KR20190081786A

KR20190081786A - 완속 충전기

Info

Publication number: KR20190081786A
Application number: KR1020170184562A
Authority: KR
Inventors: 최석태; 박준호
Original assignee: 주식회사 유라코퍼레이션
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2019-07-09
Also published as: KR102029381B1

Abstract

하우징 및 상기 하우징의 내부에 설치되는 PCB를 포함하고, 전원공급부와 차량에 각각 전기적으로 연결되는 충전부; 상기 하우징의 일 측을 관통하여 설치되는 연결부; 상기 연결부를 관통하여 상기 전원공급부와 상기 PCB에 연결되는 제1 와이어부; 및 상기 PCB와 차량에 연결되는 제2 와이어부;를 포함하고 상기 연결부는 상기 제1 와이어부의 누설을 감지하는 감지부가 내장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 완속 충전기를 개시하여, 충전부의 설치 공간을 확보하여 보다 향상된 조립성 및 생산성을 제공한다.

Description

완속 충전기{NORMAL CHARGER OUTLET WITH ICCB}

본 발명은 가정용 콘센트와 전기자동차를 서로 연결하여 전기자동차를 충전할 수 있게 전원을 공급하는 완속 충전기에 관한 것이다.

친환경자동차에 속하는 전기자동차는 연료의 산화를 통해 엔진을 구동하는 대신에 전기가 충전된 배터리를 동력원으로 구동원인 모터의 구동을 통해 자동차를 움직인다. 따라서 화석연료의 고갈 및 환경 오염에 따른 대체 운송수단으로 각광받고 있다.

여기서 전기자동차는 구동원인 모터를 구동시키기 위해서 동력원인 배터리가 요구되며, 이 배터리는 자동차의 외부로부터 전원을 공급받아 충전해야한다. 하지만 현재 주유소 또는 LPG충전소의 수보다 매우 적은 전기충전소로 인해 다소 효용성이 떨어지는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하고자, 가정용 AC전원 콘센트에 결속되는 플러스와 가정용 전류를 충전용 전류로 변환하여 전기자동차에 충전하는 ICCB충전부와 전기자동차의 배터리에 연결하는 충전커플러로 이루어진 휴대용 완속 충전기가 개발되었다.

이때 ICCB충전부에는 하우징의 일 측에는 방수를 위한 케이블 그랜드 및 뉴설전류 감지를 위해 영상변류기의 설치가 필수적이다. 다만 공간이 협소한 충전부에 케이블 그랜드와 영상변류기가 별물로서 각각 설치되어 조립성 및 생산성이 저하되는 문제점이 발생하였다.

대한민국 등록특허 제10-1610523호 대한민국 등록특허 제10-0630113호 대한민국 등록특허 제10-1751092호

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 충전부의 공간을 확보하여 작업성 및 생산성이 향상된 완속 충전기를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 하우징 및 상기 하우징의 내부에 설치되는 PCB를 포함하고, 전원공급부와 차량에 각각 전기적으로 연결되는 충전부; 상기 하우징의 일 측을 관통하여 설치되는 연결부; 상기 연결부를 관통하여 상기 전원공급부와 상기 PCB에 연결되는 제1 와이어부; 및 상기 PCB와 차량에 연결되는 제2 와이어부;를 포함하고 상기 연결부는 상기 제1 와이어부의 누설을 감지하는 감지부가 내장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 완속 충전기를 제공한다.

상기 연결부는 상기 연결홀을 관통하여 상기 하우징의 내외측에 아울러 형성되는 바디부; 상기 바디부의 일 측에 결합되고, 상기 하우징의 외측에 배치되는 밀폐부재; 및 상기 바디부의 타 측에 결합되고, 상기 하우징의 내부에 배치되는 고정부재;를 포함할 수 있으며, 상기 감지부는 상기 고정부에 내장되어 형성되고, 상기 PCB에 연결될 수 있다.

상기 하우징은 내부면에 돌출된 결합구조가 형성될 수 있으며, 상기 고정부재는 외주면을 따라 상기 결합구조에 고정되는 결합돌기가 형성될 수 있다.

상기 감지부는 상기 제1 와이어부의 누설을 감지하는 코일부; 상기 고정부재를 관통하여 상기 코일부와 연결되는 리드핀; 및 상기 리드핀과 상기 PCB를 연결하는 커넥터;를 더 포함할 수 있다.

상기 코일부는 영상변류기로 형성될 수 있다.

상기 리드핀은 상기 영상변류기의 시그널 와이어, 테스트 와이어 및 GND 와이어와 전기적으로 연결될 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 완속 충전기는 연결부에 감지부를 내장 형성하여, 충전부의 공간을 확보하여 제품의 조립성 및 생산성을 향상시키는 효과를 갖는다.

또한 누설감지를 위해 별도로 설치되면 와이어를 제외함으로서, 제품의 생산 원가 및 작업의 공수를 절감시키는 효과를 갖는다.

리드핀 및 커넥터를 통해 감지부를 PCB에 연결하여 보다 향상된 고정력을 가져 품질의 신뢰성을 향상시키는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시 예의 개념도.
도 2는 도 1의 연결부의 분해 사시도.
도 3은 도 2의 고정부재의 고정방법을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 영상변류기의 개념도.
도 5는 도 2의 감지부와 PCB의 연결을 도시한 개념도.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시 예의 개념도이고, 도 2는 도 1의 연결부의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 고정부재의 고정방법을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 영상변류기의 개념도이며, 도 5는 도 2의 감지부와 PCB의 연결을 도시한 개념도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시 예의 완속 충전기(100)는 하우징(11) 및 상기 하우징(11)의 내부에 설치되는 PCB(12)를 포함하고, 전원공급부와 차량에 각각 전기적으로 연결되는 충전부(10), 상기 하우징(11)의 일 측을 관통하여 설치되는 연결부(20), 상기 연결부를 관통하여 상기 전원공급부와 상기 PCB(12)에 연결되는 제1 와이어부(50) 및 상기 PCB(12)와 차량에 연결되는 제2 와이어부(60)를 포함하고 상기 연결부(20)는 상기 제1 와이어부(50)의 누설을 감지하는 감지부(30)가 내장되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

충전부(10)는 하우징(11) 및 하우징(11)의 내부에 설치되는 PCB(12)를 포함하고, 하우징(11)의 양 측으로 전원공급부 및 차량에 각각 연결되는 제1 와이어부(50) 및 제2 와이어부(60)가 연결된다. 이때 하우징(11)에는 제1 와이어부(50)와 제2 와이어부(60)의 연결을 위해 연결홀이 형성된다.

또한 하우징(11)의 내부면에는 고정부재(23)가 고정되는 돌출된 결합구조(111)가 형성된다. 구체적으로는 연결홀이 형성된 주변 내부면에 일부에만 돌출 형성되어, 고정부재(23)가 슬라이딩 방식에 의해 탈착될 수 있도록 형성된다. 따라서 결합구조(111)는 연결홀의 주변을 따라 반원 형상을 가지는 것이 바람직하다.

PCB(12)는 하우징(11)의 내부에 설치되어 제1 와이어부(50) 및 제2 와이어부(60)와 전기적으로 연결된다. 충전부(10)는 ICCB충전기로 전원공급부로 가정용 콘센트가 사용될 수 있다. 따라서 PCB(12)는 제1 와이어부(50)를 통해 공급되는 AC전원을 제2 와이어부(60)를 통해 전기자동차로 공급한다.

연결부(20)는 하우징(11)의 일 측을 관통하여 형성된다. 구체적으로는 하우징(11)을 관통하여 형성되는 바디부(21), 바디부(21)의 일 측에 결합되어 하우징(11)의 외측에 배치되는 밀폐부재(22) 및 바디부(21)의 타 측에 결합되어 하우징(11)의 내부에 배치되는 고정부재(23)를 포함한다.

이때 바디부(21), 밀폐부재(22) 및 고정부재(23)를 관통하여 관통홀이 형성되어, 제1 와이어부(50)가 하우징(11)의 내측으로 연결될 수 있도록 한다. 따라서 바디부(21)는 양측의 외주면을 따라 나사산(211)이 형성되고, 밀폐부재(22)와 고정부재(23)에는 내주면을 따라 바디부(21)의 나사산(211)과 상보적으로 결합되는 나사산(221,231)이 형성된다.

밀폐부재(22)는 하우징(11)의 외측에 배치되어 하우징(11)의 내부로 물과 같은 불순물이 유입되는 것을 방지한다. 따라서 밀폐부재(22)는 실링너트(sealing nut)와 실(seal)로 형성될 수 있으며, 실은 실링너트와 바디부(21) 사이에 배치되어 외부 물질을 차단한다. 이는 완속 충전기(100)를 방수하고, 제1 와이어부(500)를 고정하는 역할을 한다.

고정부재(23)는 하우징(11)의 내측에 배치되고, 하우징(11)의 내부면에 형성된 결합구조(111)에 고정된다. 구체적으로는 고정부재(23)의 외주면을 따라 결합돌기(231)가 형성되고, 결합돌기(231)가 하우징(11)의 내부면에 형성된 결합구조(111)에 수용되어 고정된다.

또한 고정부재(23)는 바디부(21)와의 체결력을 높이기 위해 와셔(washer)를 포함할 수 있으며, 제1 와이어부(50)의 누설을 감지하는 감지부(30)가 내장되어 형성된다. 따라서 본 발명의 완속 충전기(100)는 내부 PCB(12)상에 설치되는 영상변류기를 제외하여 공간을 확보하고, 조립성을 향상시킨다.

감지부(30)는 고정부재(23)에 내장되어 제1 와이어부(50)의 주변에 형성되는 코일부(31)와 고정부재(23)를 관통하여 코일부(31)와 커넥터(40)를 연결하는 리드핀(32)을 포함한다. 이때 코일부(31)는 영상변류기로 형성될 수 있으며, 영상변류기는 리드핀(32)을 통해 PCB(12)와 전기적으로 연결되어 제1 와이어부(50)의 누설을 측정한다.

영상변류기는 영상전류를 검출하기 위해 설치되는 변류기로서 3상전류를 1차 전류로 변환하는 변류기이다. 따라서 누설전류가 없는 경우에는 회로에 흐르는 전류는 서로 상쇄되어 전류가 0이 되고, 누설전류가 발생하는 경우에는 회로에 흐르는 전류를 서로 상쇄되지 못하고 전류가 검출된다.

즉, 누설이 없는 경우 영상변류기로부터 들어갔다 나오는 전류가 같아 아무런 문제가 없으나, 누설이 있는 경우에는 영상변류기로부터 들어갔나 나오는 전류에 차이가 발생된다. 영상변류기는 이 차이를 검출하여 누설을 감지한다.

따라서 코일부(31)는 내부에 형성된 도체심에 2차 권선이 감겨진 형태로 형성되고, 이에 따라 제1 와이어부(50)는 3상의 케이블로 형성되는 것이 바람직하다.

리드핀(32)은 고정부재(23)를 관통하여 형성되고, PCB(12)의 일 측에 형성된 커넥터(40)와 연결된다. 따라서 리드핀(32)은 코일부(31)와 PCB(12)를 전기적으로 연결하여 코일부(31)가 누설전류를 측정할 수 있도록 한다. 또한 리드핀(32)은 자가 진단 와이어와 연결되어 감지부(30)의 자가진단이 가능하도록 한다.

즉, 리드핀(32)은 영상변류기의 테스트 와이어(321), 시그널 와이어(322) 및 GND 와이어(323)와 전기적으로 연결되므로, 전기전도성이 있는 물질로 형성된다. 또한 커넥터(40)에 삽입되어 PCB(12)에 연결되므로, 제조과정에서의 작업의 공수를 절감시켜 생산성이 향상되는 효과를 갖는다.

커넥터(40)는 PCB(12)의 일 측에 형성되고, 리드핀(32)이 삽입되어 PCB(12)의 내부 회로와 전기적으로 연결될 수 있도록 한다. 따라서 커넥터(40)의 일 측에는 리드핀(32)이 삽입되는 삽입부(42)가 형성되고, 삽입부(42)의 내측에는 PCB(12)의 내부 회로와 연결되는 연결부(41)가 형성된다.

따라서 커넥터(40)는 리드핀(32)의 삽입만으로 감지부(30)와 PCB(12)를 전기적으로 연결할 수 있어, 조립성을 향상 시킬 수 있으며, 조립 과정에서 발생할 수 있는 손상을 방지하는 효과를 갖는다.

제1 와이어부(50)는 하우징(11)의 일 측을 관통하여 전원공급부와 PCB(12)에 각각 연결된다. 따라서 제1 와이어부(50)의 일 말단에는 전원플러그(51)가 형성되어 가정용 콘센트 등에 끼워 사용 가능하고, 타 말단은 충전부(10)의 내부에서 PCB(12)와 연결된다.

이때 제1 와이어부(50)는 연결부(20)에 형성된 관통홀을 통해 하우징(11)의 내부로 연장 형성된다. 이때 하우징(11)의 외측으로 밀폐부재(22)가 배치되어 관통홀을 통해 외부 불순물 등이 하우징 내부로 유입되는 것을 방지한다.

또한 제1 와이어부(50)는 누설되는 전류를 감지하기 위해 고정부재(23)를 관통 형성된다. 고정부재(23)의 내부에는 감지부(30)가 내장되어 형성되고, 감지부(30)는 영상변류기로 형성될 수 있으므로, 제1 와이어부(50)는 3상의 회로를 갖도록 형성된다.

그 결과 누설전류를 감지하는 별도의 와이어를 제외시킬 수 있어, 생산에 소요되는 비용을 절감하고, PCB(12)의 공간을 확보하여 보다 향상된 조립성을 제공한다.

제2 와이어부(60)는 하우징(11)의 타 측을 관통하여 PCB(12)와 차량에 각각 연결된다. 따라서 제2 와이어부(60)의 일 말단에는 충전커플러(61)가 형성되어 차량에 연결된다. 이때 제2 와이어부(60)에는 PCB(12)를 통해 제1 와이어부(50)에서 공급되는 AC전원이 공급된다.

제2 와이어부(60) 또한 하우징(11)의 타 측으로 관통하여 형성되는바, 연결부가 더 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 감지부를 필요로 하지 않으므로 종래 케이블 그랜드를 그대로 사용할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것이 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것은 본 발명의 보호범위에 해당한다.

100 완속충전기
10 충전부 11 하우징 12 PCB
111 결합구조 20 연결부 21 바디부
22 밀폐부재 23 고정부재 231 결합돌기
211,221,231 나사산 30 감지부 31 코일부
32 리드핀 321 테스트 와이어 322 시그널 와이어
323 GND 와이어
40 커넥터 41 연결부
50 제1 와이어부 51 전원플러스
60 제2 와이어부 61 충전커플러

Claims

하우징 및 상기 하우징의 내부에 설치되는 PCB를 포함하고, 전원공급부와 차량에 각각 전기적으로 연결되는 충전부;
상기 하우징의 일 측을 관통하여 설치되는 연결부;
상기 연결부를 관통하여 상기 전원공급부와 상기 PCB에 연결되는 제1 와이어부; 및
상기 PCB와 차량에 연결되는 제2 와이어부;를 포함하고,
상기 연결부는 상기 제1 와이어부의 누설을 감지하는 감지부가 내장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 완속 충전기.
제1항에 있어서,
상기 연결부는
상기 하우징의 내외측에 아울러 형성되는 바디부;
상기 바디부의 일 측에 결합되고, 상기 하우징의 외측에 배치되는 밀폐부재; 및
상기 바디부의 타 측에 결합되고, 상기 하우징의 내부에 배치되는 고정부재;를 포함하고,
상기 감지부는 상기 고정부재에 내장되어 형성되고, 상기 PCB에 연결되는 것을 특징으로 하는 완속 충전기.
제2항에 있어서,
상기 하우징은 내부면에 돌출된 결합구조가 형성되고,
상기 고정부재는 외주면을 따라 상기 결합구조에 고정되는 결합돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 완속 충전기.
제2항에 있어서,
상기 PCB와 연결되는 커넥터;를 더 포함하고,
상기 감지부는
상기 제1 와이어부의 누설을 감지하는 코일부; 및
상기 고정부재를 관통하여 상기 코일부와 상기 커넥터를 연결하는 리드핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 완속충전기.
제4항에 있어서,
상기 코일부는 영상변류기로 형성되는 것을 특징으로 하는 완속충전기.
제5항에 있어서,
상기 리드핀은 상기 영상변류기의 시그널 와이어, 테스트 와이어 및 GND 와이어와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 완속충전기.