KR200178370Y1 - 자동차의 전원 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차의 전원 공급장치인 배터리에 관한 것으로, 더 상세하게는 배터리 셀(Cell)의 구조를 시동전원 공급용과 각종 부하장치에 인가되는 부하전원 공급용으로 분리하여 최적의 시동 조건을 제공하도록 한 전원공급 분리형 배터리 및 그 전원 공급장치에 관한 것이다.

본 고안은 하나의 컨테이너 속에 시동전원만을 공급하도록 하는 셀을 구비하여 제1단자를 통해 스타트 모터에 전원을 공급하며, 부하전원만을 공급하는 셀을 구비하여 제2단자를 통해 자동차에 구비되는 각종 부하장치에 전원을 공급하여 항상 최적의 시동전원을 공급하므로 자동차의 운행에 신뢰성을 제공하고, 암 전류의 제거를 위한 퓨즈(Fuse)사용이 배제되어 전장의 구성이 단순화되며, 운전자 및 운행중 부주의로 인한 배터리의 방전시에도 엔진의 시동을 걸 수 있도록 한 것이다.

또한, 본 고안은 용도별 셀의 구성으로 배터리의 과충전과 과방전이 배제되어 배터리의 수명이 연장된다.

Description

자동차의 전원 공급장치

제1도는 본 고안 자동차의 전원 공급장치 구성 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 배터리 11 : 제1단자

12 : 제2단자 20 : 이그니션 스위치

30 : 제1릴레이 40 : 제2릴레이

50 : 스타터 모터 60 : 알터네이터

70 : 점화 플러그 80 : 부하장치

TR : 트랜지스터 ZD : 제너 다이오드

본 고안은 자동차의 전원 공급장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 자동차의 구동장치에 전원을 공급하는 배터리 셀(Cell)의 구조를 시동전원 공급용과 각종 부하장치에 인가되는 부하전원 공급용으로 분리하여 최적의 시동 조건을 제공하도록 한 자동차의 전원 공급장치에 관한 것이다.

종래의 자동차 전원공급수단인 배터리는 시동전원의 공급과 부하전원의 공급을 공동으로 부담하므로, 엔진의 시동을 켜지 않은 상태에서 장시간 스테레오를 청취하거나 운전자의 부주의로 등화장치를 점등시킨 상태로 주차한 후 자동차의 주변을 장시간 이탈 할 경우 배터리의 과방전으로 인하여 엔진의 시동을 걸 수 없는 문제점이 있으며, 발전장치인 알터네이터의 고장으로 부하에 공급되는 전원을 배터리에서 부담하는 경우 배터리의 과방전으로 엔진의 시동을 걸 수 없어 운전자를 곤경에 처하게 하는 문제점이 있었다.

본 고안은 전술한 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 운행되는 자동차의 시동전원과 알터네이터에서 발전되는 전압이 부족할 경우 전기장치에 인가되는 부하를 부담하는 배터리의 셀 구조를 시동전원 공급용과 부하전원 공급용으로 이중화시켜 항상 최적의 시동전원을 공급하도록 하며 운전자의 부주의로 인한 배터리의 방전에도 엔진 시동이 가능하도록 하여 배터리의 재충전에 편리성을 제공하여 자동차의 운행에 신뢰성을 제공하도록 한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 자동차의 전원공급장치에 있어서 , 하나의 컨테이너 속에 시동전원만을 공급하도록 하는 셀로 구성하여 연결되는 제1단자와, 부하전원만을 공급하도록 하는 셀로 구성하여 연결되는 제2단자로 구성되는 전원공급 분리형 배터리와; 상기 배터리의 전원 공급 접점을 연결하는 이그니션 스위치와; 상기 이그니션 스위치에 의하여 엔진의 시동시 기동 토오크를 발생시키는 스타트 모터와; 상기 엔진의 시동 온시 전원공급 분리형 배터리의 제1 단자로부터 인가되는 전원에 의해 항복되는 제너 다이오드와, 상기 제너 다이오드를 통해 인가되는 항복 전원에 의해 스위칭 되는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 스위칭에 따라 접점이 스위칭 되는 제1릴레이와; 상기 스타트 모터의 구동에 의하여 소정의 전원을 발생시키는 알터네이터와; 상기 이그니션 스위치의 접점이 엔진 시동의 접점에 연결 시 상기 전원공급 분리형 배터리의 제1단자의 전원을 상기 스타트 모터측에 인가하는 제2릴레이를 구비하여서 된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안에 따른 전원공급 분리형 배터리 및 그 전원 공급장치의 구성 블럭도로 도면에서 알 수 있는 바와 같이 배터리(10)와, 이그니션 스위치(20), 제1릴레이(30), 제2릴레이(40), 스타터 모터(50), 알터네이터(60), 점화 플러그(70), 트랜지스터(TR), 제너 다이오드(ZD)및 저항(R)로 이루어지는데, 상기 배터리(10)는 하나의 컨테이너(Container)속에 시동전원만을 공급하도록 하는 셀로 구성하여 연결되는 제1단자(11)과 부하전원만을 공급하도록 하는 셀로 구성하여 연결되는 제2단자(12)로 이루어진다.

상기 이그니션 스위치(2O)는 엔진 시동의 오프상태에서 제2단자(12)로 부터 인가되는 전원을 부하장치(80)측에 공급하는 ACC 접점과 엔진의 시동시 알터네이터(60)에서 출력되는 전원을 점화 플러그(70)및 부하장치(80)에 공급하며 배터리(10)의 제2단자(12)를 통해 충전 전원으로 공급되도록 하는 엔진시동 온 접점(ON)및 엔진의 시동 접점(Start)으로 이루어진다.

상기 트랜지스터(TR)는 알터네이터(60)에서 출력되는 전원이 부하장치(80)를 동작시키고 잔여 전류가 발생될시 제너 다이오드(ZD)를 통해 인가되는 항복 전압에 의해 스위칭 온 된다.

상기 제1릴레이(30)는 트랜지스터(TR)의 스위칭 온 동작에 따라 내부 코일에 기전력이 발생되어 접점이 스위칭 되어 알터네이터(60)의 잔여 전류를 배터리(10)의 제1단자(11)에 충전전류로 인가한다.

상기 제2릴레이(40)는 이그니션 스위치(20)가 엔진 시동접점(Start)에 연결될 시 시동전원 공급단자인 제1단자(11)를 통해 인가되는 전원에 의해 내부 코일에 기전력이 발생되어 접점이 스위칭 온 된다.

상기 스타트 모터(50)는 제2릴레이(40)의 접점을 통해 인가되는 배터리(10)의 제1단자(11)의 전원에 의해 구동되어 크랭크샤프트(Crank Shaft)에 연결된 플라이 휠을 구동시켜 엔진시동을 온 시킨다.

상기 알터네이터(60)는 엔진의 시동의 온에 따라 구동되어 소정의 전원을 발생시켜 자동차에 구비되는 각종 부하장치(80)와 점화 플러그에 부하전원을 공급하며, 잔여 전원은 배터리(10)의 제2단자(12)에 충전전류로 공급한다.

상기 점화 플러그(70)는 이그니션 스위치(20)의 접점을 통해 인가되는 배터리(10)의 제2단자(12)의 전원 또는 알터네이터(60)의 발전 전원에 의해 스파크 전류를 발생시켜 엔진의 시동 상태를 유지한다.

전술한 바와 같은 기능으로 이루어지는 본 고안의 동작을 설명하면 다음과 같다.

엔진 시동이 오프상태에 있는 자동차에 운전자가 탑승하여 엔진 시동을 위하여 먼저 이그니션 키를 통해 이그니션 스위치(20)의 단자는 ACC 접점에 위치하게 되면서 부하장치(80)에 전원이 공급됨과 아울러, 배터리(10)의 시동전원만을 공급하는 셀의 제1단자(11)로 부터 시동전압이 이그니션 스위치(20)의 VCC 단자에 인가 되면서 제너다이오드(ZD)를 통해서 트랜지스터(TR)를 온 구동시키게 되고, 따라서 제1 릴레이(30)가 동작하여 상기 배터리(10)의 제1단자(11)로 부터 제1릴레이(30)를 통해서 이그니션 스위치(20)의 단자에 인가되어 있게 된다.

이와 같은 상태에서 이그니션 스위치(20)를 스타트(Start)시키면 상기 시동 전압은 스타트(start)단자를 통해서 제2 릴레이(40)에 인가되어 접점을 온시켜 주게 되므로 상기 배터리(10)의 제1단자(11)로 부터 출력되는 전원을 스타트 모터(50)측에 구동전원으로 인가한다.

그러므로 상기 스타트 모터(50)는 제2릴레이(40)의 접점을 통해 인가되는 배터리(10)의 제1단자(11)전원에 의해 기동되어 크랭크샤프트에 연결된 플라이 휠을 구동시켜 엔진의 시동을 온 상태로 형성한다.

상기 엔진의 시동이 형성되면, 상기 이그니션 스위치(20)는 다시 ON 접점으로 복귀되면서 상기 제2 릴레이(40)에 전원 공급이 차단하게 되어 상기 트랜지스터(TR)를 오프시키게 되고, 따라서 제1 릴레이(30)가 오프 동작되어 배터리(10)의 제1단자(11)로 부터 이그니션 스위치(20)에 전원이 차단되게 된다.

한편 상기 엔진의 시동에 따라 알터네이터(60)에서 발생되는 전원은 자동차에 구비되는 각종 부하장치(80)와 점화 플러그(70)에 인가되어 부하전원을 부담하고 배터리(10)의 제2단자(12)를 통해 충전전류로 공급하여 전원 소모를 방지하며, 부하전원으로 사용되고 남는 전원이 소정의 전류량 이상으로 되어 제너 다이오드(ZD)를 도통 시키면 항복 전압에 의해 트랜지스터(TR)가 스위칭 온 되므로 제1 릴레이(30)의 내부 코일에 기전력이 발생되어 접점을 온 스위칭 하게 된다.

따라서, 알터네이터(60)로 부터 발생된 전원은 제1 릴레이(30)를 통해서 배터리(10)의 제1단자(11)에 인가되어 충전전류를 공급하므로 배터리(10)는 최적의 충전 상태를 유지하게 된다.

만약, 운전자가 등화장치등 부하장치(80)에 전원을 공급하는 상태로 엔진의 시동을 오프시키면 즉 이그니션 스위치(20)의 단자를 ACC접점에 위치시키면 상기 부하장치(80)는 상기 알터네이터(60)에 의하여 충전되어 있던 배터리(20)의 부하전압 구동 셀 로부터 제2 단자(12)를 통해서 공급되게 되어 부하장치(80)를 구동시키게 된다.

이때 상기 부하장치(80)의 장시간 구동으로 인하여 배터리(20)의 셀 전압 제2 단자(12)의 전압이 모두 방전이 이루어진다 하더라도 상기 배터리(20)의 시동전압 구동 셀에는 엔진구동에 의하여 알터네이터(60)에 의하여 전압이 충전되어 있게 되므로, 상기 시동을 위하여 이그니션 스위치(20)에 키를 오프시켰다가 ACC 접점에 위치시키게 되면, 상기 배터리(10)의 시동전압 구동 셀에 충전된 전압은 제1 단자(11)와 ACC접점을 통해서 상기 트랜지스터(TR)를 구동시켜 제1 릴레이(30)를 온시켜 주게 되므로 상기 배터리(10)의 시동전압 구동셀의 전압은 제1 단자(11)를 통해서 이그니션 스위치(20)에 인가되게 된다.

이어서 상기 이그니션 스위치(20)의 접점을 스타트 접점으로 이동시키면 이그니션 스위치(20)의 시동전압이 스타트 접점을 통해서 제2 릴레이(40)를 동작시켜 주게 되어 상기 배터리(10)의 시동전압 구동셀의 제1단자(11)로 부터 스타트 모터(50)에 시동전압을 공급되게 되므로 스타트 모터(50)를 구동시킬 수 있게 되어 정상적인 엔진시동을 걸 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 하나의 컨테이너 속에 시동전원만을 공급하도톡 하는 셀을 구비하여 제1단자틀 통해 스타트 모터에 전원을 공급하며, 부하전원만을 공급하는 셀을 구비하여 제2단자를 통해 자동차에 구비되는 각종 부하장치에 전원을 공급하여 항상 최적의 시동전원을 공급하므로 자동차의 운행에 신뢰성을 제공하고, 운전자 및 운행중 부주의로 인한 배터리의 방전시에도 엔진의 시동을 걸 수 있고, 또한 본 고안은 용도별 셀의 구성으로 배터리의 과충전과 과방전이 배제되어 배터리의 수명이 연장된다.

Claims (3)

1. 자동차의 전원 공급장치에 있어서, 하나의 컨테이너 속에 시동전원만을 공급하도록 하는 셀로 구성하여 연결되는 제1단자와, 부하전원만을 공급하도록 하는 셀로 구성하여 연결되는 제2단자로 구성되는 전원공급 분리형 배터리와; 상기 배터리의 전원 공급 접점을 연결하는 이그니션 스위치와; 상기 이그니션 스위치에 의하여 엔진의 시동시 기동 토오크를 발생시키는 스타트 모터와; 상기 엔진의 시동 온시 전원공급 분리형 배터리의 제1 단자로부터 인가되는 전원에 의해 항복되는 제너 다이오드와, 상기 제너 다이오드를 통해 인가되는 항복 전원에 의해 스위칭 되는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 스위칭에 따라 접점이 스위칭 되는 제1릴레이와; 상기 스타트 모터의 구동에 의하여 소정의 전원을 발생시키는 알터네이터와; 상기 이그니션 스위치의 접점이 엔진 시동의 접점에 연결 시 상기 전원공급 분리형 배터리의 제1단자의 전원을 상기 스타트 모터측에 인가하는 제2릴레이를 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차의 전원 공급장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 알터네이터에서 발생되는 전원은 상기 전원공급 분리형 배터리의 제2단자에 충전전류로 공급되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전원 공급장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1릴레이의 접점이 온 스위칭 시 상기 알터네이터에서 발생되어 부하로 사용되고 남은 전원이 상기 전원공급 분리형 배터리의 제1단자에 충전전류로 공급되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전원 공급장치.