专利名称：电流检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种安装在诸如客车或货车等车辆中用于检测电池的充电或放电电流的电流检测装置。
背景技术：
如在日本专利N0.2704483中所公开的，已知的电流检测装置包括其上设置有电子电路的电路板(以印刷电路板的形式)和在其内容置电路板的外壳，利用盖封闭外壳的开口以形成封壳。在该电流检测装置中，从外壳的内侧表面突出并分别穿过设置在电路板上的对应通孔的多个触针中的每个触针焊接到电路板上的配线以在触针与配线之间形成电连接。在每个触针与电路板之间提供了优选电连接的焊接过程中，通孔完全地填充有焊剂并且填锡覆盖了与电路板的前侧表面(作为焊接表面)相反的后侧表面上的整个焊盘，这是由于焊剂沿着通孔从电路板的前侧表面上升到后侧表面的焊剂上升现象造成的。焊接条件或焊剂的不当选择可能会导致差的焊剂上升，即少于100%的焊剂填充，这是一种焊接故障。在差的焊剂上升的情形下，焊接点面积的减小会减小焊接点处的耐热疲劳性和在剧烈振动下的机械疲劳强度。因此，焊接点的焊接条件对于产品即电流检测装置的质量方面是重要的。通常在焊接后通过执行焊接故障的外观(或视觉)检查来做出每个产品好坏的决定。然而，在所公开的装置中，电路板低于外壳的盖安装表面的高度，并且电路板与外壳的内壁之间的间隙较小。这防止了在焊接后从与前侧(盖紧固到外壳的那一侧)相反的电路板的后侧可视地检查焊剂上升。作为一种示例性方案，从外壳的内侧底部突出的电路板接收器(对应于日本专利N0.2704483的图2中的元件IIb)可以被提升使得安装在其上的电路板高于盖安装表面的高度，由此能够对焊接故障进行外观检查。然而，该方案会引起产品尺寸的增大。此外，在当前的汽车领域，通过减小发动机舱的尺寸来确保车辆具有较大的内部空间，并且由于增加了用于确保使用者安全的电子设备而使发动机舱过度拥挤。因此，不希望产品尺寸增加，其会降低发动机舱中的可安装性和车辆的可维护性。鉴于此，因此，期望具有一种能够对焊接故障例如差的焊剂上升进行外观检查而不会增大产品尺寸的电流检测装置。
发明内容
根据本发明的示例性实施方式，提供了一种用于检测从电池流经线束的电流的电流检测装置。该装置包括:电阻器，该电阻器具有设置在电池的端子与线束之间以在电池的端子与线束之间提供载流路径的载流构件；电路板，该电路板上设置有电流检测电路，电流检测电路基于沿着载流构件的两个位置之间的电势差检测流经电阻器的电流；外壳，该外壳具有用于在其内容置电路板的凹部；以及盖，该盖用于封闭外壳的凹部的开口以形成封壳。在该装置中，电路板包括位于该电路板与从凹部的内侧底部突出并穿过电路板上设置的通孔的端子之间的焊接点，并且凹部的能够与盖接合或匹配的开口端不与电路板平行，使得至少电路板的包括焊接点的部分位于凹部的外侧。根据本实施方式，外壳凹部的能够与盖接合的开口端(也称为凹部的结合部)不与电路板平行，使得电路板的包括焊接点的上端部位于凹部的外侧，由此允许容易地可视地确定焊接点的焊接状况。此外，仅允许电路板的包括焊接点的部分位于外壳的凹部的外侧，并且整个电路板在安装在电池上时不必提升得高于外壳凹部的开口端的高度，这能够防止产品尺寸的增大。优选地，外壳的凹部的开口端位于单个平面内。也就是说，凹部的开口端是共面的。这使凹部的开口端在盖与外壳组装时能够调平，由此便利了盖与外壳的组装。 优选地，外壳凹部的能够与盖接合的开口端包括围绕凹部的开口的槽，其中，槽的深度方向与平面垂直。此外，盖包括设置在盖上以与槽周向接合的突起部，使得凹部的开口能够被盖封闭以形成封壳。在盖粘结到外壳时允许凹部的开口端保持水平，这使粘结剂均匀地施加到槽并且因此提高了盖粘结到外壳的可靠性。优选地，电阻器还包括引线构件，引线构件的一端紧固并电连接到载流构件并且其另一端形成从外壳的凹部的内侧底部突出的端子。从电池来的大电流所流经的电阻器特别是载流构件具有显著的热容量。因此，当载流构件通过使用引线构件而焊接到电流检测电路时，可能会发生焊接故障。本发明的电流检测装置可以便利焊接故障的可视检查，这可以可靠地防止焊接故障的发生。优选地，焊接点定位成靠近电路板的一端。更优选地，焊接点定位成靠近电路板的上端。这可以在可视检查焊接故障期间防止遗漏焊接故障。
在附图中:图1是根据本发明的一个实施方式的电流检测装置的俯视图；图2是电流检测装置的侧视图；图3是电流检测装置的侧视图；图4是电流检测装置的汇流条的展开图；图5是电流检测装置的载流构件的俯视图；图6是电流检测装置的引线构件的俯视图；图7是电流检测装置的载流构件的立体图；图8是示出了电流检测装置与电池之间的位置关系的俯视图；图9是示出了电流检测装置与电池之间的位置关系的侧视图；图10是电流检测装置的俯视图；图11是电流检测装置的侧视图；图12A是电流检测装置的侧视图；图12B是沿线B-B剖切的图12A的局部横截面图12C是能够与图12B中的外壳接合的盖的横截面图；以及图13是电流检测装置以及电连接到电流检测装置的电池的框图。
具体实施例方式以下将参照附图对本发明进行更加详细地说明。从始至终，相同的附图标记表示相同的元件。图1是根据本发明的一个实施方式的电流检测装置的俯视图。图2是电流检测装置从图1的下方观察的侧视图。图3是电流检测装置从图1的右方观察的侧视图。本实施方式的电流检测装置100包括用作电阻器(称作分流电阻器)的汇流条110、电路板120、外壳130、连接器140以及盖150 ;其中，汇流条110由导电材料形成，电路板120上设置有电流检测电路，电流检测电路基于沿着汇流条110的载流路径的两个位置之间的电势差来检测流经汇流条110的电流，外壳130容置汇流条110和电路板120，连接器140具有暴露到其内部以能够电连接到电路板120的多个连接器端子，盖150封闭外壳130的其中容置有电路板120的凹部的开口。汇流条110在外壳130内具有双折叠构造，并且汇流条110的一端包括紧固并电连接到电池侧配线的第一固定部112，汇流条110的另一端包括紧固并电连接到线束300的第二固定部114。第一固定部112的上表面与第二固定部114的上表面共面。也就是说，第一固定部112的上表面处于与第二固定部114的上表面相同的高度。图4是汇流条110的展开图，其中仅仅为了图示的目的仅示出了汇流条110。汇流条Iio包括载流构件IlOA和引线构件110B，电流通过载流构件IlOA在第一固定部112与第二固定部114之间流动，电流检测电路经由引线构件IlOB获得沿着载流构件IlOA的两个位置之间的电势差。图5是载流构件IlOA的俯视图。图6是引线构件IlOB的俯视图。图7是载流构件IlOA的局部立体图。在本实施方式中，第一固定部112、第二固定部114以及载流构件IlOA设置在电池200的顶表面上。电路板120设置在电池200的一侧。载流构件IlOA和电路板120通过引线构件IlOB彼此电连接。为了限定载流构件110A，在与电池200的顶表面垂直的方向上将平直的长矩形板折叠两次。更具体地，载流构件IIOA包括第一导体面板IIOAl、第二导体面板110A2以及第三导体面板110A3 ;其中，第一导体面板110A1连接到第一固定部112并在一端具有第一折叠部I IOCl，第二导体面板110A2的一端在第一折叠部110C1处与第一导体面板110A1连接并且另一端具有第二折叠部110C2，第三导体面板110A3的一端在第二折叠部110C2处与第二导体面板110A2连接并连接到第二固定部114。优选地，第一导体面板110A1的延伸方向与第二导体面板110A2的延伸方向彼此倾斜第一特定角度(在图4所示的本实施方式中是90度)。第二导体面板110A2的延伸方向与第三导体面板110A3的延伸方向彼此倾斜第二特定角度(在图4所示的本实施方式中是180度)。引线构件IlOB用于电连接载流构件IlOA和电路板120。载流构件IlOA和引线构件IlOB是单独的构件(如图5、6所示)。引线构件IlOB焊接到载流构件IlOA用于在其间建立电连接和机械连接。如图6所示，引线构件IlOB包括通过连接部110B3连接在一起的第一引线导体110B1和第二引线导体110B2。引线构件IlOB的第一引线导体110B1和第二引线导体110B2保持连接在一起直到引线构件IlOB到载流构件IlOA的焊接完成为止。焊接完成后，移除连接部110B3以断开第一引线导体IlOBl和第二引线导体110B2之间的连接。第一引线导体110B1的一端在拐角AA处焊接到第一导体面板110A1的下侧表面。第二引线导体110B2的一端在拐角BB处焊接到第三导体面板110A3的上侧表面。第一引线导体110B1和第二引线导体110B2分别从拐角AA、BB朝向电池200的安装有电路板120的一侧(以下称作电池200的板安装侧)延伸。第一引线导体110B1和第二引线导体110B2进一步沿着电池200的顶表面延伸并且与电池200的板安装侧平行，并且第一引线导体110B1和第二引线导体110B2在相应的拐角AA、BB处还沿着与其端部相同的方向延伸。可以改变第一引线导体110B1和第二引线导体110B2沿着电池200的顶表面延伸并且与电池200的板安装侧平行的那些部分中的每个部分的长度。这使其内容置有电路板120的外壳130能够沿着电池200的板安装侧横向地移动，而不改变分别焊接到第一引线导体110B1和第二引线导体110B2的拐角AA、BB的位置。因此，拐角AA、BB之间的电势差与电流值之间的关系将不受上述长度改变的影响，并因此不必对电流检测电路进行重新设计。图8是示出了电流检测装置100与电池200之间的位置关系的俯视图，其中，电流检测装置100安装在电池200上，并且线束300经由其端子302紧固到电池200上。图9是示出了电流检测装置100与电池200之间位置关系的侧视图。如图8和图9所示，电流检测装置100通过用作电池200的负极端子202与第一固定部112之间的配线的安装支架210 (电池侧配线)来紧固并电连接到电池200的负极端子202，并且螺栓211从安装支架210的端部向上突出。在本实施方式中，螺栓211穿过设置在第一固定部112上的第一通孔112A (如图1所示)并且与螺母212协作以实现夹紧动作。第二通孔设置在第二固定部114上，并且螺栓115穿过该通孔。此外，第三通孔设置在线束300的端子302上。螺栓115还穿过第三通孔并与螺母303协作以实现夹紧动作，由此将线束300的端子302紧固并电连接到第二固定部114。在本实施方式中，外壳130由具有高的热传导能力和电绝缘能力的树脂材料例如聚苯硫醚(PPS)树脂形成,并且除暴露在外部的第一固定部112和第二固定部114之外的整个汇流条110是插入模制的。如上所述，汇流条110具有双折叠的复杂构造，并且用于检测隔开的两个拐角AA、BB之间电势差的两个引线导体110B1U10B2从汇流条110延伸到电路板120。引线导体110B1在其端部具有电流检测端子Cl。引线导体110B2在其端部具有两个相等的分支。一个分支用作感测专用接地端子C2并且另一分支用作电路专用接地端子C3。提供电路专用接地端子C3以使感测专用接地端子C2处由安装在电路板120上的各种电路的操作所导致的电动势变化最小化。在感测专用接地端子C2处的电动势变化小的情形下，可以移除电路专用接地端子C3。从汇流条110延伸的这三个端子(电流检测端子Cl、感测专用接地端子C2、电路专用接地端子C3)中的每个端子分别穿过设置在电路板120上的相应通孔并且焊接到电路板120以电连接到电路板120上的电流检测电路。通常，汇流条110具有显著的热容量，大的电流通过汇流条从电池200流出。因此，当从载流构件IlOA延伸的引线构件IlOB的三个端部Cl至C3用于将汇流条110焊接到电流检测电路时，加热不充分会导致焊接故障，例如差的焊剂上升。为了便于检测这种焊接故障，期望可视地确定焊接状况。图10是移除盖150之后的电流检测装置100的俯视图。图11是从图10的下方观察的电流检测装置100的侧视图。图12A是从图10的右方观察的电流检测装置100的侧视图。如图10所示，从汇流条110的载流构件IlOA延伸的这三个端子(电流检测端子Cl、感测专用接地端子C2、电路专用接地端子C3)从外壳130的凹部132的内侧底部突出。凹部132内容置有电路板120。这三个端子中的每个端子穿过设置在电路板120上的相应通孔并且经由端子的末端焊接到电路板。端子Cl至C3定位成靠近电路板120的一端(在本实施方式中如图12A所示靠近电路板120的上端)。凹部132的能够与盖150接合的开口端134 (以下还称作凹部132的接合部分)位于不与电路板120即电路板120的前侧表面或后侧表面平行的假想平面内。更具体地，如图11所示，该平面相对于电路板120倾斜使得凹部132的深度D (如图11所示的凹部132侧壁的宽度)沿着外壳130的向上方向单调递减，而在外壳130的横向方向上深度D保持不变，使得电路板120的包括三个焊接点的上端部位于凹部132的外侧，其中三个焊接点中的每个焊接点是在电路板120与三个端子Cl至C3中的一个端子之间的焊接点。也就是说，当盖150移除时，电路板120的上端部的前侧表面和后侧表面二者都能够从外部观察到。这种构造使三个焊接点中的每个焊接点的焊接状况能够从电路板120的两侧容易地可视地确定。此外，如图12A所示，接合部分134包括围绕凹部132的开口的槽134A，如图12B所示，槽134A的深度方向垂直于平面，如图12C所示，盖150在其开口端135处包括突起部134B,突起部134B设置在盖150上以与槽134A周向地接合，使得凹部132的开口能够被盖150封闭以形成封壳。在将盖150装配到外壳130时，通过倾斜电流检测装置100使得接合部分134保持水平，然后将粘结剂施加到槽134A来将盖150粘结到外壳130。可替代地，接合部分134可以包括围绕凹部132的开口的突起部，并且盖150可以包括设置在盖150的开口端处的槽以与凹部132的突起部周向地接合，使得凹部132的开口能够被盖150封闭以形成封壳。进一步可替代地，可以既不使用槽也不使用突起部地将盖150粘结到外壳130。图13是电流检测装置100和电连接到电流检测装置100的电池200的示例性框图。如图13所示，电流检测装置100的电路板120包括电连接到作为汇流条110的一部分的分流电阻器100’两侧的差分放大器10、电连接在电池200的阳极端子与阴极端子之间的差分放大器12、温度检测器20、电流检测处理器30、电压检测处理器32、温度检测处理器34、电池状态检测器36、充电控制器40、通信输入/输出单元(通信1/0)50、52、根据CAN协议发送和接收数据的CAN接口(CAN I/F)60以及根据LIN协议发送和接收数据的LIN接口(LIN I/F)62。差分放大器10放大分流电阻器100’两侧的电压，并且电流检测处理器30基于差分放大器10的输出电压检测流经分流电阻器100’的电流。电流检测电路包括差分放大器10和电流检测处理器30。差分放大器12将电池200两侧的电压(称作电池电压)转换成适当水平的电压，并且电压检测处理器32基于差分放大器12的输出电压检测电池电压。温度检测器20包括由电阻器和热敏电阻形成的分压电路，其中，热敏电阻的阻值作为温度的函数而改变并且分压电路的分压也相应地改变。温度检测处理器34基于温度检测器20的输出电压(分压)检测电流检测装置100的温度(即电池200的温度)。电池状态检测器36基于电流检测处理器30、电压检测处理器32、温度检测处理器34中每个的检测值生成电池状态信号。电池状态检测传感器38包括电流检测处理器30、电压检测处理器32、温度检测处理器34、电池状态检测器36。充电控制器40基于电池状态检测器36生成的电池控制信号来控制车辆发电机(G)SO的发电状态。通过经由通信输入/输出单元52和LIN接口 62将指令传送到安装在车辆发电机80上的发电控制器82来执行发电控制。由电池状态检测器36生成的电池状态信号经由通信输入/输出单元50和CAN接口 60传送到车辆系统70。车辆系统70基于接收到的电池状态信号等集成地控制发动机和各种电气负载。如上所述，在本实施方式的电流检测装置100中，凹部132的能够与盖150接合的开口端134 (即凹部132的接合部分)相对于电路板120的前侧表面或后侧表面倾斜，使得电路板120的包括三个焊接点(三个焊接点中的每个焊接点是电路板120与三个端子Cl至C3中的一个端子之间的焊接点)的上端部位于凹部132的外侧，这便于对三个焊接点中的每个焊接点的焊接状况从电路板120的外侧和内侧可视地确定。此外，仅允许电路板120的包括三个焊接点的上端部位于外壳130的凹部132的外侧，并且电路板120不必提升得高于外壳的盖安装表面的高度，这能够防止产品尺寸的增大。此外，在上述实施方式中，凹部132的能够与盖150接合的开口端(即接合部分)134位于单个平面中。也就是说，凹部132的接合部分134是共面的。这使整个接合部分134在盖150与外壳130组装时能够调平，由此便利了盖150与外壳130的组装。此外，在上述实施方式中，凹部132的能够与盖150接合的开口端(即接合部分)134包括围绕凹部132的开口的槽134A，槽134A的深度方向垂直于凹部132的接合部分所处的平面。另一方面，盖150包括设置在盖150上以与槽134A周向接合的突起部134B，使得凹部132的开口能够被盖150封闭以形成封壳。在盖150粘结到外壳130时允许凹部132的接合部分134保持水平，这使得粘结剂均匀地施加到槽134A并且因此提高了盖150粘结到外壳130的可靠性。此外，在上述实施方式中，汇流条110 (大的电流通过其从电池200流出)具有显著的热容量。因此，当从汇流条Iio的载流构件IlOA延伸的引线构件IlOB的三个端子Cl至C3用于将汇流条110焊接到电路板120时，可能会发生焊接故障，例如差的焊剂上升。上述实施方式的电流检测装置100可以便利焊接故障的可视检查并且因此可以可靠地防止焊接故障的发生。此外，在上述实施方式中，三个焊接点(三个焊接点中的每个焊接点是在电路板120与电流检测端子Cl、感测专用接地端子C2以及电路专用接地端子C3中的一个端子之间的焊接点)设置在电路板120的位于外壳130的凹部132外侧的上端部。这能够防止在可视检查时遗漏各个焊接点处的焊接故障。现在将描述上述实施方式的在不脱离本发明的精神和范围的前提下设计的某些变型。在上述实施方式中，汇流条110用作分流电阻器。可替代地，汇流条110和分流电阻器是单独的构件。在上述实施方式中，电流检测装置100通过安装支架210紧固并电连接到电池200的负极端子202。可替代地，可以通过使第一固定部112变形以延伸到负极端子202来将电流检测装置100直接紧固到电池200的负极端子202。在上述实施方式中，汇流条110的载流构件IlOA具有双折叠构造，这种构造通过对平直的长矩形板折叠两次来形成。可替代地，可以通过对平直的长矩形板折叠一次或两次以上或通过对非平直的长形板折叠一次或更多次或不折叠该板来形成汇流条110的载流构件110A。(实用性)如上所述，根据本发明，凹部132的能够与盖150接合的开口端(即接合部分)134相对于电路板120倾斜，使得电路板120的包括三个焊接点(三个焊接点中的每个焊接点是在电路板120与三个端子Cl至C3中的一个端子之间的焊接点)的上端部位于凹部132的外侧，从而允许从电路板120的外侧和内侧二者容易地可视地确定这三个焊接点中的每个焊接点的焊接状况。本发明所属领域的技术人员在前述说明书和相关联附图的教示下将会想到本发明的许多变型和其他实施方式。因此，应当理解的是，本发明不局限于所公开的特定实施方式，并且意在将这些变型和其他实施方式包含在所附权利要求的范围之内。尽管文中使用了特定的术语，但这些术语仅具有一般性的和描述性的意义而并不是为了限制的目的。
权利要求
1.一种用于检测从电池(200)流经线束(300)的电流的电流检测装置(100)，包括: 电阻器(110)，所述电阻器(110)具有设置在所述电池(200)的端子与所述线束(300)之间以在所述电池(200)的端子与所述线束(300)之间提供载流路径的载流构件(110A)；电路板(120)，所述电路板(120)上设置有电流检测电路，所述电流检测电路基于沿着所述载流构件(110A)的两个位置之间的电势差检测流经所述电阻器(110)的电流； 外壳(130)，所述外壳(130)具有用于在其内容置所述电路板(120)的凹部(132);以及 盖(150)，所述盖(150)用于封闭所述外壳(130)的所述凹部(132)的开口以形成封壳; 其中，所述电路板(120)包括位于所述电路板(120)与从所述凹部(132)的内侧底部突出并穿过所述电路板(120)上设置的通孔的端子(Cf C3)之间的焊接点，并且 所述凹部(132)的能够与所述盖(150)接合的开口端(134)不与所述电路板(120)平行，使得至少所述电路板(120)的包括所述焊接点的部分位于所述凹部(132)的外侧。
2.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述外壳(130)的所述凹部(132)的所述开口端(134 )相对于所述电路板(120)倾斜。
3.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述外壳(130)的所述凹部(132)的所述开口端(134)位于单个平面内。
4.根据权利要求3所述的装置(100)，其中，所述平面相对于所述电路板(120)倾斜。
5.根据权利要求3或4所述的装置(100)，其中， 所述凹部(132)的能够与所述盖(150)接合的开口端(134)包括围绕所述凹部(132)的所述开口的槽(134A)，所述槽(134A)的深度方向与所述平面垂直，并且 所述盖(150)包括设置在所述盖(150)上以与所述槽(134A)周向接合的突起部(134B)，使得所述凹部(132)的所述开口能够被所述盖(150)封闭以形成封壳。
6.根据权利要求3或4所述的装置(100)，其中， 所述凹部(132)的能够与所述盖(150)接合的所述开口端(134)包括围绕所述凹部(132)的所述开口的突起部，所述突起部的高度方向与所述平面垂直，并且 所述盖(150)包括设置在所述盖(150)上以与所述突起部周向接合的槽，使得所述凹部(132 )的所述开口能够被所述盖(150 )封闭以形成封壳。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(100)，其中，所述电阻器(110)还包括引线构件(110B)，所述引线构件(110B)的一端紧固并电连接到所述载流构件(110A)并且所述引线构件(110B)的另一端形成从所述外壳(130)的所述凹部(132)的内侧底部突出的所述端子(CfC3)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置(100)，其中，所述焊接点定位成靠近所述电路板(120)的一端。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的装置(100)，其中，所述焊接点定位成靠近所述电路板(120)的上端。
全文摘要
本发明涉及一种用于检测从电池(200)流经线束(300)的电流的电流检测装置(100)。该装置包括电阻器(110)，其具有设置在电池的端子与线束之间的载流构件(110A)；电路板(120)，其上设置有用于检测流经电阻器的电流的电流检测电路；外壳(130)，其具有用于容置电路板的凹部(132)；以及盖(150)，其用于封闭凹部的开口。电路板(120)包括位于电路板与从凹部(132)的内侧底部突出并穿过电路板上设置的通孔的端子(C1~C3)之间的焊接点，并且凹部(132)的能够与盖(150)接合的开口端(134)不与电路板(120)平行，使得至少电路板的包括焊接点的部分位于凹部(132)的外侧。
文档编号G01R19/00GK103091538SQ20121042119
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月29日 优先权日2011年10月31日
发明者菊地司 申请人:株式会社电装