KR200474883Y1

KR200474883Y1 - 전기 자동차 충전기

Info

Publication number: KR200474883Y1
Application number: KR2020120007919U
Authority: KR
Inventors: 문기영
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2014-10-22
Also published as: US9415695B2; EP2705969A2; JP5592536B2; CN103683372B; CN103683372A; US20140062399A1; JP2014054162A; EP2705969A3; KR20140001548U

Abstract

본 고안의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전기는, 상면이 개구되고, 일 측면에 커넥터 삽입홈이 형성되는 하부 케이스와, 하면이 개구되고, 상기 하부 케이스의 개구된 상면을 덮는 상부 케이스를 포함하는 케이스; 상기 하부 케이스에 안착되며, 전기 자동차의 누전을 감지하는 누전 감지부, 전기 자동차의 충전 과정에서 과전압 및 과전류를 감지하는 감지부, 전기 자동차의 충전 제어부와 통신 가능한 통신 모듈 및 전기 자동차의 충전 상태를 표시하는 표시부 중 적어도 하나의 전장 부품이 장착되는 회로 기판; 상기 하부 케이스의 내부로 인입되어 상기 회로 기판에 전기적으로 연결되는 케이블; 상기 커넥터 삽입홈에 삽입되어, 상기 케이블의 인입을 가이드하고, 상기 케이스 내부로의 습기 침투를 방지하는 케이블 커넥터를 포함한다.

Description

전기 자동차 충전기{Charging apparatus for electric vehicle}

본 고안은 전기 자동차의 충전기에 관한 것이다.

최근들어, 그린 에너지인 전기를 이용하여 주행하는 전기 자동차의 기술 개발이 급속하게 발전하고 있다. 대부분의 전기 자동차는 회전력을 발생하는 모터와, 상기 모터에 전원을 공급하는 배터리, 상기 모터의 회전수를 제어하는 인버터, 상기 배터리에 전기를 충전하기 위한 배터리 차저 및 차량용 저전압 직류변환장치(LDC:Low voltage DC/DC Converter)를 포함한다.

전기 자동차는 충전 방식에 따라 급속 충전과 완속 충전으로 나뉠 수 있다. 급속 충전 방식은 고압의 전류를 급속 충전기에서 직류로 변환하여 차량의 배터리로 직접 충전하는 방식으로서, 충전에 걸리는 시간이 매우 짧은 장점이 있다. 완속 충전은 차량내에 컨버터 장치(On Board Charger)가 구비되어, 외부로에서 교류 전류가 인가되면 이를 직류로 변환하여 차량의 배터리로 충전하는 방식이다. 완속 충전의 경우 충전에 걸리는 시간이 오래 걸리는 반면 일반 가정에서도 충전이 가능한 방식이다.

전기 자동차 충전을 위한 장치(Electric Vehicle Supply Equipment)의 하나인 충전기는 충전소(Charging Station)에 스탠드 형식으로 제공될 수 있고, 가정에서 운전자가 직접 충전할 수 있는 형태로 제공될 수 있다.

도 1은 가정용 충전기의 컨트롤 박스 구조를 보여주는 사시도이고, 도 2는 컨트롤 박스와 케이블의 연결 구조를 보여주는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 가정용 충전기의 컨트롤 박스(1)는 상부 케이스(미도시)와 하부 케이스(2)로 이루어지고, 그 내부에는 전장 부품이 실장된 회로 기판(미도시)이 장착된다. 그리고, 충전을 위한 전기선과 신호선을 포함하는 와이어(3a)를 감싸는 케이블(3)이 상기 회로 기판에 연결된다.

상세히, 상기 케이블은 상기 컨트롤 박스(1)의 외부에서 내부로 인입되며, 이를 위하여 상기 컨트롤 박스(1)의 일 측면에는 케이블 통과홀(2a)이 형성된다. 그리고, 상기 케이블(3)과 상기 케이블 통과홀(2a) 사이에 생기는 틈새로 이물질 또는 물이 유입되는 것을 방지하기 위하여 방수 패킹(4)이 끼워진다. 구체적으로, 상기 케이블 통과홀(2a)에 상기 방수 패킹(4)이 장착되고, 상기 케이블(3)을 상기 방수 패킹(4)을 통과시켜 상기 컨트롤 박스(1) 내부로 인입시킨다.

여기서, 방수를 위하여 상기 케이블 통과홀(2a)의 가장자리부가 상기 방수 패킹(4)의 실링홈에 꽉 조여질 수 있는 크기의 직경으로 설계된다. 그 결과, 상기 방수 패킹(4)을 상기 케이블 통과홀(2a)에 끼워넣기가 매우 힘이 드는 단점이 있다. 뿐만 아니라, 상기 케이블(3)을 상기 케이블 통과홀(2a)을 통과시킨 후 상기 방수 패킹(4)을 상기 케이블(3)의 외주면에 끼우며, 상기 케이블(3)에 끼워진 방수 패킹(4)을 상기 케이블 통과홀(2a)에 결합시키는 과정으로 조립된다. 그리고, 상기 케이블 통과홀(2a)의 내경이 상기 케이블(3)의 외주면에 형성되는 상기 실링홈의 외경과 실질적으로 동일한 규격으로 설계된다. 따라서, 상기 케이블(3)에 의하여 둘러지는 와이어들 중 단부에 금속 소재의 메탈 링이 달려 있는 경우(도면 참조), 상기 메탈 링이 달린 케이블(3)을 상기 케이블 통과홀(2a)을 관통시켜 상기 컨트롤 박스(1) 내부로 집어넣는 작업이 매우 난해한 단점이 있다.

본 고안은 다음과 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 가정용 충전기 구조에 있어서, 케이블을 컨트롤 박스 내부로 인입하는 조립 구조를 개선하여, 조립 공정의 용이성과 방수 성능 확보를 동시에 달성할 수 있도록 하는 전기 자동차 충전기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전기는, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전기는, 상면이 개구되고, 일 측면에 커넥터 삽입홈이 형성되는 하부 케이스와, 하면이 개구되고, 상기 하부 케이스의 개구된 상면을 덮는 상부 케이스를 포함하는 케이스; 상기 하부 케이스에 안착되며, 전기 자동차의 누전을 감지하는 누전 감지부, 전기 자동차의 충전 과정에서 과전압 및 과전류를 감지하는 감지부, 전기 자동차의 충전 제어부와 통신 가능한 통신 모듈 및 전기 자동차의 충전 상태를 표시하는 표시부 중 적어도 하나의 전장 부품이 장착되는 회로 기판; 상기 하부 케이스의 내부로 인입되어 상기 회로 기판에 전기적으로 연결되는 케이블; 상기 커넥터 삽입홈에 삽입되어, 상기 케이블의 인입을 가이드하고, 상기 케이스 내부로의 습기 침투를 방지하는 케이블 커넥터를 포함하고, 상기 케이블 커넥터는, 상기 커넥터 삽입홈에 슬라이딩 삽입되는 커넥터 바디와, 상기 커넥터 바디의 전면에서 연장되고, 상기 케이블이 통과하는 가이드 슬리브 및 상기 가이드 슬리브의 외주면을 눌러서 고정하는 브라켓을 포함한다.

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상기와 같은 구성을 이루는 본 고안의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전기에 의하면, 방수 성능을 떨어뜨리지 않으면서 케이블의 조립 공정의 단순화 및 조립성 개선의 효과가 있다.

도 1은 가정용 충전기의 컨트롤 박스 구조를 보여주는 사시도.
도 2는 컨트롤 박스와 케이블의 연결 구조를 보여주는 단면도.
도 3은 본 고안의 제 1 실시예에 따른 전기 자동차 충전기의 사시도.
도 4는 본 고안의 제 1 실시예에 따른 충전기의 케이블 연결 구조를 보여주는 사시도.
도 5는 상기 케이블 연결 구조가 컨트롤 박스의 하부 케이스에 장착된 모습을 보여주는 부분 사이도.
도 6은 도 5의 I-I를 따라 절개되는 종단면도.
도 7은 본 고안의 제 2 실시예에 따른 케이블 연결 구조를 보여주는 부분 사시도.
도 8은 제 2 실시예에 따른 케이블 연결 구조의 분해 사시도.
도 9는 도 7의 II-II를 따라 절개되는 단면도.

이하에서는 본 고안의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전기에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 고안의 제 1 실시예에 따른 전기 자동차 충전기의 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 전기 자동차의 충전기(10)는 옥내로 공급되는 전원을 이용하여 전기 자동차를 충전할 수 있는 가정용 충전기를 포함한다.

상세히, 상기 충전기(10)는, 옥내에 구비되는 전원 소켓에 삽입되는 전원측 플러그(12)와, 충전 제어를 위한 컨트롤 박스(14)와, 차량에 연결되는 충전 커넥터(13) 및 상기 전원측 플러그(12), 컨트롤 박스(14) 및 충전 커넥터(13)를 연결하는 케이블(11)을 포함한다. 그리고, 상기 컨트롤 박스(14) 내부에는 누전 감지 회로, 전류 흐름을 선택적으로 차단하는 릴레이, 과전압 및 과전류 감지부, 충전 상태를 보여주는 디스플레이부 및 전기 자동차와 통신하는 통신 모듈 등을 포함하는 전장 부품이 실장된 회로 기판이 장착된다. 그리고, 상기 컨트롤 박스(14)에서는, 상기 통신 모듈을 통하여 전기 자동차의 충전 준비 및 충전 완료 여부를 확인하는 정보를 수신한다. 그리고, 상기 디스플레이부를 통하여 현재 충전 중인지, 충전 중단 상태인지 또는 충전이 완료되었는지를 사용자가 확인할 수 있다. 그리고, 과전압 및 과전류 감지부에 의하여 충전 과정에서 전기 자동차로 과전류 또는 과전압이 흐르는지 여부가 감지되고, 그 결과에 따라 상기 릴레이가 작동하여 전원 공급을 선택적으로 차단하게 된다. 뿐만 아니라, 누전 감지 회로를 통하여 충전 중에 차량 내부에서 누전이 발생할 경우 전원 공급이 차단되도록 한다.

이러한 기능을 달성하기 위하여 전기선과 신호선을 포함하는 다수의 와이어가 상기 케이블(11) 내부에 수용되며, 상기 충전 커넥터(13)를 통하여 전기 자동차와 전기적으로 연결된다.

한편, 일단이 상기 충전 커넥터(13)에 연결되는 케이블(11)의 타단은 상기 컨트롤 박스(14)를 관통하여 상기 회로 기판에 연결된다. 이하에서는 상기 케이블(11)을 상기 컨트롤 박스(14) 내부로 삽입하기 위한 구조 및 케이블이 관통하는 상기 컨트롤 박스(14)의 측면부 방수 구조에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 고안의 제 1 실시예에 따른 충전기의 케이블 연결 구조를 보여주는 사시도이고, 도 5는 상기 케이블 연결 구조가 컨트롤 박스의 하부 케이스에 장착된 모습을 보여주는 부분 사시도이며, 도 6은 도 5의 I-I를 따라 절개되는 종단면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 고안의 제 1 실시예에 따른 케이블 연결 구조는, 케이블(11)의 외주면을 감싸는 케이블 커넥터(15)와, 상기 케이블 커넥터(15)가 장착되는 컨트롤 박스(14) 및 상기 컨트롤 박스(14) 내부에 수용되며, 상기 케이블(11) 내부의 와이어들이 연결되는 회로 기판(17)을 포함한다.

상세히, 상기 컨트롤 박스(14)는, 내부 바닥면에 상기 회로 기판(17)이 안착되는 하부 케이스(142)와, 상기 하부 케이스(142)의 상면에 결합되는 상부 케이스(141)를 포함한다. 그리고, 상기 하부 케이스(142)의 측면에는 상기 케이블 커넥터(15)가 끼워지는 커넥터 삽입홈((142c)이 형성된다. 그리고, 상기 커넥터 삽입홈(142c)은, 상기 하부 케이스(142)의 상면으로부터 소정 깊이와 폭으로 함몰되는 형태로 형성된다.

또한, 상기 케이블 커넥터(15)는, 상기 커넥터 삽입홈(142c)에 슬라이딩 삽입되는 커넥터 바디(151)와, 상기 커넥터 바디(151)의 전면으로부터 소정 길이와 직경으로 연장되는 가이드 슬리브(152)와, 상기 가이드 슬리브(152)의 상부면을 감싸서 지지하는 브라켓(153)을 포함한다.

상세히, 상기 커넥터 바디(151)의 외형은 상기 커넥터 삽입홈(142c)과 동일한 형상을 이루며, 상기 커넥터 바디(151)가 상기 커넥터 삽입홈(142c)에 완전히 삽입된 상태에서는 상기 커넥터 바디(151)의 상면과 상기 하부 케이스(142)의 상면은 실질적으로 동일 평면을 이룰 수 있다. 그리고, 상기 커넥터 바디(151)의 측면과 하면에는 슬라이드 홈(151a)이 형성되고, 상기 슬라이드 홈(151a)에는 상기 커넥터 삽입홈(142c)의 가장자리 부위가 끼워진다. 즉, 상기 커넥터 삽입홈(142c)의 가장자리가 상기 슬라이드 홈(151a)에 끼워진 상태에서, 상기 커넥터 바디(151)가 하방으로 슬라이딩 이동하는 동작에 의하여 상기 커넥터 바디(151)가 상기 커넥터 삽입홈(142c)에 장착된다. 그리고, 상기 하부 케이스(142)의 상면과 상기 커넥터 바디(151)의 상면에는 실링 부재(16)가 안착되는 실링 홈(142a,151b)이 각각 함몰 형성된다.

한편, 상기 커넥터 바디(151)의 전면으로부터 연장되는 상기 가이드 슬리브(152)는, 상기 케이블(11)의 외경과 동일한 내경을 가진다. 그리고, 상기 브라켓(153)은 상기 가이드 슬리브(152)의 상부 둘레 절반을 덮는 형태로 라운드지게 형성된다. 그리고, 상기 브라켓(153)의 양 단부에는 체결홀이 형성되고, 상기 브라켓(153)의 양 단부는 상기 하부 케이스(142)의 바닥면으로부터 돌출되는 체결 보스(142b)에 안착된다. 그리고, 체결 부재가 상기 체결홀을 관통하여 상기 체결 보스(142b)에 삽입되는 것에 의하여, 상기 가이드 슬리브(152)가 상기 하부 케이스(142) 내부에 고정된다. 물론, 상기 가이드 슬리브(152)의 하부 둘레 절반을 지지하는 지지 구조가 상기 하부 케이스(142)의 바닥면에 형성될 것이다.

이와 같은 구성을 이루는 케이블 연결 구조에 의하면, 다음과 같은 과정을 통하여 조립이 이루어진다.

먼저, 상기 케이블(11)을 상기 케이블 커넥터(15)에 삽입하여, 상기 케이블(11)의 단부가 상기 가이드 슬리브(152)를 통과하도록 한다. 그 다음, 상기 커넥터 바디(151)를 상기 하부 케이스(142)의 상면으로부터 하강시켜, 상기 커넥터 바디(151)의 슬라이드 홈(151a)에 상기 커넥터 삽입홈(142c)의 가장자리가 끼워지도록 한다. 이 상태에서 상기 커넥터 바디(151)를 아래로 슬라이딩 이동시켜, 상기 커넥터 바디(151)가 상기 커넥터 삽입홈(142c)에 완전히 끼워지도록 한다. 그리고, 체결부재를 이용하여 상기 브라켓(153)이 상기 하부 케이스(142)의 체결 보스(142b)에 고정되도록 한다. 그리고, 상기 케이블(11)을 상기 회로 기판(17)에 연결한 다음 상기 상부 케이스(141)를 상기 하부 케이스(142)에 얹어서 체결 부재로 고정한다. 여기서, 상기 하부 케이스(142)의 상면에 형성된 실링홈(142a)에 실링 부재(16)를 먼저 끼운 다음 상기 상부 케이스(141)를 덮어서 고정한다.

한편, 상기 케이블 커넥터(15)는 플라스틱 사출물일 수 있고, 상기 커넥터 바디(151)의 측면부와 상기 커넥터 삽입홈(142c) 사이에는 실링 부재가 개입되어 방수 기능이 충분히 확보되도록 할 수 있다.

도 7은 본 고안의 제 2 실시예에 따른 케이블 연결 구조를 보여주는 부분 사시도이고, 도 8은 제 2 실시예에 따른 케이블 연결 구조의 분해 사시도이며, 도 9는 도 7의 II-II를 따라 절개되는 단면도이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 고안의 제 2 실시예에 따른 케이블 연결 구조는, 측면에 케이블 통과홀(142d)이 형성되고, 상면에 실링홈(142a)이 형성되는 하부 케이스(142)와, 상기 케이블 통과홀(142d)에 삽입되는 케이블 커넥터(25) 및 상기 케이블 커넥터(25)를 관통하여 상기 하부 케이스(142)로 삽입되는 케이블(11)을 포함한다. 상기 케이블(11) 내부에는 다수의 전기선과 신호선을 포함하는 와이어(111)가 수용되는 것은 이미 설명한 바와 같다.

상세히, 상기 케이블 커넥터(25)는, 상기 케이블(11)이 통과하는 방수 패킹(251)과, 상기 방수 패킹(251)의 후면에 밀착되는 방수 커버(252)와, 상기 하부 케이스(142)에 상기 케이블 커넥터(25)가 장착된 상태에서 상기 방수 패킹(251)의 상면을 눌러서 고정해 주는 브라켓(253)을 포함한다.

한편, 상기 하부 케이스(142)의 일 측면, 구체적으로 상기 케이블 관통홀(142d)이 형성되는 면에는 상기 방수 커버(252)가 안착되는 방수 커버 안착홈(142e)이 형성되고, 상기 방수 커버 안착홈(142e)의 중앙부에 상기 케이블 통과홀(142d)이 형성된다. 그리고, 상기 방수 패킹(251)의 외주면에는 실링홈(251a)이 둘러지고, 상기 실링홈(251a)에 상기 케이블 통과홀(142d)의 가장자리부가 끼워져서 방수 기능이 확보된다. 그리고, 상기 방수 커버(252)의 네 모서리에는 체결홀(252b)이 형성되고, 상기 방수 커버 안착홈(142e)에도 동일한 체결홀(142f)이 형성된다. 그리고, 상기 방수 커버(252)의 전면에는 상기 방수 패킹(251)의 후면이 안착되기 위한 단차부(252c)가 함몰 형성된다.

본 실시예에 따른 케이블 연결 구조의 조립 과정에 대하여 살펴보면, 상기 케이블(11)의 외주면에 끼워진 상기 방수 패킹(251)을 상기 케이블 통과홀(142d)에 삽입한다. 이 상태에서 상기 방수 커버(25)를 상기 케이블(11)의 외주면에 끼워서 상기 단차부(252c)에 상기 방수 패킹(251)의 후면부가 완전히 밀착되도록 한다. 그리고, 체결 부재를 상기 체결홀들(252b,142f)에 삽입하여 상기 방수 커버(252)가 상기 하부 케이스(142)에 고정되도록 한다. 끝으로, 상기 브라켓(253)을 상기 방수 패킹(251)의 상면에 얹어서 체결 부재를 이용하여 상기 하부 케이스(142)에 고정되도록 한다. 상기 브라켓(253)의 조립은 제 1 실시예에서와 동일하게 이루어진다.

여기서, 상기 방수 패킹(251)과 방수 커버(252)에 의하여 방수 기능이 2중으로 확보된다. 따라서, 종래의 경우와 비교하여, 상기 하부 케이스(142)에 형성되는 케이블 통과홀(142d)의 내경(d)이 상기 방수 패킹(251)에 형성되는 실링홈(251a)의 외경(D)보다 상대적으로 크게 형성되어도 무방하다. 상기 방수 패킹(152)의 외경, 구체적으로 상기 실링홈(251a)의 외경(D)은 그대로 두고, 상기 케이블 통과홀(142d)의 내경(d)을 좀 더 크게 함으로써, 상기 방수 패킹(251)을 상기 하부 케이스(142)에 결합하는 공정이 쉬워지는 장점이 있다.

상세히, 상기 방수 패킹(251)이 상기 케이블 통과홀(142d)에 약간 느슨하게 결합되더라도, 방수 커버(252)가 상기 방수 패킹(251)의 후면에 강하게 밀착되므로, 상기 방수 패킹(251)과 상기 케이블 통과홀(142d) 사이에 형성되는 틈새를 통하여 습기가 침투하는 것을 충분히 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기에서 설명한 방수 패킹(251)은 고무와 같은 연성 재질로 이루어질 수 있고, 상기 방수 커버(252)는 플라스틱 사출물로 이루어질 수 있다.

Claims

상면이 개구되고, 일 측면에 커넥터 삽입홈이 형성되는 하부 케이스와, 하면이 개구되고, 상기 하부 케이스의 개구된 상면을 덮는 상부 케이스를 포함하는 케이스;
상기 하부 케이스에 안착되며, 전기 자동차의 누전을 감지하는 누전 감지부, 전기 자동차의 충전 과정에서 과전압 및 과전류를 감지하는 감지부, 전기 자동차의 충전 제어부와 통신 가능한 통신 모듈 및 전기 자동차의 충전 상태를 표시하는 표시부 중 적어도 하나의 전장 부품이 장착되는 회로 기판;
상기 하부 케이스의 내부로 인입되어 상기 회로 기판에 전기적으로 연결되는 케이블;
상기 커넥터 삽입홈에 삽입되어, 상기 케이블의 인입을 가이드하고, 상기 케이스 내부로의 습기 침투를 방지하는 케이블 커넥터를 포함하고,
상기 케이블 커넥터는,
상기 커넥터 삽입홈에 슬라이딩 삽입되는 커넥터 바디와,
상기 커넥터 바디의 전면에서 연장되고, 상기 케이블이 통과하는 가이드 슬리브 및
상기 가이드 슬리브의 외주면을 눌러서 고정하는 브라켓을 포함하는 전기 자동차의 충전기.
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제 1 항에 있어서,
상기 커넥터 삽입홈은 상기 하부 케이스의 상면으로부터 하측으로 소정 깊이 함몰되고,
상기 커넥터 바디가 상기 커넥터 삽입홈에 완전히 삽입된 상태에서 상기 커넥터 바디의 상면과 상기 하부 케이스의 상면이 동일 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전기.
제 3 항에 있어서,
상기 하부 케이스의 상면과 상기 커넥터 바디의 상면에 안착되는 실링 부재를 더 포함하고,
상기 상부 케이스의 하측 테두리부는 상기 하부 케이스의 상면과 상기 커넥터 바디의 상면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 충전기.
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