KR20220052108A

KR20220052108A - 냉각팬을 내장한 커넥터

Info

Publication number: KR20220052108A
Application number: KR1020200136066A
Authority: KR
Inventors: 김성규
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2020-10-20
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2022-04-27
Also published as: EP4184725A4; CN115989618A; JP2023533996A; KR102715364B1; JP7505722B2; US20230318225A1; WO2022085912A1; EP4184725A1

Abstract

본 발명에 따른 대전류용 커넥터는, 대전류 통전이 가능한 터미널 부재; 상기 터미널 부재를 수용하는 커넥터 하우징; 상기 터미널 부재에 부착되는 온도센서; 상기 커넥터 하우징의 내부에 구비되고 상기 터미널 부재의 온도가 미리 설정한 임계온도보다 높을 때 작동하게 마련된 팬 유닛; 및 상기 커넥터 하우징의 일측에 구비되고 상기 팬 유닛의 작동시 풍압에 의해 개폐되는 배기 커버를 포함할 수 있다.

Description

냉각팬을 내장한 커넥터{A connector with built-in a cooling fan}

본 발명은 커넥터에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 냉각팬을 내장하고 상기 냉각팬을 자동제어하여 커넥터 터미널의 온도가 상승 시 이를 냉각시킬 수 있는 커넥터에 관한 것이다.

최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 전기 자동차와 같은 중대형 장치에도 구동용이나 에너지 저장용으로 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이차 전지는 배터리 팩에 구비되어 중대형 장치 등에 장착되는데, 이때 배터리 팩의 용량 및 출력을 높이기 위해 배터리 팩에는 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결된다. 여기서, 다수의 이차 전지는 하나의 모듈 케이스 내부에 수납되어 하나의 배터리 모듈을 구성하고, 하나 이상의 배터리 모듈이 하나의 팩 케이스 내부에 수납되어 하나의 배터리 팩을 구성할 수 있다.

배터리 팩은 커넥터를 통해 부하나 충전기에 연결된다. 여기서, 부하는 전기 자동차의 모터나 인버터와 같이 배터리 팩으로부터 전력을 공급받는 장치를 말한다. 상기 전기 자동차의 경우, 300V 이상의 높은 전압과 수십~수백 A(암페어)의 대전류를 필요로 한다. 이에 따라 배터리 팩과 부하를 연결하는 데는 높은 열을 견딜 수 있는 전원 공급용 커넥터가 사용된다.

그러나 대전류를 지속적으로 공급함에 따라 전원 공급용 커넥터의 접점 부분에 발열이 심화될 수 있고 이로 인해 전력 효율의 저하와 발화의 위험성이 있다. 이에 전원 공급용 커넥터의 온도를 적절히 관리할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 대전류 전송을 위한 커넥터의 온도가 상승 시 이를 냉각시킬 수 있는 냉각 장치를 구비하는 커넥터를 제공하는 데 일 목적이 있다

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 대전류용 커넥터는, 대전류 통전이 가능한 터미널 부재; 상기 터미널 부재를 수용하는 커넥터 하우징; 상기 터미널 부재에 부착되는 온도센서; 상기 커넥터 하우징의 내부에 구비되고 상기 터미널 부재의 온도가 미리 설정한 임계온도보다 높을 때 작동하게 마련된 팬 유닛; 및 상기 커넥터 하우징의 일측에 구비되고 상기 팬 유닛의 작동시 풍압에 의해 개폐되는 배기 커버를 포함할 수 있다.

또한, 상기 온도센서 및 상기 팬 유닛과 연결되고 상기 온도센서에서 센싱한 온도 데이터에 기초해 상기 팬 유닛을 온-오프시키는 제어부가 상기 커넥터 하우징에 내장되게 구성될 수 있다.

상기 제어부는 상기 터미널 부재의 온도가 위험수준으로 정한 위험온도에 도달하면 경고음을 울리거나 위험 신호를 외부 장치에 전송하도록 구성될 수 있다.

상기 제어부는 인쇄회로기판으로 마련될 수 있다.

상기 커넥터 하우징은, 상기 터미널 부재와, 상기 터미널 부재의 아래에 상기 팬 유닛을 설치할 수 있는 공간을 구비한 바틈 커버; 및 상기 바틈 커버의 상부에 결합되고 내측면에 상기 인쇄회로기판이 고정 장착되어 있는 탑 커버를 포함할 수 있다.

상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되고, 상기 탑 커버에 형성되는 홀 속에 개재되어 상기 터미널 부재의 온도 상태를 나타내는 표시등을 포함할 수 있다.

상기 바틈 커버는, 상기 팬 유닛의 하부에 대응하는 영역에 통풍구를 구비하고, 상기 배기 커버는 상기 퉁풍구를 커버하도록 구성될 수 있다.

상기 배기 커버는 상기 바틈 커버에 댐퍼 힌지로 결합될 수 있다.

상기 댐퍼 힌지는, 토크가 상기 배기 커버가 닫히는 방향으로 작용하되 상기 팬 유닛의 최저속도에서의 풍압보다 작은 값을 갖도록 구성될 수 있다.

상기 바틈 커버에서 상기 배기 커버의 가장자리와 맞닿게 되는 상기 통풍구의 외곽 영역에 흡착부재가 더 구비될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 의하면, 상술한 대전류용 커넥터를 포함하는 자동차용 배터리 팩이 제공될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 대전류 전송을 위한 커넥터의 온도가 상승 시 이를 냉각시킬 수 있는 냉각 장치를 구비하는 대전류용 커넥터가 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 대전류용 커넥터는 온도센서, 냉각팬 그리고 이를 제어할 수 있는 인쇄회로기판(제어부)을 구비하고 터미널이 일정 온도에 이르게 되면 자동으로 냉각팬이 구동되어 터미널을 냉각한다. 또한, 터미널의 온도가 위험온도 이상에 이를 경우 상기 인쇄회로기판이 외부 장치(Ex : BMS)에 신호를 전송하여 전원 공급이 차단될 수 있도록 하여 안전성이 확보될 수 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대전류용 커넥터의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'에 따른 대전류용 커넥터의 개략적인 횡단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 대전류용 커넥터의 개략적인 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대전류용 커넥터의 냉각 구조를 나타내기 위한 도면이다.
도 5는 도 4의 C 영역 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대전류용 커넥터의 주요 구성을 개략적으로 도식화한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 대전류용 커넥터는 배터리 팩에 적용되는 부품 중 하나로서 배터리 팩의 전원을 전기자동차의 인버터나 모터에 공급하는데 사용될 수 있다. 이하의 설명은 본 발명의 대전류용 커넥터가 배터리 팩의 고전압, 대전류를 전기 자동차의 부하에 공급하는데 이용되는 것을 전제로 하고 있다.

그러나 본 발명에 따른 대전류용 커넥터가 배터리 팩의 부품 중 하나로 사용되는 것으로 권리범위가 제한되어서는 아니 된다. 즉, 본 발명에 따른 대전류용 커넥터는 배터리 팩이 아닌 전원과 기기, 기기와 기기, 또는 기기 내부 단위들 사이를 전기적으로 연결하는데 사용될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대전류용 커넥터의 개략적인 사시도, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 대전류용 커넥터의 개략적인 횡단면도, 도 3은 도 1의 B-B'에 따른 대전류용 커넥터의 개략적인 종단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 대전류용 커넥터는 터미널 부재(10), 커넥터 하우징(20), 온도센서(30), 팬 유닛(40), 제어부(50) 및 배기 커버(23)를 포함한다.

터미널 부재(10)는 양극 터미널(11)과 음극 터미널(12)을 포함하고 배터리 팩의 다른 커넥터의 터미널에 전기적으로 연결되어 대전류가 흐르는 통로로 기능한다. 본 실시예의 터미널 부재(10)는 배터리 팩의 터미널과 플러그-인 방식으로 접속 및 접속 해제될 수 있게 곧게 벋은 핀형으로 이루어져 있으나, 이는 예시적인 것으로 상기 터미널 부재(10)는, 한 쌍을 이루는 암/수 커넥터의 접속 방식에 따라 다양한 형상으로 변경될 수도 있다.

커넥터 하우징(20)은 대전류용 커넥터의 외관을 형성하는 구성요소로서 터미널 부재(10)를 내측에 수용하고 상기 터미널 부재(10)에 연결된 고전압 케이블(C)은 후방으로 빠져 나오게 마련될 수 있다.

본 실시예의 커넥터 하우징(20)은 바틈 커버(21), 탑 커버(27), 플랜지(28)를 포함한다.

상기 바틈 커버(21)는 상기 터미널 부재(10)를 안착 및 고정시킬 수 있게 마련되고 이러한 바틈 커버(21)의 상부에 탑 커버(27)가 결합될 수 있다. 바틈 커버(21)와 탑 커버(27)는 스냅-핏 체결되고 이들의 접촉 계면에는 접착제가 개재될 수 있다.

상기 터미널 부재(10)와 바틈 커버(21)의 바닥면 사이 공간에 팬 유닛(40)이 설치되고, 상기 바틈 커버(21)의 바닥면에 통풍구(22)가 형성될 수 있다. 상기 통풍구(22)는 평상시 배기 커버(23)로 닫힌 상태로 구성된다.

상기 탑 커버(27)는 상기 터미널 부재(10)의 내측면 중 상기 터미널 부재(10)의 연직 상부에 해당하는 곳에 제어부(50)를 장착할 수 있게 마련될 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부(50)는 인쇄회로기판으로 구현되고 상기 터미널 부재(10)의 연직 상부에 해당하는 탑 커버(27)의 일 영역(27a)은 상기 인쇄회로기판을 형합시킬 수 있는 형상으로 구성될 수 있다.

플랜지(28)는 상기 바틈 커버(21)와 탑 커버(27)의 전방에 결합될 수 있다. 상기 플랜지(28)는 양극 터미널(11)과 음극 터미널(12)이 끼워져 고정되는 블럭부와 바틈 커버(21)와 탑 커버(27)의 전방부를 감싸는 형태로 이루어진 브라켓부를 구비할 수 있다. 상기 브라켓부의 코너 영역에는 볼트를 끼워 넣을 수 있는 홀(H)들이 구비될 수 있다. 예를 들어, 대전류용 커넥터를 배터리 팩의 다른 커넥터에 연결한 다음, 상기 플랜지(28)의 홀(H)들에 적용 가능한 볼트로 대전류용 커넥터를 상기 다른 커넥터의 하우징(미도시)에 고정시킬 수 있다.

온도센서(30)는 터미널 부재(10)의 온도변화를 모니터링하기 위한 것으로서, 온도가 높아지면 저항이 증가하는 PTC 서미스터(Positive Temperature Coefficient Thermistor)또는 온도가 높아지면 저항이 감소하는 NTC 서미스터(Negative Temperature Coefficient Thermistor)가 채용될 수 있다.

상기 서미스터는 열적 신호를 전기적 신호로 바꾸어 주는 센서의 역할을 하는 것으로 당업계에 널리 공지되어 있어 자세한 설명은 생략한다.

상기 온도센서(30)는 터미널 부재(10)에 부착된다. 본 실시예의 경우, 상기 온도센서(30)는 2개가 구비되고, 각각 양극 터미널(11)과 음극 터미널(12)의 적어도 일 영역을 감싸는 형태로 부착될 수 있고, 제어부(50)에 와이어로 연결되게 구성될 수 있다. 이러한 온도센서(30)는 대전류 통전 시 상기 양극 터미널(11)과 상기 음극 터미널(12)의 온도를 센싱하여 제어부(50)로 전송한다.

제어부(50)는 상기 온도센서(30)로 센싱한 온도 데이터에 기초해 팬 유닛(40)을 온-오프시키는 제어 기능을 할 수 있게 구성될 수 있다.

이를테면, 제어부(50)는 유선(미도시)으로 전원 및 신호를 팬 유닛(40)에 보낼 수 있게 연결되고 온도센서(30)가 센싱한 온도 데이터와 미리 설정한 임계온도를 비교하여 상기 온도 데이터가 상기 임계온도보다 높아질 경우, 팬 유닛(40)을 가동하기 위한 구동 전원과 신호를 팬 유닛(40)에 공급하도록 구성될 수 있다.

여기서 상기 미리 설정한 임계온도란 터미널 온도 상승으로 전력효율이 낮아질 염려가 높아지는 온도로 터미널 부재(10)의 재질, 치수, 대전류의 크기 등에 따라 실험적으로 결정될 수 있다.

또한, 제어부(50)는 상기 터미널 부재(10)의 온도가 위험수준으로 정한 위험온도에 도달하면 경고음을 울리거나 위험 신호를 외부 장치에 전송하도록 구성될 수 있다.

여기서 위험수준으로 정한 위험온도란 터미널 부재(10)의 발열로 인해 커넥터 하우징(20)이 발화할 가능성이 높은 온도로 터미널 부재(10)와 커넥터 하우징(20)의 재질 등에 따라 실험적으로 결정될 수 있다.

예를 들면, 양극 터미널(11)과 음극 터미널(12)의 온도가 계속 상승하여 위험온도(ex 100도)까지 도달하면, 제어부(50)가 BMS(Battery Management System)에 위험신호를 보내고 상기 BMS가 위험신호에 기초해 메인 릴레이 장치의 접점을 오픈시켜 대전류의 흐름을 차단하도록 할 수 있다.

이러한 제어부(50)는 인쇄회로기판 형태로 구현되고 상기 인쇄회로기판에는 당업계에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 선택적으로 구비될 수 있다.

상기 탑 커버(27)에는 표시등(51a,51b)이 구비될 수 있다. 상기 표시등(51a,51b)은 터미널 부재(10)의 온도 상태를 나타내기 위한 것으로서 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되고, 상기 탑 커버(27)에 형성되는 홀 속에 개재될 수 있다.

예컨대, 상기 표시등(51a,51b)은 적색등(51a)과 녹색등(51b)을 포함하고, 녹색등(51b)은 터미널 부재(10)의 온도가 상기 미리 설정한 임계온도보다 낮을 때 발광하고 적색등(51a)은 터미널 부재(10)의 온도가 상기 미리 설정한 임계온도 이상일 때 발광하도록 제어될 수 있다. 사용자는 상기 표시등(51a,51b)의 발광 여부를 보고 현재 터미널 부재(10)의 온도가 정상 범위인지 비정상 범위인지 육안으로 알 수 있다. 만약 적색등(51a)이 발광하고 있음에도 팬 유닛(40)이 작동하지 않고 있다면 제어부(50) 또는 팬 유닛(40)에 문제가 있는 것이므로 필요한 조치를 신속히 취할 수도 있다.

본 발명에 따른 대전류용 커넥터는 고전압/대전류가 흐를 때 터미널 부재(10)를 팬 유닛(40)으로 보다 효과적이고 신속하게 냉각시키기 위해, 상기 팬 유닛(40)을 커넥터 하우징(20) 속에 내장하고 있다.

이처럼 팬 유닛(40)이 커넥터 하우징(20)에 내장됨에 따라 팬 유닛(40)을 작동시 뜨거운 공기를 밖으로 내보낼 통풍구(22)가 필요하며, 이에 본 실시예의 경우 상기 통풍구(22)가 바틈 커버(21)에서 상기 팬 유닛(40)의 하부에 대응하는 영역에 구비되어 있다.

그러나 상기 통풍구(22)는 유체나 먼지가 커넥터 하우징(20) 속으로 유입될 수 있는 통로로 작용할 수도 있다. 이에 본 발명의 대전류용 커넥터는, 평상시 상기 통풍구(22)를 차폐하고 팬 유닛(40)의 작동시 선택적으로 개방될 수 있게 구성된 배기 커버(23)를 포함한다.

예들 들면, 상기 배기 커버(23)는 바틈 커버(21)에 댐퍼 힌지(24)로 결합되어 평상시 닫힘 상태를 유지하다가 팬 유닛(40)의 작동시, 도 4와 같이, 풍압에 의해 개방될 수 있게 구성될 수 있다.

상기 댐퍼 힌지(24)는 댐퍼와 2개의 금속편을 포함할 수 있다. 상기 댐퍼는 외관을 형성하는 본체, 상기 본체 내부에 구비되는 베인, 실리콘 오일, 베인과 연결되고 본체 내외로 연장되는 회전축을 포함하고 상기 회전축에 일정한 크기의 토크가 작용하도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 2개의 금속편은 상기 댐퍼의 회전축에 연결되어 토크가 작용하는 방향으로 회전하게 구성될 수 있다.

이러한 댐퍼 힌지(24)의 2개의 금속편 중 하나는 바틈 커버(21)의 외측면에 고정 결합되고 나머지 하나는 배기 커버(23)에 고정 결합된다. 이때 댐퍼 힌지(24)의 토크 방향을 배기 커버(23)가 닫히는 방향으로 설정해 놓으면, 평상시 상기 댐퍼 힌지(24)의 토크에 의해 통풍구(22)가 배기 커버(23)로 닫힌 상태가 유지될 수 있다.

그리고 댐퍼 힌지(24)의 최대 토크를 팬 유닛(40)의 최저속도에서의 풍압보다 작게 설정해 놓으면, 팬 유닛(40)이 작동할 때 풍압에 의해 배기 커버(23)가 열릴 수 있어 커넥터 하우징(20) 속의 뜨거운 공기가 통풍구(22)를 통해 외부로 빠져나갈 수 있다. 이후 터미널 부재(10)의 온도가 정상 온도로 다시 돌아오게 되면 팬 유닛(40)의 작동이 멈추게 되고 이때 댐퍼 힌지(24)의 토크에 의해 배기 커버(23)가 원위치되어 통풍구(22)가 다시 차폐될 수 있다.

도 4 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 바틈 커버(21)에서 상기 배기 커버(23)의 가장자리와 맞닿게 되는 상기 통풍구(22)의 외곽 영역에 흡착부재(60)가 더 구비될 수 있다. 상기 흡착부재(60)는 예컨대 충격이나 진동시 배기 커버(23)가 여닫히는 일이 반복되지 않게 상기 배기 커버(23)를 잡아주는 역할을 할 수 있다.

상기 흡착부재(60)는 실리콘 재질로 진공 흡착이 가능한 흡착컵 형상으로 마련될 수 있다. 상기 흡착부재(60)의 설치 공간 확보와 해당 부분의 실링성 향상을 위해 상기 통풍구(22)의 외곽 영역은 단차면(T1,T2)을 갖도록 구성되고, 상기 배기 커버(23)의 가장자리는 상기 단차면(T1,T2)에 대응하게 구성될 수 있다.

이 같이, 본 실시예는 댐퍼 힌지(24)를 적용하여 팬 유닛(40)의 작동 시 풍압에 의해 배기 커버(23)가 개폐되도록 구성하였으나, 상기 댐퍼 힌지(24)의 대안으로 코일 스프링을 적용하는 방안도 고려해 볼 수 있다.

이어서, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 대전류용 커넥터의 작동 메카니즘을 간략히 설명하면 다음과 같다.

대전류용 커넥터는 배터리 팩의 일측에 구비되어 있는 다른 전원 커넥터(100)에 접속될 수 있다. 여기서 상기 다른 전원 커넥터(100)는 본 실시예의 대전류용 커넥터와 암/수 한 쌍을 이루는 커넥터로서, 양극 터미널(11)과 음극 터미널(12)에 각각 전기적으로 연결 가능한 형태의 양극 플러그(101)와 음극 플러그(102)를 포함할 수 있다.

상기 양극/음극 플러그와 상기 양극/음극 터미널(12)의 연결되며 고전압/대전류가 상기 양극/음극 터미널(12)에 흐르게 되고 이들의 접점 부위의 온도가 상승하기 시작한다.

온도센서(30)에 의해 상기 양극/음극 터미널(11,12)의 온도변화가 센싱되어 제어부(50)로 보내진다. 제어부(50)는 상기 양극/음극 터미널(11,12)의 온도변화를 실시간으로 모니터링하여 외부 장치 또는 BMS(Battery Management System)에 전송할 수 있다. 이때, 상기 제어부(50)와 외부 장치 또는 BMS는 유,무선으로 신호를 주고 받을 수 있게 구성될 수 있다.

상기 양극/음극 터미널(11,12)의 온도가 일정 온도 이상, 즉 전술한 미리 설정한 임계온도 이상일 때, 제어부(50)에 의해 팬 유닛(40)이 가동된다. 이때 팬 유닛(40)의 회전 속도는 온도 데이터를 기초로 제어부(50)에 의해 증가 또는 감소하게 설정될 수 있다.

이에 따라 양극/음극 터미널(12)의 온도가 다시 임계온도 아래로 낮아져 저항 손실을 줄여 전기 자동차 등의 부하에 공급되는 전력 효율을 높일 수 있다.

또한, 양극/음극 터미널(11,12)의 온도가 급격히 상승하거나 팬 유닛(40)의 가동에도 불구하고 온도가 계속 상승하여 위험온도에 도달할 경우, 제어부(50)는 안전을 위해 BMS에 전류 차단신호를 전송한다. 이때 상기 BMS는 릴레이 장치 등을 제어하여 대전류용 커넥터로 흐르는 전류를 차단한다.

이상과 같이 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 대전류용 커넥터의 구성과 작용에 따르면, 대전류 전송 시 터미널 부재(10)를 적정 온도로 냉각시킬 수 있어 저항 손실을 줄임으로써 전력효율을 높일 수 있다. 또한, 비상시 대전류용 커넥터에서 위험신호를 외부 장치(EX : BMS)에 보내어 전류를 차단하는 등 필요한 조치를 할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 배터리 팩은 상술한 대전류용 커넥터를 하나 이상 포함하여 구성될 수 있다. 상기 배터리 팩은 상기 대전류용 커넥터 이외에도 상호 간 전기적으로 연결된 다수의 배터리 셀들로 구성된 배터리 모듈과, 하나 이상의 배터리 모듈을 내부에 수납할 수 있는 팩 케이스, 그리고 배터리 모듈의 충방전을 제어하기 위한 각종 장치, 이를테면 BMS, 릴레이, 전류 센서, 퓨즈 등을 포함할 수 있다.

상기 배터리 팩은 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 자동차에 적용될 수 있다. 물론, 상기 배터리 팩은 전력 저장장치 또는 기타 IT 제품군 등에 적용될 수도 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

한편, 본 명세서에서는. 상, 하, 좌, 우 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 관측자의 보는 위치나 대상의 놓여져 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

10 : 터미널 부재
11 : 양극 터미널
12 : 음극 터미널
20 : 커넥터 하우징
21 : 바틈 커버
22 : 통풍구
23 : 배기 커버
24 : 댐퍼 힌지
27 : 탑 커버
28 : 플랜지
30 : 온도센서
40 : 팬 유닛
50 : 제어부

Claims

대전류 통전이 가능한 터미널 부재 및 상기 터미널 부재를 수용하는 커넥터 하우징을 포함한 대전류용 커넥터로서,
상기 터미널 부재에 부착되는 온도센서;
상기 커넥터 하우징의 내부에 구비되고 상기 터미널 부재의 온도가 미리 설정한 임계온도보다 높을 때 작동하게 마련된 팬 유닛; 및
상기 커넥터 하우징의 일측에 구비되고 상기 팬 유닛의 작동시 풍압에 의해 개폐되는 배기 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전류용 커넥터.
제1항에 있어서,
상기 온도센서 및 상기 팬 유닛과 연결되고 상기 온도센서에서 센싱한 온도 데이터에 기초해 상기 팬 유닛을 온-오프시키는 제어부가 상기 커넥터 하우징에 내장된 것을 특징으로 하는 대전류용 커넥터.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 터미널 부재의 온도가 위험수준으로 정한 위험온도에 도달하면 경고음을 울리거나 위험 신호를 외부 장치에 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 대전류용 커넥터.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 인쇄회로기판으로 마련된 것을 특징으로 하는 대전류용 커넥터.
제4항에 있어서,
상기 커넥터 하우징은,
상기 터미널 부재와, 상기 터미널 부재의 아래에 상기 팬 유닛을 설치할 수 있는 공간을 구비한 바틈 커버; 및
상기 바틈 커버의 상부에 결합되고 내측면에 상기 인쇄회로기판이 고정 장착되어 있는 탑 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전류용 커넥터.
제5항에 있어서,
상기 인쇄회로기판에 전기적으로 연결되고, 상기 탑 커버에 형성되는 홀 속에 개재되어 상기 터미널 부재의 온도 상태를 나타내는 표시등을 포함하는 것을 특징으로 하는 대전류용 커넥터.
제5항에 있어서,
상기 바틈 커버는, 상기 팬 유닛의 하부에 대응하는 영역에 통풍구를 구비하고, 상기 배기 커버는 상기 퉁풍구를 커버할 수 있게 마련된 것을 특징으로 하는 대전류용 커넥터.
제7항에 있어서,
상기 배기 커버는 상기 바틈 커버에 댐퍼 힌지로 결합된 것을 특징으로 하는 대전류용 커넥터.
제8항에 있어서,
상기 댐퍼 힌지는, 토크가 상기 배기 커버가 닫히는 방향으로 작용하되 상기 팬 유닛의 최저속도에서의 풍압보다 작은 값을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 대전류용 커넥터.
제7항에 있어서,
상기 바틈 커버에서 상기 배기 커버의 가장자리와 맞닿게 되는 상기 통풍구의 외곽 영역에 흡착부재가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 대전류용 커넥터.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 대전류용 커넥터를 포함하는 자동차용 배터리 팩.