DE102021212174A1

DE102021212174A1 - Electrical assembly with current sensor

Info

Publication number: DE102021212174A1
Application number: DE102021212174.8A
Authority: DE
Inventors: Richard Friede
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-10-28
Filing date: 2021-10-28
Publication date: 2023-05-04

Abstract

Eine elektrische Baugruppe (110) umfasst eine Platine (120) mit einer Aussparung (125), durch die ein Leiter (145) verläuft; einen an der Platine (120) angebrachten Stromsensor (130) zur Bestimmung eines durch den Leiter (145) fließenden Stroms; wobei der Stromsensor (130) einen elektrischen Anschluss (135) aufweist, der mit einer Leiterbahn (140) auf der Platine (120) verbunden ist; und eine Isolierhülse (155), die den Leiter (145) im Bereich der Aussparung (125) umgibt; wobei sich die Isolierhülse (155) in einem Bereich zwischen dem Anschluss (135) und dem Leiter (145) senkrecht zur Platine (120) erstreckt.An electrical assembly (110) includes a circuit board (120) having a recess (125) through which a conductor (145) extends; a current sensor (130) attached to the circuit board (120) for determining a current flowing through the conductor (145); wherein the current sensor (130) has an electrical connection (135) which is connected to a conductor track (140) on the circuit board (120); and an insulating sleeve (155) surrounding the conductor (145) in the region of the recess (125); wherein the insulating sleeve (155) extends perpendicular to the circuit board (120) in a region between the terminal (135) and the conductor (145).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Baugruppe mit einem Stromsensor. Insbesondere betrifft die Erfindung die elektrische Absicherung der Baugruppe gegenüber einem Leiter, durch den ein zu bestimmender Strom fließt.The present invention relates to an electrical assembly with a current sensor. In particular, the invention relates to the electrical protection of the assembly against a conductor through which a current to be determined flows.

Ein Kraftfahrzeug umfasst einen elektrischen Antriebsmotor, der mit Strom aus einem elektrischen Energiespeicher angetrieben werden kann. Der Energiespeicher kann eine Nennspannung im Bereich von mehreren hundert Volt aufweisen. Eine elektronische Steuerung des Antriebsmotors ist dazu eingerichtet, einen zwischen dem Energiespeicher und dem Antriebsmotor fließenden Strom zu steuern. Die Steuerung selbst arbeitet üblicherweise mit einer Kleinspannung von unter fünfzig Volt. Einzelne Elemente der Steuerung können eine Nennspannung von ca. 12 Volt, ca. fünf Volt oder ca. drei Volt erfordern.A motor vehicle includes an electric drive motor that can be driven with electricity from an electrical energy store. The energy store can have a nominal voltage in the range of several hundred volts. An electronic controller of the drive motor is set up to control a current flowing between the energy store and the drive motor. The control itself usually works with a low voltage of less than fifty volts. Individual elements of the controller may require a voltage rating of approximately 12 volts, approximately five volts, or approximately three volts.

Durch das große Gefälle zwischen Spannungen der Steuerung und einer zu steuernden Spannung können besondere Maßnahmen zur gegenseitigen Isolation erforderlich sein. Insbesondere kann es erforderlich sein, zwischen der Steuerung und einem von einem Antriebsstrom durchflossenen Leiter für eine ausreichend gute Isolation zu sorgen, die ein Durchschlagen von Spannungen verhindert.Due to the large difference between the control voltages and a voltage to be controlled, special measures for mutual isolation may be required. In particular, it may be necessary to ensure sufficiently good insulation between the controller and a conductor through which a drive current flows, which prevents voltage breakdown.

Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer elektrischen Baugruppe mit einem Stromsensor, der auf verbesserte Weise gegenüber einem Leiter isoliert ist, durch den ein zu messender Strom fließt. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.It is an object of the present invention to provide an electrical assembly having a current sensor which is insulated in an improved manner from a conductor through which a current to be measured flows. The invention solves this problem by means of the subject matter of the independent claims. Subclaims reflect preferred embodiments.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine elektrische Baugruppe eine Platine mit einer Aussparung, durch die ein Leiter verläuft; einen an der Platine angebrachten Stromsensor zur Bestimmung eines durch den Leiter fließenden Stroms; wobei der Stromsensor einen elektrischen Anschluss aufweist, der mit einer Leiterbahn auf der Platine verbunden ist; und eine Isolierhülse, die den Leiter im Bereich der Aussparung umgibt; wobei sich die Isolierhülse in einem Bereich zwischen dem Anschluss und dem Leiter senkrecht zur Platine erstreckt.According to a first aspect of the present invention, an electrical assembly includes a circuit board having a cavity through which a conductor extends; a current sensor attached to the circuit board for determining a current flowing through the conductor; wherein the current sensor has an electrical terminal connected to a conductive trace on the circuit board; and an insulating sleeve surrounding the conductor in the region of the recess; wherein the insulating sleeve extends perpendicularly to the circuit board in a region between the terminal and the conductor.

Die Isolierhülse kann dazu beitragen, eine Isolation zwischen der Baugruppe und dem Leiter zu verbessern. Insbesondere kann die Isolation zwischen dem Anschluss und dem Leiter verbessert sein. Ein Überspringen oder Durchschlagen einer Spannung zwischen dem Anschluss und dem Leiter kann verbessert verhindert sein. Der Anschluss kann zur Oberflächenmontage auf der Platine eingerichtet sein und die Isolierhülse kann sich in die Richtung von der Platine erstrecken, in der der Anschluss liegt. Der Anschluss kann auch zur Durchsteckmontage eingerichtet sein, wobei sich die Isolierhülse in beide Richtungen von der Platine aus erstrecken kann. Der Anschluss kann insbesondere zur Ansteuerung des Stromsensors oder zur Bereitstellung eines Stromsignals eingerichtet sein. Das Signal kann vom Anschluss an ein weiteres mit der Platine verbundenes Bauelement geführt sein.The insulating sleeve can help improve insulation between the assembly and the conductor. In particular, the insulation between the terminal and the conductor can be improved. Jumping or breakdown of a voltage between the terminal and the conductor can be prevented in an improved manner. The connector may be adapted for surface mounting on the circuit board and the insulating sleeve may extend in the direction from the circuit board in which the connector lies. The connector can also be set up for through-hole mounting, in which case the insulating sleeve can extend in both directions from the circuit board. In particular, the connection can be set up to control the current sensor or to provide a current signal. The signal can be routed from the connection to another component connected to the circuit board.

Die Isolierhülse ist bevorzugt derart geformt, dass eine Luftstrecke zwischen der Leiterbahn und dem Leiter durch die Isolierhülse verlängert ist. Die Luftstrecke betrifft dabei eine kürzeste, durch die Luft verlaufende Verbindung zwischen dem Leiter und dem Anschluss. Es ist weiterhin bevorzugt, dass eine Kriechstrecke zwischen der Leiterbahn und dem Leiter durch die Isolierhülse verlängert ist. Die Kriechstrecke umfasst dabei die kürzeste Verbindung zwischen dem Anschluss und dem Leiter entlang einer Oberfläche eines Isolators. Dabei können die Platine und die Isolierhülse als Isolatoren wirken.The insulating sleeve is preferably shaped in such a way that an air gap between the conductor track and the conductor is lengthened by the insulating sleeve. The clearance relates to the shortest connection between the conductor and the connection that runs through the air. It is further preferred that a creepage distance between the conductor track and the conductor is lengthened by the insulating sleeve. The creepage distance includes the shortest connection between the terminal and the conductor along a surface of an insulator. The circuit board and the insulating sleeve can act as insulators.

Es ist besonders bevorzugt, dass der Stromsensor einen Ringkern umfasst, durch den sich der Leiter erstreckt. Fließt ein Strom durch den Leiter, so entsteht ein um den Leiter herumlaufendes Magnetfeld, das im Ringkern verbessert gebündelt werden kann. Durch Bestimmen des Magnetfelds kann der Strom bestimmt werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Ringkern einen radialen Spalt auf, in welchem ein Hallsensor zur Bestimmung des Magnetfelds liegt. Der Hallsensor umfasst einen Halbleiter und kann als integrierter Schaltkreis ausgeführt sein, der beispielsweise einen Messverstärker umfasst. In einer Ausführungsform ist der Anschluss des Stromsensors unmittelbar mit dem Hallsensor verbunden. In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Stromsensor eine separate Signalverarbeitung für ein Signal des Hallsensors. Auf den Ringkern kann eine Wicklung aufgebracht sein, durch die ein Strom derart gesteuert wird, dass ein magnetischer Fluss im Bereich des Hallsensors null beträgt. Die Stärke des elektrischen Stroms kann dann auf der Basis des durch die Wicklung fließenden Stroms bestimmt werden. In dieser Variante ist der Stromsensor ein aktiver Sensor. Der Stromsensor kann mehrere Anschlüsse aufweisen, von denen vorliegend insbesondere derjenige betrachtet wird, der geometrisch dem stromführenden Leiter am nächsten liegt.It is particularly preferred that the current sensor comprises a toroidal core through which the conductor extends. If a current flows through the conductor, a magnetic field is created that runs around the conductor and can be better bundled in the toroidal core. By determining the magnetic field, the current can be determined. In a particularly preferred embodiment, the ring core has a radial gap in which a Hall sensor for determining the magnetic field is located. The Hall sensor includes a semiconductor and can be designed as an integrated circuit that includes a measuring amplifier, for example. In one embodiment, the connection of the current sensor is connected directly to the Hall sensor. In a further embodiment, the current sensor includes separate signal processing for a signal from the Hall sensor. A winding can be applied to the toroidal core, through which a current is controlled in such a way that a magnetic flux in the region of the Hall sensor is zero. The magnitude of the electric current can then be determined based on the current flowing through the winding. In this variant, the current sensor is an active sensor. The current sensor can have a plurality of connections, of which the one that is geometrically closest to the current-carrying conductor is considered in particular in the present case.

Die Isolierhülse ist bevorzugt dazu eingerichtet, formschlüssig in den Stromsensor einzugreifen, um diesen bezüglich der Platine zu positionieren. Die Positionierung erfolgt insbesondere in einer Richtung parallel zu einer Oberfläche der Platine. Der Stromsensor kann eine runde Aussparung tragen, durch den der Leiter verläuft, wobei die Isolierhülse konzentrisch in der Aussparung des Stromsensors liegen kann. Die Isolierhülse kann beispielsweise entlang eines Umfangs auf einer Innenseite der Aussparung anliegen. Zur axialen Positionierung der Isolierhülse bezüglich des Stromsensors kann an der Isolierhülse ein radialer Flansch ausgebildet sein. Der Stromsensor kann in axialer Richtung an diesem Flansch anliegen. Alternativ kann die Isolierhülse einen Absatz aufweisen, an dem der Stromsensor in axialer Richtung anliegen kann.The insulating sleeve is preferably set up to positively engage in the current sensor in order to position it with respect to the circuit board. The positioning takes place in particular in a direction parallel to a surface of the circuit board. The current sensor can carry a round recess through which the conductor runs, whereby the insulating sleeve can lie concentrically in the recess of the current sensor. The insulating sleeve can, for example, bear against an inside of the cutout along a circumference. A radial flange can be formed on the insulating sleeve for axial positioning of the insulating sleeve with respect to the current sensor. The current sensor can bear against this flange in the axial direction. Alternatively, the insulating sleeve can have a shoulder against which the current sensor can rest in the axial direction.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform besteht zwischen der Isolierhülse und dem Leiter ein umlaufender Spalt. Der Spalt ist bevorzugt luftgefüllt und kann sich in allen radialen Richtungen im Wesentlichen gleich weit vom Leiter erstrecken, sodass zwischen dem Leiter und der Isolierhülse ein Ringspalt besteht.In a further preferred embodiment, there is a circumferential gap between the insulating sleeve and the conductor. The gap is preferably filled with air and can extend essentially equally far from the conductor in all radial directions, so that there is an annular gap between the conductor and the insulating sleeve.

Der Leiter und die Platine können mit einem Strommodul verbunden sein, wobei die Isolierhülse einen vorbestimmten Mindestabstand zwischen der Platine und dem Strommodul sicherstellen kann. Dieser Mindestabstand kann durch eine axiale Länge der Isolierhülse zwischen einer Oberfläche der Platine und dem Strommodul vorgegeben sein. So kann verhindert werden, dass ein stromführendes Element des Strommoduls so nah an der Platine liegt, dass die Gefahr eines elektrischen Durchschlagens oder des Überspringens eines Lichtbogens besteht.The conductor and the circuit board can be connected to a power module, whereby the insulating sleeve can ensure a predetermined minimum distance between the circuit board and the power module. This minimum distance can be predetermined by an axial length of the insulating sleeve between a surface of the circuit board and the power module. This can prevent a current-carrying element of the power module from being so close to the circuit board that there is a risk of electrical breakdown or arcing.

Zur Befestigung der Isolierhülse an der Platine kann die Isolierhülse ein Rastelement aufweisen. Die Isolierhülse kann werkzeuglos an der Platine angebracht werden und mit dieser zusammen eine separat handhabbare Einheit bilden. Der Stromsensor kann anschließend an der Platine angebracht werden. Durch ein Verbinden des Stromsensors mit der Platine kann die Isolierhülse weiter fixiert werden. Der Leiter kann erst anschließend durch die Aussparung des Stromsensors und durch die Isolierhülse gesteckt werden. In einer Ausführungsform ist der Leiter nach Art einer Schraube oder eines Bolzens ausgeführt und kann zur Fixierung der Platine bezüglich des Strommoduls verwendet werden. In einer weiteren Ausführungsform ist die Isolierhülse mit der Platine verklebt.The insulating sleeve can have a latching element for fastening the insulating sleeve to the circuit board. The insulating sleeve can be attached to the circuit board without the use of tools and together form a separately manageable unit. The current sensor can then be attached to the circuit board. The insulating sleeve can be fixed further by connecting the current sensor to the circuit board. Only then can the conductor be inserted through the cut-out in the current sensor and through the insulating sleeve. In one embodiment, the conductor is designed in the manner of a screw or a bolt and can be used to fix the circuit board with respect to the power module. In a further embodiment, the insulating sleeve is glued to the circuit board.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bereitstellung einer hierin beschriebenen elektrischen Baugruppe Schritte des Anbringens der Isolierhülse an der Platine; des Anbringens des Stromsensors an der Platine; des elektrischen Verbindens eines Anschlusses des Stromsensors mit einer Leiterbahn auf der Platine; und des Einführens des Leiters durch die Aussparung in der Platine.According to another aspect of the present invention, a method of providing an electrical assembly as described herein includes the steps of attaching the insulating sleeve to the circuit board; attaching the current sensor to the circuit board; electrically connecting a terminal of the current sensor to a conductive trace on the circuit board; and inserting the conductor through the recess in the circuit board.

Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug eine hierin beschriebene Baugruppe. Das Fahrzeug kann insbesondere ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug umfassen, bevorzugt einen Personenkraftwagen. Die Baugruppe kann dazu eingerichtet sein, einen zum Antrieb des Kraftfahrzeugs fließenden elektrischen Strom zu bestimmen. In einer Ausführungsform kann ein durch einen Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs fließender elektrischer Strom in Abhängigkeit des bestimmten Stroms bestimmt werden.According to yet another aspect of the present invention, a vehicle includes an assembly as described herein. The vehicle can in particular comprise an electrically driven motor vehicle, preferably a passenger car. The assembly can be set up to determine an electric current flowing to drive the motor vehicle. In one specific embodiment, an electrical current flowing through a drive motor of the motor vehicle can be determined as a function of the determined current.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:

1 ein elektrisches System;
2 eine elektrische Baugruppe; und
3 bis 5 eine Isolierhülse für eine elektrische Baugruppe

darstellen.The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures, in which:

1 an electrical system;
2 an electrical assembly; and
3 until 5 an insulating sleeve for an electrical assembly

represent.

1 zeigt ein elektrisches System 100 zum Einsatz in einem Fahrzeug 105, insbesondere einem Kraftfahrzeug 105. Das Kraftfahrzeug 105 kann insbesondere elektrisch antreibbar sein und einen elektrischen Antriebsmotor aufweisen, durch den ein elektrischer Antriebsstrom fließt. Das elektrische System 100 umfasst eine elektrische Baugruppe 110 und ein Strommodul 115. Die Baugruppe 110 umfasst eine Platine 120 mit einer Aussparung 125 sowie einen Stromsensor 130. Der Stromsensor 130 umfasst wenigstens einen elektrischen Anschluss 135, der mit einer Leiterbahn 140 an der Platine 120 elektrisch verbunden sein kann, beispielsweise mittels Löten. In der dargestellten Ausführungsform sind mehrere Anschlüsse 135 vorgesehen. Die Anschlüsse 135 sind jeweils zur Durchsteckmontage an der Platine 120 eingerichtet; in einer anderen Ausführungsform ist auch eine Oberflächenmontage (SMD: Surface Mounted Device) möglich. 1 shows an electrical system 100 for use in a vehicle 105, in particular a motor vehicle 105. The motor vehicle 105 can in particular be electrically driven and have an electric drive motor through which an electric drive current flows. The electrical system 100 includes an electrical assembly 110 and a power module 115. The assembly 110 includes a circuit board 120 with a recess 125 and a current sensor 130. The current sensor 130 includes at least one electrical connection 135, which is electrically connected to a conductor track 140 on the circuit board 120 can be connected, for example by soldering. In the illustrated embodiment, multiple ports 135 are provided. The terminals 135 are each set up for through-hole mounting on the circuit board 120; in another embodiment, surface mounting (SMD: Surface Mounted Device) is also possible.

Durch die Aussparung 125 erstreckt sich ein Leiter 145 zur elektrischen Baugruppe 110. Der dargestellte Leiter 145 ist nach Art eines Stehbolzens ausgeführt und kann in eine entsprechende Aufnahme am Strommodul 115 eingeschraubt werden. Ein Innengewinde kann zur elektrischen Verbindung an einem entgegengesetzten Ende des Leiters 145 genutzt werden. Ein durch den Leiter 145 fließender Strom kann substanziell sein und bis zu mehrere zehn oder mehrere hundert Ampere betragen. In einer Ausführungsform kann der Strom durch den Leiter 145 auch mehr als tausend Ampere erreichen. Dieser Strom kann durch einen elektrischen Antriebsmotor oder einen anderen Verbraucher an Bord des Kraftfahrzeugs 105 fließen, wobei eine zugeordnete Spannung mehrere zehn bis mehrere hundert Volt betragen kann.A conductor 145 extends through the recess 125 to the electrical assembly 110. The conductor 145 shown is designed in the manner of a stud bolt and can be screwed into a corresponding receptacle on the power module 115. Female threads may be used at an opposite end of conductor 145 for electrical connection. A current flowing through conductor 145 can be substantial, up to tens or hundreds of amperes. In one embodiment, the current through conductor 145 can also reach in excess of a thousand amperes. This current can flow through an electric drive motor or another load on board the motor vehicle 105, with an associated voltage being several tens to several hundred volts.

Der Leiter 145 weist vorliegend eine Längsachse 150 auf, die im Folgenden zur Bezugnahme verwendet wird. Der Stromsensor 130 umschließt den Leiter 145 bevorzugt in einer Umfangsrichtung um die Längsachse 150. In die Aussparung 125 ist eine im Wesentlichen zylindrische Isolierhülse 155 eingesetzt, die sich in axialer Richtung vorliegend zu beiden Seiten der Platine 120 erstreckt. Die Isolierhülse 155 kann einen Flansch 160 aufweisen, der dazu eingerichtet ist, an einer Seite der Platine 120 anzuliegen. Außerdem kann ein axiales Ende der Isolierhülse 155 dazu eingerichtet sein, formschlüssig in den Stromsensor 130 einzugreifen. In der dargestellten Ausführungsform ist dieses Ende auf der gleichen Seite der Platine 120 wie der Flansch 160 angebracht; in einer anderen Ausführungsform können die Elemente einander auch bezüglich der Platine 120 gegenüberliegen. Der Eingriff kann insbesondere durch ein konzentrisches Einschieben des axialen Endes der Isolierhülse 155 in den Stromsensor 130 erfolgen.The conductor 145 presently has a longitudinal axis 150, which is used for reference below. The current sensor 130 encloses the conductor 145 preferably in a circumferential direction about the longitudinal axis 150. A substantially cylindrical insulating sleeve 155 is inserted into the cutout 125 and extends in the axial direction on both sides of the circuit board 120 in the present case. The insulating sleeve 155 may include a flange 160 configured to abut a side of the circuit board 120 . In addition, an axial end of the insulating sleeve 155 can be set up to engage in the current sensor 130 in a form-fitting manner. In the illustrated embodiment, this end is mounted on the same side of board 120 as flange 160; in another embodiment, the elements can also face each other with respect to the circuit board 120 . The intervention can take place in particular by concentrically pushing the axial end of the insulating sleeve 155 into the current sensor 130 .

Eine axiale Länge der Isolierhülse 155 zwischen der Platine 120 und dem Strommodul 115 ist bevorzugt so bemessen, dass ein vorbestimmter Mindestabstand der Platine 120 zum Strommodul 115 eingehalten ist. Die Isolierhülse 155 kann mittels eines radial elastischen Rastelements 165 per Klemmwirkung an der Platine 120 fixiert sein. Die Isolierhülse 155 weist bevorzugt einen inneren Durchmesser auf, der größer als ein äußerer Durchmesser des Leiters 145 ist, sodass sich zwischen beiden ein Luftspalt ergeben kann. Vorliegend wird beispielhaft davon ausgegangen, dass der Leiter 145, die Isolierhülse 155 und die Aussparung 125 in der Platine 120 jeweils einen runden Querschnitt haben und konzentrisch zueinander angeordnet sind. In radialer Richtung kann zwischen dem Leiter 145 und der Isolierhülse 155 ein Ringspalt 170 gebildet sein.An axial length of the insulating sleeve 155 between the circuit board 120 and the power module 115 is preferably dimensioned such that a predetermined minimum distance between the circuit board 120 and the power module 115 is maintained. The insulating sleeve 155 can be fixed to the circuit board 120 by a clamping effect by means of a radially elastic latching element 165 . The insulating sleeve 155 preferably has an inner diameter that is larger than an outer diameter of the conductor 145, so that an air gap can result between the two. In the present case, it is assumed, for example, that the conductor 145, the insulating sleeve 155 and the recess 125 in the circuit board 120 each have a round cross section and are arranged concentrically to one another. An annular gap 170 can be formed between the conductor 145 and the insulating sleeve 155 in the radial direction.

2 zeigt eine Ansicht einer beispielhaften elektrischen Baugruppe 110 in teilmontiertem Zustand. Die Baugruppe 110 umfasst einen rechten und einen linken Stromsensor 130, die unterschiedlichen zu bestimmenden Strömen zugeordnet sein können. Der rechte Stromsensor 130 in der Darstellung von 2 ist bereits an der Platine 120 angebracht, der linke Stromsensor 130 noch nicht (vgl. Bezugszeichen mit unterbrochener Linie). Am rechten Stromsensor 130 ist zu sehen, wie dieser eine Aussparung aufweist, die mit einer korrespondierenden Aussparung 125 der Platine 120 fluchtet, um einen Leiter 145 aufzunehmen. Der Stromsensor 130 umfasst bevorzugt einen Ringkern, durch den sich der Leiter 145 erstreckt, und eine Schaltung zur Bestimmung eines durch den Leiter 145 fließenden elektrischen Stroms auf der Basis eines im Ringkern induzierten Magnetfelds. 2 shows a view of an exemplary electrical assembly 110 in a partially assembled state. The assembly 110 includes a right and a left current sensor 130, which can be assigned to different currents to be determined. The right current sensor 130 in the representation of 2 is already attached to the circuit board 120, the left current sensor 130 is not yet (cf. reference numerals with a broken line). The right-hand current sensor 130 can be seen to have a recess that aligns with a corresponding recess 125 of circuit board 120 to accommodate a conductor 145 . The current sensor 130 preferably includes a toroidal core through which the conductor 145 extends and circuitry for determining an electrical current flowing through the conductor 145 based on a magnetic field induced in the toroidal core.

Im linken Bereich von 2 ist eine Isolierhülse 155 zu erkennen, die in eine Aussparung 125 in der Platine 120 eingesetzt ist. Die Platine 120 weist ferner mehrere Löcher 205 zum Durchstecken von Anschlüssen 135 des linken Stromsensors 130 auf. Beispielhaft sind diese Löcher 205 bezüglich der Aussparung 125 radial versetzt angeordnet; eine beliebige andere Anordnung ist jedoch ebenfalls möglich. Es ist zu beachten, dass die Anschlüsse 135 auch zur Oberflächenmontage an der Platine 120 eingerichtet sein können, sodass die Löcher 205 entfallen können. Außerdem können Löcher 210 in der Platine 120 vorgesehen sein, durch die jeweils ein stiftförmiger Fortsatz des Stromsensors 130 gesteckt werden kann. Der Fortsatz dient bevorzugt einer mechanischen Befestigung des Stromsensors 130 an der Platine 120 und kann beispielsweise an der Platine 120 befestigt werden, indem er auf der durchgesteckten Seite umgeschmolzen wird. Alternativ kann durch ein Loch 210 auch beispielsweise eine Schraube gesteckt und in ein entsprechendes Gewinde des Stromsensors 130 eingedreht werden.In the left pane of 2 an insulating sleeve 155 can be seen, which is inserted into a recess 125 in the circuit board 120 . The circuit board 120 also has a number of holes 205 for plugging through connections 135 of the left current sensor 130 . For example, these holes 205 are arranged radially offset with respect to the recess 125; however, any other arrangement is also possible. It should be noted that the terminals 135 may also be surface mountable to the circuit board 120 such that the holes 205 may be omitted. In addition, holes 210 can be provided in circuit board 120, through which a pin-shaped extension of current sensor 130 can be inserted. The extension preferably serves to mechanically fasten the current sensor 130 to the circuit board 120 and can be fastened to the circuit board 120, for example, by being remelted on the pushed-through side. Alternatively, for example, a screw can also be inserted through a hole 210 and screwed into a corresponding thread of the current sensor 130 .

3 bis 5 zeigen unterschiedliche Ansichten einer Isolierhülse 155 für eine elektrische Baugruppe 110. Mit Bezug auf einen aufzunehmenden Leiter 145 ist eine Längsachse 150 angedeutet. Die Isolierhülse 155 hat eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form mit einem optionalen radialen Flansch 160. Der Flansch 160 liegt in der dargestellten Ausführungsform näher an einem oberen als einem unteren axialen Ende der Isolierhülse 155. Das untere axiale Ende kann radial außen leicht kegelig geformt sein, um ein Einführen der Isolierhülse 155 in die Aussparung 125 der Platine 120 zu erleichtern. Das obere axiale Ende ist bevorzugt dazu eingerichtet, formschlüssig in eine kreisrunde Aussparung des Stromsensors 130 einzugreifen. Dazu kann ein Außendurchmesser der Isolierhülse 155 am oberen Ende reduziert sein. Außerdem kann die Isolierhülse 155 auf einer radialen Außenseite leicht kegelig ausgeführt sein, um ein Einführen in die Aussparung des Stromsensors 130 zu erleichtern. 3 until 5 show different views of an insulating sleeve 155 for an electrical assembly 110. With reference to a conductor 145 to be accommodated, a longitudinal axis 150 is indicated. The insulating sleeve 155 has a substantially hollow cylindrical shape with an optional radial flange 160. The flange 160 is closer to an upper than a lower axial end of the insulating sleeve 155 in the illustrated embodiment to facilitate insertion of the insulating sleeve 155 into the recess 125 of the circuit board 120. The upper axial end is preferably set up to engage in a circular recess of the current sensor 130 in a form-fitting manner. For this purpose, an outer diameter of the insulating sleeve 155 can be reduced at the upper end. In addition, the insulating sleeve 155 can be slightly conical on a radial outside in order to facilitate insertion into the recess of the current sensor 130 .

Der Flansch 160 ist beispielhaft an drei auf einem Umfang um die Längsachse 150 versetzten Stellen jeweils unterbrochen. In jeder Unterbrechung kann ein Rastelement 165 liegen, das insbesondere als elastische Zunge ausgebildet sein kann, die in radialer Richtung gegen eine Federkraft nach innen gelegt werden kann. Ein Rastelement 165 kann nach oben und/oder nach unten eine zur Längsachse 150 geneigte Oberfläche aufweisen. Die untere geneigte Oberfläche kann beim axialen Einsetzen der Isolierhülse 155 in die Aussparung 125 der Platine 120 radial an der Platine 120 anliegen, sodass das Rastelement 165 radial nach innen gedrückt wird. Die obere Oberfläche kann die Platine 120 nach oben gegen den Flansch 160 drücken, nachdem die untere Oberfläche vollständig durch die Aussparung 125 in der Platine 120 durchgetreten ist.The flange 160 is, for example, interrupted at three points offset on a circumference about the longitudinal axis 150 . A latching element 165 can be located in each interruption, which can in particular be designed as an elastic tongue which can be placed inwards in the radial direction against a spring force. A latching element 165 can have a surface inclined toward the longitudinal axis 150 upwards and/or downwards. When the insulating sleeve 155 is axially inserted into the recess 125 of the circuit board 120, the lower inclined surface can bear radially against the circuit board 120, so that the latching element 165 is pressed radially inwards. The upper surface can push the board 120 up against the flange 160 after the lower surface has passed completely through the recess 125 in the circuit board 120.

Die Isolierhülse 155 ist bevorzugt aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material herstellbar. Insbesondere kann die Isolierhülse 155 aus einem Kunststoff herstellbar sein und beispielsweise im Spritzgussverfahren bereitgestellt werden.The insulating sleeve 155 can preferably be produced from an electrically non-conductive material. In particular, the insulating sleeve 155 can be produced from a plastic and can be provided, for example, in an injection molding process.

BezugszeichenlisteReference List

100100: elektrisches Systemelectrical system
105105: Fahrzeug, insbesondere KraftfahrzeugVehicle, in particular motor vehicle
110110: elektrische Baugruppeelectrical assembly
115115: Strommodulpower module
120120: Platinecircuit board
125125: Aussparungrecess
130130: Stromsensorcurrent sensor
135135: elektrischer Anschlusselectrical connection
140140: Leiterbahntrace
145145: LeiterDirector
150150: Längsachselongitudinal axis
155155: Isolierhülseinsulating sleeve
160160: Flanschflange
165165: Rastelementlocking element
170170: Ringspalt annular gap
205205: Loch zur Aufnahme eines elektrischen Anschlusses des StromsensorsHole for receiving an electrical connection of the current sensor
210210: Loch zur Aufnahme eines stiftförmigen Fortsatzes des StromsensorsHole for receiving a pin-shaped extension of the current sensor

Claims

An electrical assembly (110), the assembly (110) comprising: a circuit board (120) having a recess (125) through which a conductor (145) extends; a current sensor (130) attached to the circuit board (120) for determining a current flowing through the conductor (145); wherein the current sensor (130) has an electrical connection (135) which is connected to a conductor track (140) on the circuit board (120); an insulating sleeve (155) surrounding the conductor (145) in the region of the recess (125); wherein the insulating sleeve (155) extends perpendicular to the circuit board (120) in a region between the terminal (135) and the conductor (145).

Assembly (110) after claim 1 , wherein an air gap between the conductor track (140) and the conductor (145) is extended by the insulating sleeve (155).

Assembly (110) after claim 1 or 2 , wherein a creepage distance between the conductor track (140) and the conductor (145) is extended by the insulating sleeve (155).

An assembly (110) as claimed in any preceding claim, wherein the current sensor (130) comprises a toroidal core through which the conductor (145) extends.

An assembly (110) according to any one of the preceding claims, wherein the insulating sleeve (155) is adapted to positively engage the current sensor (130) to position it with respect to the circuit board (120).

An assembly (110) according to any one of the preceding claims, wherein there is a circumferential gap (170) between the insulating sleeve (155) and the conductor (145).

An assembly (110) as claimed in any preceding claim, wherein the conductor (145) and circuit board (120) are connected to a power module (115); and the insulating sleeve (155) ensures a predetermined minimum distance between the circuit board (120) and the power module (115).

Assembly (110) according to one of the preceding claims, wherein the insulating sleeve (155) has a latching element (165) for attachment to the circuit board (120).

Assembly (110) according to one of the preceding claims, wherein the insulating sleeve (155) is glued to the circuit board (120).

Vehicle (105) comprising an assembly (110) according to any one of the preceding claims.