專利名稱：用于汽車鋰離子電池系統的旋轉高壓接觸器的雙兩極磁場的制作方法
技術領域：
本發明大體上涉及減小在基于螺線管的旋轉接觸板上形成的洛倫茲力的量級的裝置和方法，且更具體地涉及當接觸板打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級的裝置和方法。
背景技術：
螺線管通常用于打開和關閉繼電器、開關和相關電路接點。而且，螺線管可具有大體線性構造或旋轉構造。在任一構造中，高壓接觸器使用螺線管將接觸板移動成與一對固定的載流端子選擇性連接，以在端子之間接通電路。當螺線管去激勵時，接點斷開；當螺線管受激勵時，接點閉合(接通)。在與旋轉螺線管相關的特定構造中，根據螺線管受激勵還是去激勵，螺線管的柱塞或軸順時針或逆時針旋轉。同樣，附接至柱塞的接觸板旋轉以便在受激勵螺線管狀態下，接觸板閉合兩端子之間的電路，而在去激勵螺線管狀態下，接觸板斷開兩端子之間的電路。高壓和電流的存在可以在接觸板和端子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硬化的附近部件吸收(或作用于附近的部件)。減少或者消除電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， 通過吸收電弧形成期間的一些能量來引入抑弧特征。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。除了這個優點，這樣的方案在裝置費用和復雜性方面具有缺在其它的嘗試中，將補充磁鐵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載流構件上的洛倫茲力。在電路在接觸板處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。這種方法對于幫助消除電弧而言大體上是令人滿意的。不幸的是，在常閉操作期間，由補充磁鐵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，大致處于能夠促使接觸板與端子提前分離的方向)干擾大體上說螺線管的操作以及具體地說接觸板的操作，所以還有提高螺線管操作的方法。使用鋰離子電池來為汽車應用提供部分(混合系統時)或全部(純電動系統時)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機提供電力，電機繼而能夠為一組車輪提供推進力。這種電池系統使用的高水平的電力如果剩余地不正確，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點。尤其地，向下指向的洛倫茲力可克服感應磁力在螺線管的柱塞上產生的偏置， 這會使得接點意外斷開且形成包括補充磁體以試圖避免的那種電弧。這種不適時的接觸板打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
根據本發明的第一方面，公開了一種開關組件。在本文中，開關組件對應部件的布置，這些部件一起允許電路選擇性斷開和閉合。因此，經過開關電路的電流可以用來接通或關斷二次電路。在一個示例中，這種二次電路可以是做功電路，其構造成將電流從一個或多個電池(例如，鋰離子電池)輸送至電動機或其它可以為轎車、卡車或相關車輛或機動應用提供推進力的裝置。在特定形式下，本發明的開關組件可構造為繼電器、開關或相關的電流斷開和電流閉合機構。可以結合流經端子和接觸板的電流的方向來布置用于繼電器、開關或相關的基于螺線管的裝置的補充磁體，以減小由于磁場和電流的相互作用產生的洛倫茲力的量級且同時減少去激勵的接點相關的電弧。后一特征(及其減少部分斷開的接點的可能性)有助于從一個端子到另一個端子的電流路徑更加穩定。換句話說，由于接觸板上的洛倫茲力被最小化，所以由于這種力導致的接點與端子意外斷開的可能性降低。在螺線管、接觸板和端子之間的連接的旋轉特性確保更快的斷開；這繼而使得在接觸板和端子斷開期間生成的電弧更快的消除。進一步地，在螺線管和接觸板之間的連接的旋轉特性有助于促使更強的接合可能性且高壓接觸器的裝置穩健性(例如鋰離子電池系統中遇見的)隨之提升。例如，與線性螺線管(其中通過相對小的球形區域，軸與接觸板相互作用)不同，旋轉設計可允許有助于更持久結構的大面積連接。如上所述，本設計的一個優勢是它防止洛倫茲力在高電流脈沖期間將板和端子之間的接觸意外斷開。這種防止在這種情況下是顯見的，其中補充(即，滅弧或斷弧)磁體被放置成使得電流和磁場平行，如圖所示且如下描述。理論上，電流和磁場的這種平行布置等于接觸板上洛倫茲力的完全消除。重要的是，由于接觸板上的這種力與端子和接觸板之間的連接周圍的區域上的洛倫茲力的斷弧效應沒有關系，所以這種斷弧力仍然存在因為在該位置處的電流是與磁場正交而非平行的。根據本發明的旋轉設計也可具有變形。在一個變形中，補充磁體可以不是放置成使得在它們之間產生的場與通過所連接端子的電流流向平行，而是放置成跨過端子以便磁場指向與流經端子的電流的方向正交的方向。在線性致動的接觸板構造(即，其中來自螺線管的柱塞在經過螺線管線圈的應用電流的力的作用下移動)的情況下，磁場和穿過端子的電流之間的這種正交可有助于解決上述討論的洛倫茲力的問題，因為感應的力可以使得在正常操作期間板和端子之間的接點的意外斷開。在本發明的這種正交存在的變形中，會產生洛倫茲力，但是其避免了上述討論的接點斷開的困難，因為接觸點是朝向不受感應力影響的方向。在本設計的這個變形中，可以與前述設計的方法大致類似的方法將補充磁體構造放置在適當位置，但是由于旋轉接點和接觸板的特性，洛倫茲力(而不是用與前段中討論的設計相同的方法消除)不太可能在高電流期間干擾操作，且同時在接點斷開和閉合事件期間保持補充磁體的滅弧特征。可選地，磁體可設置成使得多個磁體產生的場在與電流方向大致平行的方向上延伸，使得接觸板上的洛倫茲力的產生基本上被抑制。在另一選擇中，由多個磁體產生的場在與電流方向大致垂直的方向上延伸，使得產生的洛倫茲力沿著幾乎不使得接觸板與多個端子過早分離的方向作用于接觸板。例如，開關組件的取向可使得在正常操作期間經過閉合電路的電流產生的洛倫茲力以大致向下的方向被施加到接觸板，而接觸板的運動方向限定了在生成的洛倫茲力的平面之外的大致圓形路徑；以這種方式，洛倫茲力沒有對板施加促進或抑制其運動的作用。在更具體的形式中，基本上不會促使接觸板與多個端子過早分離的方向大致沿著柱塞的旋轉運動形成的軸線延伸。上述可選構造的每個均具有其自身優勢。第一個實施例是有效的，因為通過使電流和磁場大致對齊，阻礙了洛倫茲力的產生。因此，通過將磁場與設置在生成磁場的磁體之間的接觸板內的電流方向對齊(或與電流相反)，會防止洛倫茲力干擾在正常(即，未受干擾)電流期間螺線管或其它開關致動機構的操作的趨勢，而同時保留用于在繼電器斷開過程期間(其中電流在常閉電路操作期間沿著垂直于磁場以及電流的方向行進)促進滅弧的洛倫茲力。雖然第二實施例取向成將洛倫茲力放置在合適位置(利用電流和磁場的大致正交取向)，但是第二實施例更具有被有效地包裝在節約空間(即，方形)的構造中的潛力。因此，所用構造取決于該特定構造所要放置于其中的汽車或相關系統的需要。根據本發明的另一方面，公開了車輛推進系統。該系統包括大量電池、原動力和開關組件，所述開關組件構造成允許將電流從電池選擇性地傳輸至原動力。開關組件包括大致如上所述的螺線管。在一個可選形式中，所述大量電池是鋰離子電池。在另一優選形式中，原動力是旋轉地聯接至一個或多個車輪的電動機。可以在電動機和一個或多個車輪之間使用變速器以作為改變由電動機傳輸至車輪的旋轉力的量的方式。如上所述，磁體產生的場可沿著與電流方向大致平行的方向延伸(在一個形式中)或沿著與電流方向大致垂直的方向延伸(在另一形式中)。在第一構造中，接觸板上的洛倫茲力的產生幾乎是不存在的，而在第二構造中， 作用于接觸板的洛倫茲力沿著基本上不會促使接觸板與端子過早分離的方向。根據本發明的另一方面，公開了操作開關組件的方法。該方法包括將接觸板設置在導電端子附近以及操作螺線管。當螺線管受激勵時，其迫使接觸板與端子接觸以接通電路。同樣，當螺線管去激勵時，其允許接觸板與多個端子分離以斷開(即，停用)電路。開關組件還包括設置在至少部分由接觸點限定的區域周圍的多個滅弧磁體。以這種方式，其大致如本發明的前述方面中描述的那樣操作。在一個可選形式中，開關組件制成為汽車繼電器的至少一部分。電路形成電源電路的一部分，該電源電路可包括大量電池和構造成將電流從電池通過繼電器傳送至原動力的配線。如上所述，這種原動力的一個示例是旋轉地聯接至一個或多個車輪的電動機。在一個優選形式中，電池是鋰離子電池。如上所述，多個磁體產生的場可形成為沿著與流經電路的電流方向大致平行的方向延伸，使得基本上抑制所述洛倫茲力在所述接觸板上的生成，或者沿著與流經電路的電流方向大致垂直的方向延伸。在任一構造中，洛倫茲力的作用均不會促使接觸板與多個端子過早分離。在一個形式中，螺線管和接觸板相互固定，以便根據螺線管是受激勵還是去激勵，螺線管部件(例如，響應于螺線管線圈中建立的場而運動的柱塞)的運動迫使接觸板朝向或遠離端子運動。根據本發明，提供下列技術方案。技術方案I :一種開關組件，其包括螺線管，其包括至少線圈和可旋轉地響應于流過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當所述螺線管受激勵時，所述柱塞的旋轉運動迫使所述接觸板接觸所述多個端子從而在其間接通電路；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沿著這樣的方向延伸，使得在所述接觸板與所述多個端子之間的所述接觸期間，通過所述磁場與在所述多個端子之間的電流之間的聯接形成的洛倫茲力基本上被抑制或沿著基本上不會促使所述接觸板與所述多個端子過早分離的方向形成。技術方案2 :根據技術方案I的所述開關組件，其中由所述多個磁體產生的所述磁場沿著與所述電流的方向大致平行的方向延伸，從而基本上抑制所述洛倫茲力在所述接觸板上的生成。技術方案3 :根據技術方案I的所述開關組件，其中所述接觸板圍繞所述柱塞的所述旋轉運動形成的軸線旋轉。技術方案4 :根據技術方案I的所述開關組件，其中所述多個端子包括第一端子和第二端子，且在所述接觸板與所述多個端子之間的所述接觸時，所述接觸板在所述第一端子和所述第二端子之間延伸。技術方案5 :根據技術方案I的所述開關組件，其中由所述多個磁體產生的所述磁場沿著與所述電流的方向大致垂直的方向延伸，使得產生的所述洛倫茲力在基本上不會促使所述接觸板與所述多個端子過早分離的所述方向上作用于所述接觸板。技術方案6 :根據技術方案5的所述開關組件，其中基本上不會促使所述接觸板與所述多個端子過早分離的所述方向基本上沿著由所述柱塞的所述旋轉運動形成的軸線延伸。技術方案7 :—種車輛推進系統,其包括
多個電池；
原動力；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原動力，所述開關組件包括
螺線管，其包括至少線圈和可旋轉地響應于流過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當所述螺線管受激勵時，所述柱塞的旋轉運動迫使所述接觸板接觸所述多個端子從而在其間接通電路；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沿著這樣的方向延伸，使得在所述接觸板與所述多個端子之間的所述接觸期間，通過所述磁場與在所述多個端子之間的電流之間的聯接形成的洛倫茲力基本上被抑制或沿著基本上不會促使所述接觸板與所述多個端子過早分離的方向形成。技術方案8 :根據技術方案7所述的推進系統，其中所述多個電池包括多個鋰離子電池。
7
技術方案9 :根據技術方案7所述的推進系統，其中所述原動力包括旋轉地聯接至至少一個車輪的電動機。技術方案10 :根據技術方案9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，以改變由所述電動機產生的至所述至少一個車輪的旋轉力的量。技術方案11 :根據技術方案7所述的推進系統，其中所述多個磁體產生的所述磁場沿著與所述電流的方向大致平行的方向延伸，使得所述洛倫茲力在所述接觸板上的生成基本上被抑制。技術方案12 :根據技術方案7所述的推進系統，其中由所述多個磁體產生的所述磁場沿著與所述電流的方向大致垂直的方向延伸，使得所述產生的洛倫茲力在基本上不會促使所述接觸板與所述多個端子過早分離的所述方向上作用于所述接觸板。技術方案13 :—種操作開關組件的方法，所述方法包括
在多個導電端子附加設置接觸板，使得在其間可選擇性地建立接觸以及操作旋轉螺線管使得在所述螺線管受激勵時，它旋轉地迫使所述接觸板接觸所述多個端子以便在其間接通電路，以及在所述螺線管去激勵期間，允許所述接觸板與所述多個端子分離以便斷開其間的電路；
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設置多個滅弧磁體，使得由所述多個磁體產生的磁場沿著這樣的方向延伸，使得在所述接觸板與所述多個端子之間的所述接觸期間，通過所述磁場與在所述多個端子之間的電流之間的聯接形成的洛倫茲力基本上被抑制或沿著基本上不會促使所述接觸板與所述多個端子過早分離的方向形成。技術方案14 :根據技術方案13所述的方法，其中所述開關組件包括汽車繼電器。技術方案15 :根據技術方案14所述的方法，其中所述電路形成電源電路的一部分，該電源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原動力的配線。技術方案16 :根據技術方案15所述的方法，其中所述原動力包括旋轉地聯接至至少一個車輪的電動機。技術方案17 :根據技術方案16所述的方法，其中所述多個電池包括多個鋰離子電池。技術方案18 :根據技術方案13所述的方法，其中由所述多個磁體產生的所述磁場沿著與流經所述電路的電流方向大致平行的方向延伸，從而基本上抑制所述洛倫茲力在所述接觸板上的生成。技術方案19 :根據技術方案13所述的方法，其中由所述多個磁體產生的所述磁場沿著與流經所述電路的電流方向大致垂直的方向延伸，使得產生的所述洛倫茲力在基本上不會促使所述接觸板與所述多個端子過早分離的所述方向上作用于所述接觸板。


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致動的電繼電器的立體圖IB示出了圖IA的電繼電器的部分截取圖，其突出顯示了接觸部分的線性構造；
圖2示出了由圖IA和圖IB產生的代表性磁場的俯視圖3A示出了如何利用由電流和磁場之間的關系產生的向外指向的洛倫茲力來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操作于線性繼電器的接觸板上的向下指向的分量；
圖4A至圖4E示出了電弧的形成和成長；
圖5A示出了根據本發明的一個方面的旋轉電繼電器的接觸部分的立體圖5B示出了結合有圖5A的接觸器部分的旋轉電繼電器；
圖6示出了根據本發明的一個方面的結合有旋轉柱塞的代表性旋轉螺線管；以及圖7示出了洛倫茲力如何通過圖5A和圖5B的構造變得最小。
具體實施例方式如上所述，在線性開關組件(例如，繼電器)的打開接觸器部分處的電弧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級非常快速的發生。同樣，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 (其還可以是斷流器、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包括螺線管部分20和接觸器部分30。螺線管部分20 包括一個或多個線圈22，在受激勵時，線圈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示出為在頂部且通常包括一對端子32和連接至柱塞24頂部的移動接觸板34。 取決于螺線管部分20是受激勵還是去激勵，接觸板34選擇性地附接和脫離端子32。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未激勵時，柱塞在彈簧偏置裝置的作用下縮回進線圈22，使得高壓接觸器部分30處于打開狀態。接著參考圖4A至圖4E,連續不出了在電弧形成后的機構。在圖4A中，電弧起始于當端子32拉離接觸板34時形成的間隙。圖4B示出了在由磁體36和38產生的磁場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。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點之間的電壓時，電弧將被消除。通過圖IA和圖IB所示的繼電器10的構造，流經接觸板34的電流流體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的方向正交的方向操作。以這種方法，且記住產生的力
F大體上與磁場j和電流/的相互作用矢量相關產生的洛倫茲力沿著大致正交于電流/和磁場g的合作平面的方向取向。依據電流/
的方向，這個在由磁體36和38形成的磁場與流經端子32 (當前示出為最右側的端子32A 和最左側的端子32B)的電流之間的正交相互作用產生了兩種不同施加力。接著參照圖2和圖3A，為了糾正當高壓螺線管接點斷開時發生的圖4A至圖4E中所示的電弧，磁體36，38放置在接觸部分附近，該接觸部分包括用于建立高壓接觸器的接觸板和端子。一對磁體36和38跨越端子32設置，使得磁場40吞沒接觸部分30。使用框架39將磁體36和38固定地安裝在軛26上，此外幫助限定圍繞端子32和接觸板34的區域，在該區域中磁場最強。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，使得在它們之間存在南北兩極關系，但是本領域技術人員將清楚可以建立相反極性。該對磁體36和38示出為在接觸板34和端子32之間形成的接觸區域的整個長度上設置，且實際上橫向延伸超出以有助于足夠的磁場尺寸。如上所述(具體地參照圖3A)，由磁體36和38產生的磁場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表面的外側擴張。這種擴張有利于造成快速能量分散且結果導致電弧被快速消除。由磁體36和38形成的磁場與流經端子32的電流之間的這個正交相互作用產生了向外指向的力，該力趨于縮短電弧持續時間，且是流經端子的電流與經過補充磁體之間的磁場的相互作用的大致理想的副產品。由于剩余電流f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i的相互作用產生了從最右
端子32A的向右的力和從最左端子32B的向左的力，從而(在兩種情況下)向外推電弧(未示出)，使得其能量得以更迅速地消散。因此，這個力趨于縮短了電弧持續時間，且流經端子的電流與經過磁體之間的磁場的相互作用的大致理想的副產品(如上所述)。雖然在消除接點斷開時可能形成的任意電弧方面是有幫助的，但是磁體36和38 還在線性往復接觸板34上產生了洛倫茲力。這在圖3B中示出。在特定操作條件下(尤其是與大功率源相關的，例如用來推進汽車或相關車輛的情況下)，可能會遇見比預期高的電流，從而導致洛倫茲力變得大到足以向下移動板34，進而使它和端子32之間的接觸斷開。 在圖3B示出的情況下(其可與直到電路斷開且包括電路斷開前即刻時段的正常電流操作
時段一致)，洛倫茲力F示出為作用在接觸板34上，在接觸板34上電流i以從右至左的方
向流動而磁場i如前。產生的力F將向下指向，該力會不期望地作用于接觸板34，迫使接
觸板過早地斷開。這恰恰是本發明人確定應該避免的情況，至少對于其中在端子和接觸板之間有線性聯接的情形下。本發明人已經確定應該避免在端子和接觸板之間有線性聯接的構造。接著參照圖 5A和5B，本發明使用旋轉接觸部分130，其允許電弧被快速熄滅且同時減小洛倫茲力。繼電器100包括接觸部分130，該接觸部分容納由端子132 (以與圖1A、圖1B、圖3A和圖3B 大致相同的方式分別標記為132A和132B)構成的高壓接觸器以及接觸板134，使得自由旋動(即，旋轉的)柱塞124與接觸板134合作，從而在兩個端子132之間建立選擇性的電連接。因此，柱塞124類似于位于螺線管部分120的軸頂上的帽蓋起作用以便它能夠自由旋轉，且因此不會剛性地連接至響應于穿過線圈122的電流的軸。與圖2A示出的裝置不同， 柱塞124不是用來在單個端子132A和132B之間建立選擇性接觸的。而是，軸環124A (其連接至螺線管部分120)與接觸板134斷續地接觸。當螺線管部分120受激勵時，其使軸環 124A順時針旋轉，軸環124A繼而觸及接觸板134并使其順時針旋轉。當螺線管部分120去激勵時，軸環124A將逆時針旋轉，接著彈簧(未示出，但是例如可以是旋轉型彈簧)將用于向后或逆時針推動接觸板134。具體地參照圖5B，將補充磁體136和138放置在軛(或場)126的相對側，以便端子 132、接觸板134和柱塞124的最上延伸部位于由磁體136和138的南北極產生的磁場內。 與上面示出和描述的線性變形體不同，柱塞124旋轉以便在兩個端子132之間建立電連續連接。在這個構造中，接觸板134面向大致水平的(而非豎直的)取向。且與線性變形體不同，補充磁體136和138設置成使得在它們之間形成的磁場基本上與在常閉電路操作期間穿過接觸板134的電流方向對齊。如同線性變形體一樣，在例如螺線管部分120保持受激勵時保持電接觸。圖6示出了有旋轉接點設計的螺線管部分120可根據應用的不同制成為不同形狀和尺寸。在這樣的構造中，螺線管部分120包括至少線圈和旋轉地響應于流經線圈的電流的柱塞，以便旋轉螺線管部分120的操作使得致動柱塞124旋轉而非平移。因此，通過將接觸板134聯接至柱塞124，其也以大致旋轉的動作進行移動。因為兩個端子132位于由接觸板134的旋轉弧限定的路徑內，所以接觸板134的大致相對端將接觸兩個端子132的相應一個。這繼而接通(即，閉合)電路，從而允許電流流動。圖7示出了通過使得穿過兩個端子132和接觸板134的電流沿著平行于磁體136和138之間的南北磁場的方向的方向，在常閉電路操作期間產生的洛倫茲力基本上可以被消除，因為當磁場和電流相互正交產生最大洛倫茲力。因此，這個當前示出的平行對齊導致幾乎沒有或沒有聯接，且由此幾乎沒有或沒有洛倫茲力產生。除了給予設計者以兩個不同方式放置磁體而不會使得洛倫茲力干擾正常操作的自由之外，本旋轉設計還考慮到了接觸板的快速斷開和閉合操作，以及有效斷弧。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，其包括螺線管，其包括至少線圈和可旋轉地響應于流過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當所述螺線管受激勵時，所述柱塞的旋轉運動迫使所述接觸板接觸所述多個端子從而在其間接通電路；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沿著這樣的方向延伸，使得在所述接觸板與所述多個端子之間的所述接觸期間，通過所述磁場與在所述多個端子之間的電流之間的聯接形成的洛倫茲力基本上被抑制或沿著基本上不會促使所述接觸板與所述多個端子過早分離的方向形成。
2.根據權利要求I的所述開關組件，其中由所述多個磁體產生的所述磁場沿著與所述電流的方向大致平行的方向延伸，從而基本上抑制所述洛倫茲力在所述接觸板上的生成。
3.根據權利要求I的所述開關組件，其中所述接觸板圍繞所述柱塞的所述旋轉運動形成的軸線旋轉。
4.根據權利要求I的所述開關組件，其中所述多個端子包括第一端子和第二端子，且在所述接觸板與所述多個端子之間的所述接觸時，所述接觸板在所述第一端子和所述第二端子之間延伸。
5.根據權利要求I的所述開關組件，其中由所述多個磁體產生的所述磁場沿著與所述電流的方向大致垂直的方向延伸，使得產生的所述洛倫茲力在基本上不會促使所述接觸板從所述多個端子過早分離的所述方向上作用于所述接觸板。
6.根據權利要求5的所述開關組件，其中基本上不會促使所述接觸板與所述多個端子過早分離的所述方向基本上沿著由所述柱塞的所述旋轉運動形成的軸線延伸。
7.—種車輛推進系統，其包括多個電池；原動力；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原動力，所述開關組件包括螺線管，其包括至少線圈和可旋轉地響應于流過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當所述螺線管受激勵時，所述柱塞的旋轉運動迫使所述接觸板接觸所述多個端子從而在其間接通電路；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沿著這樣的方向延伸，使得在所述接觸板與所述多個端子之間的所述接觸期間，通過所述磁場與在所述多個端子之間的電流之間的聯接形成的洛倫茲力基本上被抑制或沿著基本上不會促使所述接觸板與所述多個端子過早分離的方向形成。
8.根據權利要求7所述的推進系統，其中所述多個電池包括多個鋰離子電池。
9.根據權利要求7所述的推進系統，其中所述原動力包括旋轉地聯接至至少一個車輪的電動機。
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加設置接觸板，使得在其間可選擇性地建立接觸以及操作旋轉螺線管使得在所述螺線管受激勵時，它旋轉地迫使所述接觸板接觸所述多個端子以便在其間接通電路，以及在所述螺線管去激勵期間，允許所述接觸板與所述多個端子分離以便斷開其間的電路；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設置多個滅弧磁體，使得由所述多個磁體產生的磁場沿著這樣的方向延伸，使得在所述接觸板與所述多個端子之間的所述接觸期間，通過所述磁場與在所述多個端子之間的電流之間的聯接形成的洛倫茲力基本上被抑制或沿著基本上不會促使所述接觸板與所述多個端子過早分離的方向形成。
全文摘要
本發明涉及用于汽車鋰離子電池系統的旋轉高壓接觸器的雙兩極磁場。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。通過將磁場與在產生磁場的磁體之間設置的接觸板內電流的方向對齊，可以使用生成的洛倫茲力來在繼電器斷開過程期間促進滅弧，而同時減少洛倫茲力干擾螺線管或其它開關致動的機構的操作的趨勢。通過使用旋轉機構來建立接觸板與載流端子之間的接觸，減小了意外斷開繼電器的可能性。這種裝置和方法可以與混合動力以及電力車輛結合使用。
文檔編號H01H9/44GK102592864SQ201210009488
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14日
發明者A.J.納莫, C-C.蘇 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司