KR20210110082A - 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치 - Google Patents

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Abstract

적은 힘으로도 충전케이블의 인출이 쉽도록 하여 사용 편의성을 도모하고, 충전 케이블을 최대로 인출하여도 노면에 접촉되지 않도록 하여 충전케이블 손상을 원천적으로 방지하도록 한 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치에 관한 것으로서, 충전케이블의 밸런스(balance)를 유지해주는 기구물이 내장된 충전케이블 밸런스 함체, 충전케이블 밸런스 함체에 내장되며, 충전케이블의 연장시 충전케이블이 노면에 접촉되는 것을 방지하는 충전케이블 밸런스부 및 충전케이블의 일단에 연결되어 전기 자동차의 충전 구에 삽입되어 충전을 하는 충전 건을 포함하여, 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치를 구현한다.

Description

전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치{Charging cable controlling apparatus of electric car charger}
본 발명은 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치에 관한 것으로, 특히 적은 힘으로도 충전케이블의 인출이 쉽도록 하여 사용 편의성을 도모하고, 충전 케이블을 최대로 인출하여도 노면에 접촉되지 않도록 하여 충전케이블 손상을 원천적으로 방지하도록 한 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치에 관한 것이다.
전기 버스, 전기 트럭, 전기 승용차와 같은 전기 자동차는 배터리를 이용하여 모터를 구동시켜 운행을 한다. 배터리는 수시로 충전되어야 하는데, 배터리의 충전방식은 충전시간을 기준으로 급속 충전방식과 완속 충전방식으로 나뉜다.
사용자는 도로 등에 설치된 공용 충전소를 이용하거나 가정용 상용전원을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다. 공용 충전소를 이용하여 배터리를 충전하려면 플러그를 포함하는 전기 자동차 충전케이블이 필요하다. 가정용 교류 전원을 이용하여 배터리를 충전하는 경우에도 플러그 및 전기 자동차 내의 충전 인렛과 연결할 충전 커넥터를 포함하는 전기 자동차 충전케이블이 필요하다. 공용 충전소를 이용한 충전방식은 다수의 운전자가 이용해야 하므로 대기시간을 단축하기 위해 일반적으로 급속 충전방식을 사용한다. 반면에 가정용 상용전원을 이용한 충전방식은 그러한 제한이 없기 때문에 완속 충전방식을 사용하는 것이 일반적이다.
충전 건과 연결된 충전케이블을 이용한 충전 방식은 충전기 내부에 와이어링된 충전케이블을 사용자가 자동차의 충전플러그에 접속하는 방식이 대부분이며, 충전케이블의 외피 훼손은 고압의 누전 등을 유발하여 대행 사고를 유발할 수 있다.
일반적으로 충전 건을 이용하여 차량을 충전할 때 충전 케이블이 노면과 접촉된 상태에서 이동을 하게 되므로, 충전케이블 외피훼손이 자주 발생한다. 따라서 충전 건과 연결된 충전 케이블을 취급하는 과정에서 매우 세심한 주의가 요구된다.
이러한 요구에 떠라 종래 충전 케이블의 훼손을 방지하기 위한 다양한 연구가 제안되고 있으며, 하기의 <특허문헌 1> 내지 <특허문헌 5> 에는 충전 케이블의 훼손을 방지하기 위해 종래에 제안된 기술이 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 전기 자동차가 충전하는 동안 충전정보를 감지하여 전기 자동차의 충전 중 장애가 발생했는지를 판단하며, 장애의 발생 시 충전정보를 무선 통신방식으로 전송하는 전기 자동차 충전케이블 제어장치를 구비하고, 전기 자동차 충전 중 발생되는 충전 이상 정보를 관리한다.
또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 천장 또는 전기 자동차 상부의 구조물에 설치되는 케이스, 케이스 내부에 수평으로 이동하도록 설치되어 충전케이블의 길이를 조절하는 제1 롤러부, 케이스의 하단에 충전케이블의 승강 위치를 일정하게 하도록 설치되는 제2 롤러부, 충전케이블에 형성되어 높낮이 길이를 표시하는 복수의 길이표시부, 길이표시부의 위치를 감지하는 제1 감지센서 및 제1 감지센서에서 수신된 감지신호를 이용하여 충전케이블의 위치를 감지하여 제1 롤러부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여, 전기자동차용 충전케이블 높이를 자동 조절하여, 케이블 손상을 방지한다.
또한, <특허문헌 3> 에 개시된 종래기술은 전주에 설치되어 전기차에 전원을 공급하도록 구성된 본체, 전기차에 전기적으로 연결되도록 구성된 충전기, 본체와 충전기의 사이를 전기적으로 연결하도록 구성된 충전케이블, 회전에 의해 충전케이블이 감기도록 구성된 릴, 릴의 회전 또는 고정을 제어하는 리트렉터를 포함하여 전기차 충전 장치를 구현한다. 이러한 구성을 통해, 충전케이블 연장 길이를 제어하여, 충전 케이블의 손상을 방지한다.
또한, <특허문헌 4> 에 개시된 종래기술은 상측에 길이방향으로 개구부가 형성되는 하우징, 하우징의 내측에 일부가 수용되고, 나머지는 개구부를 통해 하우징의 외측으로 노출되되, 나머지의 말단부에 전기차 충전용 커넥터가 연결되는 충전케이블, 하우징의 내측에 설치되어, 충전케이블의 말단부가 하우징의 길이방향을 따라 이동하게 충전케이블을 안내하는 안내유닛을 포함할 수 있다.
또한, <특허문헌 5> 에 전기 자동차에 전기 에너지를 충전할 때 전기 자동차에 마련된 소켓 파트와 접속되는 충전 건과 전력공급부를 연결하는 충전 케이블의 늘어짐을 방지할 수 있고, 전기 에너지를 충전하는 동안 사용자가 별도의 공간에서 휴식을 취하면서 충전상태를 감시할 수 있는 전기 자동차 충전용 케이블 제어장치 및 대기부스를 구비한다. 이러한 구성을 통해, 전기 자동차에 전기 에너지를 충전할 때 전기 자동차에 마련된 소켓파트와 접속되는 충전 건과 전력 공급부를 연결하는 충전 케이블의 늘어짐을 방지한다.
대한민국 공개특허 10-2017-0072992호(2017.06.28. 공개)(전기 자동차 충전케이블 제어장치 및 전기 자동차 전력충전 제어시스템) 대한민국 공개특허 10-2018-0106230호(2018.10.01. 공개)(전기자동차용 충전케이블 길이 제어장치) 대한민국 공개특허 10-2018-0116020호(2018.0.24. 공개)(전기차 충전 장치 제어방법) 대한민국 공개특허 10-2019-0042232호(2019.04.24. 공개)(전기차용 충전케이블의 이동 안내장치 및 전기차 충전 시스템) 대한민국 공개특허 10-2019-0062099호(2019.06.05. 공개)(전기 자동차 충전용 케이블 제어장치 및 대기부스를 구비한 전기 자동차 충전기용 캐노피)
그러나 상기와 같은 종래기술은 충전 케이블의 손상 및 늘어짐을 방지하기 위해서 복잡한 구조를 이용하거나, 충전 케이블의 늘어짐 방지와 노면 접촉을 방지하기 위해서 충전 케이블의 인출 거리를 최소한의 거리로 제한하는 단점이 있다.
또한, 종래기술들은 충전 케이블을 최대 거리로 인출할 경우, 거리에 따라 비례적으로 힘이 소요되어 교통 약자나 여성들이 사용하기에는 어려움이 따르는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 적은 힘으로도 충전케이블의 인출이 쉽도록 하여 사용 편의성을 도모하고, 충전 케이블을 최대로 인출하여도 노면에 접촉되지 않도록 하여 충전 케이블 손상을 원천적으로 방지하도록 한 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치"는, 충전케이블의 밸런스(balance)를 유지해주는 기구물이 내장된 충전케이블 밸런스 함체; 상기 충전케이블 밸런스 함체에 내장되며, 충전케이블의 연장시 충전케이블이 노면에 접촉되는 것을 방지하는 충전케이블 밸런스부; 상기 충전케이블의 일단에 연결되어 전기 자동차의 충전 구에 삽입되어 충전을 하는 충전 건을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충전케이블 밸런스부는 사용자의 충전 건 이동에 따라 상승하여 메인 충전케이블의 연장시 밸런스를 유지하고, 충전 건의 복귀시 하강하여 충전케이블을 원래의 위치로 복귀시키는 밸런스 웨이트; 상기 밸런스 웨이트를 고정하는 고정 로드; 상기 충전케이블을 연장하는 웨이트 롤러; 상기 충전케이블을 연장해주는 연장 케이블의 일단을 고정하는 볼트; 상기 웨이트 롤러를 통해 인출되는 충전케이블의 인출 및 인입을 가이드하는 충전케이블 롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 밸런스 웨이트는 상기 충전 건의 이동 거리에 비례적으로 상승 또는 하강하여 충전케이블이 노면에 접촉되지 않도록 밸런스를 유지해주는 것을 특징으로 한다.
상기에서 충전케이블 밸런스부는 상기 밸런스 웨이트의 완전 하강시 충격을 완화하는 완충 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 충전케이블 롤러는 상부 롤러와 하부 롤러가 한 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기에서 충전케이블 밸런스부는 충전케이블의 인출시 충전케이블을 잡아당기는 힘에 의해 충전케이블 롤러 중 하부 롤러가 하강하여 상부 롤러와의 간격을 형성하여 충전케이블의 인출을 쉽게 하고, 충전케이블의 인출 중지시 탄성력에 의해 충전케이블을 고정하는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 밸런스 웨이트와 롤러를 이용하여 적은 힘으로도 충전케이블의 인출이 쉽도록 하여 사용 편의성을 향상해주는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 충전 케이블을 최대로 인출하여도 충전케이블의 밸런스 유지를 통해 충전케이블이 노면에 접촉되지 않도록 함으로써, 충전 케이블의 손상을 원천적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치의 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치의 투상도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치의 충전 예시 도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치의 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치의 투상도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기 자동차 충전기(1)의 충전케이블 제어장치는, 충전케이블(61)의 밸런스(balance)를 유지해주는 기구물이 내장된 충전케이블 밸런스 함체(10), 상기 충전케이블 밸런스 함체(10)에 내장되며, 충전케이블(61)의 연장시 충전케이블(61)이 노면에 접촉되는 것을 방지하는 충전케이블 밸런스부(20)를 포함한다.
상기 충전케이블 밸런스부(20)는 사용자의 충전 건(70) 이동에 따라 상승하여 충전케이블(61)의 연장시 밸런스를 유지하고, 충전 건(70)의 복귀시 하강하여 충전케이블(61)을 원래의 위치로 복귀시키는 밸런스 웨이트(21), 상기 밸런스 웨이트(21)를 고정하는 고정 로드(22), 상기 충전케이블(61)을 연장하는 웨이트 롤러(23), 상기 밸런스 웨이트(21)의 완전 하강시 충격을 완화하는 완충 부재(25), 상기 충전케이블(61)의 인출 또는 인입시 충전 케이블(61)을 안내하는 충전케이블 롤러(27)를 포함한다.
충전케이블 롤러(27)는 상부 롤러와 하부 롤러가 한 쌍으로 이루어진다.
또한, 충전케이블 밸런스부(20)는 충전케이블(61)의 인출시 충전케이블(61)을 잡아당기는 힘에 의해 충전케이블 롤러(27) 중 하부 롤러가 하강하여 상부 롤러와의 간격을 만들어 충전케이블(61)의 인출을 쉽게 하고, 충전케이블(61)의 인출 중지시 탄성력에 의해 충전케이블(61)을 지지하는 탄성체(29)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 밸런스 웨이트(21)는 상기 충전 건(70)의 이동 거리에 비례적으로 상승 또는 하강하여 충전케이블(61)의 밸런스를 유지해준다.
참조부호 62는 충전케이블 고정 고리를 나타내고 참조부호 30은 유격 홈을 나타낸다.
이러한 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치는 독립형으로 구현되어 전기차 충전소에 설치될 수 있으며, 전기차 충전소에 구비되는 캐노피에 일체형으로 구현될 수 있다. 특히, 캐노피에 일체형으로 구현되는 경우 캐노피에 삽입형으로 장착될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전기 자동차 충전기를 사용하지 않는 초기 상태에서, 전기 자동차를 충전하고자 하는 사용자가 충전 건(70)을 차량으로 이동시키면, 충전 건(70)의 이동에 따라 충전케이블(61)이 인출되어 차량 측으로 이동을 하게 된다.
이때, 충전케이블 밸런스부(20)는 충전케이블(61)의 인출 동작이 시작되면 충전케이블(61)을 잡아당기는 힘에 의해 충전케이블 롤러(27) 중 하부 롤러가 유격 홈(30)의 하부까지 하강하여 상부 롤러와의 간격을 형성하여 충전케이블(61)의 인출을 쉽도록 도와준다.
여기서 충전케이블(61)의 이동이 시작되어 연장이 시작되면, 충전케이블(61)의 연장 길이에 비례하여 충전케이블 밸런스부(20)의 웨이트 밸런스(21)가 상승을 시작한다.
여기서 충전케이블(61)의 연장 길이는 연장 케이블(26)의 길이에 비례한다. 사용자가 충전 건(70)을 이동시켜 충전케이블(61)을 연장 시킬 때, 웨이트 롤러(roller)(23)와 충전케이블 롤러(27)에서 미끄럼마찰(sliding friction)을 회전마찰로 바꾸어 운동의 저항을 줄임으로써, 사용자는 적은 힘으로도 충전케이블(61)을 연장하여 이동시킬 수 있다.
사용자가 충전 건(70)을 이동시킨 상태에서 충전케이블(61)을 연장해주는 연장 케이블(26)의 길이만큼 충전 건(70)을 이동시키면 도 4a와 같은 사용 상태가 된다.
충전 건(70)을 이동시켜 충전케이블(61)이 연장 케이블(26)만큼 최대로 연장이 되면, 밸런스 웨이트(21)는 최대로 상승하게 된다.
사용자가 충전 건(70)을 이동시킨 상태에서 충전케이블(61)을 도 4a와 같이 연장하고, 이어, 충전 건(70)을 더 이동시켜 충전케이블(61)을 더 연장하면 도 4b와 같은 사용 상태가 된다.
이렇게 밸런스 웨이트(21)를 이용하여 충전케이블(61)의 밸런스를 유지하는 방식을 이용함으로써, 충전케이블(61)을 최대로 인출하여도 충전케이블의 밸런스 유지를 통해 충전케이블이 노면에 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 충전케이블이 노면에 접촉되는 것을 방지하는 것은 결과적으로 충전케이블의 손상을 원천적으로 방지할 수 있게 되는 것이다.
이어, 사용자가 충전 건(70)을 최대로 이동시키면, 충전케이블 밸런스부(20)의 밸런스 웨이트(21)가 최상부로 상승한다.
여기서 밸런스 웨이트(21)의 무게는 연장 길이에 따라 가변적으로 설정할 수 있다. 즉, 연장 길이가 현재 설정된 충전케이블보다 더 길게 하면 상대적으로 밸런스 웨이트의 무게를 증가시키면 되고, 이와 반대로 현재 설정된 충전케이블보다 더 짧게 하면 상대적으로 밸런스 웨이트의 무게를 감소시키면 된다.
사용자가 충전케이블(61)의 인출 중지시 탄성체(29)는 탄성력에 의해 충전케이블(61)을 고정한다. 이로써, 밸런스 웨이트(21)가 하강하는 것을 방지하고, 동시에 충전케이블(61)을 고정하여 충전케이블(61)의 유동을 방지한다.
다음으로, 사용자가 차량의 충전을 완료하고 충전 건(70)을 원래의 위치로 이동시키기 위해 다시 충전 건 걸이(71) 위치로 이동시키면, 충전케이블(61)에 연동하는 충전케이블 밸런스부(20)의 웨이트 밸런스(21)가 하강을 시작한다.
이때, 충전케이블 밸런스부(20)는 충전케이블(61)의 인입 동작이 시작되면 충전케이블(61)을 잡아당기는 사용자의 힘에 의해 충전케이블 롤러(27) 중 하부 롤러가 하강하여 상부 롤러와의 간격을 형성하여 충전케이블(61)의 인출을 쉽도록 도와준다.
여기서 충전케이블(61)의 이동이 시작되어 인입이 시작되면, 충전케이블(61)의 연장 길이에 비례하여 충전케이블 밸런스부(20)의 웨이트 밸런스(21)가 하강을 시작한다.
이후, 사용자가 충전 건(70)을 충전 건 걸이(71)에 위치시키면 충전케이블 밸런스부(20)의 웨이트 밸런스(21)가 완전하게 하강되어, 충전케이블(61)도 원래의 위치로 복원되며 충전 건(70)을 사용하기 이전의 초기 상태가 된다. 여기서 웨이트 밸런스(21)의 하부에는 완충 부재(25)가 형성되어, 웨이트 밸런스(21)가 빠른 속도로 완전 하강을 하여도, 완충 부재(25)가 충격을 흡수하여, 전기차의 충전기에는 충격을 발생하지 않는다.
여기서 본 발명의 특징으로는, 기존 장력을 이용하는 스프링과 같은 장치를 이용하여 복원력으로 충전케이블을 감는 방식이 아니고, 웨이트 밸런스만을 이용하여 인출 및 복원이 이루어지는 방식이므로, 기존 사용에 따라 장력 약화로 충전케이블이 복원되지 않는 문제점도 개선할 수 있게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
10: 충전케이블 밸런스 함체
20: 충전케이블 밸런스부
21: 밸런스 웨이트
23: 웨이트 롤러
26: 연장 케이블
27: 충전케이블 롤러
28: 볼트
29: 탄성체
61: 충전케이블
62: 충전케이블 고정 고리
70: 충전 건

Claims (6)

  1. 전기 자동차용 충전기의 충전케이블을 제어하는 장치로서,
    충전케이블의 밸런스(balance)를 유지해주는 기구물이 내장된 충전케이블 밸런스 함체;
    상기 충전케이블 밸런스 함체에 내장되며, 충전케이블의 연장시 충전케이블이 노면에 접촉되는 것을 방지하는 충전케이블 밸런스부; 및
    상기 충전케이블의 일단에 연결되어 전기 자동차의 충전 구에 삽입되어 충전을 하는 충전 건을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치.
  2. 청구항 1에서, 상기 충전케이블 밸런스부는 사용자의 충전 건 이동에 따라 상승하여 메인 충전케이블의 연장시 밸런스를 유지하고, 충전 건의 복귀시 하강하여 충전케이블을 원래의 위치로 복귀시키는 밸런스 웨이트; 상기 밸런스 웨이트를 고정하는 고정 로드; 상기 충전케이블을 연장하는 웨이트 롤러; 상기 충전케이블을 연장해주는 연장 케이블의 일단을 고정하는 볼트; 상기 웨이트 롤러를 통해 인출되는 충전케이블의 인출 및 인입을 가이드하는 충전케이블 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치.
  3. 청구항 2에서, 상기 밸런스 웨이트는 상기 충전 건의 이동 거리에 비례적으로 상승 또는 하강하여 충전케이블이 노면에 접촉되지 않도록 밸런스를 유지해주는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치.
  4. 청구항 2에서, 상기 충전케이블 밸런스부는 상기 밸런스 웨이트의 완전 하강시 충격을 완화하는 완충 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치.
  5. 청구항 2에서, 상기 충전케이블 롤러는 상부 롤러와 하부 롤러가 한 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치.
  6. 청구항 2에서, 상기 충전케이블 밸런스부는 충전케이블의 인출시 충전케이블을 잡아당기는 힘에 의해 충전케이블 롤러 중 하부 롤러가 하강하여 상부 롤러와의 간격을 형성하여 충전케이블의 인출을 쉽게 하고, 충전케이블의 인출 중지시 탄성력에 의해 충전케이블을 고정하는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차 충전기의 충전케이블 제어장치.
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