ES2641639T3

ES2641639T3 - Estructura de unidad de desconexión de batería para vehículo eléctrico

Info

Publication number: ES2641639T3
Application number: ES11162206.4T
Authority: ES
Inventors: Soo-Hyun Lim
Original assignee: LSIS Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2017-11-10
Anticipated expiration: 2031-04-13
Also published as: JP5174208B2; US8760002B2; JP2012023945A; CN102340158B; CN102340158A; EP2418750A2; KR20120008393A; US20120013178A1; EP2418750A3; EP2418750B1; KR101185735B1

Abstract

Estructura de una unidad de desconexión de batería para un vehículo eléctrico que tiene una batería (20) para proporcionar potencia de CC, un cargador (10) para convertir potencia de CA en potencia de CC y para cargar la batería con la potencia de CC, y un inversor (30) para convertir potencia de CC procedente de la batería en potencia de CA y para proporcionar la potencia de CA convertida a un motor (40), comprendiendo la estructura: un primer relé de alta tensión (51) conectado eléctricamente entre la batería y el inversor y que conmuta a una posición para suministrar potencia de CC suministrada desde la batería hasta el inversor o a una posición para interrumpir el suministro de la potencia de CC correspondiente; y un segundo relé de alta tensión (52) conectado eléctricamente entre el cargador y la batería y que conmuta a una posición para suministrar potencia de CC suministrada desde el cargador hasta la batería o a una posición para interrumpir el suministro de la potencia de CC correspondiente, caracterizada por que la estructura comprende, además: una placa de circuito impreso (55) que incluye un circuito de alambre impreso conectado eléctricamente al segundo relé de alta tensión y que proporciona una trayectoria de suministro de potencia de CC entre el cargador y la batería teniendo un terminal de entrada conectado al cargador y un terminal de salida conectado a la batería; un sustrato (54) instalado en una posición superior más alta que la placa de circuito impreso para soportar los relés de alta tensión primero y segundo; una abrazadera de metal (56) que soporta la placa de circuito impreso y el sustrato en un lado inferior y opera como disipador térmico que irradia calor; y un elemento de aislamiento de goma en forma de banda (59) que rodea y soporta elásticamente el segundo relé de alta tensión.

Description

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DESCRIPCION

Estructura de unidad de desconexion de batena para vehmulo electrico Antecedentes de la divulgacion

1. Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a un vehmulo electrico y, mas particularmente, a una unidad de desconexion de batena para un vehmulo electrico.

2. Descripcion de la tecnica relacionada

Un sistema de accionamiento electrico de un vehmulo electrico comprende un cargador 10 para rectificar una corriente alterna comercial externa (abreviada como CA a continuacion en el presente documento), convirtiendola para dar potencia electrica constante de corriente continua (abreviada como CC a continuacion en el presente documento), y que proporciona la misma, un motor de CA 40 para accionar un arbol de accionamiento de una rueda del vehmulo electrico, una batena 20 para cargar la potencia de CC constante del cargador 10 y que suministra potencia de accionamiento de CC, un inversor 30 para convertir la potencia de accionamiento de CC procedente de la batena 20 en potencia de CA que puede accionar el motor de CA 40 y que proporciona la misma, una unidad de desconexion de batena 50, y un calentador 60 para regular la temperatura ambiente de la batena 20.

La unidad de desconexion de batena 50 es una unidad de circuito de conmutacion que puede conmutarse a una posicion de suministro de potencia electrica o a una posicion de desconexion de potencia electrica. La unidad de desconexion de batena 50 puede conmutarse a una posicion en la que se suministra potencia de CC desde el cargador 10 y una posicion en la que se corta la potencia de CC (o se interrumpe) entre el cargador 10 y la batena 20, y puede conmutarse a una posicion en la que la potencia de accionamiento de CC procedente de la batena 20 o a una posicion en la que se corta la potencia de accionamiento de CC entre la batena 20 y el inversor 30. La unidad de desconexion de batena 50 es una porcion de terminal para una entrada y salida, que comprende un primer terminal de entrada T1 para la entrada de CC desde el cargador 10, un primer terminal de salida t2 para suministrar la potencia de CC desde el cargador 10 hasta la batena 20, un segundo terminal de entrada t3 para recibir la potencia de accionamiento de CC procedente de la batena 20, y un segundo terminal de salida T4 para suministrar la potencia de accionamiento de cC desde la batena 20 hasta el inversor 30.

Se describira ahora la unidad de desconexion de batena de acuerdo con la tecnica relacionada. En un rele de alta tension que realiza una funcion de conmutacion de potencia, la capacidad del rele de alta tension conectado al cargador 10 es tan pequena como, por ejemplo, de 10 amperios (A), y la capacidad del rele de alta tension conectado al inversor 30 es relativamente alta, que es tan alta como de 100 amperios. En la tecnica relacionada, se configuran lmeas de conexion del rele de alta tension de pequena capacidad y el rele de alta tension de gran capacidad como arnes tal como una barra colectora y/o un alambre. Por tanto, la tecnica relacionada tiene problemas de que aumenta el peso de la unidad de desconexion de batena, el montaje de la unidad de desconexion de batena no es facil, y se deteriora la fiabilidad de la unidad de desconexion de batena. Ademas, se requiere el uso de un conmutador de semiconductor para controlar el encendido y el apagado del calentador para regular la temperatura alrededor de la batena, provocando un problema de que la barra colectora y/o el alambre no son adecuados como cableado para el conmutador de semiconductor.

Ademas, se divulga la tecnica relacionada en el documento WO 2009/116 311 A1, pero este documento falla al divulgar las caractensticas en la porcion de caracterizacion de la reivindicacion 1. La tecnica relacionada tambien se divulga en el documento US 2005/111166 A1.

Sumario de la invencion

Por lo tanto, con el fin de abordar las materias anteriores, se han concebido las diversas caractensticas descritas en el presente documento.

Un objetivo principal de la presente invencion es proporcionar una estructura de una unidad de desconexion de batena para un vehmulo electrico que puede distinguir y simplificar lmeas de un rele de alta tension de pequena capacidad y un rele de alta tension de gran capacidad para reducir por tanto el peso de una unidad de desconexion de batena, mejorar las caractensticas de montaje y la fiabilidad de operacion, y soportar de manera efectiva una pluralidad de reles de alta tension relativamente pesados, asf como evitar que los segundos reles de alta tension vibren o tiemblen, y por tanto, puede evitarse la generacion de ruido del segundo rele de alta tension y el sustrato, en particular, ruido debido a un contacto entre el sustrato y la porcion de pared de soporte.

Un objetivo secundario de la presente invencion es proporcionar una estructura de una unidad de desconexion de batena para un vehmulo electrico que sea adecuada para un cableado de un conmutador de semiconductor usado para controlar una operacion de ENCENDIDO/APAGADO de un calentador para regular la temperatura alrededor de

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una batena y es posible enfriar el conmutador de semiconductor.

El objetivo principal de la presente invencion puede conseguirse proporcionando una estructura de una unidad de desconexion de batena para un vehnculo electrico que tiene una batena para proporcionar potencia de CC, un cargador para convertir potencia de CA en potencia de CC y para cargar la batena con la potencia de CC, y un inversor para convertir potencia de CC de la batena en potencia de CA y para proporcionar la potencia de CA convertida a un motor, comprendiendo la estructura:

un primer rele de alta tension conectado electricamente entre la batena y el inversor y que se conmuta a una posicion para suministrar potencia de CC suministrada procedente de la batena hasta el inversor o a una posicion para interrumpir el suministro de la potencia de CC correspondiente; y

un segundo rele de alta tension conectado electricamente entre el cargador y la batena y que se conmuta a una posicion para suministrar potencia de CC suministrada desde el cargador hasta la batena o a una posicion para interrumpir el suministro de la potencia de CC correspondiente,

caracterizada por que la estructura comprende, ademas:

una placa de circuito impreso que incluye un circuito de alambre impreso conectado electricamente al segundo rele de alta tension y que proporciona una trayectoria de suministro de potencia de CC entre el cargador y la batena teniendo un terminal de entrada conectado al cargador y un terminal de salida conectado a la batena;

un sustrato instalado en una porcion superior mas alta que la placa de circuito impreso para soportar los reles de alta tension primero y segundo;

una abrazadera de metal que soporta la placa de circuito impreso y el sustrato en un lado inferior y opera como disipador termico que irradia calor; y

un elemento de aislamiento de goma en forma de banda que rodea y soporta elasticamente los segundos reles de alta tension.

El objetivo secundario de la presente invencion puede conseguirse mediante la estructura de una unidad de desconexion de batena para un vehnculo electrico de acuerdo con la invencion, en la que un transistor de efecto campo metal-oxido-semiconductor (MOSEFT) para controlar un ENCENDIDO o un APAGADO de un calentador configurado para regular la temperatura ambiente de la batena se instale de manera fija sobre una abrazadera de metal entre la abrazadera de metal y una placa de circuito impreso en una direccion vertical con el fin de irradiar calor a traves de conduccion termica a la abrazadera de metal.

Los objetivos, caractensticas, aspectos y ventajas mencionados anteriormente y otros de la presente invencion resultaran mas evidentes a partir de la siguiente descripcion detallada de la presente invencion al tomarse junto con los dibujos adjuntos.

Breve descripcion de los dibujos

Para permitir una mejor comprension de la presente invencion, y para mostrar como puede llevarse a cabo la misma, se hara referencia ahora, solo a modo de ejemplo, a los dibujos adjuntos, en los que:

la FIG. 1 es una vista que muestra la configuracion de un sistema de accionamiento electrico de un vehnculo electrico;

la FIG. 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que muestra una unidad de desconexion de batena para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion;

la FIG. 3 es una vista lateral que muestra una configuracion de conexion de un segundo rele de alta tension y una placa de circuito impreso de la unidad de desconexion de batena para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion;

la FIG. 4 es una vista en seccion vertical parcial que muestra una estructura de soporte del segundo rele de alta tension de la unidad de desconexion de batena para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion;

la FIG. 5 es una vista en planta parcial que muestra una estructura de conexion de la placa de circuito impreso y un transistor de efecto campo metal-oxido-semiconductor (MOSFET) de la unidad de desconexion de batena para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion;

la FIG. 6 es una vista lateral parcial que muestra la estructura de la placa de circuito impreso, el MOSFET, una

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lamina de fibra de enfriamiento y una abrazadera de metal de la unidad de desconexion de batena para un vetuculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion;

la FIG. 7 es una vista en planta que muestra la configuracion de un sustrato de la unidad de desconexion de batena para un vetuculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion; y

la FIG. 8 es una vista en perspectiva ampliada parcial que muestra una porcion del sustrato que soporta el segundo rele de alta tension de la unidad de desconexion de batena para un vetuculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion.

Descripcion detallada de la invencion

Tal como se muestra en la FIG. 1, una unidad de desconexion de batena 50 para un vetuculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion esta comprendida en un sistema de accionamiento electrico de un vetuculo electrico. El sistema de accionamiento electrico del vetuculo electrico puede comprender una batena 20, un cargador 10, un inversor 30, un motor 40 y una unidad de desconexion de batena 50.

Una operacion y configuracion detalladas del sistema de accionamiento electrico de un vetuculo electrico pueden verse en la publicacion de documento coreana abierta a consulta por el publico n.° 10-2009-0097080 (Tftulo: “A charging and driving apparatus for electric vehicle and charging method thereof”) que se presento por el solicitante de la presente invencion y se abrio a consulta por el publico.

El cargador 10 es una porcion de circuito para convertir potencia electrica de corriente alterna comercial (abreviada como potencia de CA a continuacion en el presente documento) en potencia de CC para cargar la batena 20, que puede configurarse como un circuito que comprende un circuito rectificador de diodo, un conmutador de semiconductor tal como tiristor y un condensador. Una operacion y configuracion detalladas del cargador 10 se omitiran debido a que pueden verse en la publicacion.

La batena 20 puede configurarse como una batena de alta tension que proporciona potencia de CC de alta tension que puede accionar de manera rotatoria el vetuculo electrico, concretamente, el motor 40. La batena 20 es una fuente de potencia de CC recargable denominada conjunto de batenas. La batena 20 puede configurarse de manera selectiva como batena de plomo, batena de mquel cadmio, batena de ion litio y similares, que se conocen bien para su uso para un vetuculo electrico.

El inversor 30 es una unidad de conversion de potencia electrica para convertir potencia de CC suministrada procedente de la batena 20 en potencia de CA y que proporciona la misma al motor 40. Una operacion y configuracion detalladas del inversor se omitiran debido a que se conoceran y pueden verse en la publicacion.

El motor 40 puede configurarse como un motor de induccion de tres fases.

Tal como puede entenderse a partir de la FIG. 1, la unidad de desconexion de batena 50 para un vetuculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion puede conectarse a un calentador 60 para controlar la temperatura ambiente de la batena 20 con el fin de controlar un ENCENDIDO o un APAGADO del calentador 60.

Tal como se muestra en la FIG. 1, la unidad de desconexion de batena 50 para un vetuculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion comprende un primer terminal de entrada T1 conectado al cargador 10 y un primer terminal de salida T2 conectado a la batena 20, y un segundo terminal de entrada T3 conectado a la batena 20 y un segundo terminal de salida T4 conectado al inversor 30. Ademas, la unidad de desconexion de batena 50 para un vetuculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion comprende un primer rele de alta tension 51 y un segundo rele de alta tension 52. El primer rele de alta tension 51 esta conectado electricamente entre la batena 20 y el inversor 30, que es una unidad de conmutacion que puede conmutarse a una posicion para suministrar potencia de CC suministrada desde la batena 20 hasta el inversor 30 o a una posicion para la desconexion del suministro de la potencia de CC correspondiente suministrada desde la batena 20 hasta el inversor 30. El segundo rele de alta tension 52 esta conectado electricamente entre el cargador 10 y la batena 20, que es una unidad de conmutacion que puede conmutarse a una posicion para suministrar potencia de CC suministrada desde el cargador 10 hasta la batena 20 o a una posicion para la desconexion del suministro de la potencia de CC correspondiente.

La configuracion y operacion de la unidad de desconexion de batena 50 para un vetuculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion se describiran ahora en detalle haciendo referencia a las FIGS. 2 a 8.

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Tal como puede entenderse a partir de la FIG. 2, la unidad de desconexion de batena 50 para un vetnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion se configura para comprender una placa de circuito impreso 55, un sustrato 54 y una abrazadera de metal 56.

La unidad de desconexion de batena 50 para un vetnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion puede comprender ademas una cubierta 53 para cubrir una porcion superior del sustrato 54. La cubierta 53 puede proporcionarse como un medio para proteger la unidad de desconexion de batena

50 para un vetnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion contra un impacto o un contacto aplicado desde una porcion superior exterior.

Tal como puede entenderse a partir de la FIG. 2, el primer rele de alta tension 51 y el segundo rele de alta tension 52 estan instalados sobre el sustrato 54 y soportados por el sustrato 54.

La placa de circuito impreso 55 (abreviada como PCB a continuacion en el presente documento) comprende un circuito de cableado impreso conectado electricamente al segundo rele de alta tension 52, y tal como puede entenderse a partir de la FIG. 1, la PCB 55 comprende el primer terminal de entrada T1 conectado al cargador 10 y el primer terminal de salida T2 conectado a la batena 20 para proporcionar una trayectoria de suministro de potencia de CC entre el cargador 10 y la batena 20. Tal como se conoce bien, la PCB 55 comprende un patron de circuito de una pelfcula delgada de cobre formada sobre un sustrato compuesto por un material de resina artificial denominado plastico reforzado con fibra de vidrio o plastico. Tal como puede entenderse a partir de la FIG. 3, la PCB 55 comprende un terminal de conexion en forma de horquilla 55a que va a conectarse electricamente al segundo rele de alta tension 52.

El sustrato 54 se instala en una posicion superior a la PCB 55 de manera que soporta el primer rele de alta tension

51 y el segundo rele de alta tension 52. El sustrato 54 esta compuesto por un material de resina artificial denominado plastico y puede configurarse como una placa que tiene un grosor que vana desde 2 mm hasta 4 mm, tiene resistencia mecanica excelente y es adecuada para una produccion en serie mediante un molde. El primer rele de alta tension 51 y el segundo rele de alta tension 52 tienen un peso de 400 gramos y de 80 gramos, respectivamente, por lo que una PCB habitual no es adecuada para soportar el primer rele de alta tension 51 y el segundo rele de alta tension 52. Por tanto, el inventor de la presente aplicacion ha disenado una configuracion del sustrato 54 que puede soportar suficientemente el primer rele de alta tension 51 y el segundo rele de alta tension 52 pesados. La unidad de desconexion de batena 50 para un vetnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion se configura de manera que el primer rele de alta tension 51 y el segundo rele de alta tension 52 se soportan por el sustrato de plastico 54 que tiene un grosor de, por ejemplo, aproximadamente 4 mm instalado en la PCB 55. Por tanto, el primer rele de alta tension 51 y el segundo rele de alta tension 52, teniendo cada uno un peso considerable de 400 gramos y de 80 gramos pueden soportarse de manera estable por el sustrato 54 de soporte, en lugar de por la PCB 55. Tal como puede entenderse a partir de las FIGS. 7 y 8, el sustrato 54 comprende una pluralidad de porciones de pared de soporte 54a y una pluralidad de porciones de abertura 54b.

En las FIGS. 7 y 8, se forman una pluralidad de porciones de pared de soporte 54a cuadrangulares (en el presente modo de realizacion a modo de ejemplo, tres porciones de pared de soporte 54a cuadrangulares) para corresponder con la forma del segundo rele de alta tension 52 y se forman para extenderse hacia arriba desde la superficie inferior del sustrato 54 para permitir que el segundo rele de alta tension 52 se inserte de manera soportada en las mismas. Tal como puede entenderse a partir de las FIGS. 4 y 8, en el presente modo de realizacion a modo de ejemplo de la presente invencion, las porciones de pared de soporte 54a se forman para tener una altura sustancialmente igual que la de una porcion superior ancha del segundo rele de alta tension 52.

Con el fin de conectar electricamente el segundo rele de alta tension 52 a la PCB 55, tal como puede entenderse a partir de la FIG. 7, la pluralidad de porciones de abertura 54b se proporcionan en las porciones de pared de soporte 54a respectivas del sustrato 54, permitiendo que el segundo rele de alta tension 52 pase parcialmente a traves de las mismas. En el presente documento, permitir el paso parcial del segundo rele de alta tension 52 puede significar que solo una porcion inferior 52b del segundo rele de alta tension 52 que tiene una anchura reducida se permite que pase a traves del mismo. Un elemento de aislamiento en forma de banda 59 compuesto por un material de goma (que va a describirse) se inserta en una porcion inferior de la porcion superior del segundo rele de alta tension 52 que tiene una gran anchura de manera circundante.

En las FIGS. 7 y 8, un caracter de referencia WG designa un par de salientes de soporte, que son porciones de soporte de grna de alambre conductor permitiendo que un alambre conductor (W) (en otras palabras cable) conectado al primer rele de alta tension 51 se inserte de manera soportada en el mismo, formado para sobresalir hacia arriba desde la superficie del sustrato 54 y formado para guiar y soportar con el alambre conductor (W) insertado entre los mismos tal como puede entenderse a partir de la FIG. 8. En la FIG. 7, en el presente modo de realizacion a modo de ejemplo, un caracter de referencia Fh designa un orificio de tornillo en el que un elemento de tuerca, que se rosca con un tornillo de conexion (no mostrado) que se extiende a traves de la PCB 55 desde la abrazadera de metal 56, se monta en el mismo. En la FIG. 7, el numero de referencia 51P designa una posicion en el sustrato 54 en la que van a instalarse dos primeros reles de alta tension 51.

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La abrazadera de metal 56 soporta la PCB 55 y el sustrato 54 del lado inferior, y opera como disipador termico para liberar calor. La abrazadera de metal 56 puede estar compuesta por aluminio de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion. La abrazadera de metal 56 puede configurarse para tener una forma sustancialmente en U formada doblando ambas porciones de extremo en una direccion longitudinal o una forma de caja con un lado superior abierto, para recibir adecuadamente la PCB 55 y el sustrato 54 en un lado superior de la misma. La abrazadera de metal 56 puede tener una pluralidad de porciones de abertura que permiten que un alambre conductor externo pase a traves de las mismas y una pluralidad de orificios de tornillo para fijarse a un vehnculo electrico.

Tal como puede entenderse a partir de la FIG. 1, el primer rele de alta tension 51 esta conectado electricamente entre la batena 20 y el inversor 30. Concretamente, el primer rele de alta tension 51 es una unidad de conmutacion que puede conmutarse a una posicion para suministrar potencia de CC suministrada desde la batena 20 hasta el inversor 30 o una posicion para interrumpir el suministro de la potencia de CC correspondiente. El primer rele de alta tension 51 puede configurarse para comprender una bobina magnetizada de acuerdo con una aplicacion de una senal electrica y un contacto que se abre o se cierra cuando se magnetiza la bobina. El primer rele de alta tension 51 es un conmutador que suministra potencia desde la batena 20 de una alta tension y una gran capacidad hasta el inversor 30, por lo que el primer rele de alta tension 51 tiene una capacidad de corriente mayor, y es cinco veces mas pesado que el segundo rele de alta tension 52. En el presente documento, en el presente modo de realizacion a modo de ejemplo, la capacidad de corriente del primer rele de alta tension es de 100 amperios, que es diez veces la capacidad de corriente del segundo rele de alta tension 52 cuya capacidad de corriente es de 10 amperios. Tal como se menciono anteriormente, el peso del primer rele de alta tension 51 es de 400 gramos, cinco veces que el del segundo rele de alta tension 52 cuyo peso es de 80 gramos. Por tanto, tal como puede entenderse a partir de la FIG. 8, el cableado del primer rele de alta tension 51 esta conectado electricamente a la batena 20 y el inversor 30 a traves del alambre conductor (W) y una barra colectora (B). En la FIG. 8, el caracter de referencia WT designa un terminal instalado en una porcion de extremo del alambre conductor (W) con el fin de conectar electrica y mecanicamente el alambre conductor (W) a la barra colectora (B).

El segundo rele de alta tension 52 esta conectado electricamente entre el cargador 10 y la batena 20, que es una unidad de conmutacion que puede conmutarse a una posicion para suministrar potencia de CC suministrada desde el cargador 10 hasta la batena 20 o a una posicion para interrumpir el suministro de la potencia de CC correspondiente. El segundo rele de alta tension 52 puede configurarse para comprender una bobina magnetizada de acuerdo con una aplicacion de una senal electrica y un contacto que se abre o se cierra cuando se magnetiza la bobina. El segundo rele de alta tension 52 es un conmutador instalado en un circuito para suministrar potencia de CC desde el cargador 10 que tiene una pequena capacidad electrica hasta la batena 20, por lo que tal como se menciono anteriormente, el segundo rele de alta tension 52 puede configurarse como un rele que tiene una capacidad mas pequena y peso mas pequeno que los del primer rele de alta tension 51.

La conmutacion de la apertura y el cierre del primer rele de alta tension 51 y el segundo rele de alta tension 52 puede controlarse mediante una senal de control de conmutacion de una unidad de control del vehnculo (no mostrado). Una descripcion detallada de la unidad de control de vehnculo correspondiente puede verse en la publicacion de documento coreana abierta a consulta por el publico n.° 10-2009-0097030, y debido a que la unidad de control del vehnculo no se refiere directamente a la presente invencion, se omitira una descripcion del mismo.

Tal como puede entenderse a partir de la FIG. 3, el segundo rele de alta tension 52 comprende el terminal 52a, y la PCB 55 comprende el terminal de conexion en forma de horquilla 55a configurado como un elemento conductor electrico con el fin de permitir que el terminal 52a del segundo rele de alta tension 52 se inserte y se conecte electrica y mecanicamente.

En la FIG. 3, el segundo rele de alta tension 52 se soporta de manera elastica por el elemento de aislamiento en forma de banda 59 compuesto por un material de goma que rodea la porcion de cuerpo. La unidad de desconexion de batena para un vetnculo electrico de acuerdo con la presente invencion se configura de manera que el segundo rele de alta tension 52 esta rodeado por el elemento de aislamiento en forma de banda 59 compuesto por un material de goma para soportarlo de manera elastica. Por tanto, puede evitarse que el segundo rele de alta tension 52 vibre o tiemble, y, por tanto, puede evitarse la generacion de ruido debido a un contacto entre el segundo rele de alta tension 52 y el sustrato 54 ambiental. Ademas, debido a que el elemento de aislamiento 59 compuesto por un material de goma tiene aislamiento electrico, el segundo rele de alta tension 52 y el sustrato 54 ambiental pueden aislarse ademas electricamente.

Tal como para el calentador 60 para ajustar la temperatura ambiente de la batena 20 tal como se describio anteriormente con referencia a la FIG. 1, la unidad de desconexion de batena 50 para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion puede comprender ademas un transistor de efecto campo metal-oxido-semiconductor 57 (MOSFET) tal como se muestra en las FIGS. 4 y 5 con el fin de controlar una operacion de ENCENDIDO o de APAGADO del calentador 60. Tal como puede entenderse a partir de las FIGS. 4 y 5, el MOSFET 57 se instala de manera fija sobre la abrazadera de metal 56 mediante un tornillo de fijacion (S) de manera que esta colocado entre la abrazadera de metal 56 y la PCB 55 en una direccion vertical. Tal

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como se comento anteriormente, el MOSFET 57 es un elemento conmutador de semiconductor para controlar una operacion de ENCENDIDO o de APAGADO del calentador 60 para ajustar la temperatura ambiente de la batena 20. Por tanto, el MOSFET 57 se conecta a la PCB 55 a traves de una trayectoria de senal (no mostrada), y con el fin de emitir una senal de control de ENCENDIDO/APAGADO, el MOSFET 57 se conecta al calentador 60 a traves de una trayectoria de senal (no mostrada).

Ademas, tal como puede entenderse a partir de la FIG. 4, la unidad de desconexion de batena 50 para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion puede configurarse para comprender ademas una lamina de fibra de enfriamiento 58 que tiene un aislamiento electrico y conductividad termica y para instalarse por insercion entre el MOSFET 57 y la abrazadera de metal 56 con el fin de irradiar de manera mas efectiva el calor del MOSFET 57. La lamina de fibra de enfriamiento 58 puede configurarse como una lamina de fibra delgada compuesta por fibra denominada “Nomax”, una marca comercial registrada de Dupont Corp., como una fibra de poliamida de series de grupos aromaticos de aramida. La fibra Nomax tiene aislamiento electrico y conductividad termica excelentes, y, ademas, la fibra Nomax tiene resistencia termica, retardo de la llama, resistencia y durabilidad excelentes.

Se describira ahora un procedimiento de montaje de la unidad de desconexion de batena 50 para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion.

Tal como puede entenderse a partir de la FIG. 2, brevemente, la unidad de desconexion de batena 50 para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion se monta de manera que la abrazadera de metal 56, la porcion mas inferior, se fija en una posicion de instalacion de un vehnculo electrico, la PCB 55 se dispone en una superficie superior de la abrazadera de metal 56, el sustrato 54 se instala en una superficie superior de la PCB 55, y la cubierta 53 se instala entonces en una porcion superior del sustrato 54.

Durante la instalacion, las posiciones de la abrazadera de metal 56, la porcion mas inferior y la PCB 55 pueden fijarse mediante tuercas y tornillos de fijacion (no mostrados).

Durante la instalacion de la cubierta 53 y el sustrato 54, se inserta una porcion articulada dispuesta en una porcion de extremo derecha de la cubierta 53 en la FIG. 2 en un rebaje articulado correspondiente dispuesto en una porcion de extremo derecha del sustrato 54, y el lado opuesto de la cubierta 53 se mueve entonces a la cubierta hacia abajo.

En el presente documento, se describira el montaje del segundo rele de alta tension 52 ahora en detalle. En el sustrato 54 de la FIG. 7, una porcion inferior 52b de los tres segundos reles de alta tension 52 se insertan a traves de las porciones de abertura 54b tal como se muestra en la FIG. 3, y el terminal 52a proporcionado en una porcion de extremo inferior de los segundos reles de alta tension 52 se inserta en el terminal de conexion en forma de horquilla 55a proporcionada para corresponder con la PCB 55 para conectar electrica y mecanicamente mediante la misma a los segundos reles de alta tension 52 y a la PCB 55.

El montaje del MOSFET 57 se describira ahora en detalle. Tal como puede entenderse a partir de la FIG. 4, el MOSFET 57 se instala de manera fija sobre la abrazadera de metal 56 usando un tornillo de fijacion (S) de manera que esta colocado entre la abrazadera de metal 56 y la PCB 55 en una direccion vertical. A continuacion, con el fin de recibir una senal de control de ENCENDIDO/APAGADO, el MOSFET 57 se conecta a la PCB 55 a traves de una trayectoria de senal (no mostrada), y con el fin de emitir una senal de control de ENCENDIDO/APAGADO emitida desde el MOSFET 57 hasta el calentador (60 en la FIG. 1), el MOSFET 67 se conecta al calentador 60 a traves de una trayectoria de senal (no mostrada).

En un modo de realizacion preferente de la presente invencion, con el fin de irradiar de manera mas efectiva el calor del MOSFET 57, se instala la lamina de fibra de enfriamiento 58 que tiene aislamiento electrico y conductividad termica excelentes entre el MOSFET 57 y la abrazadera de metal 56.

Mientras tanto, se describira ahora brevemente la operacion de la unidad de desconexion de batena 50 para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion que se configura y se monta tal como se describe con referencia a la FIG. 1.

La potencia de CA comercial a traves de un conector se convierte en potencia de CC a traves del cargador 10 y suministra a la batena 20 a traves del segundo rele de alta tension 52 de la unidad de desconexion de batena 50 para cargar la batena 20. En este caso, puede realizarse la conmutacion a la posicion de ENCENDIDO del segundo rele de alta tension 52 mediante una senal de control de un dispositivo de control de vehnculo (no mostrado).

En un estado en el que se carga potencia de CC suficiente para accionar el vehnculo en la batena 20, el primer rele de alta tension 51 de la unidad de desconexion de batena 50 de acuerdo con una senal de control del dispositivo de control de vehnculo (no mostrado) se conmuta a una posicion de ENCENDIDO para suministrar potencia de CC desde la batena 20 hasta el inversor 30.

El inversor 30 convierte la potencia de CC procedente de la batena 20 en potencia de CA y acciona el motor 40, un

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

motor de CA, con el fin de accionar el vehnculo.

Tal como se describio anteriormente, en la unidad de desconexion de batena 50 para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion, debido a que el segundo rele de alta tension 52, el cargador 10, y la batena 20 se conectan mediante la PCB 55 como una trayectoria de circuito, en lugar de a traves de una barra colectora y un alambre conductor, el peso de la unidad de desconexion de batena 50 puede reducirse y el conjunto de cableado puede simplificarse, en comparacion con el caso en el que se conectan a traves de una barra colectora y un alambre conductor, y por consiguiente, debido a que se simplifica la configuracion de conexion de cableado, un montaje erroneo puede evitarse para mejorar por tanto la fiabilidad de operacion.

Ademas, en la unidad de desconexion de batena 50 para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion, el primer rele de alta tension 51 y el segundo rele de alta tension 52 se soportan por el sustrato de plastico 54 que tiene un grosor de aproximadamente 4 milfmetros y se instalan en una porcion superior de la PCB 55, el primer rele de alta tension 51 y el segundo rele de alta tension 52, teniendo cada uno un peso de aproximadamente 400 gramos y de 80 gramos, pueden soportarse de manera estable por el sustrato de soporte, concretamente, el sustrato 54, en lugar de la PCB 55.

Ademas, en la unidad de desconexion de batena 50 para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion, debido a que la abrazadera de metal 56 que opera como disipador termico para liberar calor asf como soporta la PCB 55 y el sustrato 54 se soportan juntos en la porcion inferior esta comprendida, el peso global de la unidad de desconexion de batena 50 puede soportarse de manera estable y la porcion de liberacion de calor puede proporcionarse a la unidad de desconexion de batena 50.

Ademas, en la unidad de desconexion de batena 50 para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion, debido a que se instala el MOSFET 57 como un elemento conmutador de semiconductor para controlar una operacion de ENCENDIDO o de APAGADO del calentador 60 para ajustar la temperatura ambiente de la batena 20 entre la abrazadera de metal 56 y la PCB 55, puede irradiarse facilmente el calor generado del MOSFET 57 a traves de la abrazadera de metal 56 evitando mediante la misma que el MOSFET 57 sufra danos debido a sobrecalentamiento.

Ademas, en la unidad de desconexion de batena 50 para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion, debido a que la lamina de fibra de enfriamiento 58 que tiene aislamiento electrico y conductividad termica esta comprendida ademas entre el MOSFET 57 y la abrazadera de metal 56, puede conducirse de manera mas efectiva el calor generado del MOSFET 57 a la abrazadera de metal 56, realizando por tanto la liberacion de calor.

Ademas, en la unidad de desconexion de batena 50 para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion, debido a que el segundo rele de alta tension 52 comprende el terminal 52a y la PCB 55 comprende el terminal de conexion en forma de horquilla 55a formado como un elemento conductor electrico para permitir que el terminal 52a correspondiente se inserte para conectarse, el segundo rele de alta tension 52 puede conectarse a la PCB 55 simplemente insertando el terminal 52a del segundo rele de alta tension 52 al terminal de conexion en forma de horquilla 55a de la PCB 55. Por tanto, puede simplificarse el montaje y desmontaje para mejorar la productividad de la unidad de desconexion de batena para un vehnculo electrico.

Ademas, en la unidad de desconexion de batena 50 para un vehnculo electrico de acuerdo con la presente invencion, debido a que el elemento de aislamiento en forma de banda 59 compuesto por un material de goma rodea los segundos reles de alta tension para soportarlos de manera elastica, puede evitarse que los segundos reles de alta tension 52 vibren o tiemblen, y por tanto, puede evitarse la generacion de un ruido del segundo rele de alta tension 52 y el sustrato 54, en particular, el ruido debido a un contacto entre el sustrato 54 y la porcion de pared de soporte 54a.

Ademas, en la unidad de desconexion de batena 50 para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion, debido a que la cubierta 53 esta comprendida ademas para cubrir la porcion superior del sustrato 54, la unidad de desconexion de batena 50 puede protegerse de manera estable contra un material o acceso extrano externo.

Ademas, en la unidad de desconexion de batena 50 para un vehnculo electrico de acuerdo con un modo de realizacion preferente de la presente invencion, debido a que el sustrato 54 comprende la pluralidad de porciones de pared de soporte 54a formadas para corresponder con la forma del segundo rele de alta tension 52 y se forman para extenderse hacia arriba desde la superficie inferior del sustrato 54 para permitir que el segundo rele de alta tension 52 se soporte por insercion mediante las mismas. En consecuencia, con el fin de conectar electricamente el segundo rele de alta tension 52, el sustrato 54 comprende la pluralidad de porciones de abertura 54b formadas en las porciones de pared de soporte 54a respectivas y permitiendo que el segundo rele de alta tension 52 pase parcialmente a traves de las mismas. Por tanto, el segundo rele de alta tension 52 puede soportarse de manera estable por el sustrato 54 y el segundo rele de alta tension 52 puede conectarse directamente a la PCB 55 en un lado inferior del sustrato 54, sin la necesidad de un alambre de conexion. Ademas, el segundo rele de alta tension 52

puede soportarse de manera estable y puede simplificarse su configuracion de conexion electrica con la PCB 55.

Como la presente invencion puede realizarse de diversas formas sin apartarse de las caractensticas de la misma, debe entenderse ademas que los modos de realizacion descritos anteriormente no estan limitadas por ninguno de 5 los detalles de la descripcion anteriormente mencionada, a menos que se especifique lo contrario, si no que mas bien debe interpretarse ampliamente dentro de su alcance tal como se define en la reivindicaciones adjuntas, y se pretende que se abarquen todos los cambios y las modificaciones que estan dentro del alcance de las reivindicaciones.

10

Claims

10

15

20

25

30
2.

35
3.

40
4.

45
5.

50
6.

55

REIVINDICACIONES

Estructura de una unidad de desconexion de batena para un vehnculo electrico que tiene una batena (20) para proporcionar potencia de CC, un cargador (10) para convertir potencia de CA en potencia de CC y para cargar la batena con la potencia de CC, y un inversor (30) para convertir potencia de CC procedente de la batena en potencia de CA y para proporcionar la potencia de CA convertida a un motor (40), comprendiendo la estructura:

un primer rele de alta tension (51) conectado electricamente entre la batena y el inversor y que conmuta a una posicion para suministrar potencia de CC suministrada desde la batena hasta el inversor o a una posicion para interrumpir el suministro de la potencia de CC correspondiente; y

un segundo rele de alta tension (52) conectado electricamente entre el cargador y la batena y que conmuta a una posicion para suministrar potencia de CC suministrada desde el cargador hasta la batena o a una posicion para interrumpir el suministro de la potencia de CC correspondiente,

caracterizada por que la estructura comprende, ademas:

una placa de circuito impreso (55) que incluye un circuito de alambre impreso conectado electricamente al segundo rele de alta tension y que proporciona una trayectoria de suministro de potencia de CC entre el cargador y la batena teniendo un terminal de entrada conectado al cargador y un terminal de salida conectado a la batena;

un sustrato (54) instalado en una posicion superior mas alta que la placa de circuito impreso para soportar los reles de alta tension primero y segundo;

una abrazadera de metal (56) que soporta la placa de circuito impreso y el sustrato en un lado inferior y opera como disipador termico que irradia calor; y

un elemento de aislamiento de goma en forma de banda (59) que rodea y soporta elasticamente el segundo rele de alta tension.

Estructura de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que un transistor de efecto campo metal-oxido- semiconductor (57) para controlar un ENCENDIDO o APAGADO de un calentador configurado para controlar la temperatura ambiente de la batena se instala de manera fija sobre una abrazadera de metal con el fin de irradiar calor a traves de conduccion termica a la abrazadera de metal.

Estructura de acuerdo con la reivindicacion 2, que comprende, ademas:

una lamina de fibra de enfriamiento (58) que tiene aislamiento electrico y conduccion termica que esta instalada entre el transistor de efecto campo metal-oxido-semiconductor y la abrazadera de metal.

Estructura de acuerdo con la reivindicacion 1,2 o 3, en la que el segundo rele de alta tension comprende un terminal (52a), y la placa de circuito impreso comprende un terminal de conexion en forma de horquilla (55a) configurado como conductor electrico para permitir que el terminal del segundo rele de alta tension se conecte por insercion al mismo.

Estructura de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, que comprende, ademas: una cubierta (53) que cubre la porcion superior del sustrato,

Estructura de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, en la que el sustrato comprende:

una pluralidad de porciones de pared de soporte (54a) formadas para corresponder con la forma del segundo rele de alta tension y que se extienden hacia arriba desde la superficie inferior del sustrato para permitir que el segundo rele de alta tension se inserte de manera soportada en las mismas; y

una pluralidad de porciones de abertura (54b) proporcionadas sobre cada una de las porciones de pared de soporte del sustrato y que permiten que el segundo rele de alta tension pase parcialmente a traves de las mismas, con el fin de conectar electricamente el segundo rele de alta tension a la placa de circuito impreso.