專利名稱：用于汽車鋰離子電池系統的線性高壓接觸器的對偶雙極磁場的制作方法
技術領域：
本發明大體上涉及減小在基于螺線管的線性接觸板上形成的洛倫茲力的量值的裝置和方法，且更具體地涉及當接觸板斷開或以其他方式去激勵時在保持滅弧特征的同時減少這種量值的裝置和方法。
背景技術：
螺線管通常用于斷開和閉合繼電器、開關和相關電路接觸。通常，高壓接觸器使用螺線管將接觸板移動成與一對固定的帶電端子選擇性的接觸，以便在端子之間構成電路。 當螺線管去激勵時，電路斷開(即不完成)；并且當螺線管受激勵時，電路閉合(即完成)。電路中高壓和電流的存在可以在接觸分離之后立刻在接觸板和端子之間引起電弧。這種電弧是不期望的，尤其在高電流操作模式中，因為由電弧產生的能量往往會被不可以被電淬火的附近部件吸收(或作用于附近的部件)。減少電弧或者滅弧的嘗試已經包括將接觸板和端子包圍在充滿介電氣體的室內， 通過在電弧形成期間吸收一些能量來使得介電氣體引入抑弧特征。這種構造還減少了包裝且提供了某種程度的不依賴于環境的使用。盡管這樣，這樣的方案由于在裝置費用和復雜性方面的提高而不是優選的。在其它的嘗試中，將附加磁體對放置在接觸板和端子的相對側，以便利用作用于端子或其它暴露于磁場的帶電構件上的洛倫茲力。在接觸板上的電路斷開之后立刻使用固有洛倫茲力，以便通過利用電弧的極性和將其在較大區域上伸展來加速滅弧。這樣的方法通常在幫助滅弧上是令人滿意的。不幸的是，在正常閉合電路操作期間，由附加磁體產生的洛倫茲力還被施加在附近的接觸板上。由于這個力(由于磁體相對于流經接觸板的電流的取向，該力大致處于能夠促使接觸板從端子提前分離的方向)會干擾大體上螺線管的操作以及具體地接觸板的操作，所以仍然存在提高螺線管操作的方法。在其他嘗試中，用于閉合高壓接觸器的彈簧可以被設計為具有較大彈簧剛度，以在高電流(或短路故障)期間保持接觸閉合。這樣的增強彈簧力具有抵抗來自上述附加磁體洛倫磁力的早期接觸板斷開的趨勢；不幸的是，較強的彈簧將需要更大力螺線管來斷開接觸。這繼而要求更多能量，例如通過更大線圈。這樣的解決方案由于重量、體積、電能量使用和成本上伴隨的增大而不是優選的。正使用汽車鋰離子電池來提供部分(混合系統時)或全部(全電系統時)動力。需要相當級別的電壓和電流的其中一種或兩者來為電動機提供電力，電動機接著能夠為一套車輪提供推進力。這種電池系統使用的高水平的電力如果存留下來不正確，則會在繼電器和相關開關操作期間導致大量電弧。在使用某種形式的基于磁體的滅弧特征(例如上述討論的)的系統中，磁場引起的洛倫茲力的大小足以通過將傳統繼電器和相關開關組件移動至與其設計相比不同的程度(或者在不同的時間移動)來干擾傳統繼電器和相關開關組件的板和接觸。尤其地，向下指向的洛倫茲力可克服在螺線管的柱塞上引起的磁力產生的偏置，而其繼而會使得接觸被意外斷開且形成附加磁體被包括以圖避免的那種電弧。這種不適時的接觸板斷開可能對電池供電的汽車推進系統造成有害的影響。

發明內容
可以將用于繼電器、開關或相關基于螺線管的裝置的附加磁體可以形成為產生對偶雙極磁場，以便減小與去激勵接觸相關的電弧同時減少由于形成的洛倫茲力影響電端子和接觸板的趨勢。作為由磁體對的組產生的兩個不同磁場的結果形成的此對偶雙極配置， 在鄰近繼電器的接觸器部分的區域中建立。磁場的此分離將磁場強度的集中度朝向沿著室的側面形成的區域移動，該室封閉構成接觸器部分的接觸板和端子。結果，磁場強度施加到通常較小的接觸板表面區域，并且特別地在接觸器部分的中心處極度減小。通過保持暴露到磁場的接觸板表面區域的量盡可能小，施加到板上的洛倫磁力的量被一致地保持較低， 這繼而減小了接觸板和端子由于這樣的力而不利的分開的機會。此對偶雙極設計還有助于保持滅弧控制以改進高壓接觸器的穩定性，這繼而導致更魯棒的高壓接觸器的繼電器設計，例如在鋰離子電池系統中遇到的那些。通過將磁體分開并且將它們布置在繼電器或開關的接觸器部分周圍的四個角處，由此形成的雙極設計能夠大大減小在極限條件期間(例如短路故障)引入的物理影響。根據本發明的第一方面，公開了一種開關組件。在本上下文中，開關組件對應于一起允許短路的斷開和閉合的部件布置。這樣，經過開關電路的電流可以用于接通或斷開第二電路。在一個示例中，這樣的第二電路可以是配置為從一個或多個電池(例如鋰離子電池)傳遞電流到電動機或(能夠為轎車、卡車或相關車輛或汽車應用提供推進功率的)其它裝置的做功電路。在具體形式中，本發明的開關組件可以配置為繼電器、開關或相關電路斷開和電路閉合機構。開關組件包括螺線管，螺線管具有可移動地響應于流經所述螺線管的線圈的電流的柱塞。通常，柱塞在激勵和去激勵所述線圈時經歷平移運動(例如，上下或側向，取決于螺線管的方位)。組件額外地包括接觸板，其能夠傳遞電流并且能夠被柱塞移動。 雖然一個優選實施例具有彼此直接接觸的柱塞和接觸板，這樣的直接接觸不是必要的，因為可能存在介入其間的結構，其不減小從柱塞施加到接觸板的力。組件額外地包括兩個或多個端子，其放置為彼此分離，使得在通過移動接觸板接觸端子時，可以完成連接到兩個端子的電路。這樣的電路的示例是可以用于傳送電流的任何電路，該電流能夠做功，例如如上所述用于從鋰離子電源供應電到電動機或用于汽車應用的車輪組。當螺線管受激勵時，所述柱塞迫使所述接觸板接觸每個端子以在其間完成電路。組件還包括多個滅弧磁體。這些磁體(此處也稱為附加磁體)設置在至少部分地由所述接觸板和所述端子與接觸板協作的部分所限定的區域周圍。這樣，通過這樣的協作建立的接觸點暴露到減小的磁場。特別地，磁體布置為使得小于接觸板整體的部分暴露到磁場。通過磁體產生的磁場的適當布置、尺寸和分段，磁場的一部分支配性地作用于所述接觸板的第一部分上，而所述磁場的一部分支配性地作用于所述接觸板的第二部分上，第二部分與第一部分間隔開。通過這樣的構造，與所述接觸板整體暴露于所述磁場相比施加到所述接觸板上的洛倫磁力(其是磁場的副產物)較小，同時仍然能夠在緊接螺線管去激勵和接觸板與端子之間的接觸被斷開之后的時間段期間促進滅弧特征。在一種形式中，附加磁體布置為對偶雙極組；這樣的構造消除了一部分洛倫磁力作用于(或耦合到)接觸板。通過減小與接觸板相互作用的磁場的尺寸，施加到接觸板的洛倫磁力(在柱塞的運動為上下運動和接觸板布置在柱塞上方以上下行進的應用中洛倫磁力向下定向)的量值減小。這繼而減小了接觸板從端子過早分離的趨勢。此對偶雙極組意味著支配性地作用于所述第一部分上的所述磁場的所述部分由第一組產生，而支配性地作用于所述第二部分上的所述磁場的所述部分由第二組產生。更具體地，所述配置使得所述磁場基本上與所述柱塞的移動的方向正交地延伸；這樣，由所述第一組產生的所述磁場的所述部分在所述柱塞的一個橫向側上延伸，同時由所述第二組產生的所述磁場的所述部分在所述柱塞的基本相對的橫向側上延伸。更具體地，兩組磁體布置為四角模式，使得由第一磁體組產生的所述磁場的一部分延伸以覆蓋小于所述接觸板的最接近所述多個端子中第一個的那一半，同時由第二磁體組產生的所述磁場的一部分延伸以覆蓋小于所述接觸板的最接近所述多個端子中第二個的那一半。在一個選擇中，端子包括第一端子和第二端子，同時所述接觸板在所述第一端子和第二端子之間的延長方向上延伸，使得所述接觸板的所述第一部分與所述第一端子大體相鄰同時所述接觸板的第二部分與所述第二端子大體相鄰。更具體地，接觸板形成為延長形狀，使得所述第一部分不會與所述第二部分重疊。通過接觸板和磁體組的這種構造，接觸板的大部分(特別地在其中間周圍的區域)具有大大減小的到洛倫磁力的暴露，該洛倫磁力由磁場和流過端子與接觸板的電流的相互作用產生。這樣的構造還意味著所施加的洛倫磁力和螺線管柱塞的運動沿著大體平行的路徑進行。根據本發明的另一個方面，公開了一種車輛推進系統。該系統包括多個電池；動力；和開關組件，所述開關組件構造成允許將電流從所述多個電池選擇性地傳輸至所述動力。所述開關組件包括螺線管，包括至少一個線圈和可移動地響應于流經所述線圈的電流的柱塞。此外，所述開關組件包括接觸板；和構造為當彼此接觸時傳遞電流通過板的至少兩個端子。端子與所述螺線管和所述接觸板配合使得在所述螺線管受激勵時，所述柱塞迫使所述接觸板接觸所述多個端子以完成電路。所述組件額外地包括多個滅弧磁體，其設置在至少部分地由所述接觸板和所述多個端子之間的所述接觸限定的區域周圍，使得由所述多個磁體產生的磁場的一部分支配性地作用于所述接觸板的第一部分上，而所述磁場的另一部分支配性地作用于所述接觸板的第二部分上，第二部分與第一部分間隔開。磁體的數量和布置使得所述磁場的所述部分與所述接觸板整體暴露于所述磁場(例如在存在由磁體形成N-S磁場的情況下，該磁體具有跨越接觸板大部分整體的尺寸)相比施加較小的洛倫磁力到所述接觸板上。可選地，所述電池包括鋰離子電池。在另一個選擇中，所述動力包括旋轉地聯接至一個或多個車輪的電動機。更具體地，車輛變速器跨越設置在所述電動機和所述一個或多個車輪之間，以便改變由所述電動機產生至一個或多個車輪的旋轉動力的量。根據本發明的另一個方面，公開了一種操作開關組件的方法。所述方法包括在多個導電端子附近設置接觸板并且操作螺線管。在所述螺線管受激勵時，其迫使所述接觸板接觸所述多個端子以在完成電路。類似地，在所述螺線管去激勵時，其允許所述接觸板從所述多個端子分離以便斷開(即停用)電路。所述開關組件還包括在至少部分地由所述接觸點限定的區域周圍設置的多個滅弧磁體。這樣，由所述多個磁體產生的磁場的一部分支配性地作用于所述接觸板的第一部分上，而所述磁場的另一部分支配性地作用于所述接觸板的第二部分上，第二部分與第一部分間隔開，使得所述磁場的所述部分與所述接觸板整體暴露于所述磁場相比施加較小的洛倫磁力到所述接觸板上。可選地，所述開關組件包括汽車繼電器。更具體地，所述電路形成功率電路的一部分，該功率電路包括多個電池和構造成將電流從所述多個電池通過所述繼電器傳送至動力的線路。更具體地，所述動力包括旋轉地聯接至至少一個車輪的電動機。更具體地，所述多個電池包括多個鋰離子電池。在一種形式中，螺線管和接觸板固定到彼此，使得螺線管部件 (例如響應于螺線管線圈中產生的磁場而運動的柱塞)的運動迫使接觸板朝向或者離開端子，這取決于螺線管是否被激勵或者去激勵。本發明涉及下述技術方案。I. 一種開關組件，包括
螺線管，包括至少一個線圈和可移動地響應于流經所述線圈的電流的柱塞；
接觸板；
多個導電端子，其與所述螺線管和所述接觸板配合使得在所述螺線管受激勵時，所述柱塞迫使所述接觸板接觸所述多個端子以在其間完成電路；以及
多個滅弧磁體，其設置在至少部分地由所述接觸板和所述多個端子之間的所述接觸限定的區域周圍，使得由所述多個磁體產生的磁場的一部分支配性地作用于所述接觸板的第一部分上，而所述磁場的另一部分支配性地作用于所述接觸板的第二部分上，第二部分與第一部分間隔開，使得所述磁場的所述部分與所述接觸板整體暴露于所述磁場相比施加較小的洛倫磁力到所述接觸板上。2.根據技術方案I所述的組件，其中所述多個磁體布置為至少兩組，使得支配性地作用于所述第一部分上的所述磁場的所述部分由第一組產生，而支配性地作用于所述第二部分上的所述磁場的所述部分由第二組產生。3.根據技術方案2所述的組件，其中所述磁場基本上與所述柱塞的移動的方向正交地延伸，使得由所述至少至少兩組磁體中的所述第一組產生的所述磁場的所述部分在所述柱塞的一個橫向側上延伸，同時由所述至少至少兩組磁體中的所述第二組產生的所述磁場的所述部分在所述柱塞的基本相對的橫向側上延伸。4.根據技術方案2所述的組件，其中所述至少兩組磁體布置為四角模式，使得由第一磁體組產生的所述磁場的一部分延伸以覆蓋小于所述接觸板的最接近所述多個端子中第一個的那一半，同時由第二磁體組產生的所述磁場的一部分延伸以覆蓋小于所述接觸板的最接近所述多個端子中第二個的那一半。5.根據技術方案I所述的組件，其中所述多個端子包括第一端子和第二端子，并且所述接觸板在所述第一端子和第二端子之間的延長方向上延伸，使得所述接觸板的所述第一部分與所述第一端子選擇性接觸同時所述接觸板的第二部分與所述第二端子選擇性接觸。6.根據技術方案I所述的組件，其中施加到所述接觸板上的所述洛倫磁力沿著基本上與所述柱塞的移動方向平行的方向操作。7.根據技術方案I所述的組件，其中所述接觸板形成為延長形狀，使得所述第一部分不會與所述第二部分重疊。8. 一種車輛推進系統，包括
多個電池；
動力；和
開關組件，所述開關組件構造成允許將電流從所述多個電池選擇性地傳輸至所述動力，所述開關組件包括
螺線管，包括至少一個線圈和可移動地響應于流經所述線圈的電流的柱塞；
接觸板；
構造為傳遞電流通過的多個端子，所述多個端子與所述螺線管和所述接觸板配合使得在所述螺線管受激勵時，所述柱塞迫使所述接觸板接觸所述多個端子以在其間完成電路； 以及
多個滅弧磁體，其設置在至少部分地由所述接觸板和所述多個端子之間的所述接觸限定的區域周圍，使得由所述多個磁體產生的磁場的一部分支配性地作用于所述接觸板的第一部分上，而所述磁場的另一部分支配性地作用于所述接觸板的第二部分上，第二部分與第一部分間隔開，使得所述磁場的所述部分與所述接觸板整體暴露于所述磁場相比施加較小的洛倫磁力到所述接觸板上。9.根據技術方案8所述的推進系統，其中所述多個電池包括多個鋰離子電池。10.根據技術方案8所述的推進系統，其中所述動力包括旋轉地聯接至至少一個車輪的電動機。11.根據技術方案10所述的推進系統，還包括設置在所述電動機和所述至少一個車輪之間的車輛變速器，以便改變由所述電動機產生至所述至少一個車輪的旋轉動力的量。12. 一種操作開關組件的方法，所述方法包括
在多個導電端子附近設置接觸板，以便在其間選擇性地建立接觸點以及操作螺線管以便在所述螺線管受激勵時，其迫使所述接觸板接觸所述多個端子以在其間完成電路，以及在所述螺線管去激勵時，其允許所述接觸板從所述多個端子分離以便斷開其間的電路，所述開關組件包括在至少部分地由所述接觸點限定的區域周圍設置的多個滅弧磁體，使得由所述多個磁體產生的磁場的一部分支配性地作用于所述接觸板的第一部分上，而所述磁場的另一部分支配性地作用于所述接觸板的第二部分上，第二部分與第一部分間隔開，使得所述磁場的所述部分與所述接觸板整體暴露于所述磁場相比施加較小的洛倫磁力到所述接觸板上。13.根據技術方案12所述的方法，其中所述開關組件包括汽車繼電器。14.根據技術方案13所述的方法，其中所述電路形成功率電路的一部分，該功率電路包括多個電池和構造成將電流從所述多個電池通過所述繼電器傳送至動力的線路。15.根據技術方案14所述的方法，其中所述動力包括旋轉地聯接至至少一個車輪的電動機。16.根據技術方案15所述的方法，其中所述多個電池包括多個鋰離子電池。


當結合下面的附圖來閱讀時，可以最佳地理解下面特定實施例的詳細描述，其中相似的結構由相似的附圖標記表示且其中
圖IA示出了根據現有技術的典型線性電繼電器的簡化立體圖IB示出了圖IA的繼電器的部分截取圖2示出了由布置在圖IA和圖IB的繼電器的接觸板和端子區域周圍的磁體產生的代表性磁場的俯視圖3A示出了如何可以將由電流和磁場之間的關系產生的向外指向的洛倫茲力用于抑制在斷開由線性繼電器連接的電路之后緊隨時段期間形成的電弧；
圖3B示出了在正常電路操作期間由電流和磁場之間的關系產生的洛倫茲力如何具有可在線性繼電器的接觸板上操作的向下指向的分量；
圖4A至圖4E示出了在線性電繼電器的高壓電接觸已經被中斷后的時間順序期間電弧的形成和發展以及隨后的消滅；
圖5示出了根據本發明的一個方面的線性電繼電器的接觸器部分的簡化立體圖；和圖6示出了由圖5的繼電器的接觸板和端子區域周圍布置的磁體產生的代表性磁場的俯視圖。
具體實施例方式如上所述，在線性開關組件(例如，繼電器)的斷開接觸器部分上作用的電弧可以對組件和鄰近部件具有有害作用。取決于開關組件的構造以及電壓和流經電路的電流，這種電弧會以通常為幾百微秒的量級非常快速的發生。如上所述，現有方法已經包括了將磁體設置在接觸器部分附近，所述接觸器部分包括用于建立高壓接觸器的接觸板和端子。首先參照圖IA和圖1B，傳統繼電器10 (其還可以是切口、斷路器或相關開關的形式)配備有滅弧磁體36，38(下面將更詳細的描述)。繼電器10包括螺線管部20和接觸器部分30。螺線管部20包括一個或多個線圈22，線圈在受激勵時會產生縱向地移動放置在線圈22內的封閉芯、軸或柱塞24的磁流。線圈22和柱塞24包圍在作用是加強磁流的磁化軛或場26 內。接觸器部分30示出在頂部且通常包括一對端子32 (單個地示出為32A和32B)和連接至柱塞24頂部的移動接觸板34。取決于螺線管部20是受激勵還是去激勵，接觸板34選擇性地附接至端子32和從其分離。因此，當線圈22受激勵時，柱塞24向上推進且迫使接觸板34與端子32接觸，從而允許電流從一個端子流向另一個端子。同樣，當線圈22去激勵時，柱塞在彈簧偏置裝置的作用下縮回進線圈22，以便高壓接觸器部分30處于斷開狀態。接著參考圖2結合圖IA和1B，一對磁體36，38放置為跨越端子32，以便磁場40吞沒接觸器部分分30。在圖中所示的版本中，磁體36對應于北極，而磁體38對應于南極，以便在它們之間存在N-S雙極關系，雖然本領域技術人員將清楚可以建立相反極性。圖IA描述的該一對磁體36和38示出為沿著在接觸板34和端子32之間形成的接觸區域的整體長度上設置，且實際上橫向延伸出去以幫助得到合適的磁場尺寸。除了幫助限定圍繞端子32 和接觸板34的磁場最顯著的區域外,框架39用于將磁體36和38固定地安裝在軛26上。如本領域技術人員公知，磁場40將迫使在端子32與接觸板34分離時產生的電弧朝向接觸區域的表面的外側和由磁體36、38和框架39限定的區域的其余部分延伸。雖然這種延伸(及相關能量消耗)有利于地由磁體加速，但磁體36和38還在接觸板34上產生洛倫磁力。在特定操作條件下(尤其是與大功率源相關的條件，例如用來推進汽車或相關車輛那些)，可能會遇見比預期高的電流，從而導致洛倫茲力變得足夠大以向下移動板34，進而斷開它和端子32之間的接觸。現在參考圖3A和3B，通過圖IA和圖IB所示的繼電器10的構造，流經接觸板34的電流流動的方向取向成使得其沿著與在每個磁體36和38的北極和南極之間延伸的磁場方向正交的方向操作。以這種方法，且記住產生的力
通過下面的向量與磁場#和電流]的相互作用大致相關
/::: / λ /i.
產生的洛倫茲力沿著大致正交于電流/和磁場3的合作平面的方向取向。示出了由磁
體36和38形成的磁場、流經最右端子32A的電流流動和在兩個不同環境中施加到接觸板 34的力之間的正交相互作用。在圖3A的第一示例中，其在緊接電路已經被斷開之后(即其中接觸板34和端子32A和32B之間的連接剛好被斷開)，由于剩余電流/在最右端子32A中
向下流且在最左端子32B中向上流，所以與磁場^的相互作用從最右端子32A中產生了向
右的力且從最左端子32B中產生了向左的力，從而(在兩種情況下)推動電弧(未示出)向外以便其能量可以更迅速地耗散。因此，這個力往往縮短了電弧持續時間，且是流經端子的電流與在磁體之間穿過的磁場的相互作用的大致理想的副產品。在圖3B的第二示例中，其可
與直到剛好斷開電路前的時段和包括該時段的正常電流操作時段相同，洛倫茲力P示出為作用在接觸板34上，在接觸板34上電流j以右至左的方向流動而磁場/ 如前。產生的力
F將向下指向，通過迫使接觸板過早地斷開，該力會不期望地在接觸板34上作用。本發明
人確定應該避免的正是這種情況，至少是在端子和接觸板之間有線性聯接的情形下。接著參考圖4Α至圖4Ε，連續不出了在電弧形成之后的機構。在圖4Α中，電弧起始于當端子32拉動遠離接觸板34時形成的間隙。圖4Β示出了在由圖3Α和3Β的磁體36
和38產生的磁場i的影響下電弧向外轉移。圖4C示出了一旦電弧電壓增加則電弧擴張，
而圖4D示出了環境空氣對電弧的影響，因為空氣的冷卻效應使得電壓進一步增加。最后， 圖4E示出了當電弧電壓等于或大于接觸之間的電壓時，電弧將被消滅。接著參照圖5和6，本發明通過將圖2描述的單個大雙極磁場分拆成如圖6具體不出的一對較小雙極磁場140A和140B,允許電弧被快速消滅且同時減小洛倫茲力。繼電器100包括接觸器部分130，該接觸器部分容納由端子132以及接觸板134形成的高壓接觸器。與圖1A、1B和2示出的裝置不同，磁體形成為四個較小磁體136A、136B、138A和138B， 使得在圖中，兩個最左磁體136A和138A協作以形成一個磁場140A,而兩個最右磁體136B 和138B協作以形成磁場第二磁場140B。這允許相同磁極位于接觸板134的相同側的特別布置N-S和N-S ;并且通過這樣的布置，由端子132和接觸板134形成的高壓接觸器部分130 表現出對偶雙極磁場屬性。如具體地由圖5示出，磁體136A、136B、138A和138B圍繞接觸板134的布置使得磁體136A、136B、138A和138B由框架139固定以大體形成矩形模式，并且具體而言是四角模式。本領域技術人員將認識到導致以與圖示和描述的方式相似的方式施加到接觸板134上的洛倫磁力減小的其他磁體模式也在本發明的范圍內。重要的是，效果是磁場140A和140B的分離將磁場強度的集中朝向接觸器部分130 的外圍移動，使得在接觸板134中和周圍磁場強度大大減小。如圖所示，存在由第一端子和第二端子構成兩個端子132，使得在這些端子與跨越它們之間間隙的接觸板134接觸時，可以完成連接到端子132的電路(未示出)。還示出的是，接觸板134限定大體矩形結構，其在第二和第二端子之間的延長方向上延伸，使得接觸板的第一部分能夠與第一端子接觸而接觸板的第二部分能夠與第二端子接觸。還示出了圖2的單個雙極磁場40由對偶雙極磁場 140A和140B替代，對偶雙極磁場140A和140B通過較小的分開的磁體組136A、136B、138A 和138B成為可能。如上所述，此對偶雙極設計的優點在于在接觸板134的中間周圍的區域中減弱的磁場大大減小了在接觸板134上洛倫磁力的向下效果(由圖5中所附正交軸線中的箭頭F的方向指示)。這繼而允許由跨越接觸板134的磁體136A、136B、138A和138B形成的磁場以大體類似于圖1A、1B和2的傳統裝置的方式執行其滅弧功能，同時相對于圖1A、 IB和2的傳統裝置的接觸板134和端子132，額外地提供承受在接觸板134和端子132之間形成的斷開中產生的過早分離和相關短路的增強能力。雖然已經示出了特定代表性實施例和細節以便說明本發明，本領域技術人員應當清楚可以在不背離所附權利要求限定的本發明范圍的情況下，做出各種變化。
權利要求
1.一種開關組件，包括螺線管，包括至少一個線圈和可移動地響應于流經所述線圈的電流的柱塞；接觸板；多個導電端子，其與所述螺線管和所述接觸板配合使得在所述螺線管受激勵時，所述柱塞迫使所述接觸板接觸所述多個端子以在其間完成電路；以及多個滅弧磁體，其設置在至少部分地由所述接觸板和所述多個端子之間的所述接觸限定的區域周圍，使得由所述多個磁體產生的磁場的一部分支配性地作用于所述接觸板的第一部分上，而所述磁場的另一部分支配性地作用于所述接觸板的第二部分上，第二部分與第一部分間隔開，使得所述磁場的所述部分與所述接觸板整體暴露于所述磁場相比施加較小的洛倫磁力到所述接觸板上。
2.根據權利要求I所述的組件，其中所述多個磁體布置為至少兩組，使得支配性地作用于所述第一部分上的所述磁場的所述部分由第一組產生，而支配性地作用于所述第二部分上的所述磁場的所述部分由第二組產生。
3.根據權利要求2所述的組件，其中所述磁場基本上與所述柱塞的移動的方向正交地延伸，使得由所述至少至少兩組磁體中的所述第一組產生的所述磁場的所述部分在所述柱塞的一個橫向側上延伸，同時由所述至少至少兩組磁體中的所述第二組產生的所述磁場的所述部分在所述柱塞的基本相對的橫向側上延伸。
4.根據權利要求2所述的組件，其中所述至少兩組磁體布置為四角模式，使得由第一磁體組產生的所述磁場的一部分延伸以覆蓋小于所述接觸板的最接近所述多個端子中第一個的那一半，同時由第二磁體組產生的所述磁場的一部分延伸以覆蓋小于所述接觸板的最接近所述多個端子中第二個的那一半。
5.根據權利要求I所述的組件，其中所述多個端子包括第一端子和第二端子，并且所述接觸板在所述第一端子和第二端子之間的延長方向上延伸，使得所述接觸板的所述第一部分與所述第一端子選擇性接觸同時所述接觸板的第二部分與所述第二端子選擇性接觸。
6.根據權利要求I所述的組件，其中施加到所述接觸板上的所述洛倫磁力沿著基本上與所述柱塞的移動方向平行的方向操作。
7.根據權利要求I所述的組件，其中所述接觸板形成為延長形狀，使得所述第一部分不會與所述第二部分重疊。
8.—種車輛推進系統,包括多個電池；動力；和開關組件，所述開關組件構造成允許將電流從所述多個電池選擇性地傳輸至所述動力，所述開關組件包括螺線管，包括至少一個線圈和可移動地響應于流經所述線圈的電流的柱塞；接觸板；構造為傳遞電流通過的多個端子，所述多個端子與所述螺線管和所述接觸板配合使得在所述螺線管受激勵時，所述柱塞迫使所述接觸板接觸所述多個端子以在其間完成電路; 以及多個滅弧磁體，其設置在至少部分地由所述接觸板和所述多個端子之間的所述接觸限定的區域周圍，使得由所述多個磁體產生的磁場的一部分支配性地作用于所述接觸板的第一部分上，而所述磁場的另一部分支配性地作用于所述接觸板的第二部分上，第二部分與第一部分間隔開，使得所述磁場的所述部分與所述接觸板整體暴露于所述磁場相比施加較小的洛倫磁力到所述接觸板上。
9.根據權利要求8所述的推進系統，其中所述多個電池包括多個鋰離子電池。
10.一種操作開關組件的方法，所述方法包括在多個導電端子附近設置接觸板，以便在其間選擇性地建立接觸點以及操作螺線管以便在所述螺線管受激勵時，其迫使所述接觸板接觸所述多個端子以在其間完成電路，以及在所述螺線管去激勵時，其允許所述接觸板從所述多個端子分離以便斷開其間的電路，所述開關組件包括在至少部分地由所述接觸點限定的區域周圍設置的多個滅弧磁體，使得由所述多個磁體產生的磁場的一部分支配性地作用于所述接觸板的第一部分上，而所述磁場的另一部分支配性地作用于所述接觸板的第二部分上，第二部分與第一部分間隔開，使得所述磁場的所述部分與所述接觸板整體暴露于所述磁場相比施加較小的洛倫磁力到所述接觸板上。
全文摘要
本發明涉及一種用于汽車鋰離子電池系統的線性高壓接觸器的對偶雙極磁場。通過產生鄰近繼電器中開關機構的接觸器部分的對偶雙極磁場，用于促進滅弧的磁場被移動，其繼而減小了作為磁場副產物形成的洛倫磁力。這樣的配置具有同時地保持滅弧能力和改進短路承受能力的潛力，同時減小了洛倫磁力與螺線管或其它開關致動機構相干涉的趨勢。提供了操作汽車電池系統繼電器和相關開關的裝置和方法。這種裝置和方法可以與混合動力車輛以及電動車輛結合使用。
文檔編號B60L11/18GK102592865SQ20121000955
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者A.J.納謀, C-C.蘇 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司