차재용 커넥터란
차량용 커넥터는 자동차 배선을 연결하는 자동차 전용 부품입니다.
자동차가 고도의 통신 기능을 갖추고 고성능화됨에 따라 전자 회로와 부품이 늘어나면서 차량용 커넥터도 다양한 종류가 개발되고 있습니다. 또한, 전기자동차가 판매되기 시작하면서 충전과 방전을 위한 전용 커넥터가 사용되고 있습니다.
자동차에 탑재되는 습도, 온도, 진동, 물과 같은 센서와 그 환경에 맞춰 다양한 종류의 차량용 커넥터가 개발되고 있습니다. 연결하는 배선의 미세한 신호부터 대용량 전력용까지 다양한 라인업을 갖추고 있습니다.
차량용 커넥터의 사용 용도
자동차 배선에 사용되는 커넥터 전반을 차량용 커넥터라고 부르며, 하네스 커넥터, FPC 커넥터, 기판 간 커넥터, 동축 커넥터 등 수많은 커넥터가 있습니다. 종류에 따라 사용 용도가 다릅니다.
하네스 커넥터
안전계, 고전압, 방수, 첨단 운전 시스템 등 전반
FPC 커넥터
첨단 운전 시스템, 멀티미디어
기판 간 커넥터
첨단 운전 시스템, ECU
동축 커넥터
첨단 운전 시스템, 멀티미디어, ECU
차량용 커넥터의 원리
차량용 커넥터는 배선끼리 연결하는 역할을 하기 때문에 일반 커넥터와 기본적으로 구조가 다르지 않다. 커넥터는 크게 두 부분으로 나뉩니다. 배선 간 전기적 연결을 하는 콘택트(Contact)와 콘택트를 내장하는 절연체 부분인 하우징(Housing)이 그것입니다.
차량용 커넥터의 경우 진동으로 인한 접촉 불량이나 이탈을 방지하기 위해 기계식 잠금장치가 있는 커넥터가 많습니다. 플러그를 밀어 넣으면 딸깍 소리가 나면서 확실하게 잠기는 구조입니다. 그 외에도 접촉부의 이탈을 방지하기 위해 하우징 랜스 및 리테이너로 2차적으로 고정할 수 있는 구조로 되어 있는 커넥터도 있습니다.
또한, 차량용 커넥터의 사용처 환경에 적합한 소재와 구조를 가진 제품이 사용되고 있습니다. 예를 들어, 전기자동차의 충방전용 커넥터는 방수 보호가 충분히 이루어지도록 설계되어 있으며, 이러한 커넥터의 외부 플라스틱은 열화나 충격에 의한 손상을 방지하기 위해 내후성이 높고 강도가 충분한 플라스틱을 채택하고 있습니다.
차량용 커넥터에 대한 추가 정보
차량용 커넥터의 활용
1. 차량용 방수 커넥터
방수 커넥터는 방수 및 방진이 요구되는 곳에 사용합니다. 구체적으로 물이나 기름이 발생하는 엔진룸 주변이나 젖은 신발의 물이 스며드는 플로어 매트 주변, 우천 시 물이 침투할 수 있는 곳 등입니다. 일반 커넥터에 비해 구조가 크게 달라져 방수 대책은 케이스의 발수 처리로 외부 대책부터 커넥터 내부의 단자 1개까지 다양합니다.
커넥터 내부 단자에는 실링 링을 사용하여 결합 시 발생하는 틈새를 메워 외부의 물, 기름, 먼지 등의 침입을 방지합니다. 그 외 전선과 단자가 연결되는 부분은 고무마개를 조이는 방식으로 장착하여 내환경성과 함께 당김과 같은 외부의 힘에 강한 구조로 되어 있습니다.
엔진 주변에서 사용하는 커넥터는 방수성 외에도 고온과 진동에도 견딜 수 있는 구조로 되어 있습니다. 차량용 방수 커넥터는 복잡한 구조와 높은 내환경성 때문에 일반 차량용 커넥터에 비해 생산에 필요한 비용이 매우 커서 수배에서 수십 배의 금액 차이가 납니다.
2. 안전계통 부품에 사용되는 차량용 방수 커넥터
차량용 방수 커넥터는 에어백, 충돌 감지 센서, ECU(전자제어장치) 등 안전 측면에서 엄격한 관리가 요구되는 부품에 사용되는 경우가 있습니다. 에어백은 인명과 직결되는 부품인 만큼 높은 신뢰성이 요구되며, 방수 처리와 더불어 커넥터 결합 시 삽입 부족과 이탈을 방지하기 위한 대책이 적용되어 있습니다.
리테이너와 프론트 캡의 2가지 부품에 의한 2중 결합 구조로 이탈을 방지합니다. 또한, 리테이너와 프론트 캡은 커넥터가 확실하게 결합되지 않으면 장착할 수 없는 구조입니다. 이를 통해 결합 시 삽입 부족을 방지할 수 있습니다.
그 외에도 조립 공정 시 작업자의 오결합을 방지할 수 있는 대책도 마련되어 있습니다. 표준형 커넥터와 모양과 색상이 크게 달라 한눈에 오작동을 판단할 수 있다. 중요 안전 부품인 에어백에 사용되는 커넥터의 색상은 노란색이 많은 편입니다.
3. 고전압 부품에 사용되는 차량용 커넥터
전기자동차의 충방전용으로 사용되는 커넥터는 충방전 시간을 단축하기 위해 높은 전압을 필요로 합니다. 고전압 부품에 사용되는 경우 감전 방지 대책, 발생 온도 상승에 따른 발화 대책 등 일반 커넥터보다 높은 안전 성능이 요구됩니다.
또한, 소비자가 직접 충전하는 경우도 예상되므로 견고성, 경량화가 요구됩니다. 이러한 안전성이 서로 다르지 않도록 표준이 제정되어 있으며, 표준을 준수함으로써 동 규격에 부합하는 커넥터라면 제조사 간 호환이 가능하기 때문에 어떤 제조사의 커넥터도 사용할 수 있습니다.
4. 첨단 주행 시스템에 사용되는 차재 커넥터
첨단 주행 시스템에 사용되는 차량용 커넥터는 주변 차량, 사람, 오토바이 등의 위치를 이동하면서 파악해야 하기 때문에 통신이 끊기지 않는 고속 통신 성능이 요구됩니다.
또한, 차량 내에서도 스마트폰의 전파나 TV 수신, ETC 등 많은 통신이 이루어지고 있으며, 이러한 통신으로 인한 오작동 대책, 주변 통신을 오작동시키지 않기 위한 대책으로 내노이즈 성능이 필요합니다. 고속 통신 성능 및 내노이즈 성능을 향상시키기 위해서는 신호 라인의 보호로서 차폐 부품이 필수적입니다.