特表 2022-510497 一体型電力システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-26

(54)【発明の名称】一体型電力システム

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/00 20060101AFI20220119BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20220119BHJP

【ＦＩ】

H02M3/00 Y

H02J7/00 301A

H02M3/00 C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021544090

(86)(22)【出願日】2018-10-03

(85)【翻訳文提出日】2021-06-01

(86)【国際出願番号】 US2018054173

(87)【国際公開番号】W WO2020072048

(87)【国際公開日】2020-04-09

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521141006

【氏名又は名称】アリオン・サイエンス・アンド・テクノロジー・コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】マイケル・ハーロー

(72)【発明者】

【氏名】クレイグ・エー・キーチャー

【テーマコード（参考）】

5G503

5H730

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA02

5G503BB01

5G503DA04

5G503FA01

5G503GB03

5H730AS05

5H730AS17

5H730BB81

5H730BB86

5H730CC01

5H730CC11

5H730FD31

5H730FF09

5H730XX03

5H730XX12

5H730XX23

5H730XX32

5H730XX50

5H730ZZ01

5H730ZZ05

5H730ZZ11

5H730ZZ12

(57)【要約】

第１の基板、第２の基板、および第３の基板を収納するように構成されるシャーシを含み、基板が互いに電気的に結合される、電力システムが開示される。第１の基板は、電力を受け取り、第１の電圧および第２の電圧で電力を出力するように構成される。第２の基板は、第１の基板から、または第２の基板に電気的に結合された少なくとも１つの内部電池から電力を受け取り、少なくとも２つの電圧を使用して電力を出力するように構成される。第３の基板は、第２の基板から電力を受け取り、２つの電圧で電力を出力するように構成される。基板は、電力を変換するように構成される１つ以上の変換器を含む。１つ以上の変換器は、シャーシのそれぞれの部分へと熱伝導するように、シャーシの１つ以上の部分と熱的に相互作用する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の基板、第２の基板、および第３の基板を収納するように構成されるシャーシを備え、前記第１の基板、前記第２の基板、および前記第３の基板が互いに電気的に結合される電力システムであって、
前記第１の基板が、電力を受け取り、第１の電圧および第２の電圧で電力を出力するように構成され、
前記第２の基板が、前記第１の基板から、または前記第２の基板に電気的に結合された少なくとも１つの内部電池から電力を受け取り、少なくとも２つの電圧を使用して電力を出力するように構成され、
前記第３の基板が、前記第２の基板から電力を受け取り、２つの電圧で電力を出力するように構成され、
前記第１の基板、前記第２の基板、および前記第３の基板の各々が、前記受け取った電力をそれぞれの前記出力電力へと変換するように構成される１つ以上の変換器を含み、
前記１つ以上の変換器が、前記シャーシのそれぞれの部分へと熱伝導するように、前記シャーシの１つ以上の部分と熱的に相互作用する、電力システム。

【請求項2】

前記第１の基板が、交流電源または直流電源のいずれかから前記電力を受け取るようにさらに構成される、請求項１に記載の電力システム。

【請求項3】

前記第１の基板が、外部電源から受け取った入力電力の電圧を変換するように構成される第１の変換器、ならびに前記第２の基板から受け取った電力の電圧を変換するように構成される第２の変換器および第３の変換器を含み、
前記第２の変換器が前記第１の電圧で電力を出力するように構成され、
前記第３の変換器が前記第２の電圧で電力を出力するように構成される、請求項１に記載の電力システム。

【請求項4】

前記第２の変換器が前記第１の電圧で電力を夜間視界に出力するように構成される、請求項３に記載の電力システム。

【請求項5】

前記第３の変換器が前記第２の電圧で電力をミサイル誘導セットに出力するように構成される、請求項３に記載の電力システム。

【請求項6】

前記第３の変換器が前記第２の電圧で提供される前記出力電力の電流を増加させるように構成されるコンデンサ回路に電気的に結合される、請求項３に記載の電力システム。

【請求項7】

前記第１の変換器、前記第２の変換器、および前記第３の変換器が、前記シャーシの上部壁に面する前記第１の基板の面上に位置決めされる、請求項３に記載の電力システム。

【請求項8】

前記第１の変換器、前記第２の変換器、および前記第３の変換器が、前記シャーシの前記上部壁の一部および前記上部壁の放熱器のうちの少なくとも１つと熱的に相互作用する、請求項７に記載の電力システム。

【請求項9】

前記放熱器が、熱伝導および対流により、前記第１の変換器、前記第２の変換器、および前記第３の変換器のうちの少なくとも１つから外部環境に熱を送るように構成される、請求項８に記載の電力システム。

【請求項10】

前記第１の変換器、前記第２の変換器、および前記第３の変換器の各々が、前記第１の基板、前記第２の基板、および前記第３の基板上に設けられる前記変換器の中でも最も高い熱を発生する潜在能力を有する、請求項３に記載の電力システム。

【請求項11】

前記第２の基板が、前記少なくとも１つの内部電池を充電し、少なくとも１つの夜間視界またはミサイル誘導セットに出力電力を供給するように構成される少なくとも１つの充電チップを含む、請求項１に記載の電力システム。

【請求項12】

前記少なくとも１つの充電チップが前記シャーシの後部壁に面する前記第２の基板の面上に位置決めされ、前記少なくとも１つの充電チップが前記後部壁と熱的に相互作用し、
前記後部壁の一部が前記少なくとも１つの充電チップから熱を熱伝導するように構成される、請求項１１に記載の電力システム。

【請求項13】

前記第２の基板が、前記シャーシの内部に面する前記第２の基板の面上に位置決めされる第４の変換器を含む、請求項１に記載の電力システム。

【請求項14】

前記第４の変換器が前記第１の基板から受け取った電力の電圧を変換するように構成される、請求項１３に記載の電力システム。

【請求項15】

前記第４の変換器が前記シャーシの前記内部の空間と熱的に相互作用するように構成され、その結果、前記第４の変換器が前記シャーシの前記内部の空間へと熱伝導するように構成される、請求項１３に記載の電力システム。

【請求項16】

前記第４の変換器が、前記第１の基板、前記第２の基板、および前記第３の基板上に設けられる前記変換器の中でも最も低い熱を発生する潜在能力を有する、請求項１３に記載の電力システム。

【請求項17】

前記第１の基板、前記第２の基板、前記第３の基板が電力を出力している間に、前記少なくとも１つの内部電池の充電を避けるように構成される電流センサ回路を、前記第２の基板が含む、請求項１に記載の電力システム。

【請求項18】

前記第３の基板が第５の変換器および第６の変換器を含み、該第５の変換器および第６の変換器の各々は、前記第２の基板から受け取った電力の電圧を変換するように構成される、請求項１に記載の電力システム。

【請求項19】

前記第５の変換器および前記第６の変換器が、前記シャーシの側壁に面する前記第３の基板の面上に位置決めされる、請求項１８に記載の電力システム。

【請求項20】

前記第５の変換器および前記第６の変換器が、前記シャーシの側壁と熱的に相互作用するように構成され、
前記シャーシの前記側壁が、前記第５の変換器および前記第６の変換器からの熱を熱伝導するように構成される、請求項１８に記載の電力システム。

【請求項21】

第１の基板および第２の基板を収納するように構成されるシャーシを備え、前記第１の基板と前記第２の基板が互いに電気的に結合される電力システムであって、
前記第１の基板が、入力電力を受け取り、第１の電圧および第２の電圧で電力を出力するように構成され、
前記第２の基板が、前記第１の基板から、または前記第２の基板に電気的に結合された少なくとも１つの内部電池から電力を受け取り、少なくとも２つの電圧を使用して電力を出力するように構成され、
前記第１の基板および前記第２の基板の各々が、前記受け取った電力をそれぞれの前記出力電力へと変換するように構成される１つ以上の変換器を含み、
前記１つ以上の変換器が、前記シャーシのそれぞれの部分へと熱伝導するように、前記シャーシの１つ以上の部分と熱的に相互作用する、電力システム。

【請求項22】

前記シャーシが、前記第１の基板および前記第２の基板に電気的に結合される第３の基板を収容するようにさらに構成され、
前記第３の基板が、前記第２の基板から電力を受け取り、２つの電圧で電力を出力するように構成され、
前記第３の基板が、前記第２の基板から受け取った前記電力を変換するように構成される少なくとも１つの変換器を含む、請求項２１に記載の電力システム。

【請求項23】

前記第３の基板の前記少なくとも１つの変換器が、前記シャーシの前記１つ以上の部分と熱的に相互作用するように構成される、請求項２２に記載の電力システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電力システムに関する。

【背景技術】

【0002】

発射筒で発射され、光学的に追跡され、有線で誘導される（ｔｕｂｅ－ｌａｕｎｃｈｅｄ， ｏｐｔｉｃａｌｌｙ－ｔｒａｃｋｅｄ， ｗｉｒｅ－ｇｕｉｄｅｄ： ＴＯＷ）ミサイルシステムのためのミサイル誘導セット（ＭＧＳ）は、動作させるための電力システムを必要とする。電力システムは、典型的には、２つの電池組立体、電池充電器、電池充電器監視ユニット、電池電力調整器、車両電力調整器、少なくとも２つの１次電池、電池ケース、およびＴＶＰＣなどといったいくつかの構成要素を含み、これらは、全体で１７０ポンド（７７．１１ｋｇ）を超える重さになる場合がある。さらに、従来型の電池組立体は、ニッケルカドミウム電池技術を利用する。

【0003】

しかし、この旧来の電池システムでの問題のリストは、増え続けている。たとえば、システム自体が重く、戦場で移送するには面倒であり、システムが配備されたときに、ニッケルカドミウム電池は、実際には、期待された数のＴＯＷミサイルの発射を行うことができていない。加えて、電池の充放電は、電池が非移動体のＡＣ充電ユニットを使用して再充電しなければならないので、非効率である。夜間視界動作が必要な場合、旧来の電池システムが夜間視界をサポートできず、したがって、夜間視界を操作するために追加の電池デバイスが必要である。さらに、ニッケルカドミウムの供給が減少しており、従来型の電池システムの１つ以上の構成要素は旧式である。したがって、これらの構成要素のうちの１つ以上を交換する費用が増え続けている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電力を効率的でコスト効果的に提供するための改善した電池システムを提供する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、一般的に電力システムに関し、より詳細には、改善した電池技術を使用し、旧来の電池システムより高いエネルギー容量を有する一体型電力システムに関する。

【0006】

１つ以上の実施形態では、開示される技術は、第１の基板、第２の基板、および第３の基板を収納するように構成されるシャーシを含み、第１の基板、第２の基板、および第３の基板が互いに電気的に結合される電力システムに関する。いくつかの実施形態では、第１の基板は、電力を受け取り、第１の電圧および第２の電圧で電力を出力するように構成される。いくつかの実施形態では、第２の基板は、第１の基板から、または第２の基板に電気的に結合された少なくとも１つの内部電池から電力を受け取り、少なくとも２つの電圧を使用して電力を出力するように構成される。いくつかの実施形態では、第３の基板は、第２の基板から電力を受け取り、２つの電圧で電力を出力するように構成される。いくつかの実施形態では、第１の基板、第２の基板、および第３の基板の各々は、受け取った電力をそれぞれの出力電力へと変換するように構成される１つ以上の変換器を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の変換器は、シャーシのそれぞれの部分へと熱伝導するように、シャーシの１つ以上の部分と熱的に相互作用する。

【0007】

いくつかの実施形態では、開示される技術は、第１の基板および第２の基板を収納するように構成されるシャーシを含み、第１の基板および第２の基板が互いに電気的に結合される電力システムに関する。いくつかの実施形態では、第１の基板は、入力電力を受け取り、第１の電圧および第２の電圧で電力を出力するように構成される。いくつかの実施形態では、第２の基板は、第１の基板から、または第２の基板に電気的に結合された少なくとも１つの内部電池から電力を受け取り、少なくとも２つの電圧を使用して電力を出力するように構成される。いくつかの実施形態では、第１の基板および第２の基板の各々は、受け取った電力をそれぞれの出力電力へと変換するように構成される１つ以上の変換器を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の変換器は、シャーシのそれぞれの部分へと熱伝導するように、シャーシの１つ以上の部分と熱的に相互作用する。

【0008】

様々な追加の態様が、以下の説明に記載されることになる。本態様は、個別の特徴および特徴の組合せに関することができる。上記の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方が例示で説明のためだけであって、本明細書に開示される実施形態が基本とする幅広い発明の概念を限定しないことを理解されたい。

【0009】

以下の図は、本開示の特定の実施形態を示しており、したがって、本開示の範囲を制限しない。図は、原寸に比例せず、以下の詳細な記載中の説明とともに使用することが意図される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1A】一例の一体型電力システムを図示する斜視図である。

【図1B】図１Ａの一体型電力システム内部を図示する斜視図である。

【図1C】組み立てられていない構成での図１Ａの一体型電力システムを図示する斜視図である。

【図2】図１Ａの一体型電力システムの相互接続図である。

【図3】図２の相互接続図の電流センサの概略を図示する図である。

【図4】図２の相互接続図の電圧変換器およびコンデンサ回路の概略を図示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下の議論では、当業者には明らかである電力システムの従来の特徴を省略する、またはただ簡単に記載する。様々な実施形態が図を参照して詳細に記載されており、図では、同様の参照番号は、いくつかの図面を通して同様の部分および組立体を表すことに留意されたい。様々な実施形態を参照することでは、本明細書に添付される請求項の範囲は制限されない。加えて、本明細書で記載される任意の例は、非限定であることが意図され、添付される請求項についての多くの可能な実施形態のいくつかを単に記載している。さらに、本明細書に記載される特定の特徴は、様々な可能な組合せおよび順列の各々で、他の記載される特徴と組み合わせて使用することができる。

【0012】

本明細書で別段の指示がない限り、明細書から暗示される意味、ならびに当業者によって理解されるおよび／または辞書、論文などに規定されるような意味を含む、最も広範囲の可能な解釈がすべての用語に与えられるべきである。明細書および添付される請求項で使用する、単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、別段の指示がない限り、複数への言及を含み、本明細書で使用する「備える、含む」および／または「備えている、含んでいる」という用語は、言及した特徴、要素、および／または構成要素の存在を明示するが、１つ以上の他の特徴、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことにも留意しなければならない。

【0013】

本開示の実施形態は、全体的に電力システムに関し、より詳細には、改善した電池技術を使用し、旧来の電力システムより高いエネルギー容量を有する一体型電力システムに関する。本電力システムの実施形態は、図１Ａ～図４を参照して下に記載される。

【0014】

図１は、本開示の１つ以上の実施形態にしたがった、例示の一体型電力システム１００の斜視図を図示する。

【0015】

一体型電力システム１００（以降は「システム１００」）は、システム１００の構成要素を収納するシャーシ１０２を含む。シャーシ１０２は、シャーシ１０２の上部壁１０３などといった壁に接続されるハンドル１０４を含むことができる。１つ以上の実施形態では、ハンドル１０４がシャーシ１０２に固定される。１つ以上の実施形態では、ハンドル１０４は、上部壁１０３の一部に固定され、シャーシ１０２上で回転可能である。その結果、ハンドル１０４は、シャーシ１０２の上部壁１０３の水平面に垂直なアップ位置に動くことができ、またはシャーシ１０２の上部壁１０３の水平面に平行なダウン位置に動くことができる。いくつかの実施形態では、シャーシ１０２は、アルミニウムなどといった金属から製造される。いくつかの実施形態では、シャーシ１０２は、たとえば鋳造アルミニウムＡ３５６といった鋳造合金から製造される。シャーシ１０２の壁は、熱伝導および対流により、シャーシ１０２の内部構成要素から外部環境に熱を送るように構成される。いくつかの実施形態では、システム１００は、２００Ｗまたは約２００ＷのＤＣ電力での最大入力を受け取るように構成され、１９０Ｗまたは約１９０Ｗの最大出力を発生するように構成される。いくつかの実施形態では、システム１００は、３４Ｗの熱を発生することができる、８８％の平均効率で生成するように構成される。

【0016】

１つ以上の実施形態では、シャーシ１０２は、シャーシ１０２の上部壁１０３上に１つ以上の留め具１１０を受けるように構成される。１つ以上の留め具１１０は、ＭＧＳのＭＧＳ電池レセプタクル上の留め具受け部と整合するように位置決めすることができる。ユーザが一体型システム１００をＭＧＳ電池レセプタクルの中に挿入すると、留め具受け部を、それぞれの１つ以上の留め具１１０にわたって挿入することができる。その後、ユーザは、ＭＧＳに対し１つ以上の留め具１１０を締め、それによってシステム１００をＭＧＳに固定することができる。１つ以上の実施形態では、１つ以上の留め具１１０が、回転ロック留め具、蝶型留め具、ねじ、または当業者によって知られている任意の他のタイプの留め具であってよい。いくつかの実施形態では、回転ロック留め具は、軍事用回転ロック留め具、ＮＳＮ ５３２５－０１－１４８－８６０１または同等品であってよい。

【0017】

１つ以上の実施形態では、システム１００は、入力１２２ならびに第１のインターフェース１２０および第２のインターフェース１１６のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、入力１２２および第２のインターフェース１１６は、シャーシ１０２の上部壁１０３上に設けられる。いくつかの実施形態では、第１のインターフェース１２０は、入力１２２および第２のインターフェース１１６のうちの少なくとも１つから外に向けて設けられる。いくつかの実施形態では、後部壁１０５および側壁１０７ａまたは側壁１０７ｂのいずれかが、切欠き壁部１０９を形成する。切欠き壁部１０９は、第１のインターフェース１２０の少なくとも２つの側を囲むことができ、そこでは、第１のインターフェース１２０が切欠き壁部１０９の１つの壁上に位置決めされる。

【0018】

いくつかの実施形態では、入力１２２、第１のインターフェース１２０、および第２のインターフェース１１６の各々が、キャップ１１８ａおよび端子１１８ｂを含む。たとえば、入力１２２のキャップは、Ｄ３８９９９／３３Ｗ１５Ｎというキャップであってよく、入力の対応する端子は、Ｄ３８９９９／２４ＷＤ９７ＰＮであってよい。別の例では、第１のインターフェース１２０および第２のインターフェース１１６の各々のためのキャップ１１８ａがＭＳ３１８１－１２Ｎというキャップであってよく、第１のインターフェース１２０および第２のインターフェース１１６の各々のための端子１１８ｂがＭＳ３１２４Ｅ１２－１０Ｓという端子であってよい。いくつかの例では、キャップは、端子につなぐことができ、取付けリングを含むことができる。他の実施形態では、入力１２２、第１のインターフェース１２０、および第２のインターフェース１１６の各々が、端子１１８ｂだけを含む。端子１１８ｂは、様々な信号ならびに／または電圧および電流を受け取り送り出すための、１つ以上のピンを有することができる。キャップ１１８ａは、端子１１８ｂに着脱自在に接続され、端子１１８ｂの１つ以上のピンが、ほこり、水、またはシャーシ１０２の外側の環境中の物体からの衝撃などの発生源からの損害を受けることから保護するように構成される。端子１１８ｂは雌型端子であってよい。いくつかの実施形態では、入力１２２、第１のインターフェース１２０、および第２のインターフェース１１６の各々の端子１１８ｂは、ケーブルが入力１２２、第１のインターフェース１２０、または第２のインターフェース１１６と相互接続されるかに基づいて、電力を供給するまたは受け取るためにケーブルで相互接続するように構成される。たとえば、入力１２２の端子は、外部電力源からの電圧および電流を受け取るためケーブルで相互接続するように構成される。別の例では、第２のインターフェースの端子が、夜間視界２２２へ電圧および電流を供給するためケーブルで相互接続するように構成される。１つ以上の実施形態では、システム１００は、１５～２５ポンド（６．８～１１．３４ｋｇ）の重さとなる。１つ以上の実施形態では、システム１００は、Ｍ２２０ ＴＯＷ ２兵器システムと相互作用するように構成される。他の実施形態では、システム１００は、他の兵器システムと相互作用するように構成される。

【0019】

１つ以上の実施形態では、入力１２２は、ＡＣ電源のコンセントなどといった、交流（ＡＣ）電源、および／または、自動車のシガレットライタレセプタクルなどといった、直流（ＤＣ）電源からの電力を受け取るように構成されるコネクタである。いくつかの実施形態では、ＡＣ電源から受け取ったＡＣ電力は、システム１００に入る前にＤＣ電力に変換される。たとえば、ＡＣ電源は、ＡＣ－ＤＣアダプタを介して入力１２２に接続することができ、そこでは、システム１００に入る前に、ＡＣ－ＤＣアダプタが、ＡＣ電力からＤＣ電力に電力を変換する。ＡＣ－ＤＣアダプタは、たとえば、商用の市販品（ＣＯＴＳ）のＡＣ／ＤＣアダプタであってよい。ＣＯＴＳ ＡＣ／ＤＣアダプタは、シャーシ１０２に入る前に、５０～６０Ｈｚでの１００Ｖ～２４０ＶのＡＣ電力を、２４Ｖの調整したＤＣ電力に変換するように構成される。

【0020】

１つ以上の実施形態では、第１のインターフェース１２０は、ＭＧＳに電力を提供するように構成されるコネクタである。第１のインターフェース１２０は、各々がＭＧＳに異なる電圧を有する電力を提供するように構成される、３つの出力で構成することができる。第１の出力は、２４ボルト（Ｖ）、または約２４ボルト（Ｖ）の電力を提供することができる。たとえば、第１の出力は、最大負荷で＋／－２．４Ｖの線路変動率を有する２４Ｖで電力を提供することができる。第２の出力は、プラス５０Ｖ、または約プラス５０Ｖの電力を提供することができる。たとえば第２の出力は、プラス５０Ｖで電力を提供することができ、最大負荷で４８Ｖから５６Ｖの間で変動することができる。第３の出力は、マイナス５０Ｖ、または約マイナス５０Ｖの電力を提供することができる。たとえば第３の出力は、マイナス５０Ｖで電力を提供することができ、最大負荷でマイナス４８Ｖからマイナス５６Ｖの間で変動することができる。１つ以上の実施形態では、第１のインターフェース１２０の３つの出力は、同時にそれらのそれぞれの電圧で電力を提供するように構成される。他の実施形態では、第１のインターフェース１２０の３つの出力は、ＭＧＳの動作に基づいて、それらのそれぞれの電圧で電力を提供するように構成される。

【0021】

１つ以上の実施形態では、第２のインターフェース１１６は、夜間視界に電力を提供するように構成されるコネクタである。第２のインターフェース１１６は、各々が夜間視界に異なる電圧を有する電力を提供するように構成される、２つの出力で構成することができる。第１の出力は、１６．８Ｖ、または約１６．８Ｖの電力を提供することができる。たとえば第１の出力は、１６．８Ｖで電力を提供することができ、最大負荷で１７．１Ｖと１６．１Ｖの間で変動することができる。第２の出力は、４．８Ｖ、または約４．８Ｖの電力を提供することができる。たとえば、第２の出力は、最大負荷で＋／－０．３Ｖの線路変動率を有する４．８Ｖで電力を提供することができる。１つ以上の実施形態では、第２のインターフェース１１６の２つの出力は、それらのそれぞれの電圧で同時に電力を提供するように構成される。他の実施形態では、第２のインターフェース１１６の２つの出力は、夜間視界の動作に基づいて、それらのそれぞれの電圧で電力を提供するように構成される。

【0022】

いくつかの実施形態では、システム１００は、スイッチ１０８を含む。スイッチ１０８は、たとえば、トグルスイッチなどといったオン／オフスイッチであってよい。スイッチ１０８がオンであるとき、スイッチ１０８が、第１のインターフェース１２０と第２のインターフェース１１６の両方に、それぞれ、ＭＧＳおよび夜間視界にそれらのそれぞれの出力電圧で電力を提供させるように構成することができる。スイッチ１０８がオフであるとき、スイッチ１０８が、第１のインターフェース１２０と第２のインターフェース１１６の両方に、それぞれ、ＭＧＳおよび夜間視界への電力の提供を止めさせるように構成することができる。いくつかの実施形態では、入力１２２が、ＡＣまたはＤＣの外部電源のいずれかに接続されると、システム１００は、自動的にシステム１００の電池パック１２４ａおよび１２４ｂを充電し始める。電池パック１２４ａおよび１２４ｂは、再充電可能なリチウムイオン電池であってよい。電池パック１２４ａおよび１２４ｂは、非限定の例では、並列に構成され、それによって、充電チップ２２６ａ、２２６ｂ、２２８ａ、および２２８ｂなどといった２つの充電チップが各電池パック１２４ａおよび１２４ｂのために設けられる、２つの１４．４Ｖの公称セクションを各々が有するＢＢ－２５９０タイプの電池であってもよい。システム１００は、ＡＣまたはＤＣの外部電源のいずれかを使用して電池パック１２４ａおよび１２４ｂを充電するように構成される。いくつかの実施形態では、システム１００は、１００Ｗ、または約１００Ｗで電池パック１２４ａおよび１２４ｂを充電する。他の実施形態では、システム１００は、システム１００の設計に基づいた電力値で電池パック１２４ａおよび１２４ｂを充電する。いくつかの実施形態では、システム１００は、異なる変化量で電池パック１２４ａおよび１２４ｂを充電するように構成される。たとえば、システム１００は、トリクル充電またはフロート充電設定で設定することができ、ここでは、システム１００は、低い電流値を使用して電池パック１２４ａおよび１２４ｂを充電し、電池パック１２４ａおよび１２４ｂのための充電状態が満容量であるとき、充電プロセスを停止する。別の例では、システム１００は、通常充電設定で設定することができ、ここでは、システム１００は、電池パックを充電するための典型的な電流値を使用して電池パック１２４ａおよび１２４ｂを充電する。さらに別の例では、システム１００は、高速充電設定で設定することができ、ここでは、システム１００は、高い電流値を使用して電池パック１２４ａおよび１２４ｂを充電する。いくつかの例では、システム１００の充電設定は、スイッチ１１４を介して設定することができる。

【0023】

いくつかの実施形態では、システム１００は、ディスプレイ１１２およびスイッチ１１４を含む。ディスプレイ１１２は、システム１００の状態を表示するための、充電状態ディスプレイ（ＳＯＣ）であってよい。ディスプレイ１１２は、システム１００の、たとえば、電池セル１２４ａおよび電池セル１２４ｂといった１つ以上の電池セルに残っている電力の量を表示することができ、またはディスプレイ１１２は、充電電池パック１２４ａおよび１２４ｂの４列の容量レベルの平均を表示することができる。別の例では、ディスプレイ１１２は、「障害なし」状態を表示することができ、これは、システム１００がエラーなしで動作中であることを示す。他の例では、ディスプレイ１１２は、電池パック１２４ａおよび１２４ｂの充電が可能であるという表示器、システム１００の内部温度および／または１つ以上の電池列の電圧の表示器を表示することができる。いくつかの実施形態では、スイッチ１１４は、システム１００の１つ以上の機能を提供するように構成される。たとえば、スイッチ１１４がユーザから押圧タイプの入力を受け取る場合、ディスプレイ１１２は、システム１００の状態を表示することができる。別の例では、スイッチ１１４がユーザから押下保持タイプの入力を受け取る場合、ディスプレイ１１２は、様々な輝度レベルを循環して、ユーザが選択することができる。さらに別の例では、スイッチ１１４がユーザから１５秒などといった予め規定された時間量の間の押下保持タイプの入力を受け取る場合、システム１００はリセットすることができる。

【0024】

図１Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態にしたがった、図１Ａのシステム１００の内部１２９の斜視図を図示する。図１Ｃは、本開示の１つ以上の実施形態にしたがった、組み立てられていない構成での図１Ａのシステム１００の斜視図を図示する。

【0025】

いくつかの実施形態では、システム１００は、シャーシ１０２の上部壁１０３上に放熱器１０６を含む。放熱器１０６は、熱伝導および対流により、シャーシ１０２の外に熱を送るように構成されており、シャーシ１０２では、シャーシ１０２の内部１２９内の１つ以上の構成要素によって熱が発生される可能性がある。放熱器１０６は、上部壁１０３の中心近くに位置決めすることができる。１つ以上の実施形態では、放熱器１０６は、複数の放熱突起１３３を含む。他の実施形態では、放熱器１０６は、複数の放熱突起１３３およびハンドルライザ１３１を含む。いくつかの実施形態では、複数の放熱突起１３３およびハンドルライザ１３１がシャーシ１０２とともに鋳造され、その結果、複数の放熱突起１３３およびハンドルライザ１３１がシャーシ１０２と一体に形成される。ハンドルライザ１３１は、クロスバーで接続することができ、ここでは、ハンドルライザ１３１とクロスバーがハンドル１０４を形成する。いくつかの実施形態では、放熱器１０６は、６．７５インチ幅×３インチ長（１７．１４５ｃｍ幅×７．６２ｃｍ長）の、または約６．７５インチ幅×３インチ長の全体サイズを有する。１つ以上の実施形態では、シャーシ１０２は、ＭＧＳのシャーシレセプタクルの中に挿入されると、シャーシレセプタクルは、外部環境に露出される上部壁１０３を除いて、シャーシ１０２の各壁をカバーすることができる。たとえば、上部壁１０３は移動する空気に露出される。いくつかの実施形態では、内部１２９の様々な構成要素によって発生された熱は、放熱器１０６を通って移動し、外部環境へと出る。

【0026】

複数の放熱突起１３３の各々は、上部壁１０３から離れて延在する。放熱器１３３ａなどといった放熱フィンは、３インチ長×０．５インチ高×０．０９インチ厚、または約３インチ長×０．５インチ高×０．０９インチ厚にサイズ決定することができる。複数の放熱突起１３３は、中心で、０．２２インチまたは約０．２２インチ離間することができる。いくつかの実施形態では、放熱器１０６は、２７個の放熱器１３３ａを含む。２つの放熱器１３３ａの組は、ハンドルライザ１３１の各々の外側に位置決めすることができ、残りの２３個の放熱器１３３ａは、両方のハンドルライザ１３１の間に位置決めすることができる。１つ以上の実施形態では、夜間視界および／もしくはＭＧＳがシステム１００を放電しているか、または、入力１２２が電力を調整し２４Ｖに変換して、電池パック１２４ａおよび１２４ｂを充電する、ならびに／または電力を第１のインターフェース１２０および／もしくは第２のインターフェースに供給するかに基づいて、６ワット（Ｗ）もしくは約６Ｗから４２Ｗもしくは約４２Ｗの範囲の熱の量を移動させるように放熱器１０６が構成される。

【0027】

１つ以上の実施形態では、アクセスカバー１３６がシャーシ１０２の取り外し可能に接続された壁を形成する。アクセスカバー１３６は、ねじなどといった留め具１３８でシャーシ１０２に固定することができる。いくつかの実施形態では、留め具１３８は、係留留め具であり、その結果、留め具１３８がシャーシ１０２から外されているときに、留め具１３８はアクセスカバー１３６と一緒に残る。ユーザは、シャーシ１０２の内部１２９にアクセスするために、アクセスカバー１３６を取り外すことができる。１つ以上の実施形態では、シャーシ１０２の内部１２９は、第１の基板１３０、第２の基板１３２、第３の基板１３４、ならびに、電池パック１２４ａおよび電池パック１２４ｂなどといった１つ以上の電池パックのうちの少なくとも１つを含む。第１の基板１３０は、上部壁１０３上に配置することができる。第２の基板１３２は、後部壁１０５上に配置することができる。第３の基板１３４は、側壁１０７ａまたは側壁１０７ｂのいずれかに配置することができる。議論のために、本明細書で議論される実施形態は、側壁１０７ｂ上に配置される第３の基板１３４の観点で議論されるが、これらの特徴は、第３の基板１３４が側壁１０７ａ上に配置される場合について等しく適用可能であることに留意されたい。基板は、プリント回路板へと搭載する留め具などといった留め具を介して、そのそれぞれの壁に各々固定することができる。

【0028】

電池パック１２４ａおよび電池パック１２４ｂは、第２の基板１３２および第３の基板１３４の前の、シャーシ１０２の底部壁１１１上に位置決めすることができる。サポート金具１２８ｂを、第２の基板１３２の一部の上にずらして位置決めすることができる。サポート金具１２８ｂは、サポート金具１２８ｂおよび第２の基板１３２を通して延在して、後部壁１０５へと固定する留め具を介して後部壁１０５に固定することができる。サポート金具１２８ｂは、電池パック１２４ｂなどといった電池パックを第２の基板１３２から分離するように構成される、１つ以上の電池パック受入れ部１２８ｂを有することができる。電池パック受入れ部１２８ｂは、シャーシ１０２内にそれぞれの電池パックを位置決めするように構成される１つ以上の電池パック位置決めタブ１２８ｄを含むことができる。電池パック位置決めタブ１２８ｄは、電池パック受入れ部１２８ｂの上端、右側端、および左側端のうちの少なくとも１つに配置することができる。電池パック位置決めタブ１２８ｄは、１つ以上の電池パックがシャーシ１０２内で動くのを防ぎ、それによって、１つ以上の電池パックによって第１の基板１３０、第２の基板１３２、および／または第３の基板１３４が損傷を受けることから保護するように構成することができる。１つ以上の実施形態では、電池パック１２４ａおよび電池パック１２４ｂは、第２の基板１３２に電気的に結合される。電池コネクタ１２６ａは、第２の基板１３２を電池パック１２４ａに接続することができ、電池コネクタ１２６ｂは、第２の基板１３２を電池パック１２４ｂに接続することができる。電池ストラップ１２８ａが、電池パック１２４ａの１つ以上の側部および／または電池パック１２４ｂの１つ以上の側部を囲むことができる。電池ストラップ１２８ａは、電池コネクタ１２６ａが、電池パック１２４ａおよび１２４ｂから外れるのを防ぐように構成することができる。電池ストラップ１２８ａは、アクセスカバー１３６と電池パック１２４ａおよび１２４ｂとの間に位置決めされて、電池ストラップが電池パックから取れて外れるのを防ぐことができる。電池ストラップ１２８ａは、電池セル１２４ａおよび１２４ｂにそれぞれ接続される各電池コネクタ１２６ａおよび１２６ｂに固定され、それによって、電池セル１２４ａおよび電池セル１２４ａを電池ストラップ１２８ａに接続するように構成することができる。

【0029】

１つ以上の実施形態では、第１の基板１３０と第２の基板１３２が互いに電気的に結合され、第２の基板１３２と第３の基板１３４が互いに電気的に結合される。１つ以上の実施形態では、第１の基板１３０、第２の基板１３２、および第３の基板１３４のうちの少なくとも２つがプレスフィットコネクタを含み、そこでは、一方の基板の１つのプレスフィットコネクタが、他方の基板のプレスフィットコネクタと接続するように構成される。たとえば、第１の基板１３０が１つのプレスフィットコネクタを含むことができ、第２の基板１３２が、第１の基板１３０のプレスフィットコネクタを受け入れるように構成される別のプレスフィットコネクタを含むことができる。別の例では、第１の基板１３０が、第２の基板１３２上の別の２つのコネクタなどといった対応するプレスフィットコネクタと対合するように構成される２つのコネクタなどといった１つより多いプレスフィットコネクタを含むことができる。第１の基板１３０および第２の基板１３２のプレスフィットコネクタは、直角で一体に嵌合するように構成される。プレスフィットコネクタは、１つの基板から別の基板への電流および電圧などといったデータおよび電気信号の伝達を円滑にすることができ、逆も同様である。１つ以上の他の実施形態では、第１の基板１３０、第２の基板１３２、および第３の基板１３４のうちの少なくとも２つが、少なくとも２つの基板間でデータおよび／または電気信号を交換するように構成される他のコネクタシステムを含む。たとえば、第２の基板１３２および第３の基板１３４が、配線用ハーネスの端部と対合するように構成される端子を各々有することができ、そこでは、配線用ハーネスに含まれるワイヤを介して第２の基板１３２と第３の基板１３４の間で、データおよび／または電気信号が交換される。

【0030】

図２は、本開示の１つ以上の実施形態にしたがった、図１Ａのシステム１００の相互接続図２００を図示する。

【0031】

１つ以上の実施形態では、第１の基板１３０、第２の基板１３２、および第３の基板１３４は、熱を発生する電気構成要素を含む。熱を発生する電気構成要素としては、少なくとも２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４、２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器２０６、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８、２４Ｖ ＤＣ／４．８Ｖ ＤＣ電力変換器２１４、２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２１８、２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２２０、電池パック１２４ａのための充電チップ２２６ａおよび充電チップ２２８ａなどといった少なくとも１つの充電チップ、および電池パック１２４ｂのための充電チップ２２６ｂおよび充電チップ２２８ｂなどといった少なくとも１つの充電チップが挙げられる。いくつかの実施形態では、熱を発生する構成要素は、シャーシ１０２内の第１の基板１３０、第２の基板１３２、および第３の基板１３４上に位置決めされて、熱を発生する構成要素によって生成された熱を、放熱器１０６を通して、またはシャーシ１０２の壁の中に放散する。

【0032】

１つ以上の実施形態では、第１の基板１３０は、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４、２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器２０６、および２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８を含む。いくつかの実施形態では、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４、２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器２０６、および２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８は、放熱器１０６に面する第１の基板１３０の背面上に位置決めすることができる。第１の基板１３０は、システム１００との間で取り外しおよび接続するように構成することができる。システム１００との間で取り外しおよび接続することができることによって、第１の基板１３０上の１つ以上の電気構成要素が故障したときに、第１の基板１３０を容易に交換することができる。他の実施形態では、第１の基板１３０がいくつかの取り外し可能に接続された基板を含むことができ、ここでは、１つ以上の取り外し可能に接続された基板は、第１の基板１３０の様々な電気構成要素、ならびに２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４、２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器２０６、および２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８のうちの少なくとも１つを含むことができる。たとえば、第１の基板１３０は、２つの取り外し可能に接続された基板を含むことができ、ここでは、一方の取り外し可能に接続された基板が２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４および２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器２０６を含み、他方の取り外し可能に接続された基板が２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８を含む。取り外し可能に接続された基板は互いに電気的に結合することができ、それによって、第１の基板１３０を形成する。取り外し可能に接続された基板は、システム１００との間で取り外しおよび接続するように構成することができる。システム１００との間で取り外しおよび接続することができることによって、電力変換器が故障したときに、電力変換器を容易に交換することができる。

【0033】

いくつかの実施形態では、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４、２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器２０６、および２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８は、放熱器１０６と熱的に相互作用するように構成される。たとえば、ＤＣ電力変換器のベースプレートは、熱を、ＤＣ電力変換器から伝導性ベースプレートを通して、伝熱ペーストまたは伝熱パッドを介して放熱器１０６などといったシャーシ１０２の一部の中へと伝達する。伝熱ペーストまたはパッドは、少なくとも５Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有することができる。すなわち、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４、２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器２０６、および２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８によって発生された熱は、放熱器１０６に向けられる。いくつかの実施形態では、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４、２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器２０６、および２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８は、最も高い熱を発生する潜在能力を有する熱を発生する電気構成要素である。たとえば、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４、２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器２０６、および２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８が熱を発生して、システム１００中の構成要素の中でも最高の温度がもたらされる場合がある。加えて、最も高い熱を発生する潜在能力を有することによって、全負荷において、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４、２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器２０６、および２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８が外部環境へと放散するべき最大量の熱を発生する場合がある。いくつかの例では、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４、２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器２０６、および２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８は、システム１００内で発生した全熱の７０％または約７０％を発生する。

【0034】

１つ以上の実施形態では、第２の基板１３２が、充電チップ２２６ａ、２２６ｂ、２２８ａ、および２２８ｂ、ならびに２４Ｖ ＤＣ／４．８Ｖ ＤＣ電力変換器２１４を含む。いくつかの実施形態では、充電チップ２２６ａ、２２６ｂ、２２８ａ、および２２８ｂは、後部壁１０５に面する第２の基板１３２の背面上に位置決めされる。第２の基板１３２は、システム１００との間で取り外しおよび接続するように構成することができる。システム１００との間で取り外しおよび接続することができることによって、第２の基板１３２上の１つ以上の電気構成要素が故障したときに、第２の基板１３２を容易に交換することができる。他の実施形態では、第２の基板１３２がいくつかの取り外し可能に接続された基板を含むことができ、ここでは、１つ以上の取り外し可能に接続された基板は、第２の基板１３２の様々な電気構成要素、ならびに、充電チップ２２６ａ、２２６ｂ、２２８ａ、および２２８ｂ、ならびに２４Ｖ ＤＣ／４．８Ｖ ＤＣ電力変換器２１４のうちの少なくとも１つを含むことができる。たとえば、第２の基板１３２は、３つの取り外し可能に接続された基板を含むことができ、ここでは、１つの取り外し可能に接続された基板が充電チップ２２６ａおよび２２８ａを含み、別の取り外し可能に接続された基板が充電チップ２２６ｂおよび２２８ｂを含み、第３の取り外し可能に接続された基板が２４Ｖ ＤＣ／４．８Ｖ ＤＣ電力変換器２１４を含む。取り外し可能に接続された基板は互いに電気的に結合することができ、それによって、第２の基板１３２を形成する。取り外し可能に接続された基板は、システム１００との間で取り外しおよび接続するように構成することができる。システム１００との間で取り外しおよび接続することができることによって、電力変換器が故障したときに、電力変換器を容易に交換することができる。

【0035】

１つ以上の実施形態では、充電チップ２２６ａ、２２６ｂ、２２８ａ、および２２８ｂは、後部壁１０５と熱的に相互作用するように構成することができ、その結果、充電チップ２２６ａ、２２６ｂ、２２８ａ、および２２８ｂのうちの１つ以上によって発生した熱は、シャーシ１０２へと、特に、後部壁１０５の一部または後部壁１０５の全部へと熱伝導する。いくつかの例では、各充電チップ２２６ａ、２２６ｂ、２２８ａ、および２２８ｂは、最大２．５Ｗの熱を各々が発生し、それによって、最大１０Ｗの熱出力を発生する場合がある。いくつかの実施形態では、２４Ｖ ＤＣ／４．８Ｖ ＤＣ電力変換器２１４は、アクセスカバー１３６に面する第２の基板１３２の表面上に位置決めされる。いくつかの実施形態では、２４Ｖ ＤＣ／４．８Ｖ ＤＣ電力変換器２１４は、シャーシ１０２の容積、すなわち、内部１２９の空間と熱的に相互作用するように構成される。２４Ｖ ＤＣ／４．８Ｖ ＤＣ電力変換器２１４は、最も低い熱発生の潜在能力を有する、熱を発生する電気構成要素である。

【0036】

１つ以上の実施形態では、第３の基板１３４が、２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２１８および２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２２０を含む。いくつかの例では、２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２１８および２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２２０は、最大３Ｗの熱を各々が発生する場合がある。いくつかの実施形態では、２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２１８および２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２２０は、いずれかの側壁１０７ｂに面する第３の基板１３４の背面上に位置決めすることができる。第３の基板１３４は、システム１００との間で取り外しおよび接続するように構成することができる。システム１００との間で取り外しおよび接続することができることによって、第３の基板１３４上の１つ以上の電気構成要素が故障したときに、第３の基板１３４を容易に交換することができる。他の実施形態では、第３の基板１３４がいくつかの取り外し可能に接続された基板を含むことができ、ここでは、１つ以上の取り外し可能に接続された基板は、第３の基板１３４の様々な電気構成要素、ならびに２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２１８および２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２２０のうちの少なくとも１つを含むことができる。たとえば、第３の基板１３４は、２つの取り外し可能に接続された基板を含むことができ、ここでは、一方の取り外し可能に接続された基板が２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２１８を含み、他方の取り外し可能に接続された基板が２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２２０を含む。取り外し可能に接続された基板は互いに電気的に結合することができ、それによって、第１の基板１３０を形成する。取り外し可能に接続された基板は、システム１００との間で取り外しおよび接続するように構成することができる。システム１００との間で取り外しおよび接続することができることによって、電力変換器が故障したときに、電力変換器を容易に交換することができる。

【0037】

２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２１８および２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２２０は、側壁１０７ｂと熱的に相互作用するように構成することができ、その結果、２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２１８および２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２２０のうちの少なくとも１つによって発生した熱は、シャーシ１０２へ、特に側壁１０７ｂへと熱伝導する。いくつかの例では、２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２１８および２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２２０によって発生した熱ポテンシャルは、充電チップ２２６ａ、２２６ｂ、２２８ａ、および２２８ｂによって発生した熱ポテンシャルよりも小さい。

【0038】

１つ以上の実施形態では、第１の基板１３０は、外部電源からＤＣ電力を受け取るように構成される。ＡＣ電力が入力電源として使用される場合では、ＡＣ／ＤＣアダプタ２０２が、ＡＣ電力を、入力ＦＩ１０でシャーシ１０２に入る前に、ＤＣ電力へと外部で変換する。ＡＣ／ＤＣアダプタ２０２は、たとえば、ＣＯＴＳ ＡＣ／ＤＣアダプタであってよい。いくつかの実施形態では、ＡＣ／ＤＣアダプタ２０２は、ＡＣ電力を変換された２４ＶのＤＣ電力へと変換するように構成される。ＤＣ電力が入力電源として使用される場合には、第１の基板１３０は、入力ＦＩ７で１０Ｖ～３６ＶのＤＣ電力を受け取るように構成される。第１の基板１３０の２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４は、第１の基板１３０で、１０Ｖ～３６ＶのＤＣ電力を変換された２４ＶのＤＣ電力へと内部で変換するように構成される。１つ以上の実施形態では、入力１２２は、ＦＩ１０と入力ＦＩ７の両方を含む。たとえば、入力１２２の端子Ｄ３８９９９／２４ＷＤ９７ＰＮは、１２個の接点を含むことができ、そこでは、８個の接点が２０ゲージであり、４個の接点が１６ゲージである。１６ゲージでの４個の接点をＤＣ入力電力のために使用することができ、２０ゲージでの４個の接点は、ＡＣ／ＤＣアダプタからの入力電力のために使用される。１つ以上の実施形態では、変換されたＡＣおよびＤＣ電力は、第２の基板１３２および第３の基板１３４との間で電力を分配および受け取るように構成される２４Ｖ電力バスに提供される。１つ以上の実施形態では、変換されたＡＣおよびＤＣ電力は、電池パック１２４ａおよび１２４ｂを充電するために使用することができ、夜間視界２２２に電力を提供することができ、ならびに／またはＭＧＳ２２４に電力を提供することができる。

【0039】

１つ以上の実施形態では、第２の基板１３２は、第１の基板１３０から出力ＦＩＯ５での変換された２４ＶのＤＣ電力を、入力ＳＩ３で受け取るように構成される。いくつかの実施形態では、第２の基板１３２は、変換された２４ＶのＤＣ電力を使用して、電池パック１２４ａまたは１２４ｂ内の電池列のうちの少なくとも１つを充電し、夜間視界２２２およびＭＧＳ２２４を動作させるための電力を供給するように構成される。

【0040】

いくつかの実施形態では、電池パック１２４ａおよび１２４ｂからの電力を使用することなく、変換されたＡＣおよびＤＣ電力を使用して、夜間視界２２２およびＭＧＳ２２４を動作させることができる。電池パック１２４ａおよび１２４ｂからの電力を使用することなく、夜間視界２２２およびＭＧＳ２２４を動作させるために、スイッチ２１１ａが閉じられ、それによって、電力が夜間視界２２２およびＭＧＳ２２４へと送られる。１つ以上の実施形態では、スイッチ１０８がオンになると、スイッチ２１１ａが閉じられる。

【0041】

スイッチ２１１ａが閉じられる場合、第２の基板１３２は、出力ＦＩＯ５からの変換された２４Ｖ ＤＣの電力を入力ＳＩ３で受け取る。変換された２４Ｖ ＤＣの電力は、第２の基板１３２上に設けられた電流センサ２１０へと進む。１つ以上の実施形態では、第１の基板１３０がＦＩ１０またはＦＩ７のいずれかで入力電力を受け取る場合には、システム１００が夜間視界２２２およびＭＧＳ２２４に電力を提供するのと同時に電池パック１２４ａおよび１２４ｂを充電するのを避けるように電流センサ２１０が設けられる。図３は、本開示の１つ以上の実施形態にしたがった、図２の相互接続図２００の電流センサ２１０の概略３００を図示する。ミサイルを発射するとき、システム１００が、夜間視界２２２およびＭＧＳ２２４ならびに電池セル１２４ａおよび１２４ｂの両方に同時に外部電源からの電力を提供することができない場合がある。いくつかの実施形態では、電流センサ２１０は、システム１００からの出力される電力の量を検知するように構成される。システム１００から出力される電力の量が閾値を超える場合、電流センサ２１０は、マイクロコントローラ３０２に信号Ｉを送信し、ミサイルを発射するのに必要な時間の長さに対応する持続時間の間、電池セル１２４ａおよび１２４ｂを充電するのを無効化する。マイクロコントローラ３０２は、充電チップ１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、および１２８ｂに信号Ｏを送信して充電を無効化する。いくつかの実施形態では、ミサイルが発射された後に、電池パック１２４ａおよび１２４ｂを再充電するのを自動的に開始するように、システム１００が構成される。マイクロコントローラ３０２は、充電チップ１２６ａ、１２６ｂ、１２８ａ、および１２８ｂに信号を送信して充電を有効化することができる。いくつかの実施形態では、ミサイルが発射されてから目標にミサイルが衝突するまでの持続時間に基づいて、電池セル１２４ａおよび１２４ｂを充電するのを無効化するようにシステム１００が構成される。

【0042】

１つ以上の実施形態では、夜間視界２２２に必要な電力を提供するために、第１の基板が夜間視界２２２に１６．８ＶのＤＣ電力を提供するように構成され、第２の基板が夜間視界２２２に４．８ＶのＤＣ電力を提供するように構成される。変換された２４Ｖ ＤＣの電力は、電流センサ２１０から、２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器２０６、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８、および２４Ｖ ＤＣ／４．８Ｖ ＤＣ電力変換器２１４へと進む。いくつかの実施形態では、２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器２０６は、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４またはＡＣ／ＤＣアダプタ２０２から提供された、変換された２４Ｖ ＤＣ電力を１６．８ＶのＤＣ電力に変換するように構成される。その後、変換された２４Ｖ ＤＣ電力を変換し、第１の基板１３０が夜間視界２２２に１６．８Ｖ ＤＣを提供する。いくつかの実施形態では、２４Ｖ ＤＣ／４．８Ｖ ＤＣ電力変換器２１４は、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４またはＡＣ／ＤＣアダプタ２０２から提供された、変換された２４Ｖ ＤＣ電力を４．８ＶのＤＣ電力に変換するように構成される。その後、変換された２４Ｖ ＤＣ電力を変換し、第２の基板１３２が夜間視界２２２に４．８Ｖ ＤＣを提供する。

【0043】

１つ以上の実施形態では、ＭＧＳ２２４に必要な電力を提供するため、第１の基板１３０が、第２の基板１３２上に設けられるコンデンサ回路２１６と一緒に、ＭＧＳ２２４に２４ＶのＤＣ電力を提供するように構成され、第２の基板１３２は、変換された２４ＶのＤＣ電力を、第３の基板１３４上に設けられる２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２１８および２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２２０に提供するように構成され、ここで、第３の基板１３４は、ＭＧＳ２２４にプラス５０Ｖおよびマイナス５０ＶのＤＣ電力を提供するように構成される。

【0044】

変換された２４Ｖ ＤＣの電力は、電流センサ２１０から、第２の基板１３２から、第３の基板１３４上に設けられる２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２１８および２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２２０へと進む。いくつかの実施形態では、２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２１８は、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４またはＡＣ／ＤＣアダプタ２０２から提供された、変換された２４Ｖ ＤＣ電力を５０ＶのＤＣ電力に変換するように構成される。その後、変換された２４Ｖ ＤＣ電力を変換し、第３の基板１３４がＭＧＳ２２４に５０Ｖ ＤＣを提供する。いくつかの実施形態では、２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２２０は、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０４またはＡＣ／ＤＣアダプタ２０２から提供された、変換された２４Ｖ ＤＣ電力を５０ＶのＤＣ電力に変換するように構成される。その後、変換された２４Ｖ ＤＣ電力を変換し、第３の基板１３４がＭＧＳ２２４に５０Ｖ ＤＣを提供する。

【0045】

変換された２４Ｖ ＤＣの電力は、電流センサ２１０から、第２の基板１３２から第１の基板１３０上に設けられる２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８へと進む。１つ以上の実施形態では、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８は、スイッチングレギュレータおよび／または２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器であってよい。２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８は、たとえば、２．６Ａ ＋／－ ５％で流れる電流を有する２０～４０秒の出力時間および３つの１０５ミリ秒の最大持続時間のパルスを必要とする場合がある。すなわち、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８は、ミサイルが発射されている間の約２０～４０秒の間動作することができる。第１のパルス期間に、たとえば、１４Ａの電流スパイクがある。第１のパルス後の１．５秒に、または約１．５秒に、第２の電流スパイクが、たとえば１１Ａで生じる。第３のスパイクは、たとえば、第２の電流スパイクの後に１１Ａで生じる。２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８は、２０～４０秒より持続時間がより短いおよび／またはより長い、持続出力時間に適応するため、異なるアンペア数および最大持続パルスの異なる持続期間で電流を通すことができることに留意されたい。２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８が、ミサイル発射シーケンス期間にＭＧＳによって要求される短い持続期間、大きい電流過渡スパイクに適応できない場合、コンデンサ回路２１６は、ＭＧＳによって要求される電力を貯蔵して、急速に放電し、後続のシーケンスのために電力を回復するように構成することができる。いくつかの実施形態では、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８によって提供される電力の電流を増やすため、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８は、ＭＧＳ２２４によって要求されるような、２４Ｖで大電流を増加させるために、コンデンサ回路２１６に生成した電力を最初に提供するように構成される。大電流は、たとえば、１０５ミリ秒での１４Ａスパイクであってよく、ここで、スパイクは、１．５秒の間隔より長くない。

【0046】

図４は、本開示の１つ以上の実施形態にしたがった、図２の相互接続図２００の２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８およびコンデンサ回路２１６の概略４００を図示する。１つ以上の実施形態では、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器の最初の出力４１２がコンデンサ回路２１６に提供される。コンデンサ回路２１６は、電流制限抵抗器４０４、コンデンサ４０６、ツェナーダイオード４１０、およびパワーダイオード４０８を含むことができる。いくつかの実施形態では、電流制限抵抗器４０４は、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８がコンデンサバンク４１４の充電期間に過負荷になるのを防ぐように構成される。１つ以上の実施形態では、コンデンサ４０６は各々が２．７～３ボルトの上限電圧および、要求される過渡電流を提供するのに十分な電気容量を有する。いくつかの例では、１０個の１５ファラッドコンデンサ４０６を互いに直列に構成することができる。１つ以上の実施形態では、ツェナーダイオード４１０は、コンデンサ４０６の容量が異なる場合に、過電圧に対して保護するように構成される。

【0047】

コンデンサ回路２１６では、最初の出力４１２は、電流制限抵抗器４０４に進む。コンデンサ４０６が充電すると、電流制限抵抗器４０４を通過する電流は、ゼロ電流に、または約ゼロ電流に減少する。電流がゼロまたはゼロ近くに減少すると、コンデンサバンク４１４が充電される。コンデンサバンク４１４が充電される場合では、電流は、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８からコンデンサ回路２１６に流れる。

【0048】

コンデンサバンク中のコンデンサ４０６の容量が等しい場合では、各コンデンサ４０６が２．４Ｖ ＤＣに、または約２．４Ｖ ＤＣに充電し、それによって、２４Ｖ ＤＣを２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８に戻して出力する。その後、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８は、変換された２４Ｖ ＤＣの電力を有する電力をＭＧＳ２２４に渡す。いくつかの実施形態では、第２の基板１３２は、入力ＳＩ５およびＭＧＳ ２２４への出力ＳＯ７において、第２の基板１３２を通るより大きいゲージ数の配線を経路指定するための区域を含む。より大きいゲージ数の配線を使用して、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８からＭＧＳ２２４に変換された２４Ｖ ＤＣの電力を供給することができる。

【0049】

コンデンサ４０６の容量が、コンデンサバンク４１４中の他のコンデンサ４０６の容量より小さい場合、電圧が他のコンデンサ４０６より迅速に増加し、それによって、電圧が２．７Ｖ ＤＣの上限を超える場合、コンデンサ４０６を損傷する危険がもたらされる場合がある。コンデンサ４０６の電圧が上限に近いとき、電流は、並列なツェナーダイオード４１０を通って流れ、それによって、コンデンサ４０６を２．７Ｖ ＤＣに制限する一方で、依然として電流がコンデンサバンク４１４中の残りのコンデンサ４０６を流れることが可能になる。

【0050】

いくつかの実施形態では、高い過渡負荷４０２が電力を引き込むように構成される。１つ以上の実施形態では、高い過渡負荷４０２が電力を引き込むと、２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８が出力電圧を減少させ、コンデンサバンク４１４のコンデンサ電圧が出力電圧より高いことに基づいて、パワーダイオード４０８が導通し始める。いくつかの実施形態では、パワーダイオード４０８は、パワーダイオード４０８を通って流れるコンデンサバンク４１４の出力電圧を、２４Ｖ ＤＣにまたは約２４Ｖ ＤＣに維持するように構成される。こうして、いくつかの実施形態では、コンデンサバンク４１４の電流は、出力電圧が２３．５Ｖ ＤＣまたは約２３．５Ｖ ＤＣに低下するまで流れない。

【0051】

いくつかの実施形態では、出力電圧が２３．５Ｖ ＤＣに減少すると、より低い電圧への過渡期間に基づいて、コンデンサバンク４１４が放電するように構成される。コンデンサバンク４１４が放電される場合には、すなわち、放電過渡事象の期間に、電流はコンデンサ回路２１６から２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８にパワーダイオード４０８を介して流れる。その後、過渡期間が終了したら、コンデンサバンク４１４が再充電するように構成される。

【0052】

ＦＩ１０またはＦＩ７のいずれかにおける入力電力が利用できない場合、スイッチ２１１ｂが閉じられ、それによって、電力が電池セル１２４ａおよび１２４ｂから夜間視界２２２およびＭＧＳ２２４へと送られる。１つ以上の実施形態では、マイクロコントローラを使用して、スイッチ２１１ａおよび２１１ｂを開閉することができる。いくつかの実施形態では、スイッチ１０８がオンになると、マイクロコントローラにスイッチ２１１ａを閉じスイッチ２１１ｂを開くように命令する信号がマイクロコントローラに送信される。いくつかの実施形態では、スイッチ１０８がオフになると、マイクロコントローラにスイッチ２１１ａを開きスイッチ２１１ｂを閉じるように命令する信号がマイクロコントローラに送信される。１つ以上の実施形態では、スイッチ２１１ｂが閉じるとき、電池パック１２４ａおよび１２４ｂが、夜間視界２２２およびＭＧＳ２２４に要求される電力を提供するように構成される。１つ以上の実施形態では、電力は、電池パック１２４ａおよび１２４ｂから２４Ｖ ＤＣ／４．８Ｖ ＤＣ電力変換器２１４、２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器に、その後夜間視界２２２へと、前記電力が電流センサ２１０を通った後の外部発生源から供給されるＡＣまたはＤＣ電力と同様の様式で流れる。１つ以上の実施形態では、電力は、電池パック１２４ａおよび１２４ｂから２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器２０８、コンデンサ回路に、その後ＭＧＳ２２４に、また２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２１８、および２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器２２０に、その後ＭＧＳ２２４にと、前記電力が電流センサ２１０を通った後の外部発生源から供給されるＡＣまたはＤＣ電力と同様の様式で流れる。

【0053】

上で記載した様々な実施形態は、説明のためにだけ提供されており、ここで添付される請求項を制限するとみなすべきでない。当業者は、本明細書で図示され記載された例示的な実施形態および応用例にしたがうことなく、また以下の請求項の真の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を行うことができることを容易に理解されよう。

【符号の説明】

【0054】

１００ 一体型電力システム
１０２ シャーシ
１０３ 上部壁
１０４ ハンドル
１０５ 後部壁
１０６ 放熱器
１０７ａ 側壁
１０７ｂ 側壁
１０８ スイッチ
１０９ 切欠き壁部
１１０ 留め具
１１２ ディスプレイ
１１４ スイッチ
１１６ 第２のインターフェース
１１８ａ キャップ
１１８ｂ 端子
１２０ 第１のインターフェース
１２２ 入力
１２４ａ 電池パック、電池セル
１２４ｂ 電池パック、電池セル
１２６ａ 電池コネクタ
１２６ｂ 電池コネクタ
１２８ａ 電池ストラップ
１２８ｂ サポート金具
１２８ｄ 電池パック位置決めタブ
１２９ 内部
１３０ 第１の基板
１３１ ハンドルライザ
１３２ 第２の基板
１３３ 放熱突起
１３３ａ 放熱器
１３４ 第３の基板
１３６ アクセスカバー
１３８ 留め具
２０２ ＡＣ／ＤＣアダプタ
２０４ ２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器
２０６ ２４Ｖ ＤＣ／１６．８Ｖ ＤＣ電力変換器
２０８ ２４Ｖ ＤＣ／２４Ｖ ＤＣ電力変換器
２１０ 電流センサ
２１１ａ スイッチ
２１１ｂ スイッチ
２１４ ２４Ｖ ＤＣ／４．８Ｖ ＤＣ電力変換器
２１６ コンデンサ回路
２１８ ２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器
２２０ ２４Ｖ ＤＣ／５０Ｖ ＤＣ電力変換器
２２２ 夜間視界
２２４ ＭＧＳ
２２６ａ 充電チップ
２２６ｂ 充電チップ
２２８ａ 充電チップ
２２８ｂ 充電チップ
３０２ マイクロコントローラ
４０２ 過渡負荷
４０４ 電流制限抵抗器
４０６ コンデンサ
４０８ パワーダイオード
４１０ ツェナーダイオード
４１２ 出力
４１４ コンデンサバンク

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】