WO2014115724A1 - シャント抵抗式電流センサ - Google Patents

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佐藤 孝
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矢崎総業株式会社
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    • G01R31/364Battery terminal connectors with integrated measuring arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a shunt resistance type current sensor.
  • the current to be measured is passed through a shunt resistor having a known resistance value, and the magnitude of the current to be measured is detected by detecting a voltage drop generated in the shunt resistor.
  • a shunt resistance type current sensor has been proposed.
  • a metal piece called a bus bar is sometimes used for power distribution, and a part of the bus bar corresponding to a current path is used as a shunt resistor.
  • a circuit board is disposed on the bus bar. The circuit board is equipped with a voltage detection IC for detecting a voltage value applied to the shunt resistor portion in order to detect the magnitude of the current to be measured flowing through the bus bar.
  • the resistance value of the shunt resistance portion may change depending on the temperature. For this reason, the shunt resistance type current sensor detects the temperature of the shunt resistor section and corrects the resistance value according to this temperature. In particular, when the temperature dependence coefficient related to the shunt resistor portion is large, it is necessary to accurately detect the temperature of the shunt resistor portion. For this reason, a temperature sensor is also mounted on a circuit board on which a voltage detection IC or the like for detecting a voltage drop is mounted (see Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a shunt resistance type current sensor that can be disposed close to a circuit board on which a temperature sensor is mounted and a bus bar.
  • a substantially flat bus bar, a circuit board disposed to face the bus bar, and the bus bar and the circuit board integrally formed with the bus bar are provided.
  • a pair of voltage detection terminals that are electrically connected to each other, and is applied to the circuit board via the pair of voltage detection terminals to detect the magnitude of the current to be measured that is mounted on the circuit board and flows through the bus bar A voltage detection means for detecting a voltage value; and a temperature detection means mounted on the circuit board for detecting the temperature of the bus bar in order for the voltage detection means to perform correction, each of the voltage detection terminals being A first bent part that bends a part extending from the edge of the bus bar in a direction away from the circuit board, and a part that extends from the first bent part is the circuit board side.
  • a second bent portion that bends toward the end, and a connection portion that extends linearly from the second bent portion and that has a thickness reduction process that reduces the plate thickness, and is provided at the tip.
  • a shunt resistance type current sensor is provided in which the voltage detection terminal is electrically connected to the circuit board when the tip of the connection portion penetrates the circuit board.
  • a ground terminal integrally formed with the bus bar and electrically connecting the bus bar and the circuit board may be further included.
  • the ground terminal includes a first bent part that bends a part extending from the edge of the bus bar in a direction away from the circuit board, and a part extended from the first bent part.
  • a second bent portion that bends toward the circuit board side, and a connection portion that extends linearly from the second bent portion and is provided with a thickness reduction process for reducing the plate thickness at the tip. It is preferable that the ground terminal is electrically connected to the circuit board when the tip of the connection portion of the ground terminal penetrates the circuit board.
  • the voltage detection terminal includes the first bent portion that extends from the bus bar and then bends away from the circuit board.
  • the 2nd bending part can be set in the position away from a circuit board on the basis of a bus bar.
  • the clearance formed between the bus bar and the circuit board can be reduced, the circuit board on which the temperature sensor is mounted and the bus bar can be arranged close to each other.
  • the circuit board on which the temperature sensor is mounted and the bus bar can be arranged close to each other.
  • FIG. 1 is a top view schematically showing the shunt resistance type current sensor according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a bottom view schematically showing the shunt resistance type current sensor according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a side view schematically showing the shunt resistance type current sensor shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the bus bar.
  • FIG. 5 is a side view schematically showing the bus bar.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing a usage state of the shunt resistance type current sensor.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a bus bar including a terminal having a shape that does not include the first bent portion.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing a shunt resistance type current sensor including the bus bar 10 shown in FIG.
  • FIG. 9 is a top view schematically showing a shunt resistance type current sensor according to the second embodiment.
  • 10 is a cross-sectional view schematically showing a bus bar of the
  • FIG. 1 is a top view schematically showing a shunt resistance type current sensor 1 according to this embodiment
  • FIG. 2 is a bottom view schematically showing the shunt resistance type current sensor 1 according to this embodiment
  • FIG. 3 is a side view schematically showing the shunt resistance type current sensor 1 shown in FIG. 1, and shows a state in which the shunt resistance type current sensor 1 shown in FIG. 1 is viewed from the lower side with respect to the paper surface.
  • the shunt resistance type current sensor 1 according to the present embodiment is used as a battery terminal, and mainly includes a bus bar 10 and a circuit board 20.
  • the shunt resistance type current sensor of the present invention is not limited to the one applied to the battery terminal.
  • the bus bar 10 is a substantially flat conductive member, and is made of, for example, a copper manganese alloy or a copper nickel alloy.
  • the bus bar 10 includes a shunt resistor SR in a part thereof, and a current to be measured flows therethrough.
  • the bus bar 10 is formed into a desired shape by press molding from a flat steel material.
  • the bus bar 10 is formed in, for example, a substantially U shape, and through holes 11 and 12 are formed on both sides of the shunt resistor portion SR located in the center.
  • One through hole 11 functions as a battery post hole, and the other through hole 12 functions as a wire harness fixing hole.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the bus bar 10 of the shunt resistance type current sensor 1
  • FIG. 5 is a side view schematically showing the bus bar 10 of the shunt resistance type current sensor 1.
  • the shunt resistance type current sensor 1 includes a pair of voltage detection terminals 41 and 42 corresponding to a positive electrode and a negative electrode, and the individual voltage detection terminals 41 and 42 electrically connect the circuit board 20 and the bus bar 10. .
  • one voltage detection terminal 41 corresponds to the positive voltage detection terminal
  • the voltage detection terminal 42 corresponds to a negative voltage detection terminal.
  • the individual voltage detection terminals 41 and 42 are provided at positions corresponding to both ends of the shunt resistor SR.
  • the pair of voltage detection terminals 41 and 42 are formed integrally with the bus bar 10, and are formed at the same time as the bus bar 10 is formed from a flat steel material by press molding.
  • the individual voltage detection terminals 41 and 42 are configured as extended pieces extending from the edge of the bus bar 10.
  • the voltage detection terminal 42 includes a first bent portion 42 a, and the first bent portion 42 a extends from the edge of the bus bar 10. It is bent in a direction away from the circuit board 20.
  • the first bent portion 42 a is formed at a position immediately after extending from the bus bar 10.
  • the voltage detection terminal 42 is bent again so that a part extending from the first bent portion 42 a is parallel to the bus bar 10.
  • the voltage detection terminal 42 includes a second bent portion 42b, and a portion of the second bent portion 42b extending from the first bent portion 42a is located at a position corresponding to the circuit board 20.
  • the portion extending from the second bent portion 42b functions as the connecting portion 42c.
  • the connection part 42c extends linearly and penetrates the circuit board 20 (see FIG. 2).
  • the tip of the connecting portion 42c is tapered so as to go toward the tip by being subjected to a thickness reducing process that reduces the plate thickness.
  • This decompression processing is a pretreatment for realizing a hole provided in the circuit board 20 with a small hole when the voltage detection terminal 42 penetrates the circuit board 20. This pretreatment is performed at least prior to the bending process in the second bent portion 42b.
  • the remaining voltage detection terminal 41 has the same form as the voltage detection terminal 42 described above, and the details thereof are omitted. These voltage detection terminals 41 and 42 are respectively arranged in parallel with each other, extending from the edge portions of the bus bar 10 facing each other in alternate directions.
  • the shunt resistance type current sensor 1 further includes a ground terminal 43.
  • the ground terminal 43 electrically connects the bus bar 10 and the circuit board 20.
  • the ground terminal 43 is disposed outside the pair of voltage detection terminals 41 and 42 with reference to the current path of the current to be measured flowing through the bus bar 10.
  • the ground terminal 43 is disposed outside the shunt resistor portion SR.
  • the ground terminal 43 is provided between the other voltage detection terminal 42 and the through hole 11 for the battery post.
  • the ground terminal 43 is configured as an extended piece extending from the edge of the bus bar 10.
  • the ground terminal 43 also has the same form as the voltage detection terminals 41 and 42, and penetrates the circuit board 20 at the tip of the connection portion (see FIG. 2).
  • the circuit board 20 is installed with a predetermined space so as to face the bus bar 10.
  • a pair of circuit patterns is formed on the circuit board 20. The ends of the pair of circuit patterns are connected to connection portions 42 c of voltage detection terminals 41 and 42 that penetrate the circuit board 20. The individual voltage detection terminals 41 and 42 and the circuit pattern are electrically connected, for example, by soldering.
  • a ground pattern is formed on the circuit board 20. The end portion of the ground pattern is connected to a connection portion of the ground terminal 43 that penetrates the circuit board 20 and protrudes toward the upper surface side.
  • the voltage detection IC 30 is mounted on the circuit board 20 and connected to a circuit pattern formed on the circuit board 20.
  • a microcomputer mainly composed of a CPU, a ROM, a RAM, and an I / O interface can be used.
  • the voltage detection IC 30 detects a voltage value applied to the circuit board 20 via the pair of voltage detection terminals 41 and 42 in order to detect the magnitude of the current to be measured flowing through the bus bar 10 (voltage detection means). . That is, the voltage detection IC 30 detects a voltage drop that occurs in the shunt resistor SR of the bus bar 10 and detects the magnitude of the current to be measured flowing through the bus bar 10 from the voltage drop.
  • the voltage detection IC 30 performs correction according to a detection result by a temperature sensor 35 described later. That is, the voltage detection IC 30 corrects the resistance value in the shunt resistor SR according to the temperature result so as not to detect an erroneous current value due to the influence of the resistance change due to the temperature change.
  • the temperature sensor 35 is provided on the surface of the circuit board 20 facing the shunt resistor SR of the bus bar 10.
  • the circuit board 20 is provided on the surface opposite to the mounting surface of the voltage detection IC 30. For this reason, the temperature sensor 35 detects the temperature of the bus bar 10 (shunt resistance part SR) in the position facing itself. Further, for example, the temperature sensor 35 is disposed in correspondence with the central portion of the shunt resistor portion SR in the bus bar 10, specifically, the central portion of the shunt resistor portion SR based on the direction in which the current flows. Yes.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing a usage state of the shunt resistance type current sensor 1 according to the present embodiment.
  • the bus bar 10 of the shunt resistance type current sensor 1 according to the present embodiment is used as a battery terminal.
  • the through hole 11 of the bus bar 10 is connected to the battery post 71 on the negative electrode side of the battery 70 using the bolt 72, and is connected to the wire harness W through the wire harness fixing screw 73 to the other through hole 12.
  • the voltage detection terminals 41 and 42 according to the shunt resistance type current sensor 1 are configured as extended pieces extending from the edge of the bus bar 10.
  • the voltage detection terminal 42 includes a first bent portion 42 a for bending a part extending from the edge portion of the bus bar 10 in a direction away from the circuit board 20, and a first bent portion.
  • the voltage detection terminals 41 and 42 are electrically connected to the circuit board 20 when the tip of the connection part 42c penetrates the circuit board 20.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating the bus bar 10 including a terminal having a shape that does not include the first bent portion 42a
  • FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating the shunt resistance type current sensor 1 including the bus bar 10 illustrated in FIG. It is. 7 and 8 show a form in which a pair of voltage detection terminals 51 and 52 and a ground terminal 53 are used in place of the pair of voltage detection terminals 41 and 42 and the ground terminal 43 described above. These terminals 51, 52 and 53 have the same shape.
  • the shape of the voltage detection terminal 52 will be described as an example.
  • the voltage detection terminal 52 is configured as an extended piece extending from the edge of the bus bar 10. Specifically, as shown in FIG. 7, the voltage detection terminal 52 includes a second bent portion 52 b, and the second bent portion 52 b extends from the edge of the bus bar 10. Is bent at an angle of about 90 degrees toward the circuit board 20 at a position corresponding to the circuit board 20. Further, in the voltage detection terminal 42, a portion extending linearly from the second bent portion 52b functions as the connecting portion 52c. The front end of the connection part 52 c penetrates the circuit board 20. Here, the connecting portion 52c is subjected to thickness reduction processing to reduce its plate thickness by press processing in order to make its tip thin.
  • connection portion 52c When the thickness of the tip of the connection portion 52c is reduced, this processed portion is work-hardened, so that it is difficult to bend the portion. Therefore, when forming the location which becomes the 2nd bending part 42b, it is necessary to perform a bending process in the position where the thickness reduction process is not made. Therefore, in the connection portion 52c, a wide portion that has not been subjected to thickness reduction processing remains between the tip (region where thickness reduction processing has been performed) and the second bent portion 52b. In this case, the circuit board 20 penetrated by the connection portion 52c can approach a thick portion of the connection portion 52c that has not been subjected to thickness reduction processing. However, as shown in FIG.
  • the voltage detection terminal 42 includes the first bent portion 42 a that bends a part extending from the bus bar 10 in a direction away from the circuit board 20.
  • the second bent portion 42b can be set at a position away from the circuit board 20 with the bus bar 10 as a reference, as compared with a configuration that does not include the first bent portion 42a.
  • the clearance formed between the bus bar 10 and the circuit board 20 can be reduced.
  • the circuit board 20 on which the temperature sensor 35 is mounted and the bus bar 10 can be disposed close to each other. As a result, the temperature detection accuracy by the temperature sensor 35 can be improved.
  • the thickness of the connecting portion 42c that is, the height of the tip is secured between the circuit board 20 and the bus bar 10 so long as the accuracy is sufficient to penetrate between the circuit board 20 and the circuit board 20. Does not affect the distance between. Therefore, a long tip can be secured.
  • the thin shape for processing makes it difficult for heat to escape, and soldering becomes easier. As a result, workability can be improved, so that the manufacturing time can be shortened and thus the manufacturing cost can be reduced.
  • the thin tip can be deformed to relieve the stress acting on the connection portion. For this reason, the reliability of a solder part can be aimed at.
  • FIG. 9 is a top view schematically showing the shunt resistance type current sensor 1 according to the present embodiment
  • FIG. 10 is a sectional view schematically showing the bus bar 10 of the shunt resistance type current sensor 1 shown in FIG. is there.
  • the difference between the shunt resistance type current sensor 1 according to the second embodiment and the first embodiment is the shape of each terminal 41, 42, 43. Note that description of points that are the same as in the first embodiment will be omitted, and hereinafter, differences will be mainly described.
  • the terminals 41, 42, and 43 have the same shape as each other.
  • the shape of the voltage detection terminal 42 will be described as an example.
  • the voltage detection terminal 42 includes a first bent portion 42 a, and the first bent portion 42 a extends in a direction away from the circuit board 20 at a part extending from the edge of the bus bar 10. And bent. The degree of bending in the first bent portion 42a is moderate compared to the first embodiment.
  • the voltage detection terminal 42 is inclined so that a part extending from the first bent portion 42 a is gradually separated from the bus bar 10.
  • the voltage detection terminal 42 includes a second bent portion 42b, and the second bent portion 42b has a portion extending from the first bent portion 42a at a position corresponding to the circuit board 20. It is bent at an angle of about 90 degrees toward the circuit board 20 side.
  • a portion extending from the second bent portion 42b extends linearly as the connecting portion 42c and penetrates the circuit board 20 (see FIG. 2).
  • a thickness reduction process for reducing the plate thickness is performed on a part of the connection portion 42c (a portion on the front end side).
  • the voltage detection terminal 42 includes the first bent portion 42 a that bends a part extending from the bus bar 10 in a direction away from the circuit board 20.
  • the second bent portion 42b can be set at a position away from the circuit board 20 with the bus bar 10 as a reference, as compared with a configuration that does not include the first bent portion 42a.
  • the clearance formed between the bus bar 10 and the circuit board 20 can be reduced.
  • the circuit board 20 on which the temperature sensor 35 is mounted and the bus bar 10 can be disposed close to each other. As a result, the temperature detection accuracy by the temperature sensor 35 can be improved.
  • the thickness of the connecting portion 42c that is, the height of the tip is secured between the circuit board 20 and the bus bar 10 so long as the accuracy is sufficient to penetrate between the circuit board 20 and the circuit board 20. Does not affect the distance between. Therefore, a long tip can be secured.
  • the thin shape for processing makes it difficult for heat to escape, and soldering becomes easier. As a result, workability can be improved, so that the manufacturing time can be shortened and thus the manufacturing cost can be reduced.
  • the thin tip can be deformed to relieve the stress acting on the connection portion. For this reason, the reliability of a solder part can be aimed at.
  • a substantially flat bus bar ; A circuit board disposed facing the bus bar; A pair of voltage detection terminals formed integrally with the bus bar and electrically connecting the bus bar and the circuit board; Voltage detection means mounted on the circuit board for detecting a voltage value applied to the circuit board via the pair of voltage detection terminals in order to detect the magnitude of the current to be measured flowing in the bus bar; Temperature detection means mounted on the circuit board for detecting the temperature of the bus bar in order for the voltage detection means to perform correction; Have Each of the voltage detection terminals is A first bent portion that bends a portion extending from the edge of the bus bar in a direction away from the circuit board; A second bent portion for bending a portion extending from the first bent portion toward the circuit board; A connecting portion that extends in a straight line from the second bent portion and has a thickness-reducing process for reducing the plate thickness at the tip; With A shunt resistance type current sensor in which the tip of the connecting portion of the voltage detection terminal penetrates the circuit board, and the voltage detection terminal is electrically connected to the circuit
  • a ground terminal that is integrally formed with the bus bar and electrically connects the bus bar and the circuit board,
  • the ground terminal is A first bent portion that bends a part extending from the edge portion of the bus bar in a direction away from the circuit board;
  • a second bent portion for bending a portion extending from the first bent portion toward the circuit board;
  • a connecting portion that extends in a straight line from the second bent portion and has a thickness-reducing process for reducing the plate thickness at the tip;
  • the circuit board on which the temperature sensor is mounted and the bus bar can be arranged close to each other.
  • the present invention exhibiting this effect is useful in the field of shunt resistance type current sensors.
  • SYMBOLS 1 Shunt resistance type current sensor 10 Bus bar 11 Through-hole 12 Through-hole 20 Circuit board 30 Voltage detection IC 41 voltage detection terminal 42 voltage detection terminal 42a first bent portion 42b second bent portion 42c connection portion 43 ground terminal 70 battery 71 battery post 72 bolt 73 wire harness fixing screw SR shunt resistor portion W wire harness

Abstract

 本発明のシャント抵抗式電流センサとして、バスバ(10)と回路基板(20)とを電気的に接続する電圧検出端子(42)が、バスバ(10)の辺縁部より延出した延出片として構成されたシャント抵抗式電流センサ(1)が提供される。

Description

シャント抵抗式電流センサ
 本発明は、シャント抵抗式電流センサに関する。
 従来、パルス電流や交流大電流等を検出するため抵抗値が既知なシャント抵抗部に被測定電流を流し、このシャント抵抗部に生じる電圧降下を検出することで被測定電流の大きさを検出するシャント抵抗式電流センサが提案されている。例えば、自動車などの車両では配電にバスバと呼ばれる金属片が使用されることがあり、電流の経路に相当するバスバの一部をシャント抵抗部として利用している。このバスバ上には回路基板が配置されている。当該回路基板には、バスバに流れる被測定電流の大きさを検出するために、シャント抵抗部に印加される電圧値を検出する電圧検出ICが搭載される。
 また、この類のシャント抵抗式電流センサは、シャント抵抗部の抵抗値が温度に依存して変化することがある。このため、シャント抵抗式電流センサは、シャント抵抗部の温度を検出し、この温度に応じて抵抗値の補正を行っている。特に、シャント抵抗部に関する温度依存係数が大きい場合には、シャント抵抗部の温度を正確に検出する必要がある。このため、電圧降下を検出するための電圧検出IC等が搭載される回路基板には、温度センサも搭載されている(特許文献1参照)。
日本国特開2012-78328号公報
 ところで、温度センサが搭載された回路基板と、バスバとの間の距離が遠い場合には、温度センサの検出精度が低下するという課題がある。また、回路基板とバスバとの間を電圧検出端子やグランド端子などで接続する場合に、これらの端子をバスバと一体形成して作成する手法があるが、端子の態様によっては、回路基板とバスバとの距離が遠くになってしまうことがある。
 本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度センサが搭載される回路基板とバスバと近接させて配置することができるシャント抵抗式電流センサを提供する。
 かかる課題を解決するために、本発明の一態様として、略平板形状のバスバと、前記バスバと向き合って配置される回路基板と、前記バスバと一体形成された、前記バスバと前記回路基板とを電気的に接続する一対の電圧検出端子と、前記回路基板に搭載され、前記バスバに流れる被測定電流の大きさを検出するために前記一対の電圧検出端子を介して前記回路基板に印加される電圧値を検出する電圧検出手段と、前記回路基板に搭載され、前記電圧検出手段が補正を行うために前記バスバの温度を検出する温度検出手段と、を有し、前記電圧検出端子のそれぞれは、前記バスバの辺縁部から延出した一部を、前記回路基板から遠ざかる向きへと折り曲げる第1の折り曲げ部と、前記第1の折り曲げ部から延在した一部を、前記回路基板側へ向けて折り曲げる第2の折り曲げ部と、前記第2の折り曲げ部から直線状に延在した、板厚を減少させる減厚加工が先端に施された接続部と、を備え、前記電圧検出端子の前記接続部の先端が前記回路基板を貫通することによって、当該電圧検出端子が当該回路基板と電気的に接続される、シャント抵抗式電流センサが提供される。
 ここで、本発明の別の態様として、前記バスバと一体形成された、前記バスバと前記回路基板とを電気的に接続するグランド端子をさらに有していてもよい。この場合、前記グランド端子は、前記バスバの辺縁部から延出した一部を、前記回路基板から遠ざかる向きへと折り曲げる第1の折り曲げ部と、前記第1の折り曲げ部から延在した一部を、前記回路基板側へ向けて折り曲げる第2の折り曲げ部と、前記第2の折り曲げ部から直線状に延在した、板厚を減少させる減厚加工が先端に施された接続部と、を備え、前記グランド端子の前記接続部の先端が前記回路基板を貫通することによって、当該グランド端子が当該回路基板と電気的に接続されることが好ましい。
 本発明によれば、電圧検出端子は、バスバから延出した後に、回路基板から遠ざかる方向へと折り曲がる第1の折り曲げ部を備えている。これにより、第1の折り曲げ部を備えない構成と比較して、第2の折り曲げ部を、バスバを基準として回路基板から遠ざかる位置に設定することができる。その結果、バスバと、回路基板との間に形成されるクリアランスを縮小することができるので、温度センサが搭載される回路基板とバスバと近接させて配置することができる。
 本発明のシャント抵抗式電流センサによれば、温度センサが搭載される回路基板とバスバと近接させて配置することができる。
図1は、第1の実施形態に係るシャント抵抗式電流センサを模式的に示す上面図である。 図2は、第1の実施形態に係るシャント抵抗式電流センサを模式的に示す下面図である。 図3は、図1に示すシャント抵抗式電流センサを模式的に示す側面図である。 図4は、バスバを模式的に示す断面図である。 図5は、バスバを模式的に示す側面図である。 図6は、シャント抵抗式電流センサの使用状態を模式的に示す説明図である。 図7は、第1の折り曲げ部を備えない形状の端子を備えるバスバを説明する説明図である。 図8は、図7に示すバスバ10を含むシャント抵抗式電流センサを示す説明図である。 図9は、第2の実施形態に係るシャント抵抗式電流センサを模式的に示す上面図である。 図10は、図9に示すシャント抵抗式電流センサのバスバを模式的に示す断面図である。
 図1は、本実施形態に係るシャント抵抗式電流センサ1を模式的に示す上面図であり、図2は、本実施形態に係るシャント抵抗式電流センサ1を模式的に示す下面図である。図3は、図1に示すシャント抵抗式電流センサ1を模式的に示す側面図であり、図1に示すシャント抵抗式電流センサ1を紙面に対して下方側から眺めた状態を示している。本実施形態に係るシャント抵抗式電流センサ1は、バッテリターミナルとして用いられるものであって、バスバ10と、回路基板20とを主体に構成されている。尚、本発明のシャント抵抗式電流センサは、バッテリターミナルに適用されるものに限定されない。
 バスバ10は、略平板形状の導電部材であって、例えば銅マンガン合金や銅ニッケル合金などにより構成されている。このバスバ10は、その一部にシャント抵抗部SRを含んで構成されており、被測定電流が流れるようになっている。バスバ10は、平板形状の鋼材からプレス成形により所望の形状に形成される。
 本実施形態において、バスバ10は、例えば略U字状に形成され、中央に位置するシャント抵抗部SRのそれぞれの両側に貫通孔11,12が形成されている。一方の貫通孔11は、バッテリポスト用の孔として機能すると共に、他方の貫通孔12は、ワイヤーハーネス固定用の孔として機能する。
 図4は、シャント抵抗式電流センサ1のバスバ10を模式的に示す断面図であり、図5は、シャント抵抗式電流センサ1のバスバ10を模式的に示す側面図である。シャント抵抗式電流センサ1は、正極及び負極に対応した一対の電圧検出端子41,42を備えており、個々の電圧検出端子41,42は、回路基板20とバスバ10とを電気的に接続する。シャント抵抗式電流センサ1が、バッテリターミナルとして用いられる、バッテリ70に配設された負極側のバッテリポスト71に取り付けられる場合、一方の電圧検出端子41は正極側の電圧検出端子に相当し、他方の電圧検出端子42は負極側の電圧検出端子に相当する。個々の電圧検出端子41,42は、シャント抵抗部SRの両端と対応する位置に設けられている。本実施形態において、一対の電圧検出端子41,42は、バスバ10と一体的に形成され、例えば、平板形状の鋼材からプレス成形によりバスバ10が形成されると同時に形成される。
 個々の電圧検出端子41,42は、バスバ10の辺縁部より延出した延出片として構成されている。具体的には、図4に示すように、電圧検出端子42は、第1の折り曲げ部42aを備え、この第1の折り曲げ部42aが、バスバ10の辺縁部から延出した一部を、回路基板20から遠ざかる向きへと折り曲げている。本実施形態では、第1の折り曲げ部42aは、バスバ10から延出した直後の位置に形成されている。電圧検出端子42は、この第1の折り曲げ部42aから延在した一部が、バスバ10と平行するように再度の折り曲げがなされている。また、電圧検出端子42は、第2の折り曲げ部42bを備えており、この第2の折り曲げ部42bが、第1の折り曲げ部42aから延在した一部を、回路基板20と対応する位置において、回路基板20側へ向けて約90度の角度で折り曲げている。第2の折り曲げ部42bから延在する部分は、接続部42cとして機能するものである。接続部42cは、直線状に延在し、回路基板20を貫通している(図2参照)。この接続部42cの先端には、板厚を減少させる減厚加工が施されることにより、先端に向かうにつれて先細る形状とされている。この減圧加工は、電圧検出端子42が回路基板20を貫通するにあたって回路基板20に設ける孔を小孔にて実現するための前処理である。この前処理は、少なくとも第2の折り曲げ部42bにおける曲げ加工に先立ち行われている。
 なお、残余の電圧検出端子41についても、前述の電圧検出端子42と同様な形態が採用されており、その詳細については省略する。これらの電圧検出端子41,42は、互いに向き合うバスバ10の辺縁部より互い違いとなる向きにそれぞれ延出して、互いに平行に並んで配置されている。
 また、シャント抵抗式電流センサ1は、グランド端子43をさらに備えている。このグランド端子43は、バスバ10と回路基板20とを電気的に接続する。このグランド端子43は、バスバ10に流れる被測定電流の電流経路を基準として、一対の電圧検出端子41,42よりも外側に配置されている。換言すれば、グランド端子43は、シャント抵抗部SRよりも外側に配置されている。本実施形態において、グランド端子43は、他方の電圧検出端子42とバッテリポスト用の貫通孔11との間に設けられている。
 グランド端子43は、バスバ10の辺縁部より延出した延出片として構成されている。グランド端子43も、電圧検出端子41,42と同様な形態が採用されており、接続部における先端において回路基板20を貫通している(図2参照)。
 再び図1乃至図3を参照する。回路基板20は、バスバ10と向き合うように所定のスペースを隔てて設置されている。回路基板20には、一対の回路パターンが形成されている。一対の回路パターンの端部は、回路基板20を貫通した電圧検出端子41,42の接続部42cに接続されている。個々の電圧検出端子41,42と回路パターンとは、例えば半田付けにより電気的に接続される。同様に、回路基板20には、グランドパターンが形成されている。グランドパターンの端部は、回路基板20を貫通して上面側へと突きだしたグランド端子43の接続部に接続されている。
 電圧検出IC30は、回路基板20上に搭載されており、当該回路基板20上に形成された回路パターンと接続されている。電圧検出IC30としては、CPU、ROM、RAM、I/Oインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。この電圧検出IC30は、バスバ10に流れる被測定電流の大きさを検出するために、一対の電圧検出端子41,42を介して回路基板20に印加される電圧値を検出する(電圧検出手段)。すなわち、電圧検出IC30は、バスバ10のシャント抵抗部SRに生じる電圧降下を検出し、その電圧降下からバスバ10に流れる被測定電流の大きさを検出する。
 また、電圧検出IC30は、後述する温度センサ35による検出結果に応じて補正を行う。すなわち、電圧検出IC30は、温度変化による抵抗変化の影響を受けて誤った電流値を検出しないように、温度結果に応じてシャント抵抗部SRにおける抵抗値の補正を行う。
 温度センサ35は、回路基板20において、バスバ10のシャント抵抗部SRと対向する面に設けられている。本実施形態では、回路基板20のうち電圧検出IC30の搭載面と反対側の面に設けられている。このため、温度センサ35は、自身と向き合う位置にあるバスバ10(シャント抵抗部SR)の温度を検出する。また、例えば、温度センサ35は、バスバ10におけるシャント抵抗部SRの中央部、具体的には、電流が流れる方向を基準とするシャント抵抗部SRの中央部と位置的に対応して配置されている。
 図6は、本実施形態に係るシャント抵抗式電流センサ1の使用状態を模式的に示す説明図である。本実施形態に係るシャント抵抗式電流センサ1のバスバ10はバッテリターミナルとして用いられる。例えば、バスバ10の貫通孔11は、ボルト72を利用してバッテリ70の負極側のバッテリポスト71に接続され、他方の貫通孔12にはワイヤーハーネス固定ネジ73を介してワイヤーハーネスWに接続される。
 このように本実施形態において、シャント抵抗式電流センサ1に係る電圧検出端子41,42は、バスバ10の辺縁部より延出した延出片として構成されている。例えば、図4に示すように、電圧検出端子42は、バスバ10の辺縁部から延出した一部を、回路基板20から遠ざかる向きへと折り曲げる第1の折り曲げ部42aと、第1の折り曲げ部42aから延在した一部を、回路基板20側へ向けて折り曲げる第2の折り曲げ部42bと、第2の折り曲げ部42bから直線状に延在した、板厚を減少させる減厚加工が先端に施された接続部42cと、を備え、接続部42cの先端が回路基板20を貫通することによって電圧検出端子41,42が回路基板20と電気的に接続される。
 ここで、本実施形態の比較例について説明する。図7は、第1の折り曲げ部42aを備えない形状の端子を備えるバスバ10を説明する説明図であり、図8は、図7に示すバスバ10を含むシャント抵抗式電流センサ1を示す説明図である。図7,図8は、上述した一対の電圧検出端子41,42及びグランド端子43に代えて、一対の電圧検出端子51,52及びグランド端子53が用いられた形態を示している。これらの端子51,52,53は、互いに同様の形状が採用されている。以下、電圧検出端子52の形状を例示して説明する。
 電圧検出端子52は、バスバ10の辺縁部より延出した延出片として構成されている。具体的には、図7に示すように、電圧検出端子52は、第2の折り曲げ部52bを備えており、この第2の折り曲げ部52bが、バスバ10の辺縁部から延出する一部を、回路基板20と対応する位置において、回路基板20側へ向けて約90度の角度で折り曲げている。また、電圧検出端子42は、第2の折り曲げ部52bから直線状に延在する部分が、接続部52cとして機能するものである。接続部52cは、その先端が回路基板20を貫通している。ここで、接続部52cは、その先端を細くするために、プレス加工によりその板厚を減少させる減厚加工が施されている。
 接続部52cの先端を減厚加工した場合、この加工部分は加工硬化しているので、当該部分を曲げ加工することは困難となる。そのため、第2の折り曲げ部42bとなる箇所を形成する際には、減厚加工がなされていない位置にて曲げ加工を行う必要がある。したがって、接続部52cにおいて、先端(減厚加工が施された領域)と第2の折り曲げ部52bとの間には、減厚加工が施されていない幅広部分が残留することとなる。この場合、接続部52cによって貫通された回路基板20は、接続部52cのうち減厚加工が施されていない幅厚な部分まで接近することができる。しかしながら、図8に示すように、回路基板20とバスバ10との間には、減厚加工が施された部分を避けた位置にて曲げ加工を行った分、接続部52cの幅広部分の高さに相当するクリアランスが形成されることとなる。この結果、バスバ10と温度センサ35との間の距離が離れることとなる。
 この点、本実施形態によれば、電圧検出端子42は、バスバ10から延出した一部を、回路基板20から遠ざかる向きと折り曲げる第1の折り曲げ部42aを備えている。これにより、第1の折り曲げ部42aを備えない構成と比較して、第2の折り曲げ部42bを、バスバ10を基準として回路基板20から遠ざかる位置に設定することができる。その結果、バスバ10と、回路基板20との間に形成されるクリアランスを縮小することができる。このため、温度センサ35が搭載される回路基板20とバスバ10とを近接させて配置することができる。その結果、温度センサ35による温度の検出精度の向上を図ることができる。
 また、接続部42cのうち減厚加工される部分、すなわち、先端の高さは、回路基板20との間で貫通するだけの精度が確保されているならば、回路基板20とバスバ10との間の距離に影響を与えない。そのため、先端を長く確保することもできる。この場合、加工分の細い形状により、熱が逃げにくくなり、ハンダ付けが行い易くなる。これにより、作業性の向上を図ることができるので、製造時間の短縮化、ひいては、製造コストの削減を行うことができる。さらに、バスバ10と回路基板20との間に熱膨張差が生じた場合、細い先端が変形することで、接続部分に作用する応力を緩和することができる。このため、ハンダ部の信頼性の向上を図ることができる。
 なお、このような端子形状は、電圧検出端子41及びグランド端子43にそれぞれ採用されており、これらの端子41,43でも、電圧検出端子42と同様の作用及び効果を期待することができる。
(第2の実施形態)
 図9は、本実施形態に係るシャント抵抗式電流センサ1を模式的に示す上面図であり、図10は、図9に示すシャント抵抗式電流センサ1のバスバ10を模式的に示す断面図である。第2の実施形態に係るシャント抵抗式電流センサ1が、第1の実施形態と相違する点は、各端子41,42,43の形状である。なお、第1の実施形態と共通する点については説明を省略することとし、以下相違点を中心に説明を行う。また、各端子41,42,43は、互いに同様の形状が採用されている。以下、電圧検出端子42の形状を例示して説明する。
 本実施形態に係る電圧検出端子42は、第1の折り曲げ部42aを備え、この第1の折り曲げ部42aは、バスバ10の辺縁部から延出した一部を、回路基板20から遠ざかる向きへと折り曲げている。第1の折り曲げ部42aにおける曲げの程度は、第1の実施形態と比べると緩やかとなっている。電圧検出端子42は、この第1の折り曲げ部42aから延在する一部が、バスバ10から次第に離れるように傾斜している。電圧検出端子42は、第2の折り曲げ部42bを備えており、この第2の折り曲げ部42bは、この第1の折り曲げ部42aから延在する一部を、回路基板20と対応する位置において、回路基板20側へ向けて約90度の角度で折り曲げている。第2の折り曲げ部42bから延在する部分は、接続部42cとして直線状に延在しおり、回路基板20を貫通している(図2参照)。この接続部42cの一部(先端側の部位)に、板厚を減少させる減厚加工が施されている。
 この点、本実施形態によれば、電圧検出端子42は、バスバ10から延出した一部を、回路基板20から遠ざかる向きへと折り曲げる第1の折り曲げ部42aを備えている。これにより、第1の折り曲げ部42aを備えない構成と比較して、第2の折り曲げ部42bを、バスバ10を基準として回路基板20から遠ざかる位置に設定することができる。その結果、バスバ10と、回路基板20との間に形成されるクリアランスを縮小することができる。このため、温度センサ35が搭載される回路基板20とバスバ10とを近接させて配置することができる。その結果、温度センサ35による温度の検出精度の向上を図ることができる。
 また、接続部42cのうち減厚加工される部分、すなわち、先端の高さは、回路基板20との間で貫通するだけの精度が確保されているならば、回路基板20とバスバ10との間の距離に影響を与えない。そのため、先端を長く確保することもできる。この場合、加工分の細い形状により、熱が逃げにくくなり、ハンダ付けが行い易くなる。これにより、作業性の向上を図ることができるので、製造時間の短縮化、ひいては、製造コストの削減を行うことができる。さらに、バスバ10と回路基板20との間に熱膨張差が生じた場合、細い先端が変形することで、接続部分に作用する応力を緩和することができる。このため、ハンダ部の信頼性の向上を図ることができる。
 以上、本実施形態にかかるシャント抵抗式電流センサについて説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、その発明の範囲において種々の変更が可能である。
 ここで、上述した本発明に係るシャント抵抗式電流センサの実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]、[2]に簡潔に纏めて列記する。
[1] 略平板形状のバスバと、
 前記バスバと向き合って配置される回路基板と、
 前記バスバと一体形成された、前記バスバと前記回路基板とを電気的に接続する一対の電圧検出端子と、
 前記回路基板に搭載され、前記バスバに流れる被測定電流の大きさを検出するために前記一対の電圧検出端子を介して前記回路基板に印加される電圧値を検出する電圧検出手段と、
 前記回路基板に搭載され、前記電圧検出手段が補正を行うために前記バスバの温度を検出する温度検出手段と、
 を有し、
 前記電圧検出端子のそれぞれは、
 前記バスバの辺縁部から延出した一部を、前記回路基板から遠ざかる向きへと折り曲げる第1の折り曲げ部と、
 前記第1の折り曲げ部から延在した一部を、前記回路基板側へ向けて折り曲げる第2の折り曲げ部と、
 前記第2の折り曲げ部から直線状に延在した、板厚を減少させる減厚加工が先端に施された接続部と、
 を備え、
 前記電圧検出端子の前記接続部の先端が前記回路基板を貫通することによって、当該電圧検出端子が当該回路基板と電気的に接続されるシャント抵抗式電流センサ。
[2] 前記バスバと一体形成された、前記バスバと前記回路基板とを電気的に接続するグランド端子をさらに有し、
 前記グランド端子は、
 前記バスバの辺縁部から延出した一部を、前記回路基板から遠ざかる向きへと折り曲げる第1の折り曲げ部と、
 前記第1の折り曲げ部から延在した一部を、前記回路基板側へ向けて折り曲げる第2の折り曲げ部と、
 前記第2の折り曲げ部から直線状に延在した、板厚を減少させる減厚加工が先端に施された接続部と、
 を備え、
 前記グランド端子の前記接続部の先端が前記回路基板を貫通することによって、当該グランド端子が当該回路基板と電気的に接続される[1]に記載されたシャント抵抗式電流センサ。
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
 本出願は、2013年1月23日出願の日本特許出願(特願2013-10027)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 本発明のシャント抵抗式電流センサによれば、温度センサが搭載される回路基板とバスバと近接させて配置することができる。この効果を奏する本発明は、シャント抵抗式電流センサの分野において有用である。
 1 シャント抵抗式電流センサ
 10 バスバ
 11 貫通孔
 12 貫通孔
 20 回路基板
 30 電圧検出IC
 41 電圧検出端子
 42 電圧検出端子
 42a 第1の折り曲げ部
 42b 第2の折り曲げ部
 42c 接続部
 43 グランド端子
 70 バッテリ
 71 バッテリポスト
 72 ボルト
 73 ワイヤーハーネス固定ネジ
 SR シャント抵抗部
 W ワイヤーハーネス

Claims (2)

  1.  略平板形状のバスバと、
     前記バスバと向き合って配置される回路基板と、
     前記バスバと一体形成された、前記バスバと前記回路基板とを電気的に接続する一対の電圧検出端子と、
     前記回路基板に搭載され、前記バスバに流れる被測定電流の大きさを検出するために前記一対の電圧検出端子を介して前記回路基板に印加される電圧値を検出する電圧検出手段と、
     前記回路基板に搭載され、前記電圧検出手段が補正を行うために前記バスバの温度を検出する温度検出手段と、
     を有し、
     前記電圧検出端子のそれぞれは、
     前記バスバの辺縁部から延出した一部を、前記回路基板から遠ざかる向きへと折り曲げる第1の折り曲げ部と、
     前記第1の折り曲げ部から延在した一部を、前記回路基板側へ向けて折り曲げる第2の折り曲げ部と、
     前記第2の折り曲げ部から直線状に延在した、板厚を減少させる減厚加工が先端に施された接続部と、
     を備え、
     前記電圧検出端子の前記接続部の先端が前記回路基板を貫通することによって、当該電圧検出端子が当該回路基板と電気的に接続されるシャント抵抗式電流センサ。
  2.  前記バスバと一体形成された、前記バスバと前記回路基板とを電気的に接続するグランド端子をさらに有し、
     前記グランド端子は、
     前記バスバの辺縁部から延出した一部を、前記回路基板から遠ざかる向きへと折り曲げる第1の折り曲げ部と、
     前記第1の折り曲げ部から延在した一部を、前記回路基板側へ向けて折り曲げる第2の折り曲げ部と、
     前記第2の折り曲げ部から直線状に延在した、板厚を減少させる減厚加工が先端に施された接続部と、
     を備え、
     前記グランド端子の前記接続部の先端が前記回路基板を貫通することによって、当該グランド端子が当該回路基板と電気的に接続される請求項1に記載されたシャント抵抗式電流センサ。
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