KR20230039373A - 충전제어박스 분리형 충전 케이블 - Google Patents

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정연재
유승민
김병규
황윤찬
경정기
김종혁
윤태홍
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
(주)티에이치엔
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Abstract

차량의 전력 충전상태를 모니터링 또는 제어하고, 양측으로 제1 연결단자와 제2 연결단자가 각각 형성되며, 제1 연결단자와 제2 연결단자에는 각각 제1 키와 제 2키가 형성된 충전제어박스와 접속될 수 있는 충전제어박스 분리형 충전케이블로서,
일단에는 충전제어박스의 제1 연결단자 또는 외부 전원 중 어느 하나와 접속되는 차량단자를 구비하고, 타단에는 충전하고자 하는 배터리가 구비된 차량의 인렛(inlet)과 접속되는 아웃렛이 형성된 차량용 케이블; 및
일단은 외부 전원에 접속되고, 타단에는 충전제어박스의 제2 연결단자와 연결되는 휴대용단자를 구비하는 휴대용 케이블을 포함하고,
차량 단자에는 제1 연결단자의 제1 키와 맞물리며 결합되는 제1대응키가 형성되고, 휴대용 단자에는 제2 연결단자의 제 2키와 맞물리며 결합되는 제2대응키가 형성되는 충전제어박스 분리형 충전케이블 등이 소개된다.

Description

충전제어박스 분리형 충전 케이블 {CONTROL-BOX-DETEACHABLE CHARGING CABLES}
본 발명은 충전제어박스 분리형 충전케이블에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 케이블 일체형 충전 제어박스(ICCB, In-Cable Control Box), 케이블 일체형 충전 제어박스의 양단과 연결되는 휴대용 케이블 및 충전 스탠드와 연결되는 충전 케이블을 모두 차량에 탑재하여 사용함에 따라 발생되는 차량 중량 증가 및 소비자 구매 비용 문제를 해결하기 위하여 분리형 공용 케이블을 구비하고, 체결 상태를 확인하는 물리적, 전기적 장치를 마련함으로써 케이블과 다양한 충전장비 간 오체결을 방지하도록 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블에 관한 것이다.
전기차(EV: Electric Vehicle)이나 하이브리드차(PHV: Plug in Hybrid Vehicle)는 해당 차량의 모터에 공급하는 전력을 저장하는 배터리가 탑재되어 있다. 해당 배터리를 충전하는 시스템은 크게 가정용 전원을 통하여 차량 내 배터리를 충전하는 휴대용 충전 시스템, 충전 스탠드를 통하여 차량 내 배터리를 완속 충전하는 완속 충전 시스템, 및 전기차 충전 스테이션을 통하여 차량 내 배터리를 급속 충전하는 급속 충전 시스템으로 분류된다.
그리고 차량 내 장착되는 배터리를 충전하는 방식으로는 통상적으로 유선을 이용한 플러그인 충전방식을 통해 충전을 하고 있다.
또한, 차량 내 배터리 충전 서비스를 이용하고자 하는 이용자는 각 충전 시스템, 그 중 이용률이 높은 휴대용 충전 시스템 및 완속 충전 시스템을 이용하기 위하여 차량 내에 각각의 충전 시스템에 맞는 2개의 케이블을 모두 구비해야 한다. 이는 이용자의 구매 비용 부담을 증가시키고, 차량에 상시 탑재하여 운행하게 됨에 따라 차량의 중량을 높여 연비를 감소시키고, 이용자의 불편을 초래한다.
상기 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것이고 발명자가 본 발명의 실시예들의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 도출 과정에서 습득한 기술정보일 뿐, 출원 전 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 또는 일반 공중에게 이미 공개된 공지기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1952159 B1
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 케이블 일체형 충전 제어박스(ICCB, In-Cable Control Box), 케이블 일체형 충전 제어박스의 양단과 연결되는 휴대용 케이블 및 충전 스탠드와 연결되는 충전 케이블을 모두 차량에 탑재하여 사용함에 따라 발생되는 차량 중량 증가 및 소비자 구매 비용 문제를 해결하기 위하여 분리형 공용 케이블을 구비하고, 체결 상태를 확인하는 물리적, 전기적 장치를 마련함으로써 케이블과 다양한 충전장비 간 오체결을 방지하도록 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블을 제공하고자 함이다.
상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.
본 발명에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블은, 차량의 전력 충전상태를 모니터링 또는 제어하고, 양측으로 제1 연결단자와 제2 연결단자가 각각 형성되며, 제1 연결단자와 제2 연결단자에는 각각 제1 키와 제 2키가 형성된 충전제어박스와 접속될 수 있는 충전제어박스 분리형 충전케이블로서,
일단에는 충전제어박스의 제1 연결단자 또는 외부 전원 중 어느 하나와 접속되는 차량 단자를 구비하고, 타단에는 충전하고자 하는 배터리가 구비된 차량의 인렛(inlet)과 접속되는 아웃렛이 형성된 차량용 케이블; 및
일단은 외부 전원에 접속되고, 타단에는 충전제어박스의 제2 연결단자와 연결되는 휴대용 단자를 구비하는 휴대용 케이블을 포함하고,
차량용 케이블의 차량 단자에는 제1 연결단자의 제1 키와 맞물리며 결합되는 제1대응키가 형성되고, 휴대용 케이블의 휴대용 단자에는 제2 연결단자의 제 2키와 맞물리며 결합되는 제2대응키가 형성된다.
제1 대응키 및 제2 대응키는 서로 다른 형상을 가진 제1 키코드 및 제2 키코드를 포함할 수 있다.
차량 단자 및 휴대용 단자는 전원을 공급받는 전원 핀; 접지(ground)와 연결되는 접지 핀;을 구비하는 전원용 단자를 포함할 수 있다.
전원용 단자의 일단부는 전원용 단자의 접촉에 따른 사용자의 감전을 방지하는 절연 캡을 포함할 수 있다.
전원용 단자는 전원 핀 및 접지 핀을 감싸는 하우징; 및 하우징의 외부에 형성되고, 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나와 끼움 결합하기 위한 록킹 홈을 포함할 수 있다.
하우징은 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나와 결합된 이후 분리되지 않도록 삽입되는 렌치 볼트;를 포함할 수 있다.
차량 단자 및 휴대용 단자는 온도를 감지하는 온도 센서를 구비하는 온도 센서 핀; 및 제1 키와 제1 대응키 또는 제2 키와 제2 대응키가 서로 맞물려 체결되었는지에 관한 체결 정보를 감지하는 인터락 회로를 구비하는 인터락 핀;을 포함하는 신호용 단자를 포함할 수 있다.
인터락 회로는 입력전압이 인터락 회로에 입력되는 경우 출력되는 출력 전압을 검출하는 전압 검출부; 및 검출된 출력 전압을 기반으로 체결 정보를 감지하고, 불완전하게 체결되었다고 판단된 경우 충전제어박스의 동작을 중단하도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 다른 충전제어박스 분리형 충전케이블은, 차량의 전력 충전상태를 모니터링 또는 제어하고, 양측으로 제1 연결단자와 제2 연결단자가 각각 형성되며, 제1 연결단자와 제2 연결단자에는 각각 제1 키와 제 2키가 형성된 충전제어박스와 접속될 수 있는 충전제어박스 분리형 충전케이블로서,
일단에는 충전제어박스의 제1 연결단자 또는 외부 전원 중 어느 하나와 접속되는 차량 단자를 포함하고, 타단에는 충전하고자 하는 배터리가 구비된 차량의 인렛(inlet)과 접속되는 아웃렛이 형성된 차량용 케이블;
일단은 제1 전원에 접속되고, 타단은 충전제어박스의 제2 연결단자와 연결되는 휴대용 단자를 구비하는 휴대용 케이블; 및
일단은 제2 전원에 접속되고, 타단은 차량단자와 연결되는 충전기용 단자를 구비하는 충전기용 케이블을 포함하고,
차량 단자에는 제1 연결단자의 제1 키와 맞물리며 결합되는 제1대응키가 형성되고, 휴대용 단자에는 제2 연결단자의 제 2키와 맞물리며 결합되는 제2대응키가 형성되고, 충전기용 단자에는 차량단자의 제1 대응키와 맞물리며 결합되는 제1키가 형성된다.
제1 전원은 가정용 교류 전원이고, 제2 전원은 완속충전기용 교류 전원일 수 있다.
제1 대응키 및 제2 대응키는 서로 다른 형상을 가진 제1 키코드 및 제2 키코드를 포함할 수 있다.
차량 단자, 휴대용 단자 및 충전기용 단자는 전원을 공급받는 전원 핀; 접지(ground)와 연결되는 접지 핀;을 구비하는 전원용 단자를 포함할 수 있다.
전원용 단자의 일단부는 전원용 단자의 접촉에 따른 사용자의 감전을 방지하는 절연 캡을 포함할 수 있다.
전원용 단자는 전원 핀 및 접지 핀을 감싸는 하우징; 및 하우징의 외부에 형성되고, 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나와 끼움 결합하기 위한 록킹 홈을 포함할 수 있다.
하우징은 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나와 결합된 이후 분리되지 않도록 삽입되는 렌치 볼트;를 포함할 수 있다.
본 발명의 충전제어박스 분리형 충전케이블에 따르면, 케이블 일체형 충전 제어박스(ICCB, In-Cable Control Box), 케이블 일체형 충전 제어박스의 양단과 연결되는 휴대용 케이블 및 충전 스탠드와 연결되는 충전 케이블을 모두 차량에 탑재하여 사용함에 따라 발생되는 차량 중량 증가 및 소비자 구매 비용 문제를 해결하기 위하여 분리형 공용 케이블을 구비하고, 체결 상태를 확인하는 물리적, 전기적 장치를 마련함으로써 케이블과 다양한 충전장비 간 오체결을 방지한다.
상기된 바와 같은 기술적 효과들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 효과가 도출될 수도 있다.
도 1은 종래 발명의 충전 시스템에서 충전제어박스 및 충전케이블을 나타낸 도면.
도 2는 종래 발명의 다른 충전 시스템에서 충전케이블을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 차량 단자 및 휴대용 단자를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 충전기 단자를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 차량 단자의 구성을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 휴대용 단자의 구성을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 충전기용 단자의 구성을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 오체결 검출 구성을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 인터락 회로를 나타낸 도면.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 그리고, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
마지막으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 종래 발명의 충전 시스템에서 충전제어박스 및 충전케이블을 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 발명의 다른 충전 시스템에서 충전케이블을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 발명의 가정용(휴대용) 충전 시스템으로서 가정용 교류전원의 콘센트에 연결되는 플러그(205)가 구비된 전원 케이블 및 차량 내 충전하고자 하는 배터리의 인렛과 연결되는 아웃렛(203)에서 연장되는 차량용 케이블을 포함하는 충전 케이블(204)과 일체화된 케이블 일체형 충전제어박스(ICCB: In-Cable Control Box)(206)를 포함한다. 케이블 일체형 충전제어박스(In-Cable Control Box; ICCB)(206)는 충전장치로부터 전송된 충전 정보에 따라 상용전원을 공급 또는 차단하거나 누설 전류가 검출되면 충전을 정지시키거나, 사용자에게 경고하는 경고장치를 작동시키는 제어를 수행한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래 발명의 충전 스탠드용 충전 시스템으로서, 충전 스탠드용 충전 시스템은 충전스탠드의 충전기용 교류전원과 연결되는 아웃렛(203)이 구비된 충전 케이블(204)에서 차량 내 충전하고자 하는 배터리의 인렛과 연결되는 아웃렛(203)으로 연결되어 전원을 공급한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블을 나타낸 도면이고 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블은, 차량의 전력 충전상태를 모니터링 또는 제어하고, 양측으로 제1 연결단자(제어부2)와 제2 연결단자(제어부3)가 각각 형성되며, 제1 연결단자와 제2 연결단자에는 각각 제1 키와 제 2키가 형성된 충전제어박스와 접속될 수 있는 충전제어박스 분리형 충전케이블로서, 일단에는 충전제어박스의 제1 연결단자 또는 외부 전원 중 어느 하나와 접속되는 차량 단자를 구비하고, 타단에는 충전하고자 하는 배터리가 구비된 차량의 인렛(inlet)과 접속되는 아웃렛이 형성된 차량용 케이블(제어부4); 및 일단은 외부 전원에 접속되고, 타단에는 충전제어박스의 제2 연결단자와 연결되는 휴대용 단자를 구비하는 휴대용 케이블(제어부1)을 포함하고, 차량용 케이블의 차량 단자에는 제1 연결단자의 제1 키와 맞물리며 결합되는 제1대응키가 형성되고, 휴대용 케이블의 휴대용 단자에는 제2 연결단자의 제 2키와 맞물리며 결합되는 제2대응키가 형성된다.
여기서 맞물리며 결합되는 방식은 버튼 방식으로서 눌리는 일정 위치에 걸리도록 설계된 방식일 수 있다. 또는, 결합되는 방식으로서 연결되는 부위가 파지 부재에 의해 파지되는 클램핑(clamping) 방식일 수 있다. 이는 하나의 실시예이고, 하나에 끼움돌기가 마련되고 이를 둘러싸는 또 다른 하우징에 끼움 홈이 마련되어 끼움결합할 수 있다. 또는, 각자 단차가 형성되고, L형상이 서로에 대하여 상대적으로 역립된 형태를 취하여 지그재그로 결합할 수 있다. 또는, 결합되는 부위에 회전력을 가하면 끼움돌기이나 끼움 홈이 돌출되어 그 이후 끼움힘을 가하면 결합할 수 있도록 설계할 수 있다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블을 나타낸 도면이고, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블은, 차량의 전력 충전상태를 모니터링 또는 제어하고, 양측으로 제1 연결단자(제어부2)와 제2 연결단자(제어부3)가 각각 형성되며, 제1 연결단자와 제2 연결단자에는 각각 제1 키와 제 2키가 형성된 충전제어박스와 접속될 수 있는 충전제어박스 분리형 충전케이블로서, 일단에는 충전제어박스의 제1 연결단자 또는 외부 전원 중 어느 하나와 접속되는 차량 단자를 포함하고, 타단에는 충전하고자 하는 배터리가 구비된 차량의 인렛(inlet)과 접속되는 아웃렛이 형성된 차량용 케이블(제어부4); 일단은 제1 전원에 접속되고, 타단은 충전제어박스의 제2 연결단자와 연결되는 휴대용 단자를 구비하는 휴대용 케이블(제어부1); 및 일단은 제2 전원에 접속되고, 타단은 차량단자와 연결되는 충전기용 단자를 구비하는 충전기용 케이블(제어부5)을 포함하고,차량 단자에는 제1 연결단자(제어부2)의 제1 키와 맞물리며 결합되는 제1대응키가 형성되고, 휴대용 단자에는 제2 연결단자(제어부3)의 제 2키와 맞물리며 결합되는 제2대응키가 형성되고, 충전기용 단자에는 차량단자의 제1 대응키와 맞물리며 결합되는 제1키가 형성된다.
따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 종래 발명과 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블은 충전 케이블과 충전 제어박스가 모두 분리되고, 이중 차량용 케이블은 공용 케이블로서 제2 전원 또는 제1 전원에 모두 사용될 수 있다. 이에 따라, ICCB 및 휴대용 케이블, 충전 케이블을 모두 차량에 탑재하여 사용함에 따라 발생되는 차량 중량 증가 및 소비자 구매 비용 문제를 해결할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 차량 단자 및 휴대용 단자를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 충전기 단자를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 차량 단자의 구성을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 휴대용 단자의 구성을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 충전기용 단자의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 차량 단자(제어부1) 및 휴대용 단자(제어부4)를 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 차량 단자(제어부1)는 제1 대응키가 형성되고, 충전제어박스의 제1 연결단자의 제1 키와 맞물리며 결합될 수 있다. 마찬가지로, 휴대용 단자(제어부4)는 제2 대응키가 형성되고, 충전제어박스의 제2 연결단자의 제2 키와 맞물리며 결합될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 충전기용 단자(제어부5) 및 휴대용 단자(제어부4)를 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 충전기용 단자(305)는 제1키가 형성되고, 차량 단자(304)의 제1 대응키와 맞물리며 결합될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 차량 단자의 구성을 나타낸 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블에서, 차량 단자의 제1 대응키는 서로 다른 형상을 가진 제1 키코드(408) 및 제2 키코드(410)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블에서, 차량 단자 및 휴대용 단자는 전원을 공급받는 전원 핀; 접지(ground)와 연결되는 접지 핀;을 구비하는 전원용 단자(402)를 포함할 수 있다. 이는 상위의 2개의 전원 핀과 1개의 접지 핀으로서 삽입되는 전원용 단자(402)의 형상은 도 6의 하단 좌측의 위에 도시되어 있으나, 이에 한정하지 않는다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블에서, 전원용 단자(502)는 전원 핀 및 접지 핀을 감싸는 하우징(407); 및 하우징의 외부에 형성되고, 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나와 끼움 결합하기 위한 록킹 홈(미도시)을 포함할 수 있다. 록킹(locking) 홈은 제1 키와 제1 대응키 또는 제2 키와 제2 대응키와 맞물려 결합된 체결 상태를 유지하게끔 하는 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나에 구비된 록킹 레버(미도시)에 상응하는 구조이다. 이에 따라, 충전케이블 연결시 의도치 않은 강제 분리 상황을 방지한다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블에서 하우징(507)은 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나와 결합된 이후 분리되지 않도록 삽입되는 렌치 볼트(409);를 포함할 수 있다. 렌치 볼트(409)는 임의의 사용자에 의하여 제대로 체결된 상태가 탈거되는 것을 방지하기 위한 구조로서, 제1 키와 제1 대응키, 제2키와 제2 대응키의 끼움 결합에 부가하여 볼트 결합되도록 한다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블에서, 차량용 단자는 온도를 감지하는 온도 센서를 구비하는 온도 센서 핀; 및 제1 키와 제1 대응키 또는 제2 키와 제2 대응키가 서로 맞물려 체결되었는지에 관한 체결 정보를 감지하는 인터락 회로를 구비하는 인터락 핀;을 포함하는 신호용 단자(404)를 포함할 수 있다. 이는 하위의 2개의 온도 센서 핀 및 2개의 인터락 핀으로서 삽입되는 신호용 단자(404)의 형상은 도 6의 하단 좌측의 아래에 도시되어 있으나, 이에 한정하지 않는다. 그리고, 전원용 단자(402)와 신호용 단자(404)는 사용자의 손가락이 삽입되어 감전되지 않도록 하는 감전 방지구(406)가 구비될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 단자와 사용자의 손가락이 접촉될 수 없도록 전원용 단자(402)와 신호용 단자는 사용자의 손가락이 억지로 삽입되는 공간보다 더 내부로 삽입될 수 있고, 그러한 삽입되는 단자를 감싸는 하우인 감전 방지구(406)가 구비될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 휴대용 단자의 구성을 나타낸 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블에서, 휴대용 단자의 제2 대응키는 서로 다른 형상을 가진 제1 키코드(508) 및 제2 키코드(510)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블에서, 차량 단자 및 휴대용 단자는 전원을 공급받는 전원 핀; 접지(ground)와 연결되는 접지 핀;을 구비하는 전원용 단자(502)를 포함할 수 있다. 이는 상위의 2개의 전원 핀과 1개의 접지 핀으로서 삽입되는 전원용 단자(502)의 형상은 도 7의 하단 좌측의 위에 도시되어 있으나, 이에 한정하지 않는다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블에서, 각 전원용 단자(502) 및 신호용 단자(504)는 단자를 감싸는 격벽(509)이 구비될 수 있다. 여기서 격벽(509)은 단자 간의 전기접 간섭을 방지한다.
그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 휴대용 단자에서, 전원용 단자(502)는 전원 핀 및 접지 핀을 감싸는 하우징(507); 및 하우징의 외부에 형성되고, 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나와 끼움 결합하기 위한 록킹 홈(506)을 포함할 수 있다. 록킹(locking) 홈은 제1 키와 제1 대응키 또는 제2 키와 제2 대응키와 맞물려 결합된 체결 상태를 유지하게끔 하는 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나에 구비된 록킹 레버(미도시)에 상응하는 구조이다. 이에 따라, 충전케이블 연결시 의도치 않은 강제 분리 상황을 방지한다.
그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블에서, 휴대용 단자는 온도를 감지하는 온도 센서를 구비하는 온도 센서 핀; 및 제1 키와 제1 대응키 또는 제2 키와 제2 대응키가 서로 맞물려 체결되었는지에 관한 체결 정보를 감지하는 인터락 회로를 구비하는 인터락 핀;을 포함하는 신호용 단자(504)를 포함할 수 있다. 이는 하위의 2개의 온도 센서 핀 및 2개의 인터락 핀으로서 삽입되는 신호용 단자(504)의 형상은 도 7의 하단 좌측의 아래에 도시되어 있으나, 이에 한정하지 않는다. 그리고, 본 발명의 전원용 단자 및/또는 신호용 단자는 제어부에 체결되기 위하여 별도의 버스바 형태의 도체와 조립되기 위한 버스바 조립 부재(503,505)를 포함할 수 있다. 마지막으로, 전원용 단자(502)의 일단부는 전원용 단자의 접촉에 따른 사용자의 감전을 방지하는 절연 캡(501)을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 충전기용 단자의 구성을 나타낸 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 충전기용 단자에서, 전원용 단자(602)는 전원 핀 및 접지 핀을 감싸는 하우징(607); 및 하우징의 외부에 형성되고, 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나와 끼움 결합하기 위한 록킹 홈(606)을 포함할 수 있다. 록킹(locking) 홈은 제1 키와 제1 대응키 또는 제2 키와 제2 대응키와 맞물려 결합된 체결 상태를 유지하게끔 하는 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나에 구비된 록킹 레버(미도시)에 상응하는 구조이다. 이에 따라, 충전케이블 연결시 의도치 않은 강제 분리 상황을 방지한다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블에서, 충전기용 단자는 온도를 감지하는 온도 센서를 구비하는 온도 센서 핀; 및 제1 키와 제1 대응키 또는 제2 키와 제2 대응키가 서로 맞물려 체결되었는지에 관한 체결 정보를 감지하는 인터락 회로를 구비하는 인터락 핀;을 포함하는 신호용 단자(604)를 포함할 수 있다. 이는 하위의 2개의 온도 센서 핀 및 2개의 인터락 핀으로서 삽입되는 신호용 단자(604)의 형상은 도 8의 하단 좌측의 아래에 도시되어 있으나, 이에 한정하지 않는다. 그리고, 본 발명의 전원용 단자 및/또는 신호용 단자는 제어부에 체결되기 위하여 별도의 버스바 형태의 도체와 조립되기 위한 버스바 조립 부재(603,605)를 포함할 수 있다. 마지막으로, 전원용 단자(602)의 일단부는 전원용 단자의 접촉에 따른 사용자의 감전을 방지하는 절연 캡(601)을 포함할 수 있다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블에서, 각 전원용 단자(602) 및 신호용 단자(604)는 단자를 감싸는 격벽(609)이 구비될 수 있다. 여기서 격벽(609)은 단자 간의 전기접 간섭을 방지한다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블에서 하우징(607)은 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나와 결합된 이후 분리되지 않도록 삽입되는 렌치 볼트(미도시);를 포함할 수 있다. 렌치 볼트는 임의의 사용자에 의하여 제대로 체결된 상태가 탈거되는 것을 방지하기 위한 구조로서, 제1 키와 제1 대응키, 제2키와 제2 대응키의 끼움 결합에 부가하여 볼트 결합되도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 오체결 검출 구성을 나타낸 도면이고, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블에서 인터락 회로는 입력전압이 인터락 회로에 입력되는 경우 출력되는 출력 전압을 검출하는 전압 검출부(108); 및 검출된 출력 전압을 기반으로 체결 정보를 감지하고, 불완전하게 체결되었다고 판단된 경우 충전제어박스의 동작을 중단하도록 제어하는 제어부(102)를 더 포함할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 저항검출부(106)는 케이블에 연결된 부하의 저항, 외부 전원에 따른 내부저항을 검출하고, 이를 기반으로 부하의 종류나 외부 전원과의 정상 체결 여부를 판단할 수 있다. 전압검출부(108)는 전원과 연결되어 정상적으로 체결되거나, 비정상적으로 체결된 경우에 인터록 회로의 전압을 검출하여, 케이블과 외부 전원 또는 케이블과 충전제어박스 간 정상 체결 여부를 판단할 수 있다. 제어부(102)는 비정상적으로 체결된 것으로 판단된 경우, 외부 전원을 차단하거나 충전을 정지시키거나, 사용자에게 경고하는 경고장치를 작동시키는 제어를 수행한다. 전력변환부(202) 및 충전케이블(204)은 제어부(102)가 정상적으로 체결된 것으로 판단된 경우 외부 전원의 전압을 배터리의 전압에 맞게 강압 또는 승압하여 차량 내 배터리를 완속 충전한다.
여기서 완속 충전은 일반적인 가정이나 직장에 공급되는 교류 전력을 이용하여 전기차 내에 탑재된 배터리를 충전하는 방식으로, 각 가정이나 직장의 콘센트 또는 별도로 설치된 충전 스탠드에 내장된 콘센트를 통하여 교류 전력을 제공하며, 이때 사용 전압으로 220 V의 교류 전압이 사용될 수 있다. 이때, 전기차는 완속 충전을 위해 교류 전력을 승압하고 직류 전원으로 변환하여 배터리에 공급할 수 있는 장치인 온보드 차저(On-Board Charger)를 추가로 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 전기차(electric vehicle, EV)는 일렉트릭 카(electric car), 일렉트릭 오토모바일(electric automobile), ERV(electric road vehicle), PV(plug-in vehicle), xEV(plug-in vehicle) 등으로 지칭될 수 있고, xEV는 BEV(plug-in all-electric vehicle 또는 battery electric vehicle), PEV(plug-in electric vehicle), HEV(hybrid electric vehicle), HPEV(hybrid plug-in electric vehicle), PHEV(plug-in hybrid electric vehicle) 등으로 지칭되거나 구분될 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에서 본 발명의 일 실시예에서 플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)는 전력 그리드에 연결하여 차량 탑재 일차 배터리를 재충전하는 전기차로 지칭될 수 있다. 플러그인 차량(Plug-in vehicle, PV)은 본 명세서에서 전기차 전력공급장치(electric vehicle supply equipment, EVSE)로부터 물리적인 플러그와 소켓을 사용하지 않고 무선 충전 방식을 통해 재충전 가능한 차량으로 지칭될 수 있다. 중량 자동차(Heavy duty vehicles; H.D. Vehicles)는 49 CFR 523.6 또는 CFR 37.3(bus)에서 정의된 네 개 이상의 바퀴를 가진 모든 차량을 지칭할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전제어박스 분리형 충전케이블의 인터락(interlock) 회로를 나타낸 도면이다. 시스템 전원이 인가되면 인터락 회로의 제어부(102)를 구성하는 MCU 신호가 High(+5V)에서 Low(0V)로 변환된다. 이에 따라, 제어부(102)는 각 체결이 정상임을 확인할 수 있다. 한편, 의도치 않게 각 체결이 비정상적으로 분리되면 MCU 신호가 Low(0V)에서 High(+5V)로 변환된다. 이에 따라, 제어부(102)는 각 체결 중 어느 하나 또는 모두가 불완전하게 체결되었다고 판단하고, 충전제어박스의 동작을 중단시키는 제어를 수행할 수 있다.
한편, 제어부(102)는 각 체결 상태를 일정 주기로 확인할 수 있다. 그리고 제어부(102)는 정상 체결 상태가 감지된 경우 정상 체결 표시 장치를 온하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 충전제어박스 분리형 충전케이블에 관한 것으로, 분리형 공용 케이블을 구비한다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예는 케이블 일체형 충전 제어박스(ICCB, In-Cable Control Box), 케이블 일체형 충전 제어박스의 양단과 연결되는 휴대용 케이블 및 충전 스탠드와 연결되는 충전 케이블을 모두 차량에 탑재하여 사용함에 따라 발생되는 차량 중량 증가 및 소비자 구매 비용 문제를 해결한다. 아울러, 본 발명의 일 실시예는 체결 상태를 확인하는 물리적, 전기적 장치를 마련함으로써 케이블과 다양한 충전장비 간 오체결을 방지하도록 한다.
상기의 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다 또는" 구비하다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 즉, 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 의 용어는 설시된 특징, 영역, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 구성성분, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 영역이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 구성성분, 부분품 또는 이들을 조합한 군들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상기한 바와 같이 본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100: 인터락 회로
102: 제어부
106: 저항검출부
108: 전압검출부
202: 전력변환부
203: 아웃렛
204: 충전 케이블
205: 플러그
206: 케이블 일체형 충전제어박스
301: 휴대용 단자
302: 제2 연결단자
303: 제1 연결단자
304: 차량 단자
305: 충전기용 단자
402,502,602: 전원용 단자
404,504,604: 신호용 단자
505,605 : 버스바 조립부재
406: 감전 방지구
506,606: 록킹 홈
407,507,607: 하우징
408,508,608: 제1 키코드
409: 렌치 볼트
509,609: 격벽
410,510,610: 제2 키코드
501,601: 절연 캡
502,602: 연장부
503,603: 버스바부
504,604: 연장부

Claims (15)

  1. 차량의 전력 충전상태를 모니터링 또는 제어하고, 양측으로 제1 연결단자와 제2 연결단자가 각각 형성되며, 제1 연결단자와 제2 연결단자에는 각각 제1 키와 제 2키가 형성된 충전제어박스와 접속될 수 있는 충전제어박스 분리형 충전케이블로서,
    일단에는 충전제어박스의 제1 연결단자 또는 외부 전원 중 어느 하나와 접속되는 차량 단자를 구비하고, 타단에는 충전하고자 하는 배터리가 구비된 차량의 인렛(inlet)과 접속되는 아웃렛이 형성된 차량용 케이블; 및
    일단은 외부 전원에 접속되고, 타단에는 충전제어박스의 제2 연결단자와 연결되는 휴대용 단자를 구비하는 휴대용 케이블을 포함하고,
    차량용 케이블의 차량 단자에는 제1 연결단자의 제1 키와 맞물리며 결합되는 제1대응키가 형성되고, 휴대용 케이블의 휴대용 단자에는 제2 연결단자의 제 2키와 맞물리며 결합되는 제2대응키가 형성되는 충전제어박스 분리형 충전케이블.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제1 대응키 및 제2 대응키는 서로 다른 형상을 가진 제1 키코드 및 제2 키코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블.
  3. 청구항 2에 있어서,
    차량 단자 및 휴대용 단자는 전원을 공급받는 전원 핀; 접지(ground)와 연결되는 접지 핀;을 구비하는 전원용 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블.
  4. 청구항 3에 있어서,
    전원용 단자의 일단부는 전원용 단자의 접촉에 따른 사용자의 감전을 방지하는 절연 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블.
  5. 청구항 3에 있어서,
    전원용 단자는 전원 핀 및 접지 핀을 감싸는 하우징; 및 하우징의 외부에 형성되고, 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나와 끼움 결합하기 위한 록킹 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블.
  6. 청구항 5에 있어서,
    하우징은 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나와 결합된 이후 분리되지 않도록 삽입되는 렌치 볼트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블.
  7. 청구항 2에 있어서,
    차량 단자 및 휴대용 단자는 온도를 감지하는 온도 센서를 구비하는 온도 센서 핀; 및 제1 키와 제1 대응키 또는 제2 키와 제2 대응키가 서로 맞물려 체결되었는지에 관한 체결 정보를 감지하는 인터락 회로를 구비하는 인터락 핀;을 포함하는 신호용 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블.
  8. 청구항 7에 있어서,
    인터락 회로는 입력전압이 인터락 회로에 입력되는 경우 출력되는 출력 전압을 검출하는 전압 제어부; 및 검출된 출력 전압을 기반으로 체결 정보를 감지하고, 불완전하게 체결되었다고 판단된 경우 충전제어박스의 동작을 중단하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블.
  9. 차량의 전력 충전상태를 모니터링 또는 제어하고, 양측으로 제1 연결단자와 제2 연결단자가 각각 형성되며, 제1 연결단자와 제2 연결단자에는 각각 제1 키와 제 2키가 형성된 충전제어박스와 접속될 수 있는 충전제어박스 분리형 충전케이블로서,
    일단에는 충전제어박스의 제1 연결단자 또는 외부 전원 중 어느 하나와 접속되는 차량 단자를 포함하고, 타단에는 충전하고자 하는 배터리가 구비된 차량의 인렛(inlet)과 접속되는 아웃렛이 형성된 차량용 케이블;
    일단은 제1 전원에 접속되고, 타단은 충전제어박스의 제2 연결단자와 연결되는 휴대용 단자를 구비하는 휴대용 케이블; 및
    일단은 제2 전원에 접속되고, 타단은 차량단자와 연결되는 충전기용 단자를 구비하는 충전기용 케이블을 포함하고,
    차량 단자에는 제1 연결단자의 제1 키와 맞물리며 결합되는 제1대응키가 형성되고, 휴대용 단자에는 제2 연결단자의 제 2키와 맞물리며 결합되는 제2대응키가 형성되고, 충전기용 단자에는 차량단자의 제1 대응키와 맞물리며 결합되는 제1키가 형성되는 충전제어박스 분리형 충전케이블.

  10. 청구항 9에 있어서,
    제1 전원은 가정용 교류 전원이고, 제2 전원은 완속충전기용 교류 전원인 것을 특징으로 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블.
  11. 청구항 9에 있어서,
    제1 대응키 및 제2 대응키는 서로 다른 형상을 가진 제1 키코드 및 제2 키코드를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블.
  12. 청구항 11에 있어서,
    차량 단자, 휴대용 단자 및 충전기용 단자는 전원을 공급받는 전원 핀; 접지(ground)와 연결되는 접지 핀;을 구비하는 전원용 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블.
  13. 청구항 12에 있어서,
    전원용 단자의 일단부는 전원용 단자의 접촉에 따른 사용자의 감전을 방지하는 절연 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블.
  14. 청구항 13에 있어서,
    전원용 단자는 전원 핀 및 접지 핀을 감싸는 하우징; 및 하우징의 외부에 형성되고, 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나와 끼움 결합하기 위한 록킹 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블.
  15. 청구항 13에 있어서,
    하우징은 제1 연결단자 또는 제2 연결단자 중 어느 하나와 결합된 이후 분리되지 않도록 삽입되는 렌치 볼트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전제어박스 분리형 충전케이블.
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