[发明专利]电流传感器

说明书

两个铁磁元件(2)界定用于要测量其电流强度的电导体(4)的区域(6)。每个铁磁元件(2)具有端面(23)。两个铁磁元件(2)的端面(23)彼此面对并界定气隙(5)。磁场传感器(3)布置在气隙(5)中或气隙(5)附近。由铁磁元件(2)界定的区域(6)在与气隙(5)相对的一侧敞开并且因此可以容纳电导体(4)。通过磁场测量来测量电流强度。铁磁元件(2)可以特别是L形的。

技术领域

本发明涉及用于测量电导体中的电流强度的电流传感器。

背景技术

电流传感器本身应用广泛。本发明所非旨在限制的诸多应用领域中的一个应用领域是例如用于机动车辆的电驱动系统。在电驱动系统中，电流传感器可以在电力电子单元与电机之间使用或者在电力电子单元内使用；例如，可以在电力电子单元的输入端处测量直流电流，或者可以监测电池系统的状态。

已知的电流传感器具有许多缺点；特别是，在组装期间，无论是原始安装还是更换，它们通常都很麻烦。例如从国际专利申请WO2013/008205A2和WO2015/140129A1中已知具有环形磁芯的电流传感器。电导体穿过环形磁芯，因此电导体被环形磁芯包围。在组装期间，在进一步安装电导体之前，电导体必须被引导通过环形磁芯。这种电流传感器的改变或随后的安装需要至少部分地拆卸电导体。在例如从国际申请WO2017/130437A1已知的另一种方法中，从电导体的一侧安装磁性元件，并且从电导体的相对侧安装包括评估电子器件的传感器芯片。在这种情况下，不需要引导电导体通过传感器，但是电导体必须在两侧可接近。此外，例如从国际申请WO2016/190087A1和WO2016/125638A1中已知多种方法，其中电流传感器已经包含一根电导体，然而，这根电导体然后必须与形成应当测量电流强度的路径的其余电导体连接。例如在国际申请WO2017/187809A1、WO2018/116852A1和WO2013/172109A1中公开的另外的方法，每种方法使用载体上的大量传感器元件，一些具有多个电导体。这种方法需要多个传感器元件来测量电流强度，这导致成本过高并且组装费力。

发明内容

本发明的目的是提供一种不具有上述缺点中的至少一些缺点的电流传感器。特别地，电流传感器应当易于组装和更换。

该目的通过根据权利要求1所述的电流传感器来实现。从属权利要求包含有利的进一步的发展。权利要求10涉及一种具有这样的电流传感器的电气系统。

根据本发明的用于测量电导体中的电流强度的电流传感器包括通过测量磁场来确定电流强度的磁场传感器。根据本发明，电流传感器具有两个铁磁元件，每个铁磁元件具有端面。铁磁元件以如下方式成形和布置在电流传感器中：一方面，两个端面彼此面对并且界定气隙；另一方面，两个铁磁元件与气隙一起在电流传感器的平面中界定用于电导体的区域，该区域在与气隙相对的一侧敞开。在该区域中容纳要测量其电流强度的电导体。电流传感器的上述平面以如下方式定向：正确地容纳在电流传感器中的直线导体在电流传感器的区域中垂直于该平面延伸。更准确地说，由于该区域向一侧敞开，电流传感器可以被推到电导体上方。为此目的，既不需要拆卸电导体也不需要从相对侧接近；因此，可以容易地安装或更换电流传感器。两个铁磁元件是两个分离的元件，在它们之间没有铁磁连接。这是使得上述区域能够在一侧敞开并因此简化组装的基本方面。如有必要，两个铁磁元件可以一个接一个地单独安装，但是也可以选择将它们相对于彼此以正确布置预先组装在载体上。

这两个铁磁元件尤其可以具有相同的形状。在电流传感器中，铁磁元件然后以使得界定气隙的端面彼此面对的方式被布置成彼此镜像对称。

铁磁元件优选地由叠片磁芯组成，这减少了铁磁元件中的涡流损耗。