CN220323423U - 电流监测模块、电气连接件和控制器 - Google Patents

Abstract

本申请提供电流监测模块、电气连接件和控制器。该电流监测模块包括：壳体；电路板，其上设置有传感器并且容纳在壳体之内；第一端子和第二端子，它们分别从电路板延伸到壳体之外并且构造为承载功率电流，其中，传感器配置为感测功率电流的参数，以获得感测数据；以及第三端子和第四端子，它们分别从电路板延伸到壳体之外，并且配置为传输感测数据。本申请的电流监测模块、电气连接件和控制器具有结构简单、易于实施、使用方便等优点，并且能够提供改善的连接性能、安全性能和成本优势。

Description

电流监测模块、电气连接件和控制器

技术领域

本申请涉及电流监测设备领域。更具体而言，本申请涉及一种电流监测模块，其旨在提供灵活的布置和安装解决方案。本申请还涉及一种包括上述电流监测模块的电气连接件。本申请还涉及一种包括上述电流监测模块或上述电气连接件的控制器。

背景技术

电气设备通常包括用于输送电流的电气连接件和用于控制电流的控制器。控制器通常包括一个或多个电流监测模块，电气连接件可连接到控制器，并且电流监测模块配置为感测电流的参数。控制器的功能模块可以是集成在印刷电路板上。控制器根据感测到的参数执行控制策略。对于相对较大的电流，为了实现载流能力的要求，控制器内需要布置对应的电路，例如采用较厚的铜来制造导电线路。此类结构对整块电路板的铜叠加构造提出了较高的厚度要求。对于一些印刷电路板来说，局部铜层的厚度要求使得整块印刷电路板都要采用厚铜叠构。这样提高了印刷电路板的生产制造成本。

实用新型内容

本申请一方面的目的在于提供一种的电流监测模块，其提供改善的载流能力和成本优势。本申请另一方面的目的在于提供一种电气连接件，其包括上述电流监测模块。本申请又一方面的目的在于提供一种控制器，其包括上述电流监测模块或上述电气连接件。

本申请的目的是通过如下技术方案实现的：

一种电流监测模块，包括：

壳体；

第一电路板，其上设置有传感器并且容纳在壳体之内；

第一端子和第二端子，它们分别从第一电路板延伸到壳体之外并且构造为承载功率电流，其中，传感器配置为感测功率电流的参数，以获得感测数据；以及

第三端子和第四端子，它们分别从第一电路板延伸到壳体之外，并且配置为传输感测数据。

在上述电流监测模块中，可选地，传感器布置在第一电路板的第一侧上，壳体至少覆盖第一电路板的第一侧，并且第一端子和第二端子分别从第一电路板的两端处平行于第一侧延伸出。

在上述电流监测模块中，可选地，第三端子和第四端子与第二端子布置在第一电路板的同一端处。

在上述电流监测模块中，可选地，第三端子和第四端子构造为与第二端子平行地延伸。

在上述电流监测模块中，可选地，第一端子和/或第二端子构造为以下形式之一：用于贴片连接的板状、用于端子对插的形状、用于插接的针状或带有用于螺栓连接的螺栓孔。

在上述电流监测模块中，可选地，第一端子和/或第二端子的一部分平行于第一电路板延伸，且/或第一端子和/或第二端子的另一部分垂直于第一电路板延伸。

在上述电流监测模块中，可选地，第三端子和/或第四端子构造为以下形式之一：用于贴片连接的板状或用于插接的针状。

在上述电流监测模块中，可选地，第三端子和/或第四端子的一部分平行于第一电路板延伸，且/或第三端子和/或第四端子的另一部分垂直于第一电路板延伸。

在上述电流监测模块中，可选地，第三端子和第四端子的截面面积小于第一端子和第二端子的截面面积。

在上述电流监测模块中，可选地，第一端子和第二端子中的一个作为板端，用于与第二电路板连接；并且第一端子和第二端子中的另一个作为线端，用于与导电线缆连接。

一种电气连接件，其包括：

上述电流监测模块；以及

至少一个电气连接部，其中，第一端子、第一电路板和第二端子与电气连接部串联地连接。

在上述电气连接件中，可选地，电气连接件构造为以下形式之一：接线端子、接线端子的一部分、导线线束或导电线束的一部分。

一种控制器，包括：

至少一根上述电气连接件，其用于传输工作电流；以及

第二电路板，其中，电气连接件的第二端子电气地连接到第二电路板，将工作电流传输到第二电路板；第三端子和第四端子电气地连接到第二电路板，以便传输由传感器感测到的工作电流的参数。

在上述控制器中，可选地，第一电路板沿其厚度方向的金属层的截面积大于第二电路板沿其厚度方向的金属层的截面积。

在上述控制器中，可选地，控制器包括用于电动两轮车的控制器。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述。本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本申请范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造，并可能包含夸张性显示。附图也并非一定按比例绘制。

图1是本申请的电流监测模块的结构示意图。

图2是本申请的电流监测模块的一个实施例的立体视图。

图3是本申请的电流监测模块的另一个实施例的立体视图。

图4是本申请的电流监测模块的又一个实施例的立体视图。

图5是本申请的电气连接件的一个实施例的结构示意图。

图6是本申请的电气连接件的另一个实施例的结构示意图。

图7是本申请的电气连接件的又一个实施例的结构示意图。

图8是本申请的控制器的一个实施例的局部结构。

图9是本申请的控制器的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本申请的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限制了本申请的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的。这些方位是相对的概念，并且因此将根据其所处于的位置和状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性的。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征来说，这些技术特征(或其等同物)能够继续组合，从而获得未在本文中直接提及的其他实施例。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的部件。

图1是本申请的电流监测模块的结构示意图。电流监测模块10可包括：壳体100、第一电路板200、第一端子310、第二端子320、第三端子330和第四端子340等。

壳体100可包围第一电路板200等部件。在一个实施例中，壳体100至少包围第一电路板200的一侧。在一个实施例中，壳体100包围第一电路板200的两侧。壳体200可由绝缘材料制成，以便在提供保护的同时还提供电气绝缘能力。在一个实施例中，壳体100是与第一电路板200一起模制的部件。在一个实施例中，壳体100是单独制造的部件，并且然后与第一电路板200组装在一起。在一个实施例中，壳体100包括分别制造的若干个部件，并且然后与第一电路板200组装在一起。

第一电路板200可具有相对较小的尺寸。在一个实施例中，第一电路板200可以是印刷电路板或PCB(Printed Circuit Board)。第一电路板200的尺寸可构造为适于集成在功率接线端子或线束中。第一电路板200可包括第一侧201。在一个实施例中，壳体100至少包围第一电路板200的第一侧201。第一电路板200可包括至少两个端部，并且这两个端部分别连接到功率接线端子或线束的上游和下游，使得第一电路板200串联在功率接线端子或线束的电路中。第一电路板200内的导体可具有相对较厚的铜结构，例如可采用较厚的铜进行堆叠形成的结构(又称为厚铜叠构)，使得第一电路板200可承载较大的电流。在一个实施例中，第一电路板200所承载的较大的电流又称为功率电流。功率电流例如可为某些电气设备需要的电流，例如驱动电动机所需要的电流。此类功率电流的电流强度和电动势都相对较大。

当在本文中使用时，串联指的是部件位于电路中电流的流动路径上。例如，在一个实施例中，第一电路板200串联在功率接线端子或线束的电路中。此时，电流来自功率接线端子或线束中的上游的导体，经过第一电路板200，并且进一步流向功率接线端子或线束中的下游的导体。对于交流电而言，由于电流方向会发生变化，容易理解的是，上游和下游指的是交流电在操作期间某一时刻的电流方向。对于直流电而言，电流方向不会发生变化，容易理解的是，上游指的是具有相对较高电动势的一端，而下游指的是具有相对较低电动势的一端。

第一电路板200可包括电流感测部件，例如图1中所示的电流传感器210。电流传感器210可配置为感测经过第一电路板200的电流的各种参数。在一个实施例中，第一电路板200可包括相变电流感测部件，例如用于感测三相交流电的各种参数，包括但不限于电流强度、相位等。

第一端子310和第二端子320可从第一电路板200延伸出，并且延伸到壳体100的外部。在一个实施例中，第一端子310和第二端子320分别与第一电路板200之间建立电气连接。第一端子310和第二端子320可分别连接到未示出的电导体，使得第一端子310和第二端子320协作组成电气通路。在一个实施例中，至少在某一时刻，电流可经由第一端子310输入到第一电路板200，并且然后经由第二端子320离开第一电路板200。第一端子310和第二端子320可构造为具有相对较大的导电面积。因此，第一端子310和第二端子320可尺寸构造为承载较大的电流，以便与第一电路板200的厚铜叠构相适配。在一个实施例中，第一端子310和第二端子320所承载的较大的电流又称为功率电流。

第三端子330和第四端子340可从第一电路板200延伸出，并且延伸到壳体100的外部。在图1中，第三端子330和第四端子340用点状线示意性地示出。第三端子330和第四端子340可用于传输感测数据。例如，由传感器210感测到的电流参数可经由第三端子330和第四端子340传输出去。在一个实施例中，与第一端子310和第二端子320相比，第三端子330和第四端子340可具有相对较小的导电面积或截面面积，以便适应传输感测数据的需要并且降低制造成本。在一个实施例中，第三端子330和第四端子340所承载的电流的电流强度和电动势可以是相对较小的，并且小于上文描述的功率电流的电流强度和电动势。

图2至图4示出了电流监测模块的而不同的实施例。出于清楚的故，壳体100或壳体100的至少一部分以爆炸视图的方式示出。图2到图4中的各种参考标号用a、b和c的尾号标出。容易理解的是，不同的尾号代表了不同的实施例。

如图2至图4所示，第一端子和第二端子的至少一部分平行于第一电路板200的第一侧201延伸出。例如，第一端子和第二端子靠近第一电路板200的一部分可构造为与第一侧201大致平齐。第一端子和第二端子的其他部分则可构造为具有其他方向。例如，在图2中，第一端子310a和第二端子320a的其他部分与第一侧201大致垂直地延伸，并且是朝向同一方向延伸。在图3中，第一端子310b和第二端子320b的其他部分与第一侧201大致垂直地延伸，并且是朝向相反的方向延伸。在图3中，第二端子320b包括四个针脚。或者说，第二端子320b包括两组销，每组销包括两个针脚。如图所示，第三端子330b和第四端子340b包括单个针脚。根据实际需要，上述端子的针脚数量也可变化。在图3中，第三端子330b和第四端子340b的导电面积小于第二端子320b的导电面积。在图4中，第一端子310c整体相对于第一侧201平行地延伸，而第二端子320c则形成两次折弯的结构。根据实际需要，第一端子和第二端子可以构造为具有各种延伸方向。此外，第一端子和第二端子可从电路板的两端分别延伸出。

类似地，第一端子和第二端子还可构造为具有各种形式，包括但不限于板状、针状或带有螺栓孔。容易理解的是，板状的端子可用于贴片连接，针状的端子可用于插接连接，并且带有螺栓孔的端子可用于螺栓连接。在一些实施例中，端子还可用于端子对插连接，并且因此具有相应的外形轮廓。端子对插连接可通过压配合或焊接工艺来完成机械和电气连接。根据实际需要，第一端子和第二端子可具有合适的形式，并且在单个电流监测模块10中，第一端子和第二端子可具有相同的形式或不同的形式。如图2到图4所示，第一端子和第二端子的一部分可平行于电路板的表面延伸，且/或至少一部分可垂直于电路板的表面延伸。在图2的实施例中，第一端子310a可用于螺栓连接，并且第二端子320a可用于贴片连接。在图3的实施例中，第一端子310b可用于端子对插，并且第二端子320b可用于插接连接。在图4的实施例中，第一端子310c可用于螺栓连接，并且第二端子320c可用于贴片连接。图2到图4的实施例可满足不同的导电接线端子的电气连接要求。实际上，本申请的方案不限于图2到图4的实施例，而是可以在上述至少四种连接方式(螺栓连接、贴片连接、端子对插、插接连接)中选择任意一种应用到第一端子，并且进一步在上述至少四种连接方式中选择任意一种应用到第二端子。

第三端子和第四端子可以从电路板的一端延伸出，也可以从电路板的一侧延伸出。在图示的实施例中，第三端子和第四端子与第二端子一起从电路板的左侧的端部延伸出。此外，第三端子和第四端子可以与第二端子一起沿着相同的路径延伸。此类构造使得第三端子和第四端子可以与第二端子一起加工成型，从而降低了制造成本。

在图2到图4的实施例中，第三端子和第四端子可构造为板状或针状。容易理解的是，板状的端子可用于贴片连接，并且针状的端子可用于插接连接。如图2到图4所示，第三端子和第四端子的一部分可平行于电路板的表面延伸，且/或至少一部分可垂直于电路板的表面延伸。

图5到图7示出了本申请的电气连接件的不同实施例。如图5所示，电气连接件1可包括上文描述的电流监测模块10和一个电气连接部20。第二端子320与第三端子330和第四端子340一起平行地延伸，并且具有大致齐平的末端。第一端子310可连接到电气连接部20，因此，第一端子310、第一电路板200、第二端子320和电气连接部20可以是串联连接的。

如图6所示，电气连接件1可包括上文描述的电流监测模块10和至少两个电气连接部20和20'。电气连接部20例如可以是导体，例如由铜或铜合金制成的导体。类似地，第一端子310、第二端子320、第三端子330和第四端子340也可以是由铜或铜合金制成的导体。电气连接部20和20'可分别连接到第一端子310和第二端子320。换言之，第一端子310、第一电路板200和第二端子320可串联连接在两个电气连接部之间，使得传感器210能够感测经过电气连接件1的电流的各种参数。

如图7所示，第二端子320与电气连接部20连接，并且第一端子310进一步向右延伸。此时，第一端子310、第一电路板200、第二端子320和电气连接部20可以是串联连接的。

在一个实施例中，电气连接件1可构造为接线端子或接线端子的一部分，例如功率接线端子或功率接线端子的一部分。在一个实施例中，电气连接件1可构造为导电线束或导电线束的一部分。图5到图7展示了导电线束或接线端子的不同结构。

本申请还涉及一种控制器，其包括：第二电路板2、至少一根根据上文所描述的电气连接件1等。电气连接件1可用于传输工作电流到第二电路板2，例如传输三相交流电。电气连接件1包括上文记载的电流监测模块10，因此包括第一电路板200。第一电路板200与第二电路板2间隔地布置。电气连接件1与第二电路板2之间建立电气连接，例如通过第二端子320、第三端子330和第四端子340来建立电气连接。

第一电路板200需要进行电流监测操作，并且可包括厚铜叠构。第二电路板2不需要进行电流监测操作，并且可以不包括厚铜叠构。因此，第一电路板200沿其厚度方向的金属层的截面积可以是大于第二电路板2沿其厚度方向的金属层的截面积。

图8和图9展示了控制器的局部结构和示意性布置。如图8所示，第二端子320、第三端子330和第四端子340电气地连接到第二电路板2。第二端子320可将来自第一端子310的工作电流传输到第二电路板2，并且第三端子330和第四端子340可将传感器210感测到的工作电流参数传输到第二电路板2。

在图9中，三根电气连接件1用于传输三相交流电或三相电流的每一个相。电气连接件1的第二端子320、第三端子330和第四端子340分别电气地连接到第二电路板2。

第二端子320与第二电路板2连接，因此又称为“板端”。第一端子310可以与未示出的导电线缆连接，因此又称为“线端”。本申请的电流监测模块10和电气连接件1可用于不同的控制器。在一个实施例中，控制器可以是电动两轮车上的控制器。本申请的电流监测模块10可用于感测相变电流。因此，对于使用三相交流电的设备来说，可在三相交流电的三个电流路径上分别设置上文描述的电流感测模块10，或者使用三根电气连接件1来输送三相交流电。

本申请的电流监测模块和控制器通过将电流监测电路独立单独设置为一个模块，置于较小的印刷电路板上，将该模块整合进功率接线端子或线束中。电流输入输出端子可采用较大尺寸导电铜片，满足安全通电要求，可设计不同的插接方式，使得其能够方便地进行电气连接。对于控制器来说，主电路板不需要进行电流监测，因此不需要特殊的厚铜叠构。本申请的技术方案能够有效地降低制造成本，并且提供了方便的维护方案。

本申请的电流监测模块和电气连接件具有简单可靠、易于实施、使用方便等优点，并且能够改善组件的连接性能、安全性能和成本优势。

本说明书参考附图来公开本申请，并且还使本领域中的技术人员能够实施本申请，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本申请的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本申请请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (15)

1.一种电流监测模块，其特征在于，包括：

壳体(100)；

第一电路板(200)，其上设置有传感器(210)并且容纳在所述壳体(100)之内；

第一端子(310)和第二端子(320)，它们分别从所述第一电路板(200)延伸到所述壳体(100)之外并且构造为承载功率电流，其中，所述传感器(210)配置为感测所述功率电流的参数，以获得感测数据；以及

第三端子(330)和第四端子(340)，它们分别从所述第一电路板(200)延伸到所述壳体(100)之外，并且配置为传输所述感测数据。

2.根据权利要求1所述的电流监测模块，其特征在于，所述传感器(210)布置在所述第一电路板(200)的第一侧(201)上，所述壳体(100)至少覆盖所述第一电路板(200)的所述第一侧(201)，并且所述第一端子(310)和所述第二端子(320)分别从所述第一电路板(200)的两端处平行于所述第一侧(201)延伸出。

3.根据权利要求2所述的电流监测模块，其特征在于，所述第三端子(330)和所述第四端子(340)与所述第二端子(320)布置在所述第一电路板(200)的同一端处。

4.根据权利要求3所述的电流监测模块，其特征在于，所述第三端子(330)和所述第四端子(340)构造为与所述第二端子(320)平行地延伸。

5.根据权利要求1所述的电流监测模块，其特征在于，所述第一端子(310)和/或所述第二端子(320)构造为以下形式之一：用于贴片连接的板状、用于端子对插的形状、用于插接的针状或带有用于螺栓连接的螺栓孔。

6.根据权利要求5所述的电流监测模块，其特征在于，所述第一端子(310)和/或所述第二端子(320)的一部分平行于所述第一电路板(200)延伸，且/或所述第一端子(310)和/或所述第二端子(320)的另一部分垂直于所述第一电路板(200)延伸。

7.根据权利要求1所述的电流监测模块，其特征在于，所述第三端子(330)和/或所述第四端子(340)构造为以下形式之一：用于贴片连接的板状或用于插接的针状。

8.根据权利要求7所述的电流监测模块，其特征在于，所述第三端子(330)和/或所述第四端子(340)的一部分平行于所述第一电路板(200)延伸，且/或所述第三端子(330)和/或所述第四端子(340)的另一部分垂直于所述第一电路板(200)延伸。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的电流监测模块，其特征在于，所述第三端子(330)和所述第四端子(340)的截面面积小于所述第一端子(310)和所述第二端子(320)的截面面积。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的电流监测模块，其特征在于，所述第一端子(310)和所述第二端子(320)中的一个作为板端，用于与第二电路板(2)连接；并且所述第一端子(310)和所述第二端子(320)中的另一个作为线端，用于与导电线缆连接。

11.一种电气连接件，其特征在于，包括：

根据权利要求1-10中任一项所述的电流监测模块(10)；以及

至少一个电气连接部(20)，其中，所述第一端子(310)、第一电路板(200)和第二端子(320)与所述电气连接部(20)串联地连接。

12.根据权利要求11所述的电气连接件，其特征在于，所述电气连接件构造为以下形式之一：接线端子、接线端子的一部分、导线线束或导电线束的一部分。

13.一种控制器，其特征在于，包括：

至少一根根据权利要求11或12所述的电气连接件(1)，其用于传输工作电流；以及

第二电路板(2)，其中，所述电气连接件(1)的所述第二端子(320)电气地连接到所述第二电路板(2)，将工作电流传输到所述第二电路板(2)；所述第三端子(330)和所述第四端子(340)电气地连接到所述第二电路板(2)，以便传输由所述传感器(210)感测到的工作电流的参数。

14.根据权利要求13所述的控制器，其特征在于，所述第一电路板(200)沿其厚度方向的金属层的截面积大于所述第二电路板(2)沿其厚度方向的金属层的截面积。

15.根据权利要求13所述的控制器，其特征在于，所述控制器包括用于电动两轮车的控制器。