KR20150074811A - 고전압 커넥터 인터락 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고전압 커넥터의 탈거 여부를 1핀 커넥터 구조로 판정할 수 있도록 하는 고전압 커넥터 인터락 장치가 개시된다.
본 발명은 고전압을 분기하는 정션박스; 정션박스 내에서 분기되는 적어도 하나 이상의 분기커넥터; 분기커넥터에 연결되는 1개의 인터락 버스바; 인터락 버스바에 장착되는 저항을 포함하고, 상기 정션박스에 구비되는 분기커넥터에 접속되며, 고전압 부품과 연결되는 암커넥터에 하나의 인터락 감지라인을 구성하고, 상기 인터락 감지라인을 하우징과 접촉시켜 그라운드를 통해 인터락 검출회로와 연결하는 고전압 커넥터 인터락 장치를 제공한다.

Description

고전압 커넥터 인터락 장치{HIGH VOLTAGE CONNECTOR INTERLOCK DEVICE}
본 발명은 고전압 커넥터 인터락 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고전압 커넥터의 탈거 여부를 1핀 커넥터 구조로 판정할 수 있도록 하는 고전압 커넥터 인터락 장치에 관한 것이다.
차량에 대한 끊임없는 연비 향상의 요구와 각 나라의 배출가스 규제의 강화에 따라 하이브리드 자동차, 순수 전기자동차, 연료전지 자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차 등을 포함하는 다양한 형태의 친환경 자동차가 제공되고 있다.
친환경 자동차는 고전압이 저장되는 배터리가 구비되고, 배터리에 저장된 고전압으로 모터를 구동시켜 주행을 제공하는 자동차를 지칭한다.
상기 친환경 자동차에 구비되는 배터리는 대략 DC250V ~ 350V의 매우 높은 전압을 출력하고, 인버터 등 다양한 고전압 디바이스 들이 존재하고 있어 여러 가지 전기적 위험성을 내포하고 있다.
특히 차량의 정비시 고전압이 작업자에게 노출되는 경우 심한 전기적 충격을 유발할 수 있는 위험성이 존재한다.
따라서, 차량에 장착되는 고전압 배터리에는 고전압이 인출되는 부분 노출을 막고 안전을 강화할 수 있도록 하는 안전장치가 필수적으로 요구된다.
하이브리드 자동차나 전기 자동차와 같이 고전압을 이용하는 친환경 자동차에서 고전압 부품들의 커넥터들은 커넥터 단자의 보호와 정비하는 사람들의 안전 및 법규 만족을 위해 기본적으로 커넥터의 탈거를 감지하기 위한 인터락 핀을 적용한다.
도 7은 종래의 고전압 커넥터 인터락 장치를 도시한 도면으로, 설명의 편의를 위해 분기되는 커넥터가 3개인 경우로 가정한다.
도 7을 참조하면, 고전압을 분기하는 정션박스(10)와, 상기 정션박스(10)에 구성되며 2개의 버스바(12)로 연결되는 제1,2,3,4커넥터(11A,11B,11C,11D)가 구성된다.
상기 제1,2,3커넥터(11A,11B,11C)에는 고전압 부품과 연결되는 제5,6,7커넥터(20A,20B,20C)가 접속되며, 내부에 인터락 센서(21A,21B,21C)가 설치된다.
따라서, 제5,6,7커넥터(20A,20B,20C)가 제1,2,3커넥터(11A,11B,11C)에 접속되는 경우 인터락 센서(21A,21B21C)에 의해 정션박스(10)에 구성되는 2개의 버스바(12)는 페루프가 형성된다.
상기 정션박스(10)의 구성되는 제4커넥터(11D)에는 도 8과 같은 회로로 구성되는 인터락검출회로(30)가 연결된다.
상기 고전압 정션박스(10)에 구비되는 제1,2,3커넥터(11A,11B,11C)에 고전압 부품과 연결되는 제5,6,7커넥터(20A,20B,20C)가 정상적으로 접속되는 경우 인터락 센서(21A,21B21C)에 의해 정션박스(10)에 구성되는 2개의 버스바(12)는 페루프가 형성된다.
따라서, 제4커넥터(11D)에 연결되는 인터락 검출회로(30)는 도 9와 같은 등가회로로 구현되므로, CPU에 검출되는 전압(Vcpu)은 Vcc(Rb/(Ra + Rb))로 검출된다.
상기 고전압 정션박스(10)에 구비되는 제1,2,3커넥터(11A,11B,11C)에 고전압 부품과 연결되는 제5,6,7커넥터(20A,20B,20C)가 정상적으로 접속되지 않고 어느 하나가 탈거되는 경우 인터락 센서(21A,21B21C)에 어느 하나가 오픈되어 도 10과 같은 등가회로로 구현되므로, CPU에 검출되는 전압(Vcpu)은 Vcc로 검출된다.
따라서, 인터락 검출회로(30)는 CPU는 검출되는 전압이 전원 전압(Vcc)보다 크거나 같은 경우 정션박스(10)에 연결된 어느 하나의 커넥터가 탈거 된 것으로 판단하고 BMS(Battery Management System)와 연동하여 메인 릴레이를 오프시킴으로써 배터리의 고전압 출력을 차단한다.
이상에서 설명한 바와 같이 종래의 고전압 커넥터 인터락 장치는 정션박스에서 분기되는 커넥터를 2개 버스바(와이어)로 연결하므로, 2핀 커넥터를 구성하기 위해 인터락 커넥터의 크기가 증대되고, 인터락 폐루프를 구성하기 위해 버스바(와이어)가 2중(입/출)으로 필요하므로 원가를 상승시키는 요인으로 작용된다.
또한, 2핀 커넥터를 사용함에 따라 자동차의 진동에 취약하여 오작동을 발생시킬 가능성이 매우 높아질 수 있다.
공개특허공보 제10-2013-0010810호(2013.01.29.) 공개특허공보 제10-2013-0125024호(2013.11.18.)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 그 목적은 1핀 커넥터 구조를 이용하여 고전압 커넥터의 탈거 여부를 정확하게 판정할 수 있도록 하는 고전압 커넥터 인터락 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따르는 특징은 고전압을 분기하는 정션박스; 상기 정션박스 내에서 분기되는 적어도 하나 이상의 분기커넥터; 상기 분기커넥터에 연결되는 1개의 인터락 버스바; 상기 인터락 버스바에 장착되는 저항을 포함하고, 상기 정션박스에 구비되는 분기커넥터에 접속되며, 고전압 부품과 연결되는암커넥터에 하나의 인터락 감지라인을 구성하며, 인터락 감지라인을 하우징과 접촉시켜 그라운드를 통해 인터락 검출회로와 연결하는 고전압 커넥터 인터락 장치가 제공된다.
상기 인터락 버스바에 장착되는 저항은 동일한 저항값으로 구성될 수 있다.
상기 인터락 버스바에 장착되는 저항은 서로 다른 저항값으로 구성하여 탈거되는 커넥터의 위치 판별을 제공할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 1핀 커넥터를 이용하여 고전압 커넥터의 탈거 여부를 정확하게 판단함으로써, 커넥터 단자 개수의 축소 및 정션박스 내의 버스바(와이어) 구조를 단순화할 수 있어 설계의 자유도를 높이고, 생산 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 인터락 핀수 감소를 통하여 자동차 주행 중 진동 등에 의한 인터락 오동작 가능성이 줄어 들 수 있어 품질 향상이 기대되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 커넥터 인터락 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고전압 커넥터 인터락 장치에서 인터락 검출회로의 상세 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 커넥터 인터락 장치에서 정상 체결시 인터락 검출회로의 등가회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고전압 커넥터 인터락 장치에서 1개의 커넥터 탈거시 인터락 검출회로의 등가회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고전압 커넥터 인터락 장치에서 2개의 커넥터 탈거시 인터락 검출회로의 등가회로도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 커넥터 인터락 장치에서 모든 커넥터 탈거시 인터락 검출회로의 등가회로도이다.
도 7은 종래의 고전압 커넥터 인터락 장치를 도시한 도면이다.
도 8은 종래의 고전압 커넥터 인터락 장치에서 인터락 검출회로의 상세 구성이다.
도 9는 종래의 고전압 커넥터 인터락 장치에서 정상 체결시 인터락 검출회로의 등가회로도이다.
도 10은 종래의 고전압 커넥터 인터락 장치에서 커넥터 탈거시 인터락 검출회로의 등가회로도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 커넥터 인터락 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 고전압 커넥터 인터락 장치는 고전압을 분기하는 정션박스(100)내에는 제1,2,3분기커넥터(101A, 101B, 101C)가 구비되고, 상기 제1,2,3분기커넥터(101A,101B,101C)는 1개의 인터락 버스바(102)로 연결되며, 상기 제1,2,3분기커넥터(101A,101B,101C)에 연결되는 인터락 버스바(102)의 소정위치에는 동일한 저항값을 갖는 저항(R1)이 장착된다.
상기 인터락 버스바(102)에 장착되는 저항(R1)은 각각 고유의 저항값을 갖도록 하여 탈거되는 커넥터의 위치를 판정할 수 있도록 할 수 있다.
상기 정션박스(100)에 구비되는 제1,2,3분기커넥터(101A,101B,101C)에는 고전압 부품과 연결되는 제4,5,6암커넥터(200A,200B,200C)가 연결되고, 상기 제4,5,6암커넥터(200A,200B,200C)의 내부에는 하나의 인터락 감지라인(201A,201B,201C)이 구성되어 그라운드와 연결되는 하우징과 접촉된다.
상기 정션박스(100)에 구비되는 제4분기커넥터(101D)에는 그라운드와 연결되는 인터락 검출회로(300)가 연결된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고전압 커넥터 인터락 장치에서 인터락 검출회로의 상세 구조를 도시한 도면이다.
도면에서 알 수 있는 바와 같이, 전원(Vcc)단에만 분배저항(Rt)을 연결하며, 분배저항(Rt)의 값은 버스바(102)에 연결되는 저항(R1)을 기준으로 R1/3값으로 정의한다.
따라서, 정션박스(100)내에 구비되는 제1,2,3분기커넥터(101A, 101B, 101C)에 고전압 부품과 연결되는 제4,5,6암커넥터(200A,200B,200C)가 정상적으로 모두 연결되면 도 3과 같은 등가회로로 해석될 수 있으므로, CPU에 검출되는 전압(Vcpu)는 0.5Vcc의 전압이 된다.
또한, 정션박스(100)내에 구비되는 제1,2,3분기커넥터(101A, 101B, 101C)에 고전압 부품과 연결되는 제4,5,6암커넥터(200A,200B,200C)중 어느 하나가 탈거되면 도 4와 같은 등가회로로 해석될 수 있으므로, CPU에 검출되는 전압(Vcpu)는 0.6Vcc의 전압이 된다.
또한, 정션박스(100)내에 구비되는 제1,2,3분기커넥터(101A, 101B, 101C)에 고전압 부품과 연결되는 제4,5,6암커넥터(200A,200B,200C)중에서 2개가 탈거되면 도 5와 같은 등가회로로 해석될 수 있으므로, CPU에 검출되는 전압(Vcpu)는 0.75Vcc의 전압이 된다.
만약, 정션박스(100)내에 구비되는 제1,2,3분기커넥터(101A, 101B, 101C)에 고전압 부품과 연결되는 제4,5,6암커넥터(200A,200B,200C) 모드가 탈거되면 도 6과 같은 등가회로로 해석될 수 있으므로, CPU에 검출되는 전압(Vcpu)는 Vcc의 전압이 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 정션박스 102 : 버스바
300 : 인터락검출회로

Claims (3)

  1. 고전압을 분기하는 정션박스;
    상기 정션박스 내에서 분기되는 적어도 하나 이상의 분기커넥터;
    상기 분기커넥터에 연결되는 1개의 인터락 버스바;
    상기 인터락 버스바에 장착되는 저항;
    을 포함하고,
    상기 정션박스에 구비되는 분기커넥터에 접속되며, 고전압 부품과 연결되는암커넥터에 하나의 인터락 감지라인을 구성하며,
    상기 인터락 감지라인을 하우징과 접촉시켜 그라운드를 통해 인터락 검출회로와 연결하는 고전압 커넥터 인터락 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인터락 버스바에 장착되는 저항은 동일한 저항값으로 구성되는 고전압 커넥터 인터락 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인터락 버스바에 장착되는 저항은 서로 다른 저항값으로 구성하여 탈거되는 커넥터의 위치 판별을 제공하는 고전압 커넥터 인터락 장치.
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