KR20220131016A - 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 도체 중앙을 통해 절연냉각유체를 이송시킬 수 있고 이송되는 절연냉각유체와 이를 에워싸는 도체가 접촉 가능하도록 제공되는 냉각유체 유로를 구비하는 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리로서, 케이블의 길이 방향으로 길게 연장되는 도체와; 도체의 길이 방향을 따라 도체 중앙을 통해 절연냉각유체를 이송시킬 수 있고 이송되는 절연냉각유체와 이를 에워싸는 도체가 접촉 가능하도록 제공되는 냉각유체 유로와; 도체 및 냉각유체 유로를 내부에 수용하는 케이블 호스와; 절연냉각유체를 이송시키기 위해 케이블 호스 바깥에 별개로 제공되는 적어도 하나의 튜브와; 도체와 연결되는 접촉부재와, 접촉부재의 적어도 일부를 내부에 수용하여 절연냉각유체에 의해 접촉부재를 냉각시키도록 냉각유체 유로와 연결되는 제1포트와 튜브와 연결되는 제2포트를 포함하는 냉각챔버로 이루어지는 커넥터;를 포함하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리를 제공한다.
Description
본 발명은 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 도체 중앙을 통해 절연냉각유체를 이송시킬 수 있고 이송되는 절연냉각유체와 이를 에워싸는 도체가 접촉 가능하도록 제공되는 냉각유체 유로를 구비하는 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 관한 것이다.
세계적인 환경규제 강화 및 에너지 비용 절감 추세에 따라 환경 친화적인 전기 자동차(EV: Electric Vehicle)에 대한 요구가 증가되고 있다. 최근 전기 자동차를 단시간에 충전하기 위한 급속충전기가 보급되고 있으며 1회 충전으로 500km 이상 장거리 운행 요구에 부응하기위해 밧데리 용량이 2배로 증가되고 있으나 기존의 200KW급 급속충전기로는 충전시간이 40분 이상 소요됨으로 충전시간을 20분 이내로 줄일 수 있는 400KW급 초급속 충전시스템의 공급이 필요하게 되었다. 400KW급 초급속 충전기에는 500A 전류를 흘릴 수 있는 케이블이 사용되어야 하나 굵기증가에 따른 무게증가로 사용이 불가하므로 케이블 굵기를 가늘게 하면서 온도상승을 억제할 수 있는 냉각 케이블 기술개발이 필요하게 되었다.
도 1 내지 도 3은 종래 기술을 설명하기 위한 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면 전기차 충전기(300)는 전기차(ev)로 전력 공급을 위하여 충전기 커넥터(200)와 전기차 충전용 케이블(100)로 연결되며, 전기차 충전용 케이블(100)의 단부에는 충전기 커넥터(200)가 구비된다. 충전기 커넥터(200)는 전기차(ev)에 구비된 전기차 커넥터(400)에 장착되어 전력을 공급할 수 있다. 전기차 충전기(300)와 전기차(ev)를 전기적으로 연결하는 전기차 충전용 케이블(100)은 큰 전류용량으로 인하여 열이 발생될 수 있다. 대한민국 공개특허 10-2018-0096259에는 접지유닛(20), 적어도 하나의 통신유닛(30), 절연층(13)이 구비된 도체(11), 상기 도체(11)가 수용되며 냉각 유체가 미리 결정된 방향으로 유동하는 냉각튜브(17) 및 상기 도체(11)가 상기 냉각튜브(17) 내부에 수용된 상태에서 상기 도체(11)의 절연층(13)과 상기 냉각튜브(17)의 내면의 접촉을 방지하기 위하여 상기 도체(11)와 상기 냉각튜브(17) 내면 사이에 구비되는 스페이서(19)를 포함하는 한 쌍의 전력유닛(10); 및, 상기 접지유닛(20), 상기 통신유닛(30) 및 상기 전력유닛(10)을 수용하는 외부자켓(70)을 포함하는 전기차 충전용 케이블(100)이 개시되어 있다. 상기와 같은 종래 기술에서는 도체(11)를 냉각하기 위한 냉각튜브(17)가 도체(11)의 외부에 도체(11)와 냉각튜브(17) 사이에 절연층(13)을 개재하여 설치되며, 도체(11)의 절연층(13)과 냉각튜브(17)의 내면의 접촉을 방지하기 위해 냉각 튜브(17)와 별도로 스페이서(19)를 포함하는 구조이기 때문에 케이블의 구조가 복잡해지고 조립성이 떨어질 수 있으며, 냉각 유체가 도체를 직접 냉각시키지 않기 때문에 냉각 효율이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.
또한 도 3을 참조하면 일본 특허공보 특허제6721708호에는 냉각제 배관(23,24)은 접점 요소(31,32)에 전기적으로 접속되어 있는 부하 라인(21,22)의 동축에 또한 부하 라인(21,22)의 내측에 배설되어 있으나, 냉각제 배관(25,26)은 부하 라인(21,22)의 외측에서 연장되어 있으며, 냉각제는 부하 라인(21,22)의 내측에 또한 부하 라인(21,22)와 동축에 배설되어 있는 냉각제 배관(23,24)을 통해 공급되고 냉각제 배관(25,26)을 통해 배출되므로, 결과적으로 접점 요소(31,32)를 통해 냉각제를 흐르게 할 수 있는 구조가 개시되어 있다.
상기와 같은 종래 기술에서는 전기 자동차 충전용 커넥터를 냉각하기 위해 냉각제가 냉각제 배관(23,24)을 통해 공급되고 냉각제 배관(25,26)을 통해 배출되는 구조로서 냉각제가 배출되는 별도의 냉각제 배관(25,26)을 구비하기 때문에 커넥터의 부피가 커지는 문제점이 있다.
본 발명은 전기 자동차 충전용 도체를 직접 냉각시켜 냉각 효과를 극대화하고 케이블 굵기를 최소화할 수 있는 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 도체 중앙에 스프링 형상 부재에 의해 형성되는 냉각유체 유로를 구비하여 유연성을 가지며 절연냉각유체가 도체를 직접 냉각시킬 수 있고 냉각효과를 극대화하며 케이블 굵기를 최소화할 수 있는 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리로서, 케이블의 길이 방향으로 길게 연장되는 도체와; 도체의 길이 방향을 따라 도체 중앙을 통해 절연냉각유체를 이송시킬 수 있고 이송되는 절연냉각유체와 이를 에워싸는 도체가 접촉 가능하도록 제공되는 냉각유체 유로와; 도체 및 냉각유체 유로를 내부에 수용하는 케이블 호스와; 절연냉각유체를 이송시키기 위해 케이블 호스 바깥에 별개로 제공되는 적어도 하나의 튜브와; 도체와 연결되는 접촉부재와, 접촉부재의 적어도 일부를 내부에 수용하여 절연냉각유체에 의해 접촉부재를 냉각시키도록 냉각유체 유로와 연결되는 제1포트와 튜브와 연결되는 제2포트를 포함하는 냉각챔버로 이루어지는 커넥터;를 포함하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리를 제공한다.
또한 냉각유체 유로는 도체 중앙에 케이블의 길이 방향으로 길게 연장된 스프링 형상 부재에 의해 형성된다.
또한 도체는 케이블의 길이 방향으로 길게 연장된 복수의 도체선으로 이루어지고 복수의 도체선 중간에 스프링 형상 부재가 개재되어 냉각유체 유로가 형성된다.
또한 복수의 도체선은 케이블의 길이 방향으로 나선형으로 꼬아지도록 제공된다.
또한 케이블 호스와 도체 사이에 스페이서가 제공되어 케이블 호스와 도체 사이에 절연냉각유체가 이송될 수 있는 별도의 유로가 제공된다.
또한 스페이서는 도체와 같은 재질의 도체선으로 이루어진다.
또한 한 쌍의 케이블 호스와 적어도 하나의 튜브를 내부에 수용하는 자켓을 추가로 포함하고, 한 쌍의 케이블 호스 내의 한 쌍의 도체는 커넥터 내에서 대응하는 접촉부재에 연결되어 직류 충전선로로 기능하고, 적어도 하나의 튜브는 절연냉각유체를 커넥터의 냉각챔버 내로 도입하기 위해 제공되고, 절연냉각유체는 냉각챔버 내에서 접촉부재를 냉각시키고 커넥터의 냉각챔버로부터 한 쌍의 케이블 호스 내의 냉각유체 유로를 통해 회수된다.
또한 냉각챔버 내에 제공되는 접촉부재에는 냉각챔버 내의 절연냉각유체를 한 쌍의 케이블 호스 내의 냉각유체 유로로 도입하기 위한 통로를 구비한다.
또한 자켓 내에는 접지선로 및 적어도 하나의 신호선로 중 하나 이상이 추가로 제공된다.
또한 자켓 내부에는 원형유지용 개재물이 채워진다.
또한 커넥터는 냉각챔버 하우징과 이에 결합되는 베이스 부재를 포함하고, 냉각챔버 하우징의 일측에 한 쌍의 케이블 호스와 적어도 하나의 튜브가 연결되고, 냉각챔버 하우징의 타측에 베이스 부재가 결합되어 냉각챔버가 내부에 정의되고, 접촉부재의 일측은 냉각챔버 내에서 도체와 연결되며, 타측은 베이스 부재를 통해 냉각챔버 외부로 돌출하여 전기 자동차 충전용 인렛에 끼워질 수 있다.
또한 베이스 부재의 전면에 별개의 부재로 결합되어 전기 자동차 충전용 인렛에 끼워질 때 접촉부재를 가이드하고 보호하는 전면 케이스 부재를 추가로 포함한다.
또한 스프링 형상 부재는 스테인레스강으로 만들어진다.
또한 도체는 주석으로 도금되어 이루어진다.
또한 적어도 하나의 튜브는 절연 피복층을 포함한다.
본 발명에 따르면 도체의 길이 방향을 따라 도체 중앙을 통해 절연냉각유체를 이송시킬 수 있고 이송되는 절연냉각유체와 이를 에워싸는 도체가 접촉 가능하도록 제공되는 냉각유체 유로를 구비하여 부피가 작으면서도 냉각효과가 우수한 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 냉각유체 유로가 스프링 형상 부재에 의해 형성되어 스프링 형태의 틈새로 절연냉각유체가 스며들어 도체를 직접 냉각시켜줌으로써 냉각 효과를 획기적으로 개선할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 냉각유체 유로가 스프링 형상 부재에 의해 형성되어 유연성 및 압축 강도가 우수한 냉각유체 유로를 구비한 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 절연냉각유체가 스페이서에 의해 형성된 케이블 호스와 도체 사이에 마련된 유로를 통해서도 흐르게 되어 도체의 냉각 효과를 높혀 줄 수 있으며. 절연냉각유체를 빨리 순환시켜줄 수 있다.
도 1은 종래 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리의 요부 분해 사시도이다.
도 6은 도 5와 다른 방향에서 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리의 요부 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리를 적용하여 절연냉각유체가 공급 및 회수되는 흐름을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 도체 및 냉각유체 유로와 케이블 호스를 도시한 제1 실시예이다.
도 9는 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 도체 및 냉각유체 유로와 케이블 호스를 도시한 제2 실시예이다.
도 10은 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 도체 및 냉각유체 유로와 케이블 호스를 도시한 제3 실시예이다.
도 11은 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 도체 및 냉각유체 유로와 케이블 호스를 도시한 제4 실시예이다.
도 12는 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비될 수 있는 자켓 및 자켓 내부의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 커넥터에서 절연냉각유체의 순환을 설명하기 위해 요부의 단면을 보여주는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리의 커넥터에서 베이스 부재와 전면 케이스 부재의 결합을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 종래 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리의 요부 분해 사시도이다.
도 6은 도 5와 다른 방향에서 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리의 요부 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리를 적용하여 절연냉각유체가 공급 및 회수되는 흐름을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 도체 및 냉각유체 유로와 케이블 호스를 도시한 제1 실시예이다.
도 9는 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 도체 및 냉각유체 유로와 케이블 호스를 도시한 제2 실시예이다.
도 10은 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 도체 및 냉각유체 유로와 케이블 호스를 도시한 제3 실시예이다.
도 11은 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 도체 및 냉각유체 유로와 케이블 호스를 도시한 제4 실시예이다.
도 12는 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비될 수 있는 자켓 및 자켓 내부의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 커넥터에서 절연냉각유체의 순환을 설명하기 위해 요부의 단면을 보여주는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리의 커넥터에서 베이스 부재와 전면 케이스 부재의 결합을 설명하기 위한 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리의 요부 분해 사시도이고, 도 6은 도 5와 다른 방향에서 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리의 요부 분해 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리(1000)는 케이블의 길이 방향으로 길게 연장되는 도체(1110)와 도체(1110)의 길이 방향을 따라 도체(1110) 중앙을 통해 절연냉각유체를 이송시킬 수 있고 이송되는 절연냉각유체와 이를 에워싸는 도체(1110)가 접촉 가능하도록 제공되는 냉각유체 유로(1120)와 도체(1110) 및 냉각유체 유로(1120)를 내부에 수용하는 케이블 호스(1130)와 절연냉각유체를 이송시키기 위해 케이블 호스(1130) 바깥에 별개로 제공되는 적어도 하나의 튜브(1140)와 도체(1110)와 연결되는 접촉부재(1200)와, 접촉부재(1200)의 적어도 일부를 내부에 수용하여 절연냉각유체에 의해 접촉부재(1200)를 냉각시키도록 냉각유체 유로(1120)와 연결되는 제1포트(1312)와 튜브(1140)와 연결되는 제2포트(1313)를 포함하는 냉각챔버(1310)로 이루어지는 커넥터(1300)를 포함한다. 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리(1000)는 미도시된 별도의 하우징 내에 설치될 수도 있다. 도체(1110)는 접촉부재(1200)에 연결되고 접촉부재(1200)가 미도시된 전기 자동차 충전용 인렛에 끼워져서 전기 자동차가 충전되며, 급속 충전을 위해 고전압 및 고전류로 충전시 고온의 열이 발생되게 된다. 본 발명에 따르면 절연냉각유체를 이송시키기 위해 제공되는 튜브(1140)를 통해 절연냉각유체가 공급되고, 냉각챔버(1310)에서 접촉부재(1200)를 냉각시켜주고 냉각유체 유로(1120)를 통해 절연냉각유체가 회수되면서 도체(1110)를 냉각시켜준다. 실시예에 따라 도체(1110)는 주석으로 도금되어 이루어진다. 도체(1110) 및 냉각유체 유로(1120)를 내부에 수용하는 케이블 호스(1130)는 절연 피복되어 이루어진다. 본 발명에서는 냉각유체가 도체와 직접 접촉하여 냉각시키고 냉각챔버 내에서도 DC+ 선로와 DC- 선로 사이에 냉각유체가 접촉하여 순환하면서 냉각시키는 방식이기에 냉각유체는 필요적으로 절연냉각유체여야 한다. 실시예에 따라 절연냉각유체는 액체를 포함할 수 있다. 또한 절연냉각유체는 가스를 포함할 수 있으며, 예를 들어 절연냉각유체는 전기적으로 절연된 극저온 가스를 포함할 수 있다. 또한 예를 들어 절연냉각유체는 제습된 공기를 포함할 수 있다. 또한 예를 들어 절연냉각유체는 불활성 가스를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리를 적용하여 절연냉각유체가 공급 및 회수되는 흐름을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면 한 쌍의 도체(1110)는 각각 전기 자동차 충전기(2000)의 DC+단과 DC-단에 연결되고 냉각챔버(1310)에서 한 쌍의 접촉부재(1200)에 연결되며 전기 자동차 충전시 접촉부재(1200)가 전기 자동차 충전용 인렛(5000)에 끼워져서 전기 자동차가 충전된다. 절연냉각유체는 칠러(Chiller)(3000)로부터 튜브(1140)를 통해 공급되고 냉각챔버(1310)에서 접촉부재(1200)를 냉각시켜주고 냉각유체 유로(1120)를 통해 회수되면서 도체(1110)를 냉각시켜주며 터미널부(1400)를 통해 칠러(3000)로 회수된다. 실시예에 따라 도체(1110)의 근방에는 온도센서(1510)가 설치되며, 온도센서(1510)는 컨트롤러(4000)로 연결된다. 실시예에 따라 칠러에 온도센서(1520)가 설치될 수도 있으며, 온도센서(1520)는 컨트롤러(4000)로 연결된다. 컨트롤러(4000)는 온도센서(1510)로부터 감지되어 입력되는 신호에 따라 도체(1110)의 온도를 판단한다. 또한 컨트롤러(4000)는 온도센서(1520)로부터 감지되어 입력되는 신호에 따라 절연냉각유체의 온도를 판단한다. 예를 들어 컨트롤러(4000)는 온도센서(1510) 및/또는 온도센서(1520)으로부터 입력되는 신호에 따라 도체(1110)가 과열?榮鳴? 판단되면 칠러(3000)로부터 튜브(1140)에 절연냉각유체가 공급되도록 제어하거나, 판단된 온도에 따라 컨트롤러(4000)는 칠러(3000)를 제어하여 튜브(1140)로 공급되는 절연냉각유체의 양을 조절할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 도체 및 냉각유체 유로와 케이블 호스를 도시한 제1 실시예이다. 도 9는 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 도체 및 냉각유체 유로와 케이블 호스를 도시한 제2 실시예이다. 도 10은 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 도체 및 냉각유체 유로와 케이블 호스를 도시한 제3 실시예이다. 도 11은 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 도체 및 냉각유체 유로와 케이블 호스를 도시한 제4 실시예이다.
도 8을 참조하면 케이블 호스(1130)의 내부에 도체(1110)와 냉각유체 유로(1120)가 수용되며, 냉각유체 유로(1120)는 도체(1110) 중앙에 케이블의 길이 방향으로 길게 연장된 스프링 형상 부재에 의해 형성된다. 냉각유체 유로(1120)가 스프링 형상 부재에 의해 형성됨으로써 유연성 및 압축강도가 우수할 뿐만 아니라 절연냉각유체가 냉각유체 유로(1120)로 흐를 때 스프링 형상 부재의 틈새 사이로 절연냉각유체가 스며들어 도체(1110)를 직접 냉각시켜줌으로써 냉각 효과를 높힐 수 있다. 실시예에 따라 스프링 형상 부재는 스테인레스 강으로 만들어 질 수 있으며, 예를 들어 내식성이 우수한 STS 304 재질로 만들어 질 수 있다.
도 9를 참조하면 도체(1110)는 케이블의 길이 방향으로 길게 연장된 복수의 도체선으로 이루어지고 복수의 도체선 중간에 스프링 형상 부재가 개재되어 냉각유체 유로(1120)가 형성된다. 도체가(1110)가 복수의 도체선으로 이루어지더라도 절연냉각유체가 냉각유체 유로(1120)로 흐를 때 스프링 형상 부재의 틈새 사이로 절연냉각유체가 스며들어 복수의 도체선을 냉각시켜줄 수 있다.
도 10을 참조하면 도체(1110)는 복수의 도체선으로 이루어지고 복수의 도체선은 케이블의 길이 방향으로 나선형으로 꼬아지도록 제공된다. 이 경우에도 절연냉각유체가 냉각유체 유로(1120)로 흐를 때 스프링 형상 부재의 틈새 사이로 절연냉각유체가 스며들어 복수의 도체선을 냉각시켜줄 수 있으며, 복수의 도체선이 나선형으로 꼬아지도록 제공되므로 도체선의 여러 부분이 냉각될 수 있다.
도 11의 (a)와 (b)를 참조하면 케이블 호스(1130)와 도체(1110) 사이에 스페이서(1150)가 제공되며, 따라서, 스페이서(1150)에 의해 케이블 호스(1130)와 도체(1110) 사이에 절연냉각유체가 이송될 수 있는 별도의 유로가 제공된다. 이 경우 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한 실시예들에 비해 절연냉각유체가 냉각유체 유로(1120)뿐만 아니라 스페이서(1150)에 의해 형성된 케이블 호스(1130)와 도체(1110) 사이에 마련된 유로를 통해서도 흐르게 되어 도체(1110)의 냉각 효과를 더욱 높혀 줄 수 있으며. 절연냉각유체를 더욱 빨리 순환시켜줄 수 있다. 실시예에 따라 스페이서(1150)는 도체(1110)와 같은 재질의 도체선으로 이루어져서 도체(1110)로서 기능할 수도 있다. 또한 실시예에 따라 스페이서(1150)는 도체(1110)에 나선으로 감겨져 제공되어 케이블 호스(1130) 내에서 스페이서(1150)가 견고히 설치될 수 있다. 또한 스페이서(1150)가 도체(1110)에 감겨진 간격을 조절함으로써 케이블 호스(1130)와 도체(1110) 사이에 마련된 유로를 통해서 흐르는 절연냉각유체의 유속을 조절할 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비될 수 있는 자켓 및 자켓 내부의 단면도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리에 구비되는 커넥터에서 절연냉각유체의 순환을 설명하기 위해 요부의 단면을 보여주는 사시도이다.
도 12를 참조하면 자켓(1160)은 한 쌍의 케이블 호스(1130)와 적어도 하나의 튜브(1140)를 내부에 수용한다. 실시예에 따라 튜브(1140)는 절연 피복층(1141)을 포함한다. 실시예에 따라 자켓(1160) 내에는 접지선로(1170) 및 적어도 하나의 신호선로(1180) 중 하나 이상이 추가로 제공된다. 또한, 실시예에 따라 자켓(1160) 내부에는 원형유지용 개재물(1190)이 채워진다. 한 쌍의 케이블 호스(1130) 내의 한 쌍의 도체(1110)는 도 4 내지 도 6과 도 13을 참조하면 커넥터(1300) 내에서 대응하는 접촉부재(1200)에 연결되어 직류 충전선로로 기능하고, 적어도 하나의 튜브(1140)는 절연냉각유체를 커넥터(1300)의 냉각챔버(1310) 내로 도입하기 위해 제공된다. 튜브(1140)를 통해 냉각챔버(1310) 내로 도입된 절연냉각유체는 냉각챔버 내(1310)에서 접촉부재(1200)를 냉각시키고 커넥터(1300)의 냉각챔버(1310)로부터 한 쌍의 케이블 호스(1130) 내의 냉각유체 유로(1120)를 통해 회수된다. 실시예에 따라 냉각챔버(1310) 내에 제공되는 접촉부재(1200)에는 냉각챔버(1310) 내의 절연냉각유체를 한 쌍의 케이블 호스(1130) 내의 냉각유체 유로(1120)로 도입하기 위한 통로(1210)를 구비한다. 따라서, 튜브(1140)를 통해 냉각챔버(1310) 내로 도입된 절연냉각유체는 냉각챔버 내(1310)에서 접촉부재(1200)를 냉각시키고 접촉부재(1200)에 구비된 통로(1210)를 통해 냉각유체 유로(1120)로 회수되게 된다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리의 커넥터에서 베이스 부재와 전면 케이스 부재의 결합을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4 내지 도 6과 도 14를 참조하면 커넥터(1300)는 냉각챔버 하우징(1311)과 이에 결합되는 베이스 부재(1320)를 포함하고, 냉각챔버 하우징(1311)의 일측에 한 쌍의 케이블 호스(1130)와 적어도 하나의 튜브(1140)가 연결되고, 냉각챔버 하우징(1311)의 타측에 베이스 부재(1320)가 결합되어 냉각챔버(1310)가 내부에 정의되고, 접촉부재(1200)의 일측은 냉각챔버(1310) 내에서 도체(1110)와 연결되며, 타측은 베이스 부재(1320)를 통해 냉각챔버(1310) 외부로 돌출하여 미도시된 전기 자동차 충전용 인렛에 끼워질 수 있다. 또한, 베이스 부재(1320)의 전면에 별개의 부재로 결합되어 전기 자동차 충전용 인렛에 끼워질 때 접촉부재(1200)를 가이드하고 보호하는 전면 케이스 부재(1330)를 추가로 포함한다. 실시예에 따라 전면 케이스 부재(1330)에 적어도 하나의 결합공(1331)을 형성하고 이에 대응되게 베이스 부재(1320)에 복수의 결합공(1321)을 형성하여 예를 들어 볼트 및 너트 같은 결합수단으로 결합공(1331) 및 대응되는 결합공(1321)을 통해 결합한다. 예를 들어 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리(1000)가 낙하하여 바닥에 충돌해서 충격에 의해 전면 케이스 부재(1330)가 파손되더라도 커넥터(1300)를 교체할 필요없이 전면 케이스 부재(1330)만 교체하여 베이스 부재(1320)에 결합해서 사용할 수 있다.
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 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리(1000)
전기 자동차 충전기(2000)
칠러(Chiller)(3000)
컨트롤러(4000)
전기 자동차 충전용 인렛(5000)
도체(1110)
냉각유체 유로(1120)
케이블 호스(1130)
튜브(1140)
절연 피복층(1141)
스페이서(1150)
자켓(1160)
접지선로(1170)
신호선로(1180)
원형유지용 개재물(1190)
접촉부재(1200)
통로(1210)
커넥터(1300)
냉각챔버(1310)
냉각챔버 하우징(1311)
제1포트(1312)
제2포트(1313)
베이스 부재(1320)
전면 케이스 부재(1330)
결합공(1321)
결합공(1331)
터미널부(1400)
온도센서(1510, 1520)
전기 자동차 충전기(2000)
칠러(Chiller)(3000)
컨트롤러(4000)
전기 자동차 충전용 인렛(5000)
도체(1110)
냉각유체 유로(1120)
케이블 호스(1130)
튜브(1140)
절연 피복층(1141)
스페이서(1150)
자켓(1160)
접지선로(1170)
신호선로(1180)
원형유지용 개재물(1190)
접촉부재(1200)
통로(1210)
커넥터(1300)
냉각챔버(1310)
냉각챔버 하우징(1311)
제1포트(1312)
제2포트(1313)
베이스 부재(1320)
전면 케이스 부재(1330)
결합공(1321)
결합공(1331)
터미널부(1400)
온도센서(1510, 1520)
Claims (16)
- 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리로서,
케이블의 길이 방향으로 길게 연장되는 도체와;
도체의 길이 방향을 따라 도체 중앙을 통해 절연냉각유체를 이송시킬 수 있고 이송되는 절연냉각유체와 이를 에워싸는 도체가 접촉 가능하도록 제공되는 냉각유체 유로와;
도체 및 냉각유체 유로를 내부에 수용하는 케이블 호스와;
절연냉각유체를 이송시키기 위해 케이블 호스 바깥에 별개로 제공되는 적어도 하나의 튜브와;
도체와 연결되는 접촉부재와, 접촉부재의 적어도 일부를 내부에 수용하여 절연냉각유체에 의해 접촉부재를 냉각시키도록 냉각유체 유로와 연결되는 제1포트와 튜브와 연결되는 제2포트를 포함하는 냉각챔버로 이루어지는 커넥터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제1항에 있어서,
냉각유체 유로는 도체 중앙에 케이블의 길이 방향으로 길게 연장된 스프링 형상 부재에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제2항에 있어서,
도체는 케이블의 길이 방향으로 길게 연장된 복수의 도체선으로 이루어지고 복수의 도체선 중간에 스프링 형상 부재가 개재되어 냉각유체 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제3항에 있어서,
복수의 도체선은 케이블의 길이 방향으로 나선형으로 꼬아지도록 제공되는 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제1항에 있어서,
케이블 호스와 도체 사이에 스페이서가 제공되어 케이블 호스와 도체 사이에 절연냉각유체가 이송될 수 있는 별도의 유로가 제공되는 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제5항에 있어서,
스페이서는 도체와 같은 재질의 도체선인 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
한 쌍의 케이블 호스와 적어도 하나의 튜브를 내부에 수용하는 자켓을 추가로 포함하고,
한 쌍의 케이블 호스 내의 한 쌍의 도체는 커넥터 내에서 대응하는 접촉부재에 연결되어 직류 충전선로로 기능하고, 적어도 하나의 튜브는 절연냉각유체를 커넥터의 냉각챔버 내로 도입하기 위해 제공되고, 절연냉각유체는 냉각챔버 내에서 접촉부재를 냉각시키고 커넥터의 냉각챔버로부터 한 쌍의 케이블 호스 내의 냉각유체 유로를 통해 회수되는 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제7항에 있어서,
냉각챔버 내에 제공되는 접촉부재에는 냉각챔버 내의 절연냉각유체를 한 쌍의 케이블 호스 내의 냉각유체 유로로 도입하기 위한 통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제7항에 있어서,
자켓 내에는 접지선로 및 적어도 하나의 신호선로 중 하나 이상이 추가로 제공되는 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제9항에 있어서,
자켓 내부에는 원형유지용 개재물이 채워지는 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제7항에 있어서,
커넥터는 냉각챔버 하우징과 이에 결합되는 베이스 부재를 포함하고,
냉각챔버 하우징의 일측에 한 쌍의 케이블 호스와 적어도 하나의 튜브가 연결되고, 냉각챔버 하우징의 타측에 베이스 부재가 결합되어 냉각챔버가 내부에 정의되고,
접촉부재의 일측은 냉각챔버 내에서 도체와 연결되며, 타측은 베이스 부재를 통해 냉각챔버 외부로 돌출하여 전기 자동차 충전용 인렛에 끼워질 수 있는 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제11항에 있어서,
베이스 부재의 전면에 별개의 부재로 결합되어 전기 자동차 충전용 인렛에 끼워질 때 접촉부재를 가이드하고 보호하는 전면 케이스 부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제2항에 있어서,
스프링 형상 부재는 스테인레스강으로 만들어진 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제1항에 있어서,
도체는 주석으로 도금되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제1항에 있어서,
적어도 하나의 튜브는 절연 피복층을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리. - 제1항에 있어서,
케이블 호스는 절연 피복되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연냉각유체에 의한 직접 냉각 타입의 전기 자동차 충전용 케이블 어셈블리.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240080475A (ko) | 2022-11-30 | 2024-06-07 | 주식회사 협신산업 | 전기차 충전용 케이블 |
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| KR20240080475A (ko) | 2022-11-30 | 2024-06-07 | 주식회사 협신산업 | 전기차 충전용 케이블 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR20240117074A (ko) | 2024-07-31 |
| KR102689723B1 (ko) | 2024-07-31 |
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