KR101057405B1 - 전기차용 충전 플러그의 록킹장치 - Google Patents

전기차용 충전 플러그의 록킹장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전기차용 충전 플러그, 및 상기 충전 플러그가 접속되는 소켓부가 서로 분리되지 않도록 록킹하는 장치에 관한 것으로서, 상기 충전 플러그에 구비된 접속용 금속단자들 중 일부 금속단자의 외주에 감겨지는 코일, 및 상기 코일의 양단에 전원을 인가하는 전원인가부를 포함하며, 상기 코일이 감겨진 일부 금속단자가 상기 전원에 의해 전자석 성질을 가짐에 따라, 상기 충전 플러그와 상기 소켓부 사이의 접속 상태를 자력으로 유지하는 전기차용 충전 플러그의 록킹장치를 제공한다.
개시된 전기차용 충전 플러그의 록킹장치에 따르면, 코일이 감겨진 일부 금속단자가 전자석 역할을 하게 되면서 상대편 소켓부를 자력으로 당김에 따라, 충전 플러그와 소켓부의 접속을 록킹할 수 있어서, 충전 플러그의 접속을 안정적으로 유지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 전류변화감지부를 통해 상기 접속 또는 분리 상태에 따라 가변하는 코일의 전류값을 감지하는 경우, 상기 접속이 해제된 것으로 판단되면 상기 충전 플러그에 대한 전기의 공급을 차단할 수 있어, 그에 따른 각종 안전사고를 예방할 수 있다.

Description

전기차용 충전 플러그의 록킹장치{Locking apparatus for charging plug of electric vehicle}
본 발명은 전기차용 충전 플러그의 록킹장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기차용 충전 플러그의 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 전기차용 충전 플러그의 록킹장치에 관한 것이다.
전기차의 충전은 전기충전소 내에 배치된 충전장치를 이용한다. 상기 충전장치와 상기 전기차 사이에 충전용 케이블의 양측이 각각 접속된 다음, 상기 충전장치로부터 전기가 공급되면 상기 충전용 케이블을 통해 상기 전기차의 충전이 수행된다.
여기서, 상기 충전용 케이블의 양측에는 상기 접속을 위한 충전 플러그가 구비되어 있다. 그런데, 상기 충전 플러그의 접속 상태가 외력(ex, 충전 플러그에 사람이나 물체가 부딪히거나 충전 케이블이 건드려진 경우 등)에 의해 헐거워지거나 분리되는 경우, 충전이 제대로 수행되지 않거나 충전 전압이 불균일하게 되며, 감 전, 화재, 폭발 등의 안전 사고가 발생될 수 있는 우려가 있다. 따라서, 충전 플러그의 접속 상태를 안정적으로 록킹할 수 있는 구조가 요구된다.
본 발명은, 전기차용 충전 플러그의 접속을 록킹함에 따라 상기 충전 플러그의 접속 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 전기차용 충전 플러그의 록킹장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 전기차용 충전 플러그, 및 상기 충전 플러그가 접속되는 소켓부가 서로 분리되지 않도록 록킹하는 장치에 관한 것으로서, 상기 충전 플러그에 구비된 접속용 금속단자들 중 일부 금속단자의 외주에 감겨지는 코일, 및 상기 코일의 양단에 전원을 인가하는 전원인가부를 포함하며, 상기 코일이 감겨진 일부 금속단자가 상기 전원에 의해 전자석 성질을 가짐에 따라, 상기 충전 플러그와 상기 소켓부 사이의 접속 상태를 자력으로 유지하는 전기차용 충전 플러그의 록킹장치를 제공한다.
여기서, 상기 금속단자들은 내부가 중공된 원통 형상을 가지며, 상기 소켓부에는 상기 금속단자들의 내부에 각각 대응되도록 삽입되어 도통되는 돌기형의 접속단자들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 자력의 크기보다 큰 크기의 외력이 상기 접속의 방향과 반대되는 방향으로 작용하면, 상기 충전 플러그와 상기 소켓부가 서로 분리되어 상기 접속 상태가 해제될 수 있다.
그리고, 상기 전기차용 충전 플러그의 록킹장치는, 충전 플러그와 상기 소켓 부 사이의 접속 또는 분리 상태에 따라 가변하는 상기 코일의 전류값을 이용하여 상기 접속의 여부를 감지하는 전류변화감지부, 및 상기 충전 플러그와 상기 소켓부가 서로 분리되어 상기 접속이 해제된 경우, 상기 충전 플러그에 대한 전기의 공급을 차단하도록 제어하는 충전제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 소켓부는, 상기 충전의 대상인 전기차에 구비되어 있을 수 있다.
또한, 상기 소켓부는, 충전용 전기를 상기 충전 플러그에 공급하여 제공하는 충전장치에 구비되어 있을 수 있다.
그리고, 본 발명은, 전기차를 충전하는 방법에 관한 것으로서, 상기 전기차를 충전하는 충전장치의 사용가능 여부를 확인하는 단계와, 충전 케이블의 일측에 구비된 제1 충전 플러그가 상기 전기차의 소켓부에 접속된 이후, 상기 전기차의 사용자로부터 사용자 ID를 확인하는 단계와, 상기 충전장치의 소켓부에 커버된 외부커버를 개방하는 단계와, 상기 충전 케이블의 타측에 구비된 제2 충전 플러그가 상기 충전장치의 소켓부에 접속된 이후, 상기 사용자로부터 충전요청신호를 입력받는 단계와, 상기 충전요청신호가 입력되면, 상기 제1 충전 플러그와 상기 전기차의 소켓부 사이, 및 상기 제2 충전 플러그와 상기 충전장치의 소켓부 사이의 접속이 각각 분리되지 않도록 록킹하여 상기 접속의 상태를 유지하는 단계와, 상기 접속 상태에 대한 절연 테스트를 수행하는 단계와, 상기 제1 충전 플러그 및 제2 충전 플러그를 통해 전기를 공급하여 상기 전기차를 충전하는 단계와, 상기 충전이 완료되면 상기 록킹을 해제하는 단계와, 상기 충전에 따른 요금을 정산하는 단계, 및 상기 제1 충전 플러그 및 제2 충전 플러그가 분리되면 다음의 충전을 대기하는 단계 를 포함하는 전기차 충전 방법을 제공한다. 여기서, 상기 록킹을 수행하는 단계는, 상기 전기차용 충전 플러그의 록킹장치를 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 전기차용 충전 플러그의 록킹장치 및 이를 이용한 전기차 충전 방법에 따르면, 코일이 감겨진 일부 금속단자가 전자석 역할을 하게 되면서 상대편 소켓부를 자력으로 당김에 따라, 충전 플러그와 소켓부의 접속을 록킹할 수 있어서, 충전 플러그의 접속을 안정적으로 유지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 전류변화감지부를 통해 상기 접속 또는 분리 상태에 따라 가변하는 코일의 전류값을 감지하는 경우, 상기 접속이 해제된 것으로 판단되면 상기 충전 플러그에 대한 전기의 공급을 차단할 수 있어, 그에 따른 각종 안전사고를 예방할 수 있다.
도 1은 전기차의 충전을 위한 개략도이다. 상기 전기차의 충전 과정을 간략히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 충전 케이블(20)의 양측에 구비된 충전 플러그(10)를 전기차(30)와 충전장치(50)의 각각 접속시킨다. 이후 충전장치(50)에서 전기를 공급하면, 상기 충전 케이블(20)을 통해 전기가 전달되어 상기 전기차(30)가 충전된다.
여기서, 상기 전기차(30)와 상기 충전장치(50)에는, 상기 양측의 충전 플러그(10)가 각각 접속되기 위한 개별 소켓부(40,60)를 각각 구비하고 있다. 만약, 충전 플러그(10)가 소켓부(40,60)에 미리 접속된 상태에서, 충전 플러그(10) 또는 충전 케이블(20)에 외력(ex, 충전 플러그(10)에 사람이나 물체가 부딪히거나 충전 케 이블(20)이 건드려진 경우 등)이 작용하여 접속 상태가 헐거워지거나 분리된 경우, 충전이 제대로 수행되지 않거나 충전 전압이 불균일하게 되며, 감전, 화재, 폭발 등의 안전 사고가 발생될 수 있는 문제점이 있다.
이하 후술할 전기차용 충전 플러그의 록킹장치(100)는 상기 충전 플러그(10)의 접속 상태를 안정적으로 록킹할 수 있는, 즉 상기 충전 플러그(10), 및 상기 충전 플러그(10)가 접속되는 소켓부(40,60)가 서로 분리되지 않도록 안정적으로 록킹할 수 있는 장치에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기차용 충전 플러그의 록킹장치를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 충전 플러그 부분의 정면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 충전 플러그(10)의 하부에는 손잡이(13)를 형성하고 있다. 또한, 상기 충전 플러그(10)에는 복수 개(ex, 7개)의 접속용 금속단자들(11)이 구비되어 있다. 이러한 금속단자들(11)은 충전용 전원단자, 접지단자 등을 포함하고 있다. 상기 접속용 금속단자들(11)의 개별 기능 및 용도는 IEC(International Electrotechnical Commission: 국제전기기술위원회)에서 규정하는 전기 자동차용 충전 플러그의 공지된 형태를 참조하면 된다.
또한, 상기 금속단자들(11)은 상기 소켓부(40) 측의 접속단자들(41)이 각각 삽입되어 상호 접속되도록, 내부에 삽입공간(12)이 형성되도록 중공된 원통 형상을 가진다. 도 4는 도 3의 충전 플러그(10)가 접속되기 위한 전기차(30) 측의 소켓부(40)의 개략 정면도로서, 상기 소켓부(40)에는 상기 금속단자들(11)의 중공된 내부에 각각 대응되도록 삽입되어 전기적 도통되는 돌기형의 접속단자들(41)이 복수 개(ex, 7개)로 구비되어 있다. 여기서, 상기 도통을 위해 상기 접속단자들(41) 또한 금속 재질로 형성됨은 자명한 것이다.
물론, 상기한 도 4의 구성은 충전장치(50) 측의 소켓부(60)에도 공통으로 적용된다. 즉, 앞서 도 1에서 상술한 바와 같이, 상기한 형태의 소켓부(40)는 충전의 대상인 전기차(30)에 구비되어 있다. 또한, 상기한 형태의 소켓부(60)는, 충전용 전기를 상기 충전 플러그(10)에 공급하여 제공하는 충전장치(50)에도 구비되어 있다. 이하에서는 전기차(30) 측의 소켓부(40)를 기준으로 설명하기로 한다.
상술한 충전 플러그(10)의 형태를 바탕으로 하여, 상기 전기차용 충전 플러그의 록킹장치(100)를 설명하면 다음과 같다. 도 5는 상기 충전 플러그(10) 측의 일부 금속단자(11a)와 도 4의 상기 소켓부(40) 측의 일부 접속단자(41a) 사이의 록킹을 위한 단면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기 전기차용 충전 플러그의 록킹장치(100)는 코일(110) 및 전원인가부(120)를 포함한다. 상기 코일(110)은 상기 충전 플러그(10)에 구비된 접속용 금속단자들(11) 중 일부 금속단자(11a)의 외주에 나선형으로 감겨져 있다. 예를 들어, 상기 일부 금속단자(11a)는 상기 접속용 금속단자들(11) 중에 접지 역할을 하는 금속단자에 해당될 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전원인가부(120)는 상기 나선형으로 감겨진 코일(110)의 양단에 전원을 인가하는 부분이다. 도 5의 (a)는 충전 플러그(10)와 소켓부(40)가 접속되기 전의 상태로서, 전원인가부(120)는 상기 코일(110)에 대해 전원 인가를 대기하고 있다. 도 5의 (b)는 충전 플러그(10) 측의 일부 금속단자(11a)의 삽입공간(12)에 상기 소켓부(40) 측의 일부 접속단자(41a)가 삽입되어 접속된 상태이며, 이렇게 접속된 이후에는 상기 전원인가부(120)에 전원을 인가하여, 충전 플러그(10)와 소켓부(40)의 접속 상태를 록킹한다.
즉, 상기 전원인가부(120)에 의해 코일(110)에 전원이 인가되면, 상기 코일(110)이 감겨진 상기 일부 금속단자(11a)가 상기 전원에 의해 전자석 성질을 가지게 된다. 따라서, 외력이 발생하여도 상기 충전 플러그(10)와 상기 소켓부(40) 사이의 접속 상태를 자력으로 유지할 수 있다.
다시 말해서, 상기 충전 플러그(10) 내의 코일(110)이 감겨진 일부 금속단자(11a)가 전자석 역할을 하게 되면서, 상기 일부 금속단자(11a)와 대응되어 접속(삽입)되어 있는 소켓부(40) 측의 상기 일부 접속단자(41a)를 자력으로 당김에 따라, 외력이 발생하여도 충전 플러그(10)와 소켓부(40)의 접속 상태가 서로 분리되지 않게 된다. 예를 들어, 충전 플러그(10) 또는 충전 케이블(20)에 외력이 작용하여도 상기 접속 상태가 헐거워지거나 접속이 분리되는 일이 발생하지 않는다. 여기서, 상기 자력의 크기 조절은 상기 전원인가부(120)에서 수행할 수 있다.
물론, 상기 자력의 크기보다 큰 크기의 외력이 상기 접속의 방향과 반대되는 방향으로 작용하면, 상기 외력을 이겨내지 못하고 충전 플러그(10)와 상기 소켓부(40)가 서로 분리되어 상기 접속 상태가 해제된다. 예를 들어, 충전 플러그(10)와 소켓부(40)가 서로 접속되어 전기차(30)에 충전이 수행되는 중에, 상기 전기차(30)가 출발하여 상기 자력보다 더 큰 외력이 작용하는 경우, 상기 충전 플러 그(10)와 소켓부(40)가 서로 분리될 수 있다.
한편, 상기 충전 플러그(10)와 소켓부(40)가 상기 자력보다 더 큰 외력에 의해 서로 분리되어도, 상기 충전장치(50)는 상기 충전 플러그(10)에 충전용 전기를 계속 제공하고 있는 상태이다. 이러한 경우, 상기 분리된 충전 플러그(10)로 인하여 감전, 화재, 폭발 등의 사고가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 방지하기 위하여, 본 발명은 상기 코일(110)에 연결되는 전류변화감지부(130)와, 충전제어부(140)를 구비한다. 도 6은 코일 측에 대해 전류변화감지부 및 충전제어부가 연결된 상태의 구성도이다.
상기 전류변화감지부(130)는 상기 충전 플러그(10)와 상기 소켓부(40) 사이의 접속 또는 분리 상태에 따라 가변하는 코일(110)의 전류값을 이용하여 상기 접속의 여부를 감지한다. 상기 충전제어부(140)는 상기 전류변화감지부(130)의 감지 결과, 상기 충전 플러그(10)와 상기 소켓부(40)가 서로 분리되어 상기 접속이 해제된 경우, 상기 충전 플러그(10)에 대한 전기의 공급을 차단하도록 제어한다. 즉, 상기 충전제어부(140)는 전기차(30)의 충전을 수행하는 중에 접속이 해제된 경우, 상기 충전 플러그(10)의 금속단자들(11) 쪽으로 전기가 흐르지 않도록 차단한다. 예를 들어, 충전제어부(140)는 충전장치(50)의 내부에 구비되어, 상기 전류변화감지부(130)의 감지 결과에 따라, 상기 충전 플러그(10) 측으로의 전기 공급 또는 차단을 조절한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기차 충전 방법의 흐름도이다. 이하에서는, 전기차(30)를 충전하는 방법에 관하여 도 7을 참조로 하여 설명한다.
먼저, 상기 전기차(30)를 충전하는 충전장치(50)의 사용가능 여부를 확인한다(S110). 이러한 과정은 상기 충전장치(50)에 표시된 디스플레이 패널 등을 통해 상기 사용자의 육안으로도 확인이 가능하며, 충전장치(50)의 내부에서 사용상에 에러가 없는지를 항상 체크하여 디스플레이 패널에 출력할 수 있다.
다음, 사용자에 의해 상기 충전 케이블(20)의 일측에 구비된 제1 충전 플러그(10)가 상기 전기차(30)의 소켓부(40)에 접속된 이후(S115), 상기 충전장치(50)는 전기차(30)의 사용자로부터 사용자 ID를 확인한다(S120). 이러한 사용자 ID는 RFID카드 인식 등의 공지된 사용자 인증 방법을 통해 가능하다.
사용자 ID가 확인되면, 상기 충전장치(50)는 해당 소켓부(60)에 커버되어 있는 외부커버(미도시)를 개방하여, 충전을 이용할 수 있도록 한다(S125). 물론, 외부커버(미도시)는 평상시 소켓부(60)를 커버하고 보호하는 역할을 한다.
이후, 사용자에 의해 상기 충전 케이블(20)의 타측에 구비된 제2 충전 플러그(10)가 상기 충전장치(50)의 소켓부(40)에 접속된 이후(S130), 상기 충전장치(50)는 사용자로부터 충전요청신호를 입력받는다(S135). 상기 충전요청신호는 사용자에 의해 충전장치(50) 상의 충전 버튼이 눌러지는 등의 방법에 의해 수행된다. 또한, 충전요청신호를 입력받을 때, 사용자로부터 원하는 충전 금액을 입력받는 것도 가능하다.
이렇게 상기 충전요청신호가 입력되면, 상기 제1 충전 플러그(10)와 상기 전기차(30)의 소켓부(40) 사이, 및 상기 제2 충전 플러그(10)와 상기 충전장치(50)의 소켓부(60) 사이의 접속이 각각 분리되지 않도록 상술한 방법으로 록킹하여 상기 접속의 상태를 유지한다(S140). 물론, 상기 전원인가부(120)의 전원 인가 상태에 따라 상기 록킹 및 해제가 가능하다. 만약, 상기 충전장치(50)의 내부에 상기 전원인가부(120)가 구비된 경우, 상기 충전장치(50)에서 상기 록킹 및 해제를 간단히 조절할 수 있다.
이렇게 록킹된 상태에서, 상기 충전장치(50)는 상기 접속 상태에 대한 절연 테스트를 수행하여, 전기차(30)에 충전을 수행해도 문제가 없는지 검사한다(S145). 만약에 충전 회로, 케이블 등의 절연이 완벽하지 않은 경우, 충전 중에 각종 안전사고가 발생할 수 있기 때문이다.
이후에는, 상기 충전장치(50)가 상기 제1 충전 플러그(10) 및 제2 충전 플러그(10)를 통해 전기를 공급하여 상기 전기차(30)를 충전한다(S150). 또한, 상기 충전이 완료(S155)되면 상기 전원인가부(120)를 제어하여 상기 록킹을 해제한다(S160).
그리고, 상기 충전장치(50)는 충전에 따른 요금을 정산한다(S165). 이러한 요금 정산은 사용자가 RFID 카드, 신용카드 등의 리딩을 통해 수행될 수 있다. 그리고, 사용자에 의해 상기 제1 충전 플러그(10) 및 제2 충전 플러그(10)가 분리(S170)된 이후에는, 상기 충전장치(50)는 다음의 충전을 대기한다(S175).
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능한 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 전기차의 충전을 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기차용 충전 플러그의 록킹장치의 사시도이다.
도 3은 도 2의 충전 플러그 부분의 정면도이다.
도 4는 도 3의 충전 플러그가 접속되기 위한 소켓부의 개략 정면도이다.
도 5는 도 2의 충전 플러그 측의 일부 금속단자와 도 4의 소켓부 측의 일부 접속단자 사이의 록킹을 위한 단면도이다.
도 6은 코일 측에 대해 전류변화감지부 및 충전제어부가 연결된 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기차 충전 방법의 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >
10: 충전 플러그 11: 금속단자
12: 삽입공간 13: 손잡이
20: 충전 케이블 30: 전기차
40: 소켓부 41: 접속단자
50: 충전장치 60: 소켓부
100: 전기차용 충전 플러그의 록킹장치 110: 코일
120: 전원인가부 130: 전류변화감지부
140: 충전제어부

Claims (8)

  1. 전기차용 충전 플러그, 및 상기 충전 플러그가 접속되는 소켓부가 서로 분리되지 않도록 록킹하는 장치에 관한 것으로서,
    상기 충전 플러그에 구비된 접속용 금속단자들 중 일부 금속단자의 외주에 감겨지는 코일; 및
    상기 코일의 양단에 전원을 인가하는 전원인가부를 포함하며,
    상기 코일이 감겨진 일부 금속단자가 상기 전원에 의해 전자석 성질을 가짐에 따라, 상기 충전 플러그와 상기 소켓부 사이의 접속 상태를 자력으로 유지하는 전기차용 충전 플러그의 록킹장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속단자들은 내부가 중공된 원통 형상을 가지며,
    상기 소켓부에는 상기 금속단자들의 내부에 각각 대응되도록 삽입되어 도통되는 돌기형의 접속단자들을 포함하는 전기차용 충전 플러그의 록킹장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전 플러그와 상기 소켓부 사이의 접속 또는 분리 상태에 따라 가변하는 상기 코일의 전류값을 이용하여 상기 접속의 여부를 감지하는 전류변화감지부; 및
    상기 충전 플러그와 상기 소켓부가 서로 분리되어 상기 접속이 해제된 경우, 상기 충전 플러그에 대한 전기의 공급을 차단하도록 제어하는 충전제어부를 더 포함하는 전기차용 충전 플러그의 록킹장치.
  5. 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소켓부는,
    상기 충전의 대상인 전기차에 구비되어 있는 전기차용 충전 플러그의 록킹장치.
  6. 청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소켓부는,
    충전용 전기를 상기 충전 플러그에 공급하여 제공하는 충전장치에 구비되어 있는 전기차용 충전 플러그의 록킹장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
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