(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電気回路部分（１０２）を第２の電気回路部分（ＩＶ，Ｍ）に対して切断／接続するように電気的に作動させられるソリッドステートリレー（２００；３００）であって、
−  上記第１の電気回路部分（１０２）に接続された上記ソリッドステートリレーの第１の電気的端子（１）と、上記第２の電気回路部分（ＩＶ，Ｍ）に接続された上記ソリッドステートリレーの第２の電気的端子（２）との間に各導電性端子（Ｄ，Ｓ）によってそれぞれ接続され、コマンド端子（Ｇ）を有する少なくとも１つの電力半導体スイッチデバイス（Ｔ１）と、
−  上記少なくとも１つの電力半導体スイッチデバイス（Ｔ１）を閉／開状態から開／閉状態に切り換えて上記第１の電気回路部分（１０２）を上記第２の電気回路部分（ＩＶ，Ｍ）に対して切断／接続するように、上記コマンド端子（Ｇ）に印加されるコマンド信号（Ｓ）を発生するように構成された、上記少なくとも１つの電力半導体スイッチデバイス（Ｔ１）の電子的駆動ブロック（２０３，ＤＶ）と、
−  上記少なくとも１つの電力半導体スイッチデバイス（Ｔ１）を流れる電流（Ｉ）を検出する電子的電流検出ブロックとを備え、
上記電子的電流検出ブロックは、閉状態にある上記少なくとも１つの電力半導体スイッチデバイス（Ｔ１）の上記第１の電気的端子（１）及び上記第２の電気的端子（２）の間に存在する全抵抗（Ｒｔｏｔ）を流れる電流（Ｉ）によって発生された上記第１の電気的端子（１）及び上記第２の電気的端子（２）の間における電位差を示す第１の信号（Ｓ１）を発生するように構成された、上記第１の電気的端子（１）及び上記第２の電気的端子（２）にそれぞれ接続された第１の入力端子（３）及び第２の入力端子（４）を有する第１の電子機器（３０１；２０１）を備え、
上記全抵抗（Ｒｔｏｔ）は、閉状態にある上記電力半導体スイッチデバイス（Ｔ１）に関連付けられた第１の抵抗（ＲＤＳｏｎ）と、上記導電性端子（Ｄ，Ｓ）のうちの１つと上記第１の電気的端子（１）及び上記第２の電気的端子（２）のいずれかとの間の電気的ボンディング接続にそれぞれ関連付けられた第２のボンディング抵抗（ＲＢ）との和を含み、
上記電子的駆動ブロックは、開／閉制御信号（ＳＥ）を受信し、上記第１の信号（Ｓ１）に依存するイネーブル／ディセーブル信号をさらに受信するように構成され、さらに、上記開／閉制御信号（ＳＥ）及び上記イネーブル／ディセーブル信号に基づいて上記コマンド信号（Ｓ）を発生するように構成され、
上記ソリッドステートリレーは、上記ソリッドステートリレーに機能的に関連付けられ、上記電子的駆動ブロック（２０３，ＤＶ）とは異なる処理装置（ＭＩＣ；１０８）をさらに備え、
上記処理装置（ＭＩＣ；１０８）は、上記第１の信号（Ｓ１）を受信し、上記第１の信号（Ｓ１）に対して行われた処理により上記電流（Ｉ）を検出するように適合され、
上記ソリッドステートリレーは、上記電力半導体スイッチデバイス（Ｔ１）の温度を示す第２の信号（Ｓ２）を発生するように構成された電子的温度検出ブロック（２０４；２０４，２０２）をさらに備え、
上記第２の信号（Ｓ２）は上記処理装置（ＭＩＣ；１０８）により利用可能であり、
上記処理装置は、上記第１の信号（Ｓ１）及び上記第２の信号（Ｓ２）に基づいて行われた処理により、閉状態における上記少なくとも１つの電力半導体デバイス（Ｔ１）を流れる上記電流（Ｉ）を検出するように構成されるソリッドステートリレー（２００；３００）。
【請求項２】
上記開／閉制御信号（ＳＥ）が上記電力半導体スイッチデバイス（Ｔ１）の閉状態を決定する場合、上記電子的駆動ブロック（２０３，ＤＶ）は、上記イネーブル／ディセーブル信号がディセーブル信号であるときに上記電力半導体スイッチデバイス（Ｔ１）をディセーブルにするように構成される請求項１記載のソリッドステートリレー（２００；３００）。
【請求項３】
上記第２のボンディング抵抗（ＲＢ）のうちの１つは、当該ボンディング抵抗（ＲＢ）がヒューズとして動作して最大動作値及び過電流値の間の電流値で溶断し、これにより、上記第１の電気的端子（１）又は上記第２の電気的端子（２）から上記導電性端子（Ｄ，Ｓ）のうちの１つを切断するように、上記電力半導体スイッチデバイス（Ｔ１）の予め決められた最大動作電流値と、上記最大動作値より高い予め決められた許容できない過電流値とに従って決められたサイズを有しかつ構成される請求項１記載のソリッドステートリレー（２００；３００）。
【請求項４】
上記電子的駆動ブロックは、ドライバデバイス（ＤＶ）のイネーブルピン（ＥＮ）に接続された出力端子（Ｏ１）を有する電子的光絶縁型駆動素子（２０３）を備え、
上記ドライバデバイス（ＤＶ）は、上記電力半導体スイッチデバイス（Ｔ１）の上記コマンド端子（Ｇ）に接続された出力ピン（Ｐｏ）に設けられ、
上記電子的光絶縁型駆動素子（２０３）は、上記ソリッドステートリレーに外部から印加された制御信号（ＣＴＲＬ）に従って上記開／閉制御信号（ＳＥ）を発生するように適合される請求項１記載のソリッドステートリレー（２００；３００）。
【請求項５】
上記処理装置はマイクロコントローラ（ＭＩＣ）を備え、
上記マイクロコントローラ（ＭＩＣ）は、
上記第１の電子機器（３０１）の出力端子に接続され、上記第１の信号（Ｓ１）を受信する第１の入力ピン（Ｐ１）と、
上記電子的温度検出ブロック（２０４）の第１の出力端子（Ｎ）に接続され、上記第２の信号（Ｓ２）を受信する第２の入力ピン（Ｐ２）と、
第１の論理ポート（３０２）により上記ドライバデバイス（ＤＶ）のディセーブルピン（ＤＩＳ）に機能的に接続され、上記ディセーブルピンに第３の信号（Ｓ３）を供給する出力ピン（Ｐ３）とを有する請求項４記載のソリッドステートリレー（２００）。
【請求項６】
上記第１の論理ポート（３０２）は、上記マイクロコントローラ（ＭＩＣ）の出力ピン（Ｐ３）に接続された１つの入力端子を含む２つの入力端子と、上記ドライバデバイス（ＤＶ）のディセーブルピン（ＤＩＳ）に接続された出力端子とを有する論理和ポートである請求項５記載のソリッドステートリレー（２００）。
【請求項７】
上記電子的温度検出ブロック（２０４）は、上記ソリッドステートリレーの電源電位（ＶＤＤ２）及び接地基準電位（ＧＮＤ２）の間における別の抵抗（Ｒ１）に直列に接続されたサーミスタ（ＮＴＣ）を備え、
上記第２の信号（Ｓ２）は、上記サーミスタ（ＮＴＣ）及び上記別の抵抗（Ｒ１）の間の中間出力ノード（Ｎ）で利用可能にされる請求項１記載のソリッドステートリレー（２００）。
【請求項８】
上記ソリッドステートリレーは過負荷保護回路をさらに備え、上記過負荷保護回路は、
−  上記第１の電子機器（３０１）の出力端子に接続されて上記第１の信号（Ｓ１）を受信する各第１の入力端子（ＩＮ）と、しきい値信号（ＴＨＲ）を受信するように適合された第２の入力端子とを有し、各出力端子（ＯＵＴ）を備えるコンパレータデバイス（３０３）と、
−  上記コンパレータデバイス（３０３）の各出力端子（ＯＵＴ）に接続された第１の入力端子と、上記電子的光絶縁型駆動素子（２０３）の出力端子（Ｏ１）に接続された第２の入力端子とを有する２つの入力端子を有する第２の論理ポート（３０４）とを備える請求項５記載のソリッドステートリレー（２００）。
【請求項９】
上記第２の論理ポート（３０４）は、当該第２の論理ポート（３０４）の上記第２の入力端子において、上記電子的光絶縁型駆動素子（２０３）の出力端子（Ｏ１）に存在する論理信号の反転値を受信するように適合された論理積ポートである請求項８記載のソリッドステートリレー（２００）。
【請求項１０】
上記マイクロコントローラ（ＭＩＣ）の対応するデータトランシーバピン（ＰＴＸ，ＰＲＸ）に接続されたデータトランシーバ端子（ＴＸ，ＲＸ）を有する光絶縁型インターフェースデバイス（３５０，３５１）をさらに備える請求項５記載のソリッドステートリレー（２００）。
【請求項１１】
上記ソリッドステートリレーは過負荷保護回路をさらに備え、上記過負荷保護回路は、
−  上記第１の電気的端子（１）に接続されて上記第１の電気的端子（１）と上記第２の電気的端子（２）との間の電圧を受信する各第１の入力端子（ＩＮ）と、しきい値信号（ＴＨＲ）を受信するように適合された第２の入力端子とを有し、各出力端子（ＯＵＴ）を備えるコンパレータデバイス（３０３）と、
−  上記コンパレータデバイス（３０３）の各出力端子（ＯＵＴ）に接続された第１の入力端子と、上記電子的光絶縁型駆動素子（２０３）の出力端子（Ｏ１）に接続された第２の入力端子とを有する２つの入力端子を有する論理ポート（３０４）とを備える請求項４記載のソリッドステートリレー（３００）。
【請求項１２】
上記論理ポート（３０４）は、当該論理ポート（３０４）の上記第２の入力端子において、上記電子的光絶縁型駆動素子（２０３）の出力端子（Ｏ１）に存在する論理信号の反転値を受信するように適合され、上記ドライバデバイス（ＤＶ）に接続された各出力端子を有する論理積ポートである請求項１１記載のソリッドステートリレー（３００）。
【請求項１３】
上記電子的温度検出ブロックは、上記ソリッドステートリレーの電源電位（ＶＤＤ２）及び接地基準電位（ＧＮＤ２）の間における別の抵抗（Ｒ１）に直列に接続されたサーミスタ（ＮＴＣ）を備え、
上記第２の信号（Ｓ２）は、上記サーミスタ（ＮＴＣ）及び上記別の抵抗（Ｒ１）の間の中間位置である中間出力ノード（Ｎ）で利用可能にされ、
上記電子的温度検出ブロックは、
−  上記中間出力ノード（Ｎ）に接続された各入力端子（２０２’）を有し、上記ソリッドステートリレー（３００）の外部で利用可能にされる上記第２の信号（Ｓ２）を受信する光絶縁型演算増幅器（２０２）を備える請求項１記載のソリッドステートリレー（３００）。
【請求項１４】
上記電力半導体スイッチデバイス（Ｔ１）は、互いに並列及び／又は直列に接続された２つ以上のパワーＭＯＳＦＥＴデバイスを含む請求項１〜１３のうちの１つに記載のソリッドステートリレー（２００；３００）。
【請求項１５】
電気又はハイブリッド駆動車両の移動システム（１０００）であって、
−  運動を発生するように適合された負荷アセンブリ（ＩＶ，Ｍ）と、
−  直流バス（１０１）による上記負荷アセンブリに電気的に接続され、電気的エネルギーを蓄えるための電荷源アセンブリ又はバッテリーパック（１００）と、
−  制御された方法で、上記電荷源アセンブリ（１００）を上記負荷アセンブリ（ＩＶ，Ｍ）に対して切断／接続する請求項１記載の少なくとも１つのソリッドステートリレーとを備える移動システム（１０００）。
【請求項１６】
３次元構造を有する請求項１記載のソリッドステートリレー（２００；３００）であって、
−  上記第１の電気的端子（１）及び上記第２の電気的端子（２）を含み、上記ソリッドステートリレーを上記第１の電気回路部分（１０２）及び上記第２の電気回路部分（ＩＶ，Ｍ）にそれぞれ接続するフレーム（５０３）と、
−  上記フレーム（５０３）に固定され、上記少なくとも１つの電力半導体スイッチデバイス（Ｔ１）を備える第１のプリント基板（５０８）と、
−  上記電子的駆動ブロック（２０３，ＤＶ）と、上記電子的電流検出ブロックとを備える第２のプリント基板（５０９）であって、上記第１のプリント基板（５０８）の上に重畳されるように上記フレーム（５０３）に固定される第２のプリント基板（５０９））と、
−  上記第１のプリント基板（５０８）を上記フレーム（５０３）に固定するように上記第１のプリント基板（５０８）が固定される金属支持部（５０１）とを備えるソリッドステートリレー（２００；３００）。
【請求項１７】
上記フレーム（５０３）に固定され、上記第１のプリント基板（５０８）及び上記第２のプリント基板（５０９）を収容するように構成された、カバー構成要素（５１２）をさらに備える請求項１６記載のソリッドステートリレー（２００；３００）。
【請求項１８】
上記フレーム（５０３）は、電気的素子及び／又は機械的素子を有する共同成型のプラスチック材料からなる請求項１６記載のソリッドステートリレー（２００；３００）。
【請求項１９】
上記少なくとも１つの電力半導体スイッチデバイス（Ｔ１）は、上記電気的ボンディング接続（ＲＢ）により上記第１の電気的端子（１）及び上記第２の電気的端子（２）に電気的に接続され、上記フレーム（５０３）に設けられた導電素子（５０７）に電気的に接続され、
上記第２のプリント基板（５０９）はさらに、
上記フレーム（５０３）の上記導電素子（５０７）に電気的に接続されるように適合された第１の導電素子（５０７’）と、
上記電子的駆動ブロック（２０３，ＤＶ）及び上記電子的電流検出ブロックと、上記ソリッドステートリレーの外部とのインターフェースをとる電気的コネクタ（５１０）とを備える請求項１６記載のソリッドステートリレー（２００；３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的に作動させられるスイッチングデバイス又はリレーに関する。特に、本発明は、電気回路の第１の部分をそのような回路の第２の部分に対して切断／接続する制御信号に応じて電気回路を開く／閉じるように電気的に作動させられるソリッドステートリレーに関する。特に、ただし限定するものではなく、本発明は、電気又はハイブリッドの駆動モータ車両のための電荷貯蔵デバイス又はバッテリーを負荷に対して電気的に切断／接続するために使用可能である電子的ソリッドステートリレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車分野、特に電気又はハイブリッド駆動車両の用途において、各自動車は、駆動にも使用される電気的エネルギーを蓄えるように適合した電荷源又は電荷貯蔵デバイス又はバッテリーを備えている。知られているように、電気車両又はハイブリッド車両のための移動システムは、概して、インバータによって駆動される負荷アセンブリ、特に運動を発生するように適合された電気モータを備える。それは、電気的エネルギーを蓄えるためのバッテリーパック又はアセンブリに電気的に接続される。特に、インバータ及びバッテリーパックの間の電気的接続は、一般に当業者によってＤＣ−ＢＵＳ又はＨＶ  ＤＣ  ＢＵＳと呼ばれる、直流（ＤＣ）バスによって実現される。
【０００３】
バッテリーパックは、特に、直流バスの端子に所望の電圧及び容量を与えるように適合した電気化学セルブロックを備える。バッテリーパックセルは、絶縁デバイス、特にリレーによって負荷アセンブリから電気的に切断されることが可能である。
【０００４】
自動車分野では、概してバッテリーパック自体の内部に収容されるバッテリー管理システム又はＢＭＳによって制御される、特に大電流のための電気機械デバイスにより、そのようなリレーを構成することが知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動車分野で使用される大電流用のそのような電気機械リレーデバイスには、欠点がないわけではない。
【０００６】
実際に、そのようなリレーは、動く機械部品を備える大きくて重い構造物を有し、これは、バッテリーシステムに関連付けられたサイズ及び全重量を増大させる。さらに、経時的劣化又は特定の動作時の動作条件にさらされる動く機械部品の存在、例えば大電流が流れているときにリレー自体を開くことは、バッテリーの動作寿命に関してリレーの寿命を低減させる可能性がある。
【０００７】
さらに、電気機械リレーが閉状態にあるときに電気機械リレーを流れる電流を検出することは、多くの場合、電気又はハイブリッド駆動車両の移動システムに必要である。そのような目的のために、そのようなシステムは、例えば、シャント抵抗又はホール効果センサで実装され、直流バスに関連付けられ、バッテリー管理システムＢＭＳによって制御される電流測定センサを備える。そのようなセンサは、その構造をさらに複雑にする、システムの追加構成要素である。
【０００８】
本発明の目的は、同じ用途の既知の電磁気リレーデバイスの使用に関連する前述の欠点を少なくとも部分的に克服することを可能にする、電気回路を開閉するために電気的に作動させられる電子的ソリッドステートリレーを提供して利用可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのような目的は、請求項１記載のソリッドステートリレーによって実現される。
【００１０】
そのようなソリッドステートリレーの好ましい実施形態は、従属請求項で定義される。
【００１１】
本発明はさらに、請求項１７記載の本発明のソリッドステートリレーを含む電気又はハイブリッド車両のための移動システムに関する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電気又はハイブリッド車両のための移動システムの例を概略的に示す図である。
【図２】図１のシステムに含まれる本発明のソリッドステートリレーの回路論理の第１の実施形態を示す図である。
【図３】図１のシステムに含まれる本発明のソリッドステートリレーの回路論理の第２の実施形態を概略的に示す図である。
【図４】図２のソリッドステートリレーの一部の機能的態様を概略的に示す図である。
【図５Ａ】図２のソリッドステートリレーの実施形態の３次元構造物を形成する構成要素を示す図である。
【図５Ｂ】図２のソリッドステートリレーの実施形態の３次元構造物を形成する構成要素を示す図である。
【図５Ｃ】図２のソリッドステートリレーの実施形態の３次元構造物を形成する構成要素を示す図である。
【図５Ｄ】図５Ａ〜図５Ｃのソリッドステートリレーの３次元構造物の上面図を組み立てられた構成で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るソリッドステートリレーの別の特徴及び利点は、添付図面を参照して表示する非限定的な例示によって与えられる、好ましい実施形態を開示する後述の説明から明らかになるであろう。
【００１４】
前述の図面において同様又は等価な構成要素は同じ参照符号によって示される。
【００１５】
後述の説明では、電気又はハイブリッド駆動車両のための移動システムの用途の範囲が例示として参照されるが、本発明の電子的ソリッドステートリレーは、有利なことには、電気回路の第１の部分をそのような回路の第２の部分に対して切断／接続しなければならない他の分野でも使用可能である。
【００１６】
図１を参照すると、電気又はハイブリッド駆動車両の移動システム１０００は、インバータＩＶによって駆動されて、運動を発生するように適合された負荷アセンブリ、特に電気モータＭ、例えば三相モータを備える。インバータＩＶは、電気的エネルギーを蓄えるための電荷源アセンブリ又はバッテリーパック１００に電気的に接続される。特に、インバータＩＶ及びバッテリーパック１００の間の電気的接続は、当業者によってＤＣ−ＢＵＳ又はＨＶ  ＤＣ  ＢＵＳと呼ばれる、直流（ＤＣ）バス１０１によって実現される。
【００１７】
より詳しくは、バッテリーパック１００は、複数の電気化学セルＣ、典型的にはリチウムイオンセルのブロック１０２を備える。これらの電気化学セルＣは、互いに類似し、直流バス１０１の端子に所望の電圧及び容量を供給するように適合された直列構成で相互接続される。
【００１８】
バッテリーパック１００のそのようなセルブロック１０２は、直流バス１０１に対して電気的に切断／接続されることが可能であり、従って、絶縁リレーにより、特に本発明に係る電子的ソリッドステートリレー２００及び３００により、負荷アセンブリのインバータＩＶに対して電気的に切断／接続されることが可能である。
【００１９】
図１は例示として２つのソリッドステートリレー２００，３００を示すが、電気又はハイブリッド駆動車両の移動システム１０００は、単一のソリッドステートリレー２００及び３００を備えてもよい。そのような場合において、直流バス１０１は、セルブロック１０２の正の端子（＋）をインバータＩＶに接続する単一の電線Ｌ１を含む。それによって、ソリッドステートリレー２００，３００は、そのような単一の電線Ｌ１を絶縁するように適合される。セルブロック１０２の負の端子（−）は、そのような場合、基準電位に直接に接続される。
【００２０】
そのようなソリッドステートリレー２００，３００は、例えばバッテリーパック１００自体に収容された、処理装置又はバッテリー管理システムＢＭＳ１０８によって制御される。そのようなＢＭＳ処理装置１０８は、当業者に既知のタイプのものであり、後述の部分ではさらに詳細には説明しない。
【００２１】
図２及び図３を参照すると、本発明のソリッドステートリレー２００，３００は電力回路部分Ａを備え、電力回路部分Ａは、フォトカプラによって前述のＢＭＳ処理装置１０８へ接続可能である制御回路部分Ｂから絶縁されるということに注目する価値がある。
【００２２】
図２を参照すると、本発明のソリッドステートリレーの第１の実施形態において、そのようなリレー２００は、リレーの第１の電気的端子１及び第２の電気的端子２の間で接続された少なくとも１つの電力半導体スイッチデバイスＴ１を備える。そのような第１の電気的端子１は、上述の移動システム１０００の第１の電気回路部分、例えばバッテリーパック１００のセルブロック１０２に接続される。第２の電気的端子２は、バス１０１により、移動システム１０００の第２の電気回路部分、すなわち負荷アセンブリのインバータＩＶに接続される。
【００２３】
そのような電力半導体スイッチデバイスＴ１は、各溶接抵抗又はボンディング抵抗ＲＢによってソリッドステートリレー２００の第１の端子及び第２の端子にそれぞれ接続されたドレインＤ及びソースＳの導電性端子と、コマンド端子又はゲート端子Ｇとを備える。
【００２４】
電力半導体スイッチデバイスＴ１がソリッドステートリレー２００の論理スイッチであることに注目する価値がある。そのような半導体スイッチデバイスは、例えば、閉状態（ＯＮ）にある半導体スイッチデバイスＴ１を流れることが望まれる電流Ｉの管理に従って、並列及び／又は直列に互いに接続された１つ又は複数パワーＭＯＳＦＥＴデバイスを含んでもよい。より詳しくは、互いに並列に接続された２つのパワーＭＯＳＦＥＴの場合には、第１の端子１及び第２の端子２の間で存在する全抵抗は単一のＭＯＳＦＥＴの抵抗よりも小さく、これにより、より大きな電流Ｉを管理することを可能にする。電力半導体スイッチデバイスＴ１が互いに直列に接続された２つのＭＯＳＦＥＴを含む場合、そのようなデバイスは、セルブロック１０２から負荷ブロックのインバータＩＶに向かって流れる電流と、セルブロック１０２のインバータＩＶから流れる可能性がある電流との両方を中断するように構成される。このことは、インバータ自体が、電流を中断及び／又はリセットするためにそのような電流を中断する各手段（ハードウェア又はソフトウェアタイプ）を備えているのでも、そのようなことが生じる可能性を回避するようにプログラミングされているのでもない場合にあてはまる。好ましい実施形態において、リレー２００の電力半導体スイッチデバイスＴ１は、第１の電気的端子１及び第２の電気的端子２に、金属ボンディングによって互いに並列に固定された２つのパワーＭＯＳＦＥＴを含む。
【００２５】
ソリッドステートリレー２００は、バッテリーパック１００のセルブロック１０２を負荷アセンブリのインバータＩＶに対して切断／接続するためにそのような半導体スイッチデバイスＴ１を閉／開の状態（ＯＮ／ＯＦＦ）から開／閉の状態に切り換えるように前述のコマンド端子Ｇに印加されるコマンド信号Ｓを発生するように構成された、半導体スイッチデバイスＴ１の電子的駆動ブロック２０３，ＤＶをさらに備える。
【００２６】
より詳しくは後述の部分で開示するように、電子的駆動ブロック２０３，ＤＶは、開／閉制御信号ＳＥを受信し、さらに、第１の端子１及び第２の端子２の間における電位差を示す第１の信号Ｓ１に依存するイネーブル／ディセーブル信号を受信するように構成される。電子的駆動ブロックはさらに、開／閉制御信号ＳＥ及び前述のイネーブル／ディセーブル信号に従ってコマンド信号Ｓを発生するように構成される。
【００２７】
一実施形態において、開／閉制御信号ＳＥが電力半導体スイッチデバイスＴ１の閉状態を決定する状態では、電子的駆動ブロック２０３，ＤＶは、イネーブル／ディセーブル信号がディセーブル信号であるとき、そのような電力半導体スイッチデバイスＴ１をディセーブルにするように構成される。
【００２８】
特に、電子的駆動ブロックは、ドライバデバイスＤＶのイネーブルピンＥＮに接続された出力端子Ｏ１を有する、当業者に既知のタイプの光絶縁型駆動電子素子２０３を備える。そのようなドライバデバイスＤＶは、半導体スイッチデバイスＴ１のコマンド端子Ｇに接続された各出力ピンＰｏを備える。そのようなドライバデバイスＤＶは、特に、電子的駆動ブロックを構成する目的である前述の機能をそれ自体既知の方法で行なうことができる論理ディジタル回路を備える。
【００２９】
そのような光絶縁型駆動素子２０３は、開／閉制御ディジタル信号ＳＥ、特に低レベル信号（論理０）を出力端子Ｏ１に供給して、コマンド端子ＧにおけるドライバデバイスＤＶによるコマンド信号Ｓをイネーブルするように構成される。より詳しくは、光絶縁型駆動素子２０３は、ソリッドステートリレー２００に外部から印加される、例えば、光絶縁型駆動素子２０３の入力端子ＩＮ１に印加される制御信号ＣＴＲＬに基づいて開／閉制御ディジタル信号ＳＥ（論理０）を発生するように適合される。そのような制御信号ＣＴＲＬは、例えば、ＢＭＳ処理装置１０８（図２には図示せず）によって発生される。
【００３０】
さらに、本発明のソリッドステートリレー２００は、電力半導体スイッチデバイスＴ１を流れる電流Ｉを検出するための電子的ブロック３０１を備える。そのような電子検出ブロックは、リレー２００の第１の電気的端子１及び第２の電気的端子２にそれぞれ接続された第１の入力３及び第２の入力４を有する第１の電子デバイス３０１を備える。特に、そのような第１の電子デバイスは、第１の端子１及び第２の端子２の間における前述の電位差を示す第１の信号Ｓ１、特にディジタル電圧信号を発生するように構成された演算増幅器３０１を備える。
【００３１】
例えば、そのような演算増幅器３０１は、増幅器３０１の入力に印加された数百ミリボルトのアナログ差動電圧が０〜３Ｖの範囲のディジタル電圧信号を発生するように適合されるような利得を有する。
【００３２】
第１の端子１及び第２の端子２の間における前述の電位差は、半導体スイッチＴ１が閉状態（ＯＮ）にある場合、第１の端子１及び第２の端子２の間に存在する全抵抗Ｒｔｏｔを流れる電流Ｉによって発生される。詳しくは、そのような抵抗Ｒｔｏｔは、閉状態にある半導体スイッチデバイスＴ１のドレイン−ソース抵抗ＲＤＳｏｎと、ボンディング抵抗ＲＢとの和（すなわち、Ｒｔｏｔ＝ＲＤＳｏｎ＋２ＲＢ）を含む（また、実質的に対応する）。
【００３３】
前述のボンディング抵抗ＲＢのそれぞれは、前述の導電性端子（Ｄ，Ｓ）のうちの１つと各第１の電気的端子１又は第２の電気的端子２との間の電気的な接続に関連付けられていることに注目する価値がある。
【００３４】
例えば、約４００アンペアの電流値Ｉの場合、閉状態にある半導体スイッチデバイスＴ１のドレイン−ソース抵抗ＲＤＳｏｎの値は約５００〜７００μオームであり、ボンディング抵抗ＲＢの値はおよそ約２００〜４００μオームである。
【００３５】
図２を参照すると、オプションの増幅器３０１の第２の入力４と、リレー２００の第２の端子２とが、低基準電位又は接地電位ＧＮＤ２に接続されていることに注目する価値がある。
【００３６】
さらに、電流検出デバイスＩは、実施形態のオプションにおいて、ソリッドステートリレー２００に機能的に関連付けられたものであって前述の駆動のブロックＤＶ，２０３とは異なる各処理装置ＭＩＣを備える。図２の例において、そのような処理装置ＭＩＣは、リレー２００の制御回路部分Ｂに関連付けられている。
【００３７】
そのような処理装置は、演算増幅器３０１の出力に接続されて前述の第１の信号Ｓ１を受信する第１の入力ピンＰ１を有するマイクロコントローラＭＩＣを含む。
【００３８】
マイクロコントローラＭＩＣは、より詳しくは後述の部分で説明されるように、そのような第１の信号Ｓ１に対して行われる処理に従って半導体スイッチデバイスＴ１を流れる電流Ｉを検出するように構成される。
【００３９】
マイクロコントローラＭＩＣはさらに、第１の論理ポート、特にＯＲポート３０２による２つの入力のうちの１つに接続された第１の出力ピンＰ３を備え、第１の論理ポートにおいて、各出力はドライバデバイスＤＶのディセーブルピンＤＩＳに接続される。例えば、ドライバＤＶのそのようなディセーブルピンＤＩＳは、高論理レベル信号（論理１）によって起動される。
【００４０】
マイクロコントローラＭＩＣが前述の電流Ｉから開始する異常な動作状態を検出した場合、そのような電流ＩはスイッチＴ１をオフにさせる予め決められた最大値ＩＭＡＸよりも大きいので、マイクロコントローラＭＩＣは、第１の出力ピンＰ３における各高レベル（論理１）ディジタル信号Ｓ３を発生するように構成される。このディジタル信号Ｓ３は、ＯＲ論理ポート３０２によりドライバデバイスＤＶに送られ、これにより、コマンド端子Ｇに印加されるコマンド信号Ｓをディセーブルにして半導体スイッチデバイスＴ１をオフする。
【００４１】
それによって、マイクロコントローラＭＩＣは、本発明のソリッドステートリレー２００の過負荷保護、特にソフトウェアタイプの保護、すなわち、マイクロコントローラＭＩＣ自体のプログラミングソフトウェアの機能による保護を実装する。
【００４２】
一実施形態によれば、ソリッドステートリレー２００は、マイクロコントローラＭＩＣの第２の入力ピンＰ２に接続された電子的温度検出ブロック２０４をさらに備える。そのような電子的温度検出ブロック２０４は、電力半導体スイッチデバイスＴ１の温度を示す第２の信号Ｓ２を発生するように構成される。
【００４３】
特に、そのような第２の信号Ｓ２は、前述の第２の入力ピンＰ２においてマイクロコントローラＭＩＣに利用可能にされる。
【００４４】
一実施形態において、電子的温度検出ブロック２０４又は温度センサは、電力電位ＶＤＤ２及び接地基準電位ＧＮＤ２の間の別の抵抗Ｒ１に直列に接続されたサーミスタ、例えばＮＴＣ（負温度係数）タイプのサーミスタを含む。
【００４５】
サーミスタＮＴＣ及び別の抵抗Ｒ１の間における中間ノードＮは、マイクロコントローラＭＩＣの第２の入力ピンＰ２に接続され、そのような第２の信号Ｓ２がそのようなピンにおいて利用可能になる。
【００４６】
本発明の代替の実施形態において、マイクロコントローラＭＩＣは、第１の信号Ｓ１及び第２の信号Ｓ２から開始して行われた処理によって半導体スイッチデバイスＴ１を流れる電流Ｉを検出するように構成される。
【００４７】
さらに、ソリッドステートリレー２００は、スイッチＴ１を流れる電流Ｉが予め決められた最大値ＩＭＡＸより大きいとき、電力半導体スイッチデバイスＴ１のコマンド端子Ｇにおけるコマンド信号Ｓをディセーブルにするように構成された過負荷保護回路３０３，３０４を備える。特に、リレー２００のそのような過負荷保護電流３０３、３０４は、自立的に介入するか、又は、マイクロコントローラＭＩＣの前述の過負荷保護介入が介入に失敗した場合に介入する。
【００４８】
そのような保護回路はコンパレータデバイス３０３、例えば演算増幅器を備える。コンパレータデバイス３０３は、演算増幅器３０１の出力に接続されて前述の第１の信号Ｓ１を受信する各第１の入力端子ＩＮと、しきい値信号ＴＨＲを受信するように適合された第２の入力端子とを有する。そのようなコンパレータ３０３は、第２の論理ポート、特にＡＮＤポート３０４の第１の入力に接続された各出力端子ＯＵＴを備え、第２の論理ポートの第２の入力は、光絶縁型駆動素子２０３の出力端子Ｏ１に接続される。
【００４９】
ＡＮＤポート３０４の第２の入力は、光絶縁型駆動素子２０３の出力端子Ｏ１に存在する論理信号の反転信号を受信するように適合されることに注目する価値がある。
【００５０】
コンパレータ３０３のＯＵＴ出力における高論理レベル信号（論理１）が存在するとき、そのような保護が起動されることに注目する価値がある。
【００５１】
制御信号ＣＴＲＬがアクティブであるときに開／閉制御信号ＳＥが低い論理レベル信号（論理０）であると仮定すると、コンパレータ３０３は、第１の信号Ｓ１がしきい値ＴＨＲより低い場合、第２のＡＮＤポート３０４の第１の入力に低論理レベル信号（論理０）を供給するように適合される。従って、低論理レベル信号（論理０）がＯＲポート３０２の第２の入力に供給され、ドライバデバイスＤＶのディセーブルピンＤＩＳをローレベルに維持する。
【００５２】
逆に、第１の信号Ｓ１がしきい値ＴＨＲより高い場合、コンパレータ３０３は、第２のＡＮＤポート３０４の第１の入力に高レベル信号（論理１）を供給するように適合される。従って、論理高レベル信号（論理１）は、ＯＲポート３０２の入力に供給され、従ってドライバデバイスＤＶのディセーブルピンＤＩＳに供給され、ドライバデバイスＤＶはコマンド信号Ｓをディセーブルにする。
【００５３】
このように、そのような保護回路３０３，３０４は、本発明のソリッドステートリレー２００の過負荷保護、特にハードウェアタイプの過負荷保護を実装する。
【００５４】
マイクロＭＩＣ及び保護回路３０３、３０４によって有利に実装された過負荷保護が、車両の移動システム１０００のソリッドステートリレー２００及び全回路の両方を保護することを可能にすることに注目する価値がある。
【００５５】
さらに、ソリッドステートリレー２００は、マイクロコントローラＭＩＣの対応するデータ送信−受信ピンＰＴＸ，ＰＲＸに接続されたデータ送信−受信端子ＴＸ，ＲＸを有するインターフェースデバイス３５０，例えばＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）タイプなどの、特に光絶縁型タイプのインターフェースデバイス３５０を備える。そのようなＣＡＮインターフェース３５０は接続端子ＣＡＮＨ，ＣＡＮＬによってＢＭＳ処理装置１０８にも接続されるように構成される。
【００５６】
おそらくはトランシーバ通信デバイス３５１も含む、そのようなＣＡＮインターフェース３５０によって、ソリッドステートリレー２００は、マイクロコントローラＭＩＣによって検出された電流値Ｉ、半導体スイッチＴ１の温度情報、及びリレー２００自体の制御及び管理に有用な別の情報を外部と交換するように適合される。
【００５７】
さらに、ＣＡＮインターフェースデバイス３５０及び各トランシーバ３５１は、製造ステップ中において、マイクロコントローラＭＩＣのプログラミング及びソリッドステートリレー２００の較正のために有利に使用可能であり、また、開発ステップ中及び製造後において、リレー２００の診断試験装置に、又は測定プログラムを提供することに適合されたデバイスに、接続端子ＣＡＮＨ，ＣＡＮＬによりリレー２００を接続することに有利に使用可能である。
【００５８】
図２のソリッドステートリレー２００は、ドライバデバイスＤＶ、コンパレータ３０３、演算増幅器３０１、マイクロコントローラＭＩＣ、及び電子的温度検出ブロック２０４に供給される、電源電圧ＶＤＤ２及び接地基準電位ＧＮＤ２を発生するように構成された光絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０５をさらに備える。特に、そのような電源電圧ＶＤＤ２及び接地基準電位ＧＮＤ２は、リレー２００自体の外部で印加される第１の電源電圧ＶＤＤ１及び第１の基準接地電位ＧＮＤ１から開始して発生される。
【００５９】
図３を参照すると、本発明のソリッドステートリレーの第２の実施形態において、そのようなリレー３００は、リレーの第１の電気的端子１及び第２の電気的端子２の間で接続された少なくとも１つの電力半導体スイッチデバイスＴ１を備える。そのような第１の電気的端子１は、上述の移動システム１０００の第１の電気回路部分、例えばバッテリーパック１００のセルブロック１０２に接続される。第２の電気的端子２は、バス１０１により、移動システム１０００の第２の電気回路部分、すなわち負荷アセンブリのインバータＩＶに接続される。
【００６０】
そのような半導体スイッチデバイスＴ１は、各溶接抵抗又はボンディング抵抗ＲＢによってソリッドステートリレー２００の第１の端子及び第２の端子に接続されたドレインＤ及びソースＳの導電性端子と、コマンド端子又はゲート端子Ｇとをそれぞれ備える。
【００６１】
ソリッドステートリレー３００の論理スイッチを表す電力半導体スイッチデバイスＴ１は、図２を参照して説明したものと全体的に類似していることに注目する価値がある。
【００６２】
ソリッドステートリレー３００は、セルブロック１０２を負荷アセンブリのインバータＩＶに対して切断／接続するためにそのような半導体スイッチデバイスＴ１を閉／開の状態（ＯＮ／ＯＦＦ）から開／閉の状態に切り換えるようにコマンド端子Ｇに印加されるコマンド信号Ｓを発生するように構成された、半導体スイッチデバイスＴ１の電子的駆動ブロック２０３，ＤＶをさらに備える。
【００６３】
先に説明したように、また、本実施形態でも説明するように、電子的駆動ブロック２０３，ＤＶは、開／閉制御信号ＳＥを受信し、さらに、第１の端子１及び第２の端子２の間における電位差を示す第１の信号Ｓ１に依存するイネーブル／ディセーブル信号を受信するように構成される。電子的駆動ブロックはさらに、開／閉制御信号ＳＥ及び前述のイネーブル／ディセーブル信号に従ってコマンド信号Ｓを発生するように構成される。
【００６４】
一実装例において、開／閉制御信号ＳＥが電力半導体スイッチデバイスＴ１の閉状態を決定する状態では、電子的駆動ブロック２０３，ＤＶは、イネーブル／ディセーブル信号がディセーブル信号であるとき、そのような電力半導体スイッチデバイスＴ１をディセーブルにするように構成される。
【００６５】
電子的駆動ブロック２０３，ＤＶは、図２のリレーを参照して上述したように作成されてもよいことに注目する価値がある。
【００６６】
特に、電子的駆動ブロックは電子的光絶縁型駆動素子２０３を備え、電子的光絶縁型駆動素子２０３はドライバデバイスＤＶのイネーブルピンＥＮに接続された出力端子Ｏ１を有し、ドライバデバイスＤＶは半導体スイッチデバイスＴ１のコマンド端子Ｇに接続された各出力ピンＰｏを有する。
【００６７】
そのような光絶縁型駆動素子２０３は、ディジタル開／閉制御信号ＳＥ（論理０）をそのような出力端子Ｏ１に供給して、半導体スイッチデバイスＴ１のコマンド端子ＧにおけるドライバデバイスＤＶによるコマンド信号Ｓをイネーブルするように構成される。
【００６８】
より詳しくは、光絶縁型駆動素子２０３は、リレー３００に外部から印加される、例えば、光絶縁型駆動素子２０３自体の入力端子ＩＮ１に印加される制御信号ＣＴＲＬに従って開／閉制御信号ＳＥを発生するように適合される。そのような制御信号ＣＴＲＬは、例えば、処理装置ＢＭＳ１０８（図３には図示せず）によって発生される。
【００６９】
さらに、本発明のソリッドステートリレー３００は、半導体スイッチデバイスＴ１を流れる電流Ｉを検出するための電子的ブロックを備える。
【００７０】
そのような電流検出ブロックは、第１の電気的端子１及び第２の電気的端子２にそれぞれ接続された第１の入力３及び第２の入力４を有する各第１の電子デバイス２０１を備える。この場合、第２の入力４及び第２の端子２が両方とも接地基準電位ＧＮＤ２に接続されることに注目する価値がある。
【００７１】
特に、そのような第１の電子デバイスは、前述の第１の端子１及び第２の端子２の間における電位差を示す第１の信号Ｓ１を発生するように構成された、当業者に既知のタイプの光絶縁型演算増幅器２０１を備える。
【００７２】
そのような第１の信号Ｓ１、特にアナログ電圧信号は、リレー３００の外部で、例えばＢＭＳ処理装置１０８により利用可能になる。さらに、ソリッドステートリレー３００の電流Ｉを検出するための電子的ブロックが、前述の駆動ブロック２０３，ＤＶとは別個の処理装置を備えていてもよく、これは、この場合、リレー３００の外側の同じＢＭＳ処理装置１０８であってもよいことに注目する価値がある。
【００７３】
有利なことには、そのようなＢＭＳ処理装置１０８は、そのような第１の信号Ｓ１に対して行われた処理に従って半導体スイッチデバイスＴ１を流れる電流Ｉを検出するように構成される。
【００７４】
ＢＭＳ処理装置１０８が電流Ｉから開始する何らかの障害、特に過電流状態を検出する場合、ＢＭＳ装置１０８自体は、制御信号ＣＴＲＬをディセーブルにしてコマンド端子Ｇにコマンド信号Ｓが印加されることを禁止し、電力半導体スイッチデバイスＴ１をオフするように構成される。
【００７５】
一実施形態によれば、ソリッドステートリレー３００は、電力半導体スイッチデバイスＴ１の温度を示す第２の信号Ｓ２を発生するように構成された電子的温度検出ブロック２０２，２０４をさらに備える。
【００７６】
図３の例を参照すると、そのような電子的温度検出ブロックは、温度測定センサ２０４に接続された光絶縁型演算増幅器２０２を備える。そのようなセンサは、電源電位ＶＤＤ２及び接地基準電位ＧＮＤ２の間において別の抵抗Ｒ１に直列に接続されたサーミスタ、例えばＮＴＣタイプのサーミスタを含む。サーミスタＮＴＣ及び別の抵抗Ｒ１の間の中間ノードＮは、そのような第２の信号Ｓ２をソリッドステートリレー３００の外部で、例えばＢＭＳ処理装置１０８により利用可能にする、光絶縁型演算増幅器２０２の入力２０２’に接続される。特に、前述の第２の信号Ｓ２はアナログ電圧信号である。
【００７７】
本発明の代替の実施形態において、ＢＭＳ処理装置１０８は、第１の信号Ｓ１及び第２の信号Ｓ２から開始して行われた処理によって半導体スイッチデバイスＴ１を流れる電流Ｉを検出するように構成される。
【００７８】
さらに、ソリッドステートリレー３００は、過電流状態が発生したとき、半導体スイッチデバイスＴ１のコマンド端子Ｇにおけるコマンド信号Ｓをディセーブルにするように構成された各過負荷保護回路３０３，３０４を備える。
【００７９】
そのような保護回路はコンパレータデバイス３０３、例えば演算増幅器を備える。コンパレータデバイス３０３は、第１の電気的端子１に接続されて第１の端子１及び第２の端子２の間における電圧を受信する各第１の入力端子ＩＮと、しきい値信号ＴＨＲを受信するように適合された第２の入力端子とを有する。そのようなコンパレータ３０３は、論理ポート、特にＡＮＤポート３０４の第１の入力に接続された各出力ＯＵＴを備え、論理ポートの第２の入力は、光絶縁型駆動素子２０３の出力端子Ｏ１に接続される。ＡＮＤポート３０４の第２の入力における論理信号は、光絶縁型駆動素子２０３の出力端子Ｏ１における論理信号の反転信号であることに注目する価値がある。
【００８０】
ＡＮＤポート３０４の各出力は、ドライバデバイスＤＶのディセーブルピンＤＩＳに接続される。
【００８１】
制御信号ＣＴＲＬがイネーブルにされると仮定すると、開／閉制御信号ＳＥは、ドライバＤＶによってコマンド信号Ｓをイネーブルにする低論理レベル信号（論理０）である。
【００８２】
この場合、リレー３００の第１の端子１及び第２の端子２の間における電圧がしきい値ＴＨＲより低い場合、コンパレータ３０３は、ＡＮＤポートの第１の入力に低論理レベル信号（論理０）を供給するように適合される。従って、低論理レベル信号（論理０）はドライバデバイスＤＶのディセーブルピンＤＩＳに供給され、スイッチＴ１はオン（ＯＮ）に維持される。
【００８３】
逆に、リレー３００の第１の端子１及び第２の端子２の間における電圧がしきい値ＴＨＲより高い場合、コンパレータ３０３は、ＡＮＤポート３０４の第１の入力に高論理レベル信号（論理１）を供給するように適合される。従って、高論理レベル信号（論理１）がドライバデバイスＤＶのディセーブルピンＤＩＳに入力され、コマンド信号Ｓをディセーブルにし、かつ、電力スイッチＴ１をオフする。
【００８４】
従って、そのような保護回路３０３，３０４は、ハードウェアタイプのソリッドステートリレー３００の過負荷保護を実装する。
【００８５】
ソリッドステートリレー３００は、ドライバデバイスＤＶ、コンパレータ３０３、電子的温度検出ブロック２０４、及び光絶縁型演算増幅器２０１，２０２に供給される、電源電圧ＶＤＤ２及び接地基準電位ＧＮＤ２を発生するように構成された光絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０５をさらに備える。特に、そのような電源電圧ＶＤＤ２及び接地基準電位ＧＮＤ２は、リレー３００の外部で印加される第１の電源電圧ＶＤＤ１及び第１の基準接地電位ＧＮＤ１から開始して発生される。
【００８６】
図４を参照して、半導体スイッチ素子Ｔ１を流れる電流Ｉを検出する動作モードの実施形態を示す。そのような図４において、図２を参照して説明した本発明のソリッドステートリレー２００のマイクロコントローラＭＩＣ（破線のブロックで概略的に表す）によって本方法のステップが実施されると仮定される。マイクロコントローラＭＩＣが存在しない図３のソリッドステートリレー３００において、そのような動作がＢＭＳ処理装置１０８によって直接的に実行されると仮定される。
【００８７】
特に、演算増幅器３０１は、リレー２００の第１の端子１及び第２の端子２の間における電位差、すなわち、パワーＭＯＳＦＥＴ  Ｔ１が閉状態（ＯＮ）にあると仮定して、そのようなデバイスＴ１のドレイン−ソース抵抗ＲＤＳｏｎにおける電圧降下と、２つのボンディング抵抗ＲＢにおける電圧降下との和を測定する。結果として、演算増幅器３０１は第１の電圧信号Ｓ１を発生する。
【００８８】
温度センサ２０４は、スイッチデバイスＴ１に関連付けられた温度を示す電圧信号である第２の信号Ｓ２を発生するように適合される。そのような第２の信号Ｓ２は、第１の予め確立されたルックアップテーブルＬＵＴ１を用いてマイクロコントローラＭＩＣによって処理される。ルックアップテーブルＬＵＴ１は、マイクロコントローラＭＩＣに関連付けられた特定のメモリに格納され、スイッチＴ１の温度を示す信号ＳＴをそのような第２の電圧信号Ｓ２と関連付ける。
【００８９】
第１の信号Ｓ１及びそのような温度信号ＳＴに従って、マイクロコントローラＭＩＣは、リレー２００の第１の端子１及び第２の端子２の間に存在する全抵抗の特性により、第２の予め確立されたテーブルＬＵＴ２から、前述の第１の端子１及び第２の端子２の間に存在する抵抗Ｒｔｏｔを外挿することによって、抵抗Ｒｔｏｔを推定するように構成される。そのような第２の表ＬＵＴ２もまた、マイクロコントローラＭＩＣの適切なメモリに格納される。
【００９０】
端子１及び２における電圧、すなわちＳ１と、推定された抵抗値Ｒｔｏｔとに従って、マイクロコントローラＭＩＣは、ＭＯＳＦＥＴ  Ｔ１を流れる電流Ｉを、特に第１の信号Ｓ１及び前述の抵抗Ｒｔｏｔの間の比を決定することによって計算するように適合される。
【００９１】
電流Ｉを検出する上述の方法の代替の実施形態において、これは、第１の信号Ｓ１の捕捉のみに基づいて電流整定を行い、一定温度、例えば摂氏５０度での動作を仮定することで、温度情報なしで行うことができる。そのような場合、マイクロコントローラＭＩＣは、そのような一定温度にあるリレー２００の第１の端子１及び第２の端子２の間に存在する全抵抗の特性に基づいて、各予め確立されたテーブルＬＵＴ２’から、前述の第１の端子１及び第２の端子２の間に存在する抵抗Ｒｔｏｔを外挿することによって、抵抗Ｒｔｏｔを推定するように構成される。
【００９２】
有利なことには、ソリッドステートリレー２００，３００のボンディング抵抗ＲＢのうちの１つは、車両の移動システム１０００の全回路を保護するヒューズとして動作するように構成されてもよい。
【００９３】
特に、リレー２００，３００の実施形態によれば、そのような選択されたボンディング抵抗ＲＢは、電力半導体スイッチデバイスＴ１で使用される最大電流動作値に従って、また、最大動作値より高い予め決められた許容できない過電流値（従って、決してそれを超過してはならない）に従って決定されたサイズを有して構成される。それによって、そのようなボンディング抵抗ＲＢは、最大動作値及び許容できない過電流値の間の電流値においてヒューズとして動作して溶融し、従って、スイッチＴ１の導電性端子Ｄ又はＳのうちの１つを各第１の電気的端子１又は第２の電気的端子２から切断する。
【００９４】
実際には、これは、例えば、ボンディングを行うために適切な合金を選択することで得られる。
【００９５】
さらに、そのような合金は、それが適切な正の熱係数を有するように選択可能である。それによって、温度が変動する場合、ボンディング抵抗値ＲＢが増大し、ヒューズが機能する。
【００９６】
本発明のソリッドステートリレー２００，３００の目標は、例えば、４８ボルトのリチウムセルＣを有するバッテリー１０２を用した自動車の移動システム１０００のバッテリーパック１００に含まれるように構成されることに注目する価値がある。特に、単一の電子的リレー２００，３００は、バッテリー１０２の正の端子において接続線Ｌ１上に設けられ、ＢＭＳ処理装置によって管理される。
【００９７】
ここから、図５Ａ〜図５Ｄを参照して、ソリッドステートリレー、例えば図２のリレー２００の３次元構造物の実施形態について説明する。特に、前述の図面は、ソリッドステートリレー２００の構造物を形成するために互いに機械的に接続されることが可能なリレーの構造的構成要素を示す。ここからはソリッドステートリレー２００の実施形態を明示的に参照するが、同じ考察は図３を参照して説明したリレー３００にもあてはまる。
【００９８】
図５Ａを参照すると、ソリッドステートリレー２００の３次元構造物は、およそ６２ｍｍの長さ、およそ５５ｍｍの幅、及びおよそ３ｍｍの厚さを有する、実質的に長方形の金属プレート又は箔によって形成された金属支持部５０１を備える。そのような金属プレート５０１はさらに、リレー２００のヒートシンク構成要素として機能するように構成され、金属プレート５０１は、複数のスルーホール５０２、特に、リレー２００の構造物の組み立てのための各固定構成要素を収容するようにそれぞれ適合された、プレート５０１の頂点に近接した４つのスルーホールを含む。
【００９９】
図５Ｂを参照すると、ソリッドステートリレー２００の３次元構造物はフレーム５０３をさらに備える。フレーム５０３は、リレー２００の構造物の主な構成要素を形成し、例えば、プラスチック材料を電気的及び／又は機械的な構成要素と共同成型することで作られる。
【０１００】
そのようなフレーム５０３は、リレー２００を、バス１０１によって、第１の電気回路部分、すなわちバッテリーパック１００のセルブロック１０２と、第２の電気回路部分、すなわち負荷アセンブリのインバータＩＶとにそれぞれ接続するように構成された第１の電気的端子１及び第２の電気的端子２を含む。
【０１０１】
より詳しくは、そのような電気的端子１，２は、フレームを展開したときに同じ長手方向の軸に沿って反対方向にフレーム５０３の外部に突出し、例えば、エナメル加工された銅合金で作られている。各端子１，２は、フレーム５０３から遠位の位置に配置された第１の貫通スルーホール５０４と、そのような端子を、フレーム５０３に収容された電子デバイスに金属ボンディングによって電気的に接続するように適合されたフレーム５０３の内部のスタンドアロン部分５０５とを備える。図５Ｂの金属ボンディングは図２のボンディング抵抗ＲＢに対応する。
【０１０２】
プラスチック材料フレーム５０３は、フレーム５０３をリレー２００の外部の固定構造物に機械的に固定するためのに固定手段、好ましくは例えば真鍮からなる固定ブッシング５０６、特に４つのブッシングをさらに含む。ブッシング５０６はプレート５０１のホール５０２に共軸である。
【０１０３】
さらに、フレーム５０３は、第１のプリント回路基板（内部ＰＣＢ）５０８及び第２のプリント回路基板（外部ＰＣＢ）５０９の間の電気的な接続を行うように構成された導電素子５０７（特に５つの導電素子）を含む。
【０１０４】
より詳しくは、第１のプリント回路基板５０８は、例えばセラミック基板上に作られ、フレーム５０３に固定される。そのような第１のプリント回路基板５０８は、電力半導体スイッチデバイスＴ１を実装するＭＯＳＦＥＴを備える。さらに、第１のプリント回路基板５０８は、電子的温度検出ブロック２０４を備える。特定の例では、スイッチＴ１は、４つのＭＯＳＦＥＴ、互いに並列に構成された第１のペアのｐチャネルＭＯＳＦＥＴと、互いに並列に構成された第２のペアのｎチャネルＭＯＳＦＥＴとによって作られると仮定される。第１のペア及び第２のペアのＭＯＳＦＥＴは、ソリッドステートスイッチＴ１を実装するために互いに直列に接続される。そのような解決方法は、最大で４００〜５００Ａの電流のための用途に適している。より大きな電流の場合は、実施形態の対応する解決方法は、互いに並列に接続されたより多数のＭＯＳＦＥＴの使用を意図する。
【０１０５】
図５Ｃに、第１のプリント回路５０８とは異なり、フレーム５０３から離れている第２のプリント回路５０９を示す。そのような第２のプリント回路基板５０９は、とりわけ、電子的駆動ブロック２０３，ＤＶと、電流Ｉを検出するための電子的ブロックと、リレー２００のすべての論理回路（例えば、マイクロコントローラＭＩＣ、演算増幅器３０１，３０３、及び論理ポート３０２，３０４）とを備える。さらに、第２のプリント回路基板５０９は、そのような論理回路をリレー２００の外部とインターフェースをとるために、例えば５つの極を有する、電気的なコネクタ５１０を備える。
【０１０６】
さらに、第２のプリント回路基板５０９は、論理回路を第１のプリント回路基板５０８の電力デバイスに電気的に接続するために各導電素子５０７’を備える。
【０１０７】
そのような第２のプリント回路基板５０９は、フレーム５０３における同様のホールに関連付けられた別のスルーホール５１１であって、そのような第２のプリント回路５０９をフレーム５０３上に固定するための別の固定構成要素を収容するように構成されたスルーホール５１１を備える。フレーム５０３に固定された第２のプリント回路５０９は、第１のプリント回路基板５０８の上に重畳される。
【０１０８】
図５Ｄを参照すると、リレー２００の３次元構造物は、フレーム５０３に固定されてリレー２００の他の構造的構成要素を覆って従ってそれを閉じる、例えばプラスチック材料のカバー構成要素又は蓋５１２をさらに備える。特に、蓋５１２は、第１のプリント回路基板５０８及び第２のプリント回路基板５０９を収容するように構成される。
【０１０９】
そのようなカバー５１２は、第２のプリント回路基板５０９の５極コネクタ５１０において得られる適切なコンパートメント５１３をさらに備える。
【０１１０】
蓋５１２は、各スルーホール５１４、特に、フレーム５０３のブッシング５０６に共軸であり組み立て中にそのようなブッシングを通過させるための４つのホールを備える。
【０１１１】
図５Ｄは、蓋が装着されて図５Ｂの第１の電気的端子１及び第２の電気的端子２が突出しているソリッドステートリレー２００の構造物の上面図を示すことに注目する価値がある。
【０１１２】
上述したソリッドステートリレー２００の３次元構造物の組み立て方法は、次のステップを含む。
−  パワーＭＯＳＦＥＴデバイス及び電子的温度検出ブロック２０４を含む第１のセラミックプリント回路基板５０８は、金属支持部５０１に溶接によって固定される。
−  第１のプリント回路基板５０８に溶接された金属支持部５０１は、フレーム５０３に固定され、特に接着される。
−  電気的な接続動作は、電子デバイスを関連付けられた第１のプリント回路基板５０８に電気的に接続して後者をフレーム５０３の導電素子５０７と第１の電気的端子１及び第２の電気的端子２とに接続するための金属ボンディングによって行われる。
−  第１のプリント回路基板５０８に関連付けられた電力回路は、保護ゲルで覆われる。
−  論理回路及びコネクタ５１０を備える第２のプリント回路基板５０９は、別のホール５１１とフレーム５０３の対応するホールとを係合させる固定手段によってフレーム５０３に固定され、次いで、別の導電素子５０７’によってフレームに電気的に接続される。
−  最後に、プラスチック蓋５１２が挿入されて接着され、第２のプリント回路基板５０９に含まれる論理部分をカバーし、そのすべてを収容する。
【０１１３】
全体として、ソリッドステートリレー２００は、バス１０１へ電気的に接続する２つの銅合金端子１，２と、５極論理回路のコネクタ５１０，５１３（ＶＤＤ１、ＧＮＤ１、ＣＡＮＨ、ＣＡＮＬ、ＣＴＲＬ）と、リレーを外部ヒートシンク（図面では図示せず）へ機械的に接続する４つの真鍮ブッシング５０６とを提供する。
【０１１４】
本発明のソリッドステートリレー２００，３００は多くの利点を持つ。
【０１１５】
実際に、一体化されたデバイスを備えて機械部品を動かすことがないので、そのようなソリッドステートリレー２００，３００は、電気機械式リレーよりも高い経時的信頼性を保証する。
【０１１６】
さらに、リレー２００，３００は、デバイスごとに変動する可能性があるボンディング抵抗ＲＢに存在する電圧降下を含む、接続及び切断される電気的端子１及び２の間における実効電位差の測定値を提供する。これは、閉状態にある半導体スイッチＴ１を流れる電流Ｉのより正確な推定を可能にし、従って、保護機能の信頼性及び精度を向上させる。
【０１１７】
さらに、本発明のリレー２００，３００は、マイクロコントローラＭＩＣ又はＢＭＳ処理装置１０８によって行われた推定によって電流Ｉを検出する機能を含んでもよい。これは、移動システム１０００の外部の電流センサを使用する必要性を除去し、そのようなセンサに関連付けられたコストを大幅に削減する。
【０１１８】
一体化されたデバイスを含むそのようなソリッドステートリレー２００，３００は、電磁気的リレーよりも小型かつ軽量であり、バッテリーシステムの重量及び寸法に関して明らかな利点を有する。
【０１１９】
さらに、ソリッドステートリレー３００は、そのようなデバイスが外部デバイス、例えばＢＭＳ装置１０８によって完全に管理されてもよい、内部に予めプログラミングされた構成要素を必要としないという利点を有し、すなわち、リレー３００をさらに簡単かつさらに安価にする。
【０１２０】
当業者は、添付された特許請求の範囲から外れることなく、上述の電子的ソリッドステートリレーの実施形態に変更及び適応化を行うことができ、又は、偶発的な必要性を満たすために構成要素を機能的に等価な他のもので置き換えることができる。可能な１つの実施形態に属するものとして説明したすべての特徴は、説明した他の実施形態から独立して実施されてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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