KR102452031B1 - 전기자동차용 충전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기자동차용 충전장치에 관한 것으로, 외측으로 개방되는 차체의 내부공간을 개폐하도록 차체에 구비되는 충전개폐캡, 내부공간에 구비되어 충전개폐캡의 개방시 외부로 노출되며 차체에 구비되는 배터리와 외부의 충전스테이션을 접속 허용하도록 모듈화된 인렛패널, 내부공간에 구비되고 배터리에 직접적 또는 간접적으로 연결되며 인렛패널에서 인출 가능하게 구비되고 충전스테이션에 접속 가능하도록 전원플러그를 갖는 아웃렛케이블, 및 내부공간에 구비되고 아웃렛케이블을 권취하여 정렬하며 아웃렛케이블을 외부로 인출 안내하는 권취부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 기존에 별도로 제공되는 충전용 아이씨씨비(ICCB)유닛과 차량의 배터리와 외부의 충전스테이션을 전기적으로 연결 안내하도록 충전장치를 모듈화하여 차체의 내부에 구비함에 따라 분실이나 파손의 우려를 없애고, 충전용 케이블을 권취하도록 권취릴을 모듈화된 충전장치에 구비함으로써 케이블을 별도로 정렬 보관해야 하는 번거로움을 방지할 수 있다.

Description

전기자동차용 충전장치{CHARGING MODULE FOR A ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기자동차용 충전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존에 별도로 제공되는 충전용 아이씨씨비(ICCB)유닛과 차량의 배터리와 외부의 충전스테이션을 전기적으로 연결 안내하도록 충전장치를 모듈화하여 차체의 내부에 구비함에 따라 분실이나 파손의 우려를 없애고, 충전용 케이블을 권취하도록 권취릴을 모듈화된 충전장치에 구비함으로써 케이블을 별도로 정렬 보관해야 하는 번거로움을 방지하고자 하는 전기자동차용 충전장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기자동차(Electric vehicle; EV)는 주로 배터리의 전원을 이용하여 AC 또는 DC 모터를 구동하여 동력을 얻는 자동차로서, 크게 배터리전용 전기자동차와 하이브리드 전기자동차로 분류되며, 배터리전용 전기자동차는 배터리의 전원을 이용하여 모터를 구동하고 전원이 다 소모되면 재충전하고, 하이브리드 전기자동차는 엔진을 가동하여 전기발전을 하여 배터리에 충전을 하고 이 전기를 이용하여 전기모터를 구동하여 차를 움직이게 할 수 있다.
최근에는 하이드브리드 자동차 중에는 플러그인 하이브리드자동차(Plug in hybrid vehicle; PHEV)가 출시되고 있다. 플러그 인 하이브리드 자동차는 차량 충전을 위해 케이블이 연결된 플러그를 구비하고 있어 엔진의 가동과는 별도로 플러그를 이용하여 전기 충전을 수행하므로 엔진의 가동에 의한 발전기 충전을 줄여 연료의 소모를 줄일 수 있다.
기존의 전기 자동차는 충전을 위해 충전용 케이블을 차량의 트렁크에 항상 구비하고 있으며, 전기 충전소에서 이 충전용 케이블을 인출하여 차량의 인렛에 구비된 소켓에 일측의 플러그를 연결하고, 타측에 구비된 플러그를 소켓에 꽂아 충전을 수행하고 있다. 또한, 케이블의 중심부에는 컨트롤박스(In cable control box,ICCB)가 구비되어 전기 충전량을 표시하고 전기 충전을 위해 컨트롤하도록 구성된다.
관련기술로는, 국내특허공개공보 제10-2018-0115963호(공개일:2018년10월24일, 명칭: 전기 자동차용 충전장치)가 제안된 바 있다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
기존의 전기 자동차용 충전장치는 별도의 케이블을 트렁크에 항상 보관하므로 트렁크 공간이 좁아지는 문제점이 있고, 차량에 구비된 소켓에 1일 1회 이상 케이블의 플러그를 접속하므로 소켓이 파손되거나 전기 스파크로 인해 전기부품에 손상이 가는 문제점이 있으며, 컨트롤박스를 바닥에 높은 상태로 충전이 이루어지므로 실수로 밟아 컨트롤박스가 파손되는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 기존에 별도로 제공되는 충전용 아이씨씨비유닛과 차량의 배터리와 외부의 충전스테이션을 전기적으로 연결 안내하도록 충전장치를 모듈화하여 차체의 내부에 구비함에 따라 분실이나 파손을 방지하고자 하는 전기자동차용 충전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 충전용 케이블을 권취하도록 권취릴을 모듈화된 충전장치에 구비함으로써 케이블을 별도로 정렬 보관해야 하는 번거로움을 방지하고자 하는 전기자동차용 충전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 전기자동차용 충전장치는: 외측으로 개방되는 차체의 내부공간을 개폐하도록, 상기 차체에 구비되는 충전개폐캡; 상기 내부공간에 구비되어 상기 충전개폐캡의 개방시 외부로 노출되며, 상기 차체에 구비되는 배터리와 외부의 충전스테이션을 접속 허용하도록 모듈화된 인렛패널; 상기 내부공간에 구비되고, 상기 배터리에 직접적 또는 간접적으로 연결되며, 상기 인렛패널에서 인출 가능하게 구비되고, 상기 충전스테이션에 접속 가능하도록 전원플러그를 갖는 아웃렛케이블; 및 상기 내부공간에 구비되고, 상기 아웃렛케이블을 권취하여 정렬하며, 상기 아웃렛케이블을 외부로 인출 안내하는 권취부를 포함한다.
상기 인렛패널, 상기 아웃렛케이블 및 상기 권취부는 하우징 내부에 구비되어 보호되고, 상기 하우징은 상기 내부공간에 분리 가능하게 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 권취부는, 상기 하우징의 내부에 구비되고, 상기 아웃렛케이블을 감아 정렬하며, 상기 하우징에 지지되는 중심축을 기준으로 원주 방향으로 회전 가능한 권취릴; 상기 하우징 또는 상기 중심축에 일측에 탄성 연결되고, 타측이 상기 권취릴에 탄성 연결되어, 상기 아웃렛케이블을 상기 인렛패널에서 인출되는 방향으로 당기는 외력 제거시, 상기 아웃렛케이블을 감고 있는 상태를 유지하도록 하는 탄성유지부재; 및 상기 아웃렛케이블이 감기거나 풀린 상태에서, 상기 권취릴의 회전을 단속하는 회전단속부를 포함한다.
상기 회전단속부는, 상기 하우징에 힌지 가능하게 연결되어 시소운동을 하는 커넥팅핀; 상기 커넥팅핀의 축 방향으로 일측에 구비되어, 외력 작용시, 상기 권취릴 또는 상기 권취릴에 감긴 상기 아웃렛케이블을 접하여 가압하는 브레이킹패드; 상기 커넥팅핀의 축 방향으로 타측에 링크 연결되고, 외력에 의해 축 방향을 따라 상하 이동되는 작동축; 상기 작동축의 상부에 회전 가능하게 구비되는 구름롤러; 및 상기 하우징 또는 상기 인렛패널에 직선 왕복 이동 가능하게 구비되고, 상기 구름롤러와 외접되는 부위에 경사면을 구비함으로써 축 방향 이동시 상기 작동축을 이동시키는 노브를 포함한다.
상기 회전단속부는, 상기 하우징의 내측면에 구비되어 상기 작동축이 축 방향으로 이동 안내하는 가이드부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기자동차용 충전장치는 종래 기술과 달리 기존에 별도로 제공되는 충전용 아이씨씨비유닛과 차량의 배터리와 외부의 충전스테이션을 전기적으로 연결 안내하도록 충전장치를 모듈화하여 차체의 내부에 구비함에 따라 분실이나 파손을 방지할 수 있다.
본 발명은 충전용 케이블을 권취하도록 권취릴을 모듈화된 충전장치에 구비함으로써 케이블을 별도로 정렬 보관해야 하는 번거로움을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전장치의 요부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전장치의 권취부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전장치의 권취부 중 회전단속부의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전단속부의 작동 상태도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전기자동차용 충전장치의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전장치의 요부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전장치의 권취부의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전장치의 권취부 중 회전단속부의 구성도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전단속부의 작동 상태도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 충전장치(100)는 충전개폐캡(110), 하우징(140), 인렛패널(120), 아웃렛케이블(130) 및 권취부(200)를 포함한다.
충전개폐캡(110)은 외측으로 개방되는 차체(10)의 내부공간(12)을 개폐하도록, 차체(10)에 구비된다. 이때, 충전개폐캡(110)은 차체(10)에 힌지 가능하게 연결되고, 차체(10)에 다양한 방식으로 로킹 및 로킹 해제되도록 구비되어 임의적으로 차체(10)의 내부공간(12)을 개방하는 것을 방지하도록 한다. 물론, 충전개폐캡(110)은 다양한 형상으로 변형 가능하다.
그리고, 하우징(140)은 차체(10)의 내부공간(12)에 구비되어, 인렛패널(120)과 권취부(200)를 연결하거나 지지한다. 이때, 하우징(140)은 다양한 형상 및 다양한 재질로 이루어진다.
아울러, 인렛패널(120)과 권취부(200)의 유지 보수가 용이하도록, 하우징(140)은 내부공간(12)에서 이탈(인출) 가능하게 구비된다.
또한, 인렛패널(120)은 내부공간(12) 특히 하우징(140)에 고정 설치되고, 충전개폐캡(110)의 개방시 외부로 노출된다. 그리고, 인렛패널(120)은 차체(10)에 구비되는 배터리(20)와 외부의 충전스테이션(30)을 접속 허용하도록 모듈화된다.
상세히, 하우징(140)은 내부공간(12)의 개방측으로 개방되는 개방구(142)를 형성하고, 인렛패널(120)은 개방구(142)의 내측면에 고정 설치된다.
그리고, 인렛패널(120)은 급속충전용 인렛소켓(122)을 구비한다. 이때, 인렛소켓(122)과 배터리(20)는 전기적으로 연결된다. 아울러, 인렛패널(120)은 배터리(20)의 충전 상태를 디스플레이하기 위해 액정부(124)를 구비한다.
아웃렛케이블(130)은 내부공간(12) 특히, 하우징(140) 내부에 구비되고, 배터리(20)에 직접적 또는 간접적으로 연결되며, 인렛패널(120)에서 인출 가능하게 구비된다. 또한, 아웃렛케이블(130)은 외부의 충전스테이션(30)에 접속 가능하도록 전원플러그(132)를 갖는다.
상세히, 아웃렛케이블(130)은 일측이 배터리(20)에 연결되고, 전원플러그(132)를 구비한 타측은 충전스테이션(30)에 접속 가능하게 된다. 특히, 충전스테이션(30)은 전원플러그(132)의 접속 안내를 위해 아웃렛소켓(32)을 구비한다.
이때, 인렛패널(120)은 전원플러그(132)를 거치 가능하고, 아웃렛케이블(130)을 인출 가능하도록 인출구(126)를 형성한다. 물론, 인출구(126)는 하우징(140)에 구비될 수도 있다.
특히, 충전스테이션(30)은 가정용 소켓 등 완충용인 전원플러그(132)가 접속되는 것으로 한다.
한편, 권취부(200)는 내부공간(12) 특히 하우징(140) 내부에 구비되고, 아웃렛케이블(130)을 권취하여 정렬하며, 아웃렛케이블(130)을 외부로 인출 안내하는 역할을 한다.
상세히, 권취부(200)는 권취릴(210), 탄성유지부재(220) 및 회전단속부(230)를 포함한다.
권취릴(210)은 하우징(140)의 내부에 구비되고, 아웃렛케이블(130)을 감아 정렬하도록 원주 방향으로 회전 가능하도록 설치된다.
즉, 권취릴(210)의 중심축(212)이 하우징(140)에 거치된다. 그래서, 권취릴(210)은 중심축(212)을 기준으로 회전 가능하게 된다. 물론, 권취릴(210)은 다양한 형상으로 변형 가능하다.
이에 따라, 권취릴(210)에 감긴 아웃렛케이블(130)의 일측은 배터리(20)에 전기적으로 연결되고, 전원플러그(132)를 갖는 타측은 초기에 인렛패널(120)의 인출구(126)에 거치 고정된다.
탄성유지부재(220)는 하우징(140) 또는 힌지핀(237)에 일측에 탄성 연결되고, 타측이 권취릴(210)에 탄성 연결되어, 아웃렛케이블(130)을 인렛패널(120)에서 인출되는 방향으로 당기는 외력 제거시, 아웃렛케이블(130)을 감고 있는 상태를 유지하는 역할을 한다.
이때, 탄성유지부재(220)는 일측이 하우징(140)에 탄성 지지될 경우 토션스프링으로 적용할 수 있고, 일측이 힌지핀(237)에 탄성 지지될 경우 태엽스프링으로 적용할 수 있다.
한편, 회전단속부(230)는 아웃렛케이블(130)이 감기거나 풀린 상태에서, 권취릴(210)의 회전을 단속하는 역할을 한다.
이를 위해, 회전단속부(230)는 커넥팅핀(231), 브레이킹패드(232), 작동축(233), 구름롤러(234) 및 노브(235)를 포함한다.
커넥팅핀(231)은 하우징(140)에 힌지 가능하게 연결되어 시소운동을 한다. 즉, 커넥팅핀(231)은 축 방향으로 대략 중앙 부위에 힌지핀(237)이 삽입된다. 힌지핀(237)은 양측이 하우징(140)에 거치된다. 그래서, 커넥팅핀(231)은 힌지핀(237)을 기준으로 시소운동을 하게 된다.
브레이킹패드(232)는 커넥팅핀(231)의 축 방향으로 일측에 구비되어, 외력 작용시, 권취릴(210) 또는 권취릴(210)에 감긴 아웃렛케이블(130)을 접하여 가압하는 역할을 한다.
브레이킹패드(232)가 권취릴(210) 또는 권취릴(210)에 감긴 아웃렛케이블(130)을 가압시, 권취릴(210)은 임의적으로 회전되는 것이 방지됨에 따라, 아웃렛케이블(130)은 권취릴(210)에 감긴 상태를 유지하게 된다. 물론, 브레이킹패드(232)는 다양한 형상으로 적용 가능하고, 다양한 방식으로 커넥팅핀(231)에 연결된다.
작동축(233)은 커넥팅핀(231)의 축 방향으로 타측에 링크 연결되고, 외력에 의해 축 방향을 따라 상하 이동되게 구비된다.
도면에서 봤을 때, 작동축(233)이 하향할 경우, 커넥팅핀(231)의 타측이 함께 하향하게 된다. 이로써, 커넥팅핀(231)과 브레이킹패드(232)가 상승하게 되며, 권취릴(210)은 회전이 허용된다.
반대로, 작동축(233)이 상승할 경우, 커넥팅핀(231)의 타측이 함께 상승하게 된다. 이로써, 커넥팅핀(231)과 브레이킹패드(232)가 하강하게 되며, 권취릴(210)은 회전이 방지된다.
작동축(233)은 다양한 형상으로 변형 가능하다.
구름롤러(234)는 작동축(233)의 상부에 회전 가능하게 구비된다.
아울러, 노브(235)는 하우징(140) 또는 인렛패널(120)에 직선 왕복 이동 가능하게 구비되고, 구름롤러(234)와 외접되는 부위에 경사면(239)을 구비한다. 즉, 구름롤러(234)가 경사면(239)에 접함으로써, 노브(235)가 축 방향을 따라 일방향으로(전진) 이동시, 작동축(233)은 하강하게 된다.
특히, 힌지핀(237)과 커넥팅핀(231)은 복원스프링(238)이 구비된다. 커넥팅핀(231)의 일측과 브레이킹패드(232)가 상승시, 커넥팅핀(231)의 타측은 힌지핀(237)을 기준으로 하향한 상태이다. 이때, 복원스프링(238)은 일측이 커넥팅핀(231)의 타측에 탄성 연결되고, 타측이 힌지핀(237)에 탄성 연결된다.
그래서, 복원스프링(238)은 커넥팅핀(231)의 타측을 상승시키려는 힘이 작용한다.
이에 따라, 노브(235)가 축 방향을 따라 타방향으로(후진) 이동되며, 작동축(233)은 복원스프링(238)의 탄성 복원력에 의해 커넥팅핀(231)의 타측과 함께 상승하게 된다.
그리고, 노브(235)는 일단부에 버튼(235a)을 구비하고, 버튼(235a)은 인렛패널(120)에 외부로 노출되도록 구비된다.
그래서, 사용자가 충전개폐캡(110)을 개방 후 버튼(235a)을 누르면, 노브(235)는 전진하면서, 경사면(239)이 구름롤러(234)와 작동축(233)을 하향 유도한다.
반대로, 사용자가 버튼(235a)을 당기거나 당겨지면, 노브(235)는 후진하면서, 구름롤러(234)와 작동축(233)은 상승 작동하게 된다.
물론, 버튼(235a)은 누르는 외력이 제거시 원위치로 복원되도록 인렛패널(120)에 구비될 수 있다.
또한, 회전단속부(230)는 가이드부재(236)를 포함한다.
가이드부재(236)는 하우징(140)의 내측면에 구비되어 작동축(233)이 축 방향으로 이동 안내하는 역할을 한다. 이때, 가이드부재(236)는 원통 형상의 슬리브 등 다양하게 적용 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 차체 20: 배터리
30: 충전스테이션 100: 충전장치
110: 충전개폐캡 120: 인렛패널
122: 인렛소켓 124: 액정부
126: 인출구 130: 아웃렛케이블
132: 전원플러그 140: 하우징
142: 개방구 200: 권취부
210: 권취릴 212: 중심축
220: 탄성유지부재 230: 회전단속부
231: 커넥팅핀 232: 브레이킹패드
233: 작동축 234: 구름롤러
235: 노브 236: 가이드부재
239: 경사면

Claims (5)

  1. 외측으로 개방되는 차체의 내부공간을 개폐하도록, 상기 차체에 구비되는 충전개폐캡; 상기 내부공간에 구비되어 상기 충전개폐캡의 개방시 외부로 노출되며, 상기 차체에 구비되는 배터리와 외부의 충전스테이션을 접속 허용하도록 모듈화된 인렛패널; 상기 내부공간에 구비되고, 상기 배터리에 직접적 또는 간접적으로 연결되며, 상기 인렛패널에서 인출 가능하게 구비되고, 상기 충전스테이션에 접속 가능하도록 전원플러그를 갖는 아웃렛케이블; 및 상기 내부공간에 구비되고, 상기 아웃렛케이블을 권취하여 정렬하며, 상기 아웃렛케이블을 외부로 인출 안내하는 권취부를 포함하고,
    상기 인렛패널, 상기 아웃렛케이블 및 상기 권취부는 하우징 내부에 구비되어 보호되며,
    상기 권취부는, 상기 하우징의 내부에 구비되고, 상기 아웃렛케이블을 감아 정렬하며, 상기 하우징에 지지되는 중심축을 기준으로 원주 방향으로 회전 가능한 권취릴;
    상기 하우징 또는 상기 중심축에 일측에 탄성 연결되고, 타측이 상기 권취릴에 탄성 연결되어, 상기 아웃렛케이블을 상기 인렛패널에서 인출되는 방향으로 당기는 외력 제거시, 상기 아웃렛케이블을 감고 있는 상태를 유지하도록 하는 탄성유지부재; 및
    상기 아웃렛케이블이 감기거나 풀린 상태에서, 상기 권취릴의 회전을 단속하는 회전단속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 내부공간에 분리 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 회전단속부는,
    상기 하우징에 힌지 가능하게 연결되어 시소운동을 하는 커넥팅핀;
    상기 커넥팅핀의 축 방향으로 일측에 구비되어, 외력 작용시, 상기 권취릴 또는 상기 권취릴에 감긴 상기 아웃렛케이블을 접하여 가압하는 브레이킹패드;
    상기 커넥팅핀의 축 방향으로 타측에 링크 연결되고, 외력에 의해 축 방향을 따라 상하 이동되는 작동축;
    상기 작동축의 상부에 회전 가능하게 구비되는 구름롤러; 및
    상기 하우징 또는 상기 인렛패널에 직선 왕복 이동 가능하게 구비되고, 상기 구름롤러와 외접되는 부위에 경사면을 구비함으로써 축 방향 이동시 상기 작동축을 이동시키는 노브를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 회전단속부는, 상기 하우징의 내측면에 구비되어 상기 작동축이 축 방향으로 이동 안내하는 가이드부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전장치.
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