KR100928563B1 - 자동차용 배터리 전류 검출장치 - Google Patents

자동차용 배터리 전류 검출장치 Download PDF

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KR100928563B1 KR1020090030138A KR20090030138A KR100928563B1 KR 100928563 B1 KR100928563 B1 KR 100928563B1 KR 1020090030138 A KR1020090030138 A KR 1020090030138A KR 20090030138 A KR20090030138 A KR 20090030138A KR 100928563 B1 KR100928563 B1 KR 100928563B1
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Abstract

상부가 평평하거나 사각 코너부를 갖는 배터리에 있어서, 배터리 단자를 고정시키는 배터리 단자 결합구와 견고히 체결되고, 배터리 전류센서의 전류 측정소자 높이를 조절함으로써 배터리 전류를 정확하게 측정할 수 있고, 배터리의 외부온도를 감지하는 온도센서가 전류를 측정하는 배터리 센서 내에 전기적으로 연결되도록 구현한 자동차용 배터리 전류 검출장치가 제공된다. 자동차용 배터리 전류 검출장치는, 배터리 단자에 결합되는 배터리 단자 결합구; 도전성 재료로 형성되어 전류를 통과시키고, 배터리 단자 결합구와 분리되어 체결되는 버스 바; 마그네틱 코어와 전류 측정소자로 이루어지고, 버스 바를 통과하는 전류를 검출하는 배터리 센서; 배터리 센서에 체결되어 검출된 신호를 전송하는 커넥터; 및 배터리 센서의 유동을 방지하도록 배터리 센서를 배터리 단자에 결합시키고, 그 끝단이 버스 바를 고정시키는 고정용 스토퍼 역할을 하는 브래킷을 포함하되, 배터리 센서의 전류 측정소자는 하부 및 측면이 동시에 고정되고, 마그네틱 코어에서 발생되는 자기장을 소정 높이에서 측정하여 전류를 측정하는 것을 특징으로 한다.
배터리 센서, 전류센서, 배터리 단자 결합구, 버스 바, 온도센서

Description

자동차용 배터리 전류 검출장치 {Battery current sensing apparatus for vehicle}
본 발명은 배터리 전류 검출장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 자동차용 배터리 단자 결합구(Battery Post Terminal)에 체결된 배터리 센서(Battery Sensor)에 의해서 배터리의 전류를 검출하기 위한 자동차용 배터리 전류 검출장치에 관한 것이다.
자동차 내에는 각종 전기장치가 장착되어 사용되며, 이를 위해 전기를 발생하여 각각의 전기장치로 공급하는 장치가 요구된다. 이처럼 자동차에 필요한 전기는 자동차의 엔진이 일정 회전수 이상으로 회전할 시 사용되는 충전장치에 의해 공급되거나, 또는 엔진이 정지 또는 저속 회전시 충전장치를 대신하여 전기를 공급하는 배터리를 통해 공급되고 있다.
일반적인 배터리는 그 내부에 전극단자(극판), 격리판, 전조(Tank) 등으로 구성되며, 전해액으로 채워진다. 여기서, 배터리 전조는 플라스틱으로 제조되며, 자동차용 배터리 전조는 6개의 셀로 분할되어 제조된다. 또한, 마이너스(-) 전극단자(음극판)는 납분말로 도장되어 회색빛을 띄며, 플러스(+) 전극단자(양극판)는 납산화물의 분말을 묽은 황산과 함께 혼합한 페이스트로 도장되어 갈색 빛을 띤다. 또한, 격리판은 양극판과 음극판의 단락을 방지하기 위해 두 극판 사이에 삽입된 것으로, 작은 구멍이 뚫린 고무 또는 강화섬유 등이 사용되고, 양극판이 면하는 쪽에 유리매트를 삽입하여 양극판의 활성물질의 탈락을 방지한다.
도 1은 일반적인 자동차용 배터리 전류 검출장치의 연결 관계를 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 자동차용 배터리 전류 검출장치(20)는, 배터리 단자 결합구(21), 배터리 온도센서(22) 및 배터리 전류센서(23)를 포함한다.
배터리 단자 결합구(21)는 일측이 배터리(10)의 전극 단자에 체결되고, 이때, 배터리 전류센서(23)와 체결된다.
배터리(10)로부터 충전 또는 방전되는 전류는 배터리 연결 케이블(40)을 통해 자동차 내의 전기 장치(50)와 연결되는데, 배터리 전류센서(23)는 배터리 연결 케이블(40)과 배터리 단자 결합구(21) 사이에 배치되어, 배터리(10)로부터 충전 또는 방전되는 전류를 검출하여 배터리 제어 유닛(30), 예를 들면, ECU로 송신한다. 또한, 배터리 온도센서(22)는 배터리(40)의 온도 및 주변 외기의 온도를 검출하여 배터리 제어 유닛(30)으로 송신한다.
도 2a 및 도 2b는 각각 종래의 기술에 따른 자동차용 배터리 단자 결합구를 나타내는 도면들이다.
자동차용 배터리는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 배터리(63) 외부 케이스 일측으로 일정 길이를 갖는 플러스 또는 마이너스 극을 띠는 전극단자(64)가 돌출되 며, 상기 전극단자에 각각의 결합구(61)를 삽입한 후, 볼트(62)로 고정하여 자동차에 전원을 공급하게 된다.
이러한 자동차용 전원선과 배터리 결합구의 결합은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 배터리 단자(64)와 배터리 결합구(61)간에 이물질이나 물 등이 유입되는 것을 방지하기 위한 단자 커버(66)를 추가로 구비할 수 있다.
또한, 배터리 단자(64)와 배터리 결합구(61)의 고정력을 높이고, 이들의 접촉면적 및 접촉력을 증가시키기 위해 배터리 결합구를 관통하는 볼트(62)로 강하게 조여 배터리 결합구(61)를 고정하게 된다.
이와 같은 배터리 결합구(61)는 판재를 판금하여 형성되는 것이 일반적이며, 고정력을 높이기 위해 볼트(62)를 강하게 조이면 배터리 결합구(61)에 변형이 일어나 볼트(62)가 조임되는 배터리 결합구(61)가 휘어져 서로 밀착될 뿐만 아니라 배터리 단자(64)에 외삽되는 둘레는 배터리 단자(64)에 강하게 밀착되지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 볼트(62)를 조임할 시, 측면에 위치되는 볼트(62)의 머리와 너트 중 일측을 고정하고 타측을 돌려 조임하고 있으나, 이는 작업자가 측면에 위치된 볼트(62)와 너트를 양손을 사용해 작업해야 하므로 작업이 불편하다는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 배터리 결합구(61)는 볼트(62)가 측방향에 위치되어 작업자들이 허리를 돌려 작업하는 어려움이 있으며, 측면에 차량의 다른 부품들이 있을 경우 조임 공구의 간섭이 발생하여 조임 작업을 할 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 자동차의 보닛 틈을 통해 빗물이나 습기가 유입되어 내측에 머물 시, 배터리 결합구 측 습기가 수분으로 변화되어 통전되고, 이를 통해 배터리에 스파크가 발생하거나, 배터리의 전기가 차체로 누전되어 배터리의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
한편, 관련 기술로서, 일본 공개특허공보 제2001-272422호에는 "차량용 전류 검출장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있으며, 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 종래의 기술에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치는, 하우징(71) 내에서 스크류에 의해 고정된 상태에서 배터리(73)의 배터리 단자(77)에 버스 바(Bus Bar: 74)의 일단(74b)이 연결된다. 배터리(73)의 온도를 측정하는데 사용되는 온도 검출기(75)가 추가로 설치된 전류 검출기(72)가 버스 바(74)에 의해 지지된다. 차량 전기장치(도시되지 않음)에 연결된 하니스(Harness: 76)의 끝 부분을 걸어서 단단히 고정하는 단자(78)에 의해 그리고 스크류에 의해 버스 바(74)의 타단(74a)이 연결된다. 온도 검출기(75)는 온도측정 소자(76)를 포함하며, 상기 온도측정 소자(76)는 상기 버스 바(74)에 체결되도록 설치된다.
이러한 일본 공개특허공보 제2001-272422호에 개시된 배터리 전류 검출장치는 버스 바(74)를 사용하여 하니스 단자(76)를 배터리 단자(77)에 연결하고, 버스 바(74)를 통과하는 전류로부터 배터리(73)에서 입출력되는 전류를 검출하는 구조로 서, 온도를 검출하는 온도검출기가 버스 바(74)에 체결되고 배터리 단자(77)에 장착되는 구조이다.
그러나 일본 공개특허공보 제2001-272422호에 개시된 배터리 전류 검출장치는 사이즈가 크기 때문에 설치공간이 제약된 배터리 및 보닛 사이에 설치하기 어렵고, 또한, 배터리 전류 및 외부 온도를 정확하게 측정하기 어려운 구조를 갖는다는 문제점이 있다.
한편, 종래부터, 분기 저항(Shunt Resistor)에 흐르는 전류를, 해당 분기 저항의 저항값과 해당 분기 저항에 의한 전압 강하에 근거하여 검출하는 전류센서가 넓게 사용되고 있다. 이 전류센서의 용도에는, 예를 들면, 자동차용 배터리의 충방전 전류의 검출이나, EHV(Electric Hybrid Vehicle)나 전기 자동차등을 구동하기 위한 전동 모터의 여자 전류의 검출 등이 있다.
그런데 전류센서를 자동차용 배터리의 단자에 장착할 때에, 전기 단자부를 자동차용 배터리의 단자에 피착하는 것부터, 자동차용 배터리의 단자의 상부에 전류센서를 설치하기 위한 스페이스가 필요하고, 자동차용 배터리와 보닛의 사이에 충분한 공간이 없는 경우에는, 전류센서를 설치할 수 없다는 문제점이 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 사각 코너부를 갖는 배터리에 있어서, 배터리 단자를 고정시키는 배터리 단자 결합구와 체결되어 사각 코너부에 견고히 설치되는 자동차용 배터리 전류 검출장치를 제 공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 배터리 전류센서의 전류 측정소자 높이를 조절함으로써, 배터리 전류를 정확하게 측정할 수 있는 자동차용 배터리 전류 검출장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 배터리 전류센서 내부에 온도센서가 장착됨으로써 배터리 외부 온도를 정확하게 측정할 수 있는 자동차용 배터리 전류 검출장치를 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치는, 상부가 평평하거나 사각 코너부를 갖는 배터리로부터 충전 또는 방전 전류를 검출하기 위한 자동차용 배터리 전류 검출장치에 있어서, 배터리 단자에 외삽되는 결합홀을 형성하는 결속구; 상기 결속구의 일측으로부터 절결되어 일정 틈을 형성하며 몸체 일측단으로 연장되는 절결부; 상기 절결부의 양측에 형성되며 상면에서 하측면으로 확장되는 폭을 갖고 양 측면에 돌출 경사면이 형성되는 조인트부; 상기 조인트부의 반대편에서 결속구와 인접하여 구비되는 결합판이 일체로 구비된 몸체; 상기 조인트부 상측에 안착되어 돌출 경사면에 상응하는 내부 경사면을 갖는 클램프; 및 상기 조인트부와 클램프를 관통하여 고정하는 결속부재를 포함하며, 상기 결속부재를 조이면 클램프가 하향되어 돌출 경사면이 안쪽으로 모여지고, 이를 통해 조인트부가 서로 밀착되어 결합홀의 내경이 작아져 배터리 단자에 고정되며 결합판 끝단에 전선 또는 배터리 센서가 고정되는 자동차용 배 터리 단자에 고정되는 배터리 단자 결합구; 도전성 재료로 형성되어 전류를 통과시키고, 상기 배터리 단자 결합구와 분리되어 체결되는 버스 바(Bus Bar); 마그네틱 코어와 전류 측정소자로 이루어지고, 상기 버스 바를 통과하는 전류를 검출하는 배터리 센서; 상기 배터리 센서에 체결되어 검출된 신호를 전송하는 커넥터; 및 상기 배터리 센서의 유동을 방지하도록 상기 배터리 센서를 상기 배터리 단자에 결합시키고, 그 끝단이 상기 버스 바를 고정시키는 고정용 스토퍼(Stopper) 역할을 하는 브래킷(Bracket)을 포함하되, 상기 배터리 센서의 전류 측정소자는 하부 및 측면이 동시에 고정되고, 상기 마그네틱 코어에서 발생되는 자기장을 소정 높이에서 측정하여 전류를 측정하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 배터리의 외부온도를 검출하기 위한 온도센서를 추가로 포함하며, 상기 배터리 센서의 내측에 상기 온도센서를 고정시키기 위한 온도센서 고정 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 온도센서는 상기 배터리 센서 내의 전류 측정소자와 전기적으로 연결되어 상기 배터리의 외부온도가 증가하면 저항값이 감소하는 부온도계수(Negative Temperature Coefficient: NTC) 특성을 갖는 NTC 센서일 수 있다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 배터리 전류 검출장치는, 상부가 평평하거나 사각 코너부를 갖는 배터리로부터 충전 또는 방전 전류를 검출하기 위한 자동차용 배터리 전류 검출장치에 있어서, 배터리 단자에 외삽되는 결합홀을 형성하는 결속구; 상기 결속구의 일측으로부터 절결되어 일정 틈을 형성하며 몸체 일측단으로 연장되는 절결부; 상기 절결부의 양 측에 형성되며 상면에서 하측면으로 확장되는 폭을 갖고 양 측면에 돌출 경사면이 형성되는 조인트부; 상기 조인트부의 반대편에서 결속구와 인접하여 구비되는 결합판이 일체로 구비된 몸체; 상기 조인트부 상측에 안착되어 돌출 경사면에 상응하는 내부 경사면을 갖는 클램프; 및 상기 조인트부와 클램프를 관통하여 고정하는 결속부재를 포함하며, 상기 결속부재를 조이면 클램프가 하향되어 돌출 경사면이 안쪽으로 모여지고, 이를 통해 조인트부가 서로 밀착되어 결합홀의 내경이 작아져 배터리 단자에 고정되며 결합판 끝단에 전선 또는 배터리 센서가 고정되는 자동차용 배터리 단자에 고정되는 배터리 단자 결합구; 도전성 재료로 형성되어 전류를 통과시키고, 상기 배터리 단자 결합구로부터 연장되어 일체형으로 형성되는 버스 바; 마그네틱 코어와 전류 측정소자로 이루어지고, 상기 버스 바를 통과하는 전류를 검출하는 배터리 센서; 상기 배터리 센서에 체결되어 검출된 신호를 전송하는 커넥터; 및 상기 배터리 센서의 유동을 방지하도록 상기 배터리 센서를 상기 배터리 단자에 결합시키는 브래킷을 포함하되 상기 배터리 센서의 전류 측정소자는 하부 및 측면이 동시에 고정되고, 상기 마그네틱 코어에서 발생되는 자기장을 소정 높이에서 측정하여 전류를 측정하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 배터리 센서를 보호하도록 감싸는 센서 몸체를 추가로 포함하며, 상기 센서 몸체는 상기 버스 바와 일체형으로 형성된 상기 배터리 단자 결합구의 사출 성형시 일체형으로 사출되는 것을 특징으로 한다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 또 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 배터리 전류 검출장치는, 상부가 평평하거나 사각 코너부를 갖는 배터리로부 터 충전 또는 방전 전류를 검출하기 위한 자동차용 배터리 전류 검출장치에 있어서, 배터리 단자에 외삽되는 결합홀을 형성하는 결속구; 상기 결속구의 일측으로부터 절결되어 일정 틈을 형성하며 몸체 일측단으로 연장되는 절결부; 상기 절결부의 양측에 형성되며 상면에서 하측면으로 확장되는 폭을 갖고 양 측면에 돌출 경사면이 형성되는 조인트부; 상기 조인트부의 반대편에서 결속구와 인접하여 구비되는 결합판이 일체로 구비된 몸체; 상기 조인트부 상측에 안착되어 돌출 경사면에 상응하는 내부 경사면을 갖는 클램프; 및 상기 조인트부와 클램프를 관통하여 고정하는 결속부재를 포함하며, 상기 결속부재를 조이면 클램프가 하향되어 돌출 경사면이 안쪽으로 모여지고, 이를 통해 조인트부가 서로 밀착되어 결합홀의 내경이 작아져 배터리 단자에 고정되며 결합판 끝단에 전선 또는 배터리 센서가 고정되는 자동차용 배터리 단자에 고정되는 배터리 단자 결합구; 도전성 재료로 형성되어 전류를 통과시키고, 상기 배터리 단자 결합구와 체결되는 버스 바; 마그네틱 코어와 전류 측정소자로 이루어지고, 상기 버스 바를 통과하는 전류를 검출하는 배터리 센서; 상기 배터리 센서에 체결되어 검출된 신호를 전송하는 커넥터; 및 상기 배터리 센서의 유동을 방지하도록 상기 배터리 센서를 상기 배터리 단자에 결합시키는 브래킷을 포함하되, 상기 버스 바와 상기 브래킷의 양방향으로 분기하여 전류가 측정되고, 상기 버스 바에 흐르는 전류를 분기 저항(Shunt Resistor)에 의해 측정하며, 상기 배터리 센서의 전류 측정소자는 하부 및 측면이 동시에 고정되고, 상기 마그네틱 코어에서 발생되는 자기장을 소정 높이에서 측정하여 전류를 측정하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 버스 바 및 상기 브래킷은 동일 재질로 형성되고, 각각의 크기가 가변되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 통상적인 상부가 평평하거나 사각 코너부를 갖는 배터리에 있어서, 배터리 단자를 고정시키는 배터리 단자 결합구와 체결되어 사각 코너부에 견고히 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리 전류센서의 전류 측정소자 높이를 조절함으로써, 배터리 전류를 정확하게 측정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리 전류센서 내부에 온도센서가 장착됨으로써, 즉, 배터리의 외부온도를 감지하는 온도센서가 전류를 측정하는 배터리 센서 내에 전기적으로 연결되도록 구현함으로써 배터리 외부 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
먼저, 본 발명의 출원인에 의해 기출원되어 등록된 대한민국 특허등록번호 제10-0821591호(등록일: 2008년 04월 04일)에는 "자동차용 배터리 단자 결합구"라는 명칭의 발명이 개시되어 있고, 또한, 대한민국 특허등록번호 제10-0821595호(등록일: 2008년 04월 04일)에는 "클램프를 이용해 조임되는 자동차용 배터리 단자 결합구"라는 명칭의 발명이 개시되어 있으며, 이 발명들은 본 명세서 내에 참조되어 본 발명의 일부를 이룬다. 이러한 배터리 단자 결합구는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치에 적용되며, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치에 적용되는 자동차용 배터리 단자 결합구를 나타내는 사시도들이다.
도 4a에 도시된 자동차용 배터리 단자 결합구(100)는 자동차용 배터리 단자와 전선을 연결하는 결합구로서, 배터리 단자가 내삽되는 결합홀(111)을 갖는 결속구(112)가 구비된 몸체(110a)를 구비하고, 상기 몸체(110a) 일측으로 연동되어 길이를 갖는 조인트부(130)를 구비하며, 상기 결합홀(111) 일측과 연결되어 조인트부(130) 끝단으로 연결되는 절결부(120)를 구비한다.
상기 조인트부(130)는 상측의 안착면이 조인트부(130) 저면보다 좁은 폭을 갖게 형성하여 상측으로 모이는 돌출 경사면(131)이 양측에 형성되고, 상기 조인트부(130)의 안착면 중심에 일정 크기의 볼트 삽입홀이 형성되어 결속부재(150)가 관통 삽입될 수 있다. 이때, 상기 조인트부(130)의 저면은 결속부재(150)의 머리부 가 삽입 고정되는 일정 크기의 사각 홈부(132)를 포함한다. 볼트(151)는 상기 사각 홈부(132)에 삽입되도록 머리부를 가지며, 너트(152)가 상기 볼트(151)와 결합된다.
또한, 상기 조인트부(130)의 안착면에 일정 크기의 클램프(140)를 구비하며, 상기 클램프(140)의 중심측에 일정 크기의 볼트 삽입홀(H)이 형성되며, 조인트부(130)의 돌출 경사면(131)과 상응하는 경사를 갖는 내부 경사면(141)이 형성된다.
상기 클램프(140)의 볼트 삽입홀과 조인트부(130) 볼트 삽입홀(H)을 결속부재(150)가 관통하여 클램프(140)의 상측면으로 너트가 결합된다.
또한, 상기 몸체(110a)의 타측면은 측면으로 길이를 갖는 결합판(160)을 구비한 것으로, 상기 결합판(160) 끝단에 별도로 준비되는 전선이 용접되거나 배터리 센서(180)의 분기 저항과 용접된다. 이때, 상기 결합판(160)은 전선 또는 배터리 센서(180) 측에서 몸체(110a) 측으로 하향되는 경사턱(161)이 형성되어 실시된다.
한편, 도 4b에 도시된 자동차용 배터리 단자 결합구(100)는, 전술한 도 4a에 도시된 자동차용 배터리 단자 결합구(100)와 비교하면, 배터리 단자가 내삽되는 결합홀(111)을 갖는 결속구(112)가 구비된 몸체(110b)를 구비하고, 이때, 상기 몸체(110b) 타측에 구비되어 상하면을 관통하는 관통홀(161)을 구비하는 일정 길이의 결합판(160)을 구비하며, 상기 결합판(160)에 형성되는 관통홀에 내삽되어 전선 결합구를 체결 고정하는 고정부재(170)를 추가로 구비한다. 이때, 상기 고정부재(170)는 상기 결합판(160) 일측단에 형성되는 관통홀 내주면에 억지끼움되는 걸림돌기가 일단에 형성된 고정용 볼트(171) 및 너트(172)로 구현된다.
이러한 자동차용 배터리 단자 결합구는, 배터리 단자와 결합되는 결합구를 조임할 시 변형되어 조임력이 약해지는 것을 방지하고, 결합구를 볼트를 통해 조임할 시, 볼트의 조임력을 보다 강하게 전달하여 결합구와 배터리 단자가 견고히 고정될 수 있다.
한편, 전술한 배터리 단자 결합구(100)가 배터리 센서(180)와 체결되어 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전류 검출장치를 형성하게 되는데, 본 발명의 실시예로서, 사각 코너부를 갖는 배터리에 있어서, 배터리 단자를 고정시키는 배터리 단자 결합구와 체결되어 사각 코너부에 견고히 설치되고, 배터리 전류센서의 전류 측정소자 높이를 조절하며, 배터리 전류센서 내부에 온도센서가 장착되는 자동차용 배터리 전류 검출장치가 제공된다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치의 설치 위치를 예시하는 도면들이다.
도 5a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치는 사각 코너부를 갖는 배터리(200)에 있어서, 도면부호 A로 도시된 바와 같은 전류센서 설치 공간상에 설치된다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치는 X 방향 또는 Y 방향으로 배터리 연결 케이블이 체결될 수 있으며, 이에 따라 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 전류 검출장치(300a, 300b)의 구조가 달라질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(300a, 300b)는 공 기의 흐름을 최소화하고, 배터리(200) 주변온도를 검출하기 위하여 배터리 단자 결합구와 체결된 상태에서 배터리 전극단자 주변에 설치된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(300a, 300b)는 주변 장치들과 간섭을 최소화하기 위하여 배터리 전극단자 주변, 구체적으로, 상기 사각 코너부를 갖는 배터리(200)에 대응하는 전류센서 설치공간에 장착된다. 예를 들면, 배터리 전극단자를 중심으로 배터리(200) 좌우 사각 코너부로부터 약 10mm 이하 위치에 장착될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 배터리가 좌우 사각 코너부를 갖는 배터리일 수도 있지만, 통상적인 상부가 평평한 배터리일 수도 있다.
도 6a 내지 도 6c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치의 전류 측정을 예시하는 도면들이다.
본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(300a, 300b)는, ECU 또는 외부로부터 동작 전원을 인가받게 되는데, 배터리(200) 내부 온도를 측정하기 위한 배터리 센서 내부에 온도측정 소자(도시되지 않음)를 장착하게 되고, 온도측정 소자는 변화하는 온도를 측정하여 ECU로 아날로그 신호로 전송하게 된다.
또한, 도6a에서 보는 바와 같이, 배터리(200) 내부에 전류 측정을 위한 마그네틱 코어(Magnetic Core: 350)를 배터리 센서 몸체(340) 내에 장착하고, 마그네틱 코어(350)의 틈(Gap)에 전류측정 소자(301)가 삽입되도록 전류측정 소자(301)와 전기적으로 연결된 인쇄회로기판(360)을 상기 마그네틱 코어(350)가 장착된 배터리 센서 몸체(340)에 장착하여 버스 바에 흐르는 전류를 측정하며, 그 측정 결과를 아날로그 출력으로 ECU에 전송하게 된다.
또한, 온도측정 소자의 경우, 외부로부터 풀업(Pull up) 저항을 이용하여 전원을 인가받은 후, 이 결과를 아날로그 신호로 ECU에 전송하게 된다.
또한, 명세서 전체에서, 배터리 센서는 기본적으로 배터리 전류센서를 의미하며, 이때, 배터리의 외부 온도를 검출하는 온도센서가 전기적으로 연결되어 장착될 수 있다. 따라서 편의에 따라 전류센서는 전류측정 소자를 의미할 수 있고, 온도센서는 온도측정 소자를 의미할 수도 있다.
한편, 자동차용 배터리 전류 검출장치(300a, 300b)는, 버스 바(Bus bar)에 흐르는 전류에 대한 전자기장의 높은 정확도를 가지는 전류를 측정하도록 전류측정 소자(301)가 항상 일정한 위치에서 자기장을 형성하여야 한다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(300a, 300b)는, 전류 측정소자(301)의 측정 부위를 마그네틱 코어(350)의 자기장이 가장 잘 수집되는 장소(전술한 틈(Gap))에 고정되도록 도 6b에 도시된 바와 같이, 배터리 센서 몸체(340) 내부에 형성된 하부 위치 고정부(302)로부터 전류 측정소자(301)의 높이를 고정시키고, 또한, 도 6c에 도시된 바와 같이, 배터리 센서 몸체(340) 내부에 형성된 측면 위치 고정부(303)를 사용하여 전류 측정소자(301)의 각각 하부 및 측면을 동시에 고정시키게 된다. 이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(300a, 300b)는, 배터리(200)로부터 충전 또는 방전되는 전류를 정확하게 측정할 수 있게 된다.
그리고 배터리 센서 몸체(340)의 내측과 외측의 일부분을 도시한 도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치의 온도 측정을 예시하는 도면들이다.
본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치는, 도 7a에 도시된 바와 같이, 온도센서로부터 측정되는 출력값이 항상 일정한 위치에서 측정될 수 있도록 배터리 센서 몸체(340) 내부에 온도센서 고정홀(305)을 두어 고정시키게 된다.
또한, 도 7b에 도시된 바와 같이, 온도센서는 배터리 주변 온도인 외부 온도를 정확하게 측정하기 위하여 배터리 센서 몸체(340) 외부로 돌출된 구조를 갖는 것이 바람직하며, 이에 따라 정확하게 온도를 측정할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치는, 1) 독립형, 2) 배터리 단자 결합구 일체형, 3) 전류 분기형 및 4) 센서 몸체 및 배터리 단자 결합구 일체형으로 구분되며, 도 8 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치를 설명하기로 한다.
여기서, 독립형이란 버스 바가 배터리 단자 결합구와 분리해서 설치되는 경우의 전류 검출장치를 말하며, 배터리 단자 결합구 일체형이란 배터리 단자 결합구와 버스 바가 일체형으로 형성된 경우의 전류 검출장치를 말한다. 또한, 전류 분기형이란 버스 바가 배터리 단자 결합구와 분리해서 설치되지만, 버스 바 및 브래킷에 의해 전류를 분기하여 검출하는 전류 검출장치를 말한다. 또한, 센서 몸체 및 배터리 단자 결합구 일체형이란 배터리 단자 결합구와 버스 바가 일체형으로 형성된 경우의 전류 검출장치에서 배터리 단자 결합구의 사출 성형시 배터리 센서의 센서 몸체와 일체형으로 사출 성형되는 전류 검출장치를 말한다.
제1 실시예(독립형 배터리 전류 검출장치)
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치를 나타내는 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 자동차용 배터리 전류 검출장치의 분해 조립도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(300)는, 도면부호 A로 도시된 바와 같이 배터리(200)의 사각 코너부에 설치되며, 너트(310a, 310b), 버스 바(Bus Bar: 320), 커넥터(330), 배터리 센서 몸체(340), 마그네틱 코어(350), 인쇄회로기판(PCB: 360), 브래킷(Bracket: 370), 배터리 단자 결합구(Post TML: 380), 배터리 마이너스단자(-) 케이블(390)을 포함한다.
기존의 배터리 단자 결합구의 경우, 배터리 센서를 부착하면 진동 및 열에 의한 변형이 발생되므로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(300)는 전술한 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 내구성을 갖는 배터리 단자 결합구(380)를 이용하여 배터리 센서를 장착한다.
구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(300)는, 배터리와 보닛 사이에 전류 검출장치가 설치될 수 있도록 사각 코너부를 갖는 배터리로부터 충전 또는 방전 전류를 검출하기 위한 자동차용 배터리 전류 검출장치에 있어서,
배터리 단자 결합구(380)는 배터리 단자에 외삽되는 결합홀을 형성하는 결속구; 상기 결속구의 일측으로부터 절결되어 일정 틈을 형성하며 몸체 일측단으로 연장되는 절결부; 상기 절결부의 양측에 형성되며 상면에서 하측면으로 확장되는 폭을 갖고 양 측면에 돌출 경사면이 형성되는 조인트부; 상기 조인트부의 반대편에서 결속구와 인접하여 구비되는 결합판이 일체로 구비된 몸체; 상기 조인트부 상측에 안착되어 돌출 경사면에 상응하는 내부 경사면을 갖는 클램프; 및 상기 조인트부와 클램프를 관통하여 고정하는 결속부재를 포함한다. 이때, 상기 결속부재를 조이면 클램프가 하향되어 돌출 경사면이 안쪽으로 모여지고, 이를 통해 조인트부가 서로 밀착되어 결합홀의 내경이 작아져 배터리 단자에 고정되며 결합판 끝단에 전선 또는 배터리 센서가 고정되는 자동차용 배터리 단자에 고정된다.
버스 바(320)는 도전성 재료로 형성되어 전류를 통과시키고, 상기 배터리 단자 결합구와 분리되어 체결된다.
배터리 센서는 배터리 센서 몸체(340) 내에서 마그네틱 코어와 전류 측정소자로 이루어지고, 상기 버스 바(320)를 통과하는 전류를 검출한다. 이때, 상기 배터리 센서의 전류 측정소자는 하부 및 측면이 동시에 고정되고, 상기 마그네틱 코어에서 발생되는 자기장을 소정 높이에서 측정하여 전류를 측정하게 된다.
커넥터(330)는 상기 배터리 센서에 체결되어 검출된 신호를 ECU로 전송한다.
브래킷(370)은 상기 배터리 센서의 유동을 방지하도록 상기 배터리 센서를 상기 배터리 단자에 결합시키고, 그 끝단이 상기 버스 바(320)를 고정시키는 고정용 스토퍼(Stopper) 역할을 한다.
또한, 상기 배터리의 외부온도를 검출하기 위한 온도센서를 추가로 포함하며, 상기 배터리 센서의 내측에 상기 온도센서를 고정시키기 위한 온도센서 고정 홀이 형성될 수 있다.
다시 말하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(300)는, 배터리 단자 결합구(380)와 배터리 (-) 케이블(390) 사이에 버스 바(320)가 추가로 장착되고, 이 버스 바(320)에 전류를 흐르게 하여 비접촉식 배터 리 센서가 장착되어 전류를 측정하는 방식이다.
이때, 배터리 주변 온도를 측정하기 위하여 배터리 센서 내부에 온도 측정소자(도시되지 않음)를 보유하게 되며, 배터리 센서의 유동을 방지하기 위하여 브래킷(370)을 이용하여 고정시킨다. 이때, 브래킷(370)의 끝단은 버스 바(320)를 고정시키기 위한 고정용 스토퍼(Stopper) 기능을 한다.
배터리 (-) 케이블(390)의 부착단자에 볼트가 체결된 상태에서 상기 버스 바(320)에 연결함으로써, 배터리 센서와 케이블(390)이 연결되는 구조가 된다.
여기서, 도면부호 381 및 391은 상기 너트(310a, 310b)와 각각 체결되도록 나사산이 형성된 볼트를 나타낸다.
제2 실시예(배터리 단자 결합구 일체형 배터리 전류 검출장치)
한편, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치를 나타내는 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 자동차용 배터리 전류 검출장치의 분해 조립도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(400)는, 배터리(200)의 사각 코너부에 설치되며, 너트(410), 브래킷(420), 커넥터(430), 센서 몸체(440), 마그네틱 코어(450), 인쇄회로기판(460), 배터리 단자 결합구(470), 버스 바(480) 및 배터리 (-) 케이블(490)을 포함하며, 배터리 단자 결합구(470) 및 버스 바(480)가 일체형으로 형성된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(400)는 버스 바(480)가 상기 배터리 단자 결합구(470)로부터 연장되어 일체형으로 형성되는 점과 브래킷의 형상 등이 달라지는 점을 제외하면 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(300)와 실질적으로 동일하므로 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(400)에서, 버스 바(480)는 배터리 단자 결합구(470)의 홀(Hole) 부위를 연장하여 버스 바로 활용하게 되며, 이때, 브래킷(420)을 이용하여 배터리 센서를 배터리 단자 결합구(470)에 고정된다.
따라서 배터리 (-) 케이블의 부착 단자에 볼트가 체결된 상태에서 배터리 단자 결합구(470)의 홀에 연결함으로써, 배터리 센서와 케이블이 연결되는 구조가 된다.
제3 실시예(전류 분기형 배터리 전류 검출장치)
한편, 도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치를 나타내는 도면이고, 도 13은 도 12에 도시된 자동차용 배터리 전류 검출장치의 분해 조립도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(500)는, 너트(510a, 510b), 버스 바(520), 커넥터(530), 배터리 센서 몸체(540), 마그네틱 코어(550), 인쇄회로기판(560), 브래킷(570), 배터리 단자 결합구(580), 배터리 마이너스단자(-) 케이블(590)을 포함한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(500)는, 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 독립형 배터리 전류 검출장치(300)와 유사한 구조를 갖지만, 브래킷(570)을 이용하여 전류를 버스 바(520)와 브래킷(570)의 양방향으로 분기하고, 버스 바(520)에 흐르는 전류를 저항 분기법에 의한 측정하는 전류 분기형 배터리 센서이다.
이러한 전류 분기형 배터리 전류 검출장치(500)는 대전류 측정이 요구되는 배터리 센서에 적합하며, 이때, 버스 바(520)와 브래킷(570)은 동일 재질을 사용하며, 각각의 크기를 조절할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(500)는, 브래킷(570) 끝단을 배터리 단자 결합구(580)에 고정시키는 구조가 된다.
제4 실시예(센서 몸체와 배터리 연결구 일체형 배터리 전류 검출장치)
한편, 도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치의 분해 조립도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(600)는, 배터리(200)의 사각 코너부에 설치되며, 너트(610), 커넥터(630), 센서 몸체(640), 마그네틱 코어(650), 인쇄회로기판(660), 배터리 단자 결합구(670), 버스 바(680) 및 배터리 (-) 케이블(690)을 포함하며, 버스 바(680)와 일체형으로 형성되는 배터리 단자 결합구(670)의 사출 성형시에 상기 센서 몸체(640)와 일체형으로 사출 성형될 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(600)는 버스 바(680)와 일체형으로 형성되는 배터리 단자 결합구(670)의 사출 성형시에 상기 센서 몸체(640)와 일체형으로 사출 성형되고, 이때, 브래킷이 사용되지 않는 점을 제외하면 전술한 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(400)와 실질적으로 동일하므로 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(600)에서, 버스 바(680)는 배터리 단자 결합구(670)의 홀(Hole) 부위를 연장하여 버스 바로 활용하게 되며, 배터리 단자 결합구(670)의 사출 성형시에 상기 센서 몸체(640)와 일체형으로 사출 성형될 수 있다.
따라서 배터리 (-) 케이블(690)의 부착 단자에 볼트가 체결된 상태에서 배터리 단자 결합구(670)의 홀에 연결함으로써, 배터리 센서와 케이블이 연결되는 구조가 된다.
한편, 도 15a 내지 도 15g는 각각 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치에서 전류센서 및 온도센서 간의 회로 연결을 예시하는 도면들이다.
본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치에 있어서, 마그네틱 코어와 전류 측정소자(Hall IC: 710a~710g)로 이루어져 전류를 검출하는 배터리 센서(700a~700g)는 상기 배터리의 외부온도를 검출하기 위한 온도센서(NTC1: 720a~720g)를 추가로 포함한다. 이때, 상기 온도센서(720a~720g)는 상기 배터리 센서 내의 전류 측정소자와 전기적으로 연결되어 상기 배터리의 외부온도가 증가하면 저항값이 감소하는 부온도계수(Negative Temperature Coefficient: NTC) 특성을 갖는 NTC 온도센서일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
예를 들면, 도 15a에 도시된 바와 같이, 배터리 센서(700a)는 전류 측정소자(Hall IC: 710a), NTC 온도센서(NTC1: 720a) 및 제1 및 제2 커패시터(C1, C2)를 포함할 수 있고, 이때, VDD는 전원전압, VIout은 측정된 전류에 대응하는 출력전압, VTout은 측정된 온도에 대응하는 출력전압, GND는 접지전압을 각각 나타낸다. 따라서 NTC 온도센서(NTC1: 720a)는 배터리 센서(700a) 내에 장착되고, 전류 측정소자(710a)와 전기적으로 연결되어 배터리 외부 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
도 15b에 도시된 배터리 센서(700b)는 도 15a에 도시된 배터리 센서(700a)와 비교하면, 제1 내지 제4 저항(R1, R2, R3, R4)을 추가로 포함하고, 각각의 저항은 NTC 온도센서(700b)와 직렬 또는 병렬로 연결되거나, 전원전압(VDD) 또는 접지전압(GND)에 연결된다.
도 15c에 도시된 배터리 센서(700c)는 제1 내지 제3 저항(R1, R2, R3)을 추가로 포함하고, 각각의 저항은 NTC 온도센서(700c)와 직렬 또는 병렬로 연결되거나, 전원전압(VDD) 또는 접지전압(GND)에 연결된다.
도 15d에 도시된 배터리 센서(700d)는 제1 내지 제3 저항(R1, R2, R3)을 추가로 포함하고, 각각의 저항은 NTC 온도센서(700d)와 직렬 또는 병렬로 연결되거나, 전원전압(VDD) 또는 접지전압(GND)에 연결된다.
도 15e에 도시된 배터리 센서(700e)는 제1 및 제2 저항(R1, R2)을 추가로 포함하고, 제1 저항(R1)은 NTC 온도센서(700f)와 전원전압(VDD) 사이에 연결되고, 제2 저항(R2)은 NTC 온도센서(700e)와 병렬 연결된다.
도 15f에 도시된 배터리 센서(700f)는 제1 및 제2 저항(R1, R2)을 추가로 포함하고, 제1 저항(R1)은 NTC 온도센서(700f)와 전원전압(VDD) 사이에 연결되고, 제2 저항(R2)은 NTC 온도센서(700e)와 접지전압(GND) 사이에 연결된다.
도 15g에 도시된 배터리 센서(700g)는 제1 저항(R1)을 추가로 포함하고, 제1저항(R1)은 NTC 온도센서(700e)와 전원전압(VDD) 사이에 연결될 수 있다.
도 15a 내지 도 15g에 도시된 다양한 회로 구성은 단지 예시를 위한 것이며, 이에 국한되지 않는다는 점은 당업자에게 자명하다.
한편, 도 16은 통상적인 배터리 상에 설치되는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치를 예시하는 도면이다.
도 16을 참조하면, 전술한 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치가 사각 코너부를 갖는 배터리에 국한되는 것이 아니라 통상적인 상부가 평평한 배터리(200')에도 장착될 수 있다. 즉, 자동차용 배터리 전류 검출장치(300')는 전술한 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치(300a, 300b, 400, 500, 600)를 포함하며, 사각 코너부를 갖는 배터리(200)에 설치될 수 있을 뿐만 아니라 통상적인 상부가 평평한 배터리(200')에도 용이하게 장착될 수 있다는 점은 당업자에게 자명하다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치의 연결 관계를 나타내는 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 종래의 기술에 따른 자동차용 배터리 단자 결합구를 나타내는 도면들이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치를 예시하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 실시예에 적용되는 자동차용 배터리 단자 결합구를 나타내는 사시도들이다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치의 설치 위치를 예시하는 도면들이다.
도 6a 내지 도 6c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치의 전류 측정을 예시하는 도면들이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치의 온도 측정을 예시하는 도면들이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 자동차용 배터리 전류 검출장치의 분해 조립도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 자동차용 배터리 전류 검출장치의 분해 조립도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 자동차용 배터리 전류 검출장치의 분해 조립도이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치의 분해 조립도이다.
도 15a 내지 도 15g는 각각 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치에서 전류센서 및 온도센서 간의 회로 연결을 예시하는 도면들이다.
도 16은 통상적인 배터리 상에 설치되는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 배터리 전류 검출장치를 예시하는 도면이다.
< 도면부호의 간단한 설명 >
110a, 110b: 배터리 단자 결합구 200: 배터리(Battery)
300: 독립형 배터리 전류 검출장치
301: 전류측정 소자 302: 하부 위치 고정부
303: 측면 위치 고정부 304: 전류측정 소자 다리
305: 온도센서 고정홀 310a, 310b: 너트(Nut)
320: 버스 바(Bus Bar) 330: 커넥터
340: 배터리 센서 몸체 350: 마그네틱 코어
360: 인쇄회로기판(PCB) 370: 브래킷(Bracket)
380: 배터리 단자 결합구(Post TML) 390: 배터리 (-) 케이블
400: 배터리 단자 결합구 일체형 배터리 전류 검출장치
500: 전류 분기형 배터리 전류 검출장치
600: 센서 몸체와 배터리 연결구 일체형 배터리 전류 검출장치
700a~700g: 배터리 센서
710a~710g: 전류측정 소자(Hall-IC)
720a~720g: NTC 온도센서

Claims (11)

  1. 상부가 평평하거나 사각 코너부를 갖는 자동차용 배터리로부터 충전 또는 방전 전류를 검출하기 위한 자동차용 배터리 전류 검출장치에 있어서,
    상기 배터리의 단자가 내삽되는 결합홀을 형성하는 결속구; 상기 결속구의 일측으로부터 절결되어 일정 틈을 형성하며 연장되는 절결부; 상기 절결부의 양측에 형성되며 상면에서 하측면으로 확장되는 폭을 갖고 양 측면에 돌출 경사면이 형성되는 조인트부; 상기 조인트부의 반대편인 상기 결속구의 타측에 구비되는 결합판이 일체로 구비된 몸체; 상기 조인트부 상측에 안착되어 돌출 경사면에 상응하는 내부 경사면을 갖는 클램프; 및 상기 조인트부와 클램프를 관통하여 고정하는 결속부재로 구성된 배터리 단자 결합구와;
    도전성 재료로 형성되어 전류를 통과시키고, 상기 배터리 단자 결합구에 탈착 가능하도록 연결되는 버스 바(Bus Bar)와;
    마그네틱 코어와 전류 측정소자로 이루어지고, 상기 버스 바를 통과하는 전류를 검출하는 배터리 센서와;
    상기 배터리 센서에 체결되어 검출된 신호를 전송하는 커넥터; 및
    상기 배터리 센서의 유동을 방지하도록 상기 배터리 센서를 상기 배터리 단자에 결합시키고, 그 끝단이 상기 버스 바를 고정시키는 고정용 스토퍼(Stopper) 역할을 하는 브래킷(Bracket)을 포함하되,
    상기 배터리 센서의 전류 측정소자는 하부 및 측면이 동시에 고정되고, 상기 마그네틱 코어에서 발생 되는 자기장을 자기장의 중심에서 측정하여 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 전류 검출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 외부온도를 검출하기 위한 온도센서를 추가로 포함하며,
    상기 배터리 센서의 내측에 상기 온도센서를 고정시키기 위한 온도센서 고정 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 전류 검출장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 온도센서는 상기 배터리 센서 내의 전류 측정소자와 전기적으로 연결되어 상기 배터리의 외부온도가 증가하면 저항값이 감소하는 부온도계수(Negative Temperature Coefficient: NTC) 특성을 갖는 NTC 센서인 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 전류 검출장치.
  4. 상부가 평평하거나 사각 코너부를 갖는 자동차용 배터리로부터 충전 또는 방전 전류를 검출하기 위한 자동차용 배터리 전류 검출장치에 있어서,
    상기 배터리의 단자가 내삽되는 결합홀을 형성하는 결속구; 상기 결속구의 일측으로부터 절결되어 일정 틈을 형성하며 몸체 일측단으로 연장되는 절결부; 상기 절결부의 양측에 형성되며 상면에서 하측면으로 확장되어 형성되는 조인트부; 상기 조인트부의 반대편에서 결속구와 인접하여 구비되는 결합판이 일체로 구비된 몸체; 및 상기 조인트부를 관통하여 고정하는 결속부재로 구성된 배터리 단자 결합구와;
    도전성 재료로 형성되어 전류를 통과시키고, 상기 배터리 단자 결합구로부터 연장 되어 일체형으로 형성되는 버스 바와;
    마그네틱 코어와 전류 측정소자로 이루어지고, 상기 버스 바를 통과하는 전류를 검출하는 배터리 센서와;
    상기 배터리 센서에 체결되어 검출된 신호를 전송하는 커넥터; 및
    상기 배터리 센서의 유동을 방지하도록 상기 배터리 센서를 상기 배터리 단자에 결합시키는 브래킷을 포함하되,
    상기 배터리 센서의 전류 측정소자는 하부 및 측면이 동시에 고정되고, 상기 마그네틱 코어에서 발생되는 자기장을 자기장의 중심에서 측정하여 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 전류 검출장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배터리의 외부온도를 검출하기 위한 온도센서를 추가로 포함하며,
    상기 배터리 센서의 내측에 상기 온도센서를 고정시키기 위한 온도센서 고정 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 전류 검출장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 온도센서는 상기 배터리 센서 내의 전류 측정소자와 전기적으로 연결되어 상기 배터리의 외부온도가 증가하면 저항값이 감소하는 부온도계수(NTC) 특성을 갖는 NTC 센서인 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 전류 검출장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 배터리 센서를 보호하도록 감싸는 센서 몸체를 추가로 포함하며,
    상기 센서 몸체는 상기 버스 바와 일체형으로 형성된 상기 배터리 단자 결합구의 사출 성형시 일체형으로 사출되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 전류 검출장치.
  8. 상부가 평평하거나 사각 코너부를 갖는 자동차용 배터리로부터 충전 또는 방전 전류를 검출하기 위한 자동차용 배터리 전류 검출장치에 있어서,
    상기 배터리의 단자가 내삽되는 결합홀을 형성하는 결속구; 상기 결속구의 일측으로부터 절결되어 일정 틈을 형성하며 몸체 일측단으로 연장되는 절결부; 상기 절결부의 양측에 형성되며 상면에서 하측면으로 확장되어 형성되는 조인트부; 상기 조인트부의 반대편에서 결속구와 인접하여 구비되는 결합판이 일체로 구비된 몸체; 및 상기 조인트부를 관통하여 고정하는 결속부재로 구성된 배터리 단자 결합구와;
    도전성 재료로 형성되어 전류를 통과시키고, 상기 배터리 단자 결합구와 체결되는 버스 바와;
    마그네틱 코어와 전류 측정소자로 이루어지고, 상기 버스 바를 통과하는 전류를 검출하는 배터리 센서와;
    상기 배터리 센서에 체결되어 검출된 신호를 전송하는 커넥터; 및
    상기 배터리 센서의 유동을 방지하도록 상기 배터리 센서를 상기 배터리 단자에 결합시키는 브래킷을 포함하되,
    상기 버스 바와 상기 브래킷의 양방향으로 분기하여 전류가 측정되고, 상기 버스 바에 흐르는 전류를 분기 저항(Shunt Resistor)에 의해 측정하며, 상기 배터리 센서의 전류 측정소자는 하부 및 측면이 동시에 고정되고, 상기 마그네틱 코어에서 발생되는 자기장을 자기장의 중심에서 측정하여 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 전류 검출장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배터리의 외부온도를 검출하기 위한 온도센서를 추가로 포함하며,
    상기 배터리 센서의 내측에 상기 온도센서를 고정시키기 위한 온도센서 고정 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 전류 검출장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 온도센서는 상기 배터리 센서 내의 전류 측정소자와 전기적으로 연결되어 상기 배터리의 외부온도가 증가하면 저항값이 감소하는 부온도계수(NTC) 특성을 갖는 NTC 센서인 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 전류 검출장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 버스 바 및 상기 브래킷은 동일 재질로 형성되고, 각각의 크기가 가변되는 것을 특징으로 하는 자동차용 배터리 전류 검출장치.
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