特表 2023-551832 リレーアセンブリ及びこれを有する電気自動車

(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】2023-12-13

(54)【発明の名称】リレーアセンブリ及びこれを有する電気自動車

(51)【国際特許分類】

   H02H 7/00 20060101AFI20231206BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20231206BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20231206BHJP

【ＦＩ】

H02H7/00 K

H01M10/44 P

H02H7/00 L

H02J1/00 309R

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023532382

(86)(22)【出願日】2022-09-26

(85)【翻訳文提出日】2023-06-07

(86)【国際出願番号】 KR2022014355

(87)【国際公開番号】W WO2023068579

(87)【国際公開日】2023-04-27

(31)【優先権主張番号】10-2021-0142030

(32)【優先日】2021-10-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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、サン ラエ

【テーマコード（参考）】

5G053

5G165

5H030

【Ｆターム（参考）】

5G053AA05

5G053CA04

5G053EB01

5G053EC01

5G053FA05

5G165BB05

5G165EA02

5G165GA09

5G165HA16

5G165KA01

5G165LA02

5G165MA02

5G165NA10

5G165PA04

5G165PA05

5H030AA00

5H030AS06

5H030AS08

5H030BB27

(57)【要約】

本発明は、バッテリーを動力源として駆動されるデバイスのインバーターとバッテリーを連結するリレーアセンブリであって、バッテリーとインバーターを連結または解除するためのスイッチング部と、スイッチング部を作動させるように配設される電磁石部と、を備えてなり、スイッチング部は、電磁石部の磁力により回転し、回転の度合いに応じて接続及び分離が制御される複数の接点を備えるリレーアセンブリと、これを有する電気自動車であって、配設構造を単純化させることができ、配設スペースを省くことのできるリレーアセンブリ及びこれを有する電気自動車が開示される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリーを動力源として駆動されるデバイスのインバーターと前記バッテリーを連結するリレーアセンブリであって、
前記バッテリーと前記インバーターを連結または解除するためのスイッチング部と、
前記スイッチング部を作動させるように配設される電磁石部と、
を備え、
前記スイッチング部は、
前記電磁石部の磁力により回転し、回転の度合いに応じて接続及び分離が制御される複数の接点を備える、リレーアセンブリ。

【請求項2】

前記スイッチング部は、
前記バッテリーと連結されるバッテリー接続端子と、
前記インバーターと連結されるインバーター接続端子と、
前記バッテリー接続端子の終端から一方向に延びるレバーと、
を備え、
前記レバーの終端に連結され、前記一方向と交わる他方向に傾斜するように延びる主接点バーと、
前記レバーの終端から離れて連結され、前記他方向に傾斜するように延び、接点抵抗を備えるプレチャージ接点バーと、
前記主接点バー及び前記プレチャージ接点バーと接触可能なように前記インバーター接続端子の終端から一方向に延び,前記レバーと向かい合うように配置される接触バーと、
を備える、請求項１に記載のリレーアセンブリ。

【請求項3】

前記主接点バーと前記プレチャージ接点バーは互いに所定の間隔だけ離れて形成され、
前記電磁石部の動作に際して前記プレチャージ接点バーが先に前記接触バーと連結されて電力経路を形成し、
次いで、前記主接点バーが前記接触バーと連結されて電力経路を形成するように配置される、請求項２に記載のリレーアセンブリ。

【請求項4】

前記主接点バー及び前記プレチャージ接点バーは、それぞれの少なくとも一部が磁力部材を備え、
前記電磁石部は、前記主接点バー及び前記プレチャージ接点バーを向く方向に前記磁力部材と同じ極性を形成するためのコイルを備え、
前記主接点バー及び前記プレチャージ接点バーは、前記電磁石部から加えられる斥力により前記レバーと連結されたそれぞれの一方の端を中心として前記それぞれの一方の端と対向するそれぞれの他方の端が一方向に回転して前記接触バーに接続できるように、前記それぞれの一方の端が前記レバーに回転自在に連結される、請求項３に記載のリレーアセンブリ。

【請求項5】

前記スイッチング部は、
非伝導性物質を含み、前記主接点バーと前記プレチャージ接点バーとの間の一方向への間隔を保持するために前記主接点バーと前記プレチャージ接点バーとの間に配置されるスペーサーを備える、請求項２から４のいずれか一項に記載のリレーアセンブリ。

【請求項6】

前記接触バーは、
上端が前記インバーター接続端子と連結され、一方向に延びる第１の部材と、
一方の端が前記プレチャージ接点バーと接触できるように前記第１の部材の下端から他方向に延びる第２の部材と、
一方の面が前記プレチャージ接点バーと接触できるように、かつ、下端が前記主接点バーと接触できるように前記第２の部材から一方向に延びる第３の部材と、
を備える、請求項２から４のいずれか一項に記載のリレーアセンブリ。

【請求項7】

前記主接点バーの他方向への延長長さは、前記レバーと前記第３の部材の一方の面との間の離隔距離よりも長く、前記レバーと前記第３の部材の他方の面との間の離隔距離よりも短い、請求項６に記載のリレーアセンブリ。

【請求項8】

前記プレチャージ接点バーの他方向への延長長さは、前記レバーと前記第３の部材の一方の面との間の離隔距離に等しい、請求項６に記載のリレーアセンブリ。

【請求項9】

バッテリーと、
前記バッテリーの電力を電気モーターに印加するためのインバーターと、
前記バッテリーから前記インバーターへと電力を印加及び遮断するための請求項１から４のいずれか一項に記載のリレーアセンブリと、
を備える、電気自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リレーアセンブリ及びこれを有する電気自動車に係り、さらに詳しくは、配設構造を単純化させることができ、配設スペースを省くことのできるリレーアセンブリ及びこれを有する電気自動車に関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車は、バッテリーに蓄えられた電力を動力源としてモーターを駆動して走行する自動車である。電気自動車は、バッテリーの電力をモーターに印加及び遮断するためのパワーリレーを備える。

【0003】

一方で、電気自動車において用いられるバッテリーは、主として高出力、大容量の中大型バッテリーパックである。したがって、電気自動車の始動に際してバッテリーパックからモーターへと電力が印加されるとき、高電圧の突入電流が瞬時に導通されてしまう虞があり、突入電流によりパワーリレーが融着されてしまうなどのダメージが生じる虞がある。

【0004】

この理由から、従来には、突入電流によるパワーリレーのダメージを防ぐべく、さらにプレチャージリレーを設けてパワーリレーと並列に連結し、プレチャージリレーが優先的にバッテリーパックからモーターへと電力を導通させた後、順次にパワーリレーがバッテリーパックからモーターへと電力を導通させていた。

【0005】

このため、従来の電気自動車は、プレチャージリレーの機械的な締結及び電気的な接続のための部材をさらに必要としており、これらの部材に起因して配設構造が複雑になってしまうという不都合があった。なお、電気自動車の限られた内部空間内においてこれらの部材の配設スペースを確保しなければならないなどの理由により、スペース損失が起こってしまうという不都合があった。

【0006】

本発明の背景となる技術は、下記の特許文献に掲載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】ＫＲ１０－２０１３－００３４８１２ Ａ

【0008】

【特許文献2】ＫＲ１０－２０１９－００６４８４４ Ａ

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、配設構造を単純化させることができ、配設スペースを省くことのできるリレーアセンブリ及びこれを有する電気自動車を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の実施形態に係るリレーアセンブリは、バッテリーを動力源として駆動されるデバイスのインバーターとバッテリーを連結するリレーアセンブリであって、前記バッテリーと前記インバーターを連結または解除するためのスイッチング部と、前記スイッチング部を作動させるように配設される電磁石部と、を備えてなり、前記スイッチング部は、前記電磁石部の磁力により回転し、回転の度合いに応じて接続及び分離が制御される複数の接点を備えてなる。

【0011】

前記スイッチング部は、前記バッテリーと連結されるバッテリー接続端子と、前記インバーターと連結されるインバーター接続端子と、前記バッテリー接続端子の終端から一方向に延びるレバーと、を備えてなり、前記レバーの終端に連結され、前記一方向と交わる他方向に傾斜するように延びる主接点バーと、前記レバーの終端から離れて連結され、前記他方向に傾斜するように延び、接点抵抗を備えるプレチャージ接点バーと、前記主接点バー及び前記プレチャージ接点バーと接触可能なように前記インバーター接続端子の終端から一方向に延び前記レバーと向かい合うように配置される接触バーと、を備えてなることが好ましい。

【0012】

前記電磁石部は、他方向に延び、一方向に前記電磁石部、前記主接点バー及び前記プレチャージ接点バーの順に配置されてもよい。

【0013】

前記主接点バー及び前記プレチャージ接点バーは、それぞれの少なくとも一部が磁力部材を備え、前記電磁石部は、前記主接点バー及び前記プレチャージ接点バーを向く方向に前記磁力部材と同じ極性を形成するためのコイルを備え、前記主接点バー及び前記プレチャージ接点バーは、前記電磁石部から加えられる斥力により前記レバーと連結されたそれぞれの一方の端を中心として前記それぞれの一方の端と対向するそれぞれの他方の端が一方向に回転して前記接触バーに接続できるように、前記それぞれの一方の端が前記レバーに回転自在に連結されてもよい。

【0014】

前記スイッチング部は、非伝導性物質を含み、前記主接点バーと前記プレチャージ接点バーとの間の一方向への間隔を保持するために前記主接点バーと前記プレチャージ接点バーとの間に配置されるスペーサーを備えてなることが好ましい。

【0015】

前記接触バーは、上端が前記インバーター接続端子と連結され、一方向に延びる第１の部材と、一方の端が前記プレチャージ接点バーと接触できるように前記第１の部材の下端から他方向に延びる第２の部材と、一方の面が前記プレチャージ接点バーと接触できるように、かつ、下端が前記主接点バーと接触できるように前記第２の部材から一方向に延びる第３の部材と、を備えてなることが好ましい。

【0016】

前記主接点バーの他方向への延長長さは、前記レバーと前記第３の部材の一方の面との間の離隔距離よりも長く、前記レバーと前記第３の部材の他方の面との間の離隔距離よりも短くてもよい。

【0017】

前記プレチャージ接点バーの他方向への延長長さは、前記レバーと前記第３の部材の一方の面との間の離隔距離に等しくてもよい。

【0018】

本発明の実施形態に係る電気自動車は、バッテリーと、前記バッテリーの電力を電気モーターに印加するためのインバーターと、前記バッテリーから前記インバーターへと電力を印加及び遮断するための前記リレーアセンブリと、を備えてなる。

【発明の効果】

【0019】

本発明の実施形態によれば、リレーアセンブリが磁力により連動して回転し、回転の度合いに応じて接続及び分離が制御される複数の接点を備えるスイッチング部を用いて、バッテリーからインバーターへとプレチャージ電圧と主電圧を順次に印加することができる。

【0020】

このことから、従来のプレチャージリレーと、この機械的な締結及び電気的な接続のための部材を省くことができる。この理由から、リレーアセンブリの配設構造を単純化させることができ、リレーアセンブリの設置スペースを省くことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係る電気自動車及びリレーアセンブリの概略図である。

【0022】

【図2】本発明の実施形態に係るリレーアセンブリの作動図である。

【図3】本発明の実施形態に係るリレーアセンブリの作動図である。

【0023】

【図4】本発明の実施形態に係るリレーアセンブリの作動図である。

【図5】本発明の実施形態に係るリレーアセンブリの作動図である。

【0024】

【図6】本発明の比較例に係るリレーアセンブリの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態をより詳しく説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化される筈である。単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。本発明を説明するために、図面は、大きさが誇張されていてもよく、説明と無関係な部分は図面から省略でき、図中、同じ符号は、同じ構成要素を指し示す。

【0026】

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。

【0027】

１．本発明の実施形態に係る電気自動車

【0028】

図１は、本発明の実施形態に係る電気自動車及びリレーアセンブリの概略図である。図２から図５は、本発明の実施形態に係るリレーアセンブリの作動図である。

【0029】

本発明の実施形態に係る電気自動車１０００は、バッテリー１００と、バッテリー１００の電力を電気モーター（図示せず）に印加するためのインバーター２００と、バッテリー１００からインバーター２００へと電力を印加または遮断するための本発明の実施形態に係るリレーアセンブリ３００と、を備えてなる。このとき、リレーアセンブリ３００は、バッテリー１００の正極端子とインバーター２００を連結することができる。

【0030】

一方で、本発明の実施形態に係る電気自動車１０００は、バッテリー１００の負極端子とインバーター２００を連結する主リレー４００をさらに備えていてもよい。

【0031】

１．１．バッテリー１００

【0032】

バッテリー１００は、電気自動車の動力源として用いられる電力を蓄える役割を果たす。バッテリー１００は、充電及び放電可能な複数のバッテリーセルを備えていてもよい。このとき、複数のバッテリーセルは、複数の二次電池セルを備えていてもよい。なお、複数のバッテリーセルは、バッテリーパックのタイプに配設されてもよい。バッテリーパックには、バッテリー管理システム（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）が組み込まれていてもよい。

【0033】

１．２．インバーター２００

【0034】

インバーター２００は、バッテリー１００の直流電流を交流電流に変換して、電気モーターに供給することができる。また、インバーター２００は、交流電流の周波数及び電圧を制御して、電気モーターの出力を調節することができる。このとき、出力とは、回転数及びトルクのことを指し示すことがある。

【0035】

１．３．リレーアセンブリ３００

【0036】

リレーアセンブリ３００は、バッテリー１００とインバーター２００との間の電力の印加経路を連結または遮断する役割を果たす。リレーアセンブリ３００は、バッテリー１００の正極端子とインバーター２００を連結するように配設されてもよい。リレーアセンブリ３００は、磁力により回転し、回転の度合いに応じて接続及び分離が制御される複数の接点を備えるスイッチング部３１０を用いて、バッテリー１００からインバーター２００へとプレチャージ電圧と主電圧を順次に印加することができる。一方で、リレーアセンブリ３００は、回路基板（図示せず）に搭載され、ハウジング（図示せず）により保護されてもよい。

【0037】

１．４．主リレー４００

【0038】

主リレー４００は、バッテリー１００の負極端子とインバーター２００を連結するように配設されてもよい。主リレー４００の構成と方式は、種々であってもよい。

【0039】

２．本発明の実施形態に係るリレーアセンブリ

【0040】

以下、本発明の実施形態に係るリレーアセンブリ３００について詳しく説明する。このとき、以下では、リレーアセンブリ３００が電気自動車に適用される場合を例にとって、本発明の実施形態について詳しく説明する。いうまでもなく、本発明の実施形態に係るリレーアセンブリ３００は、バッテリーを動力源として駆動される様々なデバイスに適用されて、当該デバイスのインバーターとバッテリーを連結する場合に使用可能である。

【0041】

図１を参照すると、本発明の実施形態に係るリレーアセンブリ３００は、バッテリー１００とインバーター２００を連結または解除するために、電磁石部の磁力により回転し、回転の度合いに応じて接続及び分離が制御される複数の接点を備えるスイッチング部３１０と、スイッチング部３１０を作動させるように配設される電磁石部３２０と、を備えてなる。

【0042】

２．１．スイッチング部３１０

【0043】

スイッチング部３１０は、バッテリー接続端子３１１と、インバーター接続端子３１２と、レバー３１３と、主接点バー３１４と、プレチャージ接点バー３１５と、接触バー３１６及びスペーサー３１７を備えていてもよい。ここで、バッテリー接続端子３１１、インバーター接続端子３１２、レバー３１３、主接点バー３１４、プレチャージ接点バー３１５及び接触バー３１６は、電気伝導性材質を含んでいてもよい。中でも、主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５は、それぞれの少なくとも一部が磁力部材を備えていてもよい。このとき、磁力部材は、電磁石部３２０が生成する磁力と同一の極性を有していてもよい。一方で、スペーサー３１７は、非伝導性物質を含んでいてもよい。

【0044】

スイッチング部３１０は、第１及び第２の電力印加経路を備えていてもよい。第１の電力印加経路は、バッテリー接続端子３１１と、インバーター接続端子３１２と、レバー３１３と、プレチャージ接点バー３１５と、接触バー３１６とが繋がれることにより形成されてもよい。また、第２の電力印加経路は、バッテリー接続端子３１１と、インバーター接続端子３１２と、レバー３１３と、主接点バー３１４と、接触バー３１６とが繋がれることにより形成されてもよい。スイッチング部３１０は、主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５を接触バー３１６と分離することにより、第１及び第２の電力印加経路を遮断することができる。すなわち、スイッチング部３１０は、第１の電力印加経路を形成するように、第２の電力印加経路を形成するように、あるいは、これらの電力印加経路を遮断するように作動することができる。ここで、スイッチング部３１０の作動は、電磁石部３２０により制御されてもよい。

【0045】

２．１．１．バッテリー接続端子３１１

【0046】

バッテリー接続端子３１１は、一方の端がバッテリー１００の正極端子と連結されてもよい。バッテリー接続端子３１１の一方の端と対向する他方の端は、インバーター接続端子３１２を向くように延びてもよい。バッテリー接続端子３１１の他方の端には、レバー３１３が連結されてもよい。

【0047】

２．１．２．インバーター接続端子３１２

【0048】

インバーター接続端子３１２は、一方の端がバッテリー接続端子３１１の他方の端と向かい合いながら離れていてもよい。インバーター接続端子３１２の他方の端は、インバーター２００と連結されてもよい。

【0049】

２．１．３．レバー３１３

【0050】

レバー３１３は、バッテリー接続端子３１１の終端から一方向に延びてもよい。ここで、バッテリー接続端子３１１の終端をバッテリー接続端子３１１の他方の端と称することがある。一方向は、バッテリー接続端子３１１が延びた方向と交わる方向であってもよい。例えば、バッテリー接続端子３１１は、左右方向に延びてもよい。この場合、一方向は、前後方向もしくは上下方向であってもよい。以下では、一方向が上下方向であることを想定して本発明の実施形態について説明する。いうまでもなく、バッテリー接続端子３１１が延びた方向は種々であってもよく、これにより、一方向もまた種々であってもよい。一方で、バッテリー接続端子３１１が延びた方向を他方向と称することもある。

【0051】

レバー３１３は、上端が接続端子３１１の他方の端と連結されてもよく、下端が電磁石部３２０を上下方向に向かい合いながら離れていてもよい。

【0052】

２．１．４．主接点バー３１４

【0053】

主接点バー３１４は、一方の端がレバー３１３の終端に連結されてもよく、他方向に傾斜するように延びてもよい。ここで、レバー３１３の終端は、レバー３１３の下端であってもよい。主接点バー３１４の一方の端と対向する他方の端には、上方に突き出た主接点３１４ａが形成されてもよい。主接点バー３１４が他方向を傾斜するように延びた長さは、レバー３１３と接触バー３１６の後述する第３の部材３１６ｃの一方の面との間の離隔距離よりも長く、レバー３１３と上述の第３の部材３１６ｃの他方の面との間の離隔距離よりも短くてもよい。

【0054】

主接点バー３１４は、電磁石部３２０から加えられる斥力によりレバー３１３と連結された一方の端を中心として他方の端が一方向に回転して接触バー３１６に接続できるように、一方の端がレバー３１３に回転自在に連結されてもよい。いうまでもなく、主接点バー３１４は、弾力を有する材質から形成されて、弾力により曲げ変形されながら接触バー３１６に接続されてもよく、弾性復元されて接触バー３１６から離れてもよい。

【0055】

主接点バー３１４は、回転有無に応じて、他方の端の高さが異なっていてもよい。このとき、回転とは、上述のように、主接点バー３１４の一方の端を中心として主接点バー３１４の一方の端と対向する他方の端が一方向に回転することを意味することがある。

【0056】

主接点バー３１４の他方の端は、主接点バー３１４が回転しない初期の状態で、接触バー３１６の下端から第１の高さに見合う分だけ離れていてもよい（図２参照）。また、主接点バー３１４の他方の端は、主接点バー３１４が第１の角度分だけ回転した状態である第１の回転状態で、上述の第１の高さよりも高い第２の高さに見合う分だけ上昇してもよく、接触バー３１６の下端から離れていてもよい（図３参照）。さらに、主接点バー３１４の他方の端は、主接点バー３１４が第１の角度よりも小さな第２の角度分だけ回転した状態である第２の回転状態で、上述の第２の高さよりも高い第３の高さに見合う分だけ上昇して接触バー３１６の下端と接触されてもよい（図４参照）。第３の高さは、接触バー３１６の下端の高さであってもよい。さらにまた、主接点バー３１４の他方の端は、主接点バー３１４が第２の角度よりも小さな第３の角度分だけ回転した状態である第３の回転状態で、上述の第３の高さよりも高い第４の高さに見合う分だけ上昇してもよい。第４の高さは、接触バー３１６の下端の縮まった高さであってもよく、主接点バー３１４の他方の端は、接触バー３１６の下端との接触を保持してもよい（図５参照）。すなわち、主接点バー３１４が第３の角度分だけ回転するとき、接触バー３１６の下端が上方に縮まることにより、主接点バー３１４と接触バー３１６のダメージが防がれることが可能になる。

【0057】

いうまでもなく、接触バー３１６の下端が縮まる代わりに、主接点バー３１４の一方の端と他方の端との間が曲げられることにより、主接点バー３１４と接触バー３１６のダメージが防がれることもできる。

【0058】

ここで、上述の第１の高さ、第２の高さ、第３の高さ及び第４の高さは、接触バー３１６の下端を基準とする所定の高さであってもよい。また、第１の角度、第２の角度及び第３の角度は、レバー３１３と主接点バー３１４の上面との間の所定の角度であってもよい。一方、主接点バー３１４の回転は、電磁石部３２０により行われることができる。

【0059】

２．１．５．プレチャージ接点バー３１５

【0060】

プレチャージ接点バー３１５は、接点抵抗、例えば、プレチャージ抵抗を備えていてもよい。接点抵抗は、プレチャージ接点バー３１５が接触バー３１６に接触したときに突入電流によるプレチャージ接点バー３１５の融着を防ぐ役割を果たす。

【0061】

プレチャージ接点バー３１５は、一方の端がレバー３１３の下端から所定の高さだけ離れていてもよく、レバー３１３の上端と下端との間においてレバー３１３と連結されてもよい。プレチャージ接点バー３１５は、他方向に傾斜するように延びることにより、主接点バー３１４と並ぶように配置されてもよい。プレチャージ接点バー３１５の他方の端には、プレチャージ接点バー３１５が延びた方向にプレチャージ接点３１５ａが突設されてもよい。プレチャージ接点バー３１５が他方向に傾斜するように延びた長さは、レバー３１３と上述の第３の部材３１６ｃの一方の面との間の離隔距離に等しくてもよい。

【0062】

プレチャージ接点バー３１５は、電磁石部３２０から加えられる斥力によりレバー３１３と連結された一方の端を中心として他方の端が一方向に回転して接触バー３１６に接続できるように、一方の端がレバー３１３に回転自在に連結されてもよい。いうまでもなく、プレチャージ接点バー３１５は、弾力を有する材質から形成されて、弾力により曲げ変形されながら接触バー３１６に接続され、弾性復元されながら接触バー３１６から離れてもよい。

【0063】

プレチャージ接点バー３１５は、回転有無に応じて、他方の端の高さが異なっていてもよい。プレチャージ接点バー３１５の他方の端は、プレチャージ接点バー３１５が回転しない初期の状態で、接触バー３１６の下端から第５の高さ分だけ離れていてもよい（図２参照）。また、プレチャージ接点バー３１５の他方の端は、プレチャージ接点バー３１５が第４の角度分だけ回転した状態である第４の回転状態で、上述の第５の高さよりも高い第６の高さに見合う分だけ上昇して、接触バー３１６と接触されてもよい（図３参照）。また、プレチャージ接点バー３１５の他方の端は、プレチャージ接点バー３１５が第４の角度よりも小さな第５の角度分だけ回転した状態である第５の回転状態で、上述の第６の高さよりも高い第７の高さに見合う分だけ上昇してもよく、接触バー３１６との接触を保持してもよい（図４参照）。さらに、プレチャージ接点バー３１５の他方の端は、プレチャージ接点バー３１５が第５の角度よりも小さな第６の角度分だけ回転した状態である第６の回転状態で、上述の第７の高さよりも高い第８の高さに見合う分だけ上昇してもよく、接触バー３１６との接触が解除されてもよい（図５参照）。

【0064】

ここで、第５の高さ、第６の高さ、第７の高さ及び第８の高さは、接触バー３１６の下端を基準とする所定の高さであってもよい。中でも、第５の高さは、接触バー３１６の下端よりも低い高さであってもよい。また、第６の高さ、第７の高さ及び第８の高さは、接触バー３１６の下端よりも高い高さであってもよい。さらに、第４の角度、第５の角度及び第６の角度は、レバー３１３とプレチャージ接点バー３１５の上面との間の所定の角度であってもよい。このとき、第４の角度は、上述の第１の角度と同一の角度であってもよく、第５の角度は、上述の第２の角度と同一の角度であってもよく、第６の角度は、上述の第３の角度と同一の角度であってもよい。

【0065】

一方で、プレチャージ接点バー３１５の回転は、電磁石部３２０により行われることができる。

【0066】

２．１．６．接触バー３１６

【0067】

接触バー３１６は、主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５と接触可能なようにインバーター接続端子３１２の終端、例えば、一方の端から一方向に延び、レバー３１３と向かい合うように配置されてもよい。接触バー３１６は、主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５の回転角度に応じて、主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５と接離されてもよい。

【0068】

接触バー３１６の構造は、種々であってもよい。接触バー３１６は、例えば、上端がインバーター接続端子３１２と連結され、一方向に延びる第１の部材３１６ａと、一方の端がプレチャージ接点バー３１５と接触できるように第１の部材３１６ａの下端から他方向へと延びる第２の部材３１６ｂと、一方の面がプレチャージ接点バー３１５と接触できるように、かつ、下端が主接点バー３１４と接触できるように第２の部材３１６ｂから一方向へと延びる第３の部材３１６ｃと、を備えていてもよい。ここで、第２の部材３１６ｂの上面の高さは、プレチャージ接点バー３１５の一方の端の高さと誤差範囲内において同一であってもよい。

【0069】

主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５は、接触バー３１６の第３の部材などの接触部分と接触して電流経路を形成するように主接点３１４ａ、プレチャージ接点３１５ａが接触する。

【0070】

２．１．７．スペーサー３１７

【0071】

スペーサー３１７は、非伝導性物質を含んでいてもよい。スペーサー３１７は、主接点バー３１４とプレチャージ接点バー３１５を互いに離し合う役割を果たす。より具体的に、スペーサー３１７は、主接点バー３１４とプレチャージ接点バー３１５との間の一方向への間隔を保持するために、主接点バー３１４とプレチャージ接点バー３１５との間に配置されてもよい。スペーサー３１７によって、主接点バー３１４とプレチャージ接点バー３１５が同一の角度にて回転することができる。

【0072】

２．２．電磁石部３２０

【0073】

電磁石部３２０は、主接点バー３１４の下側に配置されてもよく、主接点バー３１４を上下方向に向かい合うことができる。したがって、下側から上側へと電磁石部３２０と、主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５がこの順に配置されることが可能になる。

【0074】

電磁石部３２０は、バッテリー１００のＢＭＳ（図示せず）もしくは電気自動車の統合電力制御装置（図示せず）から電流を供給されて磁力を生成することができる。このとき、電磁石部３２０において生成される磁力は、主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５にそれぞれ組み込まれる磁力部材の極性と同一の極性であってもよい。このために、電磁石部３２０は、主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５を向く方向に上述の磁力部材と同一の極性を形成するためのコイルを備えていてもよい。

【0075】

電磁石部３２０に電流が供給されて磁力が生成されれば、電磁石部３２０において生成される磁力により電磁石部３２０と主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５の間に斥力が形成されることができる。斥力によって、主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５のそれぞれの他方の端が主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５のそれぞれの一方の端を中心として一方向に回転することが可能になる。このとき、電磁石部３２０は、主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５に磁力を効果的に加えるために他方向に延びてもよい。

【0076】

３．本発明の実施形態に係る電気自動車及びリレーアセンブリの作動

【0077】

以下、図１から図５を参照して、本発明の実施形態に係る電気自動車及びリレーアセンブリの作動について説明する。

【0078】

電気自動車は、走行のために、リレーアセンブリ３００を作動させてバッテリー１００とインバーター２００を電気的に接続する。このとき、主リレー４００が先に作動してバッテリー１００の負極端子とインバーター２００を連結する。次いで、リレーアセンブリ３００が作動してバッテリー１００の正極端子とインバーター２００を連結する。

【0079】

このとき、リレーアセンブリ３００は、突入電流によりリレーアセンブリ３００がダメージを受けないように、バッテリー接続端子３１１と、インバーター接続端子３１２と、レバー３１３と、プレチャージ接点バー３１５のプレチャージ接点３１５ａと接触バー３１６を連結して第１の電力経路を形成し、第１の電力経路を用いて、バッテリー１００からインバーター２００へとプレチャージ電圧を先に印加する。

【0080】

具体的に、図３を参照すると、電磁石部３２０に第１の電流を供給して主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５を回転させるための斥力を生成する。斥力によって、主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５が第１の角度及び第４の角度にて回転し、回転によって、プレチャージ接点バー３１５の他方の端が第２の高さに上昇しながら接触バー３１６と接触されることが可能になる。このとき、主接点バー３１４の他方の端は第６の高さに上昇し、接触バー３１６から離れてもよい。

【0081】

このため、バッテリー接続端子３１１と、インバーター接続端子３１２と、レバー３１３と、プレチャージ接点バー３１５及び接触バー３１６を経て、プレチャージ電圧がバッテリー１００からインバーター２００へと印加されることが可能になる。このことから、インバーター２００のキャパシターに所定の電流が充電されることが可能になる。

【0082】

バッテリー１００からインバーター２００へとプレチャージ電圧が所定の時間の間に印加された後に、リレーアセンブリ３００は、バッテリー接続端子３１１と、インバーター接続端子３１２と、レバー３１３と、主接点バー３１４の主接点３１４ａ及び接触バー３１６を連結して第２の電力経路を形成し、第２の電力経路を用いて、バッテリー１００からインバーター２００へと主電圧を順次に印加してもよい。

【0083】

具体的に、図４を参照すると、電磁石部３２０に第１の電流よりも大きな第２の電流を供給して主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５を回転させるための斥力の大きさを増加させる。増加された斥力によって、主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５が第２の角度及び第５の角度にて回転し、回転によりプレチャージ接点バー３１５の他方の端が第３の高さに上昇し、主接点バー３１４の他方の端が第７の高さに上昇することができる。これにより、プレチャージ接点バー３１５の他方の端は、接触バー３１６との接触を保持し、主接点バー３１４の他方の端は、接触バー３１６と接触されることが可能になる。

【0084】

このことから、バッテリー接続端子３１１と、インバーター接続端子３１２と、レバー３１３と、主接点バー３１４及び接触バー３１６を経て、主電圧がバッテリー１００からインバーター２００へと印加されることが可能になる。

【0085】

主電圧の印加が開始されれば、プレチャージ接点バー３１５を接触バー３１６から離してもよい。

【0086】

具体的に、図５を参照すると、電磁石部３２０に第２の電流よりも大きな第３の電流を供給して主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５を回転させるための斥力の大きさをさらに増加させる。さらに増加された斥力により、主接点バー３１４及びプレチャージ接点バー３１５が第３の角度及び第６の角度にて回転し、回転によりプレチャージ接点バー３１５の他方の端が第４の高さに上昇し、主接点バー３１４の他方の端が第８の高さに上昇することができる。このため、プレチャージ接点バー３１５の他方の端は、接触バー３１６と分離されることができ、主接点バー３１４の他方の端は、接触バー３１６との接触を保持することができる。このとき、主接点バー３１４の他方の端のダメージを防ぐために、主接点バー３１４の他方の端が上昇した分だけ、接触バー３１６の第３の部材３１６の下端が上方に縮まることができる。

【0087】

次いで、バッテリー１００からインバーター２００へと主電圧を印加し、インバーター２００と連結された電気モーターを作動させて電気自動車が安定的に走行できるようにしてもよい。

【0088】

すなわち、本発明のスイッチ部を構成するリレーは、電磁石の動作に伴い、抵抗に連結されたプレチャージ接点３１５ａが先に接触バー３１６の接点に連結され、次いで、プレチャージ接点３１５ａと主接点３１４ａとが同時に接触バー３１６の接点に連結され、以降には、プレチャージ接点３１５ａは離れ、主接点３１４ａのみが連結されるように制御される。

【0089】

４．本発明の比較例と実施形態に係る電気自動車及びリレーアセンブリの対比

【0090】

図６は、本発明の比較例に係る電気自動車及びリレーアセンブリの概略図である。

【0091】

図６を参照すると、本発明の比較例に係るリレーアセンブリ３１、３２は、複数の接点を備えていない構造である。このため、本発明の比較例に係るリレーアセンブリ３１、３２は、プレチャージ電圧と主電圧を印加できるように複数で設けられてもよい。

【0092】

したがって、本発明の比較例に係る電気自動車１０００'は、プレチャージ電圧印加用のリレーアセンブリ３１と、主電圧印加用のリレーアセンブリ３２及び主リレー４０の配設に相対的に広いスペースが用いられなければならず、バッテリー１００とインバーター２００との間の回路構造が複雑になる虞がある。

【0093】

これに対し、図１を参照すると、本発明の実施形態に係るリレーアセンブリ３００は、磁力により連動して回転し、回転の度合いに応じて接続及び分離が制御される複数の接点３１４、３１５を備える構造であるため、一つのリレーアセンブリ３００が設けられてもよい。

【0094】

したがって、本発明の実施形態に係る電気自動車１０００は、一つのリレーアセンブリ３００と主リレー４００の配設に相対的に狭いスペースが用いられ、バッテリー１００とインバーター２００との間の回路構造が相対的に単純になることができる。

【0095】

本発明の上記の実施形態は本発明の説明のためのものであり、本発明の制限のためのものではない。本発明の上記の実施形態に開示されている構成と方式は、互いに結合したり交差したりして種々の形態に変形される筈であり、これによる変形例もまた、本発明の範ちゅうに収まるものとみなせるということに留意すべきである。すなわち、本発明は、特許請求の範囲及びこれと均等な技術的思想の範囲内において互いに異なる種々の形態に具体化される筈であり、本発明が該当する技術分野における業者は、本発明の技術的思想の範囲内において種々の実施形態が可能であるということが理解できる筈である。

【符号の説明】

【0096】

１００：バッテリー、２００：インバーター、３００：リレーアセンブリ、３１０：スイッチング部、３１１：バッテリー接続端子、３１２：インバーター接続端子、３１３：レバー、３１４：主接点バー、３１５：プレチャージ接点バー、３１６：接触バー、３１７：スペーサー、３２０：電磁石部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】