CN117063366A - 断路装置 - Google Patents

Abstract

断路装置包括：冷却器，具有相互相反侧的第1主面和第2主面；第1绝缘体，与第1主面接触而设置；充电继电器和第1放电继电器，接触配置于第1绝缘体的与第1主面接触的面的相反面；第2绝缘体，与第2主面接触而设置；保护部，接触配置于第2绝缘体的与第2主面接触的面的相反面；第1蓄电端，构成为与蓄电元件的第1极连接；及第2蓄电端，构成为与蓄电元件的第2极连接，充电继电器隔着空间从放电继电器相隔。保护部的至少一部分隔着第1绝缘体、冷却器及第2绝缘体与上述空间对置。

Description

断路装置

技术领域

本公开涉及各种车辆用电气设备中使用的断路装置。

背景技术

现有的断路装置包括基座、被固定于基座的多个继电器、以及用来在继电器中流过了过电流的情况下保护继电器及与继电器连接的设备的保护装置。现有的断路装置通过使多个继电器的相互的距离隔开较大，从而抑制继电器及保护装置的温度上升。

例如在专利文献1中公开了与上述断路装置类似的现有的断路装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2020/100612号

发明内容

断路装置构成为与蓄电元件一起动作。该断路装置具备：冷却器，具有第1主面和第1主面的相反侧的第2主面；第1绝缘体，以与冷却器的第1主面接触的方式配置；第2绝缘体，以与冷却器的第2主面接触的方式配置；充电继电器，以与第1绝缘体接触的方式配置；放电继电器，以与第1绝缘体接触的方式配置；保护部，以与第2绝缘体接触的方式配置；第1蓄电端，构成为与蓄电元件的第1极连接；第2蓄电端，构成为与蓄电元件的第2极连接；第1充电端；第2充电端；第1输出端；第2输出端；第1导体，将保护部的第1端与第1蓄电端连接；第2导体，将保护部的第2端与放电继电器的第1端连接；第3导体，将保护部的第2端与充电继电器的第1端连接；第4导体，将放电继电器的第2端与第1输出端连接；第5导体，将充电继电器的第2端与第1充电端连接；第6导体，将第2蓄电端与第2输出端连接；以及第7导体，将第2蓄电端与第2充电端连接。充电继电器从放电继电器隔着空间而相隔。保护部的至少一部分隔着第1绝缘体、冷却器及第2绝缘体与上述空间对置。

该断路装置能够抑制大型化，而且能够使动作可靠性提高。

附图说明

图1是本公开的实施方式的断路装置的构造概要图。

图2是表示图1所示的断路装置的结构的构造概要图。

图3是实施方式的其他一断路装置的构造概要图。

图4是表示图3所示的断路装置的结构的构造概要图。

具体实施方式

图1是本公开的实施方式的断路装置1的构造概要图。图2是表示断路装置1的结构的构造概要图。

断路装置1包括冷却器2、绝缘体3、充电继电器4、放电继电器5、绝缘体6、保护部7、蓄电端8、蓄电端9、充电端10、充电端11、输出端12、输出端13、导体14、导体15、导体16、导体17、导体18、导体19和导体20。

冷却器2具有主面2A和主面2A的相反面即主面2B，冷却器2是构成为将主面2A、2B冷却的水冷式、空冷器或油冷式等的冷却器。绝缘体3接触配置于冷却器2的主面2A。具体而言，绝缘体3具有与冷却器2的主面2A接触的面3B、以及面3B的相反侧的面3A。在绝缘体3的面3A上充电继电器4和放电继电器5与绝缘体3接触配置。充电继电器4具有端4A和端4B，放电继电器5具有端5A和端5B。

此外，绝缘体6接触配置于冷却器2的主面2B。具体而言，绝缘体6具有与冷却器2的主面2B接触的面6A、以及面6A的相反侧的面6B。保护部7接触配置于绝缘体6的面6A。保护部7具有端7A和端7B。保护部7构成为，当在端7A、7B没有流过过大的电流时使端7A、7B间导通，如果在端7A、7B流过过大的电流则使端7A、7B间为非导通，在实施方式中保护部7是通过由电流产生的热而熔断的熔断器。

另外，图1中作为实质的实施方式的断路装置1，图示了充电继电器4和放电继电器5接触配置于绝缘体3的状态。在图2中，为了说明的方便，以充电继电器4和放电继电器5没有接触配置在绝缘体3的状态，对断路装置1进行了图示。

蓄电端8与蓄电元件21的极21A连接。蓄电端9与蓄电元件21的极21B连接。蓄电元件21构成为，通过对极21A、21B供给电流而被充电，并且以从极21A、21B供给电压的方式进行放电。

导体14将保护部7的端7A与蓄电端8连接。导体15将保护部7的端7B与放电继电器5的端5A连接。导体16将保护部7的端7B与充电继电器4的端4A连接。导体17将放电继电器5的端5B与输出端12连接。导体18将充电继电器的4端4B与充电端10连接。导体19将蓄电端9与输出端13连接。导体20将蓄电端9与充电端11连接。图1和图2特别表示了导体15、16、19、20将绝缘体3、冷却器2和绝缘体6贯通的路径。

这里，空间22以将充电继电器4和放电继电器5隔开的方式而设置。保护部7的至少一部分被配置在相对于空间22隔着绝缘体3、冷却器2和绝缘体6的位置。在实施方式中，在与冷却器2的主面2A、2B及绝缘体3、6的面3A、3B、6A、6B成直角的方向D3上，绝缘体3、冷却器2和绝缘体6介于保护部7的至少一部分与空间22之间。即，在实施方式中，在方向D3上，保护部7的至少一部分隔着绝缘体3、冷却器2及绝缘体6而与空间22对置。

由此，从配置在冷却器2的一方的主面2A上的充电继电器4及放电继电器5发出的热不易给设置在冷却器2的相反的主面2B上的保护部7带来影响，而且充电继电器4及放电继电器5和保护部7能够分别被有效地冷却。进而，绝缘体3、冷却器2和绝缘体6介于保护部7与空间22之间，从而尤其能够缩短被供给来自蓄电元件21的电力的导体15，能够将伴随着被从蓄电元件21频繁地供给大电流的导体15的直流电阻值的增大而导体15的发热减少。

结果是，即使在充电继电器4及放电继电器5、保护部7被密集地配置的情况下，也能够容易抑制断路装置1的温度上升，提高断路装置1的动作可靠性。

上述现有的断路装置在以抑制温度上升为优先而将多个继电器的相互的距离隔开较大进行配置的情况下，伴随着断路装置的大型化。另一方面，在使多个继电器的相互的距离较小进行配置的情况下，容易伴随着动作时的继电器及保护装置的温度上升，结果有可能导致断路装置的动作可靠性下降。

相对于此，在实施方式的断路装置1中，即使在充电继电器4及放电继电器5、保护部7被密集地配置的情况下也容易抑制断路装置1的温度上升，能够实现动作可靠性的提高。

以下，使用图1及图2对断路装置1的详细情况进行说明。如前面所述，断路装置1包括冷却器2、绝缘体3、充电继电器4、放电继电器5、绝缘体6、保护部7、蓄电端8、蓄电端9、充电端10、充电端11、输出端12、输出端13、导体14、导体15、导体16、导体17、导体18、导体19和导体20。

这里，导体14、导体15、导体16、导体17、导体18、导体19和导体20分别是具有较大的厚度的单一的铜板弯曲而形成或形成为直线状的导体的汇流条。此外，冷却器2具有大致板形状，该大致板形状具有较宽的主面2A、2B、以及与主面2A、2B相连且比主面2A、2B窄的端面。图中的进深方向即与充电继电器4、空间22和放电继电器5排列的方向D1成直角且与主面2A、2B平行的方向D2上的冷却器2的宽度，比方向D2上的上述的汇流条的宽度大。

在冷却器2接触配置有绝缘体3及绝缘体6。绝缘体3及绝缘体6既可以都被设置为绝缘层，或者也可以是与冷却器2接触的由树脂构成的板状的构造体，还可以是包含与冷却器2接触的由树脂构成的板状的构造体的箱体状的构造体。绝缘体3及绝缘体6分别也可以由绝缘层和树脂构造体的双方构成。特别是，对于绝缘体3而言，由于充电继电器4及放电继电器5是具有比保护部7大的重量的装置，并且充电继电器4及放电继电器5是产生机械振动的装置，因此优选的是，绝缘体3用包含树脂构造体的结构将充电继电器4及放电继电器5的一部分保持。此外，保护部7例如使用熔断器等。由此，绝缘体6也可以仅由绝缘层构成，是机械刚性比绝缘体3小的结构。

此外，绝缘体3与充电继电器4及放电继电器5接触。绝缘体3也可以与充电继电器4的外包装体4C及放电继电器5的外包装体5C接触。或者，也可以是，绝缘体3与充电继电器4的端4A及端4B接触，绝缘体3与放电继电器5的端5A及端5B接触。充电继电器4构成为，使端4A和端4B成为连接状态或断路状态，连接状态和断路状态的切换由设置在断路装置1的外部的控制装置53控制。同样，放电继电器5构成为，使端5A和端5B成为连接状态或断路状态，连接状态和断路状态的切换由控制装置53控制。

蓄电端8构成为与蓄电元件21的极21A连接，蓄电端9构成为与蓄电元件21的极21B连接。蓄电元件21是设置在断路装置1的外部的锂电池等的具有较高的电压的蓄电池，既可以是极21A为正电极、极21B为负电极，或者也可以是极21A为负电极、极21B为正电极。在本实施例中，设极21A为正电极、极21B为负电极而进行说明。蓄电元件21和断路装置1构成断路系统1S。

充电端10和充电端11构成为，与供电装置51连接，该供电装置51设置在断路装置1的外部，用来对蓄电元件21充电。供电装置51构成为，向充电端10和充电端11供给电力。此外，输出端12和输出端13构成为，与供给来自蓄电元件21的电力的负载52连接。负载52例如是将车辆驱动的马达等的驱动装置。这里，有从输出端12和输出端13暂时性将非常大的值的电流向负载52供给的情况，该值是与为了对蓄电元件21充电而流到充电端10和充电端11的电流相比大的值。

导体14将保护部7的端7A与蓄电端8连接。这里优选的是，导体14和蓄电端8是由单一的导体构成。蓄电端8构成为，与蓄电元件21的极21A连接。也可以在蓄电端8处设置能够与极21A结合的固定用紧连部。此外，导体14和保护部7的端7A被固定用紧连部连接。

导体15将保护部7的端7B与放电继电器5的端5A连接。此外，导体16将保护部7的端7B与充电继电器4的端4A连接。这里，端7B和导体15及导体16被固定用紧连部连接。

导体17将放电继电器5的端5B与输出端12连接。这里优选的是，导体17和输出端12由单一的导体构成。输出端12构成为与负载52连接。也可以在输出端12设置能够与负载52结合的固定用紧连部。与放电继电器5的端5B相比，放电继电器5的端5A被配置在距保护部7的端7B较近的位置。

导体18将充电继电器4的端4B与充电端10连接。这里优选的是，导体18和充电端10由单一的导体构成。充电端10构成为，与供电装置51连接。并且，也可以在充电端10设置能够与供电装置51结合的固定用紧连部。与充电继电器4的端4B相比，充电继电器4的端4A被配置在距保护部7的端7B较近的位置。

导体19将蓄电端9与输出端13连接。这里优选的是，导体19和输出端13由单一的导体构成。并且，也可以在输出端13设置能够与负载52结合的固定用紧连部。

导体20将蓄电端9与充电端11连接。这里优选的是，导体20和充电端11由单一的导体构成。并且，也可以在充电端11设置能够与供电装置51结合的固定用紧连部。

此外，导体19和导体20及蓄电端9被固定用紧连部连接。

导体15和放电继电器5的端5A的连接固定、导体17和放电继电器5的端5B的连接固定、导体16和充电继电器4的端4A的连接固定、以及导体18和充电继电器的4的端4B的连接固定通过固定用紧连部而连接，并且，上述的连接固定的区域与绝缘体3接触而为热耦合状态。

另外，图1、图2中，对于导体15、导体16、导体19、导体20以将绝缘体3、冷却器2和绝缘体6贯通的形态进行了图示。但是，导体15、导体16、导体19、导体20不需要将绝缘体3、冷却器2和绝缘体6贯通，而是可以设置为，以从绝缘体3、冷却器2和绝缘体6的边缘引绕的状态而将冷却器2的主面2A、3A上的部件连接。

通过以上的结构，如下所述的区域被配置在冷却器2的主面2A、2B中的一方的主面2A上，该区域为由于在内部具有动作用的线圈等而容易发热的充电继电器4及放电继电器5的主体、由于接触电阻的存在而容易发生发热的充电继电器4及放电继电器5和作为汇流条的导体被连接固定的区域。保护部7，特别是有可能由于热而对动作特性产生不良影响的熔断器，被配置在冷却器2的主面2B上。成为从配置在冷却器2的一方的主面2A上的充电继电器4及放电继电器5发生的热不易给位于冷却器2的另一方的相反侧的主面2B而设置的保护部7带来影响的配置，而且，被冷却的部件被分散到冷却器2的主面2A、2B的两面。由此，冷却器2的大致整面作用于冷却，充电继电器4、放电继电器5、保护部7等的冷却对象被有效地冷却。进而，通过绝缘体3、冷却器2和绝缘体6介于将充电继电器4和放电继电器5隔开的空间22与保护部7之间并被配置在与空间22对置的位置，从而尤其能够将对应于从蓄电元件21对负载52供给大电流和大电力的路径的导体15设定得较短。因而，能够抑制伴随着连接在被从蓄电元件21频繁地供给大电流的位置上的导体15的直流电阻值的增大而导体15中发热。

作为其结果，即使在充电继电器4及放电继电器5、保护部7被密集地配置的情况下，也容易抑制断路装置1的温度上升，能够提高断路装置1的动作可靠性。

这里，更优选的是导体15及导体16接触配置于绝缘体3的面3A。由此，从充电继电器4及放电继电器5传输到导体15及导体16的热、在导体15及导体16中伴随着电流流动而产生的热被有效地经由绝缘体3向冷却器2传递而被散热。这里，导体15及导体16是大致截面为矩形的铜板状的汇流条，优选的是做成导体15及导体16的宽面与绝缘体3接触的结构。此外，不需要导体15及导体16的全部跨全长而与绝缘体3接触，而是导体15及导体16的一部分与绝缘体3接触。

这里，还可以使导体15比导体16短。如在前面所述，导体15对应于从蓄电元件21对于负载52供给大电流和大电力的正极侧的路径。另一方面，导体16对应于从供电装置51向蓄电元件21的正极侧供给电力的电力供给路径，比导体15中流动的电流小的电流流动的期间较长。因此，优选的是导体15比导体16短，以减小直流电阻从而抑制发热及损失。

此外，导体19及导体20也可以接触配置于绝缘体3的面3A。在导体19及导体20中伴随着电流流动而产生的热被有效地经由绝缘体3向冷却器2传递而被散热。导体19及导体20是大致截面为矩形的铜板状的汇流条，优选的是做成导体19及导体20的宽面与绝缘体3接触的结构。此外，不需要导体19及导体20的全部跨全长而与绝缘体3接触，而是导体19及导体20的一部分与绝缘体3接触。

此外，也可以使导体19比导体20短。导体19对应于从蓄电元件21对于负载52供给大电流和大电力的负极侧的路径。另一方面，导体20对应于从供电装置51向蓄电元件21的负极侧供给电力的电力供给路径，相比之下，比流到导体19中的电流小的电流流动的期间较长。因此，优选的是导体19比导体20短，以减小直流电阻从而抑制发热及损失。

图3是本公开的实施方式的另一断路装置101的构造概要图。图4是表示断路装置101的结构的构造概要图。在图3和图4中，对于与图1和图2所示的断路装置1相同的部分赋予了相同的标号。断路装置101还具备接触配置在绝缘体3的面3A上的充电继电器23和放电继电器24。放电继电器24构成为，将导体19与输出端13连接。导体19与放电继电器24的端24A连接，输出端13与放电继电器24的端24B连接。此外，充电继电器23构成为，将导体20与充电端11连接。导体20与充电继电器23的端23A连接，充电端11与充电继电器23的端23B连接。蓄电元件21和断路装置101构成断路系统101S。

这里也与前面说明的图1及图2同样，图3中作为表示实质的发明的实施方式的状态，以充电继电器23和放电继电器24与绝缘体3接触配置的状态图示了断路装置101，但在图4中，为了说明的方便，以充电继电器23和放电继电器24不与绝缘体3接触配置的状态图示了断路装置101。

充电继电器23构成为，使端23A和端23B成为连接状态或断路状态，连接状态和断路状态的切换由设置在断路装置101的外部的控制装置53控制。同样，放电继电器24构成为，使放电继电器24的端24A和端24B成为连接状态或者断路状态，连接状态和断路状态的切换由设置在断路装置101的外部的控制装置53控制。

输出端13及充电端11经由充电继电器23及放电继电器24与蓄电元件21的相当于负电极的极21B连接。由此，在从蓄电元件21到负载52之间、以及从供电装置51到蓄电元件21之间，成为在正极侧和负极侧的双方能够切换连接和断路的状态，结果是断路装置1的动作可靠性提高。

在此，进而优选的是充电继电器23及放电继电器24配置在空间22中。此外，充电继电器23优选的是配置在放电继电器24与充电继电器4之间。或者，充电继电器23也可以与放电继电器24及充电继电器4相邻而配置。并且，导体19比导体15短，导体20比导体16短。

由此，导体19及导体20具有的直流电阻被抑制，在导体19及导体20中通电了大电流时发生的发热被抑制，热对于蓄电元件21的影响被抑制。另一方面，与导体19及导体20大致相同值的电流流过的导体15及导体16虽然发生比导体19及导体20大的发热，但一部分以隔着能够与绝缘体6接触的导体14和保护部7的状态与蓄电元件21连接。因此，对于蓄电元件21的热影响被保护部7及导体14缓和。

此外，这里断路装置1的动作中的保护部7的温度也可以设定为比断路装置1的动作中的充电继电器4及放电继电器5的温度低。进而，断路装置1的动作中的保护部7的温度也可以设定为比断路装置1的动作中的充电继电器23及放电继电器24的温度低。换言之，保护部7能够正常动作的温度范围也可以设定为比充电继电器4、放电继电器5、充电继电器23和放电继电器24能够正常动作的温度范围低的范围。在此情况下，保护部7能够正常动作的温度范围的上限也可以设定得比充电继电器4、23和放电继电器5、24能够正常动作的温度范围的下限低。

保护部7设置在冷却器2的主面2B侧，与集中设置在冷却器2的主面2A侧的充电继电器4、放电继电器5、充电继电器23、放电继电器24相比得到更大的冷却效果，从而温度的上升被抑制。

工业实用性

本公开的断路装置具有能够使动作可靠性提高的效果，在各种车辆用电子设备中具有实用性。

标号说明

1断路装置；2冷却器；2A主面(第1主面)；2B主面(第2主面)；3绝缘体(第1绝缘体)；4充电继电器(第1充电继电器)；5放电继电器(第1放电继电器)；6绝缘体(第2绝缘体)；7保护部；8蓄电端(第1蓄电端)；9蓄电端(第2蓄电端)；10充电端(第1充电端)；11 充电端(第2充电端)；12 输出端(第1输出端)；13 输出端(第2输出端)； 14 导体(第1导体)； 15 导体(第2导体)； 16 导体(第3导体)；17导体(第4导体)；18导体(第5导体)；19导体(第6导体)；20导体(第7导体)；21蓄电元件；21A极(第1极)；21B极(第2极极)；22空间；23充电继电器(第2充电继电器)；24放电继电器(第2放电继电器)。

Claims (8)

1.一种断路装置，构成为，与具有第1极和第2极的蓄电元件一起动作，上述断路装置的特征在于，

具备：

冷却器，具有第1主面、和上述第1主面的相反侧的第2主面；

第1绝缘体，具有以与上述冷却器的上述第1主面接触的方式配置的第1面、和上述第1面的相反侧的第2面；

第2绝缘体，具有以与上述冷却器的上述第2主面接触的方式配置的第1面、和上述第1面的相反侧的第2面；

第1充电继电器，以与上述第1绝缘体的上述第2面接触的方式配置，具有第1端和第2端；

第1放电继电器，以与上述第1绝缘体的上述第2面接触的方式配置，具有第1端和第2端；

保护部，以与上述第2绝缘体的上述第2面接触的方式配置，具有第1端和第2端；

第1蓄电端，构成为与上述蓄电元件的上述第1极连接；

第2蓄电端，构成为与上述蓄电元件的上述第2极连接；

第1充电端；

第2充电端；

第1输出端；

第2输出端；

第1导体，将上述保护部的上述第1端与上述第1蓄电端连接；

第2导体，将上述保护部的上述第2端与上述第1放电继电器的上述第1端连接；

第3导体，将上述保护部的上述第2端与上述第1充电继电器的上述第1端连接；

第4导体，将上述第1放电继电器的上述第2端与上述第1输出端连接；

第5导体，将上述第1充电继电器的上述第2端与上述第1充电端连接；

第6导体，将上述第2蓄电端与上述第2输出端连接；以及

第7导体，将上述第2蓄电端与上述第2充电端连接，

上述第1充电继电器从上述第1放电继电器隔着空间而相隔；

上述保护部的至少一部分隔着上述第1绝缘体、上述冷却器及上述第2绝缘体与上述空间对置。

2.如权利要求1所述的断路装置，其特征在于，

上述第2导体和上述第3导体与上述第1绝缘体的上述第2面接触。

3.如权利要求1或2所述的断路装置，其特征在于，

上述第2导体比上述第3导体短。

4.如权利要求1～3中任一项所述的断路装置，其特征在于，

上述第6导体和上述第7导体与上述第1绝缘体的上述第2面接触。

5.如权利要求1～4中任一项所述的断路装置，其特征在于，

上述第6导体比上述第7导体短。

6.如权利要求1～5中任一项所述的断路装置，其特征在于，

还具备第2充电继电器和第2放电继电器，该第2充电继电器和第2放电继电器接触配置于上述第1绝缘体的上述第2面，

上述第2放电继电器配置为，能够将上述第6导体与上述第2输出端连接，

上述第2充电继电器配置为，能够将上述第7导体与上述第2充电端连接。

7.如权利要求6所述的断路装置，其特征在于，

上述第2充电继电器及上述第2放电继电器配置于上述空间，

上述第6导体比上述第2导体短，

上述第7导体比上述第3导体短。

8.如权利要求1～7中任一项所述的断路装置，其特征在于，

上述保护部的温度比上述第1充电继电器及上述第1放电继电器的温度低。