电路结构体的制作方法

1.本公开涉及电连接于车辆的负载与蓄电池之间的电路结构体。


背景技术：

2.在电动汽车、混合动力汽车等电动车辆中，搭载有包括电路结构体的电源装置，上述电路结构体包括用于使行驶用的蓄电池等与车辆侧的负载的电连接断续的继电器。例如，专利文献1中示出具备继电器的电路结构体，上述继电器相对于作为车辆侧的负载而经由逆变器连接的马达、发电机，使蓄电池的电力供给断续。
3.用于这样的电路结构体的继电器在连接时流动有50a以上的极大的电流，因此，产生与电流量的平方成正比的焦耳热，发热量也变大。因此，专利文献1提出一种构造，其利用将收容于箱体内的继电器的连接部与配置于箱体外的蓄电池的连接端子连接的汇流条的中间部分，进行继电器的散热。具体而言，公开如下构造：通过使延伸出至收容继电器的箱体外的汇流条的中间部经由绝缘性散热片而与机架、收容电源装置整体的外壳等抵接，从而将由继电器产生的热向机架、外壳热传导而散热。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2014
‑
79093号公报


技术实现要素：

7.发明所要解决的课题
8.构成将继电器与蓄电池连接的通电部的汇流条为了可耐受大电流而需要将厚度、面积确保得较大。因此，在专利文献1的构造中，需要使用大型的汇流条并追加散热用的路径，存在材料费、加工费上升这样的问题。另外，需要将大型的汇流条较长地走线至为了散热用而设置于箱体外的其他部件，无法避免继电器的连接部与散热部分的距离变大。因此，还固有无法高效地使继电器的发热散热这样的问题。
9.因此，目的在于提供抑制材料费、加工费的上升并且提高继电器的散热效率的新的构造的电路结构体。
10.用于解决课题的技术方案
11.在搭载于电动汽车、混合动力汽车等电动车辆的电源装置中，与车辆侧的负载并列地连接有电容器，能够从电容器和蓄电池双方稳定地对负载供给电力。而且，在包括进行蓄电池与负载的断续的继电器(以下，称为主继电器)的电路结构体中，除了包括主继电器之外，还包括对电容器进行预充电时所使用的预充电继电器及预充电电阻以绕过主继电器的方式串联连接的预充电电路。由此，通过在连接主继电器之前连接预充电继电器，能够对电容器进行预先充电，从而防止在连接主继电器时在电容器流过较大的浪涌电流而使主继电器的连接部损伤。本公开的电路结构体通过利用了预充电电路的新的构造，高效地实现主继电器的散热。
12.本公开的电路结构体包括：电连接于负载与蓄电池之间的主继电器、与上述主继电器并联连接的预充电电路、导热部件，上述预充电电路具有与上述主继电器连接的通电部，上述导热部件与上述通电部接触。
13.发明效果
14.根据本公开，能够提供抑制材料费、加工费的上升并且提高继电器的散热效率的新的构造的电路结构体。
附图说明
15.图1是表示本公开的实施方式1所涉及的电路结构体的立体图。
16.图2是概略地示出从蓄电池至负载的路径的电结构的图。
17.图3是图1所示的电路结构体的分解立体图。
18.图4是图1所示的电路结构体的俯视图。
19.图5是图4的v
‑
v剖视图。
具体实施方式
20.＜本公开的实施方式的说明＞
21.首先，列出本公开的实施方式进行说明。
22.本公开的电路结构体(1)包括：电连接于负载与蓄电池之间的主继电器、与上述主继电器并联连接的预充电电路、导热部件，上述预充电电路具有与上述主继电器连接的通电部，上述导热部件与上述通电部接触。
23.根据本公开的电路结构体，在设置于主继电器的附近的预充电电路中，在与连接于主继电器的汇流条连接的通电部的至少一部分区域接触有导热部件。因此，在主继电器的连接部的附近，能够高效地进行经由导热部件的主继电器的散热。并且，仅在现有的预充电电路的通电部的至少一部分接触导热部件即可，因此，不需要如以往构造那样使大型的汇流条为了散热用而较长地走线，能够通过简单的构造抑制成本并且实现主继电器的散热构造。另外，即便为了提高导热效率等而将预充电电路的通电部的表面积放大，也由于截面积比将主继电器与蓄电池连接的通电部小，所以能够抑制成本的上升。
24.此外，与预充电电路的主继电器连接的通电部是指将主继电器与预充电继电器和/或预充电电阻之间导通连接的部位。并且，作为与通电部接触的导热部件，只要是由热导率比空气好的部件构成，则均能够采用，例如，可采用绝缘性导热片、散热片等。
25.(2)优选地，包括收容上述主继电器和上述预充电电路的箱体，上述导热部件包括与上述箱体接触的平板状的第一导热片而构成。这是因为，作为导热部件由于平板状的第一导热片与箱体接触，因而能够将主继电器中的发热不经由空气层而从预充电电路的通电部向第一导热片及箱体导热。其结果是，能够构建更高效的主继电器的导热路径及基于它的散热构造。并且，箱体、预充电电路的通电部为现有的结构，因此，能够通过简单的构造构建在空间上高效的主继电器的导热路径。
26.(3)优选地，在上述(2)中，上述导热部件包括中间隔着上述箱体而与上述第一导热片对置配置的平板状的第二导热片而构成。这是因为，由于设置有中间隔着箱体而与第一导热片对置配置的第二导热片，因而能够经由第二导热片进一步将主继电器的热向外部
导热。由此，能够实现利用了更大的面积的主继电器的导热路径的构建、更加稳定的主继电器的散热。
27.(4)优选地，在上述(2)或者(3)中，包括保持上述预充电电路并被固定于上述箱体的保持台座，在上述箱体与上述保持台座之间配置有上述通电部和上述第一导热片，通过将上述保持台座向上述箱体固定而将上述通电部和上述第一导热片按压于上述箱体。这是因为，能够利用以往所使用的保持台座与箱体的抵接面之间，空间效率高地设置由通电部、第一导热片、箱体构成的主继电器的导热路径。并且，利用保持台座来按压通电部和导热片。由此，不需要追加的零件，便可防止导热路径中的因空气层的夹设等而引起的损失，能够有效地实现导热路径的稳定性、性能的提高。
28.(5)优选地，在上述(4)中，上述通电部由平板状的汇流条构成，上述汇流条配置为上述汇流条的板厚方向两侧的面与上述保持台座和上述第一导热片抵接，上述箱体和上述保持台座各自的上述抵接面为平板状，上述第一导热片具有柔软性。这是因为，能够在平板状的箱体与保持台座的抵接面之间无间隙地夹持平板状的通电部和第一导热片。特别是，由于第一导热片具有柔软性，因而能够通过第一导热片的变形吸收箱体、保持台座、汇流条所产生的尺寸公差，能够可靠地保持构成主继电器的导热路径的部件间的接触面积，实现导热性能的提高。
29.＜本公开的实施方式的详情＞
30.以下，参照附图对本公开的电路结构体的具体例进行说明。此外，本公开不限定于这些例示，而是由权利要求书示出，旨在包括与权利要求书等同含义及范围内的所有变更。
31.＜实施方式1＞
32.以下，参照图1～图5对本公开的实施方式1进行说明。电路结构体10例如搭载于电动汽车、混合动力汽车等车辆(未图示)。例如如图2所示，电路结构体10为了将行驶用蓄电池经由主继电器14连接于车辆侧负载16而使用。此处，行驶用蓄电池是蓄电池12，并作为对使车辆行驶的马达22供给电力的蓄电池而利用。电路结构体10能够以任意的朝向配置，但以下，使z方向为上方、使y方向为前方、使x方向为右方进行说明。另外，有时针对多个相同部件，仅对一部分部件标注附图标记，对其他部件省略附图标记。
33.＜电路结构体10＞
34.如图2所示，在电路结构体10的输入侧连接有对使车辆行驶的马达22供给电力的蓄电池12的输出侧。在电路结构体10的输出侧连接有车辆侧负载16。在电路结构体10的输入侧与输出侧之间，连接有将蓄电池12连接于车辆侧负载16的主继电器14。此外，在电路结构体10的主继电器14连接有预充电继电器26及预充电电阻28以绕过主继电器14的方式串联连接的预充电电路30。此外，在本公开的实施方式1中，如图2所示，预充电电阻28连接于预充电继电器26的输入侧及输出侧双方。并且，主继电器14和预充电继电器26是在励磁线圈的通电状态下使可动连接部移动而将连接部切换为接通/断开的继电器，并通过未图示的控制电路来进行接通/断开控制。
35.＜蓄电池12＞
36.蓄电池12将可充电的多个二次电池串联连接而提高输出电压，例如为100v～400v。另外，也能够将多个二次电池并联连接而增大电流容量。该二次电池能够使用锂离子二次电池、锂聚合物二次电池、镍氢电池等。另外，也能够取代二次电池，或者除二次电池之
外，还使用双电层电容器(edlc)等电容器。本说明书中二次电池还包括电容器。
37.＜车辆侧负载16＞
38.车辆侧负载16例如是将静电电容为200μf～5000μf的大容量的电容器18与负载的dc/ac逆变器20并联连接的结构。当在该电容器18完全放电的状态下主继电器14被切换为接通状态时，为了对电容器18进行充电而瞬间流动有极大的充电电流。极大的充电电流成为使主继电器14的连接部损伤的原因，因此，为了防止因充电电流引起的不利影响而设置预充电电路30。在本公开的实施方式1中，如图2所示，与主继电器14并列地设置预充电电路30。预充电电路30为了限制电容器18的充电电流，与预充电继电器26串联连接预充电电阻28。预充电电阻28在将预充电继电器26及主继电器14切换为接通的状态下，将电容器18的充电电流抑制得较小。此外，两个预充电电阻28的电阻值可以相同，也可以不同。或者，也可以仅设置一方的预充电电阻28。
39.车辆侧负载16经由dc/ac逆变器20而将蓄电池12连接于马达22和发电机24。dc/ac逆变器20将蓄电池12的直流转换为交流并向马达22供给，将发电机24的交流转换为直流并对蓄电池12进行充电。此外，图2示出混合动力车、插电式混合动力车。没有装备发电机的电动汽车经由dc/ac逆变器20而对马达供给电力，在再生制动时，将马达作为发电机，或者通过另外设置的发电机对蓄电池块进行充电。另外，在本公开的实施方式1中，使用dc/ac逆变器20，但也可以为dc/dc转换器。
40.在本公开的实施方式1中，如图2所示，通过未图示的控制电路将预充电继电器26切换为接通状态而对电容器18进行预充电。在对电容器18进行了预充电之后，将主继电器14切换为接通状态，从而防止主继电器14的连接部因电容器18的充电电流而损伤。
41.例如如图1、图3所示，电路结构体10具备箱体32、配设于箱体32的主继电器14、预充电电路30。
42.＜箱体32＞
43.箱体32通过将绝缘性的合成树脂注射成型为预定形状而成。构成箱体32的合成树脂也可以包括玻璃纤维等填料。例如如图3所示，箱体32作为整体而成为朝向上方开口的大致矩形箱体形状，且具有底壁34和从底壁34的端缘部朝向上方突设的周壁36。在本公开的实施方式1中，从上方观察时，箱体32的外形成为大致长方形。此外，箱体32的外形不限定于本实施方式的形状。
44.如图3及图4所示，在箱体32的底壁34的上表面38的右侧，且在沿着周壁36的四个部位，突设有成为圆筒形状的第一固定部40。另外，在箱体32的底壁34的上表面38的左侧，且在沿着周壁36的四个部位，以比第一固定部40低的高度尺寸突设有成为圆筒形状的第二固定部42。固定部40、42均与箱体32一体成型，在固定部40、42的内部均插通有未图示的螺栓。
45.＜第一导热片44及第二导热片46＞
46.如图3所示，在箱体32的底壁34的上表面38的中央附近，构成导热部件的两个大致矩形平板状的第一导热片44在前后方向上隔开微小间隙而并设。另外，如图5所示，在箱体32的底壁34的下表面48的中央附近，构成导热部件的两个矩形平板状的第二导热片46在前后方向上隔开微小间隙而并设。第一导热片44和第二导热片46为大致相同的形状，第二导热片46中间隔着箱体32而与第一导热片44对置配置。
47.第一导热片44和第二导热片46呈上下方向上扁平的片状，并由热导率比空气大的合成树脂构成。第一导热片44具有柔软性，且厚度尺寸能够根据在上下方向上施加的力而变化。
48.＜主继电器14＞
49.主继电器14是在其内部具有未图示的连接部及线圈部的所谓的机械式的结构。例如，如图1及图5所示，在主继电器14的左侧面沿前后方向排列设置有设置于后侧的第一电力端子50和设置于前侧的第二电力端子52。通过在第一电力端子50和第二电力端子52流过电流，从而在主继电器14的连接部产生热，且该热向第一电力端子50及第二电力端子52传导。在第一电力端子50及第二电力端子52分别形成有螺孔54(参照图5)。
50.如图4所示，在主继电器14的四角的下端部突设有从上方观察成为大致矩形状的固定腿部56。在固定腿部56沿上下方向形成有插通孔58(参照图4)。在箱体32的右侧收容有主继电器14，在固定腿部56载置在第一固定部40上的状态下，在插通孔58内插通有未图示的螺钉，从而将主继电器14固定于箱体32。
51.如图3所示，由具有大致l字形状的薄壁的汇流条构成的第一通电部60和具有大致曲柄形状的成为厚壁的第一汇流条62的一端部彼此被一起紧固并固定于第一电力端子50。即，通过使未图示的螺钉穿过在第一通电部60和第一汇流条62的一端部的中央部贯通设置的插通孔64、64并与第一电力端子50的螺孔54旋合，从而将一端部彼此一起紧固并固定。另外，如图3及图5所示，由具有大致l字形状的薄壁的汇流条构成的第二通电部66和具有大致曲柄形状的成为厚壁的第二汇流条68的一端部彼此一起紧固并固定于第二电力端子52。即，通过使螺钉70穿过在第二通电部66和第二汇流条68的一端部的中央部贯通设置的插通孔64、64并与第二电力端子52的螺孔54旋合，从而将一端部彼此一起紧固并固定。例如，第一汇流条62与电路结构体10的输入侧连接，第二汇流条68与电路结构体10的输出侧连接。
52.如图3及图5所示，第一通电部60和第二通电部66的另一端部侧在主继电器14收容于箱体32内的状态下，与箱体32的底壁34的上表面38平行地延伸出，构成导热部件抵接部72。由此，在将主继电器14收容并组装于箱体32时，第一通电部60和第二通电部66的导热部件抵接部72以抵接状态配置于在箱体32的底壁34的上表面38载置的第一导热片44上。此外，在导热部件抵接部72分别设置有朝向外侧突出并朝向上方延伸出的电阻连接部74。
53.此外，通电部60、66及汇流条62、68通过将金属板材冲压加工为预定形状而成。作为构成通电部60、66及汇流条62、68的金属，能够适当地选择铜、铜合金、铝、铝合金等热导率高、电阻低的金属。
54.＜预充电电路30＞
55.如图3～图5所示，预充电电路30保持于保持台座76。保持台座76通过将绝缘性的合成树脂注射成型为预定形状而成，作为整体成为扁平的大致矩形板状。构成保持台座76的合成树脂也可以包括玻璃纤维等填料。在保持台座76的四角突设有从上方观察成为矩形状的固定部78。在固定部78沿上下方向形成有插通孔80(参照图3)。如图3所示，在保持台座76的上表面，在前侧及后侧，朝向上方突设有预充电电阻装配部82，在左侧，朝向上方突设有预充电继电器装配部84。在预充电电阻装配部82和预充电继电器装配部84分别装配有预充电电阻28和预充电继电器26，并从保持台座76的下表面装配包括预充电继电器26用的输入用汇流条86的各种汇流条。由此，构成被保持于保持台座76的预充电电路30(参照图2)。
56.＜预充电电阻28＞
57.例如如图3所示，预充电电阻28成为在左右方向上细长地延伸的长方体形状。在预充电电阻28的左端部及右端部，分别向下方突出设有未图示的引脚端子。
58.＜预充电继电器26＞
59.例如如图3所示，预充电继电器26为比主继电器14小的长方体形状，是在内部具有未图示的连接部及线圈部的所谓的机械式的结构。多个引脚端子(未图示)从预充电继电器26的下表面向下方突出。
60.＜电路结构体10的组装工序＞
61.接着，对电路结构体10的组装工序的一个例子进行说明。电路结构体10的组装工序不限定于以下的记载。
62.首先，准备箱体32。接下来，通过汤姆逊模冲裁加工等公知的方法将两个第一导热片44及两个第二导热片46切出为预定形状。在箱体32的底壁34的上表面38的预定位置贴附两个第一导热片44，在箱体32的底壁34的下表面48的预定位置贴附两个第二导热片46。
63.相对于贴附有导热片44、46的箱体32，从上方收容主继电器14。在主继电器14的固定腿部56载置在设置于箱体32的第一固定部40上的状态下，在插通孔58内插通未图示的螺钉，从而将主继电器14固定于箱体32。第一通电部60和第二通电部66的另一端部侧在主继电器14收容并固定于箱体32内的状态下，与箱体32的底壁34的上表面38平行地延伸出，构成导热部件抵接部72。由此，第一通电部60和第二通电部66的导热部件抵接部72在载置于箱体32的底壁34的上表面38的第一导热片44上抵接而配置。
64.接着，在箱体32的右侧，从上方收容保持有预充电电路30的保持台座76。在保持台座76的固定部78载置在设置于箱体32的第二固定部42上的状态下，在插通孔80内插通未图示的螺钉，从而将保持有预充电电路30的保持台座76固定于箱体32。由此，设置于第一通电部60和第二通电部66的另一端部侧的电阻连接部74经由未图示的中继端子而与预充电电阻28的未图示的引脚端子连接，电路结构体10完成。
65.在该状态下，例如如图5所示，在箱体32与保持台座76的抵接面88、90之间配置有由第一通电部60和第二通电部66的另一端部侧构成的导热部件抵接部72和第一导热片44。即，在与主继电器14的汇流条62、68连接的预充电电路30的第一、第二通电部60、66的导热部件抵接部72接触而设置有第一导热片44。箱体32和保持台座76各自的抵接面88、90均为平板状，导热部件抵接部72配置为导热部件抵接部72的板厚方向两侧的面分别与保持台座76和第一导热片44抵接。其结果是，通过保持台座76，将导热部件抵接部72和第一导热片44相对于箱体32进行按压。
66.接着，对本实施方式的作用效果进行说明。根据本实施方式，在设置于主继电器14的附近的预充电电路30中，在连接于主继电器14的第一、第二电力端子50、52的第一、第二通电部60、66的一部分即导热部件抵接部72接触而设置有作为导热部件的第一导热片44。由此，在主继电器14的附近，能够经由第一导热片44而将由主继电器14产生的热迅速地导热，高效地进行主继电器14的散热。另外，现有的预充电电路30保持原样而仅在第一、第二通电部60、66的一部分即导热部件抵接部72设置导热部件，因此，不需要如以往构造那样，大型的汇流条为了散热用而较长地走线。因此，通过简单的构造，能够抑制成本并且实现主继电器14的散热构造。并且，即便为了提高导热效率等而将预充电电路30的第一、第二通电
部60、66整体的导热部件抵接部72的表面积放大，截面积也比如以往那样将连接主继电器14与蓄电池12的通电部的表面积放大的情况小，从而可抑制成本的上升。
67.另外，根据上述结构，以与预充电电路30中连接于主继电器14的第一、第二电力端子50、52的第一、第二通电部60、66的导热部件抵接部72接触的方式设置的平板状的第一导热片44在导热部件抵接部72与箱体32的底壁34之间被保持。由此，能够将由主继电器14产生的热不是经由空气层而是经由第一、第二通电部60、66及第一导热片44而向箱体32导热。其结果是，能够构建更高效的主继电器14的导热路径及基于它的散热构造。并且，箱体32、预充电电路30保持现有原样，能够通过简单的构造在空间上高效地构建主继电器14的导热路径及基于它的散热构造。
68.并且，设置有中间隔着箱体32而与第一导热片44对置配置的第二导热片46。由此，能够经由第二导热片46更高效地将主继电器14的热向外部导热，能够实现利用了更大的面积的主继电器14的导热路径的构建、更加稳定的主继电器14的散热。
69.此外，利用现有的保持台座76与箱体32之间的间隙而在保持台座76与箱体32的抵接面88、90之间配设导热部件抵接部72和第一导热片44。由此，能够空间效率高地在保持台座76与箱体32之间的间隙设置主继电器14的导热路径。并且，利用保持台座76向箱体32的固定力来按压导热部件抵接部72和第一导热片44。由此，不需要追加的零件，能够防止上述导热路径中的因空气层的夹设等而产生的损失，能够有效地实现导热路径的稳定性、性能的提高。
70.另外，根据上述结构，能够在箱体32与保持台座76的平板状的抵接面88、90之间，无间隙地夹持平板状的导热部件抵接部72和第一导热片44。并且，由于第一导热片44具有柔软性，所以能够通过第一导热片44变形来吸收箱体32、保持台座76、导热部件抵接部72所产生的尺寸公差。因此，能够可靠地确保构成主继电器14的导热路径的部件间的接触面积，实现导热性能的提高。
71.＜变形例＞
72.以上，作为本公开的具体例，对实施方式1进行了详述，本公开没有被该具体的记载而限定。能够实现本公开的目的的范围内的变形、改进等包含于本公开。例如以下那样的实施方式的变形例也包含于本公开的技术范围。
73.(1)在上述实施方式中，示出了在预充电电路30中在将主继电器14与预充电电阻28之间连接的第一、第二通电部60、66设置有导热部件(第一导热片44、第二导热片46)的例子，但不限定于此。也可以是，在采用将主继电器14与预充电继电器26之间导通连接的通电部的情况下，在导热部件抵接部设置导热部件。
74.(2)从主继电器14至电池12的路径与构成主继电器14的导热路径的结构组合而采用当然也是可以的。由此，能够使主继电器14的导热路径小型化，并且追加地利用根据利用了预充电电路30的本公开的结构的主继电器14与蓄电池12之间的导热路径。
75.(3)此外，作为设置于第一、第二通电部60、66的导热部件，只要是由热导率比空气好的部件构成的，则均能够采用。例如，也能够取代绝缘性的第一导热片44而采用散热片，或者除了绝缘性的第一导热片44之外还采用散热片。
76.(4)另外，在上述实施方式中，第一导热片44及第二导热片46被分割为两个，但也可以一体化。由此，可实现制作、贴附的操作性的提高。
77.(5)在上述的实施方式1中，示出了将本公开的构造应用于使并联连接电容器18的dc/ac逆变器20与蓄电池12之间的电连接断续的电路结构体10的例子。本公开的电路结构体10能够同样地应用于使并联其他电容器的负载与蓄电池12之间断续的所有电路结构体。
78.附图标记说明
79.10...电路结构体
80.12...蓄电池
81.14...主继电器
82.16...车辆侧负载(负载)
83.18...电容器
84.20...dc/ac逆变器(负载)
85.22...马达
86.24...发电机
87.26...预充电继电器
88.28...预充电电阻
89.30...预充电电路
90.32...箱体
91.34...底壁
92.36...周壁
93.38...上表面
94.40...第一固定部
95.42...第二固定部
96.44...第一导热片(导热部件)
97.46...第二导热片(导热部件)
98.48...下表面
99.50...第一电力端子
100.52...第二电力端子
101.54...螺孔
102.56...固定腿部
103.58...插通孔
104.60...第一通电部
105.62...第一汇流条
106.64...插通孔
107.66...第二通电部
108.68...第二汇流条
109.70...螺钉
110.72...导热部件抵接部
111.74...电阻连接部
112.76...保持台座
113.78...固定部
114.80...插通孔
115.82...预充电电阻装配部
116.84...预充电继电器装配部
117.86...输入用汇流条
118.88...抵接面
119.90...抵接面。