KR101131735B1 - 차량용 고전압 정션박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 배터리에서 공급된 전원을 이용하여 인버터가 구동모터를 제어하는 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차를 위한 전원제어 시스템에서 사용되는 차량용 고전압 정션박스에 관한 것으로서,
전기 자동차 또는 하이브리드 자동차의 내부에 장착되는 대용량 배터리로부터 전원을 공급받아 차량의 고전압 시스템에 공급되는 전원을 제어하는 차량용 고전압 정션박스(10)에 있어서, 외부 신호에 의해 전원을 연결 또는 차단할 수 있는 고전압 릴레이(12)를 포함한 고전압 제어회로가 상면에 설치된 메인블록(11)과, 고전압 제어회로와 메인블록(11)의 저면에 구비된 고전압 케이블 연결부(K)가 전기적으로 연결되도록 입체구조로 형성된 버스바(13)와, 차량에 고정되며 내부에 위치한 메인블록(11)을 보호하는 고정쉴드(15)와, 메인블록(11)의 상면을 덮어줌으로써 고전압 제어회로를 보호하는 커버(14)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 고전압 정션박스{High Voltage Junction Box for Automotive Vehicles}

본 발명은 차량용 배터리에서 공급된 전원을 이용하여 인버터가 구동모터를 제어하는 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차를 위한 전원제어 시스템에서 사용되는 차량용 고전압 정션박스에 관한 것으로서, 특히 입체적 구조의 버스바를 이용하여 메인블록 상면에 고전압 제어회로와 메인블록 저면의 고전압 케이블을 연결함으로써 정션박스의 구조를 소형화함과 아울러, 외부충격으로부터 고전압 제어회로를 보호하여 안전사고의 위험이 감소하도록 한 차량용 고전압 정션박스에 관한 것이다.

일반적으로 전기에 의해 구동되는 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차는 전원공급을 위한 고전압 배터리와, 제어를 위한 인버터 및 차량 구동을 위한 구동모터 등의 전기구동 시스템을 구비하고 있다.

또한, 상기 고전압 배터리의 전원을 차량에 공급 또는 차단하기 위하여 고전압 정션박스를 구비하고 있는데, 상기 고전압 정션박스는 상기 인버터의 작동이 필요한 경우 고전압 전원을 인가하고, 상기 인버터를 사용하지 않을 경우에는 고전압 전원을 차단하는 기능을 갖는다.

이러한 시스템의 일례가 도 1에 도시되어 있다.

도 1은 일반적인 하이브리드 차량용 고전압 제어장치가 개략적으로 도시된 블록도로서, 고전압 배터리와 전원출력을 차단하는 차단 스위치를 포함하는 배터리 모듈과, 구동모터를 비롯한 차량의 전기적 부하를 의미하는 차량전원부 및 상기 배터리 모듈의 배터리와 차량 전원부를 연결하여 전원 공급을 온/오프하는 고전압 정션박스를 나타내고 있다.

상기와 같이 구성된 통상의 하이브리드 차량용 고전압 제어장치에서는, 고전압 정션박스가 고전압 배터리에서 공급되는 고전압 전원을 차량전원부에 연결 또는 차단하는 기능을 수행하고 있다.

따라서, 상기 고전압 정션박스에는 고전압 배터리 및 차량전원부와의 전원 연결을 위한 다수의 전원 케이블이 연결되어 있다.

그런데 상기한 종래의 차량용 고전압 제어장치에서 사용되는 고전압 정션박스는, 전원분배를 위하여 다수의 케이블이 연결되어 있어 전원분배 구조가 복잡하는 문제가 있다.

이로 인하여 고전압 정션박스의 설치공간이 넓어지게 되고, 고전압 케이블이 연결되는 부분이 외부로 노출되어 있어 외부 충격에 의해 손상될 경우에는, 고전압 케이블에서 누전의 위험이 있을 뿐만 아니라 그로 인해 운전자의 감전과 같은 안전사고를 초래하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고전압 릴레이와 고전압 퓨즈 및 전류센서를 포함하는 고전압 제어회로를 메인블록의 상면에 설치하고 고전압 케이블은 메인블록의 하부에 연결함과 아울러, 입체적 구조의 버스바로 고전압 제어회로와 고전압 케이블을 연결함으로써, 고전압 제어회로와 고전압 케이블 연결부가 모두 하우징의 내부에 위치하여 외부 충격으로부터 충분히 보호받을 수 있도록 하고, 그 크기가 축소되어 차량 내부 공간의 활용도를 높일 수 있도록 한 차량용 고전압 정션박스를 제공하는데 그 목적이 있다.

다시 말해서 본 발명은, 기존의 고전압 정션박스에서 구현된 고전압 릴레이와 고전압 케이블의 연결구조에 대하여 보다 효율적인 공간 구성을 통하여, 정션박스의 크기를 축소하면서도 고전압 제어부품 및 고전압 케이블의 연결부위를 안전하게 보호할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 메인블록의 상면에 설치된 고전압 제어회로를 안전하게 보호할 수 있고, 특히 고전압 케이블을 연결 또는 제거할 때 고전압 제어회로가 외부로 노출되어 고전압 제어부품이 훼손되는 것을 방지할 수 있는 차량용 고전압 정션박스를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 고전압 케이블이 메인블록에 연결된 상태로 메인블록 상면의 고전압 제어회로를 정비할 수 있도록 한 차량용 고전압 정션박스를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 고전압 케이블이 메인블록으로부터 이탈되더라도 누전으로 인한 운전자의 안전성이 위협받지 않도록 고전압 케이블의 배치 형태를 설정한 차량용 고전압 정션박스를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 메인블록의 상측에 결합된 커버를 열지 않고도 정션박스의 제어전류를 확인할 수 있도록 한 차량용 고전압 정션박스를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차의 내부에 장착되는 대용량 배터리로부터 전원을 공급받아 차량의 고전압 시스템에 공급되는 전원을 제어하는 차량용 고전압 정션박스에 있어서, 외부 신호에 의해 전원을 연결 또는 차단할 수 있는 고전압 릴레이를 포함한 고전압 제어회로가 상면에 설치된 메인블록과, 상기 고전압 제어회로와 상기 메인블록의 저면에 구비된 케이블 연결부가 전기적으로 연결되도록 입체구조로 형성된 버스바와, 차량에 고정되며 내부에 위치한 상기 메인블록을 보호하는 고정쉴드와, 상기 메인블록의 상면을 덮어줌으로써 상기 고전압 제어회로를 보호하는 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 차량용 고전압 정션박스에 따르면, 상기 커버는 상기 메인블록에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 차량용 고전압 정션박스에 따르면, 상기 고정쉴드는 상기 메인블록에 착탈 가능하게 결합되어, 상기 메인블록이 상기 고정쉴드에 고정될 때에 고전압 케이블 연결부가 상기 고정쉴드 안쪽에 위치하여 보호되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 차량용 고전압 정션박스에 따르면, 고전압 케이블은, 상기 메인블록을 중심으로 하여 일측에는 양극성 고전압 케이블만 연결되고 타측에는 음극선 고전압 케이블만 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 차량용 고전압 정션박스에 따르면, 상기 버스바가 상기 고전압 제어회로에 설치된 전류센서를 관통하도록 설치되어 상기 버스바를 통해 정션박스의 제어전류를 검지할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 차량용 고전압 정션박스는, 입체형 구조의 버스바를 이용하여 메인블록 상면의 고전압 제어회로와 메인블록 저면의 케이블 연결부를 연결함과 아울러, 메인블록의 상측과 하측에 커버와 고정쉴드가 설치되어 커버가 내부의 고전압 제어부품을 보호하고 고정쉴드가 고전압 케이블 연결부를 보호하여 고전압 전원을 더욱 안전하게 연결하고 관리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 차량용 고전압 정션박스에 따르면, 메인블록의 상측에 결합되는 커버에 의해 고전압 릴레이와 고전압 퓨즈 등의 고전압 제어회로가 안전하게 보호되고, 메인블록에 커버를 결합 또는 분리시킬 수 있으므로 메인블록의 저면에 고전압 케이블이 연결된 상태에서 커버를 분리하여 고전압 퓨즈를 비롯한 고전압 제어회로를 정비할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 차량용 고전압 정션박스에 따르면, 고정쉴드가 메인블록으로부터 분리될 수 있으므로, 고전압 케이블을 연결 또는 분리할 때 메인블록의 상측에 결합된 커버로 인해 고전압 제어회로가 외부로 노출되지 않게 되어 고전압 제어부품의 손상이 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 차량용 고전압 정션박스에 따르면, 고전압 릴레이를 중심으로 양측에 각각 같은 극성의 고전압 케이블을 배치하게 되므로, 고전압 케이블이 이탈되는 경우에도 안전을 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 차량용 고전압 정션박스에 따르면, 버스바가 고전압 제어회로에 연결된 전류센서를 관통하고 있으므로 커버를 분리하지 않고 외부로 노출된 버스바를 통해 정션박스의 제어전류를 검지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 하이브리드 차량용 고전압 제어장치가 개략적으로 도시된 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 차량용 고전압 정션박스가 도시된 구성도.
도 3은 본 발명의 차량용 고전압 정션박스의 평면도.
도 4는 본 발명의 차량용 고전압 정션박스의 저면도.
도 5는 본 발명의 차량용 고전압 정션박스에서 고전압 케이블의 연결 형태가 도시된 참고도.
도 6은 본 발명의 차량용 고전압 정션박스에서 고전압 케이블의 배치 형태가 도시된 참고도.
도 7은 본 발명의 차량용 고전압 정션박스의 다른 예가 도시된 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 차량용 고전압 정션박스를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 차량용 고전압 정션박스(10)는, 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차의 내부에 장착되는 대용량 배터리로부터 전원을 공급받아 차량의 고전압 시스템에 공급되는 전원을 제어하는 장치로서, 외부 신호에 의해 전원을 연결 또는 차단할 수 있는 고전압 릴레이(12)를 포함한 고전압 제어회로가 상면에 설치된 메인블록(11)과, 상기 고전압 제어회로와 상기 메인블록(11)의 저면에 구비된 고전압 케이블 연결부(K)가 전기적으로 연결되도록 입체구조로 형성된 버스바(13)와, 차량에 고정되며 내부에 위치한 상기 메인블록(11)을 보호하는 고정쉴드(15)와, 상기 메인블록(11)의 상면을 덮어줌으로써 상기 고전압 제어회로를 보호하는 커버(14)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 커버(14)는 상기 메인블록(11)의 상측에 착탈 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

이는 상기 메인블록(11)의 상측에 결합되는 커버(14)가 고전압 릴레이(12)와 고전압 퓨즈 등으로 이루어져 상기 메인블록(11)의 상면에 설치되는 고전압 제어회로가 안전하게 보호되도록 함과 아울러, 상기 메인블록(11)의 저면에 고전압 케이블(16)이 연결된 상태에서 상기 커버(14)를 분리하여 고전압 퓨즈를 비롯한 고전압 제어회로를 정비할 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 고정쉴드(15) 역시 상기 메인블록(11)의 하측에 착탈 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

이는 상기 고전압 케이블(16)을 상기 메인블록(11)에 연결하거나 분리하기 쉽게 함과 아울러, 상기 메인블록(11)의 상측에 상기 커버(14)가 결합된 상태에서 상기 고정쉴드(15)만 분리됨으로써, 상기 고전압 케이블(16)을 설치할 때 상기 커버(14)에 의해 상기 고전압 제어회로가 외부로 노출되지 않도록 하기 위한 것이다.

따라서, 상기 고전압 케이블(16)을 케이블 연결핀(18)을 이용하여 상기 메인블록(11)에 연결하거나 분리하는 과정에서, 상기 고전압 제어회로를 구성하는 고전압 제어부품의 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 고전압 케이블(16)은, 상기 메인블록(11)을 중심으로 하여 일측에는 양극성 고전압 케이블(16a)만 연결되고 타측에는 음극성 고전압 케이블(16b)만 연결되도록 배치하는 것이 바람직하다.

이와 같이 상기 고전압 릴레이(12)를 중심으로 양측에 각각 같은 극성의 고전압 케이블(16a)(16b)을 배치하게 되므로, 상기 고전압 케이블(16)이 이탈되는 경우에도, 상기 고전압 릴레이(12)에 의해 상기 양극성 고전압 케이블(16a)과 음극성 고전압 케이블(16b)이 차단되어 누전과 같은 안전사고를 예방할 수 있으며, 운전자를 감전 등의 위험으로부터 보호할 수 있게 된다.

한편, 상기 버스바(13)는 상기 고전압 제어회로에 설치된 전류센서(17)를 관통하도록 설치되는 것이 바람직하다.

이는 상기 버스바(13)를 통해 정션박스(10)의 제어전류를 검지할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이에 따라, 상기 커버(14)를 분리하지 않고도 외부로 노출된 상기 버스바(13)를 통해 정션박스(10)의 제어전류를 검지할 수 있게 되어 사용상의 편의성이 증대된다.

이상은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 수정이 가능할 것이다.

10: 정션박스(Junction Box)
11: 메인블록(Main Block)
12: 고전압 릴레이(Relay)
13: 버스바(Bus Bar)
14: 커버(Cpver)
15: 고정쉴드(Shield)
16: 고전압 케이블(Cable)
16a: 양극용 고전압 케이블
16b: 음극용 고전압 케이블
17: 전류센서
18: 케이블 연결핀
K: 고전압 케이블 연결부

Claims (5)

1. 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차의 내부에 장착되는 대용량 배터리로부터 전원을 공급받아 차량의 고전압 시스템에 공급되는 전원을 제어하는 차량용 고전압 정션박스(10)에 있어서,
   외부 신호에 의해 전원을 연결 또는 차단할 수 있는 고전압 릴레이(12)를 포함한 고전압 제어회로가 상면에 설치된 메인블록(11)과, 상기 고전압 제어회로와 상기 메인블록(11)의 저면에 구비된 고전압 케이블 연결부(K)가 전기적으로 연결되도록 입체구조로 형성된 버스바(13)와, 차량에 고정되며 내부에 위치한 상기 메인블록(11)을 보호하는 고정쉴드(15)와, 상기 메인블록(11)의 상면을 덮어줌으로써 상기 고전압 제어회로를 보호하는 커버(14)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 고전압 정션박스.
2. 제1항에 있어서,
   상기 커버(14)는 상기 메인블록(11)에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 고전압 정션박스.
3. 제1항에 있어서,
   상기 고정쉴드(15)는 상기 메인블록(11)에 착탈 가능하게 결합되어, 상기 메인블록(11)이 상기 고정쉴드(15)에 고정될 때에 고전압 케이블 연결부가 상기 고정쉴드(15) 안쪽에 위치하여 보호되는 것을 특징으로 하는 차량용 고전압 정션박스.
4. 제1항에 있어서,
   상기 메인블록(11)을 중심으로 하여 일측에는 양극성 고전압 케이블(16a)만 연결되고 타측에는 음극성 고전압 케이블(16b)만 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 고전압 정션박스.
5. 제1항에 있어서,
   상기 버스바(13)가 상기 고전압 제어회로에 설치된 전류센서(17)를 관통하도록 설치되어 상기 버스바(13)를 통해 정션박스(10)의 제어전류를 검지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 고전압 정션박스.

Images