KR101794186B1 - The power transmission for power supply device of electric vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기자동차의 급전장치용 급전코일의 구성방법 및 배치를 변경함으로써 기존의 급전장치보다 고용량의 전력을 공급할 수 있는 전기자동차용 급전장치에 관한 것으로, 도로 진행방향을 따라 다수개가 이격되게 매설되어 자속누설을 방지하는 기판과 상기 기판 중앙에 형성된 기둥을 포함하는 급전코어부 및 자기장을 형성하도록 하는 제1,2 급전선;을 포함하되, 상기 제1,2 급전선은 상기 급전코어부에 배치되고 상기 제1 급전선과 제2 급전선은 서로 반대 방향으로 전류가 흐르는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 급전장치를 제공한다.The present invention relates to a power supply device for an electric vehicle capable of supplying a higher capacity of electric power than a conventional power supply device by changing the method and arrangement of a power supply coil for a power supply device of an electric vehicle, And a first and second feeder lines for forming a magnetic field, wherein the first and second feeder lines are disposed in the feeding core part Wherein a current flows in opposite directions between the first feeder line and the second feeder line.

Description

전기자동차용 급전장치{The power transmission for power supply device of electric vehicle}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a power transmission device for an electric vehicle,

본 발명은 전기자동차용 급전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기자동차의 급전장치용 급전코일의 구성방법 및 배치를 변경함으로써 기존의 급전장치보다 고용량의 전력을 공급할 수 있는 전기자동차용 급전장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for an electric vehicle, and more particularly, to a power supply device for an electric vehicle capable of supplying a higher capacity of power than a conventional power supply device by changing a method and arrangement of a power supply coil for a power supply device .

전기자동차 중에서 도로에 매설된 급전선로로부터 전자기유도 원리에 의해 비접촉 방식으로 전력을 전달 받아 정차 및 주행 중에 배터리를 충전할 수 있는 온라인 전기자동차가 있다. There is an on-line electric vehicle in which electric power is received from a feeder line embedded in a road by an electromagnetic induction principle in an electric vehicle to charge the battery during a stopping and traveling.

이와 같은 온라인 전기자동차는 차량의 운행 중에 충전을 할 수 있으므로 기존 전기자동차 상용화의 가장 큰 문제였던 배터리용량과 비용에 대한 문제를 해결할 수 있다. Such an on-line electric vehicle can be charged while the vehicle is in operation, thereby solving the problem of battery capacity and cost, which have been the biggest problems of commercialization of an electric vehicle.

온라인 전기자동차가 비접촉 방식으로 전력을 전달 받기 위해서는 먼저 급전장치가 도로에 매설되어야 하는데, 이때 급전장치의 코어 형상이나 급전선의 구조를 어떻게 하느냐에 따라 급전장치에서 발생하는 자기력선의 분포가 달라져 전력 전송에 영향을 미치는 점을 고려해야 한다. 그리고 온라인 전기자동차의 집전장치와 도로표면과의 간격이 불규칙하거나 커지더라도 전력을 잘 전달할 수 있는 구조가 필요하고, 온라인 전기자동차가 도로에 매설된 급전장치 부근을 어느 정도 벗어나더라도 원활한 집전이 이루어져 온라인 전기자동차가 일반도로를 자유롭게 주행할 수 있도록 할 수 있어야 한다.In order for electric vehicles to receive electric power in a non-contact manner, firstly, a feeder device must be embedded in the road. At this time, the distribution of the magnetic force lines generated by the feeder device varies depending on the core shape of the feeder device and the structure of the feeder line, . Even if the gap between the current collecting device of the on-line electric vehicle and the surface of the road is irregular or large, it is necessary to have a structure capable of transmitting the electric power well, and even if the electric vehicle is placed on the road, Electric vehicles should be able to run freely on public roads.

도 1은 종래의 E형 전기자동차용 급전모듈(10)과 집전모듈(20)의 구조를 나타낸 도면으로서, 급전모듈(10)은 도로를 따라 연장되어 도로 바닥에 마련된 기저 구조물 위에 이격되어 매설된다. 급전모듈(10)은 E자형 급전코어(11)에 급전코일(12) 1쌍이 설치되고, 집전모듈(20)은 E자형 집전코어(21)에 집전코일(22))이 설치되어 급전모듈(10)로부터 전자기유도 방식으로 전력을 공급받아 온라인전기자동차의 배터리를 충전한다.FIG. 1 is a view showing a structure of a conventional power module 10 for an E-type electric vehicle and a current collecting module 20, wherein the power feed module 10 extends along a road and is buried in a base structure . The power feeding module 10 is provided with a pair of feed coils 12 in the E-shaped feed core 11 and the current collecting module 20 is provided with a current collecting coil 22 in the E-shaped current collecting core 21, 10 to charge the battery of the on-line electric vehicle.

이때 급전코어(11)에는 자극이 도로의 진행방향에 수직으로 3개가 구비되게 되고, 집전코어(21)에도 이에 대응되는 자극이 진행방향에 수직으로 3개가 구비되어서 이들 자극 간에 발생하는 전자기유도에 의해 집전모듈(20)은 급전모듈(10)로부터 전력을 전달 받게 된다.At this time, in the power feeding core 11, three magnetic poles are provided perpendicularly to the traveling direction of the road, and three magnetic poles corresponding to the three magnetic poles are provided in the current collecting core 21, The power collection module 20 receives power from the power supply module 10.

그러나 도 1에 따른 종래의 급전장치인 급전모듈의 경우에 전기자동차의 중량 변화나 흔들림으로 인해 급전모듈(10)과 집전모듈(20) 사이의 간격이 달라질 수 있고 좌우 방향으로도 어긋날 수 있다. 이렇게 되면 급전모듈(10)에 형성된 자기장의 자극과 집전모듈(20)의 집전코일(22)의 중심이 정확히 일치하지 않게 되어 전력 전송 효율이 급격히 저하되는 문제점이 있다.However, in the case of the power feeding module, which is a conventional power feeding device according to FIG. 1, the distance between the power feeding module 10 and the current collecting module 20 may be changed due to the weight change or fluctuation of the electric vehicle, The magnetic pole of the magnetic field formed in the power feeding module 10 and the center of the current collecting coil 22 of the current collecting module 20 do not exactly coincide with each other and the power transmission efficiency is rapidly lowered.

도 2는 한국과학기술원에서는 2009년 6월과 8월에 일반도로에 급전장치를 설치하고 전기버스와 승용차 집전장치를 설치하여 실험을 실시한 장치인데, 급전장치와 집전장치 사이의 공극간격이 커지더라도 집전장치에서의 자기저항을 줄일 수 있도록 한 초박형 급전 및 집전장치에 있어서 초박형 모노레일 급전장치(30)와 집전장치(40), 초박형 듀얼레일 급전장치(50)와 집전장치(60)의 정면도와 평면도를 도시하였다. 그 결과, 공극간격(73)을 16cm이상 크게 하면서도 전력 전송 효율을 70%이상 달성하였고, 집전장치(30, 50)의 좌우편차 폭도 20~40cm가 허용 가능하게 되었다. 2 is a device in which a feeder is installed on a public road in June and August 2009 and an electric bus and a car collector are installed in KAIST in 2009. Even if the gap between the feeder and the collector increases The present invention relates to an ultrathin feeding and collecting device capable of reducing magnetic resistance in a current collecting device. The front view and the top view of the ultra-thin monorail power feeding device 30, the current collecting device 40, the ultrathin dual rail feeding device 50, Respectively. As a result, the power transmission efficiency is achieved by 70% or more while the void spacing 73 is increased by 16 cm or more, and the lateral deviation width of the current collectors 30, 50 is 20 to 40 cm.

여기서 도 2에 따른 초박형 급전장치(40, 60) 및 집전장치(30, 50) 에서 공극간격(73)을 키울 수 있었던 이유는 급전레일 폭(76)을 공극간격(73)의 약 2배 이상으로 하였기 때문이다. 만일 급전레일 폭(76)을 30cm 이하로 하게 되면 급전장치(40, 60)의 한쪽 자극에서 나온 자속(71)이 집전장치(30, 50)로 전달되지 않고 급전장치(40, 60)의 또 다른 자극으로 곧바로 들어가 버려 전력 전송 효율이 급격히 감소하게 된다. 즉, 하나의 자극과 또 다른 자극이 급전장치(40, 60)의 가로 폭 방향으로 형성되어 있어 자기장의 방향도 가로 폭 방향으로 형성되므로 집전레일 폭(79)을 일정 정도 이상 크게 하여서 하나의 자극에서 나오는 자속이 또 다른 자극으로 곧바로 유입되지 않도록 해야만 한다. The reason why the gap interval 73 can be increased in the ultra thin type feeders 40 and 60 and the current collectors 30 and 50 according to FIG. 2 is that the feed rail width 76 is about twice or more the gap interval 73 . If the width of the feed rail 76 is 30 cm or less, the magnetic flux 71 from one magnetic pole of the feed devices 40 and 60 is not transmitted to the current collectors 30 and 50, And the power transmission efficiency is drastically reduced by entering other stimuli immediately. That is, since one magnetic pole and another magnetic pole are formed in the transverse direction of the feed devices 40 and 60 and the direction of the magnetic field is also formed in the transverse direction, the current collecting rail width 79 is made larger than a certain extent, So that the magnetic flux coming from the magnetic pole is not immediately introduced into another magnetic pole.

그러나 이렇게 공극간격(73)을 키우기 위하여 급전레일 폭(75)을 크게 하면 전체 급전장치 폭(76)도 따라서 커져야 하는 문제점이 있다. 또한, 이와 같이 지나치게 급전장치의 폭(76)이 커지게 되면 급전장치(40, 60)에 사용되는 코어(42, 62)와 같은 재료비와 급전장치를 설치 할 때의 도로 공사 비용이 증가하게 되는 문제점과, 전기자동차의 측면방향의 전자기장의 세기도 커져 허용기준치(20kHz 대에서 62.5mG 이하)를 만족시키기 어렵게 되는 문제점도 발생하게 된다. However, if the feed rail width 75 is increased to increase the gap interval 73, the entire feeder width 76 must be increased accordingly. If the width 76 of the power feeder is excessively large in this manner, the same material cost as the cores 42 and 62 used in the power feed devices 40 and 60 and the road construction cost when installing the power feeder are increased There is a problem that the strength of the electromagnetic field in the lateral direction of the electric vehicle becomes large and it becomes difficult to satisfy the allowable reference value (62.5 mG or less at 20 kHz band).

그리고, 상술한 바와 같이 공극간격(73)을 키우기 위해 급전장치의 폭(76)을 키우게 되면 급전장치(40, 60)와 대응되는 집전장치의 폭(79)도 따라서 커져야 하는 문제점이 있다. 또한 집전장치의 폭(79)은 급전장치의 폭(76)보다 커야 하는데, 이는 전기자동차의 좌우 방향 조향 편차를 고려해야 하기 때문이다. 이와 같은 조건들을 만족시키기 위해 집전장치의 폭(79)을 키우다 보면 통상적인 버스의 전장 폭에 달하게 되어 승용차에는 장착할 수 없다는 문제점이 발생한다.If the width 76 of the feeder is increased to increase the gap 73 as described above, the width 79 of the current collector corresponding to the feeders 40 and 60 must be increased accordingly. Also, the width 79 of the current collector must be larger than the width 76 of the feeder because the lateral steering deviations of the electric car must be taken into consideration. If the width 79 of the current collector is increased in order to satisfy the above conditions, the conventional electric bus width will reach the full width of the bus, which can not be mounted on the passenger car.

관련 선행기술로는 한국등록특허 10-1040662호(등록일: 2011. 06. 03)가 있다.A related prior art is Korean Patent No. 10-1040662 (registered on June, 2011).

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 전기자동차용 급전장치에서 급전 코일의 구조를 변화시켜 온라인 전기자동차의 급전 및 배전 전체 시스템 전력 전달 효율을 높이면서도, 급전용량 증가와 기존 방식으로는 불가능한 1 세그먼트내의 각 급전 코어별로 급전출력을 별개로 설정할 수 있으며, 급전장치와 집전장치 사이의 공극간격을 크게 할 수 있고 전기자동차의 좌우 조향편차의 허용 폭을 크게 할 수 있으며 전체 시스템에서 외부로 누설되는 전자기장(EMF)의 양을 줄일 수 있는 전기자동차용 급전장치를 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a power feeding device for an electric vehicle, It is possible to separately set the power supply output for each of the power supply cores within the one segment which is impossible and to increase the gap distance between the power supply device and the power collecting device, Which can reduce the amount of an electromagnetic field (EMF) leaked to an electric vehicle.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 전기자동차용 급전장치는, 도로 진행방향을 따라 이격되게 설치되는 기판과 기둥을 포함하는 급전코어부; 및 자기장을 형성하도록 하는 제1,2 급전선;을 포함하되, 상기 제1,2 급전선은 상기 급전코어부에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power supply apparatus for an electric vehicle including: a power supply core unit including a substrate and a column, And a first and a second feeder line for forming a magnetic field, wherein the first and second feeder lines are disposed in the power supply core portion.

구체적으로, 상기 제1 급전선은, 상기 기둥에 1회 이상 감기고, 상기 제2 급전선은, 상기 제1 급전선이 감긴 외경에 감기어 이중으로 감기는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the first feeder line may be wound on the column at least once, and the second feeder line may be wound around the outer periphery of the first feeder line to be wound.

구체적으로, 상기 제1 급전선은, 상기 기둥 하부에 1회 이상 감기고, 상기 제2 급전선은, 상기 제1 급전선이 감긴 부위에 이어서 상기 기둥 상부에 1회 이상 감기는 것을 특징으로 할 수 있다. Specifically, the first feeder line may be wound one or more times under the column, and the second feeder line may be wound on the upper portion of the column one or more times after the portion where the first feeder line is wound.

구체적으로, 상기 제1 급전선은, 상기 기둥의 좌측면과 우측면 중 어느 하나의 면을 선택해 지나가되 이웃하는 상기 기둥끼리는 모두 동일한 측면을 지나가며 감기고, 상기 제2 급전선은, 상기 제1 급전선이 지나가는 기둥의 반대편 측면을 지나가며 감기는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the first feeder line passes through one of the left side surface and the right side surface of the column, and the neighboring pillars are wound around the same side surface, and the second feeder line is wound around the first feeder line And passing through the opposite side of the column.

구체적으로, 상기 제1 급전선은, 이웃하는 상기 기둥의 좌측면과 우측면을 번갈아 지나가며 감기고, 상기 제2 급전선은, 상기 제1 급전선이 지나가는 기둥의 반대편 측면을 지나가며 감기는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the first feeder line alternately passes through the left side surface and the right side surface of the adjacent column, and the second feeder line is wound by passing through the opposite side of the column through which the first feeder line passes. have.

구체적으로, 상기 제1, 2 급전선 각각이 어느 하나의 상기 기둥에 감기는 방향은 동일하되, 상기 제1, 2 급전선이 기둥에 감긴 방향은 이웃하는 기둥끼리 모두 동일한 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the direction in which the first and second feeders are wound on one of the pillars is the same, and the directions in which the first and second feeders are wound on the pillars are the same among neighboring pillars.

구체적으로, 상기 제1, 2 급전선 각각이 어느 하나의 상기 기둥에 감기는 방향은 동일하되, 상기 제1, 2 급전선이 기둥에 감긴 방향은 이웃하는 기둥끼리 교번으로 달라지는 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the direction in which the first and second feeders are wound on one of the pillars is the same, and the directions in which the first and second feeders are wound on the pillars are different from each other in the adjacent pillars.

구체적으로, 상기 제1, 2 급전선이 감기는 횟수는 복수개의 상기 기둥별로 각각이 개별적으로 변경이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the number of times the first and second feeders are wound can be individually changed for each of the plurality of columns.

구체적으로, 하나의 상기 기둥에서 상기 제1 급전선과 상기 제2 급전선이 감기는 횟수는 변경이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 급전선 또는 제2 급전선 중 어느 하나의 선만이 상기 급전코어부에 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 전기자동차용 급전장치는, 도로를 따라 다수개가 일정장소에 이격되어 연속되게 설치되거나 일정장소에 설치되어 전기자동차에 전력을 공급하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Specifically, the number of times the first feed line and the second feed line are wound in one of the columns may be changed.
Specifically, only one of the first feeder line and the second feeder line is installed in the power supply core unit.
Specifically, the electric power supplying device for an electric vehicle may include a plurality of electric power supplying devices arranged continuously along a road, spaced apart from each other at a predetermined place, or installed at a predetermined place to supply electric power to the electric vehicle.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전기자동차용 급전장치에서 급전 코일의 구조를 기둥 형상의 코어에 감는 솔레노이드 구조로 하여 기둥 형상의 코어에 생성되는 자기장의 세기를 극대화할 수 있기 때문에 온라인 전기자동차의 급전 및 배전 전체 시스템에서 전력 전송 효율을 높일 수 있는 효과가 있다. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention can maximize the strength of a magnetic field generated in a columnar core by using a solenoid structure in which the structure of the power-feeding coil is wound around a columnar core in a power supply apparatus for an electric vehicle, And the power transmission efficiency in the entire power distribution system can be increased.

또한, 본 발명은 도로에 장착되어 있는 기둥 형상의 코어의 배열된 방향을 도로의 진행방향인 직렬로 하고 각각의 간격을 개별적으로 변경하여 자기장이 형성되는 자극의 간격을 변경할 수 있기 때문에 공극간격을 키우기 위하여 급전장치의 레일 폭을 크게 할 필요가 없고 이에 따라서 집전장치의 폭도 크게 할 필요가 없는 효과가 있다. Further, since the arrangement direction of the columnar cores mounted on the road can be changed in series, which is the advancing direction of the road, and the intervals of the magnetic poles in which the magnetic field is formed can be changed by individually changing the intervals, There is no need to increase the rail width of the feeder to increase the width of the current collector, and accordingly it is not necessary to increase the width of the current collector.

또한, 본 발명은 상대적으로 급전레일 폭보다도 집전레일 폭을 크게 할 수 있기 때문에 전기자동차가 좌우방향으로 급전레일에서 벗어나게 되는 조향편차에 대한 허용폭을 크게 할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention can relatively increase the width of the current collecting rail more than the width of the power rail, it is possible to increase the permissible width of the steering deviation that deviates the electric rail from the power rail in the lateral direction.

또한, 본 발명은 전기자동차의 급전장치용 급전 코일의 구조를 변화시킴으로써 자기장의 자극이 도로의 진행방향으로 형성되기 때문에 전체 시스템에서 전력 전송 효율이 높아지더라도 도로의 측면으로 누설되는 전자기장(EMF) 발생량은 크게 증가하지 않는 효과가 있다.Further, since the magnetic pole of the magnetic field is formed in the traveling direction of the road by changing the structure of the power supply coil for the electric power supply device of the electric vehicle, even if the power transmission efficiency is increased in the entire system, the amount of electromagnetic field (EMF) There is an effect of not greatly increasing.

또한, 본 발명은 전기자동차의 급전장치용 급전 코일의 구조를 변화시킴으로써 급전코일의 코어에 형성되는 자기장의 자극을 단자극과 쌍자극으로 형성할 수 있기 때문에 전기자동차가 정차했을 때뿐만이 아니라 주행 중에도 효율적인 전력 전송을 할 수 있는 효과가 있다. Further, since the magnetic pole of the magnetic field formed on the core of the power feeding coil can be formed by the single magnetic pole and the double magnetic pole by changing the structure of the power feeding coil for the electric power feeding device of the electric vehicle, It is possible to perform efficient power transmission.

또한, 본 발명은 전기자동차의 급전장치용 급전 코일의 구조를 변화시켜 전력 전송 효율을 높였기 때문에 전기자동차의 집전용 픽업의 개수를 줄일 수 있는 효과가 있다.Further, the present invention has an effect of reducing the number of collecting pick-ups of electric vehicles because the power transmission efficiency is improved by changing the structure of the power supply coil for the electric power supply device of the electric vehicle.

또한, 본 발명은 전기자동차의 급전장치용 급전 코일의 구조를 변화시키는 방식으로 전력 전송 효율을 높이는 것이기 때문에 기존에 전기자동차에 장착된 집전 시스템을 그대로 활용할 수 있는 효과가 있다In addition, since the present invention increases the power transmission efficiency by changing the structure of the power supply coil for the electric power supply device of the electric vehicle, the electric power collecting system mounted on the electric vehicle can be utilized as it is

도 1은 종래의 전기자동차용 급전장치와 집전장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 전기자동차용 모노레일 및 듀얼레일의 급전장치와 초박형의 집전장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기둥에 급전코일을 이중으로 감은 급전장치를 나타낸 사시도 및 정면도이다.
도 4는 종래의 다양한 전기자동차용 급전장치의 사시도 및 정면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 급전장치에서 급전코일의 감은 횟수를 달리하여 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 단자극형 이중 급전코일 구조의 급전장치를 나타낸 사시도, 측면도 및 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 단자극형 이층 급전코일 구조의 급전장치를 나타낸 사시도, 측면도 및 평면도이다.
도 8는 본 발명의 일실시예에 따른 쌍자극형 이중 급전코일 구조의 급전장치를 나타낸 사시도, 측면도 및 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 쌍자극형 이층 급전코일 구조의 급전장치를 나타낸 사시도, 측면도 및 평면도이다.
도 10은 도 6에 도시된 급전장치에서 집전픽업 위치에 따른 급전출력 그래프를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 6에 도시된 급전장치에서 집전픽업 위치에 따른 자기장 분포도를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 8에 도시된 급전장치에서 집전픽업 위치에 따른 급전출력 그래프를 나타낸 도면이다.
도 13은 도 8에 도시된 급전장치에서 집전픽업 위치에 따른 자기장 분포도를 나타낸 도면이다.
도 14은 도 6과 도 8에 도시된 급전장치에서 집전픽업 위치에 따른 급전출력 그래프를 동시에 나타낸 도면이다.
도 15는 도 6에서 기판을 이격되게 연속적으로 배열된 막대 모양의 기판으로 대체한 급전장치를 나타낸 도면이다.
도 16은 도 7에서 기판을 이격되게 연속적으로 배열된 막대 모양의 기판으로 대체한 급전장치를 나타낸 도면이다.
도 17은 도 8에 기판을 이격되게 연속적으로 배열된 막대 모양의 기판으로 대체한 급전장치를 나타낸 도면이다.
도 18은 도 9에서 기판을 이격되게 연속적으로 배열된 막대 모양의 기판으로 대체한 급전장치를 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 일실시예와 비교하기 위하여 급전코일을 급전선 1개만을 사용하여 한 방향으로 코어에 감은 급전장치를 나타낸 도면이다.Fig. 1 is a view showing the structure of a conventional electric power supply device for electric vehicles and a current collecting device.
2 is a view showing the structure of a conventional monorail and dual rail power supply apparatus for an electric vehicle and an ultra-thin current collector apparatus.
3 is a perspective view and a front view showing a power feeding device in which a power feeding coil is doubly wound around a column according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a perspective view and a front view of a conventional power supply device for an electric vehicle.
FIG. 5 is a perspective view showing the number of turns of the feed coil in the feeder shown in FIG.
6 is a perspective view, a side view, and a plan view of a power feeding device of a terminal polarized double feeding coil structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view, a side view, and a plan view of a power feeding device of a terminal polarized type double-layer power feeding coil structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view, a side view, and a plan view of a power feeding device of a dual pole type dual feed coil structure according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 9 is a perspective view, a side view, and a plan view showing a power feeding device of a twin-pole type double-layer feed coil structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing a power supply output graph according to the current pickup position in the power supply device shown in FIG.
11 is a diagram showing a magnetic field distribution diagram according to the current pickup position in the power feeding apparatus shown in FIG.
FIG. 12 is a graph showing a power supply output according to the position of the current collecting pick-up in the power supply device shown in FIG.
13 is a diagram showing a magnetic field distribution diagram according to the current pickup position in the power feeding device shown in FIG.
FIG. 14 is a view illustrating a feed power output graph according to the current pickup position in the feeder shown in FIGS. 6 and 8. FIG.
FIG. 15 is a view showing a feed device in FIG. 6 in which a substrate is replaced with a rod-shaped substrate arranged continuously and spaced apart.
FIG. 16 is a view showing a power feeding device in FIG. 7 in which a substrate is replaced with a rod-shaped substrate arranged continuously and spaced apart.
FIG. 17 is a view showing a power feeding device in FIG. 8 in which a substrate is replaced with a bar-shaped substrate arranged continuously and spaced apart.
FIG. 18 is a view showing a feed device in FIG. 9 in which a substrate is replaced with a rod-shaped substrate arranged continuously and spaced apart.
19 is a view showing a power feeding device wound around a core in one direction using only one feeder coil in order to compare with an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols whenever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 3은 단자극형 이중 급전코일 구조 급전장치의 일 실시예를 나타낸 사시도 및 정면도로서, '이중 급전코일 구조'라 함은 기둥(113)에 급전코일을 이중으로 감은 구조이고, '단자극형'이라 함은 기둥(113)에 형성된 자극이 하나의 시점에서 모두 같은 자극으로 동일하게 형성되도록 한 것을 지칭한다. 이러한 전기자동차용 급전장치(100)는 급전코어부(110), 제1 급전선(120) 및 제2 급전선(130)을 포함한다.FIG. 3 is a perspective view and a front view showing one embodiment of a terminal pole type double feed coil structure feed device. The 'dual feed coil structure' is a structure in which a feed coil is doubly wound around a column 113, Refers to the fact that the stimuli formed on the pillars 113 are formed to be the same with the same stimuli at the same time. The electric vehicle power supply apparatus 100 includes a power supply core unit 110, a first feeder line 120, and a second feeder line 130.

급전코어부(110)는 도로 진행방향을 따라 일정한 간격으로 다수개가 매설되며, '

Figure 112017021163937-pat00034
' 모양으로 형성된 기판(111)과 기판(111) 중앙에 원통형으로 형성된 기둥(113)를 포함한다.A plurality of power feeding core portions 110 are embedded at regular intervals along the traveling direction of the road,
Figure 112017021163937-pat00034
And a column 113 formed at the center of the substrate 111 and formed in a cylindrical shape.

기판(111)은 급전코어부(110)에서 발생되는 자기장의 모양을 형성하는 역할을 하는데, 급전 모듈(110)의 하부, 즉 도로 지하로 자기장이 형성되는 것을 차단하고 급전코어부(110)를 지지하기 위해 급전코어부(110) 하부에 설치된 철근에 자기장이 유도되는 것을 방지하며 측면으로 자기장이 누설되는 것을 방지함으로써 급전코어부(110)의 상부, 즉 도로의 상부 방향으로 대부분의 자기장이 형성될 수 있도록 한다. The substrate 111 serves to form the shape of a magnetic field generated in the power feeding core 110. The power feeding core 110 is interposed between the power feeding module 110 and the ground, It is possible to prevent a magnetic field from being introduced to the reinforcing bars provided below the power feeding core 110 and to prevent the magnetic field from leaking to the side so that most of the magnetic field is formed in the upper part of the power feeding core part 110, .

기둥(113)은 급전선이 솔레노이드 형태로 감길 때 그 급전선의 중앙에 위치하여 자기 코어의 역할을 한다. The column 113 is located at the center of the feed line when the feed line is wound in the form of a solenoid, and serves as a magnetic core.

기판(111)과 기둥(113)은 페라이트(ferrite)를 이용하여 제조할 수 있는데, 이에 한정하지 않고 강자성체의 특성을 갖는 재료라면 얼마든지 대체 사용이 가능하다. 즉, 페라이트는 강자성체이고 투자율이 높고 전도성이 낮은 특성을 갖는데 보통 산화철을 포함한 자성체 세라믹을 총칭한다. 제조방법으로는 산화철과 산화아연, 산화망간, 산화니켈 등의 혼합물을 소결하여 제조한다.The substrate 111 and the column 113 can be manufactured using ferrite. However, the present invention is not limited thereto and any material having a characteristic of a ferromagnetic material can be used as a substitute. That is, ferrite is a ferromagnetic material, has high magnetic permeability and low conductivity, and is generally referred to as a magnetic ceramic including iron oxide. As a production method, a mixture of iron oxide and zinc oxide, manganese oxide, nickel oxide, or the like is sintered to manufacture.

제1 급전선(120)과 제2 급전선(130)은 각각 전류가 나오고 들어가는 전선으로서 기둥(113)에 감겨서 상부로 향하는 자기장을 형성한다. The first feeder line 120 and the second feeder line 130 are wound on the column 113 as electric wires to which a current flows and form a magnetic field directed upward.

제1 급전선(120)은 복수개의 기둥(113)에 차례대로 여러 번 감겨서 배치되는데, 이를 도 3을 참조하여 설명하면 제1 급전선(120)은 좌측으로부터 첫 번째 급전 코어(113)에 안쪽에 하부에서 상부로 올라가며 시계 반대 방향으로 한차례 감긴 후 두 번째 기둥(113)으로 옮겨가 상부에서 하부로 내려가며 시계 반대 방향으로 한차례 감긴다. 다시 그 옆의 세 번째 기둥(113)으로 옮겨가며 같은 과정을 반복하며 배치된다. 3, the first feeder line 120 is disposed on the first feed core 113 from the left side, and the first feeder line 120 is disposed on the first feed core 113 from the left side. It goes up from the bottom to the top, turns once in the counterclockwise direction, moves to the second column (113), goes down from the top to the bottom, and winds once in the counterclockwise direction. And then moved to the third column (113) next to the column to repeat the same process.

제2 급전선(130)은 제1 급전선(120)과 반대 방향으로 전류가 흐르며 마지막 급전코어부(110)에서부터 차례로 기둥(113)에 감기면서 배치되되 제1 급전선(120)이 기둥(113)에 감기고 난 그 외부에 이중으로 다시 감겨 배치된다. The second feeder line 130 is arranged in such a manner that a current flows in a direction opposite to that of the first feeder line 120 and the first feeder line 120 is wound on the column 113 sequentially from the last feeding core portion 110, I wrap it and I double-wrap it on the outside.

도 3을 참조하여 설명하면 제1 급전선이 감겨진 세 번째 기둥(113)의 외부에 상부에서 하부로 내려가며 시계 반대 방향으로 한차례 감긴 후 제1 급전선(120)이 감겨진 두 번째 기둥(113)으로 옮겨가 하부에서 상부로 올라가며 시계 반대 방향으로 한차례 감긴다. 다시 그 옆의 제1 급전선(120)이 감겨진 첫 번째 기둥(113)으로 옮겨가며 같은 과정을 반복하며 배치된다.Referring to FIG. 3, the second feed 113 is wound around the third feed 113, which is wound from the top to the bottom in the counterclockwise direction, and then the first feed line 120 is wound around the second feed 113, And goes up from the bottom to the top and winds once in the counterclockwise direction. The first feeder line 120 adjacent to the first feeder line 120 is moved to the first column 113 wound around the first feeder line 120, and the same process is repeated.

도 3을 참조하면 제1 급전선(120)이 기둥(113)의 외부에 감긴 후 그 위에 이중으로 제2 급전선(130)이 감긴 모습을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the first feeder line 120 is wound on the outside of the column 113, and then the second feeder line 130 is doubly wound on the first feeder line 120.

여기서 전기자동차용 급전장치(100)의 맨 마지막 단에 위치한 급전코어부(110)의 기둥(113)에서는 제1 급전선과 제2 급전선이 서로 이어지며 감기는 방식은 상술한 바와 같이 이중으로 감기게 된다.Here, the first feeder line and the second feeder line are connected to each other in the column 113 of the power feeding core unit 110 located at the last end of the electric vehicle power feeding apparatus 100, do.

이와 같이 강자성체 기둥(113)에 감긴 제1, 2 급전선(120, 130)에 의하여 급전코어부(110)에는 상부 또는 하부로 향하는 자기장이 생성된다. 도 3에서 기둥(113) 상부에 자기장의 방향을 화살표로 표시하였다. 즉, 기둥(113)에 솔레노이드 형태로 감긴 제1, 2 급전선에 전류가 흐르면 전선에 생성되는 자기장이 중첩되어 기둥(113)의 상부에 일정한 극성을 띄는 자기장이 형성되는데, 이것은 제1, 2 급전선 주변에 생성된 자기력선이 중첩되면서 제1, 2 급전선(120, 130) 중앙에 한 방향으로 작용하는 자기력선이 발생하기 때문이다. The first and second feeders 120 and 130 wound on the ferromagnetic pillar 113 generate a magnetic field directed toward the upper or lower portion of the power supply core portion 110. In FIG. 3, the direction of the magnetic field is indicated by an arrow on the column 113. That is, when a current flows through the first and second feeder lines wound on the column 113 in the form of a solenoid, a magnetic field generated in the electric wire overlaps the first and second feeder lines, and a magnetic field having a constant polarity is formed on the column 113, The magnetic lines of force acting in one direction are generated in the center of the first and second feeders 120 and 130 while the magnetic force lines generated around the first and second feeders 120 and 130 overlap each other.

여기서 제1,2 급전선(120,130)이 모두 시계 반대 방향으로 기둥(113)에 감겨져 있어 전류가 시계 반대 방향으로 기둥(113) 주위를 돌아서 흘러 나가게 되므로 기둥(113)의 상부는 N극이 된다.Here, the first and second feeders 120 and 130 are all wrapped around the column 113 in the counterclockwise direction so that the current flows around the column 113 in a counterclockwise direction, so that the upper portion of the column 113 becomes the N pole.

그리고 각각의 급전코어부(110) 사이에 배치된 제1, 2 급전선(120,130)을 중심으로 주위에 밖에서 안쪽으로 원을 그리며 자기장이 형성된다. 도 3에서 급전코어부(110) 사이에 배치된 제1, 2 급전선(120,130)에 자기장의 방향을 화살표로 표시하였다. A magnetic field is formed around the first and second feeder lines 120 and 130 disposed between the respective power feeding core portions 110 in a circle around the outside. In FIG. 3, the directions of the magnetic fields are indicated by arrows on the first and second feeders 120 and 130 disposed between the power feeding core units 110.

결과적으로 각각의 급전코어부(110)와 급전코어부(110) 사이의 제1, 2 급전선(120,130)에 형성되는 자기장의 위치와 방향은 도로에서 급전 모듈(110)이 매설된 방향을 따라 형성되되, 도로의 진행방향의 수직으로 보아서 급전코어부(110) 중심의 기둥(113)에서 상부 방향으로 자기장이 나오고 급전코어부(110) 사이의 제1, 2 급전선(120,130) 사이의 중심에서도 상부 방향으로 자속이 나오도록 자기장이 형성된다.As a result, the position and direction of the magnetic field formed on the first and second feeder lines 120 and 130 between each of the power feeding core portions 110 and the power feeding core portion 110 are formed along the direction in which the power feeding module 110 is embedded in the road A magnetic field is directed upward from the column 113 at the center of the power feeding core 110 and the center between the first and second feeding lines 120 and 130 between the power feeding core portions 110, A magnetic field is generated so that the magnetic flux is emitted in the direction.

다만, 상술한 급전장치(100)에 형성되는 자기장에있어서, 공급되는 전력이 주로 교류이므로 설명한 자기장의 방향과 자극의 종류는 어는 한 시점에서의 방향 및 자극의 종류이며 시간이 흐르면서 자기장의 방향과 자극의 종류는 반복적으로 변화한다.However, in the magnetic field formed in the above-described power supply device 100, since the supplied electric power is mainly AC, the direction of the magnetic field and the type of the magnetic field described above are the direction at one point and the kind of the magnetic pole. The type of stimulus changes repeatedly.

도 4는 본 발명의 일실시예와 비교하기 위한 기존 상용화된 급전코어부를 나타낸 사시도와 정면도로서 각 급전코어부(10)의 급전코어(11)는 페라이트 재질로 이루어져있다. (a)와 (b)는 2개의 '

Figure 112017021163937-pat00035
' 형태의 급전코어(11)가 길이 방향으로 배치되고 급전코어(11) 요철 부분에는 급전선(13)이 삽입되고, (c)와 (d)는 막대 모양이며 'E' 형태를 이루는 급전코어(11)가 일정한 간격으로 길이방향과 수직하게 배치되고 그 위에 급전코일(13)이 놓인다. FIG. 4 is a perspective view and a front view showing a conventional commercialized power feeding core portion for comparison with an embodiment of the present invention. The power feeding core 11 of each power feeding core portion 10 is made of ferrite material. (a) and (b)
Figure 112017021163937-pat00035
Shaped feeding core 11 is arranged in the longitudinal direction and the feeding line 13 is inserted into the convexo-concave portion of the feeding core 11, and (c) and (d) 11 are arranged at regular intervals in a direction perpendicular to the longitudinal direction, and the power supply coil 13 is placed thereon.

도 3에서 상술한 본 발명의 일실시예와 기존 상용화된 급전모듈(10)에 대하여 급전출력과 유해한 전자기장(EMF)을 측정하여 아래의 표 1에 나타내었다. 여기서 측정도구로는 맥스웰 자기장 시뮬레이션 툴(Ansys_Maxwell 16.0)을 사용하였고, Magnetic B-Field 분석과 Induced Voltage를 이용한 예상 출력값을 계산하였다. 그리고, 표에 나타난 종류 a는 도 4의 (a)와 (b)에 도시된 급전모듈(10)이고, 종류 b는 (c)와 (d)에 도시된 급전모듈(10)이며, 본 발명의 일실시예는 도 3에 도시된 급전장치(100)를 지칭한다.The power supply output and the harmful electromagnetic field (EMF) are measured for an embodiment of the present invention as described above with reference to FIG. 3 and the conventional commercialized power feeding module 10, and are shown in Table 1 below. We used the Maxwell magnetic field simulation tool (Ansys_Maxwell 16.0) as the measurement tool, and calculated the predicted output using Magnetic B-field analysis and Induced Voltage. The type a shown in the table is the feed module 10 shown in Figs. 4A and 4B, the type b is the feed module 10 shown in Figs. 4C and 4D, One embodiment of the feeder 100 refers to the feeder 100 shown in Fig.

종류Kinds 유도 전압Induced voltage EMF (μT) EMF (μT) 예상출력(kW)Estimated power (kW) a 급전모듈a Feed module 823823 26.9526.95 14.8114.81 b 급전모듈b Feeding module 920920 28.8928.89 16.5616.56 본 발명의 일 실시예In one embodiment of the present invention 12741274 25.8925.89 22.9322.93

표 1에서 나타난 바와 같이, 도 3에 도시된 기둥(113)에 제1,2 급전선(120,130)이 1회씩 감긴 형태의 본 발명의 일실시예의 측정결과는 상용화된 종류 b 급전모듈의 경우보다 급전 출력은 38.4%(=22.93/16.56)가 향상되었고 유해한 전자기장(EMF)은 10.4%(=25.89/28.89)가 오히려 감소되었음을 알 수 있다.As shown in Table 1, the measurement result of the embodiment of the present invention in which the first and second feeder lines 120 and 130 are wound once on the column 113 shown in FIG. 3 is higher than that of the commercialized b- The output was improved by 38.4% (= 22.93 / 16.56) and the harmful electromagnetic field (EMF) was decreased by 10.4% (= 25.89 / 28.89).

도 5는 도 3에 도시된 급전장치에서 기둥에 감기는 급전코일의 감은 횟수를 달리한 급전장치를 나타낸 사시도로서, (a)에서는 기둥(113)에 제1,2 급전선(120,130)을 각각 3회씩 감았고, (b)에서는 기둥(113)에 제1,2 급전선(120,130)을 각각 5회씩 감았다. FIG. 5 is a perspective view showing a power feeding device with different numbers of turns of the feeding coil wound on a column in the feeder shown in FIG. 3. In FIG. 5 (a), the first and second feeders 120 and 130 are connected to the column 113, (B), the first and second feeder lines 120 and 130 are wound on the column 113 five times, respectively.

이는 급전코일의 감은 횟수를 증가시키면 급전출력이 증가하는 것을 나타내기 위한 것으로서, 그 결과값을 아래의 표 2에 나타내었다. 여기서 급전코어부(110)는 페라이트 재질이고 기판(111)의 넓이는 720mm로 하되, 기둥(113)의 높이는 제1,2 급전선(120,130)을 감은 횟수에 따라 달리하였다. 그리고 측정도구로는 맥스웰 자기장 시뮬레이션 툴(Ansys_Maxwell 16.0)을 사용하였고, Magnetic B-Field 분석과 Induced Voltage를 이용한 예상 출력값을 계산하였다. This is to show that the feeding power increases when the number of turns of the feeding coil is increased, and the result is shown in Table 2 below. Here, the feed core 110 is made of ferrite and the width of the substrate 111 is 720 mm, and the height of the column 113 is varied according to the number of turns of the first and second feed lines 120 and 130. As a measurement tool, Maxwell magnetic field simulation tool (Ansys_Maxwell 16.0) was used and the expected output value was calculated using magnetic B-field analysis and Induced Voltage.

감은 횟수Number of winding 높이Height EMF (μT) EMF (μT) 출력(kW)Output (kW) 3회3rd time 80mm80mm 28.1628.16 42.0842.08 5회5 times 145mm145mm 33.6833.68 60.5260.52 7회7 times 205mm205mm 51.2351.23 74.1874.18

위의 표 2에 나타난 바와 같이 기둥(113)에 감기는 제1,2 급전선(120,130)의 감은 횟수 및 기둥(113)의 높이를 증가시키면 급전출력이 높아지는 것을 알 수 있다.As shown in Table 2 above, it can be seen that when the number of windings of the first and second feeder lines 120 and 130 wound on the column 113 and the height of the column 113 are increased, the power output increases.

여기서 기둥(113)의 높이와 기판(111)의 양쪽 절곡된 구조의 높이가 동일하게 변경되도록 하였다. 이는 페라이트 재질로 이루어진 기판(111)의 양쪽 절곡된 구조의 높이가 높아질수록 급전출력은 증가되고 유해한 전자기장(EMF)은 감소되기 때문이다.Here, the height of the column 113 and the height of both bent structures of the substrate 111 are changed to be the same. This is because as the height of both bent structures of the substrate 111 made of ferrite material is increased, the power supply output is increased and the harmful electromagnetic field (EMF) is reduced.

반면, 기둥(113)의 높이를 변경하지 않고 기판(111)의 양쪽 절곡된 구조의 높이를 변경하였을 경우에는 유해한 전자기장(EMF)의 값은 큰 변동이 없지만, 급전출력은 현저히 낮은 경향을 보였다. 반대로 기판(111)의 양쪽 절곡된 구조의 높이 변경 없이 기둥(113)의 높이를 증가시키면 급전출력은 증가되지만 유해한 전자기장(EMF) 값이 증가 되는 경향을 확인 할 수 있었다.On the other hand, when the height of the folded structure of the substrate 111 was changed without changing the height of the column 113, the value of the harmful electromagnetic field (EMF) did not fluctuate greatly, but the power supply output tended to be significantly lower. On the contrary, if the height of the column 113 is increased without changing the height of both bent structures of the substrate 111, the feed power is increased, but the harmful electromagnetic field (EMF) value tends to increase.

도 6은 단자극형 이중 급전코일 구조 급전장치의 일 실시예를 나타낸 사시도, 측면도 및 평면도로서, 이웃하는 기둥(113) 간에 형성되는 자극이 한 시점에서 모두 같은 자극으로 동일하게 형성되도록 제1,2 급전선(120, 130)이 기둥(113)에 감기는 방향을 동일하게 하고, 기둥(113)에 제1,2 급전선(120,130)을 각각 3회씩 감았으며, 전체 급전장치(100)에서의 최종단 상태를 도시하였다. 6 is a perspective view, a side view, and a plan view showing an embodiment of a terminal polarized double feeding coil structure feed device in which first and second The first feed lines 120 and 130 are wound on the column 113 in the same direction and the first and second feed lines 120 and 130 are wound on the column 113 three times, Respectively.

사시도 (a) 및 평면도 (c)에서는 먼저, 전류 방향이 주행방향과 같은 제1 급전선(120)이 기둥(113) 안쪽에 시계반대 방향으로 감기고, 다음으로 최종단에서 돌아 나오되 전류 방향이 제1 급전선과 반대 방향인 제2 급전선(130)은 제1 급전선(120) 외부에 감겨 2중으로 감긴 구조로서, 제1,2 급전선(120, 130)이 기둥(113)에 감기는 방향과 각 급전선(120, 130)에서 전류가 흐르는 방향을 화살표로 표시하였다.In the perspective view (a) and the plan view (c), first, the first feeder line 120 whose current direction is the same as the running direction is wound in the counterclockwise direction inside the column 113, The second feeder line 130 in the opposite direction to the first feeder line is wound around the first feeder line 120 and doubled so that the first and second feeder lines 120 and 130 are wound on the column 113, The direction in which the current flows in the electrodes 120 and 130 is indicated by an arrow.

측면도 (b)에서는 상술한 제1,2 급전선(120, 130)이 기둥(113)에 감기는 방향이 동일하여 그에 따른 전류 방향이 동일해짐에 따라 기둥(113)와 제1,2 급전선(120, 130) 주위에 생성되는 자기장의 방향도 모두 같은, 단일 자극이 형성됨을 화살표로 표시하였다. In the side view (b), the first and second feeders 120 and 130 are wound in the same direction in the column 113, and thus the current direction becomes the same, so that the column 113 and the first and second feeders 120 And 130 are formed in the same direction, that is, the direction of the magnetic field generated around the magnetoresistive element 130 is formed.

즉, 예를 들어 각 기둥(113) 및 제1,2 급전선(120, 130)에 생성되는 자기장의 방향은 도 6에서는 모두 상부로 향하게 도시되었지만, 여기서 자기장의 방향이 동일하게 형성된다는 것은 인가되는 전류가 교류라고 하면 어느 한 시점에서 N극 또는 S극이 형성될 수 있는 것을 말하는 것이고, 각각의 기둥(113)에 형성되는 자극이 N-N-N... 또는 S-S-S...와 같은 형태가 될 수 있는 것을 말한다.That is, for example, although the directions of the magnetic fields generated in the columns 113 and the first and second feeders 120 and 130 are all shown upward in FIG. 6, the fact that the directions of the magnetic fields are formed identically When the current is AC, it means that N pole or S pole can be formed at a certain point, and the magnetic pole formed on each of the pillars 113 can be in the form of NNN ... or SSS It says.

이와 같이 급전장치(100)에 모두 단일한 자극이 형성된 단자극형 급전장치(100)인 경우에는 상대적으로 차량 주행 중에 집전이 용이하게 되는데 이에 대한 시뮬레이션 결과는 후술하기로 한다.In the case of the terminal polarity-type power feeding device 100 having a single magnetic pole in the power feeding device 100, the power collecting is facilitated during driving of the vehicle. The simulation result will be described later.

도 7은 단자극형 이층 급전코일 구조 급전장치의 일 실시예를 나타낸 사시도, 측면도 및 평면도로서, 제1,2 급전선(120, 130)이 기둥(113)에 감기는 구조를 달리한 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도, 측면도 및 평면도이다. 7 is a perspective view, a side view, and a plan view, respectively, of one embodiment of a terminal polarized type dual feeder coil structure feed device, in which the first and second feeder lines 120 and 130 are wound on a column 113, A side view and a plan view showing another embodiment.

'단자극형'이라 함은 기둥(113)에 형성되는 자극이 모두 같은 자극으로 동일하게 형성되도록 제1,2 급전선(120, 130)의 전류 방향을 동일하게 한 것을 지칭하고, '이층 급전코일 구조'라 함은 전류의 흐름이 도로의 주행방향과 같은 제1 급전선(120)을 먼저 각 기둥(113)의 하부에 중간 부분까지 감은 후, 이어서 최종단에서 돌아 나오는 제2 급전선(130)을 각각의 기둥(113)에서 감겨진 제1 급전선(120)의 바로 위 부분부터 이어서 감아 급전선의 감기는 구조가 2층 형태가 되도록 한 것을 지칭한다. 그리고 기둥(113)에 제1,2 급전선(120,130)을 각각 3회씩 감았고 전체 급전장치(100)에서의 최종단 상태를 도시하였다.The term 'terminal polarity' refers to a state in which the current directions of the first and second feeder lines 120 and 130 are the same so that all the poles formed on the column 113 are formed with the same magnetic poles, Refers to a method in which a first feeder line 120 such as a current flowing in the direction of a road is first wound around a lower portion of each column 113 to an intermediate portion thereof and then a second feeder line 130, The first feeder line 120 wound on the column 113 of the first feeder line 120 is wound up from immediately above the first feeder line 120 to form a two-layered structure. The first and second feeder lines 120 and 130 are wound on the column 113 three times, respectively, and the final stage of the entire feeder 100 is shown.

구체적으로, 사시도 (a) 및 평면도 (c)에서는 먼저, 전류 방향이 주행방향과 같은 제1 급전선(120)은 좌측 첫 번째 기둥(113)에 하부에서부터 상부로 감기되 시계반대 방향으로 중간 부분까지 감긴 후, 이웃한 다음의 기둥(113)의 좌측면으로 들어가 같은 높이의 중간 부분부터 하부로 동일한 시계반대 방향으로 감기고, 다시 이웃한 다음의 기둥(113)으로 이어져 들어가 하부로부터 상부로 동일한 시계 반대 방향으로 감겨서, 이와 같은 방식을 반복하여 최종단에 이르게 된다. Specifically, in the perspective views (a) and (c), the first feeder line 120 having the current direction same as the running direction is wound from the lower part to the upper part on the left first column 113, After winding, it enters the left side surface of the next adjacent column 113 and is wound in the same counterclockwise direction from the middle portion of the same height to the lower portion and is led back to the next adjacent column 113, Direction, and this method is repeated to reach the final stage.

최종단에서 돌아 나오는 제2 급전선(130)은 제1 급전선(120)과 중간 부분부터 이어져 상부로 감겨 올라가되 시계 반대 방향으로 감긴 후 그 다음의 기둥(113)으로 이어진다. 여기서 제2 급전선(130)은 기둥(113)의 우측면으로 들어가 기둥(113)의 상부에서부터 제1 급전선(130)이 감겨진 부분까지 감기되 동일한 시계 반대 방향으로 감기고, 이와 같은 방식을 교대로 하여 최초의 입력단까지 이르게 된다.The second feeder line 130, which is turned at the final stage, extends from the middle portion to the first feeder line 120, is wound up, wound in the counterclockwise direction, and then reaches the next column 113. The second feeder line 130 enters the right side of the column 113 and is wound from the upper portion of the column 113 to the portion where the first feeder line 130 is wound and wound in the same counterclockwise direction, The first input is reached.

즉, 제1,2 급전선(120, 130)이 기둥(113)에 감기는 방향과 각 급전선(120, 130)에서 전류가 흐르는 방향을 화살표를 보면 제1,2 급전선(120)이 기둥(113)에 모두 시계반대 방향으로 감겨 전류 방향도 동일해짐을 알 수 있다. That is, when the first and second feeders 120 and 130 are wound on the column 113 and the arrows indicate the direction in which current flows in the feeders 120 and 130, ) Are all wound in the counterclockwise direction and the current direction becomes the same.

측면도 (b)에서는 상술한 제1,2 급전선(120, 130)이 기둥(113)에 감기는 방향이 동일하고 그에 따라 전류가 흐르는 방향이 동일해짐에 따라 기둥(113)과 제1,2 급전선(120, 130) 주위에 생성되는 자기장의 방향도 모두 단일 자극이 형성됨을 화살표로 표시하였다. In the side view (b), the first and second feeders 120 and 130 are wound in the same direction in the column 113, and the current flows in the same direction, so that the column 113, The directions of the magnetic fields generated around the magnetic poles 120 and 130 all indicate that a single magnetic pole is formed.

즉, 도 7에서는 각 기둥(113) 및 제1,2 급전선(120, 130)에 생성되는 자기장의 방향은 모두 상부로 향하도록 도시되었지만, 여기서 자기장의 방향이 동일하게 형성된다는 것은 인가되는 전류가 교류라고 하면 어느 한 시점에서 N극 또는 S극이 형성될 수 있는 것을 말하는 것이고, 각각의 기둥(113)에 형성되는 자극이 N-N-N... 또는 S-S-S...와 같은 형태가 될 수 있는 것을 말한다.That is, although the directions of the magnetic fields generated in the columns 113 and the first and second feeders 120 and 130 are all shown upward in FIG. 7, AC means that N poles or S poles can be formed at a certain point in time and that the magnetic poles formed on each of the poles 113 can be in the form of NNN or SSS .

이와 같이 급전장치(100)의 기둥(113)에 급전선(120, 130)이 감기는 구조를 달리하여 이중 급전코일 구조 급전장치(100)와 이층 급전코일 구조 급전장치(100)로 함으로써 급전장치(100)가 실제 도로에 매설될 때 상황에 따라 용이하게 선택될 수 있도록 하였다. 즉, 급전장치(100)가 매설될 도로의 굴착 깊이가 깊을 때는 이층 급전코일 구조의 급전장치(100)를 선택할 수 있고, 얕을 때는 이중 급전코일 구조의 급전장치(100)를 선택할 수 있도록 하여 실제 현장에서 유용하도록 하였다.The structure in which the feed lines 120 and 130 are wound on the column 113 of the feed device 100 is different from that of the feed device 100 so as to form the dual feed coil structure feed device 100 and the double feed coil structure feed device 100, 100) is embedded in an actual road, it can be easily selected according to the situation. That is, when the excavation depth of the road on which the feed device 100 is to be embedded is deep, the feed device 100 of the double-layer feed coil structure can be selected, and when it is shallow, the feed device 100 of the double feed coil structure can be selected So that it is useful in actual field.

도 8은 쌍자극형 이중 급전코일 구조 급전장치의 일 실시예를 나타낸 사시도 및 정면도로서, '쌍자극형'이라 함은 이웃하는 각 기둥(113) 간에 형성되는 자극이 N극과 S극이 서로 교대로 형성될 수 있도록 제1,2 급전선(120, 130)의 전류 방향을 각 기둥(113) 마다 다르게 한 것을 지칭하고, '이중 급전코일 구조'라 함은 도 6에 대한 설명에서 상술한 바와 같다. 그리고 기둥(113)에 제1,2 급전선(120,130)을 각각 3회씩 감은 것을 나타내었고 전체 급전장치(100)에서의 최종단 상태를 도시하였다.FIG. 8 is a perspective view and a front view showing one embodiment of a dual-pole-type dual feed coil structure feeder, wherein the term " bipolar type " means that a magnetic pole formed between adjacent pillars 113 has an N- And the current direction of the first and second feeders 120 and 130 is different for each column 113 so that the first and second feeders 120 and 130 can be alternately formed. The 'dual feed coil structure' same. And the first and second feeder lines 120 and 130 are wound on the column 113 three times, respectively, and a final stage state in the entire power feeding device 100 is shown.

구체적으로, 사시도 (a) 및 평면도 (c)에서는 먼저, 전류 방향이 주행방향과 같은 제1 급전선(120)이 좌측 첫 번째 기둥(113) 안쪽에 하부에서부터 상부로 감기되 시계반대 방향으로 감기고, 그 다음의 기둥(113)에서는 제1 급전선(120)이 기둥(113)의 반대 측면으로 엇갈려 들어가 안쪽에 시계 방향으로 감기고, 이와 같은 방식을 교대로 반복하여 최종단에 이르게 된다. Specifically, in the perspective views (a) and (c), first, the first feeder line 120 whose current direction is the same as the running direction is wound from the bottom to the top in the left first column 113, In the subsequent column 113, the first feeder line 120 is staggered to the opposite side of the column 113, and is wound clockwise inside, and this method is alternately repeated to reach the final stage.

최종단에서 돌아 나오는 제2 급전선(130)은 제1 급전선(120) 외부에 상부로부터 하부로 감기되 시계 반대 방향으로 감기고, 그 다음의 기둥(130)에서는 제2 급전선(130)이 기둥(113)의 반대 측면으로 엇갈려 들어가 제1 급전선(130)의 외부에 상부로부터 하부로 감기되 시계 방향으로 감기고, 이와 같은 방식을 교대로 하여 최초의 입력단까지 이르게 된다.The second feeder line 130 which is turned at the final stage is wound from the top to the bottom of the first feeder line 120 in a counterclockwise direction and the second feeder line 130 is wound around the pillar 113 And is wound from the top to the bottom of the first feeder line 130 in the clockwise direction and alternately turns to the first input terminal in this manner.

즉, 본 실시예에서는 제1,2 급전선(120, 130)이 기둥(113)에 2중으로 감기되, 각 기둥(113)에서 감기는 방향을 달리하는 구조로서, 제1,2 급전선(120, 130)이 기둥(113)에 감기는 방향과 각 급전선(120, 130)에서 전류가 흐르는 방향을 화살표로 표시하였다.That is, in this embodiment, the first and second feeders 120 and 130 are doubly wound around the column 113, and the direction of winding the first and second feeders 120 and 130 is different from that of the first and second feeders 120 and 120, 130 are wound on the column 113 and the direction in which current flows in each of the feed lines 120, 130 are indicated by arrows.

측면도 (b)에서는 상술한 제1,2 급전선(120, 130)이 기둥(113)에 감기는 방향이 교대로 달라져서 그에 따른 전류 방향이 교대로 달라짐에 따라 이웃하는 기둥(113) 마다 각각에 생성되는 자기장의 방향이 N극과 S극 교대로 형성됨을 화살표로 표시하였다. 즉, 이웃하는 각 기둥(113) 마다 생성되는 자기장의 방향은 N극과 S극이 교대로 형성되어 N-S-N-S... 와 같은 형태가 됨을 알 수 있다.In the side view (b), the winding directions of the first and second feeder lines 120 and 130 are alternately changed in the direction of the current, The direction of the magnetic field is formed alternately in the N pole and the S pole. That is, it can be seen that the direction of the magnetic field generated for each adjacent pole 113 is formed in the form of N-S-N-S ... alternately in the N pole and the S pole.

이와 같이 급전장치(100)에 자극이 교대로 형성된 쌍자극형 급전장치(100)인 경우에는 상대적으로 차량 정차 중에 집전이 용이하게 되는데 이에 대한 시뮬레이션 결과는 후술하기로 한다.In the case of the twin-pole type power feeding device 100 in which the magnetic poles are alternately formed in the power feeding device 100, the power collecting is facilitated during the vehicle stopping. The simulation results will be described later.

도 9는 쌍자극형 이층 급전코일 구조 급전장치의 일 실시예를 나타낸 사시도 및 정면도로서, '쌍자극형'이라 함은 도 8에 대한 설명에서와 같이 기둥(113)에 자극이 교대로 나타나는 것을 지칭하고, '이층 급전코일 구조'라 함은 도 7에서 상술한 바와 같이 기둥(113)의 하부에는 제1 급전선(120)을 감고 상부에는 제2 급전선(130)을 감은 구조를 지칭한다. 그리고 기둥(113)에 제1,2 급전선(120,130)을 각각 3회씩 감은 것을 나타내었고 전체 급전장치(100)에서의 최종단 상태를 도시하였다.FIG. 9 is a perspective view and a front view showing an embodiment of a dual pole type double layer feed coil structure feeder, and the term 'double pole type' means that the pole 113 alternately shows a magnetic pole as shown in FIG. And the 'second layer feed coil structure' refers to a structure in which the first feeder line 120 is wound on the lower part of the column 113 and the second feeder wire 130 is wound on the upper part thereof, as described above with reference to FIG. And the first and second feeder lines 120 and 130 are wound on the column 113 three times, respectively, and a final stage state in the entire power feeding device 100 is shown.

구체적으로, 사시도 (a) 및 평면도 (c)에서는 먼저, 전류 방향이 주행방향과 같은 제1 급전선(120)은 좌측 첫 번째 기둥(113)에 좌측면에서부터 들어가 하부에서부터 상부로 감기되 시계반대 방향으로 중간 부분까지 감긴 후, 이웃한 다음의 기둥(113)에서는 엇갈려서 우측면으로 들어가 같은 높이의 중간 부분부터 하부로 시계 방향으로 감기고, 다시 이웃한 다음의 기둥(113)의 좌측면으로 이어져 같은 방식을 반복하여 최종단에 이르게 된다. Specifically, in the perspective view (a) and the plan view (c), the first feeder line 120 whose current direction is the same as the running direction enters from the left side into the left first column 113 and is wound from the lower side to the upper side, And then wound on the right side of the next adjacent column 113 and wound clockwise from the middle portion of the same height to the lower side and then connected to the left side of the next adjacent column 113, And repeatedly reaches the final stage.

최종단에서 돌아 나오는 제2 급전선(130)은 제1 급전선(120)과 중간 부분부터 이어져 상부로 감겨 올라가되 시계 반대 방향으로 감겨 우측면으로 돌아 나가고, 다시 그 다음의 기둥(113)에서는 엇갈려서 좌측면으로 들어가 제1 급전선(120)이 감긴 부분 다음부터 상부로 감겨 올라가되 시계 방향으로 감겨 좌측면으로 돌아 나가고, 다시 좌측 첫 번째 기둥(113)의 우측면으로 들어가 제1 급전선(120)이 감긴 부분 다음부터 상부로 감겨 올라가되 시계반대 방향으로 감겨 우측면으로 돌아 나가고, 이와 같은 방식을 교대로 하여 최초의 입력단까지 이르게 된다.The second feeder line 130, which is rotated at the final stage, extends from the middle portion to the first feeder line 120 and is wound up to the upper side and wound in the counterclockwise direction to return to the right side. The first feeder line 120 is wound around the first feeder line 120 and then wound up in the clockwise direction to return to the left side of the first feeder line 120. The first feeder line 120 enters the right side of the first left column 113, Up to the upper side, then wound up counterclockwise to return to the right side, and this method is alternated to the first input stage.

즉, 본 실시예에서는 제1 급전선(120)이 기둥(113)의 하부에 감기고 제2 급전선(130)은 이어서 그 상부에 감기며 각 급전선(120,130)이 교차하는 부분에서는 항상 제2 급전선(130)이 상부로 위치하도록 하되, 각 기둥(113)에서 각 급전선(120,130)이 감기는 방향은 각각의 기둥(113)마다 교대로 달리하는 구조이다. That is, in this embodiment, the first feeder line 120 is wound on the lower portion of the column 113, and the second feeder line 130 is then wound on the upper portion thereof. In the portion where the feeder lines 120 and 130 intersect, And the directions in which the feed lines 120 and 130 are wound on the columns 113 alternate with respect to the respective columns 113. In other words,

여기서, 제1,2 급전선(120, 130)이 기둥(113)에 감기는 방향과 각 급전선(120, 130)에서 전류가 흐르는 방향을 화살표로 표시하였다.The direction in which the first and second feeders 120 and 130 are wound on the column 113 and the direction in which the current flows in each of the feeders 120 and 130 are indicated by arrows.

측면도 (b)에서는 상술한 제1,2 급전선(120, 130)이 기둥(113)에 감기는 방향이 각각의 기둥(113) 마다 교대로 달라지고 그에 따라 전류가 흐르는 방향이 교대로 달라짐에 따라 이웃하는 기둥(113) 마다 생성되는 각각의 자기장의 방향도 자극이 교대로 형성됨을 화살표로 표시하였다. 즉, 이웃하는 각 기둥(113) 마다 생성되는 자기장의 방향은 N극과 S극이 교대로 형성되어 N-S-N-S... 와 같은 형태가 됨을 알 수 있다.In the side view (b), the direction in which the first and second feeders 120 and 130 are wound on the column 113 is alternately changed for each column 113, and the direction in which the current flows alternately varies Arrows indicate that the directions of the respective magnetic fields generated for the adjacent columns 113 are alternately formed. That is, it can be seen that the direction of the magnetic field generated for each adjacent pole 113 is formed in the form of N-S-N-S ... alternately in the N pole and the S pole.

이와 같이 급전장치(100)에 자극이 교대로 형성된 쌍자극형 급전장치(100)인 경우에는 상대적으로 차량 정차 중에 집전이 용이하게 되는데 이에 대한 시뮬레이션 결과는 후술하기로 한다.In the case of the twin-pole type power feeding device 100 in which the magnetic poles are alternately formed in the power feeding device 100, the power collecting is facilitated during the vehicle stopping. The simulation results will be described later.

또한 이중 급전코일 구조 급전장치(100)와 이층 급전코일 구조 급전장치(100)는 상술한 바와 같이 급전장치(100)가 매설될 도로의 굴착 깊이에 따라 깊을 때는 2층 급전코일 구조의 급전장치(100)를 선택할 수 있고, 얕을 때는 이중 급전코일 구조의 급전장치(100)를 선택할 수 있어 실제 현장에서 유용하도록 하였다.The double feed coil structure feeder 100 and the double-feed coil structure feeder 100 may be configured to have a two-layer feed coil structure of a feeder device 100 when deeper depending on the excavation depth of the road in which the feeder device 100 is to be embedded 100), and when it is shallow, it is possible to select the feeding device 100 having a dual feeding coil structure, so that it is useful in actual field.

도 10은 도 6에 도시된 단자극형 이중 급전코일 구조 급전장치에 있어서 차량 주행 중에 집전 픽업에 급전 출력이 집전되는 상태를 나타낸 개요도 및 집전 픽업에 집전되는 급전 출력 값 그래프를 도시한 것이다. Fig. 10 is a schematic diagram showing a state in which a power supply output is collected in a current pickup during driving of a vehicle in the terminal polarized double-feeding coil structure power supply apparatus shown in Fig. 6, and a graph of a power supply output value collected in the current pickup.

차량이 도로를 주행함에 따라 집전픽업(200)은 매설된 급전장치(100) 위를 지나가게 된다. 이때 기둥(113)의 위치와 집전픽업(200)의 위치가 일치될 때에 최대 급전출력이 집전픽업(200)으로 집전된다. 그리고 집전픽업(200)이 기둥(113) 사이, 즉 제1,2 급전선(120,130)으로만 이어진 부분을 지나가게 될 때에 최소 급전출력이 집전픽업(200)으로 집전된다. As the vehicle travels on the road, the collective pick-up 200 passes over the embedded feeder 100. At this time, when the position of the column 113 is matched with the position of the collective pickup 200, the maximum power output is collected in the collective pickup 200. When the collective pick-up 200 passes between the columns 113, that is, the portion extending only to the first and second feed lines 120 and 130, the minimum feed power is collected in the collective pickup 200.

이 때, 도 10에 도시된 바와 같이 집전장치(100)의 일부분 구간인 1,800mm 구간을 정하여 그 안에서 집전픽업(200)이 지나가는 거리에 따라 집전되는 전압 및 출력을 아래의 표 3에 나타내었다. 10, the voltage and the output of the current collecting unit 200 according to the distance passing through the collective pickup 200 are shown in Table 3 below by setting a section of 1,800 mm, which is a section of the current collecting apparatus 100, as shown in FIG.

거리(mm)Distance (mm) 00 100100 200200 300300 400400 500500 600600 700700 800800 900900 1,0001,000 1,1001,100 1,2001,200 1,3001,300 1,4001,400 1,5001,500 1,6001,600 1,7001,700 1,8001,800 전압Voltage
(V)(V) 17261726 20982098 22812281 22762276 21552155 20502050 21342134 23422342 24732473 24672467 23092309 20942094 20092009 21332133 23022302 23372337 21902190 18361836 13661366 출력(W)Output (W) 2934229342 3566635666 3877738777 3869238692 3663536635 3485034850 3627836278 3981439814 4204142041 4193941939 3925339253 3559835598 3415334153 3626136261 3913439134 3972939729 3723037230 3121231212 2322223222

위의 표 3을 참조하면 최대 급전출력은 42KW이고, 최소 급전출력은 34KW이며, 평균 급전출력은 약 38KW로 측정되었다.Referring to Table 3, the maximum power output is 42 KW, the minimum power output is 34 KW, and the average power output is about 38 KW.

이와 같이, 도 6과 도7에 도시된 단자극형 급전장치(100)의 경우에는 최대 급전출력과 최소 급전출력 사이의 급전출력 변동폭이 적어 차량에 장착된 레귤레이터 설계가 용이하고 차량의 주행 중에 일정 정도 이상의 급전출력을 집전할 수 있다는 이점이 있다. As described above, in the case of the terminal polarity-type power feeding device 100 shown in Figs. 6 and 7, since the fluctuation of the power supply output between the maximum power supply output and the minimum power supply output is small, the regulator installed in the vehicle is easy to design, The power feeding output can be collected.

도 11은 도 10에 도시된 단자극형 이중 급전코일 구조 급전장치와 집전픽업(200) 사이의 자기장 분포도를 나타낸 도면으로서, 집전픽업(200) 위로는 자기장의 분포가 거의 없음을 알 수 있다. 이는 집전픽업(200)이 장착된 차량이 급전장치(100) 위를 지나가더라도 승객들에게 도달하는 자기장을 상당히 줄일 수 있음을 알 수 있게 한다. 11 is a diagram showing a magnetic field distribution diagram between the terminal polarized double feeding coil structure feeding device shown in FIG. 10 and the current collecting pick-up 200. It can be seen that there is almost no distribution of the magnetic field above the current collecting pick- This makes it possible to considerably reduce the magnetic field reaching the passengers even if the vehicle equipped with the collective pickup 200 passes over the feeder device 100. [

도 12는 도 8에 도시된 쌍자극형 이중 급전코일 구조 급전장치에 있어서 차량 주행 중에 집전 픽업에 급전 출력이 집전되는 상태를 나타낸 개요도 및 집전 픽업에 집전되는 급전 출력 값 그래프를 도시한 것으로 집전픽업(200)과 급전장치(100)와의 작동 상황은 도 10에서와 동일하다. Fig. 12 is a schematic diagram showing a state in which a power supply output is collected in a current pickup during driving of a vehicle in the dual pole type dual feeder structure structure feeder shown in Fig. 8, and a diagram of a power supply output value collected in the current pickup, The operating situation between the pickup 200 and the feed device 100 is the same as in Fig.

집전장치(100)의 일부분 구간인 1,800mm 구간을 정하여 그 안에서 집전픽업(200)이 지나가는 거리에 따라 집전되는 전압 및 출력을 아래의 표 4에 나타내었다. Table 4 below shows the voltage and the output that are collected according to the distance that the collective pickup 200 passes within the 1,800 mm section of a part of the current collector 100.

아래의 표 4를 참조하면 최대 급전출력은 50KW으로 매우 높고 최소 급전출력은 13KW로서 매우 낮으며 평균 급전출력 또한 약 32KW로 감소한 것으로 측정되었다.Referring to Table 4 below, the maximum power output is as high as 50 KW, the minimum power output is as low as 13 KW, and the average power output is also reduced to about 32 KW.

거리(mm)Distance (mm) 00 100100 200200 300300 400400 500500 600600 700700 800800 900900 1,0001,000 1,1001,100 1,2001,200 1,3001,300 1,4001,400 1,5001,500 1,6001,600 1,7001,700 1,8001,800 전압Voltage
(V)(V) 17781778 20982098 33213321 30693069 24242424 14741474 18651865 27122712 33623362 33393339 26642664 18401840 14431443 23692369 30393039 33963396 30393039 21002100 18501850 출력(W)Output (W) 3022630226 3588735887 4496544965 4068140681 2971629716 1356613566 2021320213 3461234612 5066450664 5027350273 3379633796 1978819788 1303913039 2878128781 4017140171 4624046240 3626136261 3148431484 2898528985

이와 같이, 도 8과 도9에 도시된 쌍자극형 급전장치(100)의 경우에는 최대 급전출력과 최소 급전출력의 차이에 대한 변동 폭이 커서 차량에 장착된 레귤레이터 설계가 까다로워지는 단점이 있다. 하지만 단자극형 급전장치(100) 보다는 최대 급전출력이 더 높으므로 집전픽업(200)과 기둥(113)의 위치를 일치시킬 수 있는 차량의 정차 중 충전에 유리한 방식이다. As described above, in the case of the dual pole type power supply device 100 shown in Figs. 8 and 9, the fluctuation range with respect to the difference between the maximum power supply output and the minimum power supply output is large, which complicates the design of the regulator mounted on the vehicle. However, since the maximum power supply output is higher than that of the terminal polarized type feeder 100, it is advantageous in charging the vehicle while the vehicle is stationary, in which the positions of the collective pickup 200 and the column 113 can be matched.

도 13은 도 12에 도시된 쌍자극형 이중 급전코일 구조 급전장치(100)와 집전픽업(200) 사이의 자기장 분포도를 나타낸 도면으로서, 급전장치(100)의 기둥(113)들의 간격이 작아서 자속이 차량에 장착된 집전픽업(200)으로 직접 유입되지 않고 기둥(113)들끼리 직접 연결되는 것을 알 수 있다. 즉, 쌍자극형 이중 급전코일 구조 급전장치(100)는 차량의 주행 중일 때보다는 정차 중일 때 효과적인 충전방식임을 알 수 있다. 그리고, 주행 중이라고 하더라도 기둥(113)들 간의 간격을 넓히면 자속이 기둥(113)들끼리 직접 연결되는 것을 어느 정도 방지할 수 있어 집전픽업(200)에 유입되는 자속의 양을 늘릴 수 있다.FIG. 13 is a diagram showing a magnetic field distribution diagram between the dual pole feeder structure feeder 100 shown in FIG. 12 and the current collecting pick-up 200. The spacing between the pillars 113 of the feeder 100 is small, It can be seen that the pillars 113 are directly connected to each other without being directly introduced into the current collecting pick-up 200 mounted on the vehicle. That is, it can be seen that the dual-pole-type dual feed coil structure feeder 100 is an effective charging method when the vehicle is stopped while the vehicle is running. If the distance between the pillars 113 is increased, the magnetic flux can be prevented from being directly connected to each other between the pillars 113, thereby increasing the amount of magnetic flux flowing into the current collecting pick-up 200.

도 14는 도 10과 도 12에서 설명한 단자극형 이중 급전코일 구조 급전장치(100)의 출력 그래프 (a)와 쌍자극형 이중 급전코일 구조 급전장치(100)의 출력 그래프 (b)를 동시에 나타낸 것으로서 이들 두 구조의 차이에 의한 출력의 차이를 쉽게 알 수 있도록 하였다. 14 is a graph showing an output graph (a) of the terminal polarized double-feed coil structure feeder 100 and an output graph (b) of the dual-pole-type dual feeder coil structure feeder 100 described in FIGS. 10 and 12 The difference in output due to the difference between these two structures is easily known.

도 15 내지 도 18은 지금까지 설명한 급전장치(100)에서 급전코어부(110)마다 장착된 판자형 구조의 기판(111)을 일정한 간격으로 연속적으로 배열된 '

Figure 112017021163937-pat00036
' 형 막대 모양 기판으로 대체한 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이다. FIGS. 15 to 18 are schematic cross-sectional views of the substrate 111 of the plate-shaped structure mounted in each of the power feeding core units 110 in the power feeding device 100 described above,
Figure 112017021163937-pat00036
Shaped bar-shaped substrate according to another embodiment of the present invention.

도 15는 단자극형 이중 급전코일 구조 급전장치(100)이고, 도 16은 단자극형 이층 급전코일 구조 급전장치(100)이며, 도 17은 쌍자극형 이중 급전코일 구조 급전장치(100)이며, 도 18은 쌍자극형 이층 급전코일 구조 급전장치(100)이다. 15 is a terminal polarized double feed coil structure feed device 100, FIG. 16 is a terminal polarized double-feed coil structure feed device 100, FIG. 17 is a dual pole type double feed coil structure feed device 100, Reference numeral 18 denotes a twin-pole type double-layer feed coil structure feed device 100.

도 15 내지 도 18에 도시된 '

Figure 112017021163937-pat00037
' 형 막대 모양 기판은 도 6 내지 도 9에 도시된 판자형 기판(113) 보다 급전장치(100)의 급전출력은 떨어지지만 건설단가를 낮출 수 있고 직선도로에 적합하다. 15 to 18,
Figure 112017021163937-pat00037
Shaped rod-shaped substrate is lower in power supply output of the power-feeding device 100 than the plate-like substrate 113 shown in Figs. 6 to 9, but it can lower the construction cost and is suitable for a straight road.

이상과 같이 본 발명에서는 급전장치(100)에서 제1,2 급전선(120, 130)이 기둥(113)에 감기는 구조를 달리함으로써 급전출력을 향상시킬 수 있었다.
도 19는 급전장치(100)에서 제1 급전선 또는 제2 급전선 중 어느 하나의 선만이 급전코어부(110)에 설치되도록 하되, 본 발명의 일실시예로서, 하나의 선만으로 설치된 급전코일(115)이 기둥(113)에 6회 감긴 것을 나타낸 사시도와 측면도이다.
여기에서, 하나의 선만으로 설치되는 급전코일(115)이 기둥(113)에 6회 감긴 것을 본 발명의 일실시예로서 나타내었지만, 급전코일(115)이 기둥(113)에 감기는 횟수는 얼마든지 변경이 가능함은 물론이다.As described above, according to the present invention, by changing the structure in which the first and second feeders 120 and 130 are wound on the column 113 in the feeder 100, the feed power can be improved.
19 is a perspective view illustrating a state where only one of the first feeder line and the second feeder line is installed in the feed core 110 of the feeder 100. In an embodiment of the present invention, Is wound on the column 113 six times.
The number of times that the power supply coil 115 is wound on the column 113 is the same as the number of times that the power supply coil 115 is wound on the column 113 six times, Of course, can be changed.

또한, 급전코일(115)이 기둥(113)에 감기는 방향은 이웃하는 기둥끼리 모두 동일하도록 하여 단자극형의 급전장치(100)를 본 발명의 일실시예로서 나타내었지만, 상술한 예에서처럼 급전코일(115)이 기둥(113)에 감기는 방향이 이웃하는 기둥끼리 교번으로 달라지도록 하여 쌍자극형의 급전장치(100)가 될 수도 있음은 물론이다.In addition, although the feeder 100 of the terminal polarity is shown as an embodiment of the present invention by arranging the adjacent columns so that the direction in which the feeder coil 115 is wound around the column 113 is the same, It is needless to say that the direction in which the coil 115 is wound on the column 113 alternately changes the neighboring columns so as to be a dual-pole type power supply device 100.

상기와 같은 전기자동차용 급전장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. The above-described electric vehicle power supply apparatus is not limited to the configuration and the operation method of the embodiments described above. The above embodiments may be configured so that all or some of the embodiments may be selectively combined to make various modifications.

100: 급전장치 110: 급전코어부
111: 기판 113: 기둥
120: 제1 급전선 130: 제2 급전선
200: 집전장치100: Feeder 110: Feed core
111: substrate 113: column
120: first feeder line 130: second feeder line
200: current collector

Claims (11)

자기유도방식에 의하여 비접촉으로 전력을 공급하는 전기자동차용 급전장치에 있어서,
도로 진행방향을 따라 이격되게 설치되어 자속누설을 방지하고 높이를 변동할 수 있는 기판과 기둥을 포함하는 급전코어부; 및 자기장을 형성하도록 하는 제1, 2 급전선;을 포함하고,
상기 제1,2 급전선은 상기 급전코어부에 배치되되, 상기 기판은‘
Figure 112017083159255-pat00039
’형상의 수평 및 수직기판으로 이루어지고, 상기 수평기판에는 기둥이 수직으로 형성되어 급전선이 상기 기둥에 솔레노이드 형태로 1회 이상 감기고, 상기 급전선은 급전코어부 매설깊이에 따라 감기는 구조를 달리할 수 있되,
상기 감기는 구조는 상기 급전장치가 매설될 도로의 매설깊이가 소정값보다 깊을 때에는 상기 매설깊이에 따라 상기 기둥에 상기 제1 급전선이 1회 이상 감기고 상기 제2 급전선이 상기 제1 급전선이 감긴 부위에 이어서 1회 이상 감기는 이층 형태를 띄는 이층 급전 코일 구조를 선택하고, 상기 매설깊이가 소정값보다 얕을 때에는 기둥에 상기 제1 급전선이 1회 이상 감기고 상기 제2 급전선이 상기 제1 급전선이 감긴 외경에 감겨서 이중 형태를 띄는 이중 급전 코일 구조를 선택할 수 있고,
상기 기둥의 높이와 상기 수직 기판의 높이가 동일하고,
상기 급전코어부 사이의 이격 간격을 도로 진행방향을 따라 개별적으로 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 급전장치.
A power supply device for an electric automobile which supplies electric power in a non-contact manner by a magnetic induction method,
A power feeding core portion provided so as to be spaced apart from the traveling direction of the road and including a substrate and a column capable of preventing magnetic flux leakage and varying in height; And a first and a second feed line for forming a magnetic field,
The first and second feeder lines are disposed in the feed core,
Figure 112017083159255-pat00039
And the feeder wire is wound on the column at least once in the form of a solenoid, and the feeder wire is wound in accordance with the depth of the feed core portion, Yes,
Wherein the winding structure is such that when the embedding depth of the road on which the feeding device is to be embedded is deeper than a predetermined value, the first feeder wire is wound on the column at least once according to the embedment depth and the second feeder wire is wound around the first feeder wire And when the embedding depth is shallower than a predetermined value, the first feeder wire is wound on the column at least once and the second feeder wire is wound around the first feeder wire A double feed coil structure can be selected which is wound on a wound outer diameter and has a dual shape,
The height of the column is equal to the height of the vertical substrate,
And the distance between the feeding core portions can be changed individually along the traveling direction of the electric power.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1 급전선은, 상기 기둥의 좌측면과 우측면 중 어느 하나의 면을 선택해 지나가되 이웃하는 상기 기둥끼리는 모두 동일한 측면을 지나가며 감기고,
상기 제2 급전선은, 상기 제1 급전선이 지나가는 기둥의 반대편 측면을 지나가며 감기는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 급전장치.
The method according to claim 1,
The first feeder line is selected from one of a left side surface and a right side surface of the column so that the neighboring pillars are wound around the same side surface,
Wherein the second feeder line is wound by passing through the opposite side of the column through which the first feeder line passes.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 급전선은, 이웃하는 상기 기둥의 좌측면과 우측면을 번갈아 지나가며 감기고,
상기 제2 급전선은, 상기 제1 급전선이 지나가는 기둥의 반대편 측면을 지나가며 감기는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 급전장치.
The method according to claim 1,
The first feeder line alternately passes through the left side surface and the right side surface of the adjacent pillar,
Wherein the second feeder line is wound by passing through the opposite side of the column through which the first feeder line passes.
청구항 4에 있어서,
상기 제1, 2 급전선 각각이 어느 하나의 상기 기둥에 감기는 방향은 동일하되, 상기 제1, 2 급전선이 기둥에 감긴 방향은 이웃하는 기둥끼리 모두 동일한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 급전장치.
The method of claim 4,
Wherein a direction in which each of the first and second feeders is wound on one of the pillars is the same, and a direction in which the first and second feeders are wound on the pillars are the same among adjacent pillars.
청구항 5에 있어서,
상기 제1, 2 급전선 각각이 어느 하나의 상기 기둥에 감기는 방향은 동일하되, 상기 제1, 2 급전선이 기둥에 감긴 방향은 이웃하는 기둥끼리 교번으로 달라지는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 급전장치.
The method of claim 5,
Wherein a direction in which each of the first and second feeders is wound on one of the columns is the same, and a direction in which the first and second feeders are wound on the column are different from each other in the adjacent columns.
청구항 1에 있어서,
상기 제1, 2 급전선이 감기는 횟수는 복수개의 상기 기둥별로 각각이 개별적으로 변경이 가능한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 급전장치.
The method according to claim 1,
Wherein the number of times the first and second feeders are wound can be individually changed for each of the plurality of pillars.
청구항 1에 있어서,
하나의 상기 기둥에서 상기 제1 급전선과 상기 제2 급전선이 감기는 횟수는 변경이 가능한 것을 특징으로 하는 전기자동차용 급전장치.
The method according to claim 1,
Wherein the number of times the first feed line and the second feed line are wound on one of the columns is changeable.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 급전선 또는 제2 급전선 중 어느 하나의 선만이 상기 급전코어부에 설치되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 급전장치.
The method according to claim 1,
Wherein only one of the first feeder line and the second feeder line is installed in the power feeding core portion.
청구항 1에 있어서,
상기 전기자동차용 급전장치는,
도로를 따라 다수개가 일정장소에 이격되어 연속되게 설치되거나 일정장소에 설치되어 전기자동차에 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 급전장치.The method according to claim 1,
The electric vehicle feed device may include:
Characterized in that a plurality of electric power is supplied to the electric vehicle by continuously installing a plurality of electric power sources along a road at a predetermined position or by being installed at a predetermined place.
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