-
Technisches Gebiet
-
Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technik betrifft eine elektrische Vorrichtung.
-
Stand der Technik
-
In Fahrzeugen wie etwa Elektroautos oder Hybridautos ist als Leistungsquelle ein Batteriemodul eingebaut. Das Batteriemodul ist mit mehreren elektrischen Zellen versehen und führt Verbrauchern wie etwa einem Motor elektrische Leistung zu. Mit dem Batteriemodul ist eine elektrische Vorrichtung verbunden, um einen elektrischen Strom zu den Verbrauchern fließen zu lassen oder den Stromfluss zu unterbrechen. Als eine solche elektrische Vorrichtung ist die in der
JP 2011-88598A offenbarte elektrische Vorrichtung bekannt.
-
Liste zitierter Druckschriften
-
Patentdokumente
-
Patentdokument 1:
JP 2011-88598A -
Zusammenfassung der Erfindung
-
Technische Aufgabe
-
In Elektroautos oder Hybridautos ist in neuerer Zeit ein relativ hoher Stromfluss erforderlich. Je höher der Stromwert, desto größer die in der elektrischen Vorrichtung erzeugte Wärmemenge.
-
Zur Verringerung der Wärmeerzeugung ist es vorstellbar, den elektrischen Widerstandswert der leitenden Elemente (bzw. Leiter) zu verringern, die in der elektrischen Vorrichtung vorgesehen sind. Um den Widerstandswert der leitenden Elemente zu verringern, ist eine Verwendung leitender Elemente mit großer Querschnittsfläche vorstellbar. Eine bloße Verwendung leitender Elemente mit großer Querschnittsfläche erhöht jedoch die Gesamtgröße der elektrischen Vorrichtung und ist somit unrealistisch. Es besteht also Bedarf an einer effizienten Kühlung der elektrischen Vorrichtung, wenn ein Strom hindurchfließt.
-
Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technik entstand angesichts der oben beschriebenen Umstände, und eine Aufgabe derselben ist es, den Wirkungsgrad der Kühlung einer elektrischen Vorrichtung zu verbessern.
-
Lösung der Aufgabe
-
Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technik betrifft eine elektrische Vorrichtung, die umfasst: ein Gehäuse und ein in dem Gehäuse angeordnetes leitendes Element, wobei das Gehäuse mit einem isolierenden, flüssigen Kältemittel gefüllt ist und mindestens ein Teil des leitenden Elements in das flüssige Kältemittel eingetaucht ist.
-
Gemäß der oben beschriebenen Ausbildung wird Wärme, die in dem leitenden Element beim Hindurchfließen eines Stroms erzeugt wird, auf das flüssige Kältemittel übertragen, in welches das leitende Element eingetaucht ist. Dementsprechend kann das leitende Element effizient gekühlt werden, und dies ermöglicht eine effiziente Kühlung der elektrischen Vorrichtung, in der das leitende Element angeordnet ist.
-
Die Ausführungsformen der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Technik umfassen die folgenden bevorzugten Aspekte.
-
Bevorzugt umfasst das leitende Element eine Stromschiene.
-
Gemäß der oben beschriebenen Ausbildung ist eine effiziente Kühlung der Stromschiene möglich, durch die ein relativ starker Strom fließen gelassen wird.
-
Bevorzugt umfasst das leitende Element eine Spule.
-
Gemäß der oben beschriebenen Ausbildung kann Wärme, die aus der Spule erzeugt wird, während ein Strom durch die Spule fließt, effizient auf das flüssige Kältemittel übertragen werden. Daher ist eine effiziente Kühlung der elektrischen Vorrichtung möglich, welche die Spule umfasst.
-
Bevorzugt umfasst das leitende Element einen Widerstand.
-
Gemäß der oben beschriebenen Ausbildung ist eine effiziente Kühlung des Widerstands möglich, der beim Hindurchfließen eines Stroms voraussichtlich Wärme erzeugt.
-
Bevorzugt hat das Gehäuse ein aus Metall hergestelltes Wärmeabfuhrelement, und das leitende Element steht mit dem Wärmeabfuhrelement wärmeübertragend in Kontakt.
-
Gemäß der oben beschriebenen Ausbildung wird Wärme, die in dem leitenden Element beim Hindurchfließen eines Stroms erzeugt wird, auf das Wärmeabfuhrelement übertragen und aus dem Wärmeabfuhrelement aus dem Gehäuse heraus abgeführt. Dementsprechend kann der Wirkungsgrad der Kühlung der elektrischen Vorrichtung weiter verbessert werden.
-
Bevorzugt ist das leitende Element auf einer Verteilungstafel angeordnet, die aus einem isolierenden Material hergestellt ist, und die Verteilungstafel ist an dem Wärmeabfuhrelement befestigt.
-
Gemäß der oben beschriebenen Ausbildung wird in dem leitenden Element erzeugte Wärme aus der Verteilungstafel auf das Wärmeabfuhrelement übertragen und aus dem Gehäuse heraus abgeführt. Dabei sind das leitende Element und das Wärmeabfuhrelement durch die Verteilungstafel voneinander isoliert, und auf diese Weise ist eine effiziente Kühlung des leitenden Elements möglich, während das leitende Element und das Wärmeabfuhrelement elektrisch voneinander isoliert sind.
-
Bevorzugt hat das Gehäuse einen Einlass, über den das flüssige Kältemittel in das Gehäuse strömt, und einen Auslass, aus dem das flüssige Kältemittel aus dem Gehäuse herausströmt.
-
Gemäß der oben beschriebenen Ausbildung kann das flüssige Kältemittel, das eine relativ niedrige Temperatur hat, über den Einlass in das Gehäuse strömen gelassen werden und das flüssige Kältemittel, das durch die Absorption von Wärme des leitenden Elements eine erhöhte Temperatur hat, aus dem Auslass aus dem Gehäuse herausströmen gelassen werden. Dementsprechend kann der Temperaturgradient zwischen dem leitenden Element und dem flüssigen Kältemittel beibehalten werden, was es ermöglicht, den Wirkungsgrad der Kühlung der elektrischen Vorrichtung zu verbessern.
-
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
-
Gemäß der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Technik ist es möglich, den Wirkungsgrad der Kühlung einer elektrischen Vorrichtung zu verbessern.
-
Figurenliste
-
- 1 ist eine Querschnittsansicht eines Relais gemäß Ausführungsform 1.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die das Relais darstellt.
- 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die das Relais darstellt.
- 4 ist eine Querschnittsansicht eines Relais gemäß einer Abwandlung der Ausführungsform 1.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen elektrischen Anschlusskasten gemäß Ausführungsform 2 darstellt.
- 6 ist eine Planansicht, die den elektrischen Anschlusskasten darstellt.
- 7 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VII-VII in 6.
- 8 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den elektrischen Anschlusskasten darstellt.
- 9 ist eine Planansicht, die eine Schaltungsanordnung darstellt.
- 10 ist eine Querschnittsansicht eines elektrischen Anschlusskastens gemäß einer Abwandlung der Ausführungsform 2.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
Ausführungsform 1
-
Ausführungsform 1 der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Technik wird mit Bezug auf 1 bis 3 beschrieben. Ein Relais 10 (ein Beispiel für eine elektrische Vorrichtung) gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist versehen mit: einem Gehäuse 11 in der Form eines im Wesentlichen rechteckigen Quaders; einer Spule 12 (einem Beispiel für ein leitendes Element), die in dem Gehäuse 11 untergebracht ist; festen Anschlüssen 13 (einem Beispiel für das leitende Element) und einem beweglichen Element 14 (einem Beispiel für das leitende Element), das fähig ist, mit den festen Anschlüssen 13 in Kontakt zu treten. Zu der folgenden Beschreibung wird als Voraussetzung angemerkt, dass sich, mit 1 als Standard, „obere“ auf die obere Seite in 1 und „untere“ auf die untere Seite in 1 bezieht. Des Weiteren bezieht sich, mit 1 als Standard, „rechts“ auf die rechte Seite in 1 und „links“ auf die linke Seite in 1.
-
Gehäuse 11
-
Das Gehäuse 11 ist versehen mit: einem Behälter 16 mit einer Öffnung 15, die sich nach oben öffnet; und einer oberen Abdeckung 17, die auf die Öffnung 15 des Behälters 16 aufgesetzt ist und die Öffnung 15 verschließt. Die Öffnung 15 des Behälters 16 ist von oben gesehen im Wesentlichen rechteckig. Die obere Abdeckung 17 ist an die Form der Öffnung 15 angepasst und hat eine etwas größere Außenform als die Öffnung 15.
-
Der Behälter 16 kann aus Metall oder einem isolierenden Kunststoff bzw. Kunstharz hergestellt sein. Der Behälter 16 hat eine Bodenwand 18 und vier Seitenwände 19, die von den Seitenkanten der Bodenwand 18 nach oben verlaufen. Auf den oberen Kanten der Seitenwände 19 sind Flanschabschnitte 20 vorgesehen, die in der Dickenrichtung der Seitenwände 19 nach außen abstehen und nach oben gebogen sind. Die Flanschabschnitte 20 sind zur Anbringung einer Dichtung 21 in einer von oben gesehen rechteckigen Rahmenform daran gestaltet. Die Dichtung 21 ist bevorzugt aus einem elastischen Kunststoff bzw. Kunstharz, nämlich aus Gummi, hergestellt.
-
Die Bodenwand 18 des Behälters 16 hat an vier Ecken derselben Säulenabschnitte 22, die so gebildet sind, dass sie von dem unteren Ende der jeweiligen Seitenwände 19 zu dem oberen Ende verlaufen. Die Säulenabschnitte 22 stehen von den vier Ecken nach innen ab. Jeder Säulenabschnitt 22 hat an seinem oberen Ende ein Schraubenloch 23, das nach unten verläuft. Des Weiteren weist die Dichtung 21 in der vertikalen Richtung hindurchgehende Durchgangslöcher 24 an Stellen auf, die in einem Zustand, in dem die Dichtung 21 an den Flanschabschnitten 20 angebracht ist, den Schraubenlöchern 23 der Säulenabschnitte 22 entsprechen.
-
Die obere Abdeckung 17 ist aus einem isolierenden Kunststoff bzw. Kunstharz hergestellt. Die obere Abdeckung 17 hat eine obere Wand 25 und Seitenwände 26, die von den Kanten der oberen Wand 25 nach unten verlaufen. Sie ist so ausgebildet, dass in einem Zustand, in dem die obere Abdeckung 17 an dem Behälter 16 befestigt ist, die unteren Endabschnitte der Seitenwände 26 der oberen Abdeckung 17 von oben gegen die Dichtung 21 anliegen. Daher ist die Dichtung 21 zwischen den unteren Enden der Seitenwände 26 der oberen Abdeckung 17 und den Flanschabschnitten 20 der Seitenwände 19 des Behälters 16 eingefügt. Dementsprechend sind der Behälter 16 und die obere Abdeckung 17 flüssigkeitsdicht versiegelt.
-
Die obere Wand 25 der oberen Abdeckung 17 hat an ihren vier Ecken Durchgangslöcher 27, die in der vertikalen Richtung hindurchgehen. Schrauben 28 sind jeweils in die Durchgangslöcher 27 eingeführt. Beim Hindurchführen durch die Durchgangslöcher 27 der oberen Abdeckung 17 und die Durchgangslöcher 24 der Dichtung 21 werden die Schrauben 28 in die Schraubenlöcher 23 der Säulenabschnitte 22 des Behälters 16 geschraubt. Dementsprechend ist die obere Abdeckung 17 mit den Schrauben 28 an dem Behälter 16 fixiert.
-
An einer mittleren Stelle in der Links-Rechts-Richtung der oberen Wand 25 der oberen Abdeckung 17 ist eine nach oben abstehende Trennwand 29 gebildet. Rechts und links von der Trennwand 29 sind jeweils feste Anschlüsse 13 angeordnet, die durch die obere Wand 25 der oberen Abdeckung 17 führen. Da die festen Anschlüsse 13 durch die Trennwand 29 voneinander getrennt sind, kann ein Kurzschluss zwischen den festen Anschlüssen 13 verhindert werden. Die Endabschnitte der festen Anschlüsse 13, die in dem Gehäuse 11 liegen, dienen als feste Kontakte 30.
-
Zwischen jedem festen Anschluss 13 und der oberen Abdeckung 17 ist eine Dichtung 31 aus elastischem Kunststoff bzw. Kunstharz eingefügt. Die Dichtungen 31 sind bevorzugt aus Gummi hergestellt. Die Dichtungen 31 stehen sowohl mit den festen Anschlüssen 13 als auch mit der oberen Abdeckung 17 in engem Kontakt, so dass die festen Anschlüsse 13 und die obere Abdeckung 17 flüssigkeitsdicht versiegelt sind.
-
Spule 12
-
Auf der Bodenwand 18 des Behälters 16 ist ein Sockelelement 32 angeordnet. Das Sockelelement 32 hat eine obere Platte 33 und Beinabschnitte 34. Ein Bereich unter der oberen Platte 33 ist ein Raum, in den ein flüssiges Kältemittel 35 strömen kann, das noch beschrieben wird.
-
Die Spule 12 ist auf der oberen Platte 33 des Sockelelements 32 platziert. Die Spule 12 ist um einen Kern 36 gewickelt. Die Spule 12 hat eine bekannte Ausbildung, bei der ein isolierbeschichteter elektrischer Draht aufgewickelt ist. Der Kern 36 hat eine in der vertikalen Richtung verlaufende Form. Der Kern 36 ist aus einem magnetischen Material hergestellt, und jedes magnetische Material wie zum Beispiel Eisen oder eine Eisenlegierung ist als Kern 36 verwendbar.
-
Eine abstehende Welle 37 steht von dem oberen Endabschnitt des Kerns 36 nach oben ab. Ein aus magnetischem Material hergestelltes Magnetelement 38 ist an dem oberen Endabschnitt der abstehenden Welle 37 fixiert. Das Magnetelement 38 ist plattenförmig und verläuft in der Links-Rechts-Richtung.
-
Das bewegliche Element 14 ist auf der oberen Fläche des Magnetelements 38 angeordnet. Das bewegliche Element 14 ist leitend und aus einem Material hergestellt, das durch eine Magnetkraft von dem Magnetelement 38 angezogen werden kann. Als Metall zur Herstellung des beweglichen Elements 14 ist gegebenenfalls jedes Material wie etwa Eisen oder eine Eisenlegierung in geeigneter Weise wählbar.
-
Das bewegliche Element 14 ist plattenförmig und verläuft im Wesentlichen in der Links-Rechts-Richtung. Zwei nach unten abstehende Beinabschnitte 40 sind jeweils an Stellen in der Nähe des linken und des rechten Endabschnitts des beweglichen Elements 14 gebildet. Die Abschnitte des beweglichen Elements 14, die mit den festen Kontakten 30 in Kontakt treten, dienen als bewegliche Kontakte 41. Die beweglichen Kontakte 41 sind an Stellen unter den festen Kontakten 30 gebildet. Die beweglichen Kontakte 41 stehen in Form einer gekrümmten Fläche von der oberen Fläche des beweglichen Elements 14 nach oben ab.
-
Ein Vorspannabschnitt 39, der in der vertikalen Richtung verläuft, ist zwischen den zwei Beinabschnitten 40 sowie zwischen dem beweglichen Element 14 und dem Magnetelement 38 angeordnet. Der Vorspannabschnitt 39 enthält im Inneren eine Feder, die das bewegliche Element 14 nach oben vorspannt, wobei die Feder nicht im Einzelnen gezeigt ist. Durch die elastische Kraft der Feder ist das bewegliche Element 14 nach oben vorgespannt, um die beweglichen Kontakte 41 mit den festen Kontakten 30 in Kontakt zu bringen. Es wird angemerkt, dass jede Feder wie etwa eine Schraubenfeder, eine Spiralfeder oder eine Tellerfeder in geeigneter Weise als Feder wählbar ist.
-
Es wird angemerkt, dass beim Fließenlassen eines Stroms durch die Spule 12 das bewegliche Element 14 durch eine in der Spule 12 und dem Kern 36 erzeugte Magnetkraft von dem Magnetelement 38 angezogen wird. Infolgedessen wird die elektrische Verbindung zwischen den festen Kontakten 30 und den beweglichen Kontakten 41 getrennt.
-
Flüssiges Kältemittel 35
-
Wie in 1 gezeigt, ist das Gehäuse 11 mit dem isolierenden, flüssigen Kältemittel 35 gefüllt. In 1 ist das flüssige Kältemittel 35 schraffiert dargestellt. Als flüssiges Kältemittel 35 sind beispielsweise ein oder mehrere Kältemittel verwendbar, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, welche aus Perfluorkohlenstoff, Hydrofluorether, Hydrofluorketon und Fluorinertfluid, Öl wie etwa Silikonöl oder flüssigem Paraffinöl und einem Kältemittel auf Kohlenwasserstoffbasis besteht.
-
Die Menge des flüssigen Kältemittels 35 ist von der Art, dass bevorzugt mindestens ein Teil der Spule 12 in das flüssige Kältemittel 35 eingetaucht ist und weiter bevorzugt die gesamte Spule 12 in das flüssige Kältemittel 35 eingetaucht ist. Besonders bevorzugt sind außerdem in einem Zustand, in dem die festen Kontakte 30 und die beweglichen Kontakte 41 miteinander in Kontakt stehen, die festen Kontakte 30 und die beweglichen Kontakte 41 in das flüssige Kältemittel 35 eingetaucht. Des Weiteren ist auch eine Befüllung mit dem flüssigen Kältemittel 35 bis zu dem oberen Endabschnitt des Behälters 16 möglich.
-
Zusammenbauprozess für das Relais 10
-
Im Folgenden wird ein Beispiel für einen Prozess zum Zusammenbau des Relais 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Es wird angemerkt, dass der Prozess zum Zusammenbau des Relais 10 nicht auf die nachfolgende Beschreibung begrenzt ist.
-
Zuerst wird das Sockelelement 32 auf der Bodenwand 18 des Behälters 16 platziert. Das Bauteil, das durch Wickeln der Spule 12 um den Kern 36 und Montieren des Magnetelements 38 und des beweglichen Elements 14 an die Spule 12 gewonnen ist, wird auf dem Sockelelement 32 platziert.
-
Sodann wird das flüssige Kältemittel 35 aus der Öffnung 15 des Behälters 16 in den Behälter 16 gespritzt. Nach dem Einspritzen einer vorbestimmten Menge des flüssigen Kältemittels 35 wird die Dichtung 21 an den Flanschabschnitten 20 des Behälters 16 angebracht. Es wird angemerkt, dass die Dichtung 21 auch zu jedem anderen Zeitpunkt an den Flanschabschnitten 20 angebracht werden kann, bevor die obere Abdeckung 17 befestigt wird.
-
Dagegen werden die festen Anschlüsse 13 über die Dichtungen 21 an die obere Abdeckung 17 montiert. Die obere Abdeckung 17, in der die festen Anschlüsse 13 montiert sind, und der Behälter 16 werden mithilfe der Schrauben 28 aneinander fixiert. Die Schrauben 28 werden durch die Durchgangslöcher 27 der oberen Abdeckung 17 und die Durchgangslöcher 24 der Dichtung 21 eingeführt und in die Schraubenlöcher 23 geschraubt, die in den Säulenabschnitten 22 des Behälters 16 gebildet sind. Dementsprechend werden die obere Abdeckung 17 und der Behälter 16 flüssigkeitsdicht aneinander fixiert. Damit ist das Relais 10 fertiggestellt.
-
Funktionen und Wirkungen der Ausführungsform
-
Im Folgenden werden Funktionen und Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Das Relais 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist versehen mit: dem Gehäuse 11; der in dem Gehäuse 11 angeordneten Spule 12; den festen Anschlüssen 13 und dem beweglichen Element 14, und das Gehäuse 11 ist mit dem isolierenden, flüssigen Kältemittel 35 gefüllt. Die Spule 12 und das bewegliche Element 14 sind in das flüssige Kältemittel 35 eingetaucht, und mindestens die festen Kontakte 30 der festen Anschlüsse 13 sind in das flüssige Kältemittel 35 eingetaucht.
-
Gemäß der oben beschriebenen Ausbildung wird Wärme, die in der Spule 12, den festen Anschlüssen 13 und dem beweglichen Element 14 beim Hindurchfließen eines Stroms erzeugt wird, auf das flüssige Kältemittel 35 übertragen, das mit der Spule 12, den festen Anschlüssen 13 und dem beweglichen Element 14 in Kontakt steht. Dementsprechend ist eine effiziente Kühlung der Spule 12, der festen Anschlüsse 13 und des beweglichen Elements 14 möglich. Infolgedessen kann das Relais 10, in dem die Spule 12, die festen Anschlüsse 13 und das bewegliche Element 14 angeordnet sind, effizient gekühlt werden. Dementsprechend ist es möglich, eine Temperaturerhöhung des Relais 10 zu unterdrücken, ohne die Größe des Relais 10 zu erhöhen.
-
Des Weiteren umfasst das Relais 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Spule 12.
-
Gemäß der vorangehenden Ausbildung kann Wärme, die aus der Spule 12 erzeugt wird, während ein Strom durch die Spule 12 fließt, effizient auf das flüssige Kältemittel 35 übertragen werden. Daher ist eine effiziente Kühlung des Relais 10 möglich, das die Spule 12 umfasst.
-
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform fließt der Strom während eines Zeitraums, in dem ein Stromfluss zwischen den beiden festen Anschlüssen 13 unterbrochen ist, weiter durch die Spule 12. Je länger also der Zeitraum ist, in dem der Stromfluss zwischen den festen Anschlüssen 13 unterbrochen ist, desto größer wird die Menge der Wärmeerzeugung aus der Spule 12. Auch in einem solchen Fall wird in der Spule 12 erzeugte Wärme auf das flüssige Kältemittel 35 übertragen, und somit ist eine effiziente Kühlung der Spule 12 möglich.
-
Abwandlung der Ausführungsform 1
-
Im Folgenden wird eine Abwandlung der Ausführungsform 1 mit Bezug auf 4 beschrieben. In dem Relais 10 gemäß dieser Abwandlung hat eine Seitenwand 19 des Behälters 16 einen Einlass 42, über den das flüssige Kältemittel 35 in den Behälter 16 strömt, und einen Auslass 43, aus dem das flüssige Kältemittel 35 aus dem Behälter 16 herausströmt.
-
Eine in 4 gezeigte rechte Seitenwand 19A, die eine der Seitenwände 19 des Behälters 16 ist, hat den Einlass 42, der in der Links-Rechts-Richtung durch die rechte Seitenwand 19A führt, und ein Zuleitungsrohr 44 verläuft von dem Lochrandabschnitt des Einlasses 42 nach rechts. Das Zuleitungsrohr 44 ist mit einer nicht gezeigten Pumpe verbunden, und mit dieser Pumpe wird das flüssige Kältemittel 35 aus dem Zuleitungsrohr 44 über den Einlass 42 in den Behälter 16 strömen gelassen.
-
Eine in 4 gezeigte linke Seitenwand 19B, die eine der Seitenwände 19 des Behälters 16 ist, hat den Auslass 43, der in der Links-Rechts-Richtung durch die linke Seitenwand 19B führt. Ein Ableitungsrohr 45 verläuft von dem Lochrandabschnitt des Auslasses 43 nach links. Das flüssige Kältemittel 35 in dem Behälter 16 wird aus dem Auslass 43 durch das Ableitungsrohr 45 aus dem Behälter 16 herausströmen gelassen.
-
Bis auf die oben beschriebenen sind die Ausbildungen im Wesentlichen die gleichen wie in Ausführungsform 1, und somit sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen und redundante Beschreibungen weggelassen.
-
Gemäß der vorliegenden Abwandlung hat der Behälter 16 den Einlass 42, über den das flüssige Kältemittel 35 in den Behälter 16 strömt, und den Auslass 43, aus dem das flüssige Kältemittel 35 aus dem Behälter 16 herausströmt.
-
Gemäß der oben beschriebenen Ausbildung kann das flüssige Kältemittel 35, das eine relativ niedrige Temperatur hat, über den Einlass 42 in das Gehäuse 11 strömen gelassen werden und das flüssige Kältemittel 35, das durch die Absorption von Wärme der Wärmespule 12, der festen Anschlüsse 13 und des beweglichen Elements 14 eine erhöhte Temperatur hat, aus dem Auslass 43 aus dem Gehäuse 11 herausströmen gelassen werden. Dementsprechend kann der Temperaturgradient zwischen der Spule 12, den festen Anschlüssen 13 und dem beweglichen Element 14 einerseits sowie dem flüssigen Kältemittel 35 andererseits beibehalten werden, was es ermöglicht, den Wirkungsgrad der Kühlung des Relais 10 zu verbessern.
-
Ausführungsform 2
-
Nachfolgend wird Ausführungsform 2 der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Technik mit Bezug auf 5 bis 9 beschrieben. Ein elektrischer Anschlusskasten 50 (ein Beispiel für die elektrische Vorrichtung) gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Fahrzeug (nicht gezeigt) wie etwa einem Elektroauto oder einem Hybridauto eingebaut und führt Verbrauchern wie etwa einem Motor elektrische Leistung aus einer nicht gezeigten Stromversorgung zu oder unterbricht den Strom. Es wird angemerkt, dass in der folgenden Beschreibung vorausgesetzt wird, dass „nach vorne“ die Richtung der X-Achse bezeichnet, „nach links“ die Richtung der Y-Achse bezeichnet und „nach oben“ die Richtung der Z-Achse bezeichnet. Außerdem kann es Fälle geben, in denen von mehreren gleichen Bauteile einige mit Bezugszeichen versehen sind und die anderen nicht.
-
Elektrischer Anschlusskasten 50
-
Der elektrische Anschlusskasten 50 ist mit einem Gehäuse 51 und einer in dem Gehäuse 51 untergebrachten Schaltungsanordnung 52 versehen. Der elektrische Anschlusskasten 50 hat als Ganzes die Form eines im Wesentlichen rechteckigen Quaders.
-
Gehäuse 51
-
Das Gehäuse 51 ist mit einem Metallbehälter 54 mit einer Öffnung 53, die sich nach oben öffnet, und einer oberen Abdeckung 55 versehen, die aus einem Kunststoff bzw. Kunstharz hergestellt ist und von oben an dem Behälter 54 befestigt ist, um die Öffnung 53 des Behälters 54 zu verschließen.
-
Der Behälter 54 umfasst eine im Wesentlichen rechteckige Bodenwand 56 und Seitenwände 57, die von den Seitenkanten der Bodenwand 56 in der vertikalen Richtung verlaufen. Die Abschnitte der Seitenwände 57, die von der Bodenwand 56 nach oben verlaufen, sind länger als die Abschnitte, die von der Bodenwand 56 nach unten verlaufen. Die Bodenwand 56 des Behälters 54 dient als Wärmeabfuhrelement zum Abführen von Wärme, die aus der Schaltungsanordnung 52 erzeugt wird, aus dem Behälter 54. Als Metall zur Herstellung des Behälters 54 ist gegebenenfalls Metall jeder Art wie etwa Edelstahl, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung in geeigneter Weise wählbar.
-
Auf der oberen Fläche der Bodenwand 56 sind an vier Ecken Montagesockel 58 gebildet, die etwas nach oben abstehen. Die Montagesockel 58 haben jeweils ein Schraubenloch 59, das abwärts hindurchführt.
-
An Stellen in der Nähe der oberen Endabschnitte der Seitenwände 57 sind Flanschabschnitte 60 vorgesehen, die in der Dickenrichtung der Seitenwände 57 nach außen abstehen. Die Flanschabschnitte 60 sind zur Anbringung einer aus Kunststoff bzw. Kunstharz hergestellten, elastisch verformbaren Dichtung 61 daran gestaltet. Die Dichtung 61 ist bevorzugt aus Gummi hergestellt.
-
Die obere Abdeckung 55 hat im Wesentlichen die gleiche Plattenform wie die Öffnung 53 des Behälters 54. Die obere Abdeckung 55 ist aus einem isolierenden Kunststoff bzw. Kunstharz hergestellt. Die obere Abdeckung 55 ist von oben gesehen im Wesentlichen rechteckig. Durch die Einfügung der Dichtung 61 zwischen der oberen Abdeckung 55 und den Flanschabschnitten 60 des Behälters 54 in einem Zustand, in dem die obere Abdeckung 55 an der Öffnung 53 des Behälters 54 angebracht ist, sind die obere Abdeckung 55 und der Behälter 54 flüssigkeitsdicht versiegelt.
-
Ein erster Verbinderblock 62, der in Richtung von vorn nach hinten verläuft, ist auf der oberen Fläche der oberen Abdeckung 55 an einer Stelle in der Nähe ihres linken Endabschnitts angeordnet. Die Länge des ersten Verbinderblocks 62 in Richtung von vorn nach hinten ist etwas kürzer eingestellt als die Länge der oberen Abdeckung 55 in Richtung von vorn nach hinten. Auf dem ersten Verbinderblock 62 sind ein erster Positivanschluss-Verbinder 63 und ein erster Negativanschluss-Verbinder 64 nebeneinander in Richtung von vorn nach hinten vorgesehen. Außerdem ist ein Stromsensor-Verbinder 65 in der Umgebung des Mittelpunktes des ersten Verbinderblocks 62, in Richtung von vorn nach hinten, vorgesehen. Des Weiteren ist an einer Stelle in der Nähe des vorderen Endabschnitts des ersten Verbinderblocks 62 ein Antriebsverbinder 66 vorgesehen.
-
Außerdem ist ein zweiter Verbinderblock 67, der in Richtung von vorn nach hinten verläuft, auf der oberen Fläche der oberen Abdeckung 55 an einer Stelle in der Nähe des rechten hinteren Endabschnitts derselben angeordnet. Die Länge des zweiten Verbinderblocks 67 in Richtung von vorn nach hinten ist auf nahezu die halbe Länge der oberen Abdeckung 55, in Richtung von vorn nach hinten, eingestellt.
-
Auf dem zweiten Verbinderblock 67 sind ein zweiter Positivanschluss-Verbinder 68 und ein zweiter Negativanschluss-Verbinder 69 nebeneinander in Richtung von vorn nach hinten vorgesehen.
-
Schaltungsanordnung 52
-
Die Schaltungsanordnung 52 umfasst Schaltungen, die auf einer aus isolierendem Kunststoff bzw. Kunstharz hergestellten Verteilungstafel 70 gebildet sind. Die Verteilungstafel 70 ist von oben gesehen im Wesentlichen rechteckig. An vier Ecken der Verteilungstafel 70 stehen vier Beinabschnitte 71 in der Links-Rechts-Richtung nach außen und nach unten ab. Jeder Beinabschnitt 71 hat ein Durchgangsloch 72, das in der vertikalen Richtung hindurchgeht.
-
Beim Hindurchführen durch die in den Beinabschnitten 71 gebildeten Durchgangslöcher 72 werden die Schraubbolzen 73 in die Schraubenlöcher 59 geschraubt, die in den Montagesockeln 58 des Behälters 54 gebildet sind. Dementsprechend ist die Verteilungstafel 70 an der Bodenwand 56 des Behälters 54 fixiert. Infolgedessen sind die Verteilungstafel 70 und die Bodenwand 56 des Behälters 54 wärmeübertragend miteinander verbunden.
-
Mehrere Stromschienen 74 (ein Beispiel für das leitende Element), die jeweils aus einem Metallplattenmaterial hergestellt sind, mehrere (in der vorliegenden Ausführungsform drei) Relais 75, die mit den Stromschienen 74 verbunden sind, und ein Stromsensor 76 zum Erfassen eines Stroms, der durch die Stromschienen 74 fließt, sind auf der oberen Fläche der Verteilungstafel 70 angeordnet.
-
Relais 75
-
Die Relais 75 umfassen von links nach rechts ein Vorladerelais 75A, ein Positivanschluss-Hauptrelais 75B und ein Negativanschluss-Hauptrelais 75C. Es wird angemerkt, dass die Beschreibung, die den Relais 75A, 75B, und 75C gemeinsam ist, als „Relais 75“ erfolgt.
-
Das Relais 75 ist mit einer Spule 77 (einem Beispiel für das leitende Element), festen Anschlüssen 78 (einem Beispiel für das leitende Element) und beweglichen Elementen 79 (einem Beispiel für das leitende Element) versehen, die fähig sind, die festen Anschlüsse 78 zu kontaktieren.
-
Jedes Relais 75 umfasst ein Paar fester Anschlüsse 78. Die vorderen Endabschnitte der festen Anschlüsse 78 dienen als feste Kontakte 80.
-
Die Spule 77 ist um einen Kern 81 gewickelt. Die Spule 77 hat eine bekannte Ausbildung, bei der ein isolierbeschichteter elektrischer Draht aufgewickelt ist. Der Kern 81 hat eine in der vertikalen Richtung verlaufende Form. Der Kern 81 ist aus einem magnetischen Material hergestellt, und jedes magnetische Material wie zum Beispiel Eisen oder eine Eisenlegierung ist gegebenenfalls verwendbar.
-
Eine abstehende Welle 82 steht von dem hinteren Endabschnitt des Kerns 81 nach hinten ab. Ein aus magnetischem Material hergestelltes Magnetelement 83 ist an dem hinteren Endabschnitt der abstehenden Welle 82 fixiert. Das Magnetelement 83 ist plattenförmig und verläuft in der Links-Rechts-Richtung.
-
Das bewegliche Element 79 ist auf der hinteren Fläche des Magnetelements 83 angeordnet. Das bewegliche Element 79 ist leitend und ist aus einem Material hergestellt, das durch eine Magnetkraft von dem Magnetelement 83 angezogen werden kann. Als Metall zur Herstellung des beweglichen Elements 79 ist gegebenenfalls jedes Material wie etwa Eisen oder eine Eisenlegierung in geeigneter Weise wählbar.
-
Das bewegliche Element 79 ist plattenförmig und verläuft in der Links-Rechts-Richtung. Zwei nach vorne abstehende Beinabschnitte 97 sind jeweils an Stellen in der Nähe des linken und des rechten Endabschnitts des beweglichen Elements 79 gebildet. Die Abschnitte des beweglichen Elements 79, die mit den festen Kontakten 80 in Kontakt treten, dienen als bewegliche Kontakte 84. Die beweglichen Kontakte 84 sind an Stellen vor den festen Kontakten 80 gebildet. Die beweglichen Kontakte 84 stehen in Form einer gekrümmten Fläche von der hinteren Fläche des beweglichen Elements 79 nach hinten ab.
-
Ein Vorspannabschnitt 85, der in Richtung von vorn nach hinten verläuft, ist zwischen den zwei Beinabschnitten 97 sowie zwischen dem beweglichen Element 79 und dem Magnetelement 83 angeordnet. Der Vorspannabschnitt 85 enthält im Inneren eine Feder, die das bewegliche Element 79 nach hinten vorspannt, wobei die Feder nicht im Einzelnen gezeigt ist. Durch die elastische Kraft der Feder ist das bewegliche Element 79 nach hinten vorgespannt, um den beweglichen Kontakt 84 mit dem festen Kontakt 80 in Kontakt zu bringen. Es wird angemerkt, dass jede Feder wie etwa eine Schrauben- 77 -Feder, eine Spiralfeder oder eine Tellerfeder in geeigneter Weise als Feder wählbar ist.
-
Es wird angemerkt, dass beim Fließenlassen eines Stroms durch die Spule 77 das bewegliche Element 79 durch eine in der Spule 77 und dem Kern 81 erzeugte Magnetkraft von dem Magnetelement 83 angezogen wird. Infolgedessen wird die elektrische Verbindung zwischen dem festen Kontakt 80 und dem beweglichen Kontakt 84 getrennt.
-
Ein Paar Antriebsanschlüsse 86 (ein Beispiel für das leitende Element) ist an Stellen vor der Spule 77 mit den Spulendrähten der Spule 77 verbunden.
-
Stromschiene 74
-
Die Stromschienen 74 umfassen Steuerstromschienen 74A (ein Beispiel für das leitende Element), die mit den Antriebsanschlüssen 86 der Relais 75 verbunden sind und den Spulen 77 einen Strom zuführen.
-
Die Steuerstromschienen 74A haben jeweils eine relativ längliche Form. Auf der oberen Fläche eines Grundplattenabschnitts der Verteilungstafel 70 sind die mehreren Steuerstromschienen 74A (in der vorliegenden Ausführungsform vier) nebeneinander in Abständen in der vertikalen Richtung an Stellen in der Nähe des vorderen Endabschnitts angeordnet. Die Steuerstromschienen 74A sind mit den Antriebsanschlüssen 86 der Spulen 77 durch Schraubbolzen 88 verbunden (ein Beispiel für das leitende Element).
-
Jede Steuerstromschiene 74A hat in ihrem linken Endabschnitt einen nach oben abstehenden Abschnitt 87A, der nach oben absteht. Die nach oben abstehenden Abschnitte 87A der Steuerstromschienen 74A sind in dem Antriebsverbinder 66 angeordnet. Die Steuerstromschienen 74A sind mit einer nicht gezeigten ECU (elektronischen Steuereinheit) zum Steuern des Betriebs der Relais 75 verbunden.
-
Die Stromschienen 74 umfassen eine erste Positivanschluss-Stromschiene 74B, eine zweite Positivanschluss-Stromschiene 74C, eine dritte Positivanschluss-Stromschiene 74D, eine erste Negativanschluss-Stromschiene 74E und eine zweite Negativanschluss-Stromschiene 74F, die mit den festen Anschlüssen 78 des Relais 75 verbunden sind.
-
Die erste Positivanschluss-Stromschiene 74B, die zweite Positivanschluss-Stromschiene 74C, die dritte Positivanschluss-Stromschiene 74D, die erste Negativanschluss-Stromschiene 74E und die zweite Negativanschluss-Stromschiene 74F haben eine größere Breite als die Steuerstromschienen 74A und sind auf der oberen Fläche des Grundplattenabschnitts der Verteilungstafel 70 in einem Bereich hinter dem Bereich angeordnet, in dem die Steuerstromschienen 74A angeordnet sind.
-
Die erste Positivanschluss-Stromschiene 74B ist an einer Stelle in der Nähe des linken hinteren Endabschnitts der Verteilungstafel 70 angeordnet. An dem linken Endabschnitt der ersten Positivanschluss-Stromschiene 74B ist ein nach oben abstehender Abschnitt 87B, der in der vertikalen Richtung verläuft, mit einem Schraubbolzen 88 befestigt. Der obere Endabschnitt des nach oben abstehenden Abschnitts 87B ist in dem ersten Positivanschluss-Verbinder 63 angeordnet. Die erste Positivanschluss-Stromschiene 74B ist mit einem positiven Anschluss der nicht gezeigten Stromversorgung verbunden.
-
Einer der festen Anschlüsse 78 des Vorladerelais 75A ist mit einem Schraubbolzen 88 mit der ersten Positivanschluss-Stromschiene 74B verbunden. Des Weiteren ist einer der festen Anschlüsse 78 des Positivanschluss-Hauptrelais 75B mit einem Schraubbolzen 88 mit dem rechten Endabschnitt der ersten Positivanschluss-Stromschiene 74B verbunden.
-
Die zweite Positivanschluss-Stromschiene 74C ist an einer Stelle hinter dem Vorladerelais 75A auf der Verteilungstafel 70 angeordnet. Der andere der festen Anschlüsse 78 des Vorladerelais 75A, der nicht mit der ersten Positivanschluss-Stromschiene 74B verbunden ist, ist mit einem Schraubbolzen 88 mit der zweiten Positivanschluss-Stromschiene 74C verbunden. Ein Vorladewiderstand 89 (ein Beispiel für das leitende Element) ist mit einem Schraubbolzen 88 mit dem hinteren Endabschnitt der zweiten Positivanschluss-Stromschiene 74C verbunden.
-
Die dritte Positivanschluss-Stromschiene 74D ist an einer Stelle rechts von der zweiten Positivanschluss-Stromschiene 74C auf der Verteilungstafel 70 angeordnet und ist hinter dem Positivanschluss-Hauptrelais 75B und dem Negativanschluss-Hauptrelais 75C angeordnet. Der Vorladewiderstand 89 (ein Beispiel für einen Widerstand) ist mit einem Schraubbolzen 88 mit dem linken Endabschnitt der dritten Positivanschluss-Stromschiene 74D verbunden. Des Weiteren ist der andere der festen Anschlüsse 78 des Positivanschluss-Hauptrelais 75B, der nicht mit der ersten Positivanschluss-Stromschiene 74B verbunden ist, mit der dritten Positivanschluss-Stromschiene 74D verbunden. Der rechte Endabschnitt der dritten Positivanschluss-Stromschiene 74D hat einen nach oben abstehenden Abschnitt 87C, der nach oben absteht. Der obere Endabschnitt des nach oben abstehenden Abschnitts 87C der dritten Positivanschluss-Stromschiene 74D ist in dem zweiten Positivanschluss-Verbinder 68 angeordnet. Die dritte Positivanschluss-Stromschiene 74D ist mit einem nicht gezeigten Verbraucher verbunden.
-
Die erste Negativanschluss-Stromschiene 74E ist an einer Stelle etwas vor der Mittelposition der Verteilungstafel 70, in Richtung von vorn nach hinten, angeordnet und verläuft dabei in der Links-Rechts-Richtung. Die erste Negativanschluss-Stromschiene 74E hat in ihrem linken Endabschnitt einen nach oben abstehenden Abschnitt 87D, der nach oben absteht. Der nach oben abstehende Abschnitt 87D der ersten Negativanschluss-Stromschiene 74E ist in dem ersten Negativanschluss-Verbinder 64 angeordnet. Die erste Negativanschluss-Stromschiene 74E ist mit einem negativen Anschluss einer nicht gezeigten Stromversorgung verbunden. Der rechte Endabschnitt der ersten Negativanschluss-Stromschiene 74E ist mit einem Schraubbolzen 88 mit einem der festen Anschlüsse 78 des Negativanschluss-Hauptrelais 75C verbunden.
-
Die zweite Negativanschluss-Stromschiene 74F ist mit einem Schraubbolzen 88 mit dem anderen der festen Anschlüsse 78 des Negativanschluss-Hauptrelais 75C verbunden, der nicht mit der ersten Negativanschluss-Stromschiene 74E verbunden ist. Die zweite Negativanschluss-Stromschiene 74F hat in ihrem rechten Endabschnitt einen nach oben abstehenden Abschnitt 87E, der nach oben absteht. Der nach oben abstehende Abschnitt 87E der zweiten Negativanschluss-Stromschiene 74F ist in dem zweiten Negativanschluss-Verbinder 69 angeordnet. Die zweite Negativanschluss-Stromschiene 74F ist mit einem nicht gezeigten Verbraucher verbunden.
-
Der elektrische Anschlusskasten 50 führt die elektrische Leistung aus der Stromversorgung folgendermaßen zu Verbrauchern. Die nicht gezeigte ECU schaltet die Relais 75A, 75B und 75C entsprechend dem Einschalten eines Zündschalters ein und beginnt Leistung aus der Stromversorgung zu Verbrauchern zu führen. Dabei schaltet die ECU zuerst das Vorladerelais 75A und das Negativanschluss-Hauptrelais 75C ein, um eine Stromversorgung über den Vorladewiderstand 89 durchzuführen, und schaltet dann das Positivanschluss-Hauptrelais 75B ein. Dieser Vorladewiderstand 89 ist zur Verhinderung eines Einschaltstromstoßes ausgebildet, der aus der Stromversorgung in die Verbraucher schlägt.
-
An den nach oben abstehenden Abschnitten 87A, 87B, 87C, 87D und 87E der Stromschienen 74A, 74B, 74D, 74E und 74F sind Dichtungen 96 angebracht. Dementsprechend sind die nach oben abstehenden Abschnitte 87 der Stromschienen 74A, 74B, 74D, 74E und 74F sowie die obere Abdeckung 55 flüssigkeitsdicht versiegelt.
-
Stromsensor 76
-
Der Stromsensor 76 ist auf der ersten Negativanschluss-Stromschiene 74E angeordnet und zum Erfassen eines Stroms ausgebildet, der durch die erste Negativanschluss-Stromschiene 74E fließen gelassen wird. Der Stromsensor 76 hat eine bekannte Ausbildung und umfasst einen Kern (nicht gezeigt) mit einem Spalt, ein in dem Spalt des Kerns platziertes Hallelement (nicht gezeigt) und einen mit dem Hallelement verbundenen Sensorausgangsanschluss 90. Die Sensorausgangsanschlüsse 90 sind jeweils aus einem länglichen Metallplattenmaterial hergestellt und stehen nach oben ab. Die oberen Endabschnitte der Sensorausgangsanschlüsse 90 sind in dem Stromsensor-Verbinder 65 angeordnet.
-
Flüssiges Kältemittel 91
-
Wie in 7 gezeigt, ist der Behälter 54 mit einem isolierenden, flüssigen Kältemittel 91 gefüllt. Das flüssige Kältemittel 91 ist bis an Stellen in der Nähe der oberen Endabschnitte der Seitenwände 57 des Behälters 54 eingefüllt. Dementsprechend sind das Relais 75, der Vorladewiderstand 89, die Spulen 77, die festen Anschlüsse 78, die beweglichen Elemente 79 und die zweite Positivanschluss-Stromschiene 74C in das flüssige Kältemittel 91 eingetaucht.
-
Wenn ein Strom durch Elemente fließen gelassen wird, die mit einem Schraubbolzen 88 aneinandergekoppelt sind, besteht außerdem das Risiko, dass in den mit dem Schraubbolzen 88 aneinandergekoppelten Elementen aufgrund eines zwischen den Elementen entstehenden Kontaktwiderstandes Wärme erzeugt werden kann. Dementsprechend sind die Schraubbolzen 88 und die mit den Schraubbolzen 88 aneinandergekoppelten Elemente bevorzugt in das flüssige Kältemittel 91 eingetaucht. Die mit den Schraubbolzen 88 aneinandergekoppelten Elemente umfassen die festen Anschlüsse 78, die Antriebsanschlüsse 86, die Steuerstromschiene 74A, die erste Positivanschluss-Stromschiene 74B, die zweite Positivanschluss-Stromschiene 74C, die dritte Positivanschluss-Stromschiene 74D, den nach oben abstehenden Abschnitt 87D, die erste Negativanschluss-Stromschiene 74E, die zweite Negativanschluss-Stromschiene 74F und den Vorladewiderstand 89.
-
Da das flüssige Kältemittel 91 isolierende Eigenschaften hat, benötigen die Relais 75 kein Element zum Bedecken der Spulen 77, der festen Anschlüsse 78 und der beweglichen Elemente 79. Außerdem braucht keine isolierende Wand zum Isolieren benachbarter Stromschienen 74 voneinander auf der Verteilungstafel 70 vorgesehen zu sein. Daher ist eine Größenverringerung der Schaltungsanordnung 52 möglich.
-
Des Weiteren sind der Abschnitt der ersten Positivanschluss-Stromschiene 74B mit Ausnahme des oberen Endabschnitts des nach oben abstehenden Abschnitts 87B, der Abschnitt der dritten Positivanschluss-Stromschiene 74D mit Ausnahme des oberen Endabschnitts des nach oben abstehenden Abschnitts 87C, der Abschnitt der zweiten Negativanschluss-Stromschiene 74F mit Ausnahme des oberen Endabschnitts des nach oben abstehenden Abschnitts 87D und der Abschnitt der zweiten Negativanschluss-Stromschiene 74F mit Ausnahme des nach oben abstehenden Abschnitts 87E in das flüssige Kältemittel 91 eingetaucht.
-
In 7 ist das flüssige Kältemittel 91 schraffiert dargestellt. Als flüssiges Kältemittel 91 sind beispielsweise ein oder mehrere Kältemittel verwendbar, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, welche aus Perfluorkohlenstoff, Hydrofluorether, Hydrofluorketon und Fluorinertfluid, Öl wie etwa Silikonöl oder flüssigem Paraffinöl und einem Kältemittel auf Kohlenwasserstoffbasis besteht.
-
Funktionen und Wirkungen der Ausführungsform
-
Im Folgenden werden Funktionen und Wirkungen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der elektrische Anschlusskasten 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist versehen mit: dem Gehäuse 51 und den Steuerstromschienen 74A, der ersten Positivanschluss-Stromschiene 74B, der zweiten Positivanschluss-Stromschiene 74C, der dritten Positivanschluss-Stromschiene 74D, dem nach oben abstehenden Abschnitt 87D, der ersten Negativanschluss-Stromschiene 74E, der zweiten Negativanschluss-Stromschiene 74F, den Spulen 77, den beweglichen Elementen 79, den festen Anschlüssen 78, dem Antriebsanschluss 86, den Schraubbolzen 88 und dem Vorladewiderstand 89, die in dem Gehäuse 51 angeordnet sind. Das Gehäuse 51 ist mit dem isolierenden, flüssigen Kältemittel 91 gefüllt, und mindestens Teile der Steuerstromschienen 74A, der ersten Positivanschluss-Stromschiene 74B, der zweiten Positivanschluss-Stromschiene 74C, der dritten Positivanschluss-Stromschiene 74D, des nach oben abstehenden Abschnitts 87D, der ersten Negativanschluss-Stromschiene 74E, der zweiten Negativanschluss-Stromschiene 74F, der Spulen 77, der beweglichen Elemente 79, der festen Anschlüsse 78, der Antriebsanschlüsse 86, der Schraubbolzen 88 und des Vorladewiderstands 89 sind in das flüssige Kältemittel eingetaucht.
-
Gemäß der vorangehenden Ausbildung wird Wärme, die in den Steuerstromschienen 74A, der ersten Positivanschluss-Stromschiene 74B, der zweiten Positivanschluss-Stromschiene 74C, der dritten Positivanschluss-Stromschiene 74D, dem nach oben abstehenden Abschnitt 87D, der ersten Negativanschluss-Stromschiene 74E, der zweiten Negativanschluss-Stromschiene 74F, den Spulen 77, den beweglichen Elementen 79, den festen Anschlüssen 78, den Antriebsanschlüssen 86, den Schraubbolzen 88 und dem Vorladewiderstand 89 beim Hindurchfließen eines Stroms erzeugt wird, auf das flüssige Kältemittel übertragen, mit dem sie in Kontakt stehen. Dementsprechend ist eine effiziente Kühlung der Steuerstromschienen 74A, der ersten Positivanschluss-Stromschiene 74B, der zweiten Positivanschluss-Stromschiene 74C, der dritten Positivanschluss-Stromschiene 74D, des nach oben abstehenden Abschnitts 87D, der ersten Negativanschluss-Stromschiene 74E, der zweiten Negativanschluss-Stromschiene 74F, der Spulen 77, der beweglichen Elemente 79, der festen Anschlüsse 78, der Antriebsanschlüsse 86, der Schraubbolzen 88 und des Vorladewiderstands 89 möglich, was eine effiziente Kühlung des elektrischen Anschlusskastens 50 ermöglicht, in dem sie angeordnet sind.
-
Da durch die erste Positivanschluss-Stromschiene 74B, die zweite Positivanschluss-Stromschiene 74C, die dritte Positivanschluss-Stromschiene 74D, die erste Negativanschluss-Stromschiene 74E und die zweite Negativanschluss-Stromschiene 74F ein relativ starker Strom fließt, erhöht sich tendenziell die Menge der erzeugten Wärme. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine effiziente Kühlung der ersten Positivanschluss-Stromschiene 74B, der zweiten Positivanschluss-Stromschiene 74C, der dritten Positivanschluss-Stromschiene 74D, der ersten Negativanschluss-Stromschiene 74E und der zweiten Negativanschluss-Stromschiene 74F möglich.
-
Der elektrische Anschlusskasten 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst den Vorladewiderstand 89. Ein Strom wird für eine sehr kurze Zeitspanne durch den Vorladewiderstand 89 fließen gelassen. Es wird jedoch ein relativ starker Strom durch den Vorladewiderstand 89 fließen gelassen und somit in dem Vorladewiderstand 89 Wärme erzeugt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine effiziente Kühlung des Vorladewiderstands 89 möglich.
-
Es wird angemerkt, dass auch dann, wenn in dem elektrischen Anschlusskasten 50 oder der ECU ein Defekt auftritt und durch den Vorladewiderstand 89 kontinuierlich ein starker Strom fließt, in der vorliegenden Ausführungsform eine Kühlung des Vorladewiderstands 89 mit dem flüssigen Kältemittel 91 möglich ist.
-
Des Weiteren hat gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Gehäuse 51 die Bodenwand 56 aus Metall, und die auf der Verteilungstafel 70 angeordneten leitenden Elemente stehen mit der Bodenwand 56 wärmeübertragend in Kontakt. Es wird angemerkt, dass die leitenden Elemente gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Steuerstromschienen 74A, die erste Positivanschluss-Stromschiene 74B, die zweite Positivanschluss-Stromschiene 74C, die dritte Positivanschluss-Stromschiene 74D, den nach oben abstehenden Abschnitt 87D, die erste Negativanschluss-Stromschiene 74E, die zweite Negativanschluss-Stromschiene 74F, die Spulen 77, die beweglichen Elemente 79, die festen Anschlüsse 78, die Antriebsanschlüsse 86, die Schraubbolzen 88 und den Vorladewiderstand 89 umfassen.
-
Gemäß der oben beschriebenen Ausbildung wird Wärme, die in den leitenden Elementen beim Hindurchfließen eines Stroms erzeugt wird, auf die Bodenwand 56 übertragen und aus der Bodenwand 56 aus dem Gehäuse 51 heraus abgeführt. Dementsprechend ist es möglich, den Wirkungsgrad der Kühlung des elektrischen Anschlusskastens 50 weiter zu verbessern.
-
Außerdem sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform die leitenden Elemente auf der Fläche der aus einem isolierenden Material hergestellten Verteilungstafel 70 angeordnet, und die Verteilungstafel 70 ist an der Bodenwand 56 befestigt.
-
Gemäß der oben beschriebenen Ausbildung wird in den leitenden Elementen erzeugte Wärme aus der Verteilungstafel 70 auf die Bodenwand 56 übertragen und aus dem Gehäuse 51 heraus abgeführt. Dabei sind das leitende Element und die Bodenwand 56 durch die Verteilungstafel 70 voneinander isoliert, und auf diese Weise ist eine effiziente Kühlung der leitenden Elemente möglich, wobei die leitenden Elemente und die Bodenwand 56 elektrisch voneinander isoliert sind.
-
Abwandlung der Ausführungsform 2
-
Im Folgenden wird eine Abwandlung der Ausführungsform 2 mit Bezug auf 10 beschrieben. Bei dem elektrischen Anschlusskasten 50 gemäß der vorliegenden Abwandlung hat eine Seitenwand 57 des Behälters 54 einen Einlass 92, über den das flüssige Kältemittel 91 in den Behälter 54 strömt, und einen Auslass 93, aus dem das flüssige Kältemittel 91 aus dem Behälter 54 herausströmt.
-
Eine in 10 gezeigte rechte Seitenwand 57A, die eine der Seitenwände 57 des Behälters 54 ist, hat den Einlass 92, der in der Links-Rechts-Richtung durch die rechte Seitenwand 57A führt, und ein Zuleitungsrohr 94 verläuft von dem Lochrandabschnitt des Einlasses 92 nach rechts. Das Zuleitungsrohr 94 ist mit einer nicht gezeigten Pumpe verbunden, und mit dieser Pumpe wird das flüssige Kältemittel 91 aus dem Zuleitungsrohr 94 über den Einlass 92 in den Behälter 54 strömen gelassen.
-
Eine in 10 gezeigte linke Seitenwand 57B, die eine der Seitenwände 57 des Behälters 54 ist, hat den Auslass 93, der durch die linke Seitenwand 57B in der Links-Rechts-Richtung verläuft. Ein Ableitungsrohr 95 verläuft von dem Lochrandabschnitt des Auslasses 93 nach links. Das flüssige Kältemittel 91 in dem Behälter 54 wird durch das Ableitungsrohr 95 aus dem Auslass 93 aus dem Behälter 54 herausströmen gelassen.
-
Bis auf die oben beschriebenen sind die Ausbildungen im Wesentlichen die gleichen wie in Ausführungsform 2, und somit sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern versehen und redundante Beschreibungen weggelassen.
-
Gemäß der oben beschriebenen Ausbildung kann das flüssige Kältemittel 91, das eine relativ niedrige Temperatur hat, über den Einlass 92 in das Gehäuse 51 strömen gelassen werden und das flüssige Kältemittel 91, das durch die Absorption von Wärme der leitenden Elemente eine erhöhte Temperatur hat, aus dem Auslass 93 aus dem Gehäuse 51 herausströmen gelassen werden. Dementsprechend kann der Temperaturgradient zwischen den leitenden Elementen und dem flüssigen Kältemittel 91 beibehalten werden, was eine Verbesserung des Wirkungsgrads der Kühlung des elektrischen Anschlusskastens 50 ermöglicht.
-
Weitere Ausführungsformen
-
Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technik ist nicht auf die Ausführungsformen begrenzt, die in der vorangehenden Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert sind, und der technische Umfang der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Technik schließt beispielsweise folgende Ausführungsformen ein:
- (1) In den Ausführungsformen sind der elektrische Anschlusskasten 50 und das Relais 10 als elektrische Vorrichtung beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf begrenzt, und die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technik ist auf jede elektrische Vorrichtung wie etwa einen Schaltkasten, einen Gleichspannungswandler oder eine ECU anwendbar.
- (2) In Ausführungsform 2 hat der elektrische Anschlusskasten 50 eine Ausbildung, bei der das Gehäuse 51 drei Relais 75 enthält, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf begrenzt, und es ist auch eine Ausbildung möglich, bei der das Gehäuse 51 ein oder zwei Relais 75, oder vier oder mehr Relais 75, enthält.
- (3) In Ausführungsform 2 sind die Stromschienen 74, die Spulen 77 und der Vorladewiderstand 89 beispielhaft als leitende Elemente dargestellt, die in das flüssige Kältemittel 91 eingetaucht sind, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf begrenzt; es können alle elektronischen Bauteile wie etwa ein Kondensator, ein Halbleiterelement oder ein Microcomputer als leitendes Element verwendet werden.
- (4) Ausführungsform 2 hat eine Ausbildung, bei der das Vorladerelais 75A und der Vorladewiderstand 89 mit positiven Anschlüssen von Batterien verbunden sind, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf begrenzt, und das Vorladerelais 75A und der Vorladewiderstand 89 können auch mit negativen Anschlüssen von Batterien verbunden sein.
- (5) In Ausführungsform 2 ist der Behälter 54 aus Metall hergestellt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf begrenzt, und der Behälter 54 kann auch aus einem Kunststoff bzw. Kunstharz hergestellt sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10:
- Relais (elektrische Vorrichtung)
- 11:
- Gehäuse
- 12:
- Spule (leitendes Element)
- 13:
- Fester Anschluss (leitendes Element)
- 14:
- Bewegliches Element (leitendes Element)
- 16:
- Behälter (Gehäuse)
- 17:
- Obere Abdeckung (Gehäuse)
- 35:
- Flüssiges Kältemittel
- 42:
- Einlass
- 43:
- Auslass
- 50:
- Elektrischer Anschlusskasten (elektrische Vorrichtung)
- 51:
- Gehäuse
- 54:
- Behälter (Gehäuse)
- 55:
- Obere Abdeckung (Gehäuse)
- 56:
- Untere Wand (Wärmeabfuhrelement)
- 70:
- Verteilungstafel
- 74A:
- Steuerstromschiene (leitendes Element)
- 74B:
- Erste Positivanschluss-Stromschiene (leitendes Element)
- 74C:
- Zweite Positivanschluss-Stromschiene (leitendes Element)
- 74D:
- Dritte Positivanschluss-Stromschiene (leitendes Element)
- 74E:
- Erste Negativanschluss-Stromschiene (leitendes Element)
- 74F:
- Zweite Negativanschluss-Stromschiene (leitendes Element)
- 77:
- Spule (leitendes Element)
- 78:
- Fester Anschluss (leitendes Element)
- 79:
- Bewegliches Element (leitendes Element)
- 87D:
- Nach oben abstehender Abschnitt (leitendes Element)
- 88:
- Schraubbolzen (leitendes Element)
- 89:
- Vorladewiderstand (leitendes Element)
- 91:
- Flüssiges Kältemittel
- 92:
- Einlass
- 93:
- Auslass
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2011088598 A [0002, 0003]
