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(Technisches Gebiet)
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromerfassungsvorrichtung, die in einem Fahrzeug, wie z. B. einem Personenkraftwagen oder einem Lastkraftwagen, angebracht ist, um einen Lade- oder Entladestrom einer Batterie zu erfassen.
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(Verwandte Technik)
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Eine bekannte Stromerfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Stroms, der von einer Batterie durch einen Kabelstrang fließt, wie sie in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung
JP 2011-52998 offenbart ist, umfasst einen Widerstand mit einem ersten fixierten Bereich an einem Ende, der an einer Verdrahtung auf einer Batterieseite befestigt und elektrisch verbunden ist, einen zweiten fixierten Bereich an dem anderen Ende, der an dem Kabelstrang befestigt und elektrisch verbunden ist, und ein Gehäuse zur Aufnahme einer Leiterplatte und des Widerstands (welches für den ersten und zweiten fixierten Bereich sicher ist), das zwischen dem ersten und zweiten fixierten Bereich des Widerstands und einer Seite der Batterie angeordnet ist.
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Im Bereich des Automobilbaus wird in letzter Zeit eine zunehmende Anzahl von elektronischen Vorrichtungen in einem Motorraum verbaut, wodurch der Platz im Motorraum und/oder der Platz um die Batterie verringert wird. Da jedoch das Gehäuse zur Aufnahme des Widerstands und der Leiterplatte darin bei der offenbarten Vorrichtung auf einer Seite der Batterie angeordnet ist, kann ein Hindernis auf der Seite der Batterie verhindern, dass das Gehäuse an einem Platz auf der Seite der Batterie angeordnet wird. Als Lösung könnte das Gehäuse entlang der Seite der Batterie derart angeordnet werden, dass es nicht von dem Hindernis beeinträchtigt wird. Diese Lösung kann jedoch nicht zufriedenstellend sein. Dies liegt daran, dass ein Positionsverhältnis zwischen dem ersten fixierten Bereich, der an der Verdrahtung der Batterieseite befestigt ist und einem Bereich des Widerstands innerhalb des Gehäuses durch eine Versetzung geändert werden müsste, und dabei müsste ein Widerstandswert des Widerstands verändert werden, was zu einer erheblichen Umgestaltung der Vorrichtung einschließlich einer Umgestaltung der Stromerfassungsschaltung führen würde. Daher ist es wünschenswert, das Gehäuse, das den Widerstand und die Leiterplatte darin aufnimmt, entlang der Seite der Batterie derart zu versetzen, dass eine Beeinträchtigung durch das Hindernis vermieden wird ohne die Stromerfassungsschaltung umzugestalten.
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Unter Berücksichtigung des Vorausgegangenen wäre es daher wünschenswert, eine Stromerfassungsvorrichtung zu schaffen, die eine Beeinträchtigung durch ein Hindernis auf einer Seite der Batterie ohne eine Umgestaltung einer Stromerfassungsschaltung vermeiden kann.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einer beispielgebenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Stromerfassungsvorrichtung vorgeschlagen, um einen Strom zu erfassen, der von einer Batterie durch einen Kabelstrang fließt. Die Vorrichtung umfasst: einen Widerstand mit einem ersten fixierten Bereich an einem Ende und einem zweiten fixierten Bereich an dem anderen Ende, wobei der erste fixierte Bereich an einer Verdrahtung auf einer Batterieseite befestigt und elektrisch verbunden ist und der zweite fixierte Bereich an dem Kabelstrang befestigt und elektrisch verbunden ist; eine Leiterplatte, an der eine Stromerfassungsschaltung bereitgestellt ist, um einen Strom, der durch den Widerstand fließt, basierend auf einem Potenzialunterschied zwischen zwei Positionen entlang eines stromführenden Pfads zwischen dem ersten und zweiten fixierten Bereich des Widerstands zu erfassen; und ein Gehäuse zur Aufnahme des Widerstands und der Leiterplatte. Bei der Vorrichtung weist der Widerstand ein stromführendes Element auf, das den stromführenden Pfad zwischen dem ersten fixierten Bereich und dem zweiten fixierten Bereich bereitstellt, und ein Anschlusselement, über das der Potenzialunterschied zwischen den zwei Positionen erlangt wird (durch die Stromerfassungsschaltung). Der erste fixierte Bereich, der zweite fixierte Bereich und das stromführende Element sind an der oberen Oberfläche der Batterie angeordnet, und die Leiterplatte ist an einer Seite der Batterie angeordnet. Das stromführende Element ist durch das Anschlusselement mit der Leiterplatte elektrisch verbunden.
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Wie obenstehend beschrieben ist, ist das stromführende Element auf der oberen Oberfläche der Batterie angeordnet und durch das Anschlusselement mit der Leiterplatte verbunden. Dies ermöglicht dem Gehäuse, das die Leiterplatte darin aufnimmt, in einer lateralen oder horizontalen Richtung entlang der Seite der Batterie (nachstehend ebenso als eine Boardbefestigungsseite bezeichnet) versetzt zu werden, wobei die Leiterplatte lediglich dadurch versetzt wird, dass sich eine Länge und/oder eine Form des Anschlusselements ändert, wodurch eine Beeinträchtigung durch ein Hindernis auf der Boardbefestigungsseite der Batterie vermieden wird. Da eine Versetzung des Gehäuses mit der Leiterplatte, die darin aufgenommen ist, vollzogen werden kann, ohne eine Form oder dergleichen des stromführenden Elements zu verändern, bleibt ein Verhältnis zwischen einem Potenzialunterschied zwischen zwei Positionen entlang des stromführenden Pfads und ein Stromwert aufrechterhalten, und es sind keine Änderungen an der Stromerfassungsschaltung oder der Leiterplatte erforderlich. Hierdurch kann eine Notwendigkeit für eine erhebliche Umgestaltung der Vorrichtung beseitigt werden.
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Vorzugsweise wird das stromführende Element durch ein einfaches oder mehrfaches Falten eines Leiterblechs in einer Richtung senkrecht zu der oberen Oberfläche der Batterie gebildet.
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Dadurch kann ein Abstand zwischen dem ersten fixierten Bereich und dem zweiten fixierten Bereich verringert werden, und eine Belastung, die an dem ersten fixierten Bereich aufgebracht wird, wenn der Kabelstrang an dem zweiten fixierten Bereich befestigt wird, kann verringert werden, wodurch es ermöglicht wird, eine Lockerung oder eine Deformation des ersten fixierten Bereichs zu verhindern.
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Das stromführende Element und das Anschlusselement sind vorzugsweise getrennte Elemente. Das Anschlusselement umfasst einen ersten Anschlussleiter und einen zweiten Anschlussleiter, die mit einem Zusammenfügungsbereich miteinander zusammengefügt sind, wobei der Zusammenfügungsbereich entfernt wird, um den ersten Anschlussleiter und den zweiten Anschlussleiter zu trennen, nachdem das Anschlusselement an das stromführende Element geschweißt ist.
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Dies erleichtert eine Befestigung des Anschlusselements, wenn das Anschlusselement an das stromführende Element geschweißt wird. Zudem kann eine Position des ersten Anschlussleiters relativ zu dem zweiten Anschlussleiter festgelegt oder erhalten werden, was zu einer verbesserten Positionsgenauigkeit führt, wenn das Anschlusselement an das stromführende Element geschweißt wird.
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Vorzugsweise ist ein Endbereich des ersten Anschlussleiters an eine Oberfläche einer Unterseite eines oberen Leiterblechs des stromführenden Elements geschweißt, und ein Endbereich des zweiten Anschlussleiters ist an eine Oberfläche einer Oberseite eines unteren Leiterblechs des stromführenden Elements geschweißt.
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Hierdurch kann verhindert werden, dass der Anschlussleiter von dem stromführenden Element hervorsteht oder sich nach außen erstreckt, und eine erforderliche Menge an Harz zum Gießen des Gehäuses aus Harz kann verringert werden, wodurch eine Verkleinerung der Stromerfassungsvorrichtung ermöglicht wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den begleitenden Zeichnungen zeigen:
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1 eine Draufsicht auf eine Stromerfassungsvorrichtung übereinstimmend mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Seitenansicht der Stromerfassungsvorrichtung;
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3 eine Seitenansicht der Stromerfassungsvorrichtung;
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4 eine vergrößerte Ansicht eines Sammelleiters der Stromerfassungsvorrichtung;
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5 eine Draufsicht auf ein stromführendes Element der Stromerfassungsvorrichtung;
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6 eine Draufsicht auf ein Anschlusselement der Stromerfassungsvorrichtung;
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7 eine perspektivische Ansicht des stromführenden Elements der Stromerfassungsvorrichtung;
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8 eine Draufsicht, die ein Positionsverhältnis zwischen der Stromerfassungsvorrichtung und einer Batterie darstellt;
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9 eine Seitenansicht, die ein Positionsverhältnis zwischen der Stromerfassungsvorrichtung und der Batterie darstellt;
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10 eine Draufsicht auf die Stromerfassungsvorrichtung;
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11 eine Seitenansicht der Stromerfassungsvorrichtung;
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12A eine Seitenansicht der Stromerfassungsvorrichtung
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12B ein Teil einer Querschnittsansicht aus 12A entlang einer Linie B-B;
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12C eine Querschnittsansicht einer Abdeckung, die mit dem Gehäuse aus 12B in Eingriff gebracht werden kann; und
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13 ein Blockdiagramm der Stromerfassungsvorrichtung und der Batterie, die mit dieser verbunden ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich durchgehend auf gleiche Elemente.
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1 ist eine Draufsicht auf eine Stromerfassungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Seitenansicht der Stromerfassungsvorrichtung, die in 1 von unten entnommen ist. 3 ist eine Seitenansicht der Stromerfassungsvorrichtung, die in 1 von rechts entnommen ist.
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Die Stromerfassungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Sammelleiter 110, der als Widerstand dient (nachstehend als Nebenschlusswiderstand bezeichnet), der aus einem leitfähigen Material gebildet ist, eine Leiterplatte 120, auf der eine Stromerfassungsschaltung bereitgestellt ist, die einen Strom, der durch den Sammelleiter 110 fließt, basierend auf einem Potenzialunterschied zwischen zwei Positionen entlang eines stromführenden Pfads des Sammelleiters 110 erfasst, ein Gehäuse 130, das den Sammelleiter 110 und die Leiterplatte 120 aufnimmt, einen Verbinder 140 mit einer Mehrzahl von Verbinderanschlüssen, die zur Innenseite freiliegen, um eine elektrische Verbindung zu der Leiterplatte 120 zu ermöglichen, und eine Abdeckung 150, die eine Öffnung eines ausgenommenen Bereichs des Gehäuses 130, in dem die Leiterplatte 120 aufgenommen ist, schließt.
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Der Sammelleiter 110 weist innerhalb des Gehäuses 130 einen zweifach gefalteten Aufbau auf und umfasst an einem Ende einen ersten fixierten Bereich 112, der an einer Verdrahtung auf einer Batterieseite befestigt und elektrisch verbunden ist, und an dem anderen Ende einen zweiten fixierten Bereich 114, der an einem Kabelstrang 300 befestigt und elektrisch verbunden ist. Eine obere Oberfläche des ersten fixierten Bereichs 112 ist mit einer oberen Oberfläche des zweiten fixierten Bereichs 114 komplanar. D. h., die obere Oberfläche des ersten fixierten Bereichs 112 befindet sich auf demselben Niveau wie die obere Oberfläche des zweiten fixierten Bereichs 114.
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4 ist eine vergrößerte Ansicht des Sammelleiters 110, wobei der Sammelleiter 110 lediglich zur Veranschaulichung abgebildet ist. Der Sammelleiter 110 umfasst ein stromführendes Element 110A, durch das ein Strom zwischen dem ersten fixierten Bereich 112 und dem zweiten fixierten Bereich 114 fließt, und ein Anschlusselement 110B, über das ein Potenzialunterschied zwischen zwei Positionen entlang des stromführenden Elements 110A von der Stromerfassungsschaltung erlangt wird. 5 ist eine Draufsicht auf das stromführende Element 110A. 6 ist eine Draufsicht auf das Anschlusselement 110B. 7 ist ein Teil einer perspektivischen Ansicht des stromführenden Element 110A. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der erste fixierte Bereich 112, der zweite fixierte Bereich 114 und das stromführende Element 110A an einer oberen Oberfläche der Batterie 200 angeordnet. Die Leiterplatte 120 ist auf einer Seite der Batterie 200 angeordnet. Das stromführende Element 110A und die Leiterplatte 120 sind durch das Anschlusselement 110B elektrisch miteinander verbunden.
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Um das stromführende Element 110A festzulegen, ist ein gerades, längliches, rechteckiges Blech in einer Richtung senkrecht zu der oberen Oberfläche der Batterie 200 zweifach gefaltet. Genauer genommen, umfasst das stromführende Element 110A ein erstes Leiterblech (dies ist ein oberes Leiterblech) 110A1, das mit dem ersten fixierten Bereich 112 verbunden ist und an einem Ende eine erste Faltung 110C1 aufweist, ein zweites Leiterblech 110A2, das an einem Ende mit dem ersten Leiterblech 110A1 an der ersten Faltung 110C1 zusammengefügt ist und an dem gegenüberliegenden Ende eine zweite Faltung 110C2 aufweist, und ein drittes Leiterblech (dies ist ein unteres Leiterblech) 110A3, das an dem einen Ende mit dem zweiten Leiterblech 110A2 an der zweiten Faltung 110C2 zusammengefügt ist und mit dem zweiten fixierten Bereich 114 verbunden ist. Die Erstreckungsrichtung des ersten Leiterblechs 110A1 und die Erstreckungsrichtung des zweiten Leiterblechs 110A2 sind in einem ersten bestimmten Winkel (90° bei der vorliegenden Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist) zueinander geneigt. Die Erstreckungsrichtung des zweiten Leiterblechs 110A2 und die Erstreckungsrichtung des dritten Leiterblechs 110A3 sind in einem zweiten bestimmten Winkel (180° bei der vorliegenden Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist) zueinander geneigt.
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Das Anschlusselement 110B wird verwendet, um das stromführende Element 110A und die Leiterplatte 120 zu verbinden. Das stromführende Element 110A und das Anschlusselement 110B sind getrennte Elemente (wie in den 5, 6 gezeigt ist). Das Anschlusselement 110B ist an das stromführende Element 110A geschweißt, um eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen diesen einzurichten. Wie in 6 gezeigt ist, umfasst das Anschlusselement 110B einen ersten Anschlussleiter 110B1 und einen zweiten Anschlussleiter 110B2, die durch einen Zusammenfügungsbereich 110B3 miteinander zusammengefügt sind. Der erste Anschlussleiter 110B1 und der zweite Anschlussleiter 110B2 des Anschlusselements 110B werden zusammen verbunden gehalten, bis das Schweißen des Anschlusselements 110B an das stromführende Element 110A abgeschlossen ist. Der Zusammenfügungsbereich 110B3 wird nach Abschluss des Schweißens entfernt, um den ersten Anschlussleiter 110B1 und den zweiten Anschlussleiter 110B2 zu trennen.
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Ein Ende des ersten Anschlussleiters 110B1 ist an einer Ecke AA an einer unteren Seite an die Oberfläche des ersten Leiterblechs 110A1 geschweißt. Ein Ende des zweiten Anschlussleiters 110B2 ist an einer Ecke BB an einer oberen Seite an die Oberfläche des dritten Leiterblechs 110A3 geschweißt.
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Der erste und der zweite Anschlussleiter 110B1, 110B2 erstrecken sich von den Ecken AA, BB jeweils zu einer Seite der Batterie 200, auf der die Leiterplatte 120 angebracht ist (nachstehend als Boardbefestigungsseite der Batterie 200 bezeichnet). Der erste und zweite Anschlussleiter 110B1, 110B2 erstrecken sich ferner entlang der oberen Oberfläche der Batterie 200 parallel zu der Boardbefestigungsseite der Batterie 200 und sie erstrecken sich wiederum ferner in derselben Richtung wie ihre Endbereiche an den jeweiligen Ecken AA, BB. Es ist möglich, eine Länge von jedem der Bereiche des ersten und zweiten Anschlussleiters 110B1, 110B2, die sich entlang der oberen Oberfläche der Batterie 200 und parallel zu der Boardbefestigungsseite der Batterie 200 erstrecken, zu variieren. Dies ermöglicht es, das Gehäuse 130, das die Leiterplatte 120 in sich aufnimmt, längs entlang der Boardbefestigungsseite der Batterie 200 zu versetzen, ohne jeweils die Positionen der Ecken AA, BB zu verändern, an die der erste und zweite Anschlussleiter 110B1, 110B2 geschweißt ist. Daher wird ein Verhältnis zwischen einem Stromwert und einem Potenzialunterschied zwischen den Ecken AA, BB nicht durch eine Veränderung der Länge über dieser beeinträchtigt, und somit wird keine Neugestaltung der Stromerfassungsschaltung erforderlich.
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8 ist eine Draufsicht, die ein Positionsverhältnis zwischen der Stromerfassungsvorrichtung 100 und der Batterie 200 darstellt, wobei die Stromerfassungsvorrichtung 100 auf der Batterie 200 angebracht ist und der Kabelstrang 300 über seinen Anschluss 302 an der Batterie 200 befestigt ist. 9 ist eine Seitenansicht, die ein Positionsverhältnis zwischen der Stromerfassungsvorrichtung 100 und der Batterie 200 darstellt. Wie in den 8 und 9 gezeigt ist, ist die Stromerfassungsschaltung 100 durch eine Anbringungsklammer 210 (als batterieseitige Verdrahtung) an einem negativen Anschluss 202 der Batterie 200 befestigt und elektrisch verbunden, wobei diese als eine Verdrahtung zwischen dem negativen Anschluss 202 der Batterie 200 und dem ersten fixierten Bereich 112 dient, und ein Bolzen 211 von einem Endbereich der Anbringungsklammer 210 nach oben hervorsteht. Bei der vorliegenden Ausführungsform durchläuft der Bolzen 211 ein erstes Durchgangsloch 112A (in 1 gezeigt), das an dem ersten fixierten Bereich 112 angeordnet ist, und wirkt mit einer Nuss 212 zusammen, um eine Klemmwirkung aufzubringen.
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Ein zweites Durchgangsloch ist an dem zweiten fixierten Bereich 114 angeordnet, und ein Bolzen 115 durchläuft dieses Durchgangsloch. Zudem ist ein drittes Durchgangsloch an dem Anschluss 302 des Kabelstrangs 300 angeordnet. Der Bolzen 115 durchläuft ferner das dritte Durchgangsloch und wirkt mit einer Nuss 303 zusammen, um eine Klemmwirkung aufzubringen, wodurch der Anschluss 302 des Kabelstrang 300 an dem zweiten fixierten Bereich 114 befestigt und elektrisch verbunden wird.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Gehäuse 130 aus einem Harzmaterial ausgebildet, das eine hohe thermische Leitfähigkeit und elektrische Isolationsfähigkeit aufweist, wie beispielsweise Polyphenylensulfid (PPS) Harz, und der gesamte Sammelleiter 110, der sich für den ersten und zweiten fixierten Bereich 112, 114 nach außen erstreckt, ist sicher eingegossen.
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Wie obenstehend beschrieben ist, weist der Sammelleiter 110 eine zweifach gefaltete, komplizierte Anordnung auf, und die zwei Anschlussleiter 110B1, 110B2 zum Erfassen eines Potenzialunterschieds zwischen den zwei voneinander beabstandeten Ecken AA, BB erstrecken sich von diesen zur Leiterplatte 120. Der Anschlussleiter 110B1 weist an seinem Ende einen Stromerfassungsanschluss C1 auf. Der Anschlussleiter 110B2 weist an seinem Ende zwei gleiche Zweige auf. Ein Zweig wird als Masseanschluss C2, der einem Fühler zugeordnet ist, verwendet und der andere Zweig wird als Masseanschluss C3, der einer Schaltung zugeordnet ist, verwendet. Der Masseanschluss C3, der einer Schaltung zugeordnet ist, ist bereitgestellt, um beim Betrieb von verschiedenen Schaltungen, die an der Leiterplatte 120 angebracht sind, eine Abweichung eines elektrischen Potenzials an dem Masseanschluss C2, der einem Fühler zugeordnet ist, zu minimieren. Falls die Abweichungen des elektrischen Potenzials an dem Masseanschluss C2, der einem Fühler zugeordnet ist, klein sind, kann der Masseanschluss C3, der einer Schaltung zugeordnet ist, entfernt werden. Jeder dieser drei Anschlüsse (der Stromerfassungsanschluss C1, der Masseanschluss C2, der einem Fühler zugeordnet ist, der Masseanschluss C3, der einer Schaltung zugeordnet ist), erstreckt sich von dem Sammelleiter 110, durchläuft jeweils ein entsprechendes Durchgangsloch, das an der Leiterplatte 120 angeordnet ist, und ist derart an der Leiterplatte 120 verlötet, dass er mit der Stromerfassungsschaltung an der Leiterplatte 120 elektrisch verbunden ist.
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Im Allgemeinen weist der Sammelleiter 110, durch den ein großer Strom von der Batterie 200 fließt, eine erhebliche Wärmekapazität auf. Wenn die drei Enden C1 bis C3 des Anschlusselements 110B, die sich von dem stromführenden Element 110A erstrecken, dazu verwendet werden, um den Sammelleiter 110 an die Stromerfassungsschaltung zu löten, kann demzufolge eine unzureichende Erwärmung zu einem Verlötungsfehler, wie beispielsweise einem schlechten Lotaufstieg, führen. Um die Kontrolle eines solchen Verlötungsfehlers zu vereinfachen, ist es wünschenswert, dass ein verlöteter Zustand visuell bestimmt werden kann.
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10 ist eine Draufsicht auf die Stromerfassungsvorrichtung 100, bei der die Abdeckung 150 entfernt ist. 11 ist eine Seitenansicht der Stromerfassungsvorrichtung 100, die in 10 von unten entnommen ist. 12A ist eine Seitenansicht der Stromerfassungsvorrichtung 100, die in 10 von rechts entnommen ist.
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Wie in 10 gezeigt ist, stehen die drei Anschlüsse (der Stromerfassungsanschluss C1, der Masseanschluss C2, der einem Fühler zugeordnet ist, und der Masseanschluss C3, der einer Schaltung zugeordnet ist) von dem stromführenden Element 110A des Sammelleiters 110 von einem Boden innerhalb des ausgenommenen Bereichs 132 des Gehäuses 130 hervor. Der ausgenommene Bereich 132 nimmt die Leiterplatte 120 darin auf. Jeder dieser drei Anschlüsse durchläuft jeweils ein entsprechendes Durchgangsloch, das an der Leiterplatte 120 angeordnet ist, und ist über die Extremität des Anschlusses an der Leiterplatte verlötet. Die Anschlüsse C1 bis C3 sind in der Nähe von einem Ende der Leiterplatte 120 positioniert (in der Nähe eines oberen Endes der Leiterplatte 120, wie in 12A in der vorliegenden Ausführungsform gezeigt ist).
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Ein offenes Ende 134 des ausgenommenen Bereichs 132, das mit der Abdeckung 150 in Eingriff gebracht werden kann (nachstehend ebenso als ein Eingriffsabschnitt des ausgenommenen Bereichs 132 genannt) liegt in einer imaginären Ebene, die mit der Leiterplatte, d. h. der Oberfläche der Vorderseite oder Rückseite, nicht parallel ist. Genauer genommen, ist die Ebene, wie in 11 gezeigt ist, relativ zu der Leiterplatte 120 derart geneigt, dass eine Tiefe des ausgenommenen Bereichs 132 (eine Breite einer Seitenwand des ausgenommenen Bereichs 132, wie in 11 gezeigt ist) des Gehäuses 130 in einer Richtung nach oben monoton abnimmt, wobei die Tiefe D in einer lateralen Richtung des Gehäuses 130 konstant bleibt, so dass ein oberer Endbereich der Leiterplatte 120, der drei Lötverbindungen umfasst, von denen jede eine Lötverbindung zwischen der Leiterplatte 120 und einem der drei Anschlüsse C1 bis C3 ist, außerhalb des ausgenommenen Bereichs 132 liegt. D. h., sowohl die Oberfläche der Vorderseite als auch der Hinterseite des oberen Bereichs der Leiterplatte 120 ist von außen sichtbar, wenn die Abdeckung 51 entfernt wird. Diese Anordnung ermöglicht es, von beiden Seiten der Leiterplatte 120 einen verlöteten Zustand von jeder der drei Lötverbindungen auf einfache Weise visuell zu bestimmen.
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Wie zudem in 12A gezeigt ist, umfasst der Eingriffsabschnitt 134 eine Nut 134A, welche die Öffnung des ausgenommenen Bereichs 132 umläuft, wobei eine Tiefenrichtung senkrecht zu der Ebene verläuft, wie in 12B zu sehen ist, und die Abdeckung 150 umfasst an ihrem offenen Ende 135 einen Vorsprung 134B, wie in 12C gezeigt ist, der auf der Abdeckung 150 derart angeordnet ist, dass er mit der Nut 134 eingreift, so dass die Öffnung des ausgenommenen Bereichs 132 durch die Abdeckung 150 geschlossen werden kann, um einen Einschluss zu bilden. Zum Zeitpunkt des Zusammenfügen der Abdeckung 150 mit dem Gehäuse 130 wird die Abdeckung 150 durch Auftragen eines Klebstoffs auf der Nut 134A mit dem Gehäuse 130 verklebt, wobei der Eingriffsabschnitt 134 durch ein entsprechendes Neigen der Stromerfassungsvorrichtung 100 horizontal gehalten ist. Anderenfalls kann der Eingriffsabschnitt 134 einen Vorsprung umfassen, der die Öffnung des ausgenommenen Bereichs 132 umläuft, und die Abdeckung 150 kann eine Nut umfassen, die an dem offenen Ende der Abdeckung 150 angeordnet ist, um mit dem Vorsprung des ausgenommenen Bereichs 132 umlaufend in Eingriff gebracht zu werden, so dass die Öffnung des ausgenommenen Bereichs 132 durch die Abdeckung 150 geschlossen werden kann, um einen Einschluss zu bilden. Wiederum anderenfalls kann die Abdeckung 150 mit dem Gehäuse 130 verklebt werden, ohne dass die Nut oder der Vorsprung verwendet werden.
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13 ist ein beispielgebendes Blockdiagramm der Stromerfassungsvorrichtung 100 und der Batterie 200, die mit dieser elektrisch verbunden ist. Wie in 13 gezeigt ist, umfasst die Leiterplatte 120 der Stromerfassungsvorrichtung 100 einen Differenzialverstärker 10, der über einem Nebenschlusswiderstand 100', der ein Bereich des Sammelleiters 110 ist, elektrisch verbunden ist, einen Differenzialverstärker 12, der zwischen einem positiven und einem negativen Anschluss der Batterie 200 elektrisch verbunden ist, einen Temperaturfühler 20, einen Stromerfassungsprozessor 30, einen Spannungserfassungsprozessor 32, einen Temperaturfühlerprozessor 34, einen Batteriezustandsfühler 36, einen Ladungscontroller 40, eine Kommunikations-Eingabe/Ausgabe-Einheit (communication I/O) 50, 52, ein CAN-Interface (CAN I/F) 60, welches Daten gemäß dem CAN Protokoll überträgt und empfängt, und ein LIN-Interface (LIN I/F) 62, das Daten gemäß dem LIN Protokoll überträgt und empfängt. Der Differenzialverstärker 10 verstärkt eine Spannung über dem Nebenschlusswiderstand 100', und der Stromerfassungsprozessor 30 erfasst einen Strom, der durch den Nebenschlusswiderstand 100' fließt, basierend auf einer Ausgabespannung des Differenzialverstärkers 10. Die Stromerfassungsschaltung umfasst den Differenzialverstärker 10 und den Stromerfassungsprozessor 30. Der Differenzialverstärker 12 wandelt eine Spannung über der Batterie 200 (als Batteriespannung bezeichnet) in einen angemessenen Pegel der Spannung um, und der Spannungserfassungsprozessor 32 erfasst die Batteriespannung basierend auf einer Ausgangsspannung des Differenzialverstärkers 12. Der Temperaturfühler 20 umfasst eine Spannungsteilerschaltung, die durch einen Widerstand und einen wärmeabhängigen Widerstand (Thermistor) gebildet wird, wobei ein Widerstandswert des wärmeabhängigen Widerstands als Funktion einer Temperatur variiert und die geteilte Spannung der Spannungsteilerschaltung dementsprechend variiert. Der Temperaturerfassungsprozessor 34 erfasst eine Temperatur der Stromerfassungsvorrichtung 100 (d. h. eine Temperatur der Batterie 200) basierend auf einer Ausgabespannung (einer geteilten Spannung) des Temperaturfühlers 20. Der Batteriezustandsfühler 36 erzeugt ein Batteriezustandssignal basierend auf einem erfassten Wert von jedem von dem Stromerfassungsprozessor 30, dem Spannungserfassungsprozessor 32 und dem Temperaturerfassungsprozessor 34. Ein Batteriezustandserfassungssensor 38 umfasst den Stromerfassungsprozessor 30, den Spannungserfassungsprozessor 32, den Temperaturerfassungsprozessor 34 und den Batteriezustandsfühler 36. Der Ladungscontroller 40 steuert einen Leistungserzeugungszustand eines Fahrzeuggenerators (G) 80 basierend auf dem Batteriezustandssignal, das durch den Batteriezustandsfühler 36 erzeugt wird. Die Leistungserzeugungssteuerung wird durch Übertragen eines Befehls über die Kommunikations-Eingabe/Ausgabe-Einheit 52 und das LIN-Interface 62 an einen Leistungserzeugungcontroller 82, der an dem Fahrzeuggenerator 80 angebracht ist, durchgeführt. Das Batteriezustandssignal, das durch den Batteriezustandsfühler 36 erzeugt wird, wird über die Kommunikations-Eingabe/Ausgabe-Einheit 50 und das CAN-Interface 60 an das Fahrzeugsystem 70 übertragen. Das Fahrzeugsystem 70 steuert insgesamt basierend auf dem empfangenen Batteriezustandssignal und dergleichen eine Maschine und verschiedene elektrische Lasten.
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Wie oben stehend beschrieben ist, ist das stromführende Element 110A bei der Stromerfassungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform auf der oberen Oberfläche der Batterie 200 angeordnet, und das stromführende Element 110A ist durch das Anschlusselement 110B mit der Leiterplatte 120 elektrisch verbunden. Dies ermöglicht es, das Gehäuse 130, das die Leiterplatte 120 darin aufnimmt, lateral entlang der Boardbefestigungsseite der Batterie 200 zu versetzen, indem lediglich eine Länge und/oder eine Form des Anschlusselements 110B geändert wird, so dass eine Beeinträchtigung mit einem Hindernis auf der Boardbefestigungsseite der Batterie 200 vermieden wird. Da diese Versetzung der Leiterplatte 120 innerhalb des Gehäuses 130 vollzogen werden kann ohne eine Form oder dergleichen des stromführenden Elements 110A zu ändern, wird ein Verhältnis zwischen einem Potenzialunterschied zwischen zwei Positionen entlang des stromführenden Pfads des Sammelleiters 110 und einem Stromwert aufrechterhalten, und es sind keine Änderungen der Stromerfassungsschaltung und der Leiterplatte 120 erforderlich. Hierdurch kann eine Notwendigkeit für eine erhebliche Neugestaltung der Vorrichtung beseitigt werden.
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Zudem ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform ein gerades, längliches, rechteckiges Blech zweifach in einer Richtung senkrecht zu der oberen Oberfläche der Batterie 200 gefaltet, um das stromführende Element 110A festzulegen. Hierdurch kann ein Abstand zwischen dem ersten fixierten Bereich 112 und dem zweiten fixierten Bereich 114 verringert werden, um dabei eine Belastung, die an dem ersten fixierten Bereich 112 aufgebracht wird, wenn der Kabelstrang 300 an dem zweiten fixierten Bereich 114 befestigt wird, zu verringern, wodurch es ermöglicht wird, eine Lockerung oder eine Deformation des ersten fixierten Bereichs 112 zu verhindern.
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Zudem sind bei der oben beschriebenen Ausführungsform das stromführende Element 110A und das Anschlusselement 110B getrennte Elemente, und das erste Anschlusselement 110B1 und das zweite Anschlusselement 110B2 sind durch den Zusammenfügungsbereich 110B3 miteinander zusammengefügt, um das Anschlusselement 110B zu bilden. Der erste Anschlussleiter 110B1 und der zweite Anschlussleiter 110B2 des Anschlusselements 110B werden zusammen verbunden gehalten, bis das Schweißen des Anschlusselements 110B an das stromführende Element 110A abgeschlossen ist. Der Zusammenfügungsbereich 110B3 wird nach Abschluss des Schweißens entfernt, um den ersten Anschlussleiter 110B1 und den zweiten Anschlussleiter 110B2 zu trennen. Hierdurch wird eine Festlegung des Anschlusselements 110B vereinfacht, wenn das Anschlusselement 110B an das stromführende Element 110A geschweißt wird. Mit diesem Aufbau kann eine Position des ersten Anschlussleiters 110B1 relativ zu dem zweiten Anschlussleiter 110B2 festgelegt werden, was zu einer verbesserten Positionsgenauigkeit führt, wenn das Anschlusselement 110B an das stromführende Element 110A geschweißt wird.
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Zudem ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform ein Ende des ersten Anschlussleiters 110B1 an eine Oberfläche einer Unterseite des ersten Leiterblechs 110A geschweißt, und ein Ende der zweiten Leiterblende 110B2 ist an einer Oberfläche einer Unterseite des dritten Leiterblechs 110A3 geschweißt. Hierdurch kann verhindert werden, dass der Anschlussleiter 110B von dem stromführenden Element 110A hervorsteht, und eine erforderliche Menge an Harz zum Gießen des Gehäuses 130 wird verringert, wodurch eine Verkleinerung der Stromerfassungsvorrichtung 100 ermöglicht wird.
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Nachstehend werden einige Modifikationen der oben beschriebenen Ausführungsform erklärt, die ausgearbeitet werden können, ohne von dem Kern und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Bei der oben stehenden Ausführungsform dient der Sammelleiter 110 als Nebenschlusswiderstand. Anderenfalls sind der Sammelleiter 110 und der Nebenschlusswiderstand getrennte Elemente.
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Stromerfassungsvorrichtung 100 durch die Anbringungsklammer 210 an dem negativen Anschluss 202 der Batterie 200 befestigt und elektrisch verbunden. Anderenfalls kann die Stromerfassungsvorrichtung 100 direkt an dem negativen Anschluss 202 der Batterie 200 befestigt werden, indem der erste fixierte Bereich 112 derart deformiert wird, dass er sich zu dem negativen Anschluss 202 erstreckt.
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform weist das stromführende Element 110A des Sammelleiters 110 den zweifach gefalteten Aufbau auf, der durch ein zweifaches Falten eines geraden, länglichen, rechteckigen Blechs gebildet wird. Anderenfalls kann das stromführende Element 110A des Sammelleiters 110 gebildet werden, indem ein gerades, längliches, rechteckiges Blech einfach oder mehr als zweifach gefaltet wird, oder in dem ein nicht gerades, längliches Blech einfach oder mehrfach gefaltet wird, oder ohne ein Falten des Blechs.
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(Anwendbarkeit)
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Wie oben stehend beschrieben ist, ist das stromführende Element 110A bei der Stromerfassungsvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform auf der oberen Oberfläche der Batterie 100 angeordnet, und das stromführende Element 110A ist durch das Anschlusselement 110B mit der Leiterplatte 120 verbunden. Dies ermöglicht es, das Gehäuse 130, das die Leiterplatte 120 darin aufnimmt, lateral entlang der Boardbefestigungsseite der Batterie 200 zu versetzen, indem lediglich eine Länge und/oder eine Form des Anschlusselements 110B geändert wird, so dass eine Beeinträchtigung mit einem Hindernis auf der Boardbefestigungsseite der Batterie 200 vermieden wird.
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Für den Fachmann des betreffenden Gebiets der Erfindung, der in Kenntnis der hier dargestellten Lehre der vorausgegangenen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen ist, ergeben sich viele Modifikationen und andere Ausführungsformen der der Erfindung. Es ist daher verständlich, dass die Erfindung nicht auf die bestimmten offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, und es vorgesehen ist, dass Modifikationen und andere Ausführungsformen im Umfang der angehängten Ansprüche umfasst sind. Obwohl hier bestimmte Ausdrücke eingesetzt werden, sind diese lediglich in einer allgemeinen und beschreibenden Weise verwendet und dienen nicht zur Beschränkung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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