KR102314367B1 - 차량의 배터리 전원 차단장치 - Google Patents

차량의 배터리 전원 차단장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 사고 시, 차량 주ㆍ정차 시 등과 같은 상황에서 배터리의 전원을 자동으로 차단하여 차량 화재 등을 예방할 수 있고 배터리를 보호할 수 있는 배터리 전원 차단장치에 관한 것이다.
본 발명은 차량의 장시간 주ㆍ정차 시 차주의 조작 또는 자가 진단 등을 통해 배터리 전원을 자동 차단 및 연결되도록 하고, 차량 사고 시 배터리로부터 출력되는 전원을 자동 차단 및 연결되도록 하는 새로운 안전 시스템을 구현함으로써, 배터리 수명 연장 등 배터리를 안전하게 보호할 수 있음은 물론, 차량 사고 시에 발생할 수 있는 누전 사고, 화재 사고 등을 예방하여 운전자 및 탑승자가 입는 피해를 최소화할 수 있는 차량의 배터리 전원 차단장치를 제공한다.

Description

차량의 배터리 전원 차단장치{Device for cutting off battery electric power of vehicle}
본 발명은 배터리 전원 차단장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 사고 시, 차량 주차 시 등과 같은 상황에서 배터리의 전원을 자동으로 차단하여 차량 화재 등을 예방할 수 있고 배터리를 보호할 수 있는 배터리 전원 차단장치에 관한 것이다.
즉, 차량 운행 시(엔진 구동)에는 에어백으로부터 사고신호를 받거나, 사고에 의한 배선합선이나 모듈 등의 내부 단락으로 인한 과전류가 흘러 화재가 발생할 수 있는 상황에서만 차단되며, 주차 시에는 자기 방전과 암전류로 인한 과방전에 의해 배터리 수명이 단축되는 것을 방지하는 장치이다.
또한, 장기 주차 시 자기 방전에 의한 과방전을 방지하기 위하여 임의로 원격차단을 할 수 있다.
일반적으로 차량에서는 배터리를 전원으로 하여 초기 엔진시동 시 스타터 모터를 구동시키거나 기타 전장품에 전원을 공급하게 되며, 이러한 배터리는 보통 "+" 단자와 "-" 단자에 케이블을 연결하여 전원을 공급하게 된다.
즉, 차량의 전원은 배터리에서 공급되며, 이렇게 공급되는 배터리 전원은 시동을 걸거나 기타 비상등이나 실내등과 같이 시동을 걸지 않은 상태에서도 동작하게 되어 있는 몇몇 전기장치를 작동시키기 위해 공급되며, 일단 차량에 시동이 걸리고 제너레이터가 작동을 하게 되면 이때부터는 제너레이터에 의해 발생되는 충전 전류에 의해 차량의 각종 전기장치가 작동하게 된다.
보통 배터리는 주행 중 구동휠의 회전력을 역이용하여 발전을 한 후, 다시 재충전시키면서 사용하도록 하여 사용시간을 연장시킬 수 있도록 되어 있으며, 경우에 따라 차량을 사용하지 않고 장시간 방치하는 경우에는 암전류 등으로 인한 소모에 의해 과방전되기도 하고, 각종 전기장치나 기기 등을 OFF 시키지 않고 장시간 ON 상태로 두는 경우에도 배터리 방전을 초래할 수 있다.
한편, 각종 전기장치들은 차량이 주행 중이거나 정차된 상태에서 충돌사고나 추돌사고가 발생하는 경우, 자칫 그 충격으로 인해 합선 등의 전기적인 고장을 일으키기 쉬우며, 이로 인해 전기장치는 물론 차량의 화재 등과 같은 2차적인 사고를 유발시키게 되어 인적 또는 물적 피해의 정도가 더 커지는 문제가 있다.
일 예로서, 통상적인 차량의 배터리에 있어서는 차량 충돌/추돌 사고 시 화재의 위험이 많아 차량 운전자 및 탑승자에게 부담을 주는 문제가 있다.
이러한 문제는 배터리 자체에 전원을 차단시키도록 하는 기능이나 수단이 구비되어 있지 않기 때문이다.
즉, 종래의 배터리에 있어서는 전기장치와 연결된 케이블이 배터리로부터 차단되지 않는 한, 배터리의 자체 전원을 전기장치로부터 차단시킬 수 없기 때문에 화재 사고 등으로 인한 피해를 근본적으로 막을 수 없는 문제가 있다.
공개실용신안공보 제20-1996-0012690호 공개실용신안공보 제20-1998-0013259호 공개실용신안공보 제20-1998-0022770호 공개실용신안공보 제20-1998-0053566호 공개특허공보 제10-1998-0059455호
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량의 장시간 주ㆍ정차 시 차주의 조작 또는 자가 진단 등을 통해 배터리 전원을 자동 차단 및 연결되도록 하고, 차량 사고 시 배터리로부터 출력되는 전원을 자동 차단 및 연결되도록 하는 새로운 안전 시스템을 구현함으로써, 배터리 수명 연장 등 배터리를 안전하게 보호할 수 있음은 물론, 차량 사고 시에 발생할 수 있는 누전 사고, 화재 사고 등을 예방하여 운전자 및 탑승자가 입는 피해를 최소화할 수 있는 차량의 배터리 전원 차단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 차량의 배터리 전원 차단장치는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 차량의 배터리 전원 차단장치는 한쪽의 배터리 연결부와 다른 한쪽의 관통홀을 가지는 배터리측 스위치와 한쪽의 케이블 연결부와 다른 한쪽의 나사홀을 가지는 케이블측 스위치로 구성되고 나사홀과 관통홀을 각각 가지는 각 스위치의 다른 한쪽 부분은 나사홀과 관통홀이 동축을 이루도록 하면서 절연층이 개재된 상태로 서로 결합되는 스위치 블록과, 상기 스위치 블록측에 상하 이동 가능한 구조로 설치되고 모터에 의해 상하 동작하면서 관통홀에 삽입되는 동시에 나사홀에 체결되는 스크류 바를 이용하여 배터리측 스위치와 케이블측 스위치 간을 접속 또는 단락시켜주는 스위치 액추에이터와, 상기 스위치 액추에이터측에 지지되는 구조로 설치되고 모터의 작동을 제어하는 스위치 모듈을 포함하는 것이 특징이다.
여기서, 상기 스위치 액추에이터는 모터의 축과 스크류 바 사이에 동력을 매개하는 수단으로서, 다수의 기어 조합으로 이루어지는 기어박스를 더 포함할 수 있으며, 이러한 스위치 액추에이터는 적어도 1곳 이상의 슬라이드 작동부, 바람직하게는 4곳의 슬라이드 작동부에 의해 지지되면서 상하 이동 가능한 구조로 설치될 수 있다.
또한, 상기 슬라이드 작동부는 스위치 블록측에 설치되는 슬라이드 관과, 스위치 액추에이터측에 설치되면서 슬라이드 관의 내부에 슬라이드 결합되는 슬라이드 축과, 슬라이드 관의 내부에 설치되면서 슬라이드 축을 탄력적으로 지지하는 슬라이드 스프링으로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 스위치 모듈은 배터리의 "+" 단자측으로 연결되는 모듈 전원 케이블에 의해 전원을 공급받도록 할 수 있다.
바람직한 실시예로서, 상기 스위치 모듈은 에어백 전개신호를 발생시키는 크래시 존 센서(Crash zone sensor)의 신호를 입력받아 스위치 액추에이터의 모터의 작동을 위한 제어신호를 출력하도록 하는 모터 제어부, 차량의 주ㆍ정차 시, 사용자의 리모콘 조작, 또는 블루투스 기능을 활용한 휴대폰 조작, 또는 차량 내의 디스플레이 모듈 조작에 의해 스위치 액추에이터의 모터의 작동을 위한 제어신호를 출력하도록 하는 하나의 제1모터 강제 제어부 및 배터리의 전압을 측정하여 기설정 전압 이하이면 스위치 액추에이터의 모터의 작동을 위한 제어신호를 출력하도록 하는 다른 하나의 제2모터 강제 제어부, 배터리의 전압 및 전류를 분석하여 배터리 상태, 발전기 상태, 차량 방전 상태 등을 체크할 수 있도록 하는 전압/전류 검출부, 전압/전류 검출부의 체크 신호를 차량 내의 디스플레이모듈 또는 사용자의 휴대폰에 전송할 수 있도록 하는 무선 송수신부, 배터리 차단 및 연결 시 스위치 접점에서 발생하는 서지전압을 체크하여 스위치 액추에이터의 모터의 작동을 위한 제어신호를 출력하도록 하는 서지전압 방지부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 차량의 배터리 전원 차단장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 차량을 장시간 주ㆍ정차하는 경우, 차주의 리모콘 조작, 블루투스 기능을 이용한 휴대폰 조작, 차량 내의 스위치 조작 등으로 배터리 전원을 임의로 차단 또는 연결할 수 있으므로, 배터리 소모, 방전 등을 막을 수 있는 등 배터리 기능과 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 차량의 장시간 주ㆍ정차 시, 별도의 조작이 없는 경우에도 자체적으로 배터리 전압을 측정하여 소정의 기설정 전압 미만, 예를 들면 10.5v 미만이면 배터리 전원을 차단하도록 하고, 소정의 기설정 전압 초과, 예를 들면 10.5v 초과이면 시동 가능한 상태로 유지하도록 함으로써, 배터리를 최대한 보호할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 차량 충돌이나 추돌 등의 사고 시, 소정의 사고 신호, 예를 들면 에어백 전개신호를 발생시키는 크래시 존 센서(Crash zone sensor)의 신호에 의해 배터리로부터 출력되는 전원을 자동 차단함으로써, 차량 사고 시에 발생할 수 있는 누전 사고, 화재 사고 등을 예방하여 운전자 및 탑승자가 입는 피해를 최소화할 수 있는 등 운전자 및 탑승자의 안전을 최대한 도모할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 자체적으로 배터리 전압과 전류를 분석하여 배터리 상태, 제너레이터 상태, 차량 방전 상태 등을 파악한 후, 이를 차량 내 모니터 등으로 디스플레이하여 점검할 수 있도록 하거나, 이를 전송을 통해 휴대폰 등으로 확인할 수 있도록 함으로써, 차량 관리의 효율성과 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 배터리 전원 차단장치를 나타내는 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 배터리 전원 차단장치의 스위치 모듈을 나타내는 블록도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 배터리 전원 차단장치의 설치상태를 나타내는 사시도
도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 배터리 전원 차단장치의 작동상태를 나타내는 단면도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 배터리 전원 차단장치를 나타내는 사시도이다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 차량의 배터리 전원 차단장치는 차량의 장시간 주정차시 또는 차량 사고 시 등과 같은 상황에서 배터리 전원을 임의로 또는 자동으로 차단하여 배터리 보호는 물론 화재 예방 등 사고의 피해를 최소화할 수 있는 시스템으로 이루어지게 된다.
이를 위하여, 상기 차량의 배터리 전원 차단장치는 차량의 전장품측과 배터리측 사이를 전기적으로 연결시켜주는 수단으로 스위치 블록(17)을 포함한다.
상기 스위치 블록(17)은 배터리와 연결되는 배터리측 스위치(12)와 케이블과 연결되는 케이블측 스위치(15)의 조합으로 구성된다.
상기 배터리측 스위치(12)의 한쪽 단부는 한쪽이 터져 있는 동시에 볼트 및 너트가 체결되어 있는 형태의 배터리 연결부(10)로 이루어지게 되고, 다른 한쪽 단부는 스크류 바 관통을 위한 원형의 관통홀(14)이 수직으로 형성되어 있는 사각 블록 형태로 이루어지게 된다.
이에 따라, 상기 배터리측 스위치(12)는 한쪽의 배터리 연결부(10)를 이용한 볼트 및 너트 체결구조로 배터리의 한쪽 단자, 예를 들면 "-"단자에 연결되고, 이렇게 연결되는 배터리측 스위치(12)의 다른 한쪽 부분, 즉 관통홀(14)이 형성되어 있는 사각 블록 부분은 케이블측 스위치(15)에 결합된다.
상기 케이블측 스위치(15)의 한쪽 단부는 케이블 단자를 고정시켜주는 볼트 및 너트의 체결을 위한 홀이 형성되어 있거나, 또는 케이블 단자를 직접 삽입하여 결속시키기 위한 기둥이 형성되어 있는 케이블 연결부(13)로 이루어지게 되고, 다른 한쪽 단부는 스크류 바 체결을 위한 나사홀(11)이 수직으로 형성되어 있는 사각 블록 형태로 이루어지게 된다.
이에 따라, 상기 케이블측 스위치(15)는 한쪽의 케이블 연결부(13)를 이용한 볼트 및 너트 체결구조나 삽입 결속구조로 케이블 단자와 연결되고, 이렇게 연결되는 케이블측 스위치(15)의 다른 한쪽 부분, 즉 나사홀(11)이 형성되어 있는 사각 블록 부분은 배터리측 스위치(12)에 결합된다.
이러한 배터리측 스위치(12)와 케이블측 스위치(15)는 서로의 한쪽 단부, 즉 사각 블록 부분을 이용하여 일체식으로 결합될 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 배터리측 스위치(12)와 케이블측 스위치(15)는 각각의 한쪽에 있는 사각 블록 부분을 위아래 맞대는 동시에 배터리측 스위치(12)의 사각 블록 부분의 저면 요부에 케이블측 스위치(15)의 사각 블록 부분이 수용되면서 억지끼움식으로 결합되고, 이때 서로 간의 사각 블록 부분 간의 연접부위에는 소정의 두께를 이루는 절연층(도 5와 도 6의 도면부호 16)이 개재되어 서로 간이 절연되며, 이렇게 결합되는 배터리측 스위치(12)의 관통홀(14)과 케이블측 스위치(15)의 나사홀(11)은 수직의 동축 구조를 이루게 된다.
따라서, 상기 배터리측 스위치(12)와 케이블측 스위치(15)는 절연층(16)에 의해 직접적으로는 서로 전기적으로 접속되지 않게 된다.
여기서, 상기 절연층(16)은 공지의 시트 형태로 된 절연재료를 사용할 수 있으며, 접착 등의 방법으로 사각 블록 부분 간의 접촉 부위에 개재될 수 있게 된다.
또한, 상기 차량의 배터리 전원 차단장치는 스위치 블록(17)의 배터리측 스위치(12)와 케이블측 스위치(15) 간을 선택적으로 접속 또는 단락시켜주는 수단으로 스위치 액추에이터(20)를 포함한다.
상기 스위치 액추에이터(20)는 모터(18)의 동력으로 회전 및 위아래로 움직이는 스크류 바(19)를 이용하여 배터리측 스위치(12)와 케이블측 스위치(15)를 이어주거나 끊어주는 역할을 하게 된다.
이를 위하여, 상기 스위치 액추에이터(20)는 스크류 바(19)의 작동을 위한 동력을 제공하는 모터(18)와, 실질적으로 배터리측 스위치(12)와 케이블측 스위치(15) 간을 접속 또는 단락시켜주는 스크류 바(19)로 구성된다.
상기 모터(18)는 기어박스(19)의 일측에 지지되는 구조로 설치되고, 스위치 모듈(21)측과 전기적으로 연결되어 전원을 제공받을 수 있게 된다.
상기 스크류 바(19)는 기어박스(19)의 다른 일측에 지지되면서 스위치 블록(17)측에 상하 이동 가능한 구조로 설치되고, 이때의 스크류 바(19)는 모터(18)의 동력을 받아 회전 및 상하 동작하면서 배터리측 스위치(12)의 관통홀(14)에 삽입되는 동시에 케이블측 스위치(15)의 나사홀(11)에 체결된다.
이러한 스크류 바(19)는 케이블측 스위치(15)의 나사홀(11)에 체결되면서 케이블측 스위치(15)와 전기적으로 접속되고, 이와 동시에 그 헤드 부분을 통해 배터리측 스위치(12)의 사각 블록 부분의 상면에 접촉되면서 배터리측 스위치(12)와 전기적으로 접속된다.
즉, 상기 배터리측 스위치(12)와 케이블측 스위치(15)는 스크류 바(19)에 의해 통전되면서 배터리 전원이 케이블을 통해 차량의 전장품으로 공급될 수 있게 되고, 또 스크류 바(19)의 상승 이동 시에는 배터리측 스위치(12)와 케이블측 스위치(15)가 단락되면서 차량의 전장품으로 공급되던 배터리 전원이 끊어질 수 있게 된다.
특히, 상기 스위치 액추에이터(20)는 모터(18)의 축과 스크류 바(19) 사이에 동력을 매개하는 수단으로서, 다수의 기어 조합으로 이루어지는 기어박스(22)를 포함한다.
상기 기어박스(22)는 상판과 하판, 그리고 한쪽 측판을 가지는 기어박스 케이스(22a)와, 상기 기어박스 케이스(22a)의 내부에 설치되면서 서로 치합구조로 연동가능한 다수 개의 기어(22b)를 포함하며, 이러한 기어(22b)들 중에서 모터(18)측에 인접한 가장 앞쪽의 기어(22b)는 모터(18)의 축에 장착되는 웜기어와 치합됨과 더불어 스크류 바(19)측에 인접한 가장 뒷쪽의 기어(22b)는 스크류 바(19)에 동축 구조로 결합된다.
이때, 상기 스크류 바(19)는 기어박스(22)의 하판을 관통한 후 아래쪽으로 연장 위치되어 관통홀(14)과 나사홀(11)에 차례로 삽입 및 체결될 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 모터(18)의 동력은 다수 개의 기어(22b)들에 의해 전해지게 되고, 최종적으로 스크류 바(19)에 전달되면서 스크류 바(19)가 회전될 수 있게 된다.
여기서, 상기 기어박스(22)의 기어박스 케이스(22a) 및 기어(22b)는 모터 등이 배터리 전원에 의한 영향을 받지 않도록 하기 위해 플라스틱 등과 같은 절연재료로 제작하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 스위치 액추에이터(20)는 적어도 1곳 이상의 슬라이드 작동부(23), 바람직하게는 격자형 구조로 배치되는 4곳의 슬라이드 작동부(23)에 의해 지지되면서 상하 이동 가능한 구조로 설치된다.
이를 위하여, 상기 슬라이드 작동부(23)는 스위치 블록(17)의 사각 블록 부분 상면에 설치되는 슬라이드 관(23a), 스위치 액추에이터(20)의 기어박스(22)의 기어박스 케이스(11a)의 저면에 설치되면서 슬라이드 관(23a)의 내부에 슬라이드 결합되는 슬라이드 축(23b), 슬라이드 관(23a)의 내부에 설치되면서 슬라이드 축(23b)을 탄력적으로 지지하는 슬라이드 스프링(23c)으로 구성된다.
이에 따라, 상기 모터(18)의 작동에 의해 스크류 바(19)가 회전하게 되고, 이와 동시에 스크류 바(19)가 나사홀(11)과의 체결이 풀리면서 위로 상승하게 되면, 모터(18), 스크류 바(19), 기어박스(22) 등을 포함하는 스위치 액추에이터(20) 전체는 슬라이드 작동부(23)의 안내를 받으면서 위로 상승하게 되고, 결국 스크류 바(19)의 상승 이동에 따라 배터리측 스위치(12)와 케이블측 스위치(15) 간의 전기적인 접속이 끊어질 수 있게 된다.
또한, 상기 차량의 배터리 전원 차단장치는 스위치 액추에이터(20)측에 지지되는 구조로 설치되면서 모터(18)의 작동을 제어하는 등의 다양한 기능을 수행하는 수단으로 스위치 모듈(21)을 포함하며, 이때의 스위치 모듈(21)은 배터리의 "+" 단자측으로 연결되는 모듈 전원 케이블(24)에 의해 모듈 구동 등을 위한 전원을 공급받을 수 있게 된다.
이러한 스위치 모듈(21)은 배터리 전원 차단을 위한 모터(18)의 작동을 출력 제어하는 역할, 차량 충돌 신호 등을 입력받아 배터리 전원을 차단하는 역할, 사용자의 임의의 조작 신호를 입력받아 배터리 전원을 차단 또는 재연결하는 역할, 사용자의 휴대폰측이나 차량 내의 디스플레이 모듈측과 신호를 주고받는 역할, 배터리 전원 상태를 자체적으로 자가진단하는 역할 등을 수행한다.
이를 위하여, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 스위치 모듈(21)은 컨트롤러(29), 모터 제어부(25), 제1모터 강제 제어부(26a) 및 제2모터 강제 제어부(26b), 전압/전류 검출부(27), 무선 송수신부(28) 등을 포함한다.
상기 모터 제어부(25)는 에어백 전개신호를 발생시키는 크래시 존 센서(Crash zone sensor)의 신호를 입력받아 스위치 액추에이터(20)의 모터(18)의 작동을 위한 제어신호를 출력하도록 하는 기능을 한다.
예를 들면, 차량 충돌 사고 시, 크래시 존 센서(Crash zone sensor)의 신호가 모터 제어부(25)의 컨트롤러(29)에 입력되면, 컨트롤러(29)의 출력 제어에 의해 모터(18)에 전원이 인가되고, 따라서 모터 정회전 작동에 의해 스크류 바(19)가 상승하면서 배터리(30)의 전원이 차단될 수 있게 된다.
상기 제1모터 강제 제어부(26a)는 차량의 주ㆍ정차 시에 사용자의 리모콘 조작, 또는 블루투스 기능을 활용한 휴대폰 조작, 또는 차량 내의 디스플레이 모듈 조작에 의해 스위치 액추에이터(20)의 모터(18)의 작동을 위한 제어신호를 출력하도록 하는 기능을 한다.
예를 들면, 차량을 장시간 주차 또는 정차시킬 필요가 있는 경우, 사용자가 리모콘(31)을 OFF 버튼(미도시)조작하거나, 사용자가 휴대폰의 블루투스 기능을 활용하여 휴대폰(33)의 OFF 버튼(미도시)을 조작하거나, 차량에 설치되어 있는 디스플레이 모듈(32)의 화면상의 OFF 버튼(미도시)을 터치하게 되면, 이때의 각 기기(리모콘, 휴대폰, 디스플레이 모듈)들의 신호가 무선 송수신부(28)를 통해 컨트롤러(29)에 입력되고, 계속해서 컨트롤러(29)의 출력 제어에 의해 모터(18)에 전원이 인가되며, 결국 배터리(30)의 전원이 차단될 수 있게 된다.
반대로, 사용자가 차량의 시동을 걸기 위하여 리모콘(31)을 ON 버튼(미도시)조작하거나, 사용자가 휴대폰의 블루투스 기능을 활용하여 휴대폰(33)의 ON 버튼(미도시)을 조작하거나, 차량에 설치되어 있는 디스플레이 모듈(32)의 화면상의 ON 버튼(미도시)을 터치하게 되면, 이때의 각 기기(리모콘, 휴대폰, 디스플레이 모듈)들의 신호가 무선 송수신부(28)를 통해 컨트롤러(29)에 입력되고, 계속해서 컨트롤러(29)의 출력 제어에 의해 모터(18)에 전원이 인가되며, 따라서 모터 역회전 작동에 의해 스크류 바(19)가 하강하면서 배터리(30)의 전원이 연결될 수 있게 된다.
상기 제2모터 강제 제어부(26b)는 차량의 주ㆍ정차 시에 차량의 배터리의 전압을 측정하여 기설정 전압 미만, 예를 들면 10.5v 미만이면 스위치 액추에이터(20)의 모터(18)의 작동을 위한 제어신호를 출력하도록 하여 배터리 전원을 차단하도록 하고, 소정의 기설정 전압 초과, 예를 들면 10.5v 초과이면 위치 액추에이터(20)의 모터(18)의 작동을 위한 제어신호를 출력하지 않도록 하여 배터리 연결 상태를 계속 유지하도록 하는 기능을 한다.
예를 들면, 차량이 장시간 주차 또는 정차되어 있는 상태에서, 스위치 모듈(21)의 컨트롤러(29)가 전류/전압 검출부(27)로부터 입력되는 전압값을 실시간으로 계속 모니터링하고 있다가, 배터리 전압이 10.5v 초과 상태인 경우에는 배터리 연결상태가 계속 유지되도록 하고(아무런 제어신호를 출력하지 않도록 하고), 배터리 전압이 10.5v 미만인 경우에는 컨트롤러(29)의 출력 제어에 의해 모터(18)에 전원이 인가되고, 따라서 모터 정회전 작동에 의해 스크류 바(19)가 상승하면서 배터리(30)의 전원이 차단될 수 있게 된다.
상기 전압/전류 검출부(27)는 배터리의 전압, 전류를 분석하여 배터리 상태, 발전기 상태, 차량 방전 상태 등을 체크할 수 있도록 하는 기능을 수행하게 된다.
예를 들면, 상기 전압/전류 검출부(27)는 배터리의 전압 및 전류를 검출하고, 그 검출된 전압값 및 전류값을 컨트롤러(29)에 출력하게 되고, 이때의 컨트롤러(29)는 전압/전류 검출부(27)로부터 입력되는 전압값 및 전류값을 무선 송수신부(28)를 이용하여 사용자의 휴대폰이나 차량 내의 디스플레이 모듈에 전송하여 사용자나 점검자가 현재의 배터리 전압값과 전류값을 이용하여 배터리 충방전 상태, 발전기 상태 등을 파악할 수 있도록 한다.
그리고, 상기 스위치 모듈(21)은 전압/전류 검출부(27)의 체크 신호를 차량 내의 디스플레이모듈 또는 사용자의 휴대폰에 전송할 수 있도록 하고, 또 사용자의 휴대폰 조작 신호 등을 스위치 모듈(21)측으로 제공하는 것을 가능하도록 하는 등의 기능을 수행하는 무선 송수신부(28)를 포함하며, 이때의 무선 송수신부(28)와 휴대폰 간의 통신은 공지의 비접촉식 근거리 무선통신기술(NFC;Near Field Communication) 등을 적용할 수 있다.
한편, 상기 스위치 모듈(21)은 배터리 차단 및 연결 시 스위치 접점에서 발생하는 서지전압(불안정 접촉에 의한 스파크 발생)을 체크하여 스위치 액추에이터(20)의 모터(18)의 작동을 위한 제어신호를 출력하도록 하는 서지전압 방지부(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선 송수신부를 포함하는 스위치 모듈측과 사용자의 휴대폰측 및 리모콘측, 차량의 디스플레이 모듈측 간의 무선 송수신 방법, 배터리 전압값 및 전류값을 분석하여 모터를 출력 제어하는 제어로직을 구현하는 방법, 배터리 전압에 기초하여 모터를 출력 제어하는 제어로직을 구현하는 방법 등은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 배터리 전원 차단장치의 설치상태를 나타내는 사시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 배터리 전원 차단장치는 스위치 블록(17), 스위치 액추에이터(20) 및 스위치 모듈(21)의 조합으로 구성되는 하나의 어셈블리 형태로 이루어져 배터리(30)의 "-" 단자(36)에 쉽게 설치할 수 있게 된다.
예를 들면, 상기 스위치 블록(17)의 배터리 연결부(10)를 배터리(30)의 "-" 단자(36)에 끼운 후, 이때의 배터리 연결부(10)에 있는 볼트와 너트를 조이게 되면, 스위치 블록(17), 스위치 액추에이터(20) 및 스위치 모듈(21) 전체는 배터리(30)측에 고정된다.
계속해서, 스위치 모듈(21)에서 연장되는 모듈 전원 케이블(24)을 배터리(30)의 "+" 단자(35)에 연결하고, 스위치 블록(17)의 케이블 연결부(13)에 케이블(34), 예를 들면 차체측에 접지하기 위한 케이블(34)의 한쪽을 연결함과 더불어 이때의 케이블(34)의 다른 한쪽을 차체에 접지시키게 되면, 배터리 전원 차단장치의 설치가 완료된다.
도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 배터리 전원 차단장치의 작동상태를 나타내는 단면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 여기서는 배터리 전원이 차량의 전장품으로 공급되고 있는 상태를 보여준다.
즉, 스위치 액추에이터(20)의 스크류 바(19)가 하향 위치에 있게 되고, 이때의 스크류 바(19)의 나사 부분은 케이블측 스위치(15)의 나사홀(11)에 체결됨과 더불어 스크류 바(19)의 헤드 부분은 배터리측 스위치(12)의 사각 블록 부분 상면에 밀착되므로서, 배터리측에 연결되어 있는 배터리측 스위치(12)와 케이블측에 연결되어 있는 케이블측 스위치(15)는 통전 상태가 되고, 결국 배터리 전원이 차량 전장품에 공급될 수 있게 된다.
도 6에 도시한 바와 같이, 여기서는 배터리 전원이 차단된 상태를 보여준다.
즉, 스위치 액추에이터(20)의 모터 작동에 의해 스크류 바(19)가 회전하면서 위로 상승하게 되면, 이때의 스크류 바(19)의 헤드 부분이 배터리측 스위치(12)의 사각 블록 부분 상면으로부터 떨어지게 되므로서, 배터리측에 연결되어 있는 배터리측 스위치(12)와 케이블측에 연결되어 있는 케이블측 스위치(15)는 단락 상태가 되고, 결국 배터리 전원이 차량 전장품에 공급되지 않게 된다.
여기서, 상기 스크류 바(19)의 상승 시 스위치 블록(17), 스위치 액추에이터(20) 및 스위치 모듈(21) 전체도 함께 상승하게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 차량을 장시간 주ㆍ정차 시킨 상황에서 차주의 조작 또는 자가 진단 등을 통해 배터리 전원을 자동 차단 및 연결할 수 있는 동시에 자가 진단을 통해 배터리나 발전기 등의 상태를 체크할 수 있고, 또 차량 충돌이나 추돌 사고 시에 배터리로부터 출력되는 전원을 자동 차단하여 화재 등의 사고를 방지할 수 있는 새로운 타입의 안전 시스템을 제공함으로써, 배터리 수명 연장 등 배터리를 안전하게 보호할 수 있고, 차량 사고 시에 운전자 및 탑승자의 피해를 최소화할 수 있으며, 차량의 관리를 효율적으로 할 수 있다.
10 : 배터리 연결부 11 : 나사홀
12 : 배터리측 스위치 13 : 케이블 연결부
14 : 관통홀 15 : 케이블측 스위치
16 : 절연층 17 : 스위치 블록
18 : 모터 19 : 스크류 바
20 : 스위치 액추에이터 21 : 스위치 모듈
22 : 기어박스 23 : 슬라이드 작동부
23a : 슬라이드 관 23b : 슬라이드 축
23c : 슬라이드 스프링 24 : 모듈 전원 케이블
25 : 모터 제어부 26a : 제1모터 강제 제어부
26b : 제2모터 강제 제어부 27 : 전류/전압 검출부
28 : 무선 송수신부

Claims (11)

  1. 한쪽의 배터리 연결부(10)와 다른 한쪽의 관통홀(14)을 가지는 배터리측 스위치(12)와 한쪽의 케이블 연결부(13)와 다른 한쪽의 나사홀(11)을 가지는 케이블측 스위치(15)로 구성되고 나사홀(11)과 관통홀(14)을 각각 가지는 각 스위치의 다른 한쪽 부분은 나사홀(11)과 관통홀(14)이 동축을 이루도록 하면서 절연층(16)이 개재된 상태로 서로 결합되는 스위치 블록(17);
    상기 배터리측 스위치(12)의 관통홀(14)에 삽입되는 동시에 케이블측 스위치(15)의 나사홀(11)에 체결되어 모터(18)의 작동에 의해 회전하면서 나사홀(11)과의 체결이 풀리거나 나사홀(11)과 체결되면서 상하 동작하는 스크류 바(19)를 포함하며, 상기 스크류 바(19)의 상하 동작을 이용하여 스위치 블록(17)측에 상하 이동 가능한 구조로 설치되면서 배터리측 스위치(12)와 케이블측 스위치(15) 간을 접속 또는 단락시켜주는 스위치 액추에이터(20);
    상기 스위치 액추에이터(20)측에 지지되는 구조로 설치되고 모터(18)의 작동을 제어하는 스위치 모듈(21);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 전원 차단장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위치 액추에이터(20)는 모터(18)의 축과 스크류 바(19) 사이에 동력을 매개하는 수단으로서, 다수의 기어 조합으로 이루어지는 기어박스(22)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 전원 차단장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위치 액추에이터(20)는 적어도 1곳 이상의 슬라이드 작동부(23)에 의해 지지되면서 상하 이동 가능한 구조로 설치되는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 전원 차단장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 슬라이드 작동부(23)는 스위치 블록(17)측에 설치되는 슬라이드 관(23a)과, 스위치 액추에이터(20)측에 설치되면서 슬라이드 관(23a)의 내부에 슬라이드 결합되는 슬라이드 축(23b)과, 슬라이드 관(23a)의 내부에 설치되면서 슬라이드 축(23b)을 탄력적으로 지지하는 슬라이드 스프링(23c)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 전원 차단장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위치 모듈(21)은 배터리의 "+" 단자측으로 연결되는 모듈 전원 케이블(24)에 의해 전원을 공급받도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 전원 차단장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위치 모듈(21)은 에어백 전개신호를 발생시키는 크래시 존 센서(Crash zone sensor)의 신호를 입력받아 스위치 액추에이터(20)의 모터(18)의 작동을 위한 제어신호를 출력하도록 하는 모터 제어부(25)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 전원 차단장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    차량의 주ㆍ정차 시, 상기 스위치 모듈(21)은 사용자의 리모콘 조작, 또는 블루투스 기능을 활용한 휴대폰 조작, 또는 차량 내의 디스플레이 모듈 조작에 의해 스위치 액추에이터(20)의 모터(18)의 작동을 위한 제어신호를 출력하도록 하는 제1모터 강제 제어부(26a)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 전원 차단장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    차량의 주ㆍ정차 시, 상기 스위치 모듈(21)은 배터리의 전압을 측정하여 기설정 전압 이하이면 스위치 액추에이터(20)의 모터(18)의 작동을 위한 제어신호를 출력하도록 하는 제2모터 강제 제어부(26b)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 전원 차단장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위치 모듈(21)은 배터리의 전압, 전류를 분석하여 배터리 상태, 발전기 상태, 차량 방전 상태 등을 체크할 수 있도록 하는 전압/전류 검출부(27)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 전원 차단장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위치 모듈(21)은 전압/전류 검출부(27)의 체크 신호를 차량 내의 디스플레이모듈 또는 사용자의 휴대폰에 전송할 수 있도록 하는 무선 송수신부(28)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 전원 차단장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위치 모듈(21)은 배터리 차단 및 연결 시 스위치 접점에서 발생하는 서지전압을 체크하여 스위치 액추에이터(20)의 모터(18)의 작동을 위한 제어신호를 출력하도록 하는 서지전압 방지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 배터리 전원 차단장치.
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