JP6784844B2 - パワーリレーアセンブリ - Google Patents

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する電気自動車（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（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くの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、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をその目的とする。

また、本発明はバスバーを固定するための別途の固定部材が不要であるため、作業生産性を高めることができるパワーリレーアセンブリを提供することを他の目的とする。

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、前記支持プレートに一部が埋め込まれる少なくとも一つのバスバー；を含むパワーリレーアセンブリを提供する。

また、前記バスバーは前記支持プレートに埋め込まれる部分のうち少なくとも一部が、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プレートの部分と接するように配置され得る。

また、前記バスバーは、前記支持プレートに埋め込まれる第１部分と、前記第１部分の端部から前記支持プレートの厚さ方向に沿って延びる第２部分および前記第２部分から延びて前記支持プレートの外側に突出する第３部分を含むことができる。

また、前記支持プレートは、前記バスバーの第１部分の一面が面接触する第１板と、前記支持プレートに埋め込まれるバスバーの一部と対応する形状の配置孔が形成されて前記第１板の一面に順次積層される第２板および第３板を含むことができる。

このような場合、前記第１板、第２板および第３板のうち少なくとも第１板は放熱性および絶縁性を有するプラスチックで形成され得、前記第１板、第２板および第３板がすべて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。

代案として、前記支持プレートは放熱性および絶縁性を有する樹脂形成組成物がインサートモールディングを通じて形成されて前記バスバーの一部が埋め込まれた状態で一体化され得る。

また、前記支持プレートは、前記バスバーのうち支持プレートに埋め込まれる部分の下部側に間隔をおいて離隔して配置される板状の金属部材を含むことができる。この時、前記金属部材は前記支持プレートの内部に完全に埋め込まれるように配置され得、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得る。好ましくは、前記金属部材は前記バスバーのうち支持プレートに埋め込まれる部分から１ｍｍ以上の間隔を有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、前記金属部材と支持プレートの対向面間には熱伝達物質が介在され得る。

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、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、本発明は前記バスバーの外部への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迅速に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、本発明は電気素子を電気的に連結するバスバーの一部が支持プレートに埋め込まれた形態で固定されるため、バスバーを固定するための別途の締結作業が不要であることによって、多様な形状のバスバーを使うことができる。これを通じて、設計自由度を高めることができる。

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、バスバーの配置関係を示した図面。 図２で第１板、第２板および第３板が分離された状態を示した図面。 図２のＡ−Ａ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支持プレートの多様な形態を示した図面であって、図４と同じ方向から見たプレートの断面図。 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の多様な形態を示した図面であって、図４と同じ方向から見たプレートの断面図。 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の多様な形態を示した図面であって、図４と同じ方向から見たプレートの断面図。 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の多様な形態を示した図面であって、図４と同じ方向から見たプレートの断面図。 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の多様な形態を示した図面であって、図４と同じ方向から見たプレートの断面図。 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。図面において、本発明を明確に説明するために説明と関係の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に電力を供給するためのものであって、図１〜図４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およびバスバー１２０を含む。

前記支持プレート１１０は所定の面積を有する板状の形態であり得、前記少なくとも一つの電気素子１０、２０、３０およびこれらを電気的に連結するバスバー１２０を固定することができる。

この時、前記支持プレート１１０は放熱性と絶縁性を共に有することができる。

すなわち、前記支持プレート１１０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を支持する役割を遂行することができ、前記電気素子の作動時に発生する熱を放出することができる。また、前記支持プレート１１０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の間の電気的なショートを防止することができる。

前記支持プレート１１０はプラスチック材質で形成され得るが、本発明の一実施例によると、前記支持プレート１１０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の一部は前述した放熱性および絶縁性を有する部分と互いに接触するように固定され得る。

このように、前記支持プレート１１０は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てもよいが、これに限定されず、前記支持プレート１１０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。

前記バスバー１２０は、第１部分１２１、第２部分１２２および第３部分１２３を含むことができる。この時、前記第１部分１２１は支持プレート１１０の内部に完全に埋め込まれる部分であり得、前記第３部分１２３は前記支持プレート１１０の外部に露出する部分であり得、前記第２部分１２２は前記第１部分１２１および第３部分１２３を連結しながら前記支持プレート１１０を通じて固定された部分であり得る。

もし、前記支持プレート１１０の内部および／または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の第１部分１２１は前述した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る部分と接触するように前記支持プレート１１０の内部に埋め込まれ得る。

本発明の第１実施例によると、前記支持プレート１１０は図１〜図４に図示された通り、板状の第１板１１１、第２板１１２および第３板１１３を含むことができる。この時、前記第１板１１１、第２板１１２および第３板１１３は順次積層され得、前記第１板１１１、第２板１１２および第３板１１３のうち少なくとも第１板１１１は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。

このような場合、図３および図４に図示された通り、前記第２板１１２および第３板１１３側には、前記バスバー１２０のうち支持プレート１１０に埋め込まれる第１部分１２１および第２部分１２２と対応する形状の配置孔１１４ａ１１４ｂがそれぞれ貫通形成され得る。この時、前記配置孔１１４ａ１１４ｂの形状は前記支持プレート１１０に埋め込まれるバスバー１２０の第１部分１２１および第２部分１２２の形状に応じて適切に変更され得る。

これによって、前記電気素子１０、２０、３０およびバスバー１２０の作動時に発生した熱は、放熱性を有する第１板１１１側に伝達された後外部に伝達され得る。併せて、前記バスバー１２０は第２部分１２２が支持プレート１１０に埋め込まれた状態で第２板１１２および第３板１１３により固定され得る。これを通じて、本実施例に係るパワーリレーアセンブリ１００は前記バスバー１２０を支持プレート１１０に固定するための別途の固定部材が不要であるため、効率的な空間の使用が可能であり、組立作業を単純化させることができる。

ここで、順次積層される第１板１１１、第２板１１２および第３板１１３は粘着部材（図示されず）を媒介として互いに付着され得る。この時、前記粘着部材は一般的な粘着部材が使われてもよいが、好ましくは、熱伝導性フィラーが含まれた放熱粘着部材が使われ得る。また、前記第１板１１１、第２板１１２および第３板１１３は、Ｔｉｍのような公知の熱伝達物質（図示されず）を媒介として互いに付着されてもよい。併せて、前記第１板１１１、第２板１１２および第３板１１３は順次積層された後、ボルト部材のような締結部材（図示されず）を媒介として固定された形態でもよい。

一方、前記支持プレート１１０が第１板１１１、第２板１１２および第３板１１３に分離して形成される場合、前記第１板１１１は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、前記第２板１１２および第３板１１３は絶縁性を有する一般的なプラスチック材質で形成され得る。

このような場合、前記バスバー１２０を通じて放熱性を有する第１板１１１側に伝達された熱は、前記第１板１１１の上部に積層された第２板１１２および／または第３板１１３を通じて垂直方向への熱伝達が遮断され得る。これに伴い、前記第１板１１１に伝達された熱が第２板１１２および／または第３板１１３を通じて前記電気素子１０、２０、３０側に伝達されることが遮断され得る。

これによって、前記バスバー１２０で発生した熱は、熱放出経路が第１板１１１側に集中され得ることによって放熱性能を高めることができる。

併せて、本発明に係るパワーリレーアセンブリ１００が図１１および図１２に図示された通り、筐体状のケース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ケース１と直接接する第１板１１１に集中され得ることによって、より効率的に放熱され得る。

一方、前記支持プレート１１０が第１板１１１、第２板１１２および第３板１１３に分離して形成される場合、前記第２板１１２および第３板１１３は前記第１板１１１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てもよい。すなわち、前記支持プレート１１０は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。このような場合、前記支持プレート１１０は第１板１１１のみ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た場合に比べて、全体的な熱容量が増加することによって放熱性能が高くなり得る。

本発明の第２実施例によると、前記支持プレート２１０は図５に図示された通り、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る。

すなわち、前記支持プレート２１０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得、前記バスバー１２０は前記支持プレート２１０と一体に形成された形態であり得る。ここで、前記バスバー１２０は前記樹脂形成組成物を利用したインサートモールディングを通じて、支持プレート２１０を成形する過程で少なくとも一部が前記樹脂形成組成物に埋め込まれた形態で支持プレート２１０と一体化され得、前記第１部分１２１および第２部分１２２が前記支持プレート２１０に埋め込まれた形態であり得る。

これに伴い、本発明の第２実施例に係る支持プレート２１０は前述した通り、前記第１板１１１、第２板１１２および第３板１１３に分離して形成され、前記第１板１１１、第２板１１２および第３板１１３がすべて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第１実施例の支持プレート１１０と同様に、全体的な熱容量を増加させて放熱性能をさらに高めることができ、煩わしい組立工程が省略されるため作業生産性を高めることができる。

さらに他の例として、第３〜第６実施例に係る支持プレート３１０、４１０、５１０、６１０は図６〜図９に図示された通り、放熱性能を維持しながら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１５０を含むことができる。この時、前記金属部材１５０は前記支持プレート３１０、４１０、５１０、６１０に全体が埋め込まれるか一部が埋め込まれた形態であり得る。また、前記金属部材１５０は支持プレート３１０、４１０、５１０、６１０のうち、絶縁性および放熱性を有するプラスチック材質で形成される部分に埋め込まれ得る。

これを通じて、前記支持プレート３１０、４１０、５１０、６１０は前記金属部材１５０を通じて、機械的強度を補強しながら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３１０、４１０、５１０、６１０は前記金属部材１５０を通じて機械的強度が向上し得ることによって、射出されたプレート３１０、４１０、５１０、６１０が薄い厚さを有することができる。

このような金属部材１５０は、インサート射出成形を通じて前記支持プレート３１０、４１０、５１０、６１０のうち絶縁性および放熱性を有するプラスチック材質で形成される部分と一体化された形態であり得る。

本発明で、前記金属部材１５０は所定の熱伝導度を有する金属材質である場合、制限なく使われ得る。非制限的な例として、前記金属部材１５０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１５０は第３および第５実施例の支持プレート３１０、５１０で図６および図８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で形成され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３１０、５１０の内部に埋め込まれ得る。

また、前記金属部材１５０は第４および第６実施例の支持プレート４１０、６１０で図７および図９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で形成される部分と接して一面が外部に露出するように、支持プレート４１０、６１０の一面に配置される形態であり得る。

この時、前記金属部材１５０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で形成され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、前記支持プレート３１０、４１０、５１０、６１０は前記金属部材１５０と絶縁性および放熱性を有するプラスチック材質で形成される部分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１５０は前記絶縁性および放熱性を有するプラスチック材質で形成され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が所定のパターンで形成されてもよい。

一方、前述した通り、本発明の第３〜第６実施例に係る支持プレート３１０、４１０、５１０、６１０が金属部材１５０を含む場合、前記金属部材１５０は前記支持プレート３１０、４１０、５１０、６１０に少なくとも一部が埋め込まれるバスバー１２０の端部から、所定の間隔ｄを維持するように配置され得る。すなわち、前記金属部材１５０は前記バスバー１２０のうち、第１部分１２１の下部側に所定の間隔ｄを維持しながら前記支持プレート３１０、４１０、５１０、６１０に一部又は全部が埋め込まれ得る。

具体的な一例として、前記金属部材１５０とバスバー１２０の第１部分１２１の間の隔離距離ｄは、１ｍｍ以上の間隔を有することができる。これは、絶縁性を維持しながら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１５０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１５０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１５０は四角または円形などのような閉ループの形態の縁を具備し、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して配置されたメッシュ型（ｍｅｓｈ ｔｙｐｅ）でもよい。前記金属部材１５０がメッシュ型である場合、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組み合わせられた多様な構造を形成するように配置され得る。

一方、本発明の第１〜第６実施例に係る支持プレート１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０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せず、また射出成形が可能な高分子化合物で具現された場合、制限なく使われ得る。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ィド（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われ得る。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または非多孔質であり得、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用できることを明かしておく。

前記複数個の電気素子１０、２０、３０は前記支持プレート１１０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、バッテリー電流センサ、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、４１０、５１０、６１０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てもよい。

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、バッテリーの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し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共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、前述した第１〜第６実施例に係る支持プレート１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０の一面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くの等量点を連結して、多く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、全体の長さ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記第１〜第６実施例に係る支持プレート１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０に埋め込まれ得る。

本発明の第１実施例に係る支持プレート１１０を具体的な一例として説明すると、前記バスバー１２０は、図４に図示された通り、前記支持プレート１１０に埋め込まれる第１部分１２１と、前記第１部分１２１の端部から延びる延長部分１２２、１２３を含むことができる。

また、前記延長部分１２２、１２３は全体の長さのうち、前記第１部分１２１の端部から前記支持プレート１１０の厚さ方向に延びる第２部分１２２と前記第２部分１２２の端部から延びて前記支持プレート１１０の外側に突出する第３部分１２３を含むことができ、前記第２部分１２２は前記第１部分１２１と共に支持プレート１１０に埋め込まれ得る。

ここで、前記支持プレート１１０に埋め込まれる第１部分１２１および第２部分１２２は、前記支持プレート１１０が第１板１１１、第２板１１２および第３板１１３が積層された形態で具現される場合、前記第２板１１２および第３板１１３に貫通形成される配置孔１１４ａ、１１４ｂに配置され得る。

これに伴い、前記支持プレート１１０に埋め込まれた第１部分１２１は、底面が前記第１板１１１に接触した状態で上面が前記第３板１１３により覆われ得、前記第１板１１１、第２板１１２および第３板１１３が固定結合される場合、前記第２板１１２および第３板１１３を通じて固定され得る。これによって、前記バスバー１２０は別途の固定部材を使わなくても前記支持プレート１１０に固定され得る。

また、前記支持プレート１１０に埋め込まれる第１部分１２１および第２部分１２２のうち少なくとも第１部分１２１は、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第１板１１１と直接接触するように配置され得る。

これを通じて、前記電気素子１０、２０、３０およびバスバー１２０の作動時に発生する熱は、放熱性を有するプラスチック材質で形成された第１板１１１側に伝達された後、外部に円滑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。

図面では前記第１部分１２１から延びる延長部分１２２、１２３が一つであるものとして図示したが、これに限定されず、前記延長部分１２２、１２３は複数個でもよい。

一方、本発明の第１〜第６実施例に係るバスバー１２０のうち、前記支持プレート１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０に埋め込まれる第１部分１２１および第２部分１２２の外面には公知の熱伝達物質（図示されず）が介在され得る。前記熱伝達物質は前記バスバー１２０に存在する熱を、放熱性を有する支持プレート１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０側に円滑に伝達することができる。

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、本発明の一実施例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１４０をさらに含むことができる。

前記保護コーティング層１４０は図４に図示された通り、本発明の第１実施例に係る支持プレート１１０、バスバー１２０の外部面をすべて覆うように塗布され得る。併せて、前記保護コーティング層１４０は、前記支持プレート１１０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１４０の塗布位置はこれに限定されず、支持プレート１１０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１４０は本発明の第２〜第６実施例に係る支持プレート２１０、３１０、４１０、５１０、６１０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１４０は、支持プレート１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０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１４０は、第１〜第６実施例に係る支持プレート１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０が絶縁性放熱フィラーが分散されたプラスチックで形成された場合、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１４０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ィド（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、これに制限されるものではない。

一方、前記保護コーティング層１４０は、前記第１〜第６実施例に係る支持プレート１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０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側に伝達された熱が外部に放出されることを妨害する恐れがある。これを解決するために、本発明に適用される保護コーティング層１４０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の場合、制限なく使われ得る。

一例として、前記保護コーティング層１４０は前述した第１〜第６実施例に係る支持プレート１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０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す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１４０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、４１０、５１０、６１０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で形成された場合、前記バスバー１２０は図１０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１４０と同一のものであり得る。すなわち、アルミニウム材質で形成されたバスバー１２０は、銅材質で形成されたバスバー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の材質で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、同一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で形成された場合、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で形成された場合に比べて増加する厚さを最小化しながらも、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を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、アルミニウム材質で形成されたバスバーは、同一形状を有する銅材質で形成された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、アルミニウム材質で形成され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、銅材質で形成されたバスバーと比較する時、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われ得る。

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、前記支持プレート１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０の一面に突出する電気素子１０、２０、３０およびバスバー１２０が外部に露出することを防止し、外部環境から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。

このようなカバー１３０は、第１〜第６実施例に係る支持プレート１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０と直接締結されてもよく、前記支持プレート１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０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筐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筐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１１に図示された通り、一つの支持プレート１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０を覆う方式でもよく、図１２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、４１０、５１０、６１０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第１〜第６実施例に係る支持プレート１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０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入るものと言える。

Claims (13)

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で形成された支持プレート；および
   前記電気素子と電気的に連結され、前記支持プレートに一部が埋め込まれる少なくとも一つのバスバー；を含み、
   前記バスバーは、前記支持プレートに埋設されて固定される第１部分と、前記第１部分の端部から前記支持プレートの厚さ方向に沿って延びる第２部分、及び前記第２部分から延びて前記支持プレートの外側に突出する第３部分を含み、
   前記バスバーの第１及び第２部分が前記支持プレート内に埋設されて外部に露出しない態様で前記バスバーが前記支持プレートに固定され、
   前記電気素子から前記バスバーに伝導した熱は、前記バスバーの第１及び第２部分が埋設された前記支持プレートに伝導し、前記支持プレートの全体を介して外部に放射される、パワーリレーアセンブリ。
2. 前記支持プレートは、前記バスバーの第１部分の一面が面接触する第１板と、前記支持プレートに埋め込まれるバスバーの一部と対応する形状の配置孔が形成されて前記第１板の一面に順次積層される第２板および第３板を含む、請求項１に記載のパワーリレーアセンブリ。
3. 前記第１板、第２板および第３板はすべて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る、請求項２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、放熱性および絶縁性を有する樹脂形成組成物がインサートモールディングを通じて形成されて、前記バスバーの一部が埋め込まれた状態で一体化される、請求項１に記載のパワーリレーアセンブリ。
5. 前記支持プレートは、前記バスバーのうち前記支持プレートに埋め込まれる部分の下部側に間隔をおいて離隔して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。
6. 前記金属部材は、前記支持プレートの内部に完全に埋め込まれるように配置される、請求項５に記載のパワーリレーアセンブリ。
7. 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５に記載のパワーリレーアセンブリ。
8. 前記金属部材は、前記バスバーのうち支持プレートに埋め込まれる部分から１ｍｍ以上の間隔を有するように前記支持プレートに配置される、請求項５に記載のパワーリレーアセンブリ。
9. 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５に記載のパワーリレーアセンブリ。
10. 前記金属部材と支持プレートの対向面との間には、熱伝達物質が介在される、請求項５に記載のパワーリレーアセンブリ。
11. 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。
12. 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。
13. 前記バスバーの外部への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で形成される、請求項１に記載のパワーリレーアセンブリ。

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