特許 7592965 プレチャージシステムを統合したリレースイッチ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】プレチャージシステムを統合したリレースイッチ装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 50/14 20060101AFI20241126BHJP

   H01H 50/54 20060101ALI20241126BHJP

   H01M 50/574 20210101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

H01H50/14 B

H01H50/54 E

H01M50/574

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2022580176

(86)(22)【出願日】2021-10-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-26

(86)【国際出願番号】 KR2021015138

(87)【国際公開番号】W WO2022092778

(87)【国際公開日】2022-05-05

【審査請求日】2022-12-23

(31)【優先権主張番号】10-2020-0140709

(32)【優先日】2020-10-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】521065355

【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】リー、ウォン－テ

(72)【発明者】

【氏名】リー、ヨン－ジュン

(72)【発明者】

【氏名】チャ、ジェ－ヒュク

(72)【発明者】

【氏名】ファン、スン－タク

【審査官】荒木 崇志

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２２９３７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１７４６７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ４５／００ － ４５／１４

Ｈ０１Ｈ ５０／００ － ５９／００

Ｈ０１Ｍ ５０／５０ － ５０／５９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電流伝送線路の電流の流れをオンオフするリレースイッチ装置であって、
リレースイッチ装置の外観を形成するリレーハウジングと、
互いに所定の間隔を置いて前記リレーハウジングの内外部にわたって並んで配置される第１上部固定端子及び第２上部固定端子と、
前記第１上部固定端子と電気的に接続され、前記第１上部固定端子から所定の間隔で離隔した下部に配置される第１下部固定端子、及び前記第２上部固定端子と電気的に接続され、前記第２上部固定端子から所定の間隔で離隔した下部に配置される第２下部固定端子と、
所定の距離を移動して前記第１上部固定端子及び前記第２上部固定端子または前記第１下部固定端子及び前記第２下部固定端子と選択的に接触するように設けられた回路モード切替えモジュールと、を含み、
前記回路モード切替えモジュールが、前記第１上部固定端子及び前記第２上部固定端子に接触した場合、前記第１上部固定端子及び前記第２上部固定端子を含む電流経路を形成し、前記第１上部固定端子と前記第２上部固定端子におけるノード電圧が実質的に同一であり、前記第１下部固定端子及び前記第２下部固定端子に接触した場合、前記第１上部固定端子及び前記第２上部固定端子を含む電流経路を形成し、前記第１上部固定端子と前記第２上部固定端子との電圧差が発生し、
前記回路モード切替えモジュールは、
前記リレーハウジングの内部で昇降可能に設けられる移動シャフトと、
前記移動シャフトに取り付けられ、前記移動シャフトが所定の位置まで上昇すると、前記第１上部固定端子及び前記第２上部固定端子に接触可能に設けられる電気伝導性材質の接触プレートと、
前記移動シャフトに取り付けられ、前記接触プレートの下部に位置し、前記移動シャフトが所定の位置まで下降すると、前記第１下部固定端子及び前記第２下部固定端子に電気的に接続可能に接触する、絶縁性ケースの内部に抵抗体を備えた抵抗部材と、を含む、
リレースイッチ装置。

【請求項2】

前記回路モード切替えモジュールが前記第１下部固定端子及び前記第２下部固定端子に接触した場合に電流が流れる抵抗部材を備え、
前記抵抗部材は、前記リレーハウジングの内部に設けられる、
請求項１に記載のリレースイッチ装置。

【請求項3】

前記第１上部固定端子から前記第１下部固定端子までを電気的に接続する導通経路、及び前記第２上部固定端子から前記第２下部固定端子までを電気的に接続する導通経路が、前記リレーハウジングの内部に設けられる、
請求項１または２に記載のリレースイッチ装置。

【請求項4】

前記抵抗部材は、
前記第１下部固定端子に対向する部分から下方へ突出して形成された第１ターミナルと、
前記第２下部固定端子に対向する部分から下方へ突出して形成された第２ターミナルと、を備える、請求項１に記載のリレースイッチ装置。

【請求項5】

前記抵抗部材は、前記リレーハウジングの内部の熱を吸収する熱電素子である、請求項１に記載のリレースイッチ装置。

【請求項6】

前記熱電素子は、吸熱側が前記リレーハウジングの下方に向かうように配置される、請求項５に記載のリレースイッチ装置。

【請求項7】

前記リレーハウジングの内部で前記第１下部固定端子及び前記第２下部固定端子の下部に位置し、前記移動シャフトを移動させることができる電磁気力を発生させるコイル部を備えた駆動モジュールをさらに含む、請求項１に記載のリレースイッチ装置。

【請求項8】

前記コイル部は、中空の中央通路を備えた円筒状で設けられ、前記移動シャフトは前記中央通路に沿って延びて配置される、請求項７に記載のリレースイッチ装置。

【請求項9】

前記回路モード切替えモジュールは、
前記リレーハウジングの内部で昇降可能に設けられる移動シャフトと、
前記移動シャフトに連結され、前記移動シャフトの昇降動作によって前記第１上部固定端子及び前記第２上部固定端子または前記第１下部固定端子及び前記第２下部固定端子に選択的に接触可能に設けられる接触プレートと、
前記第１上部固定端子と前記第１下部固定端子を連結する第１ワイヤと、
前記第２上部固定端子と前記第２下部固定端子を連結する第２ワイヤと、
前記第１ワイヤ及び前記第２ワイヤの少なくともいずれか一つに備えられる抵抗素子と、を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のリレースイッチ装置。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載のリレースイッチ装置を含む、バッテリーディスコネクトユニット。

【請求項11】

請求項１０に記載のバッテリーディスコネクトユニットを含む、バッテリーパック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーパックと負荷との電気的接続を制御するのに使用されるリレースイッチ装置に関する。

【0002】

本出願は、２０２０年１０月２７日出願の韓国特許出願第１０－２０２０－０１４０７０９号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。

【背景技術】

【0003】

電気車両（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ；ＥＶ）、ハイブリッド車両（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ；ＨＶ）、電力貯蔵装置（ＥＳＳ）などには大容量のバッテリーパックが搭載される。

【0004】

バッテリーパックは、リレー回路部を介して負荷と接続される。ここで、負荷とは、モーターやインバーターのようにバッテリーパックから電力の供給を受ける装置をいう。

【0005】

リレー回路部は、図１に示したように、バッテリーパックＢの正極端子と負荷Ｌの正極端子を接続する線路に設けられた高電位メインリレー１０と、バッテリーパックＢの負極端子と負荷Ｌの負極端子を接続する線路に設けられた低電位メインリレー２０と、を含む。

【0006】

バッテリーパックＢと負荷Ｌが電気的に接続されると、バッテリーパックＢの大きい電圧が急激に負荷Ｌに印加されるので、初期に突入電流（ｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ）が負荷Ｌ側へ流れる。突入電流は、負荷Ｌに含まれた回路やリレー回路部に電気的衝撃を印加して非可逆的な損傷を起こし得る。

【0007】

したがって、従来のリレー回路部は、プレチャージ抵抗４０及びキャパシター５０を含むＲＣ回路と、高電位メインリレー１０と並列に接続されたプレチャージリレー３０と、を含む。

【0008】

バッテリーパックＢと負荷Ｌを電気的に接続しようとする場合、一次に、低電位メインリレー２０とプレチャージリレー３０をターンオンする。そうすると、バッテリーパックＢから出力された電流がＲＣ回路を介して負荷Ｌへ流れるので、電流の大きさが次第に増加する。

【0009】

プレチャージリレー３０がターンオンされた状態で電流の大きさが負荷Ｌに衝撃を与えない程度に増加すると、二次に、高電位メインリレー１０をターンオンした後、プレチャージリレー３０をターンオフして、バッテリーパックＢと負荷Ｌとの電気的接続を完了する。

【0010】

一方、当業界では上記のように、バッテリーパックと負荷との電気的接続を制御するための部品を通総称してＢＤＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ Ｕｎｉｔ）という。前記ＢＤＵ（図２参照）は、高電位メインリレー１０と、低電位メインリレー２０と、プレチャージリレー３０と、プレチャージ抵抗４０などの他に、これらを電気的に接続するためのワイヤやバスバー６０、そして前記部品を収納するためのハウジング７０を含む。

【0011】

最近、前記ＢＤＵが従来よりも多い機能をするように構成されている。例えば、従来、電気車両側が担当していた電力分配機能まで前記ＢＤＵ内で行われるように設計されている。このために、最近のＢＤＵは、ハウジングに従来よりも多い個数のバスバー、リレー及びその他の関連部品を搭載している。その結果、ＢＤＵの価格が高くなり、サイズが大きくなりつつある。通常、ＢＤＵは、バッテリーパックの内部に搭載されるが、このようにサイズの大きいＢＤＵは、バッテリーパックの小型化及びエネルギー密度の増大においてマイナス要因として作用する。

【0012】

そこで、ＢＤＵに内蔵される複数の部品を可能な限り一つの部品に統合してＢＤＵを小型化する方案が求められる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

本発明は、上記のような従来技術の背景下に創案されたものであって、従来の高電位メインリレー、プレチャージリレー及びプレチャージ抵抗の役割を果たすことができる一つのリレースイッチ装置を提供することで、ＢＤＵの小型化、延いては、バッテリーパックのエネルギー密度の増大に寄与することを目的とする。

【0014】

但し、本発明が解決しようとする技術的課題は、前述の課題に制限されず、言及していないさらに他の課題は、下記する発明の説明から当業者にとって明確に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記の課題を達成するための本発明の一面によるリレースイッチ装置は、リレースイッチ装置の外観を形成するリレーハウジングと、互いに所定の間隔を置いて前記リレーハウジングの内外部にわたって並んで配置される第１上部固定端子及び第２上部固定端子と、前記第１上部固定端子と電気的に接続され、前記第１上部固定端子から所定の間隔で離隔した下部に配置される第１下部固定端子、及び前記第２上部固定端子と電気的に接続され、前記第２上部固定端子から所定の間隔で離隔した下部に配置される第２下部固定端子と、所定の距離を移動して前記第１及び第２上部固定端子または前記第１及び第２下部固定端子と選択的に接触するように設けられた回路モード切替えモジュールと、を含み、前記回路モード切替えモジュールが、前記第１及び第２上部固定端子に接触した場合、前記第１上部固定端子と第２上部固定端子におけるノード電圧が実質的に同一であり、前記第１及び第２下部固定端子に接触した場合、前記第１上部固定端子と第２上部固定端子との電圧差が発生するように構成され得る。

【0016】

前記回路モード切替えモジュールは、前記リレーハウジングの内部で昇降可能に設けられる移動シャフトと、前記移動シャフトに取り付けられ、前記移動シャフトが所定の位置まで上昇すると、前記第１及び第２上部固定端子に接触可能に設けられる電気伝導性材質の接触プレートと、前記移動シャフトに取り付けられ、前記接触プレートの下部に位置し、前記移動シャフトが所定の位置まで下降すると、前記第１及び第２下部固定端子に電気的に接続可能に接触し、絶縁性ケースの内部に抵抗体を備えた抵抗部材と、を含み得る。

【0017】

前記抵抗部材は、前記第１下部固定端子に対向する部分から下方へ突出して形成された第１ターミナルと、前記第２下部固定端子に対向する部分から下方へ突出して形成された第２ターミナルと、を備え得る。

【0018】

前記抵抗部材は、前記リレーハウジングの内部の熱を吸収するように構成された熱電素子であり得る。

【0019】

前記熱電素子は、吸熱側が前記リレーハウジングの下方に向かうように配置され得る。

【0020】

前記リレーハウジングの内部で前記第１及び第２下部固定端子の下部に位置し、前記移動シャフトを移動させることができる電磁気力を発生させるコイル部を備えた駆動モジュールをさらに含み得る。

【0021】

前記コイル部は、中空の中央通路を備えた円筒状で設けられ、前記移動シャフトは前記中央通路に沿って延びて配置され得る。

【0022】

なお、本発明のさらに他の例によるスイッチ装置の回路モード切替えモジュールは、前記リレーハウジングの内部で昇降可能に設けられる移動シャフトと、前記移動シャフトに連結され、前記移動シャフトの昇降動作によって前記第１及び第２上部固定端子または前記第１及び第２下部固定端子に選択的に接触可能に設けられる接触プレートと、前記第１上部固定端子と前記第１下部固定端子を連結する第１ワイヤ、及び前記第２上部固定端子と前記第２下部固定端子を連結する第２ワイヤと、前記第１ワイヤ及び前記第２ワイヤの少なくともいずれか一つに備えられる抵抗素子と、を含み得る。

【0023】

本発明の他の様態によると、前述したリレースイッチ装置を含むバッテリーディスコネクトユニットが提供され得る。

【0024】

本発明の他の様態によると、前述したバッテリーディスコネクトユニットを含むバッテリーパックが提供され得る。

【発明の効果】

【0025】

本発明の一面によると、従来の高電位メインリレー、プレチャージリレー及びプレチャージ抵抗の役割を果たし得るリレースイッチ装置を提供することができる。

【0026】

即ち、バッテリーパックと負荷との電気的接続を制御することにおいて、既存のプレチャージリレーとプレチャージ抵抗を備えなくても本発明のリレースイッチ装置一つでプレチャージ回路を具現することができる。

【0027】

本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者であれば、本発明による多様な実施例が、上記で言及されていないさらに他の技術的課題を解決できることは、以下の説明から自明に理解できる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】バッテリーパックと負荷との間に介在されるリレー回路部を示した回路図である。

【図2】従来技術によるＢＤＵの構成の一部を概略的に示した図である。

【図3】本発明の一実施例によるリレースイッチ装置の構造を概略的に示した図である。

【図4】図３の回路モード切替えモジュールを示した斜視図である。

【図5】プレチャージリレー回路モード時のリレースイッチ装置の作動状態を示した図である。

【図6】図５に対応するプレチャージリレー回路モード時の回路図を示した図である。

【図7】メインリレー回路モード時のリレースイッチ装置の作動状態を示した図である。

【図8】図７に対応するメインリレー回路モード時の回路図を示した図である。

【図9】本発明の他の実施例によるリレースイッチ装置の構造を概略的に示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。

【0030】

したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。

【0031】

以下で説明するリレースイッチ装置は、バッテリーパックの電源を、電気車両（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ；ＥＶ）、ハイブリッド車両（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ；ＨＶ）に電装するための大電流伝送ラインに設けられ、バッテリーパックと車両の負荷との電気的接続を制御するのに使用される。勿論、このような目的に本発明の権利範囲が限定されることではない。例えば、本発明のリレースイッチ装置は、外部充電器とバッテリーパックを接続する充電電流ラインに設けられ得る。

【0032】

図３は、本発明の一実施例によるリレースイッチ装置の構造を概略的に示した図であり、図４は、図３の回路モード切替えモジュールを示した斜視図である。

【0033】

図３及び図４を参照すると、本発明の一実施例によるリレースイッチ装置は、リレーハウジング１００、第１上部固定端子２１０、第２上部固定端子２２０、第１下部固定端子３１０、第２下部固定端子３２０、回路モード切替えモジュール４００及び駆動モジュール５００を含む。

【0034】

リレーハウジング１００は、ほぼ四角のボックス状であって、内部空間に後述する構成要素を収容して保護するための射出構造物といえる。例えば、前記リレーハウジング１００は、プラスチック樹脂を使用して射出成形した下部カバー及び上部カバーを含み、前記下部カバーに後述する構成要素を収納して上部カバーを組み立てる方式で構成され、ＢＤＵハウジング（図示せず）にボルトなどを用いて固定可能に設けられ得る。

【0035】

リレーハウジング１００の形状は、必要に応じて多様に製作され得る。動作状態を目視で確認可能にリレーハウジング１００に窓を設けるか、または透明アクリル素材で製作してもよい。

【0036】

リレースイッチ装置は、第１上部固定端子２１０及び第２上部固定端子２２０を介して外部の電流伝送線路に接続される。例えば、リレーハウジング１００の外部で前記第１上部固定端子２１０はバッテリーパックへ延びる線路と接続され、前記第２上部固定端子２２０は、電気車両の負荷へ延びる線路と接続され得る。ここで、前記線路は、バスバーやワイヤなどで具現され得る。

【0037】

前記第１上部固定端子２１０及び前記第２上部固定端子２２０は、リレーハウジング１００の内外部にわたって互いに水平方向（±Ｘ軸方向）へ所定の間隔を置いて並んで配置されるように構成され得る。

【0038】

図３に示したように、第１上部固定端子２１０及び第２上部固定端子２２０は、同じ形態で一対で設けられ、リレーハウジング１００の上端部に据え付けられ得る。前記リレーハウジング１００の上端部に形成された二つのホールに前記第１上部固定端子２１０及び前記第２上部固定端子２２０が締まりばめによって据え付けられることで、これらの一部はリレーハウジング１００の内部に向かい、残りの一部はリレーハウジング１００の外部に露出する。

【0039】

したがって、例えば、後述する接触プレート４２０が、物理的に離れている前記第１上部固定端子２１０及び前記第２上部固定端子２２０に接触する場合、電流伝送線路に電流が流れるようになる。

【0040】

前記第１上部固定端子２１０から鉛直下方へ所定の間隔で離隔して第１下部固定端子３１０が設けられ、前記第２上部固定端子２２０から鉛直下方へ所定の間隔で離隔して第２下部固定端子３２０が設けられ得る。

【0041】

前記第１下部固定端子３１０及び前記第２下部固定端子３２０は、同じ形態の金属プレート状で一対が設けられ、互いに離れてリレーハウジング１００の内部に固定されるように取り付けられ得る。

【0042】

また、前記第１上部固定端子２１０と前記第１下部固定端子３１０との間は、電流が流れ得るようにワイヤやバスバーによって接続されるように構成され、同様に、前記第２上部固定端子２２０と前記第２下部固定端子３２０との間も、電流が流れ得るようにワイヤやバスバーによって接続されるように構成される。

【0043】

例えば、第１下部固定端子３１０及び第２下部固定端子３２０は、駆動モジュール５００の上端部に備えられる隔壁１１０に、接着、ボルト締め、スナップ式の溶接などの方式で据え付けられ得る。リレーハウジング１００の製作時、第１下部固定端子３１０と第２下部固定端子３２０をインサート射出によってリレーハウジング１００に一体化してもよい。

【0044】

本実施例は、前記第１上部固定端子２１０と前記第１下部固定端子３１０を第１金属ワイヤ６１０で接続する。前記第１金属ワイヤ６１０の一端は前記第１上部固定端子２１０に溶接され、他端は前記第１下部固定端子３１０に溶接され得る。同様の方式で前記第２上部固定端子２２０と前記第２下部固定端子３２０が第２金属ワイヤ６２０によって接続され得る。

【0045】

回路モード切替えモジュール４００は、所定の距離を移動して前記第１及び ２上部固定端子２１０、２２０または前記第１及び第２下部固定端子３１０、３２０と選択的に接触するように構成され得る。また、前記回路モード切替えモジュール４００は、前記第１及び第２上部固定端子２１０、２２０に接触時、前記第１上部固定端子２１０と第２上部固定端子２２０におけるノード電圧値が実質的に同一であり、前記第１及び第２下部固定端子３１０、３２０に接触時、前記第１上部固定端子２１０と第２上部固定端子２２０との間に電圧差が発生するように構成され得る。

【0046】

このように回路モード切替えモジュール４００を構成することで、プレチャージリレー回路モードをメインリレー回路モードへ切り替えるか、またはメインリレー回路モードをプレチャージリレー回路モードに切り替えることが可能である。

【0047】

ここで、前記プレチャージリレー回路モードとは、バッテリーパックと負荷との間にＲＣ回路を構成して負荷に電流が次第に増加するようにするモードであり、メインリレー回路モードとは、電流の大きさが負荷に衝撃を与えない程度であるとき、プレチャージ抵抗なく電流を負荷に供給するモードといえる。

【0048】

具体的には、図３及び図４を参照すると、本実施例による回路モード切替えモジュール４００は、移動シャフト４１０と、接触プレート４２０と、抵抗部材４３０と、を含む。

【0049】

移動シャフト４１０は、上下方向（±Ｙ軸方向）に配置され、リレーハウジング１００の内部で昇降可能に構成され得る。本実施例は、前記移動シャフト４１０の昇降駆動のために電磁気力を発生させるコイル部５１０を備えた駆動モジュール５００を含む。

【0050】

前記コイル部５１０は、前記第１下部固定端子３１０及び前記第２下部固定端子３２０と隔壁１１０によって仕切られ、前記隔壁１１０とリレーハウジング１００の外壁で囲まれた空間に介在され得る。

【0051】

前記コイル部５１０は、中空の中央通路を備えた円筒状で設けられ、前記移動シャフト４１０は前記中央通路に沿って配置され、その上端部はリレーハウジング１００の上部領域に位置し得る。

【0052】

電源を印加してコイル部５１０に電流が流れるようにすると、前記コイル部５１０が電磁石で作用できる。この際、移動シャフト４１０は、前記コイル部５１０の電磁気力によって上方または下方へ移動し得る。

【0053】

例えば、電流をコイル部５１０に一方向へ流すと、移動シャフト４１０が上方へ上がり、前記一方向の反対方向へコイル部５１０に電流を流すと、移動シャフト４１０が下方へ下がるようにし得る。または、移動シャフト４１０を上昇させるためのコイル部５１０と下降させるためのコイル部５１０に分けて二つのコイル部５１０を使用することもで可能である。

【0054】

前記移動シャフト４１０の下端には、錘の役割を果たす移動コア５２０が結合し得る。前記移動コア５２０は、移動シャフト４１０より直径が大きくて重く構成され得る。このような移動コア５２０は、移動シャフト４１０の急激な移動を制限する。

【0055】

また、前記コイル部５１０の中央通路には中空の固定コア５３０がさらに備えられ得る。固定コア５３０の内径は、移動シャフト４１０が通過できるように移動シャフト４１０の直径よりは大きく、移動コア５２０の直径よりは小さく設けられる。

【0056】

前記固定コア５３０は、コイル部５１０の中央通路内に位置し、前記移動シャフト４１０の左右の動きを抑制し、昇降動作をガイドする役割を果たし、移動コア５２０の移動を制限することで、それに連結された移動シャフト４１０が所定の高さ以上に押し上げられないようにするストッパの役割を果たすことができる。このような移動コア５２０と固定コア５３０を使用すると、移動シャフト４１０の動きをより安定的かつ精度よく制御することができる。

【0057】

本実施例は、移動シャフト４１０の昇降駆動のためにコイル部５１０を使用した電子－機械式の方式を採用したが、代案的な例として、前記移動シャフト４１０の昇降駆動のために、例えば、ラック、ピニオンギア及びサーボモーターの組合せや空圧シリンダーなどを用いた機械的メカニズムを採用することもできる。

【0058】

一方、接触プレート４２０は、電気伝導性材質から形成され、第１上部固定端子２１０と第２上部固定端子２２０との間隔よりも長い長さを有するブロックまたは板状体であって、その中心部が移動シャフト４１０の最上端に結合するように設けられ得る。

【0059】

移動シャフト４１０が所定の位置まで上昇すると、接触プレート４２０が前記第１上部固定端子２１０と前記第２上部固定端子２２０に接触し、この際、第１上部固定端子２１０及び第２上部固定端子２２０が電気的に通電可能な状態になり、接触プレート４２０を介して相互に導通するので、第１上部固定端子２１０と第２上部固定端子２２０とは、実質的に電圧が一定である。

【0060】

抵抗部材４３０は、抵抗体と、前記抵抗体が収納される絶縁性ケースと、前記抵抗体と接続される第１ターミナル４３１及び第２ターミナル４３２と、を含んで構成され得る。

【0061】

前記第１ターミナル４３１は、ボタン形状で抵抗部材４３０の下面の一側から下方へ突出して形成され、前記第２ターミナル４３２はボタン形状で抵抗部材４３０の下面の他側から下方へ突出して形成され得る。ここで、前記一側は、第１下部固定端子３１０の鉛直上部に対向する部分であり、前記他側は、第２下部固定端子３２０の鉛直上部に対向する部分を意味する。

【0062】

また、前記抵抗部材４３０は、前記接触プレート４２０の下部に位置し、前記移動シャフト４１０に結合するように設けられ得る。

【0063】

前記構成によると、移動シャフト４１０が所定の位置まで下降すると、抵抗部材４３０の第１ターミナル４３１は、前記第１下部固定端子３１０と接触し、抵抗部材４３０の第２ターミナル４３２は、前記第２下部固定端子３２０に接触するようになる。この際、前記第１下部固定端子３１０と前記第２下部固定端子３２０が電気的に通電可能な状態になり、前記第１下部固定端子３１０及び前記第２下部固定端子３２０を介して電流が流れるときは、電流が前記抵抗体を経由するようになる。これによって電圧降下が起こり、前記第１下部固定端子３１０と前記第２下部固定端子３２０との間に電圧差が発生する。

【0064】

前記第１下部固定端子３１０の電圧は、前記第１上部固定端子２１０と同一であり、前記第２下部固定端子３２０の電圧は、前記第２上部固定端子２２０の電圧と同一であるため、前記第１上部固定端子２１０と前記第２上部固定端子２２０との電圧差は、前記第１下部固定端子３１０と前記第２下部固定端子３２０との電圧差と同一である。

【0065】

図５は、プレチャージリレー回路モード時のリレースイッチ装置の作動状態を示した図であり、図６は、図５に対応するプレチャージリレー回路モード時の回路図を例示した図であり、図７は、メインリレー回路モード時のリレースイッチ装置の作動状態を示した図であり、図８は、図７に対応するメインリレー回路モード時の回路図を示した図である。

【0066】

これらの図面を参照して、本発明の一実施例によるリレースイッチ装置の作動例を簡略に説明すると、下記のようである。

【0067】

バッテリーパックと負荷を電気的に接続しようとする場合、先ず、移動シャフト４１０を下降させて抵抗部材４３０を第１下部固定端子３１０及び第２下部固定端子３２０に接触させる。

【0068】

そうすると、図５に示した電流の流れの表示線のように、電流がバッテリーパックの＋端子から、第１上部固定端子２１０－第１金属ワイヤ６１０－第１下部固定端子３１０－抵抗部材４３０－第２下部固定端子３２０－第２金属ワイヤ６２０－第２上部固定端子２２０を経由してキャパシターと負荷の＋端子方向へ流れるようになる。

【0069】

したがって、前記構成によると、図６に示したように、従来の、高電位メインリレーをターンオフしてプレチャージリレーをターンオンして提供したＲＣ回路と等価関係の回路が提供できる。

【0070】

その後、所定の時間が経過してプレチャージターゲット電圧に至ったとき、動シャフト４１０を上昇させて接触プレート４２０を第１上部固定端子２１０及び第２上部固定端子２２０に接触させる。

【0071】

そうすると、図７に示した電流の流れの表示線のように、電流がバッテリーパックの＋端子から、第１上部固定端子２１０－接触プレート４２０－第２上部固定端子２２０を経由してキャパシターと負荷の＋端子方向へ流れるようになる。

【0072】

したがって、前記構成によると、図８に示したように、従来の、プレチャージリレーをターンオフし、高電位リレーをターンオンして提供する回路と等価関係の回路が提供可能である。

【0073】

一方、前記回路モード切替えモジュール４００の抵抗部材４３０としては、従来のプレチャージ抵抗と同じ抵抗値を有するように設計された熱電素子が採用され得る。

【0074】

熱電素子は、電気供給によって一側と他側または一面と他面に温度差を誘発する熱電冷却／加熱をする冷却用の熱電素子であり得る。このような熱電素子は、抵抗体として機能すると共に、コイル部５１０の温度を低める作用をすることができる。

【0075】

例えば、プレチャージ回路モード時において、図５に示したように、熱電素子が抵抗体に機能でき、この際、供給を受けた電力を熱電素子の作動電源として使用してリレーハウジング１００の内部温度を低めるのに使用し得る。

【0076】

前記熱電素子は、冷却部、即ち、吸熱側がコイル部５１０に向かうようにリレーハウジング１００の下方に向かうように接触プレート４２０の下部に取り付けられることが望ましい。但し、吸熱側と発熱側は、電流の供給方向の変更によって変わり得る。

【0077】

コイル部５１０の作動電圧は、温度が高いほど必要電圧が上昇する傾向にある。したがって、前記のように、冷却用熱電素子を用いてコイル部５１０の温度を低く維持すると、コイル部５１０の作動電圧不足によって誘発される接点の不完全接触などのような問題を効果的に予防できる。

【0078】

図９は、本発明の他の実施例によるリレースイッチ装置の構造を概略的に示した図である。

【0079】

続いて、図９を参照して、本発明の他の実施例によるリレースイッチ装置について説明する。

【0080】

前述した実施例と同じ部材番号は同じ部材を示し、同じ部材について重複する説明は省略し、前述した実施例との相違点を中心にして説明する。

【0081】

本発明の他の実施例は、前述した実施例と比較すると、前記回路モード切替えモジュール４００は、移動シャフト４１０と、接触プレート４２０と、抵抗素子７００と、を含む。

【0082】

前記移動シャフト４１０と前記接触プレート４２０は、前述した実施例と同一であるが、抵抗素子７００が第１金属ワイヤ６１０及び前記第２金属ワイヤ６２０の少なくともいずれか一つに備えられる。

【0083】

このような本発明の他の実施例によるリレースイッチ装置も、前述した実施例のように、プレチャージリレーモードとメインリレーモードとの間の切替えが可能である。

【0084】

即ち、接触プレート４２０が下降して第１下部固定端子３１０と第２下部固定端子３２０に接触すると、電流が第１上部固定端子２１０から抵抗素子を介して第２上部固定端子２２０へ流れることが可能であるので、プレチャージリレー回路モードが提供できる。

【0085】

そして、接触プレート４２０が上昇して第１上部固定端子２１０及び第２上部固定端子２２０に接触すると、電流が抵抗素子７００を介せず第１上部固定端子２１０から第２上部固定端子２２０へ流れることが可能であるので、メインリレー回路モードが提供できる。

【0086】

以上、説明したように、本発明による一つのリレースイッチ装置が、従来の高電位メインリレー、プレチャージリレー及びプレチャージ抵抗の代わりとしての役割を果たすことができる。このようなリレースイッチ装置を搭載する場合、例えば、プレチャージリレーとプレチャージ抵抗を省略することができ、バッテリーディスコネクトユニット（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ Ｕｎｉｔ；ＢＤＵ）の小型化に有利である。

【0087】

一方、本発明によるバッテリーディスコネクトユニットは、上述したリレースイッチ装置を含み得る。前記バッテリーディスコネクトユニットは、前記リレースイッチ装置の他にも、低電位メインリレー、電流センサー、電気的接続手段としてバスバーやワイヤ、これらを収納するためのＢＤＵハウジングを含んで構成され得る。

【0088】

前記バッテリーディスコネクトユニットは、バッテリーパックに収納され得る。

【0089】

本発明によるバッテリーパックは、前記バッテリーディスコネクトユニットと複数個の二次電池から構成されたバッテリーモジュール、前記バッテリーモジュールの充放電を制御するためのＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）及びこれらを収容するためのパックケースを含んで構成され得る。

【0090】

以上、本発明の望ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は上述した特定の望ましい実施例に限定されず、請求範囲で請求する本発明の要旨から外れることなく当該発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者であれば、だれでも多様に変形できることは言うまでもなく、かかる変形は請求範囲内に含まれる。

【0091】

なお、本明細書において、上、下、左、右、前、後のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は相対的な位置を示し、説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】