CN102592864B - 用于汽车锂离子电池系统的旋转高压接触器的双两极磁场 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于汽车锂离子电池系统的旋转高压接触器的双两极磁场。提供了操作汽车电池系统继电器和相关开关的装置和方法。通过将磁场与在产生磁场的磁体之间设置的接触板内电流的方向对齐，可以使用生成的洛伦兹力来在继电器断开过程期间促进灭弧，而同时减少洛伦兹力干扰螺线管或其它开关致动的机构的操作的趋势。通过使用旋转机构来建立接触板与载流端子之间的接触，减小了意外断开继电器的可能性。这种装置和方法可以与混合动力以及电力车辆结合使用。

Description

用于汽车锂离子电池系统的旋转高压接触器的双两极磁场

本申请要求2011年1月14日提交的美国临时申请No.61/432,811的申请日的权益。

技术领域

本发明大体上涉及减小在基于螺线管的旋转接触板上形成的洛伦兹力的量级的装置和方法，且更具体地涉及当接触板打开或以其他方式去激励时在保持灭弧特征的同时减少这种量级的装置和方法。

背景技术

螺线管通常用于打开和关闭继电器、开关和相关电路接点。而且，螺线管可具有大体线性构造或旋转构造。在任一构造中，高压接触器使用螺线管将接触板移动成与一对固定的载流端子选择性连接，以在端子之间接通电路。当螺线管去激励时，接点断开；当螺线管受激励时，接点闭合（接通）。在与旋转螺线管相关的特定构造中，根据螺线管受激励还是去激励，螺线管的柱塞或轴顺时针或逆时针旋转。同样，附接至柱塞的接触板旋转以便在受激励螺线管状态下，接触板闭合两端子之间的电路，而在去激励螺线管状态下，接触板断开两端子之间的电路。

高压和电流的存在可以在接触板和端子分离之后立刻在接触板和端子之间引起电弧。这种电弧是不期望的，尤其在高电流操作模式中，因为由电弧产生的能量往往会被不可以被电硬化的附近部件吸收（或作用于附近的部件）。

减少或者消除电弧的尝试已经包括将接触板和端子包围在充满介电气体的室内，通过吸收电弧形成期间的一些能量来引入抑弧特征。这种构造还减少了包装且提供了某种程度的不依赖于环境的使用。除了这个优点，这样的方案在装置费用和复杂性方面具有缺点。

在其它的尝试中，将补充磁铁对放置在接触板和端子的相对侧，以便利用作用于端子或其它暴露于磁场的载流构件上的洛伦兹力。在电路在接触板处断开之后立刻使用固有洛伦兹力，以便通过利用电弧的极性和将其在较大区域上伸展来加速灭弧。这种方法对于帮助消除电弧而言大体上是令人满意的。不幸的是，在常闭操作期间，由补充磁铁产生的洛伦兹力还被施加在附近的接触板上。由于这个力（由于磁体相对于流经接触板的电流的取向，大致处于能够促使接触板与端子提前分离的方向）干扰大体上说螺线管的操作以及具体地说接触板的操作，所以还有提高螺线管操作的方法。

使用锂离子电池来为汽车应用提供部分（混合系统时）或全部（纯电动系统时）动力。需要相当级别的电压和电流的其中一种或两者来为电机提供电力，电机继而能够为一组车轮提供推进力。这种电池系统使用的高水平的电力如果剩余地不正确，则会在继电器和相关开关操作期间导致大量电弧。在使用某种形式的基于磁体的灭弧特征（例如上述讨论的）的系统中，磁场引起的洛伦兹力的大小足以通过将传统继电器和相关开关组件移动至与其设计相比不同的程度（或者在不同的时间移动）来干扰传统继电器和相关开关组件的板和接点。尤其地，向下指向的洛伦兹力可克服感应磁力在螺线管的柱塞上产生的偏置，这会使得接点意外断开且形成包括补充磁体以试图避免的那种电弧。这种不适时的接触板打开可能对电池供电的汽车推进系统造成有害的影响。

发明内容

根据本发明的第一方面，公开了一种开关组件。在本文中，开关组件对应部件的布置，这些部件一起允许电路选择性断开和闭合。因此，经过开关电路的电流可以用来接通或关断二次电路。在一个示例中，这种二次电路可以是做功电路，其构造成将电流从一个或多个电池（例如，锂离子电池）输送至电动机或其它可以为轿车、卡车或相关车辆或机动应用提供推进力的装置。在特定形式下，本发明的开关组件可构造为继电器、开关或相关的电流断开和电流闭合机构。可以结合流经端子和接触板的电流的方向来布置用于继电器、开关或相关的基于螺线管的装置的补充磁体，以减小由于磁场和电流的相互作用产生的洛伦兹力的量级且同时减少去激励的接点相关的电弧。后一特征（及其减少部分断开的接点的可能性）有助于从一个端子到另一个端子的电流路径更加稳定。换句话说，由于接触板上的洛伦兹力被最小化，所以由于这种力导致的接点与端子意外断开的可能性降低。

在螺线管、接触板和端子之间的连接的旋转特性确保更快的断开；这继而使得在接触板和端子断开期间生成的电弧更快的消除。进一步地，在螺线管和接触板之间的连接的旋转特性有助于促使更强的接合可能性且高压接触器的装置稳健性（例如锂离子电池系统中遇见的）随之提升。例如，与线性螺线管（其中通过相对小的球形区域，轴与接触板相互作用）不同，旋转设计可允许有助于更持久结构的大面积连接。

如上所述，本设计的一个优势是它防止洛伦兹力在高电流脉冲期间将板和端子之间的接触意外断开。这种防止在这种情况下是显见的，其中补充（即，灭弧或断弧）磁体被放置成使得电流和磁场平行，如图所示且如下描述。理论上，电流和磁场的这种平行布置等于接触板上洛伦兹力的完全消除。重要的是，由于接触板上的这种力与端子和接触板之间的连接周围的区域上的洛伦兹力的断弧效应没有关系，所以这种断弧力仍然存在因为在该位置处的电流是与磁场正交而非平行的。

根据本发明的旋转设计也可具有变形。在一个变形中，补充磁体可以不是放置成使得在它们之间产生的场与通过所连接端子的电流流向平行，而是放置成跨过端子以便磁场指向与流经端子的电流的方向正交的方向。在线性致动的接触板构造（即，其中来自螺线管的柱塞在经过螺线管线圈的应用电流的力的作用下移动）的情况下，磁场和穿过端子的电流之间的这种正交可有助于解决上述讨论的洛伦兹力的问题，因为感应的力可以使得在正常操作期间板和端子之间的接点的意外断开。在本发明的这种正交存在的变形中，会产生洛伦兹力，但是其避免了上述讨论的接点断开的困难，因为接触点是朝向不受感应力影响的方向。在本设计的这个变形中，可以与前述设计的方法大致类似的方法将补充磁体构造放置在适当位置，但是由于旋转接点和接触板的特性，洛伦兹力（而不是用与前段中讨论的设计相同的方法消除）不太可能在高电流期间干扰操作，且同时在接点断开和闭合事件期间保持补充磁体的灭弧特征。

可选地，磁体可设置成使得多个磁体产生的场在与电流方向大致平行的方向上延伸，使得接触板上的洛伦兹力的产生基本上被抑制。在另一选择中，由多个磁体产生的场在与电流方向大致垂直的方向上延伸，使得产生的洛伦兹力沿着几乎不使得接触板与多个端子过早分离的方向作用于接触板。例如，开关组件的取向可使得在正常操作期间经过闭合电路的电流产生的洛伦兹力以大致向下的方向被施加到接触板，而接触板的运动方向限定了在生成的洛伦兹力的平面之外的大致圆形路径；以这种方式，洛伦兹力没有对板施加促进或抑制其运动的作用。在更具体的形式中，基本上不会促使接触板与多个端子过早分离的方向大致沿着柱塞的旋转运动形成的轴线延伸。

上述可选构造的每个均具有其自身优势。第一个实施例是有效的，因为通过使电流和磁场大致对齐，阻碍了洛伦兹力的产生。因此，通过将磁场与设置在生成磁场的磁体之间的接触板内的电流方向对齐（或与电流相反），会防止洛伦兹力干扰在正常（即，未受干扰）电流期间螺线管或其它开关致动机构的操作的趋势，而同时保留用于在继电器断开过程期间（其中电流在常闭电路操作期间沿着垂直于磁场以及电流的方向行进）促进灭弧的洛伦兹力。虽然第二实施例取向成将洛伦兹力放置在合适位置（利用电流和磁场的大致正交取向），但是第二实施例更具有被有效地包装在节约空间（即，方形）的构造中的潜力。因此，所用构造取决于该特定构造所要放置于其中的汽车或相关系统的需要。

根据本发明的另一方面，公开了车辆推进系统。该系统包括大量电池、原动力和开关组件，所述开关组件构造成允许将电流从电池选择性地传输至原动力。开关组件包括大致如上所述的螺线管。

在一个可选形式中，所述大量电池是锂离子电池。在另一优选形式中，原动力是旋转地联接至一个或多个车轮的电动机。可以在电动机和一个或多个车轮之间使用变速器以作为改变由电动机传输至车轮的旋转力的量的方式。如上所述，磁体产生的场可沿着与电流方向大致平行的方向延伸（在一个形式中）或沿着与电流方向大致垂直的方向延伸（在另一形式中）。在第一构造中，接触板上的洛伦兹力的产生几乎是不存在的，而在第二构造中，作用于接触板的洛伦兹力沿着基本上不会促使接触板与端子过早分离的方向。

根据本发明的另一方面，公开了操作开关组件的方法。该方法包括将接触板设置在导电端子附近以及操作螺线管。当螺线管受激励时，其迫使接触板与端子接触以接通电路。同样，当螺线管去激励时，其允许接触板与多个端子分离以断开（即，停用）电路。开关组件还包括设置在至少部分由接触点限定的区域周围的多个灭弧磁体。以这种方式，其大致如本发明的前述方面中描述的那样操作。

在一个可选形式中，开关组件制成为汽车继电器的至少一部分。电路形成电源电路的一部分，该电源电路可包括大量电池和构造成将电流从电池通过继电器传送至原动力的配线。如上所述，这种原动力的一个示例是旋转地联接至一个或多个车轮的电动机。在一个优选形式中，电池是锂离子电池。如上所述，多个磁体产生的场可形成为沿着与流经电路的电流方向大致平行的方向延伸，使得基本上抑制所述洛伦兹力在所述接触板上的生成，或者沿着与流经电路的电流方向大致垂直的方向延伸。在任一构造中，洛伦兹力的作用均不会促使接触板与多个端子过早分离。在一个形式中，螺线管和接触板相互固定，以便根据螺线管是受激励还是去激励，螺线管部件（例如，响应于螺线管线圈中建立的场而运动的柱塞）的运动迫使接触板朝向或远离端子运动。

根据本发明，提供下列技术方案。

技术方案1：一种开关组件，其包括：

螺线管，其包括至少线圈和可旋转地响应于流过所述线圈的电流的柱塞；

接触板；

多个导电端子，其与所述螺线管和所述接触板配合使得当所述螺线管受激励时，所述柱塞的旋转运动迫使所述接触板接触所述多个端子从而在其间接通电路；以及

多个灭弧磁体，其设置在至少部分地由所述接触板和所述多个端子之间的所述接触限定的区域周围，使得由所述多个磁体产生的磁场沿着这样的方向延伸，使得在所述接触板与所述多个端子之间的所述接触期间，通过所述磁场与在所述多个端子之间的电流之间的联接形成的洛伦兹力基本上被抑制或沿着基本上不会促使所述接触板与所述多个端子过早分离的方向形成。

技术方案2：根据技术方案1的所述开关组件，其中由所述多个磁体产生的所述磁场沿着与所述电流的方向大致平行的方向延伸，从而基本上抑制所述洛伦兹力在所述接触板上的生成。

技术方案3：根据技术方案1的所述开关组件，其中所述接触板围绕所述柱塞的所述旋转运动形成的轴线旋转。

技术方案4：根据技术方案1的所述开关组件，其中所述多个端子包括第一端子和第二端子，且在所述接触板与所述多个端子之间的所述接触时，所述接触板在所述第一端子和所述第二端子之间延伸。

技术方案5：根据技术方案1的所述开关组件，其中由所述多个磁体产生的所述磁场沿着与所述电流的方向大致垂直的方向延伸，使得产生的所述洛伦兹力在基本上不会促使所述接触板与所述多个端子过早分离的所述方向上作用于所述接触板。

技术方案6：根据技术方案5的所述开关组件，其中基本上不会促使所述接触板与所述多个端子过早分离的所述方向基本上沿着由所述柱塞的所述旋转运动形成的轴线延伸。

技术方案7：一种车辆推进系统，其包括：

多个电池；

原动力；和

开关组件，所述开关组件构造成允许将电流从所述多个电池选择性地传输至所述原动力，所述开关组件包括：

螺线管，其包括至少线圈和可旋转地响应于流过所述线圈的电流的柱塞；

接触板；

多个导电端子，其与所述螺线管和所述接触板配合使得当所述螺线管受激励时，所述柱塞的旋转运动迫使所述接触板接触所述多个端子从而在其间接通电路；以及

多个灭弧磁体，其设置在至少部分地由所述接触板和所述多个端子之间的所述接触限定的区域周围，使得由所述多个磁体产生的磁场沿着这样的方向延伸，使得在所述接触板与所述多个端子之间的所述接触期间，通过所述磁场与在所述多个端子之间的电流之间的联接形成的洛伦兹力基本上被抑制或沿着基本上不会促使所述接触板与所述多个端子过早分离的方向形成。

技术方案8：根据技术方案7所述的推进系统，其中所述多个电池包括多个锂离子电池。

技术方案9：根据技术方案7所述的推进系统，其中所述原动力包括旋转地联接至至少一个车轮的电动机。

技术方案10：根据技术方案9所述的推进系统，还包括设置在所述电动机和所述至少一个车轮之间的车辆变速器，以改变由所述电动机产生的至所述至少一个车轮的旋转力的量。

技术方案11：根据技术方案7所述的推进系统，其中所述多个磁体产生的所述磁场沿着与所述电流的方向大致平行的方向延伸，使得所述洛伦兹力在所述接触板上的生成基本上被抑制。

技术方案12：根据技术方案7所述的推进系统，其中由所述多个磁体产生的所述磁场沿着与所述电流的方向大致垂直的方向延伸，使得所述产生的洛伦兹力在基本上不会促使所述接触板与所述多个端子过早分离的所述方向上作用于所述接触板。

技术方案13：一种操作开关组件的方法，所述方法包括：

在多个导电端子附加设置接触板，使得在其间可选择性地建立接触：以及

操作旋转螺线管使得在所述螺线管受激励时，它旋转地迫使所述接触板接触所述多个端子以便在其间接通电路，以及在所述螺线管去激励期间，允许所述接触板与所述多个端子分离以便断开其间的电路；

在至少部分地由所述接触板和所述多个端子之间的所述接触限定的区域周围设置多个灭弧磁体，使得由所述多个磁体产生的磁场沿着这样的方向延伸，使得在所述接触板与所述多个端子之间的所述接触期间，通过所述磁场与在所述多个端子之间的电流之间的联接形成的洛伦兹力基本上被抑制或沿着基本上不会促使所述接触板与所述多个端子过早分离的方向形成。

技术方案14：根据技术方案13所述的方法，其中所述开关组件包括汽车继电器。

技术方案15：根据技术方案14所述的方法，其中所述电路形成电源电路的一部分，该电源电路包括多个电池和构造成将电流从所述多个电池通过所述继电器传送至原动力的配线。

技术方案16：根据技术方案15所述的方法，其中所述原动力包括旋转地联接至至少一个车轮的电动机。

技术方案17：根据技术方案16所述的方法，其中所述多个电池包括多个锂离子电池。

技术方案18：根据技术方案13所述的方法，其中由所述多个磁体产生的所述磁场沿着与流经所述电路的电流方向大致平行的方向延伸，从而基本上抑制所述洛伦兹力在所述接触板上的生成。

技术方案19：根据技术方案13所述的方法，其中由所述多个磁体产生的所述磁场沿着与流经所述电路的电流方向大致垂直的方向延伸，使得产生的所述洛伦兹力在基本上不会促使所述接触板与所述多个端子过早分离的所述方向上作用于所述接触板。

附图说明

当结合下面的附图来阅读时，可以最佳地理解下面特定实施例的详细描述，其中相似的结构由相似的附图标记表示且其中：

图1A示出了根据现有技术的典型线性致动的电继电器的立体图；

图1B示出了图1A的电继电器的部分截取图，其突出显示了接触部分的线性构造；

图2示出了由图1A和图1B产生的代表性磁场的俯视图；

图3A示出了如何利用由电流和磁场之间的关系产生的向外指向的洛伦兹力来抑制在断开由线性继电器连接的电路之后紧随时段期间形成的电弧；

图3B示出了在正常电路操作期间由电流和磁场之间的关系产生的洛伦兹力如何具有可操作于线性继电器的接触板上的向下指向的分量；

图4A至图4E示出了电弧的形成和成长；

图5A示出了根据本发明的一个方面的旋转电继电器的接触部分的立体图；

图5B示出了结合有图5A的接触器部分的旋转电继电器；

图6示出了根据本发明的一个方面的结合有旋转柱塞的代表性旋转螺线管；以及

图7示出了洛伦兹力如何通过图5A和图5B的构造变得最小。

具体实施方式

如上所述，在线性开关组件（例如，继电器）的打开接触器部分处的电弧对组件和邻近部件具有有害作用。取决于开关组件的构造以及电压和流经电路的电流，这种电弧会以通常为几百微秒级非常快速的发生。同样，现有方法已经包括了将磁体设置在接触器部分附近，所述接触器部分包括用于建立高压接触器的接触板和端子。首先参照图1A和图1B，传统继电器10（其还可以是断流器、断路器或相关开关的形式）配备有灭弧磁体36，38（下面将更详细的描述）。继电器10包括螺线管部分20和接触器部分30。螺线管部分20包括一个或多个线圈22，在受激励时，线圈会产生纵向地移动放置在线圈22内的封闭芯、轴或柱塞24的磁流。线圈22和柱塞24包围在作用是加强磁流的磁化轭或场26内。接触器部分30示出为在顶部且通常包括一对端子32和连接至柱塞24顶部的移动接触板34。取决于螺线管部分20是受激励还是去激励，接触板34选择性地附接和脱离端子32。因此，当线圈22受激励时，柱塞24向上推进且迫使接触板34与端子32接触，从而允许电流从一个端子流向另一个端子。同样，当线圈22未激励时，柱塞在弹簧偏置装置的作用下缩回进线圈22，使得高压接触器部分30处于打开状态。

接着参考图4A至图4E，连续示出了在电弧形成后的机构。在图4A中，电弧起始于当端子32拉离接触板34时形成的间隙。图4B示出了在由磁体36和38产生的磁场的影响下电弧向外转移。图4C示出了一旦电弧电压增加则电弧扩张。图4D示出了环境空气对电弧的影响，因为空气的冷却效应使得电压进一步增加。最后，图4E示出了当电弧电压等于或大于接点之间的电压时，电弧将被消除。

通过图1A和图1B所示的继电器10的构造，流经接触板34的电流流体的方向取向成使得其沿着与在每个磁体36和38的北极和南极之间延伸的磁场的方向正交的方向操作。以这种方法，且记住产生的力                                                大体上与磁场和电流的相互作用矢量相关：

产生的洛伦兹力沿着大致正交于电流和磁场的合作平面的方向取向。依据电流的方向，这个在由磁体36和38形成的磁场与流经端子32（当前示出为最右侧的端子32A和最左侧的端子32B）的电流之间的正交相互作用产生了两种不同施加力。

接着参照图2和图3A，为了纠正当高压螺线管接点断开时发生的图4A至图4E中所示的电弧，磁体36，38放置在接触部分附近，该接触部分包括用于建立高压接触器的接触板和端子。一对磁体36和38跨越端子32设置，使得磁场40吞没接触部分30。使用框架39将磁体36和38固定地安装在轭26上，此外帮助限定围绕端子32和接触板34的区域，在该区域中磁场最强。在图中所示的版本中，磁体36对应于北极，而磁体38对应于南极，使得在它们之间存在南北两极关系，但是本领域技术人员将清楚可以建立相反极性。该对磁体36和38示出为在接触板34和端子32之间形成的接触区域的整个长度上设置，且实际上横向延伸超出以有助于足够的磁场尺寸。

如上所述（具体地参照图3A），由磁体36和38产生的磁场40将迫使在端子32与接触板34分离时产生的电弧朝向接触区域表面的外侧扩张。这种扩张有利于造成快速能量分散且结果导致电弧被快速消除。由磁体36和38形成的磁场与流经端子32的电流之间的这个正交相互作用产生了向外指向的力，该力趋于缩短电弧持续时间，且是流经端子的电流与经过补充磁体之间的磁场的相互作用的大致理想的副产品。由于剩余电流在最右端子32A中向下流且在最左端子32B中向上流，所以与磁场的相互作用产生了从最右端子32A的向右的力和从最左端子32B的向左的力，从而（在两种情况下）向外推电弧（未示出），使得其能量得以更迅速地消散。因此，这个力趋于缩短了电弧持续时间，且流经端子的电流与经过磁体之间的磁场的相互作用的大致理想的副产品（如上所述）。

虽然在消除接点断开时可能形成的任意电弧方面是有帮助的，但是磁体36和38还在线性往复接触板34上产生了洛伦兹力。这在图3B中示出。在特定操作条件下（尤其是与大功率源相关的，例如用来推进汽车或相关车辆的情况下），可能会遇见比预期高的电流，从而导致洛伦兹力变得大到足以向下移动板34，进而使它和端子32之间的接触断开。在图3B示出的情况下（其可与直到电路断开且包括电路断开前即刻时段的正常电流操作时段一致），洛伦兹力示出为作用在接触板34上，在接触板34上电流以从右至左的方向流动而磁场如前。产生的力将向下指向，该力会不期望地作用于接触板34，迫使接触板过早地断开。这恰恰是本发明人确定应该避免的情况，至少对于其中在端子和接触板之间有线性联接的情形下。

本发明人已经确定应该避免在端子和接触板之间有线性联接的构造。接着参照图5A和5B，本发明使用旋转接触部分130，其允许电弧被快速熄灭且同时减小洛伦兹力。继电器100包括接触部分130，该接触部分容纳由端子132（以与图1A、图1B、图3A和图3B大致相同的方式分别标记为132A和132B）构成的高压接触器以及接触板134，使得自由旋动（即，旋转的）柱塞124与接触板134合作，从而在两个端子132之间建立选择性的电连接。因此，柱塞124类似于位于螺线管部分120的轴顶上的帽盖起作用以便它能够自由旋转，且因此不会刚性地连接至响应于穿过线圈122的电流的轴。与图2A示出的装置不同，柱塞124不是用来在单个端子132A和132B之间建立选择性接触的。而是，轴环124A（其连接至螺线管部分120）与接触板134断续地接触。当螺线管部分120受激励时，其使轴环124A顺时针旋转，轴环124A继而触及接触板134并使其顺时针旋转。当螺线管部分120去激励时，轴环124A将逆时针旋转，接着弹簧（未示出，但是例如可以是旋转型弹簧）将用于向后或逆时针推动接触板134。

具体地参照图5B，将补充磁体136和138放置在轭（或场）126的相对侧，以便端子132、接触板134和柱塞124的最上延伸部位于由磁体136和138的南北极产生的磁场内。与上面示出和描述的线性变形体不同，柱塞124旋转以便在两个端子132之间建立电连续连接。在这个构造中，接触板134面向大致水平的（而非竖直的）取向。且与线性变形体不同，补充磁体136和138设置成使得在它们之间形成的磁场基本上与在常闭电路操作期间穿过接触板134的电流方向对齐。如同线性变形体一样，在例如螺线管部分120保持受激励时保持电接触。

图6示出了有旋转接点设计的螺线管部分120可根据应用的不同制成为不同形状和尺寸。在这样的构造中，螺线管部分120包括至少线圈和旋转地响应于流经线圈的电流的柱塞，以便旋转螺线管部分120的操作使得致动柱塞124旋转而非平移。因此，通过将接触板134联接至柱塞124，其也以大致旋转的动作进行移动。因为两个端子132位于由接触板134的旋转弧限定的路径内，所以接触板134的大致相对端将接触两个端子132的相应一个。这继而接通（即，闭合）电路，从而允许电流流动。图7示出了通过使得穿过两个端子132和接触板134的电流沿着平行于磁体136和138之间的南北磁场的方向的方向，在常闭电路操作期间产生的洛伦兹力基本上可以被消除，因为当磁场和电流相互正交产生最大洛伦兹力。因此，这个当前示出的平行对齐导致几乎没有或没有联接，且由此几乎没有或没有洛伦兹力产生。除了给予设计者以两个不同方式放置磁体而不会使得洛伦兹力干扰正常操作的自由之外，本旋转设计还考虑到了接触板的快速断开和闭合操作，以及有效断弧。

虽然已经示出了特定代表性实施例和细节以便说明本发明，本领域技术人员应当清楚可以在不背离所附权利要求限定的本发明范围的情况下，做出各种变化。

Claims (19)

1.一种开关组件，其包括：

螺线管，其至少包括线圈和可旋转地响应于流过所述线圈的电流的柱塞；

接触板；

多个导电端子，其与所述螺线管和所述接触板配合使得当所述螺线管受激励时，所述柱塞的旋转运动迫使所述接触板旋转接触所述多个端子从而在其间接通电路；以及

多个灭弧磁体，其设置在至少部分地由所述接触板和所述多个端子之间的所述接触限定的区域周围，使得由所述多个磁体产生的磁场沿着这样的方向延伸，使得在所述接触板与所述多个端子之间的所述接触期间，通过所述磁场与在所述多个端子之间的电流之间的联接形成的洛伦兹力基本上被抑制或沿着基本上不会促使所述接触板与所述多个端子过早分离的方向形成。

2.根据权利要求1的所述开关组件，其中由所述多个磁体产生的所述磁场沿着与所述电流的方向大致平行的方向延伸，从而基本上抑制所述洛伦兹力在所述接触板上的生成。

3.根据权利要求1的所述开关组件，其中所述接触板围绕所述柱塞的所述旋转运动形成的轴线旋转。

4.根据权利要求1的所述开关组件，其中所述多个端子包括第一端子和第二端子，且在所述接触板与所述多个端子之间的所述接触时，所述接触板在所述第一端子和所述第二端子之间延伸。

5.根据权利要求1的所述开关组件，其中由所述多个磁体产生的所述磁场沿着与所述电流的方向大致垂直的方向延伸，使得产生的所述洛伦兹力在基本上不会促使所述接触板与所述多个端子过早分离的所述方向上作用于所述接触板。

6.根据权利要求5的所述开关组件，其中基本上不会促使所述接触板与所述多个端子过早分离的所述方向基本上沿着由所述柱塞的所述旋转运动形成的轴线延伸。

7.一种车辆推进系统，其包括：

多个电池；

原动力；和

开关组件，所述开关组件构造成允许将电流从所述多个电池选择性地传输至所述原动力，所述开关组件包括：

螺线管，其至少包括线圈和可旋转地响应于流过所述线圈的电流的柱塞；

接触板；

多个导电端子，其与所述螺线管和所述接触板配合使得当所述螺线管受激励时，所述柱塞的旋转运动迫使所述接触板旋转接触所述多个端子从而在其间接通电路；以及

多个灭弧磁体，其设置在至少部分地由所述接触板和所述多个端子之间的所述接触限定的区域周围，使得由所述多个磁体产生的磁场沿着这样的方向延伸，使得在所述接触板与所述多个端子之间的所述接触期间，通过所述磁场与在所述多个端子之间的电流之间的联接形成的洛伦兹力基本上被抑制或沿着基本上不会促使所述接触板与所述多个端子过早分离的方向形成。

8.根据权利要求7所述的推进系统，其中所述多个电池包括多个锂离子电池。

9.根据权利要求7所述的推进系统，其中所述原动力包括旋转地联接至至少一个车轮的电动机。

10.根据权利要求9所述的推进系统，还包括设置在所述电动机和所述至少一个车轮之间的车辆变速器，以改变由所述电动机产生的至所述至少一个车轮的旋转力的量。

11.根据权利要求7所述的推进系统，其中所述多个磁体产生的所述磁场沿着与所述电流的方向大致平行的方向延伸，使得所述洛伦兹力在所述接触板上的生成基本上被抑制。

12.根据权利要求7所述的推进系统，其中由所述多个磁体产生的所述磁场沿着与所述电流的方向大致垂直的方向延伸，使得所述产生的洛伦兹力在基本上不会促使所述接触板与所述多个端子过早分离的所述方向上作用于所述接触板。

13.一种操作开关组件的方法，所述方法包括：

在多个导电端子附近设置接触板，使得在其间可选择性地建立接触：以及

操作旋转螺线管使得在所述螺线管受激励时，它旋转地迫使所述接触板旋转接触所述多个端子以便在其间接通电路，以及在所述螺线管去激励期间，允许所述接触板与所述多个端子分离以便断开其间的电路；

在至少部分地由所述接触板和所述多个端子之间的所述接触限定的区域周围设置多个灭弧磁体，使得由所述多个磁体产生的磁场沿着这样的方向延伸，使得在所述接触板与所述多个端子之间的所述接触期间，通过所述磁场与在所述多个端子之间的电流之间的联接形成的洛伦兹力基本上被抑制或沿着基本上不会促使所述接触板与所述多个端子过早分离的方向形成。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述开关组件包括汽车继电器。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述电路形成电源电路的一部分，该电源电路包括多个电池和构造成将电流从所述多个电池通过所述继电器传送至原动力的配线。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述原动力包括旋转地联接至至少一个车轮的电动机。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述多个电池包括多个锂离子电池。

18.根据权利要求13所述的方法，其中由所述多个磁体产生的所述磁场沿着与流经所述电路的电流方向大致平行的方向延伸，从而基本上抑制所述洛伦兹力在所述接触板上的生成。

19.根据权利要求13所述的方法，其中由所述多个磁体产生的所述磁场沿着与流经所述电路的电流方向大致垂直的方向延伸，使得产生的所述洛伦兹力在基本上不会促使所述接触板与所述多个端子过早分离的所述方向上作用于所述接触板。