JP2022020761A - パワーリレーアセンブリ - Google Patents

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Abstract

Figure 2022020761000001
【課題】支持プレートが電磁波を遮蔽できることによって、ノイズによる部品間の影響を防止して電磁波による誤作動を未然に防止する。
【解決手段】パワーリレーアセンブリが提供される。本発明の例示的な実施例に係るパワーリレーアセンブリは、少なくとも一つの電気素子が一面に装着され、放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質を含む支持プレート；および前記電気素子と電気的に連結され、前記支持プレートの一面と直接面接触する接触部を含む少なくとも一つのバスバー；を含み、前記バスバーは前記接触部が前記支持プレートの一面に固定される。
【選択図】図１

Description

本発明はパワーリレーアセンブリに関し、より具体的には例えば電気自動車に使われ得るパワーリレーアセンブリに関する。
電気自動車は電気を使って走行する自動車の総称である。通常的に電気自動車は電気だけで運行される電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＥＶ）と、電気と化石燃料を使うハイブリッド電気自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ、ＨＥＶ）等に区分される。
電気自動車は高電圧バッテリーとモータとの間にパワーリレーアセンブリ（Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｌａｙ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）が位置する。このようなパワーリレーアセンブリは高電圧バッテリーの電源を選択的に供給する役割をする。
すなわち、パワーリレーアセンブリはメインリレー（ｍａｉｎ ｒｅｌａｙ）、プリチャージリレー（ｐｒｅ－ｃｈａｒｇｅ ｒｅｌａｙ）、およびプリチャージレジスター（Ｐｒｅ－ｃｈａｒｇｅ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）等を含み、前述した部品はバスバーを媒介として互いに電気的に連結される。
メインリレーは高電圧バッテリーとモータの間で電源を供給または遮断し、プリチャージリレーおよびプリチャージレジスターは初期電流による装置の損傷を防止する。
そしてバスバーは低いインピーダンスと高い電流容量を有する導体であって、２個以上の回路を個別的に連結したり一つのシステム内の多様な等量点を連結することができる。
通常的にパワーリレーアセンブリは、トランク（ｔｒｕｎｋ）に設置される高電圧バッテリーとの連結のためにトランクやキャビンルーム（ｃａｂｉｎｅ ｒｏｏｍ）に設置される。したがって、メインリレーやプリチャージリレーの放熱性能を確保して熱による性能の低下および損傷を防止する必要がある。
本発明は前記のような点を勘案して案出されたものであって、放熱性能を確保できるパワーリレーアセンブリを提供することにその目的がある。
また、本発明は支持プレートが板状の金属部材を含むことによって、強度を補強しつつも電磁波遮蔽効果を具現できる、パワーリレーアセンブリを提供することに他の目的がある。
前述した課題を解決するために本発明は、少なくとも一つの電気素子が一面に装着され、放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質を含む支持プレート；および前記電気素子と電気的に連結され、前記支持プレートの一面と直接面接触する接触部を含む少なくとも一つのバスバー；を含み、前記バスバーは前記接触部が前記支持プレートの一面に固定されるパワーリレーアセンブリを提供する。
また、前記接触部は前記放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質からなる支持プレートの部分と面接触することができる。
一例として、前記支持プレートは前記接触部と対応する領域に内側に凹む収容溝を含むことができ、前記接触部は前記収容溝に挿入配置され得る。この時、前記収容溝の深さは前記接触部の厚さと同じ大きさを有するように形成され得、前記収容溝の底面および接触部の間には接着部材または熱伝達物質のうちいずれか一つが介在され得る。
代案として、前記接触部は固定部材を媒介として前記支持プレートの一面に固定され得る。このような場合、前記固定部材はクリップ部材、ピン部材、ボルト部材のうちいずれか一つであり得る。
また、前記支持プレートは前記接触部と間隔をおいて離隔配置される板状の金属部材をさらに含むことができる。この時、前記金属部材は前記支持プレートの内部に埋め立てられるか、一面が外部に露出するように前記支持プレートの一面に固定され得る。このような場合、前記金属部材は前記接触部と１ｍｍ以上離隔するように前記支持プレートに配置され得る。
また、前記金属部材の表面には前記支持プレートとの接合力を向上させるための微細溝が形成され得る。
また、前述したパワーリレーアセンブリは、露出面に絶縁性および放熱性を有するコーティング層が形成され得る。
また、前記バスバーは導電性を有する金属材質で形成され得る。一例として、前記バスバーはアルミニウム材質で形成され得、表面に絶縁性および放熱性を有するコーティング層が形成され得る。
また、前述したパワーリレーアセンブリは、前記バスバーの外部露出を防止するための少なくとも一つのカバーを含むことができ、前記カバーは少なくとも一部が放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質で形成され得る。
本発明によると、バスバーを固定する支持プレートが放熱性を有することができる。これを通じて、バスバーで発生した熱が支持プレートを通じて早く分散され得ることによって、熱による性能の低下および部品の損傷を未然に防止することができる。
また、本発明は支持プレートが電磁波を遮蔽できることによって、ノイズによる部品間の影響を防止して電磁波による誤作動を未然に防止することができる。
本発明の一実施例に係るパワーリレーアセンブリを示した概略図。
図１で電気素子が除去された状態を示した図面であって、バスバーの一部が支持プレートから分離された状態を示した図面。
図２のＡ－Ａ方向断面図。
図３で露出面にコーティング層が形成された場合を示した図面。
本発明の一実施例に係るパワーリレーアセンブリに適用され得る支持プレートが金属部材を含む場合を示した図面であって、図４と同じ方向から見た断面図。 本発明の一実施例に係るパワーリレーアセンブリに適用され得る支持プレートが金属部材を含む場合を示した図面であって、図４と同じ方向から見た断面図。
本発明の一実施例に係るパワーリレーアセンブリに適用され得る支持プレートが複数個のプレートを含む場合を示した図面であって、図４と同じ方向から見た断面図。
本発明の他の実施例に係るパワーリレーアセンブリを示した概略図であって、電気素子が除去された状態を示した図面。
図８のＢ－Ｂ方向断面図。
本発明のさらに他の実施例に係るパワーリレーアセンブリを示した概略図であって、電気素子が除去された状態を示した図面。
図１０のＣ－Ｃ方向断面図。
本発明のさらに他の実施例に係るパワーリレーアセンブリを示した概略図であって、電気素子が除去された状態を示した図面。
図１２のＤ－Ｄ方向断面図。
本発明の一実施例に係るパワーリレーアセンブリに適用され得るバスバーを示した断面図であって、表面にコーティング層が形成された場合を示した図面。
本発明の一実施例に係るパワーリレーアセンブリが電気自動車のケースに装着された状態を示した概略図。
本発明の一実施例に係るパワーリレーアセンブリが電気自動車のケースに装着され、一つのカバーを通じて密封された状態を示した概略図。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は多様な異なる形態で具現され得、ここで説明する実施例に限定されない。図面で本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略したし、明細書全体を通じて同一または類似する構成要素については同じ参照符号を付加する。
本発明の一実施例に係るパワーリレーアセンブリ１００は、バッテリーから供給された高電圧電流を遮断または連結して駆動電圧を制御する駆動制御部側に電力を供給することができる。
このために、本発明の一実施例に係るパワーリレーアセンブリ１００は、図１に図示された通り、支持プレート１１０、少なくとも一つの電気素子１０、２０、３０および少なくとも一つのバスバー１２０を含む。
支持プレート１１０、２１０、３１０は図１～図１３に図示された通り、所定の面積を有する板状の形態であり得、前記電気素子およびこれらを電気的に連結するバスバー１２０を支持することができる。
この時、前記支持プレート１１０、２１０、３１０は放熱性と絶縁性をともに有することができる。
これを通じて、前記支持プレート１１０、２１０、３１０は、放熱性を有する部分が前記電気素子１０、２０、３０およびバスバー１２０を支持しつつ、前記電気素子の作動時に発生する熱を外部に放出することができる。また、前記支持プレート１１０、２１０、３１０は、絶縁性を有する部分が前記バスバー１２０および電気素子１０、２０、３０間の電気的なショートを防止することができる。
このような支持プレート１１０、２１０、３１０は、少なくとも一部が放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質で形成され得、前記バスバー１２０の一部が放熱性および絶縁性を有する部分と面接触するように固定され得る。
すなわち、前記支持プレート１１０、２１０、３１０の一部が前記放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質で形成された部分を含む場合、前記バスバー１２０の接触部１２１は前記した放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質からなる部分と接触するように前記支持プレート１１０、２１０、３１０に固定され得る。
具体的な一例として、前記支持プレート１１０、２１０、３１０は少なくとも一部が放熱性および絶縁性を有する樹脂形成組成物で形成された射出物であり得、前記バスバー１２０の接触部１２１は前記放熱性および絶縁性を有する樹脂形成組成物で形成された部分と接触するように前記支持プレート１１０、２１０、３１０の一面に固定され得る。
これにより、前記接触部１２１を通じて前記支持プレート１１０、２１０、３１０に伝達された熱は迅速に分散されたり外部に放出され得ることによって、熱による性能の低下および部品の損傷を未然に防止することができる。
一例として、本発明の一実施例に係るパワーリレーアセンブリ１００が図１５および図１６に図示された通り、箱体状のケース１の内部に一つまたは複数個が配置された状態で前記ケース１の下部側に自然対流または強制対流方式を通じて外気が接触する場合、前記パワーリレーアセンブリ１００は電気素子１０、２０、３０および／またはバスバー１２０で発生した熱が前記支持プレート１１０、２１０、３１０を通じてケース１側に伝達され得ることによって、前記電気素子１０、２０、３０および／またはバスバー１２０で発生した熱を効率的に放出することができる。
しかし、前記支持プレート１１０、２１０、３１０はこれに限定されず、前記支持プレート１１０、２１０、３１０は全体が放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質で形成されてもよい。好ましくは、前記支持プレート１１０、２１０、３１０は全体的な熱容量を増加させて放熱性能を高めることができるように、全体が放熱性を有するプラスチック材質で形成され得る。
併せて、前記支持プレート１１０、２１０、３１０は放熱性および絶縁性を有する樹脂形成組成物からなる部分と絶縁性を有する一般的なプラスチック材質からなる部分で構成され得る。
加えて、前記支持プレート１１０、２１０は図２～図６に図示された通り、一体に形成された一つの部材であり得る。また、前記支持プレート３１０は図７に図示された通り、複数個のプレート３１１、３１２が互いに結合された形態でもよい。
一方、前記支持プレート２１０は図５および図６に図示された通り、放熱性能を維持しつつも機械的強度を向上させることができるように、所定の面積を有する板状の金属部材１１４を含むことができる。
この時、前記金属部材１１４は前記支持プレート２１０に全体が埋め立てられるか、一部が埋め立てられた形態であり得る。また、前記金属部材１１４は前記支持プレート２１０のうち、絶縁性および放熱性を有するプラスチック材質からなる部分に埋め立てられ得る。一例として、前記金属部材１１４はインサート射出成形を通じて絶縁性および放熱性を有するプラスチック材質からなる部分と一体化され得る。
これを通じて、前記支持プレート２１０は前記金属部材１１４を通じて機械的強度を補強しつつも要求される放熱性能を具現することができる。
併せて、前記支持プレート２１０は前記金属部材１１４が埋め立てられて機械的強度が向上および補強されることによって、前記支持プレート３１０の厚さを減らすことができる。
加えて、前記支持プレート２１０が導電性部材である金属部材１１４を含む場合、前記支持プレート２１０は電磁波を遮蔽することができる。これを通じて、前記支持プレート２１０は前記電気素子で発生する電磁波を遮蔽することによって、ノイズによる部品間の影響を防止して誤作動を防止することができる。
本発明で、前記金属部材１１４は所定の熱伝導度を有する金属材質である場合、制限なく使用することができる。非制限的な例として、前記金属部材１１４はアルミニウム、マグネシウム、鉄、チタンおよび銅からなる群から選択された１種の金属または少なくとも１種の金属が含まれた合金であり得る。
このような金属部材１１４は図５に図示された通り、全面が絶縁性および放熱性を有するプラスチック材質からなる部分によって完全に囲まれるように、前記支持プレート２１０の内部に埋め立てられ得る。
また、前記金属部材１１４は図６に図示された通り、絶縁性および放熱性を有するプラスチック材質からなる部分と接しつつ、一面が外部に露出するように前記支持プレート２１０の一面に配置され得る。
併せて、前記金属部材１１４は接地ラインと連結され得る。このような場合、前記金属部材１１４を通じて遮断された電磁波は接地ラインを通じて円滑に放出されることによって、電磁波遮蔽効果を一層高めることもできる。一例として、前記接地ラインは金属材質からなる車両の車体であり得る。
この時、前記金属部材１１４はインサート射出後、絶縁性および放熱性を有するプラスチック材質からなる部分との界面が離隔しないように表面処理され得る。これを通じて、前記金属部材１１４は絶縁性および放熱性を有するプラスチック材質からなる部分との結合力を高めることができる。代案として、前記金属部材１１４は前記絶縁性および放熱性を有するプラスチック材質からなる部分との接合力を向上させるために、少なくとも一面にナノサイズの微細溝（図示されず）が所定のパターンで形成され得る。
一方、前記支持プレート２１０が金属部材１１４を含む場合、前記金属部材１１４は前記支持プレート３１０の一面に固定されるバスバー１２０の接触部１２１と所定の間隔ｄで離隔され得る。すなわち、前記金属部材１１４は前記バスバー１２０のうち、接触部１２１の下部側に所定の間隔ｄを維持しつつ前記支持プレート２１０に一部又はすべてが埋め立てられ得る。
具体的な一例として、前記金属部材１１４とバスバー１２０の接触部１２１は１ｍｍ以上の間隔ｄを有するように離隔され得る。これは、絶縁性を維持しつつも要求される耐電圧性を満たすためである。
本発明で、前記金属部材１１４は前述した通り、所定の面積を有する板状の金属板であり得る。しかし、前記金属部材１１４はこれに限定されず、所定の縦横比を有する棒状に備えられてもよい。併せて、前記金属部材１１４は四角または円形などのような閉ループ形態の縁を備え、前記縁の内側に複数個のワイヤーまたはバーが所定の間隔で離隔配置されたメッシュ状（ｍｅｓｈ ｔｙｐｅ）でもよい。また、前記金属部材１１４がメッシュ状である場合、前記縁の内部に配置される複数個のワイヤーまたはバーは平行構造、格子構造、ハニカム構造およびこれらが相互に組み合わせられた多様な構造のうちいずれか一つであり得る。
一方、前述した支持プレート１１０、２１０、３１０を構成するために使われる放熱性および絶縁性を有するプラスチックは、高分子マトリックスに絶縁性放熱フィラーが分散された形態であり得る。
一例として、前記高分子マトリックスは、放熱フィラーの分散性を阻害することなく射出成形が可能な高分子化合物で具現された場合、制限なく使うことができる。具体的な一例として、前記高分子マトリックスは公知とされている熱可塑性高分子化合物であり得、前記熱可塑性高分子化合物はポリアミド、ポリエステル、ポリケトン、液晶高分子、ポリオレフィン、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）およびポリイミドからなる群から選択された１種の化合物、または２種以上の混合物またはコポリマーであり得る。
また、前記絶縁性放熱フィラーは絶縁性および放熱性を同時に有するものであれば制限なくすべて使うことができる。具体的な一例として、前記絶縁性放熱フィラーは酸化マグネシウム、二酸化チタン、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、シリカ、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化ベリリウム、シリコンカーバイドおよび酸化マンガンからなる群から選択された１種以上を含むことができる。
併せて、前記絶縁性放熱フィラーは多孔質であるか非多孔質であり得、カーボン系、金属などの公知とされている伝導性放熱フィラーをコアとし、絶縁性成分が前記コアを囲むコアシェルタイプのフィラーでもよい。
加えて、前記絶縁性放熱フィラーの場合、濡れ性などを向上させて高分子マトリックスとの界面接合力を向上させることができるように、表面がシラン基、アミノ基、アミン基、ヒドロキシ基、カルボキシ基などの官能基で改質されたものでもよい。
しかし、本発明に使われ得る絶縁性および放熱性を有するプラスチックはこれに限定されず、絶縁性と放熱性を同時に有するプラスチックであれば制限なくすべて使うことができる。
前記複数個の電気素子１０、２０、３０は前記支持プレート１１０、２１０、３１０の一面に装着され得、前記バスバー１２０を媒介として互いに電気的に連結され得る。これを通じて、前記電気素子１０、２０、３０はバッテリーから供給された高電圧電流を駆動制御部側に遮断したり連結する役割を遂行することができる。
このような電気素子１０、２０、３０はメインリレー、プリチャージリレー、プリチャージレジスター、バッテリ電流センサ、メインフューズなどであり得、前記バスバー１２０やケーブル（図示されず）を媒介として互いに電気的に連結され得る。また、前記複数個のバスバー１２０は前記支持プレート１１０、２１０、３１０に形成される回路パターン（図示されず）を通じて電気的に連結され得る。
これを通じて、前記電気素子１０、２０、３０は、バッテリーから供給された高電圧電流を遮断または連結して駆動電圧を制御する駆動制御部（図示されず）側に電力を供給することによって、前記駆動制御部でモータを駆動するための制御信号を生成することができる。この時、前記駆動制御部はモータの駆動のための制御信号を生成することができ、制御信号を通じてインバータおよびコンバータを制御することによってモータの駆動が制御され得る。
一例として、車両の運転時にはメインリレーが接続状態となり、プリチャージリレーが遮断されるため、メイン回路を通じてバッテリーの電力がインバータに印加され得る。
また、車両のｏｆｆ時にはメインリレーが遮断状態となり、バッテリーとインバータの接続が遮断されることによってバッテリ電圧がインバータを通じてモータに伝達されることが防止され得る。この時、前記メインリレーが遮断状態である場合にはインバータに接続されたコンデンサが放電され得る。
以降、車両を再び運転する場合には、プリチャージリレーが接続されてバッテリーの電圧がプリチャージ抵抗によって降下された状態でインバータに印加されることによって、コンデンサの充電が開始され得る。その後、コンデンサが十分に充電されるとメインリレーが接続されるとともにプリチャージリレーが遮断されることによって、バッテリーの電圧がインバータに印加され得る。
このような電気素子の作動は公知の内容であるため詳細な説明は省略する。
前記バスバー１２０は前記した支持プレート１１０、２１０、３１０に装着される複数個の電気素子を互いに電気的に連結することができる。
このために、前記バスバー１２０は低いインピーダンスと高い電流容量を有する導体で形成され得、２個以上の電気素子を個別的に連結したり多様な等量点を連結して複数の地点に電源を分配する役割を遂行することができる。
このようなバスバー１２０は所定の長さを有する板状のバーの形態で備えられ得る。また、前記バスバー１２０は前記電気素子１０、２０、３０と容易に締結されるように、全長のうち一部の長さが１回または複数回折り曲げられた形態であり得る。しかし、前記バスバー１２０の全体の形状はこれに限定されず、互いに連結しようとする電気素子１０、２０、３０の配置位置により適切に変更され得る。
この時、前記バスバー１２０は前述した通り、少なくとも一部が前述した支持プレート１１０、２１０、３１０の一面に接するように固定され得、前記支持プレート１１０、２１０、３１０のうち、放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質からなる部分と直接接触することができる。これを通じて、前記電気素子の作動時に発生した熱は、前記支持プレート１１０、２１０、３１０側に伝達された後、分散したり外部に放出され得る。
一例として、前記バスバー１２０は前記支持プレート１１０、２１０、３１０の一面に直接接触する接触部１２１を含むことができ、前記接触部１２１は前記支持プレート１１０、２１０、３１０のうち、放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質からなる部分と直接接触するように固定され得る。
これを通じて、前記バスバー１２０は、接触部１２１が放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質からなる支持プレート１１０、２１０、３１０と接するように配置されることによって、前記電気素子およびバスバー１２０の作動時に発生する熱が放熱性を有するプラスチック材質からなる部分に円滑に伝達され得る。これによって、本発明の一実施例に係るパワーリレーアセンブリ１００は、熱による性能の低下および部品の損傷を未然に防止することができる。
また、前記バスバー１２０は前記接触部１２１から一定の長さ延びる延長部１２２を含むことができ、前記延長部１２２は前記接触部１２１の両端部のうち、少なくともいずれか一つの端部から延びて支持プレート１１０、２１０、３１０の外側に突出する部分であり得る。これに伴い、前記複数個の電気素子１０、２０、３０は前記延長部１２２を通じて電気的に連結され得る。
しかし、前記バスバー１２０はこれに限定されず、前記バスバー１２０は前記支持プレート１１０、２１０、３１０に直接接触する接触部１２１だけで構成されてもよい。
このようなバスバー１２０は複数個で備えられ得る。併せて、前記複数個のバスバー１２０のうち少なくとも一部は、バッテリーのプラス端子およびマイナス端子、インバータのプラス端子およびマイナス端子などとそれぞれ連結され得る。これを通じて、前記複数個の電気素子１０、２０、３０はバッテリーから供給された高電圧電流を駆動制御部側に遮断したり連結することができる。
一方、前記バスバー１２０は多様な方式で前記支持プレート１１０、２１０、３１０の一面に固定され得る。
一例として、図１～図７に図示された通り、前記バスバー１２０は前記接触部１２１が前記支持プレート１１０、２１０、３１０の一面に挿入されることによって、前記支持プレート１１０、２１０、３１０の一面に固定され得る。
このために、前記支持プレート１１０、２１０、３１０は一面に内側に凹む少なくとも一つの収容溝１１２ａ、１１２ｂが形成され得る。これに伴い、前記バスバー１２０は前記接触部１２１が前記収容溝１１２ａ、１１２ｂに挿入されることによって前記支持プレート１１０、２１０、３１０の一面に固定され得、前記接触部１２１を通じて前記支持プレート１１０、２１０、３１０と面接触され得る。
このような場合、前記収容溝１１２ａ、１１２ｂは前記接触部１２１と対応する形状を有することができ、前記収容溝１１２ａ、１１２ｂの形状はバスバー１２０の形態により適切に変更され得る。これによって、前記電気素子およびバスバー１２０の作動時に発生する熱は放熱性を有する支持プレート１１０、２１０、３１０側に伝達されて分散したり外部に放出され得る。
この時、前記収容溝１１２ａ、１１２ｂの深さは前記接触部１２１の厚さと同じ大きさを有するように形成され得、互いに対面する接触部１２１の一面と収容溝１１４ａ、１１４ｂの底面間には接着部材（図示されず）または熱伝達物質が介在され得る。
ここで、前記接着部材は粘着または接着力を提供する一般的な接着部材であり得るが、熱伝導性フィラーが含まれた放熱接着部材であり得る。これを通じて、前記熱伝達物質または放熱接着部材は前記バスバー１２０に存在する熱を放熱性を有する支持プレート１１０、２１０、３１０側に円滑に伝達することができる。
図面には前記収容溝１１２ａ、１１２ｂが支持プレート１１０の一面から内側に凹む方式で形成されるものとして図示したが、これに限定されず、前記収容溝１１２ａ、１１２ｂは前記支持プレート１１０、２１０、３１０の一面から突出する中空型の突出部（図示されず）を通じて形成されてもよい。このような場合、前記突出部は前記接触部１２１の縁を部分的にまたは全体的に囲むように形成され得る。
他の例として、図８～図１３に図示された通り、前記バスバー１２０は前記接触部１２１が別途の固定部材１４０、２４０、３４０を媒介として固定されることによって、前記支持プレート１１０の一面に固定され得る。
すなわち、前記支持プレート１１０は前記接触部１２１と対応する領域に少なくとも一つの固定部材１４０、２４０、３４０が備えられ得、前記接触部１２１は前記固定部材１４０、２４０、３４０を通じて固定され得る。
具体的な一例として、前記固定部材１４０、２４０は図８～図１１に図示された通り、弾性的に変形されるクリップ部材であり得、前記クリップ部材は一端部側が前記接触部１２１の上面と接触され得る。
これに伴い、前記接触部１２１は前記固定部材１４０、２４０を通じて一面が前記支持プレート１１０と接触した状態を維持することによって、前記バスバー１２０が支持プレート１１０から分離されることが防止され得る。
具体的には、図８および図９に図示された通り、前記クリップ部材は前記接触部１２１の縁側に配置され得、前記接触部１２１の上面と平行な方向に突出する部分を含むことができる。これに伴い、前記クリップ部材は前記突出した部分が前記接触部１２１の側端および／または前端を支持することができる。
代案として、図１０および図１１に図示された通り、前記クリップ部材は互いに間隔をおいて離隔配置された一対の部材で構成され得、前記クリップ部材は一端部が前記支持プレート１１０に固定された形態であり得る。このような場合、前記一対の部材は前記接触部１２１の上面と平行な方向に突出する部分を含むことができ、前記接触部１２１は前記クリップ部材と対応する位置に通過孔１２１ａが貫通形成され得る。
これに伴い、前記接触部１２１が前記支持プレート１１０の一面に接するように配置される場合、前記一対の部材は弾性的な変形を通じて前記接触部１２１の通過孔１２１ａを通過することができ、前記突出した部分が前記通過孔１２１ａの縁側を支持することができる。
他の例として、前記固定部材３４０は図１２および図１３に図示された通り、公知のボルト部材であり得る。このような場合、前記接触部１２１側には締結孔１２１ｂが貫通形成され得る。これに伴い、前記接触部１２１と支持プレート１１０が前記ボルト部材を通じて相互に締結される場合、前記バスバー１２０は支持プレート１１０の一面に固定され得る。ここで、前記支持プレート１１０の一面には、前記接触部１２１の位置をガイドするために突出形成されるガイド部材３４２が備えられてもよい。
しかし、前記固定部材はこれに限定されず、公知のピン部材が使われてもよく、図８～図１３に図示された固定部材が互いに組み合わせられた形態でもよい。併せて、図８～図１３に図示された支持プレート１１０は図５～図７に図示された支持プレート２１０、３１０が適用されてもよい。
一方、本発明に係るパワーリレーアセンブリ１００は、保護コーティング層１５０をさらに含むことができる。
一例として、前記保護コーティング層１５０は図４～図７に図示された通り、前記支持プレート１１０、２１０、３１０およびバスバー１２０の外部面をすべて覆うように備えられ得る。また、前記保護コーティング層１５０は前記支持プレート１１０、２１０、３１０の一面に装着される電気素子１０、２０、３０の外部面もすべて覆うことができる。しかし、前記保護コーティング層１５０の塗布位置はこれに限定されず、支持プレート１１０、２１０、３１０の外部面にのみ塗布されてもよく、バスバー１２０の外部面にのみ塗布されてもよい。また、前記保護コーティング層１５０は図８～図１３に図示された支持プレート１１０にも同様に適用され得る。
このような保護コーティング層１５０は、支持プレート１１０、２１０、３１０およびバスバー１２０の表面に加えられる物理的刺激によるスクラッチなどを防止することができ、表面の絶縁性をさらに向上させることができる。
また、前記保護コーティング層１５０は、前述した支持プレート１１０、２１０、３１０が絶縁性放熱フィラーが分散されたプラスチックからなる場合、表面に位置した絶縁性放熱フィラーの離脱を防止する役割を遂行することもできる。
一例として、前記保護コーティング層１５０は公知とされている熱硬化性高分子化合物または熱可塑性高分子化合物で具現され得る。前記熱硬化性高分子化合物は、エポキシ系、ウレタン系、エステル系およびポリイミド系樹脂からなる群から選択された１種の化合物、または２種以上の混合物またはコポリマーであり得る。また、前記熱可塑性高分子化合物は、ポリアミド、ポリエステル、ポリケトン、液晶高分子、ポリオレフィン、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）およびポリイミドからなる群から選択された１種の化合物、または２種以上の混合物またはコポリマーであり得るが、これに制限されるわけではない。
一方、前記保護コーティング層１５０は前述した支持プレート１１０、２１０、３１０の外部面に塗布されることによって、前記支持プレート１１０、２１０、３１０側に伝達された熱が外部に放出されることを妨害することができる。これを解決するために、前記保護コーティング層１５０は外部への熱放射特性を向上させることができるように絶縁性放熱フィラーをさらに含むこともできる。前記絶縁性放熱フィラーは、公知とされている絶縁性放熱フィラーであれば制限なく使うことができる。
一例として、前記保護コーティング層１５０は前述した支持プレート１１０、２１０、３１０と同様に、放熱性および絶縁性を同時に有するように高分子マトリックスに分散される絶縁性放熱フィラーを含むことができる。
この時、前記保護コーティング層１５０に含まれた絶縁性放熱フィラーは、前記支持プレート１１０、２１０、３１０に含まれた絶縁性放熱フィラーと同じ種類が使われてもよく、異なる種類が使われてもよい。
前記バスバー１２０は前述した通り、低いインピーダンスと高い電流容量を有する導体で形成され得る。具体的な一例として、前記バスバー１２０は銅やアルミニウムのような金属材質で形成され得る。
ここで、前記バスバー１２０がアルミニウム材質からなる場合、前記バスバー１２０は図１３に図示された通り、放熱コーティング層Ｃが表面に塗布された形態であり得、前記放熱コーティング層Ｃは前述した絶縁性放熱フィラーを含む保護コーティング層１５０と同様のものであり得る。すなわち、アルミニウム材質からなるバスバー１２０は銅材質からなるバスバー１２０に比べて軽い重さを有することができる。これは、材料の特性上、アルミニウムが銅より相対的に比重が小さいためである。これに伴い、前記バスバー１２０の材質をアルミニウムを使ったパワーリレーアセンブリは、前記バスバー１２０の材質として銅を使ったパワーリレーアセンブリより非常に軽い重量を有することができる。
反面、材料の特性上アルミニウムが銅より相対的に熱伝導度が小さいため、同じサイズで製作される場合に放熱性能が低下し得、同等な水準の放熱性能を具現するためにはバスバーの厚さを厚く製作しなければならない短所がある。
本発明ではこのような問題点を解決するために、前記バスバー１２０がアルミニウム材質からなる場合、バスバー１２０の表面に絶縁性放熱フィラーを含む放熱コーティング層Ｃを形成して放熱性能を補完することによって、前記バスバーが銅材質からなる場合に比べて増加する厚さを最小化しつつも同等水準の放熱性能を具現することができる。
これに伴い、前記バスバー１２０の材質をアルミニウムを使ったパワーリレーアセンブリは、前記バスバー１２０の材質として銅を使ったパワーリレーアセンブリに比べて軽量化して具現することができ、生産コストを節減できる。
非制限的な例として、アルミニウム材質からなるバスバーは、同じ形状を有する銅材質からなるバスバーに比べて同等水準の放熱性能を具現するためには、略１．５倍の厚さで製作されなければならない。しかし、前記バスバーの表面に絶縁性放熱フィラーを含む放熱コーティング層Ｃが形成される場合、すなわち、アルミニウム材質からなり、表面に絶縁性放熱フィラーを含む放熱コーティング層Ｃが形成されたバスバーは、銅材質からなるバスバーと比較する時に略１．３倍の厚さを有しても同等水準の放熱性能を具現することができる。
しかし、前記バスバー１２０の材質はこれに限定されず、低いインピーダンスと高い電流容量を有する導体であれば制限なく使うことができる。
一方、本発明の一実施例に係るパワーリレーアセンブリ１００は、図１に図示された通り、前記電気素子１０、２０、３０およびバスバー１２０を覆って保護するための少なくとも一つのカバー１３０を含むことができる。
すなわち、前記カバー１３０は、支持プレート１１０、２１０、３１０の一面に装着された電気素子１０、２０、３０およびバスバー１２０が外部に露出することを防止することによって、外部環境から前記電気素子１０、２０、３０およびバスバー１２０を保護することができる。
このようなカバー１３０は、前記支持プレート１１０、２１０、３１０と直接締結されてもよく、前記支持プレート１１０、２１０、３１０の縁側に別途に備えられる図示されていないブラケットと締結される方式でもよい。
併せて、前記カバー１３０は一側が開放された箱体の形状であり得る。しかし、これに限定されず、前記カバー１３０は一つの部材で形成されてもよく、複数個の部品が互いに組み立てられて一つの箱体を構成してもよい。
併せて、前記カバー１３０は図１および図１４に図示された通り、一つの支持プレート１１０、２１０、３１０を覆う方式でもよく、図１５に図示された通り、互いに隣接するように配置された複数個の支持プレート１１０、２１０、３１０を一つのカバー１３０を通じて同時に覆う形態でもよい。
また、前記カバー１３０は絶縁性を有する一般のプラスチック材質で形成され得るが、少なくとも一部が前述した支持プレート１１０、２１０、３１０と同様に放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質で形成され得る。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明の思想は本明細書に提示される実施例に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同じ思想の範囲内で、構成要素の付加、変更、削除、追加などによって他の実施例を容易に提案できるであろうが、これも本発明の思想範囲内に属するものと言える。

Claims (16)

  1. 少なくとも一つの電気素子が一面に装着され、放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質を含む支持プレート、および
    前記電気素子と電気的に連結され、前記支持プレートの一面と直接面接触する接触部を含む少なくとも一つのバスバーを含み、
    前記バスバーは前記接触部が前記支持プレートの一面に固定される、パワーリレーアセンブリ。
  2. 前記接触部は前記放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質からなる支持プレートの部分と面接触する、請求項１に記載のパワーリレーアセンブリ。
  3. 前記バスバーは前記接触部の両端部のうち、少なくともいずれか一つの端部から延びる延長部をさらに含む、請求項１に記載のパワーリレーアセンブリ。
  4. 前記支持プレートは前記接触部と対応する領域に内側に凹む収容溝を含み、前記接触部は前記収容溝に挿入配置される、請求項１に記載のパワーリレーアセンブリ。
  5. 前記収容溝の深さは前記接触部の厚さと同じ大きさを有するように形成される、請求項４に記載のパワーリレーアセンブリ。
  6. 前記収容溝の底面および接触部の間には接着部材または熱伝達物質のうちいずれか一つが介在される、請求項４に記載のパワーリレーアセンブリ。
  7. 前記接触部は固定部材を媒介として前記支持プレートの一面に固定される、請求項１に記載のパワーリレーアセンブリ。
  8. 前記固定部材はクリップ部材、ピン部材、ボルト部材のうちいずれか一つである、請求項７に記載のパワーリレーアセンブリ。
  9. 前記支持プレートは前記接触部と間隔をおいて離隔配置される板状の金属部材をさらに含む、請求項１に記載のパワーリレーアセンブリ。
  10. 前記金属部材は前記支持プレートの内部に埋め立てられる、請求項９に記載のパワーリレーアセンブリ。
  11. 前記金属部材は一面が外部に露出するように前記支持プレートの一面に固定される、請求項９に記載のパワーリレーアセンブリ。
  12. 前記金属部材は前記接触部と１ｍｍ以上離隔するように前記支持プレートに配置される、請求項９に記載のパワーリレーアセンブリ。
  13. 前記金属部材の表面には前記支持プレートとの接合力を向上させるための微細溝が形成された、請求項９に記載のパワーリレーアセンブリ。
  14. 前記パワーリレーアセンブリは、露出面に絶縁性および放熱性を有するコーティング層が形成される、請求項１に記載のパワーリレーアセンブリ。
  15. 前記バスバーはアルミニウム材質で形成され、表面に絶縁性および放熱性を有するコーティング層が形成される、請求項１に記載のパワーリレーアセンブリ。
  16. 前記パワーリレーアセンブリは、
    前記バスバーの外部露出を防止するための少なくとも一つのカバーを含み、
    前記カバーは少なくとも一部が放熱性および絶縁性を有するプラスチック材質からなる、請求項１に記載のパワーリレーアセンブリ。
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