感器还包括电路板，所述电路板固定于所述金属固定体，且所述电路板与两个所述电流采样点电连接。利用电路板将电流采样点采集的采样信号导出到其他处理单元，采用电路板导出的方式，由于电流采样点还是位于所述金属固定体与所述电阻本体相接的边缘位置，同时，所述电流采样点是位于所述金属固定体的板面的中心线上的，因此，即使是电路板导出的方式，电流采样点的位置也是尽可能的接近电阻本体，可以减少电阻本体与金属固定体因温飘系数不同而对实际电流采样精度产生的影响。

结合第一方面，在一种实施方式中，所述电路板上设置有电连接器，所述电连接器通过所述电路板与两个所述电流采样点电连接。

结合第一方面，在一种实施方式中，两个所述电流采样点上均设置有采样焊盘，所述电流采样点通过其上的采样焊盘与所述电路板电连接。

结合第一方面，在一种实施方式中，所述金属固定体于两个所述电流采样点的周围设置有多个固定焊盘，多个所述固定焊盘与所述电路板固定。

结合第一方面，在一种实施方式中，所述金属固定体上设置有多个固定孔，多个所述固定孔关于所述电阻本体对称布置。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：

通过将电流采样点设置在金属固定体与电阻本体相接的边缘位置，使得电流采样点尽可能的接近电阻本体，进而减少电阻本体与金属固定体因温飘系数不同而对实际电流采样精度产生的影响，同时，将电流采样点设置在金属固定体的板面的中心线上，可以降低电磁干扰对电流信号的影响，解决了相关技术中电流采样的位置选择空间大，采样精度受温度影响大的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电流传感器的立体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电流传感器的俯视示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种电流传感器的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的电流采样点上设置采样针的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的电流传感器设置电路板的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的电路板上设置电连接器的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的金属固定体上设置固定焊盘的结构示意图。

图中：

1、电阻本体；

2、金属固定体；21、中心线；22、镂空；23、固定孔；

3、电流采样点；4、采样针；5、电路板；6、电连接器；

7、采样焊盘；8、固定焊盘。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前，电流传感器通常有霍尔电磁式和电阻式二种，本申请主要讨论的是适用于高精度电阻式的电流传感器，高精度电阻式电流传感器通常由电阻体本身（如锰铜合金）和与电阻体焊接在一起的铜材质构成，铜材质作为锰铜合金电阻的载体，一方面起到了固定作用，同时也有辅助散热作用。但铜与锰铜合金材质不同，铜材质不是高精度电阻体的一部分，仅作为电流通过的路径。而当前的电阻式电流传感器上电流采样的位置有很大的选择空间和差异，从而对实际的电流采样精度有很大的影响，并且在不同温度环境，特别是高温后的电流采样精度有很大的影响。

本申请实施例提供了一种电流传感器，其能解决相关技术中电流采样的位置选择空间大，采样精度受温度影响大的技术问题。

参见图1和图2所示，为本申请实施例提供的一种电流传感器，其可以包括：电阻本体1；金属固定体2，所述金属固定体2与所述电阻本体1固定，其中，所述金属固定体2可以包括两部分，其中一部分设置在所述电阻本体1的左侧，另一部分设置在所述金属固定体2的右侧，所述金属固定体2主要起固定所述电阻本体1的作用，且所述金属固定体2可以让电流通过，本实施例中的所述电阻本体1的材质可以为锰铜合金，所述金属固定体2的材质可以为铜材质，当然，所述电阻本体1与所述金属固定体2也可以选用其他的材质，在此不做限制，一般所述电阻本体1与所述金属固定体2的材质不同。

并且，本实施例中，所述金属固定体2的板面设置有两个电流采样点3，两个所述电流采样点3分别位于所述电阻本体1的相对两侧，也即一个电流采样点3设置在电阻本体1的左侧，另一个电流采样点3设置在电阻本体1的右侧，且所述电流采样点3位于所述金属固定体2与所述电阻本体1相接的边缘位置，同时，两个所述电流采样点3均位于所述金属固定体2的板面的中心线21上。本实施例中，所述金属固定体2与所述电阻本体1可以焊接固定，且所述电流采样点3可以设置在所述金属固定体2与所述电阻本体1的焊接边缘位置，使得所述电流采样点3在所述金属固定体2上位于最接近所述电阻本体1的位置；并且所述金属固定体2为平板状，所述金属固定体2具有板面与侧面，所述金属固定体2体的板面的面积大于其侧面的面积，板面也即所述金属固定体2的上下两表面，侧面也即位于所述金属固定体2四周的四个侧面，此处的所述金属固定体2板面的中心线21也即所述金属固定体2的前后两侧之间的中心线21，同时，所述电阻本体1的中心也可以位于该中心线21上。

由于金属固定体2与电阻本体1二者本身的材质/电阻率存在差异，使得二者的温飘系数有差异，比如金属固定体2的铜材质与电阻本体1的锰铜合金材质本身存在材质/电阻率差异，二者温飘系数有差异，当环境变化时，由于温飘的影响而造成电流传感器采集的电流精度受到影响。

本实施例中，通过将电流采样点3设置在金属固定体2与电阻本体1相接的边缘位置，使得电流采样点3的位置尽可能的接近电阻本体1，进而减少电阻本体1与金属固定体2因温飘系数不同而对实际电流采样精度产生的影响，同时，将电流采样点3设置在金属固定体2的板面的中心线21上，主要是可以降低电磁干扰对电流信号的影响，当电流流过金属固定体2时，会在金属固定体2周围产生电磁场，由于采样电流信号很弱，所以所采集的电流信号就很容易受到不同程度的干扰，相对于此，在金属固定体2的正中心位置所产生的电磁场和受干扰的程度都是最小的，因此，采集的电流精度更高，更稳定，解决了相关技术中电流采样的位置选择空间大，采样精度受温度影响大的技术问题。也即与将电流采样点3设置在金属固定体2的其他位置相比而言，将电流采样点3设置在本申请的位置，当环境变化时，采集的电流精度受到的影响较小。

参见图3所示，在一些实施例中，所述金属固定体2于所述电流采样点3远离所述电阻本体1的一侧设置有镂空22。本实施例中，每个电流采样点3均具有靠近电阻本体1的一侧，也具有远离电阻本体1的另一侧，参见图3所示，以左侧的电流采样点3为例，该电流采样点3的右侧为靠近电阻本体1的另一侧，该电流采样点3的左侧为远离电阻本体1的一侧，且该电流采样点3处的镂空22设置在电流采样点3的左侧，相反的，位于电阻本体1右侧的电流采样点3周围的镂空22设置在该电流采样点3的右侧。本实施例中的镂空22可以在上下方向上完全贯穿金属固定体2，当然，在其他实施例中，也可以在电流采样点3的周围设置不贯穿金属固定体2的孔。通过在电流采样点3的周围设置镂空22，镂空22可以阻断电流采样点3与其周围的金属固定体2的连接，从而降低因金属固定体2与电阻本体1的温飘系数不同而对实际采样点的电流精度产生的影响。

本实施例中的镂空22设置为长条形，并且位于电流采样点3远离电阻本体1的一侧，在其他实施例中，镂空22也可以设置为其他的弧形或者正方形等结构。

进一步，在一些可选的实施例中，所述镂空22围成圆心角大于180°且小于270°的环形，所述镂空22将所述电流采样点3的至少两侧包围。也即本实施例中，镂空22不仅仅是长条形，镂空22还可以包围在电流采样点3的周围，进而可以将电流采样点3周围尽可能的与金属固定体2阻断，其中，本实施例中的镂空22可以为“凹”字形，也可以为圆弧形等其他形状。

参见图4所示，一实施例中，两个所述电流采样点3上可以均设置有采样针4，所述采样针4与所述金属固定体2的板面垂直。也即采样针4是竖直设置在电流采样点3上的，每个电流采样点3上可以设置一个采样针4，该采样针4可以为焊针或铆针，位于金属固定体2上，并且位于紧靠电阻本体1的位置，本实施例中电流采样点3的引出采用焊针式，焊针的材质以及焊针与电流采样点3的组合工艺不限。

优选的，所述采样针4的直径小于或者等于1mm。也即将所述采样针4的直径设置在1mm以内，电流采样点3的直径可以与采样针4的直径大小相同也可以不同，比如可以将电流采样点3的直径设置为大于采样针4的直径，直径越小电阻受温飘的影响越小，对测量的电流精度影响就越小。

参见图5所示，在一些可选的实施例中，所述电流传感器还可以包括电路板5（也即PCB），所述电路板5固定于所述金属固定体2，且所述电路板5与两个所述电流采样点3电连接。

其中，电路板5通过焊接方式固定至金属固定体2后，电路板5的板面与金属固定体2的板面能够尽可能的靠近，线路板上可以根据实际应用放置温度传感器，可以快速感知电流传感器的温度，此温度信息可以通过连接器传送到其它单元。

本实施例采用电路板5与两个电流采样点3电连接，电路板5可以与电流采样点3直接电连接，利用电路板5将电流采样点3采集的采样信号导出到其他处理单元，采用电路板5导出的方式，由于电流采样点3还是位于所述金属固定体2与所述电阻本体1相接的边缘位置，同时，所述电流采样点3是位于所述金属固定体2的板面的中心线21上的，因此，即使是电路板5导出的方式，电流采样点3的位置也是尽可能的接近电阻本体1，可以减少电阻本体1与金属固定体2因温飘系数不同而对实际电流采样精度产生的影响，能够解决相关技术中电流采样的位置选择空间大，采样精度受温度影响大的技术问题。

进一步，参见图6所示，在一些实施例中，所述电路板5上可以设置有电连接器6，所述电连接器6通过所述电路板5与两个所述电流采样点3电连接。本实施例中，电路板5中具有导电线路，导电线路既与电路板5上的电连接器6电连接，导电线路也与电流采样点3电连接，使得电连接器6可以通过电路板5直接与电流采样点3电连接，再通过电连接器6将采样信号传送至其他处理单元。

参见图5和图6所示，在一些可选的实施例中，两个所述电流采样点3上均可以设置有采样焊盘7，所述电流采样点3通过其上的采样焊盘7与所述电路板5电连接。本实施例中，电路板5上对应采样焊盘7的位置设置有焊盘，使得电路板5上的焊盘可以与电流采样点3上的采样焊盘7焊接，实现电路板5与电流采样点3的电连接。本实施例通过设置采样焊盘7不仅可以对电路板5进行固定，同时还实现了与电流采样点3的电连接。

参见图7所示，优选的，所述金属固定体2于两个所述电流采样点3的周围设置有多个固定焊盘8，多个所述固定焊盘8与所述电路板5固定。本实施例中，多个固定焊盘8均设置于金属固定体2上，且排列在电流采样点3的周围，多个固定焊盘8可以均与电路板5固定，在电流采样点3的周围设置多个固定焊盘8来固定电路板5可以增加电路板5固定的牢固性，且固定焊盘8主要起固定电路板5的作用，不作为实际的电流采样点3，也即还是进行单点采样。除了电流采样点3的周围，还可以在金属固定体2的其他位置设置固定焊盘8，并且本实施例中，优选将多个固定焊盘8采用矩阵式的方式排列在金属固定体2上，当然，在其他实施例中，也可以将多个固定焊盘8采用别的方式进行排列，在此不做限制。

参见图6和图7所示，在一些可选的实施例中，所述采样焊盘7与所述固定焊盘8均可以凸出于所述金属固定体2的表面，也可以与金属固定体2的表面齐平，电路板5的底面可以与金属固定体2的表面贴合，以保证电路板5与金属固定体2能够稳定的焊接固定在一起。在其他实施例中，所述电路板5与所述金属固定体2的表面之间也可以形成间隙；并且所述电阻本体1的顶面与所述电路板5的底面之间形成空腔，所述空腔的四周与所述间隙连通。其中，可以在金属固定体2的表面设置凹槽，并在凹槽内设置采样焊盘7和固定焊盘8，也可以是不在金属固定体2的表面设置凹槽，直接在金属固定体2的平整表面上设置采样焊盘7和固定焊盘8，使得采样焊盘7和固定焊盘8的上表面凸出于金属固定体2的上表面即可，如此设置，电路板5在安装至采样焊盘7与固定焊盘8上之后，电路板5的下表面与金属固定体2的上表面之间可以形成小的间隙，该间隙可以使得空气可以进入电阻本体1的上表面与电路板5的下表面之间形成的空腔中，并且该空腔的前后方向以及左右方向均能够与外界连通，使空气能够在电路板5与电阻本体1之间、以及电路板5与金属固定体2之间自由的流通，进一步的对电阻本体1以及电路板5进行散热，金属固定体2与空气的接触面积也更大，有利于金属固定体2将热量散发出去。

参见图1所示，金属固定体2上还可以设置有固定孔23，固定孔23关于电阻本体1对称布置，本实施例中在金属固定体2上设置的固定孔23可以将金属固定体2以及电阻本体1稳定的固定至其他结构上。

本申请实施后，在电阻式的电流传感器上实际验证，无论是焊针式还是电路板5贴焊式的方式，均有效避开了不同材质的温飘影响而造成电流传感器的在全温区的实际采集精度，可以减少因材料、温度、环境等变化而对电流精度的影响。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种电流传感器，其特征在于，其包括：

电阻本体（1）；

金属固定体（2），所述金属固定体（2）与所述电阻本体（1）固定，且所述金属固定体（2）的板面设置有两个电流采样点（3），两个所述电流采样点（3）分别位于所述电阻本体（1）的相对两侧，且所述电流采样点（3）位于所述金属固定体（2）与所述电阻本体（1）相接的边缘位置，同时，两个所述电流采样点（3）均位于所述金属固定体（2）的板面的中心线（21）上；

所述金属固定体（2）于所述电流采样点（3）远离所述电阻本体（1）的一侧设置有镂空（22）。

2.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，

所述镂空（22）围成圆心角大于180°且小于270°的环形，所述镂空（22）将所述电流采样点（3）的至少两侧包围。

3.如权利要求1-2任一项所述的电流传感器，其特征在于，

两个所述电流采样点（3）上均设置有采样针（4），所述采样针（4）与所述金属固定体（2）的板面垂直。

4.如权利要求3所述的电流传感器，其特征在于，所述采样针（4）的直径小于或者等于1mm。

5.如权利要求1-2任一项所述的电流传感器，其特征在于，

所述电流传感器还包括电路板（5），所述电路板（5）固定于所述金属固定体（2），且所述电路板（5）与两个所述电流采样点（3）电连接。

6.如权利要求5所述的电流传感器，其特征在于，

所述电路板（5）上设置有电连接器（6），所述电连接器（6）通过所述电路板（5）与两个所述电流采样点（3）电连接。

7.如权利要求5所述的电流传感器，其特征在于，

两个所述电流采样点（3）上均设置有采样焊盘（7），所述电流采样点（3）通过其上的采样焊盘（7）与所述电路板（5）电连接。

8.如权利要求7所述的电流传感器，其特征在于，

所述金属固定体（2）于两个所述电流采样点（3）的周围设置有多个固定焊盘（8），多个所述固定焊盘（8）与所述电路板（5）固定。

9.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，

所述金属固定体（2）上设置有多个固定孔（23），多个所述固定孔（23）关于所述电阻本体（1）对称布置。