KR101806558B1 - 전기차량의 배터리 충전용 인터페이스장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 충전건과 충전커넥터의 결합력과 터미널 간의 접촉력을 향상시키기 위한 전기차량의 배터리 충전용 인터페이스장치에 관한 것이다.
이를 위해, 커넥터하우징에 복수의 제1터미널이 설치된 충전커넥터; 상기 제1터미널에 대응되어 삽입되는 복수의 제2터미널이 충전건하우징에 설치된 충전건; 및 상기 충전커넥터 또는 충전건에 마련되어 상기 커넥터하우징과 충전건하우징이 결합되는 축선방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 구성에 따라, 코일스프링에 의해 제2터미널을 항상 밀어주는 탄성력을 제공하여 터미널들 간의 물리적 접촉력을 향상시키고, 또한 록노브와 록킹돌기에 의해 충전건과 충전커넥터의 견고한 결합력을 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

전기차량의 배터리 충전용 인터페이스장치{INTERFACE APPARATUS FOR CHARGED UP BATTERY OF ELECTROMOBILE}
본 발명은 충전건과 충전커넥터의 결합력과 터미널 간의 접촉력을 향상시키기 위한 전기차량의 배터리 충전용 인터페이스장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기에너지를 동력원으로 하여 구동이 가능한 전기차량에는 고전압 배터리가 설치되어 모터에 전기를 공급한다. 이에, 고전압 배터리를 충전시키기 위해 지정된 충전스테이션으로부터 전기에너지를 공급받아 이를 고전압 배터리에 충전 및 저장한다.
이때, 충전스테이션과 차량의 고전압 배터리를 연결하는 방법으로, 차량에 설치된 고전압 전용 충전커넥터에 충전스테이션의 충전건을 접속시켜 전기에너지를 배터리에 공급한다.
도 1과 도 2는 위에 설명된 충전커넥터(10)와 충전건(20)을 도시한 것으로, 충전커넥터(10)는 커넥터하우징(11) 내부에 복수의 제1터미널(12)을 끼워 구성된다. 그리고, 충전건(20)은 충전건하우징(21) 내부에 복수의 제2터미널(22)을 끼우고, 상기 충전건하우징(21) 일단 내주면에 실링(21a)을 삽입하며, 충전건하우징(21) 외측에 커버(23)를 결합하여 구성된다.
또한, 상기 커넥터하우징(11) 선단 외주면에 록킹돌기(13)가 돌출 형성되고, 상기 충전건하우징(21)의 커버 외측에는 버튼(24)의 누름작용에 의해 시소 회전하여 상기 록킹돌기(13)에 걸려질 수 있도록 선단에 쐐기부(25a)를 갖는 록킹부재(25)가 설치된다.
이때, 상기 버튼(24)과 록킹부재(25) 사이에는 스프링(26)을 구비하여 버튼(24)의 복귀 이동이 가능하게 구성되고, 또한 록킹부재(25)의 받침점에는 토션스프링(27)을 장착하여 록킹부재(25)의 안정적인 시소 회전 움직임을 돕게 된다.
즉, 충전건을 충전커넥터에 접촉시키고자 하는 경우, 버튼의 누름작용을 통해 록킹부재 선단의 쐐기부를 들어올린 후, 이와 함께 충전건의 충전건하우징을 충전커넥터의 커넥터하우징 측으로 밀어 넣게 됨으로써, 충전건하우징의 제2터미널들이 커넥터하우징의 제1터미널들에 삽입 및 접촉되면서 배터리의 충전이 이루어지게 된다.
이때, 버튼의 누름작용을 해제하면, 시소 회전된 록킹부재가 본래의 위치로 복귀 이동하게 됨으로써, 쐐기부가 록킹돌기에 걸려져 충전건하우징과 커넥터하우징의 접촉력을 유지시킬 수 있게 된다.
그러나, 충전건을 충전커넥터에 밀어 끼우는 과정에서 충전건하우징이 후방으로 밀려나게 되는 것을 방지할 만한 구조가 마련되어 있지 않아, 결국 충전건하우징에 결합된 제2터미널이 커넥터하우징에 결합된 제1터미널에 안정적으로 삽입되지 못하여 접촉불량이 발생하게 된다.
따라서, 이같은 접촉불량으로 인해 제2터미널과 제1터미널의 접촉면에 고온의 열이 발생되어 터미널의 손상이 발생되고, 이로 인해 배터리의 충전이 이루어지지 않는 문제점이 발생된다.
더욱이, 록킹부재를 충전건하우징에 조립시 발생되는 조립공차에 의해 특히, 록킹부재에 가깝게 끼워지는 고압 연결용의 제2터미널과 제1터미널의 접촉이 제대로 이루어지지 않아 충전이 되지 않고, 또한 충전건의 잦은 사용으로 인해 토션스프링의 탄력이 저하되거나 헐거워져 록킹부재를 록킹돌기에 록킹시키는 것이 불가능해지는 문제점이 발생된다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 충전건과 충전커넥터의 결합력과 터미널 간의 접촉력을 향상시킬 수 있는 전기차량의 배터리 충전용 인터페이스장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 커넥터하우징에 복수의 제1터미널이 설치된 충전커넥터; 상기 제1터미널에 대응되어 삽입되는 복수의 제2터미널이 충전건하우징에 설치된 충전건; 및 상기 충전커넥터 또는 충전건에 마련되어 상기 커넥터하우징과 충전건하우징이 결합되는 축선방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 상기 충전건하우징 선단에 커버가 설치되고, 상기 탄성부재는 충전건하우징과 커버 사이에 탄력 상태로 내장 설치될 수 있다.
또한, 상기 탄성부재는 코일스프링이 사용될 수 있다.
또, 상기 제2터미널이 삽입되는 제1터미널 내측의 깊이는 상기 제1터미널에 삽입되는 제2터미널의 길이보다 짧거나 같게 형성될 수 있다.
그리고, 상기 커넥터하우징 외주면에 록킹돌기가 돌출 형성되고, 상기 록킹돌기에 걸려질 수 있게 상기 커버에 록노브가 결합되되, 상기 록노브는 충전건하우징이 커넥터하우징에 결합되는 축선방향에 수직한 축을 중심으로 충전건하우징에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
여기서, 상기 커넥터하우징 외주면에 형성된 록킹돌기 일측에 후크홈이 형성되고, 상기 후크홈에 걸려질 수 있도록 록노브 선단에 후크돌기가 형성되며, 상기 록킹돌기에 걸려질 수 있도록 후크돌기 내측에 록킹홈이 형성될 수 있다.
또한, 상기 록킹돌기 일측에 형성된 후크홈 일측에 후크돌기의 과도한 회전이 제한되도록 스토퍼가 돌출 형성될 수 있다.
그리고, 상기 록킹돌기의 폭 길이는 록킹홈의 폭 길이보다 길거나 같게 형성될 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 코일스프링에 의해 충전건의 제2터미널을 차량의 제1터미널을 향해 지속적으로 밀어주는 탄성력을 제공하여 터미널들 간의 물리적 접촉력을 향상시. 따라서, 터미널의 손상을 방지하여 배터리를 안정적으로 충전할 수 있는 효과가 있다.
또한, 록노브와 록킹돌기에 의해 외부 충격에도 충전건과 충전커넥터의 견고한 결합력을 유지하여 배터리의 충전이 완충 전 중단되는 현상을 방지할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 충전건과 충전커넥터를 도시한 분리 사시도.
도 2는 종래 기술에 의한 충전건과 충전커넥터의 구조를 개략적으로 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명에 의한 충전건과 충전커넥터의 구조를 개략적으로 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명에 의한 록노브와 록킹돌기의 결합 관계를 나타낸 평면도.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3과 도 4는 본 발명의 전기차량의 배터리 충전용 인터페이스장치에 대해 도시한 것으로, 크게 충전커넥터(100)와 충전건(200)으로 구성된다.
먼저, 충전커넥터(100)는 모터에 전기를 공급하는 배터리에 전기적으로 연결되어 충전이 가능하도록 차량에 설치되는 것으로, 차량 일부에 커넥터하우징(110)이 고정 설치되고, 상기 커넥터하우징(110)에 복수의 제1터미널(120)이 끼워져 구비되며, 상기 커넥터하우징(110) 외측에 인렛커버(미도시)가 결합된다.
여기서, 상기 커넥터하우징(110)은 메일(male) 또는 피메일(female) 구조 중 어느 하나로 선택될 수 있고, 제1터미널(120) 역시 메일(male) 또는 피메일(female) 구조 중 어느 하나로 선택될 수 있는데, 본 발명에서는 커넥터하우징(110)과 제1터미널(120)이 피메일 구조로 형성된다.
충전건(200)은 상기 충전커넥터(100)에 끼워져 전기를 공급하는 역할을 하는 것으로, 충전스테이션에 전기적으로 연결 구성된다.
이러한, 충전건(200)은 상기 충전커넥터(100)에 설치된 커넥터하우징(110)에 끼워질 수 있도록 충전건하우징(210)이 설치되고, 상기 커넥터하우징(110)에 설치된 제1터미널(120)에 대응하여 삽입될 수 있도록 상기 충전건하우징(210)에 복수의 제2터미널(220)이 끼워져 구비되며, 상기 충전건하우징(210)의 충전스테이션 측 일단에는 커버(230)가 결합되어 구성이 이루어진다. 그리고, 상기 충전건하우징(210)의 타단 내측에는 실링이 끼워질 수 있다.
여기서, 상기 충전건하우징(210)은 메일(male) 또는 피메일(female) 구조 중 어느 하나로 선택될 수 있고, 제2터미널(220) 역시 메일(male) 또는 피메일(female) 구조 중 어느 하나로 선택될 수 있는데, 본 발명에서는 충전건하우징(210)과 제2터미널(220)이 상기 커넥터하우징(110)과 제1터미널(120)에 대응하여 삽입될 수 있도록 메일 구조로 형성된다.
아울러, 상기 충전커넥터(100) 내부와 충전건(200) 내부 중 적어도 어느 하나 이상에는 커넥터하우징(110)과 충전건하우징(210) 중 적어도 어느 하나 이상을 커넥터하우징(110)과 충전건하우징(210)이 결합되는 축선방향으로 상시 밀어내는 탄성력을 제공할 수 있도록 탄력 상태로 탄성부재(240)를 내장 설치한다.
적절하게는, 상기 충전건하우징(210) 일단에 설치된 커버(230) 내부에 탄력 상태로 탄성부재(240)를 내장 설치함으로써, 상기 충전건하우징(210)과 결합되는 커넥터하우징(110)의 축선 방향으로 상기 충전건하우징(210)을 지속적으로 밀어낼 수 있는 탄성력을 제공할 수 있다. 여기서, 상기 탄성부재(240)는 코일스프링이 사용되는 것이 적절하나, 이 외에도 커넥터하우징(110) 또는 충전건하우징(210)을 상시 밀어내는 탄성력을 제공할 수 있는 구성으로 변경 가능하고, 이같은 구성 역시 본 발명의 구성에 포함된다 할 것이다.
즉, 코일스프링이 커버(230) 일단 내측에 지지 설치되어 탄력 상태로 충전건하우징(210)을 상시 밀어내는 탄성력을 제공하게 됨으로써, 충전건(200)을 충전커넥터(100)에 삽입시 충전건하우징(210)에 결합된 제2터미널(220)이 커넥터하우징(110)에 결합된 제1터미널(120)에 삽입된 상태에서 그 결합력을 안정적으로 유지할 수 있고, 이로 인해 제2터미널(220)과 제1터미널(120)의 물리적 접촉력을 향상시킬 수 있게 된다.
이때, 탄성부재(240)에 의해 상기 제2터미널(220)과 제1터미널(120)의 물리적 접촉력을 향상시키기 위해서는, 상기 제2터미널(220)이 삽입되는 제1터미널(120) 내측의 깊이(L1)는 상기 제1터미널(120)에 삽입되는 제2터미널(220)의 길이(L2)보다 짧거나 같게 형성해야 한다.
그리고, 도면으로 도시하지는 않았으나, 상기 커버(230) 내측에는 충전건하우징(210)이 탄성부재(240)의 탄력에 의해 외부로 이탈되는 것을 방지하는 걸림구조가 설치되어야 한다.
또한, 상기 제1터미널(120)과 제2터미널(220)은 다양한 직경의 것이 여러 개 설치되는데, 직경의 크기에 따라 고압전기에너지 연결용, BMS(Battery Management System : 배터리 관리 시스템) 전원용, BMS와 충전스테이션의 CAN 통신용 등으로 사용된다.
아울러, 상기 커넥터하우징(110)과 커버(230)에는 상기 커넥터하우징(110)과 충전건하우징(210)의 물리적 결합력을 향상시키기 위해 록킹돌기(130)와 록노브(250)를 각각 설치한다.
도시된 도면을 통해 설명하면, 커넥터하우징(110) 외주면에 록킹돌기(130)를 돌출 형성하고, 상기 록킹돌기(130)에 걸려질 수 있게 상기 커버(230)에 록노브(250)를 회전 가능하게 결합 설치한다. 여기서, 상기 록노브(250)는 커넥터하우징(110)에 결합되는 충전건하우징(210)의 축선방향과 수직한 축(법선)을 중심으로 하여 상기 충전건하우징(210)에 회전 가능하게 결합이 이루어진다.
그리고, 돌출 형성된 록킹돌기(130)에 의해 상기 록킹돌기(130) 일측에는 후크홈(140)이 형성되고, 상기 후크홈(140)과 록킹돌기(130)에 안정적으로 걸려져 록킹될 수 있도록 록노브(250)에는 후크돌기(270)와 록킹홈(260)이 형성된다. 또한, 상기 후크홈(140) 일측에는 상기 후크홈(140)에 끼워지는 후크돌기(270)가 과도하게 회전하는 것을 제한하도록 스토퍼(150)를 돌출 형성할 수 있다.
즉, 상기 후크홈(140)에 걸려질 수 있도록 록노브(250) 선단에 하부를 향해 후크돌기(270)를 돌출 형성하고, 상기 록킹돌기(130)에 걸려질 수 있도록 후크돌기(270) 내측에 록킹홈(260)을 형성하여, 커넥터하우징(110)과 충전건하우징(210)의 물리적 결합력을 향상시킬 수 있게 된다.
이때, 상기 충전건하우징(210)과 커넥터하우징(110)의 결합력을 향상시키기 위해서는 상기 록킹돌기(130)의 폭 길이(L3)는 록킹홈(260)의 폭 길이(L4)보다 오차범위 내에서 미세하게 길게 형성하거나 같게 형성해야 한다.
그리고, 상기 록킹돌기(130)와 록노브(250)는 커넥터하우징(110)과 커버(230)에 서로 대향하는 위치에 각각 하나씩 설치하는 것이 적절하나, 본 발명의 구성이 이에 제한되는 것은 아니며, 적어도 하나 이상 복수개가 설치될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3을 통해 배터리의 충전을 위한 충전건(200)과 충전커넥터(100)의 접촉작용을 살펴본다.
충전건(200)의 충전건하우징(210) 측을 충전커넥터(100)의 커넥터하우징(110) 측에 맞추어 밀어 넣게 되면, 충전건하우징(210)의 제2터미널(220)들이 커넥터하우징(110)의 제1터미널(120)들에 삽입되면서 접촉된다.
이때, 커버(230) 내부에는 코일스프링이 설치되므로, 충전건하우징(210)을 커넥터하우징(110) 측으로 밀어내는 탄력이 작용하게 되는 바, 충전건하우징(210)은 커넥터하우징(110)의 반대방향으로 밀려나지 않게 되면서, 제2터미널(220)을 제1터미널(120) 측으로 깊숙하게 삽입하여 그 삽입된 결합 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다.
따라서, 제1터미널(120)들과 제2터미널(220)들 사이의 물리적 접촉력을 향상시켜, 터미널들의 접촉불량을 해소할 수 있고, 이로 인해 터미널이 손상되는 것을 방지하여 배터리를 안정적으로 충전할 수 있게 된다.
그리고, 이와 같이 터미널 간의 삽입이 안정적으로 이루어진 이 후에는, 커버(230)에 설치된 록노브(250)를 커넥터하우징(110) 측으로 회전시켜 록노브(250)에 형성된 후크돌기(270)를 커넥터하우징(110)에 형성된 후크홈(140)에 후킹시키게 됨으로써, 커넥터하우징(110)에 돌출된 록킹돌기(130)에 후크홈(140) 일측에 형성된 록킹홈(260)이 견고하고 안정적으로 록킹되어 커넥터하우징(110)과 커버(230)를 서로 견고하게 결합할 수 있게 된다. 이때, 상기 후크홈(140) 일측에는 스토퍼(150)가 형성되므로, 후크돌기(270)는 후크홈(140) 내측에 안정적으로 걸려질 수 있게 된다.
따라서, 전기차량의 충전 중 충전건(200)에 외부에서 충격력이 가해지는 경우에도, 록노브(250)가 록킹돌기(130)에 견고하게 록킹되어 그 결합력을 유지할 수 있으므로, 터미널들 간의 접촉이 떨어지지 않고, 이로 인해 배터리의 충전이 중단되는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 충전커넥터 110 : 커넥터하우징
120 : 제1터미널 130 : 록킹돌기
140 : 후크홈 150 : 스토퍼
200 : 충전건 210 : 충전건하우징
220 : 제2터미널 230 : 커버
240 : 탄성부재 250 : 록노브
260 : 록킹홈 270 : 후크돌기

Claims (8)

  1. 커넥터하우징(110)에 복수의 제1터미널(120)이 설치된 충전커넥터(100);
    상기 제1터미널(120)에 대응되어 삽입되는 복수의 제2터미널(220)이 충전건하우징(210)에 설치된 충전건(200); 및
    상기 충전커넥터(100) 또는 충전건(200)에 마련되어 상기 커넥터하우징(110)과 충전건하우징(210)이 결합되는 축선방향으로 탄성력을 제공하는 탄성부재(240);를 포함하고,
    상기 충전건하우징(210) 선단에 커버(230)가 설치되고;
    상기 커넥터하우징(110) 외주면에 록킹돌기(130)가 돌출 형성되고, 상기 록킹돌기(130)에 걸려질 수 있게 상기 커버(230)에 록노브(250)가 결합되되, 상기 록노브(250)는 충전건하우징(210)이 커넥터하우징(110)에 결합되는 축선방향에 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되며;
    상기 커넥터하우징(110) 외주면에 형성된 록킹돌기(130) 일측에 후크홈(140)이 형성되고, 상기 후크홈(140)에 걸려질 수 있도록 록노브(250) 선단에 후크돌기(270)가 형성되며, 상기 록킹돌기(130)에 걸려질 수 있도록 후크돌기(270) 내측에 록킹홈(260)이 형성된 것을 특징으로 하는 전기차량의 배터리 충전용 인터페이스장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성부재(240)는 충전건하우징(210)과 커버(230) 사이에 탄력 상태로 내장 설치된 것을 특징으로 하는 전기차량의 배터리 충전용 인터페이스장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성부재(240)는 코일스프링인 것을 특징으로 하는 전기차량의 배터리 충전용 인터페이스장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2터미널(220)이 삽입되는 제1터미널(120) 내측의 깊이(L1)는 상기 제1터미널(120)에 삽입되는 제2터미널(220)의 길이(L2)보다 짧거나 같게 형성된 것을 특징으로 하는 전기차량의 배터리 충전용 인터페이스장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 록킹돌기(130) 일측에 형성된 후크홈(140) 일측에 후크돌기(270)의 과도한 회전이 제한되도록 스토퍼(150)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 전기차량의 배터리 충전용 인터페이스장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 록킹돌기(130)의 폭 길이(L3)는 록킹홈(260)의 폭 길이(L4)보다 길거나 같게 형성된 것을 특징으로 하는 전기차량의 배터리 충전용 인터페이스장치.
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