JP6788121B2 - 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、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、本発明はバスバーとして使われる材質を変更して、要求される放熱性能を確保しながらも軽量化および原価の節減を図り得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る上部ケース；前記上部ケースと結合される下部ケース；および前記電気素子と電気的に連結され、前記上部ケースと下部ケースの間に配置されて前記上部ケースおよび下部ケースのうち、少なくともいずれか一つと面接触する底部を含む少なくとも一つのバスバー；を含み、前記底部は少なくとも一面が前記上部ケースおよび下部ケースのうち、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パワーリレーアセンブリを提供する。

また、前記上部ケースおよび下部ケースは放熱性および絶縁性を有するプラスチックからなり得、前記底部は少なくとも一面が前記上部ケースの内面および下部ケースの内面のうち、いずれか一つの内面と面接触することができる。これを通じて、前記バスバーで発生した熱は接触面を通じて放熱が円滑に行われ得る。

また、前記バスバーが複数個で備えられ、前記複数個のバスバーのうち一部のバスバーが一部重なる位置に配置される場合、重なるバスバーを絶縁させるための内部プレートを含むことができる。このような場合、重なるバスバーは底部が内部プレートと面接触され得、前記内部プレートは放熱性能を高め得るように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得る。

また、前記上部ケースおよび下部ケースのうち少なくともいずれか一つは、構造的な強度を補強すると共に放熱性を高め得るように板状の金属部材を含むことができる。

また、前述したパワーリレーアセンブリは、露出面が絶縁性および放熱性を有するコーティング層が塗布されることによって放熱性能をさらに高めることができる。

また、前記バスバーは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たアルミニウム材質で形成されることによって、要求される放熱性能を確保しながらも軽量化および原価の節減を図ることができる。

一方、本発明は複数個の電気素子が一面に装着される上部ケース；前記上部ケースと結合される下部ケース；前記上部ケースおよび下部ケースの間に配置される板状の内部プレート；および前記電気素子と電気的に連結され、両面が前記上部ケースおよび内部プレートまたは前記内部プレートおよび下部プレートにそれぞれ面接触する底部を含む複数個のバスバー；を含み、前記底部は少なくとも一面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部分と接触するパワーリレーアセンブリを提供する。このような場合、前記上部ケース、下部ケースおよび内部プレート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。

本発明によると、バスバーと面接触する部分が放熱性および絶縁性を有する材質で形成されることによって、バスバーで発生した熱が迅速に分散され得る。これを通じて、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、本発明はバスバーの材質として表面に放熱性を有するコーティング層が形成されることによって、要求される放熱性能を確保しながらも軽量化することができ、生産コストを節減することができる。

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の分離図。 図１のＡ−Ａ方向断面図。 図１で上部ケースが除去された状態を示した図面。 図１の上部ケースを底面から見た図面。 図４で外部面にコーティング層が塗布された状態を示した図面。 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下部ケースの他の形態を示した断面図。 図７のさらに他の形態を示した断面図。 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。 図９の分離図。 図９のＢ−Ｂ方向断面図。 図９で上部ケースが除去された状態を示した図面。 図９の上部ケースを底面から見た図面。 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。

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、２００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および図９に図示された通り、少なくとも一つの電気素子１０、２０、３０、上部ケース１１０、下部ケース１２０、２２０およびバスバー１３０を含む。

前記少なくとも一つの電気素子１０、２０、３０は、前記上部ケース１１０の一面に装着され得、前記バスバー１３０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１３０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、前記バスバー１３０が複数個で備えられる場合、前記複数個のバスバー１３０は前記下部ケース１２０、２２０の一面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ればインバータに接続されたコンデンサは放電され得る。

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。

前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０は結合時に前記バスバー１３０を固定することができる。このために、図２および図１０に図示された通り、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０は着脱可能に結合され得、互いに対面する内部面の間に前記バスバー１３０の一部分が配置され得る。

すなわち、前記バスバー１３０は少なくとも一部が前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０の間に配置され得、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０が結合される場合、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０の間に配置された部分を通じて固定され得る。

一例として、前記バスバー１３０は図３および図１１に図示された通り、所定の面積および長さを有する板状の底部１３１を含むことができ、前記底部１３１は前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０の間に配置され得る。

この時、前記上部ケース１１０または下部ケース１２０、２２０は少なくとも一部が放熱性と絶縁性を共に有することができ、前記バスバーの底部１３１は、少なくとも一面が前記上部ケース１１０または下部ケース１２０、２２０のうち放熱性と絶縁性を有する部分と面接触され得る。

これに伴い、前記バスバー１３０は少なくとも一部が前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０が結合された結合体の内部に埋め込まれた形態で固定され得、前記バスバー１３０は前記結合体の内部に埋め込まれた部分が放熱性を有する部分と面接触することによって、前記少なくとも一つの電気素子１０、２０、３０の作動時に発生する熱が前記放熱性を有する部分に伝達された後、分散または放出され得る。

本発明で、前記少なくとも一つの電気素子１０、２０、３０は前記上部ケース１１０の一面に装着され得、前記上部ケース１１０の外側に突出したバスバー１３０の一部と連結され得る。

一方、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０はプラスチック材質で形成され得、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０のうち少なくともいずれか一つは、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。また、前記バスバーの底部１３１は、両面のうちいずれか一面が前記上部ケース１１０または下部ケース１２０、２２０の一面と面接触したり両面が上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０の一面とそれぞれ面接触され得る。

ここで、前記底部１３１と接触する上部ケース１１０の内面は図５および図１３に図示された通り、一定の高さで突出形成される突出部１１２を含むことができる。これに伴い、前記突出部１１２は前記底部１３１の一面と円滑に面接触され得る。しかし、前記上部ケース１１０の内面は前記底部１３１の一面と面接触できるのであれば、水平面で形成されてもよいことを明かしておく。

これによって、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０が結合された結合体の内部に配置される底部１３１は、少なくとも一面が放熱性および絶縁性を有する部分と常に接触した状態を維持することができる。

好ましくは、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０はいずれも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。これに伴い、図３に図示された通り、前記結合体の内部に配置されたバスバーの底部１３１の両面が上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０にそれぞれ接触される場合、前記電気素子１０、２０、３０の作動時に発生した熱は前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０の両側に伝達された後、放出され得る。

また、図１０および図１１に図示された通り、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０の間にバスバー１３０同士の接触を遮断して絶縁性を維持するための内部プレート１４０が配置される場合、前記上部ケース１１０、下部ケース１２０、２２０および内部プレート１４０はいずれも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、前記結合体の内部に配置されたバスバーの底部１３１は、両面が上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０に接触したり上部ケース１１０および内部プレート１４０に接触することができる。また、前記バスバー１３０のうち前記結合体の内部に配置される底部１３１は、両面が内部プレート１４０および下部ケース１２０、２２０に接触することができる。これを通じて、前記電気素子１０、２０、３０の作動時に発生した熱は、前記上部ケース１１０、下部ケース１２０、２２０および内部プレート１４０のうち２個の部分に同時に伝達された後放出され得る。

前記バスバー１３０は、前記上部ケース１１０の一面に装着される少なくとも一つの電気素子１０、２０、３０と電気的に連結され得る。

このために、前記バスバー１３０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１０、２０、３０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１３０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１３０は前記電気素子１０、２０、３０と容易に締結されるように、一回以上折り曲げられた部分を含むことができる。

一例として、前記バスバー１３０は図３および図１１に図示された通り、所定の面積を有する板状のバーの形態で備えられる底部１３１と、前記底部１３１から延びる少なくとも一つの高さ部１３２を含むことができる。

この時、前記底部１３１は前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０が結合された結合体の内部に完全に埋め込まれる部分であり得、前記高さ部１３２は前記底部１３１の端部から所定の長さで延びる部分であり得、前記高さ部１３２は前記上部ケース１１０の一面に装着される電気素子１０、２０、３０との連結のために、前記上部ケース１１０の外側に突出した部分を含むことができる。

しかし、前記バスバー１３０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の配置位置に応じて適切に変更され得る。

このようなバスバー１３０は複数個で備えられ得、前記複数個のバスバー１３０はそれぞれの底部１３１が前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０が結合された結合体の内部に位置するように配置され得る。

また、前記複数個のバスバー１３０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。

この時、前記複数個のバスバー１３０は図２および図４に図示された通り、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０が結合された結合体の内部に配置されるそれぞれの底部１３１が互いに重ならないように配置されてもよく、図１０および図１２に図示された通り、複数個のバスバーのうち一部の底部１３１が互いに重なる位置に配置されてもよい。

また、前記複数個のバスバー１３０のうち一部のバスバー１３０が前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０が結合された結合体の内部で底部１３１が重なるように配置される場合、図９に図示された通り、互いに重なる底部１３１間の電気的な絶縁のための内部プレート１４０は、互いに重なる底部１３１の間に位置するように配置され得る。

ここで、前記上部ケース１１０は図２および図９に図示された通り、前記バスバーの高さ部１３２が通過できるように、前記高さ部１３２と対応する位置に貫通形成される通過孔１１４を含むことができる。併せて、図９に図示された通り、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０の間に内部プレート１４０が配置される場合、前記内部プレート１４０側にも前記バスバーの高さ部１３２が通過できるように、前記高さ部１３２と対応する位置に貫通形成される通過孔（図示されず）を含んでもよい。

これに伴い、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０が結合された結合体の内部に完全に埋め込まれた底部１３１は、底面が前記下部ケース１２０、２２０の内面または内部プレート１４０の上面に直接接触することができ、前記底部１３１の上面は前記上部ケース１１０の内面または内部プレート１４０の下面に直接接触することができる。

これによって、前記底部１３１の一面とそれぞれ面接触する上部ケース１１０、下部ケース１２０、２２０および内部プレート１４０の部分が放熱性を有するプラスチック材質で形成された場合、前記電気素子１０、２０、３０およびバスバー１３０の作動時に発生した熱は放熱性を有するプラスチック材質で形成される部分に伝達された後、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。

併せて、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０が結合される場合、前記複数個のバスバー１３０は両面が前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０、または上部ケース１１０および内部プレート１４０、または内部プレート１４０および下部ケース１２０、２２０とそれぞれ面接触することによって固定され得る。これによって、前記バスバー１３０は別途の固定部材を使わなくても前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０が結合された結合体に固定され得る。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、２００は、前記バスバー１３０を前記上部ケース１１０または下部ケース１２０、２２０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。

具体的な一例として、前記複数個のバスバー１３０は図１〜図４に図示された通り、それぞれの底部１３１が互いに重ならないように配置され得る。このような場合、前記複数個のバスバー１３０は、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０の結合時に、前記底部１３１の上面は前記上部ケース１１０の内面と面接触され得、前記底部１３１の下面は前記下部ケース１２０、２２０の内面と面接触され得る。

他の例として、図９〜図１２に図示された通り、前記複数個のバスバー１３０のうち一部のバスバー１３０は、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０が結合された結合体の内部で底部１３１が高さ差を有するように配置され得、互いに異なる高さに配置された二つの底部１３１は一部が重なるように配置され得る。このような場合、互いに異なる高さに配置された二つの底部１３１の間には前記内部プレート１４０が配置され得る。ここで、前記内部プレート１４０は縁側に突出する少なくとも一つの結合部１４２が備えられ得、前記下部ケース１２０、２２０の一面には前記結合部１４２が締結される差し込み溝１２２が形成されることによって、前記内部プレート１４０が前記下部ケース１２０、２２０に着脱可能に結合され得る。

これに伴い、前記複数個のバスバー１３０のうち一部のバスバー１３０は底部１３１が前記上部ケース１１０および内部プレート１４０の間に配置され得、他の一部のバスバー１３０は底部１３１が前記内部プレート１４０および下部ケース１２０、２２０の間に配置され得る。また、前記複数個のバスバー１３０のうち一部のバスバー１３０は底部１３１が前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０の間に配置され得る。この時、前記内部プレート１４０は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ことによって、一部が互いに重なるように配置される二つの底部１３１が互いに電気的に連結されることを遮断することができる。

このような場合、前記複数個のバスバー１３０のうち底部１３１が上部ケース１１０および内部プレート１４０の間に配置されるバスバー１３０は、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０の結合時に、前記底部１３１の上面が上部ケース１１０の内面と面接触され得、前記底部１３１の下面が内部プレート１４０の上面に面接触され得る。

また、前記複数個のバスバー１３０のうち底部１３１が内部プレート１４０および下部ケース１２０、２２０の間に配置されるバスバー１３０は、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０の結合時に、前記底部１３１の上面が内部プレート１４０の下面と面接触され得、前記底部１３１の下面が下部ケース１２０、２２０の内面に面接触され得る。

併せて、前記複数個のバスバー１３０のうち底部１３１が上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０の間に配置されるバスバー１３０は、前述した実施例と同様に前記底部１３１の上面が前記上部ケース１１０の内面と面接触され得、前記底部１３１の下面が前記下部ケース１２０、２２０の内面と面接触され得る。

一方、前述した上部ケース１１０、下部ケース１２０、２２０および内部プレート１４０は、前記バスバー１３０の底部１３１と接触する部分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てもよく、前記上部ケース１１０、下部ケース１２０、２２０および内部プレート１４０のうち選択された一つまたは二つの部分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、前記上部ケース１１０、下部ケース１２０、２２０および内部プレート１４０は全体がすべて放熱性を有するプラスチック材質で形成され得る。これを通じて、全体的な熱容量が増加することによって放熱性能をさらに高めることができる。

一方、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０が結合された結合体の内部に配置されるバスバー１３０の底部１３１は、外面に公知の熱伝達物質（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１３０に存在する熱を放熱性を有する上部ケース１１０、下部ケース１２０、２２０または内部プレート１４０側に円滑に伝達することによって放熱性能を高めることができる。

また、前記下部ケース２２０は図７および図８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１２４を含むことができる。この時、前記金属部材１２４は前記下部ケース２２０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。

これを通じて、前記下部ケース２２０は前記金属部材１２４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、前記下部ケース２２０は前記金属部材１２４を通じて機械的強度が向上し得ることによって、前記下部ケース２２０が放熱性および絶縁性を有する樹脂形成組成物からなる射出物で製作されても薄い厚さを有することができる。このような金属部材１２４はインサート射出成形を通じて前記下部ケース２２０と一体化した形態であり得る。

本発明で、前記金属部材１２４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１２４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１２４は全面が前記下部ケース２２０により完全に囲まれるように前記下部ケース２２０の内部に埋め込まれ得、一面が外部に露出するように前記下部ケース２２０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１２４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た下部ケース２２０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、前記下部ケース２２０は前記金属部材１２４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１２４は前記下部ケース２２０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、前記下部ケース２２０が金属部材１２４を含む場合、前記金属部材１２４は前記下部ケース２２０の内面に接触する底部１３１の下面と所定の間隔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１２４は図７に図示された通り、前記バスバー１３０の底部１３１と所定の間隔ｄを維持しながら前記下部ケース２２０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１２４とバスバー１３０の底部１３１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１２４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１２４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１２４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１２４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。

図面と説明には、前記金属部材１２４が前記下部ケース２２０側にのみ含まれるものとして図示して説明したが、本発明はこれに限定されず、前記上部ケース１１０および／または内部プレート１４０側にも図７および図８に図示された形態の金属部材１２４が同じ方式で適用され得る。

一方、前記上部ケース１１０、下部ケース１２０、２２０および内部プレート１４０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。

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１５０をさらに含むことができる。

前記保護コーティング層１５０は図６に図示された通り、前記上部ケース１１０、下部ケース１２０、２２０、バスバー１３０等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１５０は、前記上部ケース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１５０の塗布位置はこれに限定されず、前記上部ケース１１０および下部ケース１２０、２２０の外部面にのみ塗布されてもよく、バスバー１３０の外部面にのみ塗布されてもよい。併せて、前記保護コーティング層１５０は図９〜図１３に図示されたパワーリレーアセンブリ２００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、上部ケース１１０、下部ケース１２０、２２０およびバスバー１３０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、前記上部ケース１１０、下部ケース１２０、２２０および内部プレート１４０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１５０は、前記パワーリレーアセンブリ１００、２００の外部面に塗布されることによって、前記上部ケース１１０、下部ケース１２０、２２０および内部プレート１４０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１５０は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１５０に含まれた絶縁性放熱フィラーは、前記上部ケース１１０、下部ケース１２０、２２０および内部プレート１４０に含まれ得る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。

一方、本発明に適用されるバスバー１３０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１３０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１３０がアルミニウム材質で形成された場合、前記バスバー１３０は図１４に図示された通り、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を含むことができ、前記放熱コーティング層Ｃは前述した保護コーティング層１５０と同一の内容が適用され得る。

すなわち、前記バスバー１３０がアルミニウム材質で形成された場合、アルミニウム材質で形成されたバスバー１３０は銅材質で形成されたバスバー１３０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１３０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１３０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１３０がアルミニウム材質で形成された場合、バスバー１３０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１３０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１３０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前述した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１３０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、２００は、前記電気素子１０、２０、３０およびバスバー１３０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（図示されず）をさらに含むことができる。

このようなカバーは、前記上部ケース１１０または下部ケース１２０、２２０と直接締結されてもよく、前記上部ケース１１０または下部ケース１２０、２２０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。

また、前記カバーは絶縁性を有する一般のプラスチック材質で形成されてもよいが、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。

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 (10)

1. 少なくとも一つの電気素子が一面に装着される上部ケース；
   前記上部ケースと結合される下部ケース；および
   前記電気素子と電気的に連結され、前記上部ケースと下部ケースの間に配置され、かつ所定の面積を有する板状に形成された底部を含む少なくとも一つのバスバー；を含み、
   前記底部の一面が前記上部ケースの内面に面接触し、前記底部の他面が前記下部ケースの内面に面接触し、
   前記底部と面接触する上部ケースの内面は、一定の高さに突出する突出部に設けられ、
   前記上部ケースおよび下部ケース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、前記電気素子の作動時に発生した熱は、前記上部ケース及び前記下部ケースに伝導して放射される、パワーリレーアセンブリ。
2. 前記バスバーは、前記底部と、前記底部から延びて前記上部ケースの外側に突出する少なくとも一つの高さ部を含む、請求項１に記載のパワーリレーアセンブリ。
3. 前記パワーリレーアセンブリは、前記上部ケースおよび下部ケースの間に配置される内部プレートをさらに含み、
   前記バスバーは複数個で備えられ、前記複数個のバスバーのうち一部のバスバーはそれぞれの底部が一部重なる位置に配置され、
   前記内部プレートは前記一部重なるバスバーの底部の間に位置するように配置される、請求項１に記載のパワーリレーアセンブリ。
4. 前記内部プレートは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、請求項３に記載のパワーリレーアセンブリ。
5. 前記複数個のバスバーのうち底部が互いに一部重なる位置に配置されるバスバーは、前記底部の両面が前記内部プレートおよび上部ケースの一面または前記内部プレートおよび下部ケースの一面と面接触する、請求項３に記載のパワーリレーアセンブリ。
6. 前記上部ケースおよび下部ケースのうち少なくともいずれか一つは板状の金属部材を含み、前記金属部材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上部ケースまたは下部ケースとインサートモールディングを通じて一体化される、請求項１に記載のパワーリレーアセンブリ。
7. 前記金属部材は前記上部ケースまたは下部ケースの内部に完全に埋め込まれるか一面が外部に露出するように前記上部ケースまたは下部ケースの一面に固定される、請求項６に記載のパワーリレーアセンブリ。
8. 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。
9. 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。
10. 少なくとも一つの電気素子が一面に装着される上部ケース；
    前記上部ケースと結合される下部ケース；
    前記上部ケースおよび下部ケースの間に配置される板状の内部プレート；および
    前記電気素子と電気的に連結された少なくとも一つのバスバーにして、所定の面積を有する板状に形成され、かつ前記上部ケースおよび内部プレートの面、または前記内部プレートおよび前記下部ケースの面にそれぞれ面接触する両面を有する底部を含む少なくとも一つのバスバー；を含み、
    前記底部と面接触する上部ケースの内面は、一定の高さに突出する突出部に設けられ、
    前記上部ケース、前記下部ケース、及び前記内部プレートは、放熱性および絶縁性を有するプラスチックで形成され、前記電気素子の作動時に発生した熱は、前記上部ケース、前記下部ケース、及び前記内部プレートに伝導して放射される、パワーリレーアセンブリ。

Images