МОДУЛЬ ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭНЕРГИИ
POWER CUT-OFF MODULE

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к модулю отключения энергии, который используется для электрического транспортного средства и т.п.
Уровень техники
[0002] Распределительная коробка, которая выступает в качестве общего модуля отключения энергии, предоставляется в схеме источника питания аккумулятора. Распределительная коробка включает в себя электронные компоненты, к примеру реле и плавкий предохранитель(и), которые проводят размыкание и замыкание (отключение) схемы источника питания и которые распределяют мощность между компонентами вспомогательного оборудования транспортного средства.
[0003] Патентный документ 1 раскрывает один пример распределительной коробки. В этой технологии, когда электронный компонент выходит из строя, только этот электронный компонент может быть проверен и заменен легко, недорого и быстро в ходе использования аккумулятора.
[0004] В случае распределительной коробки, раскрытой в патентном документе 1, различные электронные компоненты и реле для отключения схемы питания интегрируются друг с другом и закрепляются на корпусе аккумулятора. В этом примере, множество электронных компонентов крепится к внутренней части распределительной коробки, а реле крепится к верхней поверхности распределительной коробки. Эта распределительная коробка сама крепится к нижнему кожуху аккумулятора.
[0005] В электрическом транспортном средстве и т.п. реле большого размера используется для того, чтобы справляться с высокими напряжениями. В технологии, раскрытой в патентном документе 1, реле, имеющее большой вес, предоставляется на верхней поверхности распределительной коробки. Следовательно, существует риск того, что пластинчатый участок распределительной коробки, на котором монтируется реле, прогибается или изгибается, что приведет к его поломке или повреждению вследствие вибрации при движении транспортного средства и т.п. Следовательно, необходимо утолщать пластинчатый участок с тем, чтобы усиливать этот пластинчатый участок. Соответственно, происходит неблагоприятное увеличение веса.
Список библиографических ссылок
Патентные документы
[0006] Патентный документ 1. Публикация заявки на патент (Япония) № 2006-228526.
Сущность изобретения
[0007] Согласно настоящему изобретению, модуль отключения энергии включает в себя реле, соединенное с внешней схемой; базовую пластину, имеющую плоскую форму; и различные электронные компоненты, за исключением реле (т.е. вспомогательные электронные компоненты), при этом реле и различные электронные компоненты размещаются выше базовой пластины, при этом реле поддерживается через удерживающий элемент посредством монтажной поверхности таким образом, что расстояние между реле и монтажной поверхностью превышает или равно толщине базовой пластины, при этом базовая пластина соединяется с реле посредством защелкивающего элемента и находится между реле и монтажной поверхностью.
[0008] Согласно такому модулю отключения энергии реле и вспомогательный электронный компонент размещаются выше базовой пластины. Следовательно, предоставляется такое преимущество, что реле и/или вспомогательный электронный компонент могут быть проверены и заменены легко, недорого и быстро, когда реле и/или вспомогательный электронный компонент выходят из строя.
Кроме того, нагрузка реле, имеющего большой вес, не прикладывается к базовой пластине, так что требуемая прочность базовой пластины может быть снижена.
Краткое пояснение чертежей
[0009] Фиг. 1 - принципиальная электрическая схема, показывающая часть схемы источника питания для электрического транспортного средства, в котором используется модуль отключения энергии.
Фиг. 2 - вид сверху, показывающий первый вариант осуществления модуля отключения энергии согласно настоящему изобретению.
Фиг. 3 - вид в поперечном сечении части модуля отключения энергии вдоль линии A-A по фиг. 2.
Фиг. 4 - вид в поперечном сечении части модуля отключения энергии вдоль линии B-B по фиг. 2.
Фиг. 5 - вид в поперечном сечении части модуля отключения энергии вдоль линии C-C по фиг. 2.
Фиг. 6 - вид сверху, показывающий второй вариант осуществления модуля отключения энергии согласно настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
[0010] В дальнейшем в этом документе поясняется первый вариант осуществления согласно настоящему изобретению со ссылкой на фиг. 1-4. На соответствующих чертежах, идентичный элемент имеет идентичное условное обозначение, и в силу этого повторение его пояснения опускается. Ось X и ось Y, указываемые на фиг. 2-4, показывают взаимно перпендикулярные два направления, которые располагаются вдоль нижеупомянутой монтажной поверхности 13. Ось Z, указываемая на фиг. 2-4, показывает направление, перпендикулярное монтажной поверхности 13.
[0011] Фиг. 1 является принципиальной электрической схемой, показывающей часть схемы источника питания для электрического транспортного средства, в котором используется модуль 1 отключения энергии согласно настоящему изобретению. Модуль 1 отключения энергии предоставляется в схеме источника питания в качестве части аккумуляторной батареи 5. Модуль 1 отключения энергии включает в себя реле 2 и плавкий предохранитель(и) 3. Модуль 1 отключения энергии выступает в качестве устройства-прерывателя, которое соединяет аккумулятор 4 с инвертором (INV) и/или преобразователем постоянного тока (DC/DC) и которое отсоединяет аккумулятор 4 от инвертора (INV) и/или преобразователя DC/DC, т.е. отключает подачу энергии аккумулятора 4. Следует отметить, что аккумулятор 4 подает энергию через модуль 1 отключения энергии также в некоторые компоненты вспомогательного оборудования транспортного средства, к примеру в кондиционер (A/C).
[0012] Фиг. 2 является видом сверху модуля 1 отключения энергии при просмотре сверху в первом варианте осуществления (проводка не показана). Модуль 1 отключения энергии присоединен к монтажной поверхности 13, расположенной в кожухе аккумуляторной батареи 5. Эта аккумуляторная батарея 5, например, установлена на нижней стороне днища электрического транспортного средства.
[0013] Модуль 1 отключения энергии включает в себя базовую пластину 6, имеющую прямоугольную плоскую форму. Иными словами, базовая пластина 6 имеет плоскую форму, проходящую в направлениях по оси X и оси Y на плоскости X-Y. Базовая пластина 6 включает в себя пару боковых краев 6a (границ), которые являются параллельными оси X, и пару боковых краев 6b (границ), которые являются параллельными оси Y. Боковой край 6a длиннее бокового края 6b, так что базовая пластина 6 проходит дальше в направлении по оси X, чем в направлении по оси Y. Два реле 2 и множество вспомогательных электронных компонентов 7, которые соединяются с внешней схемой(ами), размещаются на или выше базовой пластины 6, так что они объединяются в одном корпусе в качестве одного модуля. Следовательно, когда реле 2 или вспомогательный электронный компонент 7 выходит из строя, проверка и/или ремонт может проводиться легко, быстро и при небольших затратах.
[0014] Каждое реле 2 может использоваться для высоких напряжений и помещается или герметизируется в кожухе, имеющем форму прямоугольного параллелепипеда. Как показано на фиг. 2, каждое реле 2 располагается на базовой пластине 6, так что продольное направление реле 2 согласуется с направлением по оси Y. Пара участков 2a кронштейнов формируется, соответственно, на обеих противоположных боковых поверхностях кожуха каждого реле 2. Каждый участок 2a кронштейна сконструирован посредством плеча кожуха реле 2 и имеет вильчатую форму. Два участка 2a кронштейнов каждого реле 2 располагаются асимметрично относительно друг от друга.
[0015] Каждое реле 2 поддерживается посредством монтажной поверхности 13 через удерживающие элементы 8. Каждый удерживающий элемент 8 имеет практически цилиндрическую столбчатую форму. Этот удерживающий элемент 8 предоставляет или задает позиционное соотношение между реле 2 и монтажной поверхностью 13. Каждый удерживающий элемент 8 присоединен к участку 2a кронштейна реле 2. В каждом реле 2 местоположения пары участков 2a кронштейнов, т.е. местоположения пары удерживающих элементов 8, являются асимметричными, как упомянуто выше, и смещаются друг от друга относительно направления по оси Y. Иными словами, при предоставлении условного обозначения 8A удерживающему элементу 8 одной боковой поверхности реле 2 и при предоставлении условного обозначения 8B удерживающему элементу 8 другой боковой поверхности реле 2, местоположение удерживающего элемента 8A сдвигается (смещается) от местоположения удерживающего элемента 8B в направлении по оси Y, как показано на фиг. 2. Поскольку две точки крепления, в которых реле 2 крепится к монтажной поверхности 13, сдвигаются (смещаются) друг от друга, вращающий момент реле 2 ограничивается эффективнее. Следовательно, каждое реле 2 стабильно поддерживается посредством монтажной поверхности 13. Кроме того, поскольку удерживающие элементы 8A и 8B предоставляются на боковых поверхностях реле 2, которые являются параллельными направлению по оси Y, длина базовой пластины 6 в направлении по оси Y может сокращаться. Соответственно, площадь (размеры) базовой пластины 6 может быть задана небольшой.
[0016] Два реле 2, включающие в себя участки 2a кронштейнов, по существу имеют идентичную конструкцию относительно друг друга. Как показано на фиг. 2, одно из двух реле 2 выполнено с возможностью быть обращенным в направлении, противоположном направлению обращения другого из двух реле 2 на базовой пластине 6. Иными словами, два реле 2 имеют позиции напротив друг друга.
[0017] Базовая пластина 6 поддерживается посредством реле 2 через множество защелкивающих элементов 9 (или стопорящих элементов). Множество защелкивающих элементов 9 предоставляется для базовой пластины 6. Иными словами, множество защелкивающих элементов 9 соединяет базовую пластину 6 с реле 2. Базовая пластина 6 не крепится непосредственно к монтажной поверхности 13.
[0018] По сравнению с традиционной конструкцией, в которой базовая пластина крепится к монтажной поверхности посредством четырех болтов, предоставленных в четырех углах базовой пластины, площадь базовой пластины 6 может быть задана небольшой, поскольку крепежные участки посредством болтов являются необязательными согласно настоящему изобретению.
[0019] Вспомогательные электронные компоненты 7 включают в себя резистор 7A и участок(ки) 7B соединителя для проводки и т.п. Участок(ки) 7B соединителя для проводки является непрерывным относительно аккумулятора 4, инвертора и компонентов вспомогательного оборудования и т.п. По меньшей мере, два реле 2, имеющие форму прямоугольного параллелепипеда, располагаются с возможностью формировать надлежащий промежуток, по меньшей мере, между двумя реле 2, и вспомогательные электронные компоненты 7 располагаются между двумя смежными реле 2. Соответственно, площадь базовой пластины 6 может быть уменьшена.
[0020] Фиг. 3 является видом в поперечном сечении вдоль линии A-A по фиг. 2 при просмотре от бокового направления модуля 1 отключения энергии в первом варианте осуществления. Как упомянуто выше, реле 2 поддерживается через удерживающие элементы 8 на монтажной поверхности 13. Относительно направления по оси Z удерживающие элементы 8 поддерживают расстояние d между нижней поверхностью реле 2 и монтажной поверхностью 13 равным значению, большему или равному толщине базовой пластины 6. Как результат, нагрузка реле 2 не прикладывается к базовой пластине 6. Следовательно, необязательно для базовой пластины 6 поддерживать нагрузку каждого реле 2. Следовательно, необходимая прочность базовой пластины 6 снижается. В более предпочтительном варианте осуществления расстояние d между нижней поверхностью реле 2 и монтажной поверхностью 13 задается практически равным толщине базовой пластины 6, так что нижняя поверхность 6с базовой пластины 6 находится практически в контакте с монтажной поверхностью 13, как показано на чертежах. В зависимости от ситуации, незначительный зазор может формироваться и поддерживаться между нижней поверхностью 6с базовой пластины 6 и монтажной поверхностью 13.
[0021] Согласно настоящему изобретению прочность, необходимая для базовой пластины 6, снижается, в то время как площадь базовой пластины 6 уменьшается. Следовательно, может достигаться снижение веса. Следовательно, необязательно прикреплять базовую пластину 6 к реле 2 посредством болтового крепления. Вместо этого базовая пластина 6 может удерживаться посредством защелкивающих элементов 9. Каждый защелкивающий элемент 9 включает в себя участок 10 плеча и защелкивающий крюк 11 (стопорящий зажим). Участок 10 плеча проходит от верхней поверхности базовой пластины 6 в направлении по оси Z. Защелкивающий крюк 11 предоставляется на кончике участка 10 плеча. В первом варианте осуществления базовая пластина 6 изготавливается из синтетической смолы, и каждый защелкивающий элемент 9 формуется неразъемно с базовой пластиной 6. Зацепляющие выступы 12 формируются в боковых стенках реле 2 в местоположениях, соответствующих защелкивающим элементам 9. Каждый зацепляющий выступ 12 зацепляется с защелкивающим крюком 11. Иными словами, защелкивающий крюк 11 защелкивающего элемента 9 зацепляется с зацепляющим выступом 12 посредством упругости участка 10 плеча, и за счет этого реле 2 и базовая пластина 6 соединяются (комбинируются) друг с другом. Следовательно, операция соединения между реле 2 и базовой пластиной 6 становится простой, что приводит к снижению затрат.
[0022] Зацепляющий выступ 12 может быть задан посредством выпукло-вогнутого участка, обычно имеющегося на внешней поверхности реле 2. Например, защелкивающий крюк 11 может застегиваться непосредственно на верхней поверхности реле 2.
[0023] Кроме того, защелкивающий элемент 9, включающий в себя защелкивающий крюк 11 на кончике защелкивающего элемента 9, может предоставляться в реле 2, тогда как паз или отверстие, которое зацепляется с этим защелкивающим элементом 9, может предоставляться в базовой пластине 6.
[0024] В целях стабильного удерживания реле 2 желательно размещать четыре защелкивающих элемента 9, соответственно, на четырех сторонах (краях) прямоугольного реле 2. Тем не менее, как показано на фиг. 2, соединительная клемма 21, которая соединяется с внешней схемой(ами), предоставляется на стенке одного концевого участка реле 2, так что защелкивающий элемент 9 не может размещаться на стенке одного концевого участка реле 2. Следовательно, в примере, показанном на фиг. 2, три защелкивающих элемента 9 размещаются, соответственно, в трех точках (три стороны) каждого реле 2. Иными словами, защелкивающие элементы 9 включают в себя один защелкивающий элемент 9A, предоставленный на стенке другого концевого участка реле 2, и пару защелкивающих элементов 9B, предоставленных так, что они обращены друг к другу, на обеих противоположных поверхностях одного концевого участка реле 2, которые находятся около соединительной клеммы 21. Два реле 2 размещаются в позициях, перевернутых относительно друг друга, как упомянуто выше. Как показано на фиг. 2, соединительная клемма 21 одного из двух реле 2 находится на противоположной стороне осевой линии CL, проходящей через (центры) двух реле 2, от соединительной клеммы 21 другого из двух реле 2. Иными словами, осевая линия CL размещается между соединительными клеммами 21 двух реле 2. Таким же образом, защелкивающий элемент 9A одного из двух реле 2 обращен в направлении, противоположном обращенному направлению защелкивающего элемента 9A другого из двух реле 2. Посредством такой компоновки, даже без предоставления защелкивающего элемента 9 на стороне (крае) реле 2, на котором предоставляется соединительная клемма 21, реле 2 могут стабильно соединяться с базовой пластиной 6. Как результат, число необходимых защелкивающих элементов 9 может быть сокращено.
[0025] Как упомянуто выше, расстояние d между реле 2 и монтажной поверхностью 13 задается равным толщине базовой пластины 6, так что нижняя поверхность 6с базовой пластины 6 находится в контакте с монтажной поверхностью 13.
Соответственно, базовая пластина 6 не падает, даже если ломается защелкивающий элемент 9. Соответственно, может предотвращаться качание, которое вызывается вследствие вибрации транспортного средства и т.п.
[0026] Фиг. 4 и 5 являются видами в поперечном сечении при просмотре от бокового направления удерживающего элемента 8 в первом варианте осуществления. Удерживающий элемент 8 включает в себя втулку 14 и буферный элемент 17 (амортизирующий материал). Втулка 14 включает в себя фланец 14a на одном конце втулки 14. Буферный элемент 17 имеет форму цилиндрической трубки и присоединен к внешней окружности втулки 14. Буферный элемент 17, например, изготавливается из резины или эластомера. Буферный элемент 17 включает в себя участок 17a с малым диаметром в аксиально центральном участке буферного элемента 17. Участок 2a кронштейна реле 2 входит в участок 17a с малым диаметром. Удерживающий элемент 8 крепится к монтажной поверхности 13 посредством резьбовой шпильки 15 и гайки 16. Резьбовая шпилька 15 крепится к монтажной поверхности 13 посредством сварки и т.п. Реле 2 поддерживается в состоянии с возможностью смещения через буферные элементы 17 посредством монтажной поверхности 13. Следовательно, когда реле 2 работает, уменьшается вибрация реле 2, которая передается в монтажную поверхность 13.
[0027] Базовая пластина 6 формируется со сквозными отверстиями 18 и выемками 20, местоположения которых соответствуют, соответственно, местоположениям удерживающих элементов 8. Сквозные отверстия 18 и выемки 20 проходят через базовую пластину 6 в направлении по оси Z. Буферный элемент 17 каждого удерживающего элемента 8 проходит через сквозное отверстие 18 или выемку 20 и достигает монтажной поверхности 13. Подробно, как показано на фиг. 4, выемка 20, соответствующая удерживающему элементу 8A, формируется в каждом из пары боковых краев 6b базовой пластины 6, которые являются параллельными оси Y. Кроме того, как показано на фиг. 5, сквозные отверстия 18, соответственно, соответствующие удерживающим элементам 8B, формируются в среднем участке базовой пластины 6 относительно продольного направления базовой пластины 6.
[0028] Поскольку базовая пластина 6 защелкивается (захватывается) через защелкивающие элементы 9 посредством реле 2, участок 19 выступающей поверхности (см. фиг. 4) базовой пластины 6, который получается посредством выступания реле 2 на базовой пластине 6 в направлении по оси Z, может полностью формироваться в качестве отверстия базовой пластины 6, так что площадь базовой пластины 6 значительно сокращается. Тем не менее, в этом первом варианте осуществления каждое из сквозных отверстий 18 и выемок 20 имеет минимальный размер, необходимый для того, чтобы пропускать удерживающий элемент 8 через себя, во избежание чрезмерного уменьшения прочности и жесткости базовой пластины 6.
[0029] Фиг. 6 является видом, показывающим второй вариант осуществления согласно настоящему изобретению. Во втором варианте осуществления конструкция первого варианта осуществления модифицируется таким образом, что реле 2 поддерживаются через удерживающие элементы 8 посредством монтажной поверхности 13 без формирования вышеуказанного сквозного отверстия 18 или выемки 20 в базовой пластине 6.
[0030] Модуль 1 отключения энергии во втором варианте осуществления включает в себя два реле 2 таким же образом, как в первом варианте осуществления. Два реле 2 размещаются вдоль идентичной прямой линии, так что продольные направления двух реле 2 согласуются (являются идентичными) с направлением по оси X.
Одно из двух реле 2 обращено в направлении, противоположном направлению обращения другого из двух реле 2. Иными словами, два реле 2 имеют позиции напротив друг друга, так что соединительные клеммы 21 двух реле 2 обращены в противоположных наружных направлениях. Между двумя реле 2 резистор 7A и участки 7B соединителя проводки располагаются в качестве вспомогательных электронных компонентов 7. Продольная линия резистора 7A, имеющего длинную и тонкую форму, размещается вдоль идентичной прямой линии вместе с реле 2.
[0031] В этом втором варианте осуществления базовая пластина 6 имеет прямоугольную форму с минимальной шириной (размером в направлении по оси Y), необходимой для того, чтобы располагать два реле 2 последовательно друг с другом, как упомянуто выше.
[0032] Каждое реле 2 включает в себя пару участков 2a кронштейнов таким же образом, как в первом варианте осуществления. Каждый участок 2a кронштейна удерживает удерживающий элемент 8. Каждый участок 2a кронштейна выступает наружу от прямого бокового края 6a базовой пластины 6, который является параллельным оси X. Соответственно, каждый удерживающий элемент 8 не создает помехи для бокового края 6a базовой пластины 6 и находится за пределами базовой пластины 6. Таким образом, каждое реле 2 поддерживается посредством монтажной поверхности 13 через два удерживающих элемента 8 (8A и 8B), размещаемых за пределами базовой пластины 6.
[0033] Базовая пластина 6 соединяется с реле 2 посредством трех защелкивающих элементов 9, предоставленных в трех точках таким же образом, как в первом варианте осуществления. Защелкивающий элемент 9A, расположенный на одном концевом участке одного из двух реле 2, является симметричным к защелкивающему элементу 9A, расположенному на одном концевом участке другого из двух реле 2. Следовательно, базовая пластина 6 надежно поддерживается посредством двух реле 2.
[0034] Во втором варианте осуществления базовая пластина 6 не включает в себя сквозное отверстие 18 или выемку 20. Соответственно, второй вариант осуществления является преимущественным по прочности базовой пластины 6, так что базовая пластина 6 может изготавливаться более тонкой.
[0035] Согласно настоящему изобретению, альтернативно, конструкция, в которой сквозное отверстие 18 или выемка 20 не предоставляется, как показано на фиг. 6, может быть надлежащим образом комбинирована с конструкцией, в которой сквозное отверстие 18 и/или выемка 20 предоставляется, как показано на фиг. 2.
[0036] Хотя изобретение пояснено выше в отношении предпочтительных вариантов осуществления изобретения, изобретение не ограничено вариантами осуществления, описанными выше. Вышеописанные варианты осуществления могут варьироваться или модифицироваться по мере необходимости.