DE112011102836T5

DE112011102836T5 - Stromsensor und Batterieanordnung

Info

Publication number: DE112011102836T5
Application number: DE112011102836T
Authority: DE
Inventors: Shinichi Takase; Hiroki Hirai; Yuko Kinoshito; Kensaku Takata; Takashi Misaki; Kouji Nishi
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2013-06-13
Also published as: JP2012049006A; WO2012026509A1; CN103081167A; US20130147463A1

Abstract

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine Technik bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Größenverringerung eines Verbindungsblocks zu implementieren. Um dieses Ziel zu erreichen, sind eine umgeformte Sammelschiene 30 zum elektrischen Verbinden von Anschlüssen benachbarter Batteriezellen 21 in einer Batterieanordnung 2, ein Kern 11, bei dem beide Enden einander über einen Freiraum hinweg gegenüber liegen und um einen Hohlabschnitt, durch welchen ein Teil der umgeformten Sammelschiene 30 dringt, herum kontinuierlich ausgeformt sind, und eine in dem Freiraum angeordnete integrierte Hall-Schaltung 12 zum Ausgeben eines elektrischen Signals in Abhängigkeit eines magnetischen Flusses bereitgestellt. In Übereinstimmung mit der Struktur ist es möglich, einen Stromsensor 1 auf einer Anschlussausbildungsoberfläche der zusammengebauten Batterie 2 anzuordnen. Demgemäß ist es nicht notwendig, den Stromsensor 1 in dem Verbindungsblock anzuordnen. Es ist somit möglich, die Größenverringerung des Verbindungsblocks darzustellen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Technik zum Erfassen eines Stroms in einer elektrischen Schaltungsanordnung unter Verwendung einer Batterieanordnung als einer Stromversorgung.
Hintergrund
In einem hybriden Fahrzeug, einem Elektrofahrzeug oder dergleichen ist ein Stromsensor zum Erfassen eines Stroms in einer elektrischen Schaltungsanordnung bereitgestellt, um eine Störung oder einen Ausfall bzw. Fehler zu erfassen, der in der Schaltungsanordnung aufgetreten ist. Bei einer konventionellen allgemeinen Struktur ist ein Stromsensor in einem Verbindungsgehäuse (einem so genannten Übergangs- bzw. Verbindungsblock) angeordnet, das Steuerschaltungen verschiedener elektrischer Komponenten und dergleichen in einem Fahrzeug versammelt (vergleiche zum Beispiel das Patentdokument 1).
Stand der Technik
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2006-230163

Kurzbeschreibung der Erfindung
Von der Erfindung zu lösende Probleme
In den zurückliegenden Jahren wurde im Hinblick auf eine Raumeinsparung in einem Fahrzeug eine Verringerung der Größe eines Verbindungsblocks gewünscht. Ein Belegungsraum für einen Stromsensor in dem Verbindungsblock stört jedoch bei der Verringerung der Größe des Verbindungsblocks.
In Anbetracht des vorstehenden Problems liegt der Erfindung als eine Aufgabe zugrunde, eine Technik bereitzustellen, die in der Lage ist, die Größenverringerung des Verbindungsblocks zu implementieren.
Mittel zur Lösung des Problems
Ein Stromsensor gemäß einem ersten Aspekt beinhaltet einen Leiter zum elektrischen Verbinden von Anschlüssen benachbarter Batteriezellen in einer Batterieanordnung, einen Kern aus magnetischem Material, bei dem beide Enden einander über einen Freiraum hinweg gegenüberliegen und um einen Hohlabschnitt herum kontinuierlich ausgeformt sind und durch welchen ein Teil des Leiters hindurchdringt, und ein magneto-elektrisches Umwandlungselement, das zum Ausgeben eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von einem magnetischen Fluss in dem Freiraum angeordnet ist.
Bei einem Stromsensor gemäß einem zweiten Aspekt ist der Leiter derart erzeugt, dass er sich von einem der beiden benachbarten Anschlüsse ausgehend zu dem anderen hin erstreckt, beinhaltet der Leiter einen aufgerichteten Abschnitt, der in einer Richtung ausgebildet ist, die eine Anschlussausbildungsoberfläche quert, welche eine Oberfläche ist, auf welcher der Anschluss in der Batteriezelle in einer Mitte derselben bereitgestellt ist, und dringt der aufgerichtete Abschnitt durch den Hohlabschnitt des Kerns aus magnetischem Material.
Ein Stromsensor gemäß einem dritten Aspekt ist der Stromsensor gemäß dem zweiten Aspekt, bei dem der Leiter zwei aufgerichtete Abschnitte und einen Brückenabschnitt, der zum Verbinden der aufgerichteten Abschnitte zwischen die zwei aufgerichteten Abschnitte gelegt ist, beinhaltet, und einer der zwei aufgerichteten Abschnitte durch den Hohlabschnitt des Kerns aus magnetischem Material dringt.
Ein Stromsensor gemäß einem vierten Aspekt ist der Stromsensor gemäß dem dritten Aspekt, bei dem das magneto-elektrische Umwandlungselement zwischen dem Brückenabschnitt und der Anschlussausbildungsoberfläche angeordnet ist.
Ein Stromsensor gemäß einem fünften Aspekt ist der Stromsensor gemäß dem ersten Aspekt, bei dem der Leiter zwei Anschlussentsprechungsabschnitte, die zu jeweils zwei benachbarten Anschlüssen Kontakt herstellen, zwei erste erstreckte Abschnitte, die durch Erstrecken, ausgehend von jeweils den zwei Anschlussentsprechungsabschnitten, in einer zweiten Richtung orthogonal zu einer ersten Richtung ausgebildet sind, welche eine Anordnungsrichtung der zwei Anschlussentsprechungsabschnitt ist, und einen zweiten erstreckten Abschnitt, welcher sich durch Verbinden von Enden der zwei ersten erstreckten Abschnitte erstreckt, beinhaltet, und ein Teil des zweiten erstreckten Abschnitts durch den Hohlabschnitt des Kerns aus magnetischem Material dringt.
Ein Stromsensor gemäß einem sechsten Aspekt ist der Stromsensor gemäß dem fünften Aspekt, bei dem der Leiter einen aufgerichteten Abschnitt beinhaltet, der in einer Mitte des zweiten erstreckten Abschnitts in einer Richtung erzeugt ist, die eine Anschlussausbildungsoberfläche quert, welche eine Oberfläche ist, auf welcher der Anschluss in der Batteriezelle ausgebildet ist, und der aufgerichtete Abschnitt durch den Hohlabschnitt des Kerns aus magnetischem Material dringt.
Ein Stromsensor gemäß einem siebten Aspekt ist der Stromsensor gemäß einem der ersten bis sechsten Aspekte und beinhaltet ein Aufnahmegehäuse zum Halten und Aufnehmen des Leiters, des Kerns aus magnetischem Material und des magneto-elektrischen Umwandlungselements in einer bestimmten positionellen Beziehung, während es dieselben elektrisch isoliert.
Eine Batterieanordnung gemäß einem achten Aspekt beinhaltet eine Vielzahl von Batteriezellen, die in einer Linie angeordnet sind, eine Vielzahl von Leitern zum elektrischen Verbinden von Anschlüssen von wechselweise benachbarten Einen der Vielzahl von Batteriezellen, einen Kern aus magnetischem Material, bei dem beide Enden einander über einen Freiraum hinweg gegenüberliegen und kontinuierlich um einen Hohlabschnitt herum ausgeformt sind und durch welchen ein Teil eines der Vielzahl von Leitern dringt, und ein magneto-elektrisches Umwandlungselement, das zum Ausgeben eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von einem magnetischen Fluss in dem Freiraum angeordnet ist.
Eine Batterieanordnung gemäß einem neunten Aspekt ist die Batterieanordnung gemäß dem achten Aspekt und beinhaltet ein Aufnahmegehäuse zum jeweils Aufnehmen der Vielzahl von Leitern und eine Koppelstruktur zum Koppeln benachbarter Aufnahmegehäuse, wobei ein beliebiges der Aufnahmegehäuse, welches den durch den Hohlabschnitt des Kerns aus magnetischem Material dringenden Leiter aufnimmt, den Leiter, den Kern aus magnetischem Material und das magneto-elektrische Umwandlungselement in einer bestimmten positionellen Beziehung hält und aufnimmt, während es dieselben elektrisch isoliert.
Wirkungen der Erfindung
In Übereinstimmung mit den ersten bis neunten Aspekten ist der Stromsensor auf der Anschlussausbildungsoberfläche (einer Oberfläche, auf welcher der Anschluss in jeder von Batteriezellen, die eine zusammengebaute Batterie bzw. Batterieanordnung bilden, erzeugt ist) der Batterieanordnung durch Festlegen, als ein Erfassungsziel, des Leiters zum elektrischen Verbinden der Anschlüsse benachbarter Batteriezellen in der Batterieanordnung angeordnet. Demgemäß ist es nicht notwendig, den Stromsensor in einem Übergangs- bzw. Verbindungsblock anzuordnen, und kann eine Verringerung der Größe des Verbindungsblocks realisiert werden.
Insbesondere ist es in Übereinstimmung mit dem zweiten und dem dritten Aspekt möglich, die Größe des Stromsensors in einer normalen Richtung der Anschlussausbildungsoberfläche zu steuern, da der Kern aus magnetischem Material den aufgerichteten bzw. aufrecht stehenden Abschnitt, der in der die Anschlussausbildungsoberfläche kreuzenden bzw. querenden Richtung ausgebildet ist, umgibt.
Insbesondere kann in Übereinstimmung mit dem vierten Aspekt der Stromsensor kompakt hergestellt werden, da das magneto-elektrische Umwandlungselement in einem Raum angeordnet ist, der zwischen dem Leiter und der Anschlussausbildungsoberfläche erzeugt ist.
Insbesondere ist es in Übereinstimmung mit dem fünften Aspekt möglich, eine Größe des Leiters in der Anordnungsrichtung des Anschlussausbildungsabschnitts zu minimieren, da die ersten erstreckten Abschnitte, die sich jeweils ausgehend von den beiden Anschlussentsprechungsabschnitten erstrecken, in der Richtung orthogonal zu der Anordnungsrichtung des Anschlussentsprechungsabschnitts bereitgestellt sind. Demgemäß ist es möglich, den Raum auf der Anschlussausbildungsoberfläche wirkungsvoll zu nutzen, ohne dass der Stromsensor die Anschlussausbildungsoberfläche verschwenderisch belegt.
Insbesondere ist es in Übereinstimmung mit dem sechsten Aspekt möglich, zu verhindern, dass der Kern aus magnetischem Material in Richtung zu der Außenseite des ersten erstreckten Abschnitts in der Anordnungsrichtung des Anschlussentsprechungsabschnitts hin vorsteht (oder möglich, eine Vorstehbreite zu verringern), da der Kern aus magnetischem Material den aufgerichteten Abschnitt umgibt, der in der Mitte des zweiten erstreckten Abschnitts erzeugt ist, welcher sich durch Verbinden der Enden der ersten erstreckten Abschnitte erstreckt. Demgemäß ist es möglich, durch Verringern der Breite des Stromsensors (einer Breite in der Anordnungsrichtung des Anschlussentsprechungsabschnitts) zu verhindern, dass der Stromsensor zu der benachbarten Batteriezelle hin vorsteht (oder möglich, die Vorstehbreite zu verringern).
Insbesondere können in Übereinstimmung mit dem siebten Aspekt der Leiter, der Kern aus magnetischem Material und das magneto-elektrische Umwandlungselement elektrisch isoliert und außerdem in einer geeigneten positionellen Beziehung gehalten werden.
Diese und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher entnehmbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht, die einen Stromsensor zeigt, der an einer zusammengebauten Batterie angebracht ist, wobei ein Gehäuse nicht dargestellt ist.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine verformte bzw. umgeformte Sammelschiene zeigt.
3 ist eine vergrößerte Ansicht, die den an der zusammengebauten Batterie angebrachten Stromsensor zeigt.
4 ist eine ebene Ansicht, die den an der zusammengebauten Batterie angebrachten Stromsensor zeigt.
5 ist eine Ansicht, die den an die zusammengebaute Batterie angebrachten Stromsensor zeigt.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Standardgehäuse und eine darin untergebrachte Standardsammelschiene zeigt.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die das umgeformte Gehäuse bzw. Formgehäuse, die darin untergebrachte umgeformte Sammelschiene, einen Kern und eine integrierte Hall-Schaltung bzw. ein Hall-IC zeigt.
Ausführungsbeispiel zur Ausführung der Erfindung
<1. Batterieanordnung 2>
Ein Stromsensor 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an einer zusammengebauten Batterie bzw. einer Batterieanordnung 2 angebracht oder befestigt. Vor einer genaueren Beschreibung des Stromsensors 1 wird die Batterieanordnung 2 mit dem daran angebrachten Stromsensor 1 unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 zeigt die Batterieanordnung 2 und eine Vielzahl von Busleisten bzw. (Stromanschluss-)Sammelschienen 3, die an dieser anzubringen sind. Obwohl die Vielzahl von Sammelschienen 3 in einem Aufnahme- bzw. Unterbringungszustand in einem Gehäuse tatsächlich an der Batterieanordnung 2 angebracht sind (vgl. 5), ist das Gehäuse aus Gründen der Einfachheit der Zeichnung in 1 nicht dargestellt.
Die Batterieanordnung 2 weist eine Vielzahl von Batteriezellen 21 auf, die in dieser angeordnet sind, und eine Vielzahl von Batteriezellen 21 sind durch (die) Sammelschiene(n) 3 elektrisch in Reihe verbunden. Durch eine solche Batterieanordnung 2 kann eine hohe Ausgangsspannung erhalten werden. Die Batterieanordnung 2 wird häufig in verschiedenartigen Einrichtungen eingesetzt, die eine vergleichsweise hohe Ausgangsspannung erfordern, zum Beispiel in einem hybriden Fahrzeug, einem Elektrofahrzeug und dergleichen.
Nachstehend wird eine Struktur der Batterieanordnung 2 genauer beschrieben. Die Batterieanordnung 2 beinhaltet die Vielzahl der Batteriezellen 21, die in einer vorbestimmten Richtung angeordnet sind. Die Vielzahl von Batteriezellen 21 sind mit nach oben weisenden Anschlussausbildungsoberflächen (einer Oberfläche, auf welcher ein Paar von Anschlüssen (ein positiver bzw. Plus-Anschluss 211 und ein negativer bzw. Minus-Anschluss 212) erzeugt ist) angeordnet. Außerdem sind die Vielzahl von Batteriezellen 21 überlagert bzw. geschichtet und mit einander jeweils abwechselnden Richtungen bzw. Polaritäten der positiven Anschlüsse 211 und der negativen Anschlüsse 212 angeordnet. Demgemäß sind der positive Anschluss 211 und der negative Anschluss 212 in jeder von zwei Anschlussreihen 213, die in einer Anordnungsrichtung der Vielzahl von Batteriezellen 21 erzeugt sind, abwechselnd angeordnet.
In der Anschlussreihe 213 sind die benachbarten bzw. aneinander angrenzenden Paare eines positiven Anschlusses 211 und eines negativen Anschlusses 212 durch die Sammelschiene 3 elektrisch verbunden. Demzufolge sind die Vielzahl von Batteriezellen 21 elektrisch in Reihe bzw. Serie verbunden. Die Sammelschiene 3 ist ein Leiter zum elektrischen Verbinden der Anschlüsse 211 und 212 der benachbarten bzw. angrenzenden Batteriezellen 21. Genauer ausgedrückt ist die Sammelschiene 3 ein plattenförmiges Element, das aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist, und ist ein Anschlussentsprechungsabschnitt, der Kontakt mit dem positiven Anschluss 211 oder dem negativen Anschluss 212 der Batteriezelle 21 herstellt, an jedem von beiden Enden desselben ausgebildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die Anschlüsse 211 und 212 der Batteriezelle 21 eine Stab- oder Rohrform, und ist eine kreis- bzw. rundförmige Durchlochung 301 zum Einsetzen des positiven Anschlusses 211 oder des negativen Anschlusses 212 mit der Rohrform auf jedem Anschlussentsprechungsabschnitt ausgebildet.
Der positive Anschluss 211 und der negative Anschluss 212, welche in der Anschlussreihe 213 zueinander benachbart sind, sind jeweils in die Durchlochungen 301 eingesetzt, die an den beiden Enden der Sammelschiene 3 erzeugt sind, und mittels eines Mutterelements oder dergleichen fixiert, so dass der positive Anschluss 211 und der negative Anschluss 212, die zueinander benachbart sind, elektrisch miteinander verbunden sind. Es wird angemerkt, dass ein Anschluss, der kein Paar bildet, an einem der Enden der Anschlussreihe 213 (an beiden Enden in dem Fall, in dem eine ungerade Anzahl von Batteriezellen 21 vorgesehen ist) vorhanden ist. Eine Sammelschiene mit einer darauf ausgebildeten Durchlochung oder einer rundförmigen Anschlussbefestigung wird an diesem Anschluss angebracht bzw. festgelegt.
<2. Stromsensor 1>
<2-1. Umgeformte Sammelschiene 30>
Bei dem Stromsensor 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine der Sammelschienen 3, die an der Batterieanordnung 2 anzubringen sind, als ein Erfassungsziel bzw. Ziel der Erfassung festgelegt. Die Sammelschiene 3, die in dem Stromsensor 1 das Erfassungsziel sein soll, hat eine spezielle Formgebung, und diese Sammelschiene 3 wird nachstehend als eine ”umgeformte Sammelschiene 30” bezeichnet. Außerdem wird eine andere Sammelschiene 3 als die umgeformte Sammelschiene 30 als eine ”Standardsammelschiene 39” bezeichnet.
Nachstehend wird die umgeformte Sammelschiene 30 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die umgeformte Sammelschiene 30 zeigt.
Die umgeformte Sammelschiene 30, welche eine Art der Sammelschiene 3 ist, wirkt als ein Verbindungselement zum Verbinden eines Paars der Anschlüsse (des positiven Anschlusses 211 und des negativen Anschlusses 212 in der Anschlussreihe 213, die benachbart sind) in optionalen Positionen in der Anschlussreihe 213, die auf der Batterieanordnung 2 wie vorstehend beschrieben erzeugt ist. In anderen Worten ist ein Anschlussentsprechungsabschnitt 31, der Kontakt mit einem Anschluss herstellt, der als ein Verbindungsziel (der positive Anschluss 211 oder der negative Anschluss 212 in der Anschlussreihe, die benachbart sind) dient, an bzw. auf beiden Enden der umgeformten Sammelschiene 30 erzeugt. Der Anschlussentsprechungsabschnitt 31 ist so ausgebildet, dass er eine breite Plattenform aufweist und die Durchlochung 301 zum Einsetzen des als das Verbindungsziel wirkenden Anschlusses an einem zentralen Teil derselben erzeugt ist. Eine untere Oberfläche jedes Anschlussentsprechungsabschnitts 31 ist auf derselben Ebene positioniert, und die Ebene wird nachstehend als eine ”Referenzoberfläche” bezeichnet. Die umgeformte Sammelschiene 30 ist an der Batterieanordnung 2 in einer Stellung derart angebracht, dass die Referenzoberfläche parallel zu der Anschlussausbildungsoberfläche ist.
Die umgeformte Sammelschiene 30 beinhaltet zwei erste erstreckte Abschnitte 32a und 32b, welche durch Erstrecken zweier Anschlussentsprechungsabschnitte 31 in einer zu einer Feld- bzw. Anordnungsrichtung (einer X-Richtung) von zwei Anschlussentsprechungsabschnitten 31 orthogonalen Richtung (einer Y-Richtung) ausgehend von den beiden Anschlussentsprechungsabschnitten 31 erzeugt sind, und einen zweiten erstreckten Abschnitt 33, welcher sich durch Verbinden von Enden der zwei ersten erstreckten Abschnitte 32a und 32b erstreckt.
Der erste erstreckte Abschnitt 32 ist so ausgebildet, dass er eine kleinere Breite hat als der Anschlussentsprechungsabschnitt 31. Demgemäß ist ein verengter Teil (nachstehend einfach als ein ”Verengungsteil” bezeichnet) zwischen dem Anschlussentsprechungsabschnitt 31 und dem ersten erstreckten Abschnitt 32 ausgebildet.
Die ersten erstreckten Abschnitte 32a und 32b sind plattenförmig und erstrecken sich ausgehend von dem Anschlussentsprechungsabschnitt 31 entlang der Referenzoberfläche. In anderen Worten sind die ersten erstreckten Abschnitte 32a und 32b in der Y-Richtung entlang der Referenzoberfläche erstreckt, und ist ein Endabschnitt ebenfalls auf der Referenzoberfläche positioniert. Außerdem ist der Endabschnitt des ersten erstreckten Abschnitts (des ersten erstreckten Abschnitts auf einer +X-Seite in 4) 32a in einer –X-Achsenrichtung gebogen.
Der zweite erstreckte Abschnitt 33 beinhaltet zwei aufgerichtete bzw. aufrecht stehende oder aufrechte Abschnitte 331a und 331b, welche in einer Mitte desselben erzeugt sind und sich in einer Richtung erheben und erstrecken, die die Referenzoberfläche kreuzt oder quert (einer normalen Richtung der Referenzoberfläche bzw. zu der Referenzoberfläche normalen Richtung (einer Z-Richtung) in einem Beispiel von 4). In den zwei aufgerichteten Abschnitten 331a und 331b ist der aufgerichtete Abschnitt 331a mit dem Ende des ersten erstreckten Abschnitts 32a, d. h. einem Ende mit einer in der –X-Richtung gebogenen Spitze, verbunden und an einer Position zwischen den beiden Anschlussentsprechungsabschnitten 31 in Bezug auf die Anordnungsrichtung (die X-Richtung) des Anschlussentsprechungsabschnitts 31 angeordnet. Außerdem ist der andere aufgerichtete Abschnitt 331b mit dem Ende des anderen ersten erstreckten Abschnitts 32b, d. h. einem an derselben Position wie der Anschlussentsprechungsabschnitt 31 in Bezug auf die X-Richtung platzierten Ende, verbunden und an derselben Position wie einer der Anschlussentsprechungsabschnitte 31 in Bezug auf die X-Richtung erzeugt.
Außerdem beinhaltet der zweite erstreckte Abschnitt 33 einen Brückenabschnitt 332, der über die beiden aufgerichteten Abschnitte 331a und 331b gelegt ist und diese verbindet. Der Brückenabschnitt 332 ist in eine Position erstreckt, die um eine vorbestimmte Distanz (die nachstehend als eine ”Distanz d” bezeichnet wird) weg von der Referenzoberfläche platziert ist. In anderen Worten ist ein Raum V zwischen dem Brückenabschnitt und der Referenzoberfläche ausgebildet.
<2-2. Struktur des Stromsensors 1>
Nachstehend wird eine Struktur des Stromsensors 1 speziell unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben. 3 ist eine vergrößerte Ansicht, die den an der Batterieanordnung 2 angebrachten Stromsensor 1 zeigt. 4 ist eine ebene Ansicht, die den in 3 dargestellten Stromsensor 1 zeigt.
Der Stromsensor 1 beinhaltet die vorstehend beschriebene umgeformte Sammelschiene 30, einen durch einen magnetischen Körper gebildeten Kern 11, und eine Hall-Schaltungsanordnung bzw. eine integrierte Hall-Schaltung oder ein Hall-IC 12. Der Stromsensor 1 beinhaltet ferner ein umgeformtes Gehäuse bzw. Formgehäuse 42 zum Aufnehmen dieser Komponenten 30, 11 und 12. Die in dem Stromsensor 1 bereitgestellten Komponenten 30, 11 und 12 sind in Wirklichkeit in einem Aufnahme- oder Unterbringungszustand in dem umgeformten Gehäuse 42 an der Batterieanordnung 2 angebracht (vgl. 7. Das umgeformte Gehäuse 42 ist aus Gründen der Einfachheit in den 3 und 4 nicht dargestellt). Das umgeformte Gehäuse 42 wird später beschrieben.
Der Kern 11 ist so erzeugt, dass er eine Form aufweist, welche um ein Erfassungsziel (einen Leiter, durch welchen ein zu erfassender Strom fließt, d. h. die umgeformte Sammelschiene 30) herum gebogen ist, und ein Freiraum G ist folglich zwischen beiden Enden bereitgestellt (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dies eine C-Form in der ebenen Ansicht bzw. Aufsicht). Genauer ausgedrückt weist der Kern 11 beide Enden über den Freiraum G hinweg gegenüberliegend auf, und ist er um einen hohlen Abschnitt oder Hohlabschnitt, durch welchen ein Teil der umgeformten Sammelschiene 30 dringt, herum kontinuierlich erzeugt. Der Kern 11 konvergiert einen durch ein Fließen eines Stroms erzeugten magnetischen Fluss auf das Erfassungsziel.
Die integrierte Hall-Schaltung 12 ist ein magnetischer Sensor, in welchem ein magneto-elektrisches Umwandlungselement (welches in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als zum Beispiel ein Hall-Element angenommen wird) 121 zum Umwandeln eines magnetischen Flusses in ein elektrisches Signal und eine Verstärkerschaltung 122 zum Verstärken des von dem Hall-Element 121 ausgegebenen elektrischen Signals integriert sind, und gibt ein elektrisches Signal entsprechend dem magnetischen Fluss aus. Das Hall-Element 121 ist in dem Freiraum G des Kerns 11 angeordnet, wandelt den durch den Kern 11 konvergierten magnetischen Fluss in ein elektrisches Signal um und gibt das elektrische Signal aus.
Eine Verbindungsleitung 123 erstreckt sich ausgehend von der integrierten Hall-Schaltung 12. Ein Ende der Verbindungsleitung 123 ist elektrisch mit einem (nicht gezeigten) Steuerabschnitt verbunden, und das von der integrierten Hall-Schaltung 12 ausgegebene elektrische Signal wird über die Verbindungsleitung 123 an den Steuerabschnitt übertragen.
Wenn ein Strom zu der umgeformten Sammelschiene 30 fließt, welche das Erfassungsziel ist, wird der zu einer Größe bzw. Menge des Stroms proportionale magnetische Fluss durch den Kern 11 konvergiert und durchdringt das in dem Freiraum G angeordnete Hall-Element 121. Das Hall-Element 121 wandelt den magnetischen Fluss in ein elektrisches Signal um und gibt das elektrische Signal aus. Das von dem Hall-Element 121 ausgegebene elektrische Signal wird durch die Verstärkerschaltung 122 verstärkt und über die Verbindungsleitung 123 an den Steuerabschnitt ausgegeben.
<2-3. Positionelle Beziehung>
Nachstehend wird eine positionelle Beziehung des Kerns 11 und der integrierten Hall-Schaltung 12 in Bezug auf die umgeformte Sammelschiene 30 beschrieben.
Der Kern 11 ist in einer Stellung derart angeordnet, dass der aufgerichtete Abschnitt 331a der umgeformten Sammelschiene 30 (der aufgerichtete Abschnitt 331a, der in einer Position zwischen den zwei Anschlussentsprechungsabschnitten 31 in Bezug auf die Anordnungsrichtung (die X-Richtung) der beiden Anschlussentsprechungsabschnitte 31 in den zwei aufgerichteten Abschnitten 331a und 331b, die in der umgeformten Sammelschiene 30 erzeugt sind, angeordnet ist) durch den auf einer Mitte derselben erzeugten Hohlabschnitt dringt. Wie vorstehend beschrieben wurde, erstreckt sich der aufgerichtete Abschnitt 331a in einer die Referenzoberfläche kreuzenden bzw. querenden Richtung (d. h. einer Richtung, die die Anschlussausbildungsoberfläche der Batteriezelle 21 kreuzt bzw. quert). Demgemäß ist der Kern 11 in einer Stellung derart angeordnet, dass eine Hauptoberfläche 111 der Anschlussausbildungsoberfläche der Batteriezelle 21 entspricht.
Außerdem ist die integrierte Hall-Schaltung 12 in dem zwischen dem Brückenabschnitt 332 der umgeformten Sammelschiene 30 und der Referenzoberfläche gebildeten Raum V angeordnet. In anderen Worten ist der Kern 11 in einer Stellung derart angeordnet, dass der Freiraum G unter dem Brückenabschnitt 332 positioniert ist, und das Hall-Element 121 in dem Freiraum G des Kerns 11, welcher unter dem Brückenabschnitt 332 positioniert ist, angeordnet ist.
<3. Gehäuse>
Vorstehend wurden die Strukturen der Standardsammelschiene 39 und des Stromsensors 1, welche an der Batterieanordnung 2 angebracht sind, beschrieben. Die Standardsammelschiene 39 und die in dem Stromsensor 1 bereitgestellten Komponenten (die umgeformte Sammelschiene 30, der Kern 22 und die integrierte Hall-Schaltung 12) sind jedoch in Wirklichkeit in einem Unterbringungszustand in Gehäusen 41 und 42 wie in 5 gezeigt an der Batterieanordnung 2 angebracht. In anderen Worten ist die Standardsammelschiene 39 in dem Unterbringungszustand in dem Standardgehäuse 41 an der Batterieanordnung 2 angebracht. Außerdem sind die umgeformte Sammelschiene 30, der Kern 11 und die integrierte Hall-Schaltung 12, die in dem Stromsensor 1 bereitgestellt sind, in dem Unterbringungszustand in dem umgeformten Gehäuse 42 an der Batterieanordnung 2 angebracht (d. h als verbaute Teile, in welchen die jeweiligen Strukturen 30, 11 und 12 in dem umgeformten Gehäuse 42 aufgenommen sind). Die Strukturen der jeweiligen Gehäuse 41 und 42 werden nachstehend näher beschrieben.
<3-1. Standardgehäuse 41>
Nachstehend wird die Struktur des Standardgehäuses 41 unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die das Standardgehäuse 41 und die darin aufgenommene Standardsammelschiene 39 zeigt.
Das Standardgehäuse 41 beinhaltet einen Aufnahmeabschnitt 411 zum Aufnehmen einer Standardsammelschiene 39 und einer Spannungserfassungsvorrichtung 5, sowie ein Leiterdraht-Aufnahmestück 412 zum Aufnehmen verschiedener Arten von Leiterdrähten (eines Leiterdrahts, der sich von der Spannungserfassungsvorrichtung 5 ausgehend erstreckt, und der Verbindungsleitung 123, die sich von dem Stromsensor 1 ausgehend erstreckt). Die Spannungserfassungsvorrichtung 5 ist ein Anschluss, welcher an einem Ende des mit einer (nicht gezeigten) Spannungsüberwachungsschaltung verbundenen Leiterdrahts 51 bereitgestellt ist, und welcher den Leiterdraht 51 elektrisch mit einem Anschluss einer Elektrodenzelle verbindet. Obwohl nicht dargestellt, ist das Standardgehäuse 41 in Wirklichkeit an der Batterieanordnung 2 mit einer darauf gelegten Abdeckung angebracht.
Der Aufnahme- bzw. Unterbringungsabschnitt 411 beinhaltet einen Bodenabschnitt 4111, der eine Tragoberfläche zur Abstützung der Standardsammelschiene 39 bildet und in der Aufsicht eine rechteckige Form aufweist, und eine periphere Wandung bzw. Seitenwand 4112, die sich um den Bodenabschnitt 4111 herum erhebt. Die Seitenwand 4112 wirkt als eine isolierende Wand zum Verhindern, dass die an der Batterieanordnung 2 angebrachte Standardsammelschiene 39 Kontakt mit der benachbarten Sammelschiene 3 herstellt.
Auf dem Bodenabschnitt 4111 ist ein Fenster 4113 erzeugt, welches eine Öffnung zum Einsetzen der Anschlüsse 211 und 212 der Batteriezelle 21 in die Durchlochung 301 der in dem Unterbringungsabschnitt 4111 aufgenommenen Standardsammelschiene 39 ist.
Das Leiterdraht-Aufnahmestück 412 ist ein rinnenförmiges Element zum Aufnehmen verschiedener Arten von Leiterdrähten 51 und 123. Das Leiterdraht-Aufnahmestück 412 kann mit einer Leiterdraht-Klemm- oder -Pressklaue 4121 versehen sein, welche die darin aufzunehmenden Leiterdrähte 51 und 123 bündelt.
Das Leiterdraht-Aufnahmestück 412 ist durch einen Führungspfad 413 mit dem Aufnahmeabschnitt 411 verbunden. In einem Verbindungsabschnitt zu dem Führungspfad 413 ist eine Öffnung an der Seitenwand 4112 des Aufnahmeabschnitts 411 erzeugt. Außerdem ist auch eine Öffnung auf einer Wandoberfläche des Leiterdraht-Aufnahmestücks 412 in dem Verbindungsabschnitt zu dem Führungspfad 413 erzeugt. Der sich von der Spannungserfassungsvorrichtung 5 ausgehend erstreckende und in dem Unterbringungsabschnitt 411 aufzunehmende Leiterdraht 51 wird durch die auf der Seitenwand 4112 des Unterbringungsabschnitts 411 erzeugte Öffnung, den Führungspfad 413 und die auf der Wandoberfläche des Leiterdraht-Aufnahmestücks 412 erzeugte Öffnung zu dem Leiterdraht-Aufnahmestück 412 geführt.
Der zu dem Leiterdraht-Aufnahmestück 421 geführte Leiterdraht 51 wird sodann zu dem Leiterdraht-Aufnahmestück 412 des benachbarten Standardgehäuses 41 (oder einem Leiterdraht-Aufnahmestück 422 des umgeformten Gehäuses 42) geführt, und wird somit zu dem Steuerabschnitt geführt. In anderen Worten sind, wie in 5 gezeigt ist, die Vielzahl von Standardgehäusen 41 und das umgeformte Gehäuse 42 in einer Reihe angeordnet, so dass die Vielzahl von Leiterdraht-Aufnahmestücken 412 und 422 in einer Linie über der Anschlussausbildungsoberfläche der Batterieanordnung 2 angeordnet sind, wodurch ein einzelner bzw. insgesamt ein Leiterdraht-Aufnahmepfad ausgebildet wird. Der sich ausgehend von der in jedem der Gehäuse 41 aufgenommenen Spannungserfassungsvorrichtung 5 erstreckende Leiterdraht 51 und die sich von der in dem umgeformten Gehäuse 42 aufgenommenen integrierten Hall-Schaltung 12 ausgehend erstreckende Verbindungsleitung 123 werden durch bzw. über den Leiterdraht-Aufnahmepfad zu dem Steuerabschnitt geführt (vgl. 5).
<3-2. Umgeformtes Gehäuse 42>
Nachstehend wird eine Struktur des umgeformten Gehäuses 42 unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die das umgeformte Gehäuse 42 sowie die umgeformte Sammelschiene 30, den Kern 11 und die integrierte Hall-Schaltung 12, welche darin aufgenommen sind, zeigt.
In 7 ist ein XYZ-Koordinatensystem angefügt, in welchem eine X-Achse einer Tiefenrichtung des umgeformten Gehäuses 42 (einer Richtung einer Anordnung des umgeformten Unterbringungsabschnitts 421 und des Leiterdraht-Aufnahmestücks 422) entspricht, und eine Y-Achse einer Breitenrichtung des umgeformten Gehäuses 42 (einer Richtung einer Anordnung von zwei Fenstern 4213) entspricht.
Das umgeformte Gehäuse 42 beinhaltet den umgeformten Unterbringungsabschnitt 421 zum Aufnehmen der umgeformten Sammelschiene 30, des Kerns 11, der integrierten Hall-Schaltung 12 und der Spannungserfassungsvorrichtung 5, und das Leiterdraht-Aufnahmestück 422 zum Aufnehmen verschiedener Arten von Leiteradern (der Leiterader 51, die sich ausgehend von der Spannungserfassungsvorrichtung 5 erstreckt, und der Verbindungsleitung 123, die sich ausgehend von dem Stromsensor 1 erstreckt). Obwohl nicht dargestellt, ist das umgeformte Gehäuse 42 in Wirklichkeit an der Batterieanordnung mit einer darauf aufgesetzten Abdeckung angebracht.
Der umgeformte Unterbringungsabschnitt 421 beinhaltet einen Bodenabschnitt 4211, welcher eine Tragoberfläche zum Stützen der umgeformten Sammelschiene 30 und des Stromsensors 1 bildet und in der ebenen Ansicht bzw. Aufsicht eine rechteckige Form aufweist, und eine periphere Wandung bzw. Peripheriewand, Seitenwand oder Umfangswand 4212, welche sich um den Bodenabschnitt 4211 herum erhebt. Die Seitenwand 4212 wirkt als eine isolierende Wand zum Verhindern, dass die umgeformte Sammelschiene 30 und der Stromsensor 1, die zu der Batterieanordnung 2 verbaut sind, Kontakt mit der umgeformten Sammelschiene 3 herstellen.
Außerdem ist auf dem Bodenabschnitt 4211 ein Fenster 4213 erzeugt, welches eine Öffnung ist zum Einsetzen der Anschlüsse 211 und 212 der Batteriezelle 21 in die Durchlochung 301 der umgeformten Sammelschiene 30, die in dem umgeformten Unterbringungsabschnitt 421 aufgenommen ist.
Auf dem umgeformten Unterbringungsabschnitt 421 ist ein isolierendes Element aufgerichtet bzw. errichtet oder erhebt sich dort, welches die jeweiligen, in dem umgeformten Unterbringungsabschnitt 421 aufgenommenen Elemente in einer bestimmten positionellen Beziehung hält, während es die Elemente voneinander isoliert. Im Einzelnen sind eine erste isolierende Wand 61, eine zweite isolierende Wand 62, ein Kernunterstützungsabschnitt 63 und ein Hall-IC-Unterstützungsabschnitt 64 als die isolierenden Elemente aufgerichtet bzw. aufrecht stehend angeordnet.
Die erste isolierende Wand 61 ist zwischen den zwei Fenstern 4213 (d. h. einer Position entsprechend einem Abschnitt zwischen den zwei Anschlussentsprechungsabschnitten 31, die in der in dem umgeformten Unterbringungsabschnitt 421 aufgenommenen Standardsammelschiene 39 bereitgestellt sind) errichtet bzw. aufgerichtet und wirkt als eine isolierende Wand zum Isolieren der jeweiligen Anschlussentsprechungsabschnitte 31 voneinander.
Eine Dicke der ersten isolierenden Wand 61 ist dazu ausgelegt, im Wesentlichen gleich oder geringfügig kleiner zu sein als eine Distanz zwischen den Anschlussentsprechungsabschnitten 31, und die umgeformte Sammelschiene 30, die in dem umgeformten Unterbringungsabschnitt 421 aufgenommen ist, ist in Bezug auf die Breitenrichtung (die Y-Richtung) des umgeformten Unterbringungsabschnitts 421 durch Einpassen der ersten isolierenden Wand 61 zwischen die beiden darin bereitgestellten Anschlussentsprechungsabschnitte 31 fixiert. In anderen Worten hat die erste isolierende Wand 61 auch eine Funktion eines Positionierungselements zum Definieren einer Position der umgeformten Sammelschiene 30 in Bezug auf die Breitenrichtung (die Y-Richtung) des umgeformten Unterbringungsabschnitts 421.
Die zweite isolierende Wand 62 ist in einer Stellung entlang der Y-Richtung auf der +X-Richtungsseite der ersten isolierenden Wand 61 aufgerichtet. Die zweite isolierende Wand 62 ist in einer Position aufgerichtet, die einem Abschnitt zwischen dem Anschlussentsprechungsabschnitt 31 der Standardsammelschiene 39, die in dem umgeformten Unterbringungsabschnitt 421 aufgenommen ist, und dem Kern 11 entspricht, und wirkt als eine isolierende Wand zum Isolieren des Anschlussentsprechungsabschnitts 31 und des Kerns 11.
Es wird insbesondere bevorzugt, dass die zweite isolierende Wand 62 in einer Position errichtet ist, die einem Verengungsteil der in dem umgeformten Unterbringungsabschnitt 421 aufgenommenen Standardsammelschiene 39 (einem verengten Teil zwischen dem Anschlussentsprechungsabschnitt 31 und den ersten erstreckten Positionen 32a und 32b) entspricht. In diesem Fall wird die in dem umgeformten Unterbringungsabschnitt 421 aufgenommene Standardsammelschiene 30 durch Anstoßen der zweiten isolierenden Wand 62 an dem Verengungsteil in Bezug auf die Breitenrichtung (die Y-Richtung) und die Tiefenrichtung (die X-Richtung) des umgeformten Unterbringungsabschnitts 421 fixiert. In anderen Worten hat in diesem Fall die zweite isolierende Wand 62 auch eine Funktion eines Positionierungselements zum Definieren der Position der umgeformten Sammelschiene 30 in Bezug auf die Breitenrichtung (die Y-Richtung) und die Tiefenrichtung (die X-Richtung) des umgeformten Unterbringungsabschnitts 421.
Eine Vielzahl von Kernstützabschnitten 63 (vier in 7) sind in Positionen entsprechend einer Region, in der der Kern 11 in dem deformierten Unterbringungsabschnitt 421 aufgenommen ist (einer Region auf einer zu einer Region, in welcher die erste isolierende Wand 61 erzeugt ist, gegenüberliegenden Seite, in Bezug auf die zweite isolierende Wand 62) entlang einer Seite des Kerns 11 aufgerichtet. Genauer ausgedrückt beinhaltet der Kernstützabschnitt 63 eine Basis 631 zum Stützen einer Bodenoberfläche des Kerns 11, einen Halsabschnitt 632, der sich ausgehend von der Basis 631 erstreckt und in der ebenen Ansicht bzw. Aufsicht eine Kreisbogenform aufweist, und einen Klauenabschnitt 633, welcher an einem oberen Ende des Halsabschnitts 632 erzeugt ist und auf einer oberen Oberfläche des Kerns 11 angreift.
Der in dem umgeformten Gehäuse 42 aufgenommene Kern 11 ist an der Basis 631 jedes Kernstützabschnitts 63 angebracht, und ferner greift der Klauenabschnitt 633 jedes Kernstützabschnitts 63 auf der oberen Oberfläche ein. Demzufolge ist der Kern 11 in eine Position fixiert, die in Bezug auf die Höhenrichtung (die Z-Richtung) des umgeformten Unterbringungsabschnitts 421 höher liegt als eine Bodenoberfläche des umgeformten Unterbringungsabschnitts 421. Folglich wird der Kern 11 in einer Mitte des aufgerichteten Abschnitts 331 des zweiten erstreckten Abschnitts 22 in dem umgeformten Gehäuse 42 gestützt, während ein Kontakt mit der umgeformten Sammelschiene 30 vermieden wird.
Außerdem ist der in dem umgeformten Unterbringungsabschnitt 421 aufgenommene Kern 11 in Bezug auf die Breitenrichtung (die Y-Richtung) und die Tiefenrichtung (die X-Richtung) des umgeformten Unterbringungsabschnitts 421 fixiert, während der Kontakt mit der umgeformten Sammelschiene 30 durch Anstoßen des Halsabschnitts 632 jedes Kernstützabschnitts 63 an eine Seitenoberfläche derselben vermieden wird.
Zwei vorstehende Abschnitte 112, die in einer Umfangsrichtung vorstehen, sind auf dem Kern 11 erzeugt, und der Kernstützabschnitt 63 stößt in einem Aufnahmezustand in dem umgeformten Unterbringungsabschnitt 421 auf beiden Seiten jedes der vorstehenden Abschnitte 112 an. Demzufolge ist der Kern 11 auch in einer Rotations- bzw. Drehrichtung fixiert.
Der Hall-IC-Trag- bzw. Stützabschnitt 64 ist in einer Position aufgerichtet, die einer Region, in der das Hall-IC bzw. die integrierte Hall-Schaltung 12 in dem umgeformten Unterbringungsabschnitt 421 aufgenommen ist (einer Region auf einer zu der Region, in der die erste isolierende Wand 61 erzeugt ist, gegenüberliegenden Seite, in Bezug auf die zweite isolierende Wand 62) entspricht. Der Hall-IC-Unterstützungsabschnitt 64 beinhaltet speziell eine Basis 641 zum Tragen bzw. Stützen einer Bodenoberfläche der integrierten Hall-Schaltung 12, und eine Seitenwand 642 zum Definieren einer Position durch Anstoßen an eine Seitenoberfläche der integrierten Hall-Schaltung 12. Es ist auch möglich, weiter einen Klauenabschnitt bereitzustellen, welcher an bzw. auf einem oberen Ende der Seitenwand 642 erzeugt ist und auf der oberen Oberfläche der integrierten Hall-Schaltung 12 in Angriff zu bringen ist.
Die in dem umgeformten Gehäuse 42 aufgenommene integrierte Hall-Schaltung 12 ist an der Basis 631 des Hall-IC-Stützabschnitts 64 angebracht, und ist ferner in eine Position fixiert, die höher liegt als eine Bodenoberfläche des umgeformten Unterbringungsabschnitts 642, durch Anstoßen der Seitenfläche 642 an eine Seitenfläche desselben. Demzufolge ist die integrierte Hall-Schaltung 12 an dem unter einem bestimmten erstreckten Abschnitt in dem umgeformten Gehäuse 42 bereitgestellten Raum V fixiert.
Eine Öffnung 621 zum Führen der Verbindungsleitung 123 ist unter der zweiten isolierenden Wand 62 erzeugt. Außerdem ist eine Öffnung 611 zum Führen der Verbindungsleitung 123 auch unter der ersten isolierenden Wand 61 erzeugt. Wie nachstehend beschrieben wird, ist ferner eine Öffnung zum Führen der Verbindungsleitung 123 auch unter der peripheren Wand 4212 des Unterbringungsabschnitts 421 erzeugt. Die Verbindungsleitung 123, die sich ausgehend von der integrierten Hall-Schaltung 12 erstreckt, wird durch die an bzw. auf der zweiten isolierenden Wand 62 erzeugte Öffnung 621, die an bzw. auf der ersten isolierenden Wand 61 erzeugte Öffnung 611 und die an bzw. auf der peripheren Wand 4212 erzeugte Öffnung in dieser Reihenfolge zu dem nachstehend beschriebenen Leiterdraht-Aufnahmestück 422 geführt.
Nachstehend wird das mit dem Leiterdraht-Aufnahmestück 422 zu verbindende Leiterdraht-Aufnahmestück 422 beschrieben. Das Leiterdraht-Aufnahmestück 422 ist ein rinnenförmiges Element zum Aufnehmen verschiedener Arten von Leiterdrähten 51 und 123. Es ist ebenfalls möglich, auf dem Leiterdraht-Aufnahmestück 422 eine Leiterdraht-Pressklaue 4221 zum Bündeln der darin aufzunehmenden Leiterdrähte 51 und 123 auszubilden.
Das Leiterdraht-Aufnahmestück 422 ist durch zwei Führungspfade (einen ersten Führungspfad 423 und einen zweiten Führungspfad 424) mit dem umgeformten Unterbringungsabschnitt 421 verbunden. In einem Verbindungsabschnitt zu jedem der Führungspfade 423 und 424 ist eine Öffnung an bzw. auf der peripheren Wand 4212 des umgeformten Unterbringungsabschnitts 421 erzeugt. Außerdem ist in einem Verbindungsabschnitt zu jedem der Führungspfade 423 und 424 eine Öffnung auch an bzw. auf der Wandoberfläche des Leiterdraht-Aufnahmestücks 422 erzeugt. Der Leiterdraht 51, der sich ausgehend von der in dem Unterbringungsabschnitt aufgenommenen Spannungserfassungsvorrichtung 5 erstreckt, wird durch die an der peripheren Wand 4212 des Unterbringungsabschnitts 421 erzeugte Öffnung, den ersten Führungspfad 423 und die an der Wandoberfläche des Leiterdraht-Aufnahmestücks 422 erzeugte Öffnung zu dem Leiterdraht-Aufnahmestück 422 geführt. Andererseits wird die Verbindungsleitung 123, die sich ausgehend von dem in dem Unterbringungsabschnitt 421 aufgenommenen Stromsensor 1 erstreckt, durch die an der peripheren Wand 4212 des Unterbringungsabschnitts 421 erzeugte Öffnung, den zweiten Führungspfad 424 und die an der Wandoberfläche des Leiterdraht-Aufnahmestücks 422 erzeugte Öffnung zu dem Leiterdraht-Aufnahmestück 422 geführt.
Die Leiterdrähte 51 und 123, die zu dem Leiterdraht-Aufnahmestück 412 geführt sind, werden nachfolgend zu dem Leiterdraht-Aufnahmestück 412 des benachbarten Standardgehäuses 41 geführt, und werden somit zu dem Steuerabschnitt geführt (vgl. 5).
<3-3. Koppelstruktur 410>
Die jeweiligen Standardgehäuse 41 und das umgeformte Gehäuse 42 sind in einer Linie angeordnet, und die benachbarten Gehäuse sind durch eine Koppelstruktur 410 aneinander gekoppelt.
Wie in den 6 und 7 gezeigt ist, wird die Koppelstruktur 410 zum Beispiel durch eine Koppelschiene oder Koppelleiste 411, welche an einem von Enden in der Breitenrichtung der Gehäuse 41 und 42 bereitgestellt ist, und einen Befestigungs- bzw. Einpassabschnitt 412, welcher an dem anderen Ende in der Breitenrichtung bereitgestellt und in die Koppelschiene 411 einzupassen ist, gebildet. Die Koppelschiene 411 des Standardgehäuses 41 (oder des umgeformten Gehäuses 42), die zu den Gehäusen 41 und 42 benachbart ist, wird in den Einpassabschnitt 412 des Standardgehäuses 41 (oder des umgeformten Gehäuses 42) eingesetzt, so dass die benachbarten Gehäuse 41 und 42 aneinander gekoppelt werden.
Durch Koppeln und integrales bzw. einstückiges Ausformen der Vielzahl von Standardgehäusen 41, die die Standardsammelschiene 39 aufnehmen, und des umgeformten Gehäuses 42, das die umgeformte Sammelschiene 30 und den Stromsensor 1 aufnimmt, ist es möglich, durch Anbringen des Koppelelements an der in der Batterieanordnung 2 erzeugten Anschlussreihe 213 die Vielzahl von Sammelschienen 3 und den Stromsensor 1 an der Anschlussreihe 213 anzubringen. In anderen Worten ist es durch vorangehendes Koppeln der Gehäuse 41 und 42 möglich, die Vorgangseffizienz eines Betriebsablaufs zum Anbringen der Sammelschiene 3 und des Stromsensors 1 beträchtlich zu verbessern.
Insbesondere wird bevorzugt, dass die Koppelstruktur 410 in einer Koppelrichtung verschiebbar ist. In dem Fall der Koppelstruktur 410 in Übereinstimmung mit dem vorstehend beschriebenen Beispiel ist es möglich, durch Regulieren der Länge eine Verschiebebreite bzw. einen Verschiebeweg entsprechend einer Länge der Koppelstange 411 bereitzustellen. Durch Festlegen der Koppelstruktur 410 so, dass diese eine in der Koppelrichtung verschiebbare Struktur ist, ist es möglich, eine in einem Anordnungsabstand des bzw. eines Anschlusses in der Anschlussreihe 213 auftretende Schwankung (eine durch eine dimensionelle Toleranz, eine thermische Expansion oder eine thermische Kontraktion der Batteriezelle 21 oder dergleichen verursachte Schwankung), sofern vorhanden, zu absorbieren bzw. aufzufangen.
<4. Wirkung>
In Übereinstimmung mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist der Stromsensor 1 durch Festlegen, als ein Erfassungsziel, der umgeformten Sammelschiene 30 zum elektrischen Verbinden der Anschlüsse 211 und 212 der Batteriezellen 21, welche in der zusammengebauten Batterie 2 zueinander benachbart sind, auf der Anschlussausbildungsoberfläche der zusammengebauten Batterie 2 angeordnet. Demgemäß ist es nicht notwendig, den Stromsensor 1 in einem Verbindungsblock anzuordnen, und kann eine Verringerung der Größe des Verbindungsblocks realisiert werden.
Außerdem umgibt in Übereinstimmung mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Kern 11 den aufgerichteten Abschnitt 331a, der in der Richtung erzeugt ist, die die Anschlussausbildungsoberfläche quert. Daher ist es möglich, die Größe des Stromsensors 1 in der normalen Richtung bzw. der Normalenrichtung der Anschlussausbildungsoberfläche zu steuern.
Außerdem ist in Übereinstimmung mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die integrierte Hall-Schaltung 12 in dem Raum V angeordnet, der zwischen der umgeformten Sammelschiene 30 und der Anschlussausbildungsoberfläche erzeugt ist. Daher kann der Stromsensor 1 kompakt gemacht werden. Demgemäß ist es möglich, einen Raum auf der Anschlussausbildungsoberfläche wirkungsvoll zu nutzen, ohne dass der Stromsensor 1 den der Anschlussausbildungsoberfläche entsprechenden Raum V verschwenderisch belegt.
Außerdem sind in Übereinstimmung mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die ersten erstreckten Abschnitte 32a und 32b, die sich jeweils ausgehend von den zwei Anschlussentsprechungsabschnitten 31 erstrecken, in der zu der Anordnungsrichtung des Anschlussentsprechungsabschnitts 31 (der X-Richtung in 2) orthogonalen Richtung (der Y-Richtung in 2) bereitgestellt. Daher ist es möglich, eine Größe der umgeformten Sammelschiene 30 in der Anordnungsrichtung des Anschlussentsprechungsabschnitts 31 zu minimieren. Demgemäß ist es möglich, den Raum auf der Anschlussausbildungsoberfläche effizient zu nutzen, ohne dass die umgeformte Sammelschiene 30 die Anschlussausbildungsoberfläche verschwenderisch belegt.
Außerdem umgibt in Übereinstimmung mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Kern 11 den aufgerichteten Abschnitt 331a, der in der Mitte des zweiten erstreckten Abschnitts 33, welcher sich durch Verbinden der Enden der ersten erstreckten Abschnitte 32a und 32b erstreckt, erzeugt ist (insbesondere den aufgerichteten Abschnitt 331a, der in einer Position zwischen zwei ersten erstreckten Abschnitten 32a in der Anordnungsrichtung von zwei Anschlussentsprechungsabschnitten 31 erzeugt ist). Daher ist es möglich, zu verhindern, dass der Kern 11 in Richtung zu der Außenseite der ersten erstreckten Abschnitte 32a und 32b in der Anordnungsrichtung des Anschlussentsprechungsabschnitts 31 vorsteht (oder möglich, die eine Vorstehbreite zu verringern). Demgemäß ist es möglich, zu verhindern, dass der Stromsensor 1 zu der benachbarten Batteriezelle 21 hin vorsteht (oder möglich, die Vorstehbreite zu verringern), indem die Breite des Stromsensors 1 (eine Breite in der Anordnungsrichtung des Anschlussentsprechungsabschnitts 31) verringert wird.
Außerdem ist es in Übereinstimmung mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel durch Bereitstellen des umgeformten Gehäuses 42 zum Aufnehmen der umgeformten Sammelschiene 30, des Kerns 11 und der integrierten Hall-Schaltung 12 möglich, die jeweiligen Abschnitte 30, 11 und 12 elektrisch zu isolieren, und ferner die jeweiligen Abschnitte 30, 11 und 12 in einer geeigneten positionellen Beziehung zu halten.
<5. Variante>
Obwohl in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Kern 11 so ausgeformt ist, dass er in der ebenen Ansicht eine C-Form aufweist, ist die Form des Kerns 11 nicht darauf beschränkt, und kann eine beliebige Form verwendet werden, solange der Kern 11 um das Erfassungsziel herum gebogen ist und der Freiraum G zwischen beiden Enden ausgebildet ist. Zum Beispiel ist es auch möglich, in der ebenen Ansicht eine rechteckige Form zu haben, in welcher der Freiraum G in einem Teil erzeugt ist.
Außerdem braucht die umgeformte Sammelschiene 30 nicht notwendigerweise die in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschriebene Form zu haben. Zum Beispiel ist es in dem Fall, in dem eine Stufe derart erzeugt ist, dass der Abschnitt, bei dem der Anschluss 212 aufgerichtet ist, höher liegt als die anderen Abschnitte in der Anschlussausbildungsoberfläche der Batterieanordnung 2, möglich, eine Struktur zu verwenden, in welcher sich die aufgerichteten Abschnitte 331a und 331b in der umgeformten Sammelschiene 30 von der Seite des Brückenabschnitts 332 ausgehend zu den Seiten der ersten erstreckten Abschnitte 32a bzw. 32b hin erstrecken.
Außerdem sind, obwohl in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die zwei aufgerichteten Abschnitte 331a und 331b in der umgeformten Sammelschiene 30 erzeugt sind, die Positionen, in welchen die zwei aufgerichteten Abschnitte 331a und 331b erzeugt sind, nicht auf die vorstehend beschriebenen beschränkt. Zum Beispiel können beide der aufgerichteten Abschnitte 331a und 331b in Positionen zwischen den zwei Anschlussentsprechungsabschnitten 31 in Bezug auf die Anordnungsrichtung der zwei Anschlussentsprechungsabschnitte 31 (der X-Richtung) erzeugt sein.
Ferner brauchen die Positionen, in welchen der Kern 11 und die integrierte Hall-Schaltung 12 in Bezug auf die umgeformte Sammelschiene 30 anzuordnen sind, nicht notwendigerweise äquivalent zu denjenigen sein, die in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Zum Beispiel kann der Kern 11 in einer Stellung derart angeordnet sein, dass der aufgerichtete Abschnitt 331b der umgeformten Sammelschiene durch den Hohlabschnitt an bzw. in der Mitte dringt. Darüber hinaus kann die integrierte Hall-Schaltung 12 außerhalb der ersten erstreckten Abschnitte 32a und 32b angeordnet sein.
Außerdem kann in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Stromsensor 1 an einer beliebigen Position der Batterieanordnung 2 angebracht sein. Obwohl die Anbringungsposition des Stromsensors 1 in dem Beispiel von 1 so festgelegt ist, dass er sich in der Nähe des Endes der Anschlusslinie 213 befindet, ist es möglich, die Anbringungsposition in Abhängigkeit von einer Anordnungsauslegung verschiedener Komponenten, die auf der Anschlussausbildungsoberfläche zu verbauen sind, auf eine optionale Position (zum Beispiel die Nähe des Zentrums bzw. der Mitte der Anschlusslinie 213 oder dergleichen) zu ändern.
Ferner können zwei oder mehr Stromsensoren 1 an einer einzelnen Batterieanordnung 2 angebracht sein. Zum Beispiel kann ferner zusätzlich zu dem Stromsensor 1 für die normale Verwendung ein Stromsensor 1 als Reserve angebracht sein.
Außerdem ist eine Richtung, in welcher der Stromsensor 1 anzubringen ist, nicht auf die in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel dargestellte beschränkt. In dem Beispiel von 1 kann, obwohl der Stromsensor 1 in einer Stellung derart angeordnet ist, dass die umgeformte Sammelschiene den zweiten erstreckten Abschnitt 33 in Richtung hin zu der zentralen Seite der zusammengebauten Batterie 2 dreht, der Stromsensor 1 in einer Stellung derart angeordnet sein, dass der zweite erstreckte Abschnitt 33 zu der Außenseite der zusammengebauten Batterie 2 hin gedreht ist.
Während die Erfindung im Einzelnen gezeigt und beschrieben wurde, ist die vorangehende Beschreibung in allen Aspekten darstellend und nicht beschränkend. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifikationen und Variationen vorstellbar sind, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Stromsensor
2: zusammengebaute Batterie (Batterieanordnung)
3: Sammelschiene
11: Kern
12: integrierte Hall-Schaltung (Hall-IC)
30: umgeformte Sammelschiene
31: Anschlussentsprechungsabschnitt
32a, 32b: erster erstreckter Abschnitt
33: zweiter erstreckter Abschnitt
331a, 331b: aufgerichteter Abschnitt
332: Brückenabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006-230163 [0003]

Claims

Stromsensor, mit: einem Leiter zum elektrischen Verbinden von Anschlüssen benachbarter Batteriezellen in einer zusammengebauten Batterie; einem Kern aus magnetischem Material, bei dem beide Enden über einen Freiraum hinweg einander gegenüberliegen und um einen Hohlabschnitt herum kontinuierlich ausgeformt sind, durch welchen ein Teil des Leiters dringt; und einem magneto-elektrischen Umwandlungselement, das zum Ausgeben eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von einem magnetischen Fluss in dem Freiraum angeordnet ist.
Stromsensor nach Anspruch 1, bei dem der Leiter derart erzeugt ist, dass er sich von einem der beiden benachbarten Anschlüsse ausgehend zu dem anderen hin erstreckt, und der Leiter einen aufgerichteten Abschnitt beinhaltet, der in einer Richtung ausgebildet ist, die eine Anschlussausbildungsoberfläche quert, welche eine Oberfläche ist, auf welcher der Anschluss in der Batteriezelle in einer Mitte derselben bereitgestellt ist, und der aufgerichtete Abschnitt durch den Hohlabschnitt des Kerns aus magnetischem Material dringt.
Stromsensor nach Anspruch 2, bei dem der Leiter beinhaltet: zwei aufgerichtete Abschnitte; und einen Brückenabschnitt, der zum Verbinden der aufgerichteten Abschnitte zwischen die zwei aufgerichteten Abschnitte gelegt ist, und einer der zwei aufgerichteten Abschnitte durch den Hohlabschnitt des Kerns aus magnetischem Material dringt.
Stromsensor nach Anspruch 3, bei dem das magneto-elektrische Umwandlungselement zwischen dem Brückenabschnitt und der Anschlussausbildungsoberfläche angeordnet ist.
Stromsensor nach Anspruch 1, bei dem der Leiter beinhaltet: zwei Anschlussentsprechungsabschnitte, die zu jeweils zwei benachbarten Anschlüssen Kontakt herstellen; zwei erste erstreckte Abschnitte, die durch Erstrecken, ausgehend von jeweils den zwei Anschlussentsprechungsabschnitten, in einer zweiten Richtung orthogonal zu einer ersten Richtung ausgebildet sind, welche eine Anordnungsrichtung der zwei Anschlussentsprechungsabschnitt ist; und einen zweiten erstreckten Abschnitt, welcher sich durch Verbinden von Enden der zwei ersten erstreckten Abschnitte erstreckt, und ein Teil des zweiten erstreckten Abschnitts durch den Hohlabschnitt des Kerns aus magnetischem Material dringt.
Stromsensor nach Anspruch 5, bei dem der Leiter einen aufgerichteten Abschnitt beinhaltet, der in einer Mitte des zweiten erstreckten Abschnitts in einer Richtung erzeugt ist, die eine Anschlussausbildungsoberfläche quert, welche eine Oberfläche ist, auf welcher der Anschluss in der Batteriezelle ausgebildet ist, und der aufgerichtete Abschnitt durch den Hohlabschnitt des Kerns aus magnetischem Material dringt.
Stromsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner beinhaltend: ein Aufnahmegehäuse zum Halten und Aufnehmen des Leiters, des Kerns aus magnetischem Material und des magneto-elektrischen Umwandlungselements in einer bestimmten positionellen Beziehung, während es dieselben elektrisch isoliert.
Batterieanordnung, mit einer Vielzahl von Batteriezellen, die in einer Linie angeordnet sind; einer Vielzahl von Leitern zum elektrischen Verbinden von Anschlüssen von wechselweise benachbarten Einen der Vielzahl von Batteriezellen; einem Kern aus magnetischem Material, bei dem beide Enden über einen Freiraum hinweg einander gegenüberliegen und kontinuierlich um einen Hohlabschnitt herum ausgeformt sind, durch welchen ein Teil eines der Vielzahl von Leitern hindurchdringt; und einem magneto-elektrischen Umwandlungselement, das zum Ausgeben eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von einem magnetischen Fluss in dem Freiraum angeordnet ist.
Batterieanordnung nach Anspruch 8, ferner beinhaltend: ein Aufnahmegehäuse zum jeweils Aufnehmen der Vielzahl von Leitern; und eine Koppelstruktur zum Koppeln benachbarter Aufnahmegehäuse, wobei ein beliebiges der Aufnahmegehäuse, welches den durch den Hohlabschnitt des Kerns aus magnetischem Material dringenden Leiter aufnimmt, den Leiter, den Kern aus magnetischem Material und das magneto-elektrische Umwandlungselement in einer bestimmten positionellen Beziehung hält und aufnimmt, während es dieselben elektrisch isoliert.