KR102106970B1 - 친환경 자동차의 고전원 장치 간 전원 연결장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 자동차용 고전원 장치 간 전원 연결장치에 관한 것으로서, 양 측면 하부에 체결용 플랜지(120)가 구비된 고전압장치(100); 고전압장치(100)의 플랜지(120)가 체결볼트(300)로 체결되는 고전압 충전기(200); 고전압장치(100)와 고전압 충전기(200) 사이를 이격시키는 마운팅보스(350); 고전압장치(100) 저면과 고전압 충전기(200) 상면에 서로 대응되어 구비되는 제1버스바 접지홈(150)(250) 및 제2버스바 접지홈(170)(270); 상기 제1버스바 접지홈(150)(250) 및 제2버스바 접지홈(170)(270)에 상단과 하단이 끼워져 접지되는 제1버스바(410) 및 제2버스바(420);로 구성됨을 특징으로 하며,
상기 제1버스바(410)와 제2버스바(420) 사이에는 수직그로멧(510)을 절연체로 구비하고, 제1버스바(410)와 제2버스바(420)의 중단에는 절연체인 수평그로멧(500)을 수직그로멧(510)과 "＋"자형을 이루도록 구비하여 극성 간 절연이 양호하고, 쇼트에 의한 아크를 효과적으로 차단할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

친환경 자동차의 고전원 장치 간 전원 연결장치{The power connection apparatus going the high source apparatus of the environment-friendly vehicle}
본 발명은 친환경 자동차의 고전원 장치 간 전원 연결장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 전기동력으로 주행하는 친환경 자동차의 고전원 장치를 어셈블리 형태로 구성하는 고전압장치와 고전압 충전기 간의 전원 연결 시 효과적인 절연으로 전원 극성 간의 아크나 쇼트 등이 발생 됨을 방지할 수 있는 친환경 자동차의 고전원 장치 간 전원 연결장치에 관한 것이다.
일반적으로 친환경 자동차의 보급이 확산됨에 따라서 차량의 전원을 고전압으로 사용하는 추세이다.
도 1 은 종래의 친환경 자동차의 고전원 장치 간 전원 연결 구조를 보여주는 결합도이다.
도 1에 도시된 종래의 고전원 장치간 전원 연결구조는 어셈블리 형태의 고전압장치(10)와 고전압 충전기(20)의 전기적 연결을 위해 커넥터(40)와 케이블(30)을 구성하여 이 들의 양 극성을 연결하고 있다.
하지만, 이와 같은 친환경 자동차의 고전원 장치간 전원 연결방식은 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 상기 각 유닛이 차지하는 공간의 비중이 일반 차량 대비 높으며, 양쪽을 연결하는 커넥터와 길다란 케이블의 부품수가 많고 단가가 높으며, 작업시간이 많이 걸리는 등 작업성이 나빠서 인력 소모가 많으므로 원가 상승의 요인이 많은 문제점이 있다.
또한, 각 유닛의 커넥터를 구성하는 공간을 별도로 확보해야 하는 문제와 차량에서의 주변 기기간 간섭의 문제가 내제되어 있으며, 고전류를 사용하는 유닛의 경우 케이블의 굵기 문제로 꺾임 각도를 별도로 고려하여 공간을 확보해야 하는 문제점도 있다.
그리고, 고전압 커넥터 및 케이블의 경우에 일반 연결 커넥터 케이블 대비 고가이므로 차량의 생산단가가 상승하는 문제점도 있다.
특히, 고전압 유닛 간에 케이블과 커넥터를 사용함으로써, 전원 극성 간에 아크나 쇼트가 발생하는 문제점이 있다.
그리고 버스바를 이용한 고전원 장치간 전원 연결장치의 선행기술로 아래 특허문헌에 개시된 대한민국 공개특허 제10-2013-0017225호(2013.02.20.공개)의 "자동차용 인버터"가 있다.(이하 '선행기술 1'이라 칭함)
상기 선행기술 1은 하이브리드 자동차와 전기/연료 전지 자동차들이 내부적으로 생산된 전기 에너지를 충/방전하기 위해 배터리 또는 연료 전지에서 발생하는 고전압의 직류 전원을 3상 교류전원으로 변환시키는 인버터 시스템의 커패시터 모듈과 파워모듈을 버스바를 통해 전기적으로 연결되게 한 것이다.
이를 위해 상기 선행기술 1은 커패시터 모듈의 하우징에는 버스 플레이트가 구비된 고정블록을 돌출형으로 구비하고, 버스바는 일단을 파워모듈에 미리 연결시킨 상태에서 파워모듈 위에 커패시터 모듈을 장착한 다음 고정블록에 버스바의 타단을 볼트로 고정시켜서 전기적으로 연결되게 하는 방식을 택하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0017225호(2013.02.20.공개)의 "자동차용 인버터"
그러나 상기 선행기술은 파워모듈 위에 커패시터 모듈을 올려놓고 파워모듈하우징과 커패시터 모듈 하우징의 사방을 볼트로 체결하여 장착하는 작업과는 별도로 버스바의 일단은 파워모듈에 장착하고 타단은 커패시터 모듈의 고정블록에 볼트로 다시 고정시켜야 하는 번거로운 작업과정을 거쳐야 하므로 공정이 많아 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점이나 선행기술의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 고전압장치와 고전압 충전기 간의 전원 연결을 버스바로 하되 고전압장치와 고전압 충전기 자체를 서로 볼팅 체결하기만 하면 버스바 양단이 고전압장치와 고전압 충전기에 효과적으로 접속되어 전원이 연결되는 친환경 자동차의 고전원 장치간 전원 연결장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 고전원을 이용하는 친환경 자동차의 고전원 유닛 간 조립 시 발생할 수 있는 전원 극성 간의 아크나 쇼트 등을 효과적으로 방지할 수 있는 친환경 자동차의 고전원 장치간 전원 연결장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 제1버스바 접지홈과 제2버스바 접지홈을 이용하여 버스바의 양단을 접지시킬 때 외부에서 물이나 이물질이 버스바로 유입되지 않는 친환경 자동차의 고전원 장치간 전원 연결장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 본 발명의 상기 목적은 양 측면 하부에 체결용 플랜지가 구비된 고전압장치; 플랜지를 통해 체결볼트로 고전압장치 하부에 장착되는 고전압 충전기; 고전압장치와 고전압 충전기 사이를 이격시키는 마운팅보스; 고전압장치 저면과 고전압 충전기 상면에 서로 대응되어 구비되는 제1버스바 접지홈 및 제2버스바 접지홈; 상기 제1버스바 접지홈 및 제2버스바 접지홈에 상단과 하단이 끼워져 접지되는 제1버스바 및 제2버스바;로 구성함으로서 달성될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 제1버스바와 제2버스바 사이에 수직그로멧을 절연체로 구비하고, 제1버스바와 제2버스바의 중단에는 절연체인 수평그로멧을 상기 수직그로멧과 "＋"자형을 이루도록 구성하면 극성 간 양호한 절연으로 쇼트에 의한 아크를 효과적으로 차단할 수 있어 효과적으로 달성될 수 있다.
본 발며의 또 다른 목적은 수평그로멧 표면과 이면 테두리에 방수턱을 구비하여 고전압장치와 고전압 충전기 사이에서 상기 표면과 이면의 방수턱이 눌려 밀착 조립되게 함으로서 달성될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 고전압 충전기와 고전압장치의 하우징 자체를 서로 볼팅 체결할 때 고전압 충전기와 고전압장치에 구비된 버스바 결합홈에 버스바의 양단을 끼워 조립하기만 하면 서로 간의 전원 연결이 양호하게 되는 것으로서, 기존 커넥터와 케이블 형태에 비해 단순화되어 원가절감을 기대할 수 있으며, 선행기술처럼 버스바를 따로 체결하지 않아도 되므로 작업성이 향상되는 효과가 있다.
그리고 고전원 장치 간 연결 구조를 단순화 하므로 차량 내 설치 공간을 상당히 줄일 수 있으며, 고전원 장치 간 절연을 위한 "＋"자형 그로멧 사용으로 절연 효과를 최대한 높일 수 있고, 전원 극성 간의 아크나 쇼트 등이 발생됨을 이상적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 고전원 장치 간 전원 연결 시 종래처럼 고전압 커넥터 케이블이나 버스바가 외부로 노출되지 않으므로 인체 감전 사고의 위험을 줄일 수 있는 효과도 있는 것이다
도 1 은 종래의 고전원장치 간 전원 열결 구조를 보인 도면
도 2 는 본 발명의 고전원장치 간 전원 연결구조를 보인 정면도
도 3 은 본 발명에서 절연용 그로멧의 구조를 보여주는 사시도
도 4 는 본 발명에서 절연용 그로멧의 요부를 확대하여 보인 사시도
이하에서는 본 발명의 특징을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 기술구성 및 작용효과를 바람직한 실시예로 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2 는 본 발명의 고전원장치 간 전원 연결구조를 보인 정면도이고, 도 3 은 본 발명에서 절연용 그로멧의 구조를 보여주는 사시도이며, 도 4 는 본 발명에서 절연용 그로멧의 요부를 확대하여 보인 사시도이다.
이에 도시된 바와 같이 본 발명은 친환경 자동차용 고전원 장치 간 전원 연결장치를 고전압장치(100), 고전압 충전기(200), 마운팅 보스(350), 제1버스바 접지홈(150)(250) 및 제2버스바 접지홈(170)(270), 제1버스바(410) 및 제2버스바(420)로 구성된다.
상기 고전압장치(100)는 양 측면 하부에 체결용 플랜지(120)가 구비되고, 상기 고전압 충전기(200)는 플랜지(120)를 통해 체결볼트(300)로 체결되는 체결공이 상면에 구비되어 있으며, 상기 마운팅 보스(350)는 고전압장치(100)와 고전압 충전기(200) 사이를 일정 간격 이격시켜 준다.
즉, 상기 고전압장치(100)를 고전압 충전기(200) 위에 설치할 때 상기 플랜지(120) 하부에 마운팅 보스(350)를 구비한 상태로 체결볼트(300)로 고전압 충전기(200)의 상면에 구비된 체결홀에 체결하는 것이며, 고전압 충전기(200)와 고전압장치(100) 사이는 상기 마운팅 보스(350)의 높이만큼 서로 떨어져 이격된 상태가 된다.
그리고 상기 제1버스바 접지홈(150)(250) 및 제2버스바 접지홈(170)(270)은 고전압장치(100) 저면과 고전압 충전기(200) 상면에 서로 대응되어 구비된다.
상기 제1버스바(410) 및 제2버스바(420)는 상기 고전압장치(100)와 고전압 충전기(200)의 제1버스바 접지홈(150)(250) 및 제2버스바 접지홈(170)(270)에 상단과 하단을 끼우기만 하면 접지되는 상태가 된다.
도면중 미설명 부호 (110)은 고전압장치(150)의 상면에 조립되는 고전압장치 커버이고, (210)은 고전압 충전기(200)의 상면에 조립되는 고전압 충전기 커버이며, 고전압 충전기(200) 상면에 구비되는 체결홀과 일치되는 홀들이 구비되어 있어서 체결볼트(300)가 고전압 충전기(200)의 체결홀에 체결될 수 있다.
이러한 본 발명은 친환경 자동차의 고전원 장치인 고전압장치(100)와 고전압 충전기(200) 간에 전원을 연결하고자 할 때 상기 제1버스바(410) 및 제2버스바(420)의 하단을 상기 고전압 충전기(200)의 제1버스바 접지홈(250) 및 제2버스바 접지홈(270)에 먼저 끼워 놓고, 고전압장치(100)를 고전압 충전기(200) 위에 올려 놓고 조립하기만 하면 된다.
즉, 고전압장치(100)를 고전압 충전기(200) 위에 올려놓고 조립하고자 할 때 고전압장치(100)의 제1버스바 접지홈(150) 및 제2버스바 접지홈(170)에 제1버스바(410) 및 제2버스바(420)의 상단이 끼워지도록 한 다음 체결볼트(300)로 플랜지(120)를 고전압 충전기(200)의 체결홀에 체결하기만 하면 별도의 체결수단 없이 제1버스바(410) 및 제2버스바(420)의 양단이 고전압장치(100)를 고전압 충전기(200)에 접지되어 전원이 연결되는 상태를 매우 견고하게 유지하는 것이다.
이러한 본 발명은 상기 제1버스바(410)와 제2버스바(420)의 극성간 절연을 위해 제1버스바(410)와 제2버스바(420) 사이에 절연체인 수직그로멧(510)을 구비하고, 제1버스바(410)와 제2버스바(420)의 중단에는 수평그로멧(500)을 일정 두께로 구비하여 상기 수평그로멧(500)과 수직그로멧(510)이 "＋"자형을 이루도록 구비함을 특징으로 한다.
여기서 상기 수평그로멧(500)의 두께는 마운팅보스(350)에 의한 이격부 내에 놓이는 두께이어야 하며, 수평그로멧(500)과 수직그로멧(510)은 절연성과 탄력성이 양호한 실리콘이나 EPDM 러버 등의 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 절연성 및 탄력성이 좋은 재질로 만들어진 수평그로멧(500)과 수직그로멧(510)은 제1버스바(410) 및 제2버스바(420)의 극성 간 절연을 양호하게 하여 주므로 접지 쇼트에 의한 아크를 효과적으로 차단할 수 있다.
그리고 상기 고전압장치(100)와 고전압 충전기(200)에 대응되어 구비되는 제1버스바 접지홈(150)(250) 및 제2버스바 접지홈(170)(270) 사이에는 그로멧결합홈(160)(260)을 일정 깊이로 구비하고, 상기 그로멧결합홈(160)(260)에 끼워지는 수직그로멧(510)의 양단은 제1버스바(410) 및 제2버스바(420) 양단보다 짧은 길이로 형성한 것을 특징으로 한다.
그러면 상기 길이가 짧은 수직그로멧(510)의 양단이 그로멧결합홈(160)(260)에 충분히 끼워지면서 간섭됨이 없이 제1버스바(410) 및 제2버스바(420)의 양단이 제1버스바 접지홈(150)(250) 및 제2버스바 접지홈(170)(270)에 양호하게 끼워진 상태가 되므로 전원 접지는 양호하게 되고, 극성 간 절연효과 또한 양호하게 되는 것이다.
이러한 본 발명은 수평그로멧(500)의 표면과 이면 테두리에 방수턱(520)을 일정 높이로 구비함을 특징으로 한다.
이때 상기 수평그로멧(500)은 표면 방수턱(520)에서 이면 방수턱(520) 까지의 두께 폭을 마운팅 보스(350)에 의해 구비되는 고전압장치(100)와 고전압 충전기(200) 사이의 이격 공간보다 크게 형성함이 바람직하다.
그러면 고전압장치(100)와 고전압 충전기(200)를 일체로 조립 할 때 상기 마운팅 보스(3450)에 의한 이격 공간보다 큰 폭을 간는 표면과 이면의 방수턱(520)이 눌리면서 표면과 이면이 최대한 밀착되므로 외부에서 수분이나 이물질이 일체 유입되지 않는 것이다.
그리고 고전원 장치인 고전압장치(100)와 고전압 충전기(200) 간의 전원 연결 시 종래처럼 고전압 커넥터 케이블이나 버스바가 외부로 노출되지 않으므로 인체 감전 사고의 위험을 최대한 줄일 수 있다
100 : 고전압장치 110 : 고전압장치 커버
120 : 플랜지 150, 250 : 제1버스바 접지홈
160, 260 : 그로맷 결합홈 170, 270 : 제2버스바 접지홈
200 : 고전압 충전기 210 : 고전압 충전기 커버
300 : 체결볼트 350 : 마운팅 보스
410 : 제1버스바 420 : 제2버스바
500 : 수평그로멧 510 : 수직그로멧
520 : 방수턱

Claims (4)

  1. 친환경 자동차용 고전원 장치 간 전원 연결장치를 구성함에 있어서,
    양 측면 하부에 체결용 플랜지(120)가 구비된 고전압장치(100);
    플랜지(120)를 통해 체결볼트(300)로 체결되는 체결공이 상면에 구비되어 고전압장치(100) 하부에 장착되는 고전압 충전기(200);
    고전압장치(100)와 고전압 충전기(200) 사이를 일정 간격 이격시키는 마운팅보스(350);
    고전압장치(100) 저면과 고전압 충전기(200) 상면에 서로 대응되어 구비되는 제1버스바 접지홈(150)(250) 및 제2버스바 접지홈(170)(270);
    상기 고전압장치(100)와 고전압 충전기(200)의 제1버스바 접지홈(150)(250) 및 제2버스바 접지홈(170)(270)에 상단과 하단이 끼워져 접지되는 제1버스바(410) 및 제2버스바(420);
    로 구성되어 고전압장치(100)와 고전압 충전기(200)를 체결볼트(300)로 장착하기만 하면 제1버스바(410) 및 제2버스바(420) 양단의 전원 연결이 양호하게 되도록 한 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 고전원 장치 간 전원 연결장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    극성간 절연을 위해 제1버스바(410)와 제2버스바(420) 사이에는 수직그로멧(510)을 절연체로 구비하고,
    제1버스바(410)와 제2버스바(420)의 중단에는 절연체인 수평그로멧(500)을 상기 수직그로멧(510)과 "＋"자형을 이루도록 구비하여
    극성 간 양호한 절연으로 쇼트에 의한 아크를 효과적으로 차단할 수 있도록 한 것을 특징으로 친환경 자동차의 고전원 장치 간 전원 연결장치
  3. 제 2 항에 있어서,
    고전압장치(100)와 고전압 충전기(200)에 대응되어 구비되는 제1버스바 접지홈(150)(250)과 제2버스바 접지홈(170)(270) 사이에는 그로멧결합홈(160)(260)을 일정 깊이로 구비하고,
    상기 그로멧결합홈(160)(260)에 끼워지는 수직그로멧(510)의 양단은 제1버스바(410) 및 제2버스바(420) 양단보다 짧은 길이로 형성하여
    제1버스바(410) 및 제2버스바(420)의 접지는 양호하게 되고, 극성 간 절연효과가 증대되게 한 것을 특징으로 하는 자동차의 고전원 장치 간 전원 연결장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    수평그로멧(500)의 표면과 이면 테두리에 방수턱(520)을 구비하되 표면 방수턱(520)에서 이면 방수턱(520) 까지의 두께 폭을 마운팅 보스(350)에 의해 구비되는 고전압장치(100)와 고전압 충전기(200) 사이의 이격 공간보다 크게 하여
    고전압장치(100)와 고전압 충전기(200) 조립 시 상기 표면과 이면의 방수턱(520)이 눌려 밀착 조립됨으로 인해 외부에서 수분이나 이물질이 유입되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 친환경 자동차의 고전원장치 간 전원 연결장치.
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