KR102200597B1 - Wireless Electric Vehicle Battery Charging System Using Microwave at the Road Center Separator - Google Patents

Wireless Electric Vehicle Battery Charging System Using Microwave at the Road Center Separator Download PDF

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임채욱
이지형
최민영
강희상
박영규
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한밭대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a wireless electric vehicle battery charging system using microwaves. More particularly, the present invention relates to a wireless electric vehicle battery charging system using microwaves, which comprises: a microwave generation device installed on one side of a facility and converting supplied power into microwaves; and a rectenna unit provided in an electric vehicle, receiving the microwaves generated by the microwave generation device, and converting the microwaves into DC power to charge a battery of the electric vehicle.

Description

마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템 및 충전방법{Wireless Electric Vehicle Battery Charging System Using Microwave at the Road Center Separator}Wireless Electric Vehicle Battery Charging System Using Microwave at the Road Center Separator}

본 발명은 도로 중앙분리대에서 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템 및 충전 방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 전기자동차에 공급되는 전력은 도로 중앙분리대의 중앙에 설치된 하나 이상의 충전 스테이션에 의해 마이크로파를 이용하는 무선충전 방식이다. 무선 충전 스테이션과 이에 전력을 공급하는 주전력 공급수단을 커넥터를 이용하지 않고 무선 방식으로 구현한 전기자동차용 마이크로파를 이용한 무선 배터리 충전 스테이션에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless electric vehicle battery charging system and charging method using microwaves in a road median. More specifically, the electric power supplied to the electric vehicle is a wireless charging method using microwaves by one or more charging stations installed in the center of the road median. The present invention relates to a wireless charging station using a microwave for an electric vehicle in which a wireless charging station and a main power supply means supplying power thereto are implemented in a wireless manner without using a connector.

최근 전 세계적으로 지구 온난화, 자원 고갈, 환경오염 등에 대처하기 위해 선진국을 중심으로 대처 방안이 논의되고 있다. 방안 중 하나로 자동차의 배출가스 저감 및 친환경 대체 에너지가 논의되고 있다. Recently, measures to cope with global warming, resource depletion, and environmental pollution are being discussed around the world. As one of the measures, reduction of automobile emissions and eco-friendly alternative energy are being discussed.

산업계에서는 하이브리드, 전기자동차, 수소자동차 같은 친환경 자동차가 연구되고 있고, 학계에서는 더 좋은 효율을 낼 수 있는 방안에 대한 연구가 지속되고 있다. 특히 전기자동차는 배터리의 저장 에너지를 이용하여 모터를 구동하여 운행하여 배출가스 배출율 0%로 현재 산업계와 학계 모두 가장 현실적인 방안으로 제시되고 있다. Eco-friendly vehicles such as hybrid, electric and hydrogen vehicles are being researched in the industry, and research on ways to achieve better efficiency is continuing in the academic world. In particular, electric vehicles use the stored energy of a battery to drive a motor and run a motor with an emission rate of 0%, which is currently being proposed as the most realistic solution for both industry and academia.

하지만 전기자동차는 배터리의 무게 및 가격, 배터리 수명의 단축과 충전 시간이 오래 걸리는 점, 충전 인프라의 부족으로 인한 제한된 주행거리 등의 문제를 보유하고 있다. However, electric vehicles have problems such as the weight and price of the battery, shortening the battery life and taking a long charging time, and limited mileage due to a lack of charging infrastructure.

최근 KAIST의 온라인전기자동차 같이 주행거리를 100% 배터리에 의존하는 것에서 차량에 집전장치를 달고, 도로에 급전장치로부터 전력을 공급받아 운행하는 무선전력 전송 자동차로 차량 구동 전력의 상당부분을 도로의 급전 장치에 의존하기 때문에 배터리의 용량의 축소를 이끌어 낼 수 있었다. Recently, as KAIST's online electric vehicle relies on 100% battery for its mileage, it is a wireless power transmission vehicle that attaches a current collector to the vehicle and receives power from a power supply device to the road. Because it depends on the device, it could lead to a reduction in the capacity of the battery.

또한 온라인 전기자동차는 2009년에 기획되어 10년 동안 연구하여 현재 20cm의 공극간격에 83%의 높은 효율을 가지고 있다. 하지만 도로에 매설하는 급전 장치의 매설 비용이 국토 전역에 설치하기에는 많은 비용이 들고 설치된 차선에서만 충전이 되는 부분의 문제를 가지고 있기 때문에 한 개의 시스템을 외부 중앙분리대에 설치하고 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템이 필요하였다.In addition, the online electric vehicle was planned in 2009 and has been researched for 10 years, and now has a high efficiency of 83% with a gap of 20cm. However, since the installation cost of the power supply system buried in the road is expensive to install all over the country, and the problem of charging only in the installed lane, one system is installed in the external center divider and a wireless electric vehicle battery using microwaves. A charging system was needed.

대한민국 등록특허 10-1870285Korean Patent Registration 10-1870285 대한민국 등록특허 10-1760632Korean Patent Registration 10-1760632 대한민국 공개특허 10-2019-0063752Republic of Korea Patent Publication 10-2019-0063752 일본공개특허 2016-49003Japanese Patent Publication 2016-49003

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 중앙 분리대에 설치하고 차량의 루프의 렉테나에 마이크로파를 전송받아 전기자동차에 전력을 공급하는 방식을 적용하여, 매설 비용을 줄이고 전 차로에 설치하는 것을 하나의 무선 충전 시스템으로 여러 차로에 있는 전기 자동차를 충전할 수 있어, 기존의 비접촉식 충전 시스템의 설치비용 문제를 해결할 수 있는 도로 중앙분리대에서 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been conceived to solve the conventional problems as described above, and according to an embodiment of the present invention, a method of supplying electric power to an electric vehicle by receiving microwaves installed on a central separator and receiving microwaves from a rectenna of a vehicle roof. By applying, it is possible to charge electric vehicles in multiple lanes with a single wireless charging system to reduce the cost of burial and install them on the street, so that the microwave in the middle of the road can solve the problem of installation cost of the existing non-contact charging system. There is an object to provide a wireless electric vehicle battery charging system using the.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. It will be understandable.

본 발명의 제1목적은, 무선 전기자동차 배터리 충전시스템에 있어서, 시설물 일측에 설치되어 공급되는 전력을 마이크로파로 변환하는 마이크로파 발생장치; 및 전기자동차에 구비되어, 상기 마이크로파 발생장치에서 발생된 마이크로파를 인가받아 DC전원으로 변환하여 상기 전기자동차의 배터리에 충전하는 렉테나 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템으로서 달성될 수 있다. A first object of the present invention is a wireless electric vehicle battery charging system, comprising: a microwave generator installed at one side of a facility to convert power supplied into microwaves; And a rectenna unit provided in an electric vehicle, which receives the microwave generated by the microwave generator, converts it into DC power, and charges the battery of the electric vehicle. It can be achieved as a system.

그리고 마이크로파 발생장치는 도로 중앙분리대에 상기 도로 중앙분리대의 길이방향을 따라 특정간격 이격되어 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the microwave generating device may be installed at a specific interval in the road median separator along a length direction of the road median.

또한 마이크로파 발생장치는, 전력이 공급되는 전력공급부와, 상기 전력공급부에서 공급되는 전력을 마이크로파로 전환하는 전환부와, 상기 렉테나 유닛이 설치된 전기자동차를 인식하는 인식부와, 상기 인식부에서 인식한 상기 전기자동차 측으로 마이크로파를 전송하는 안테나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the microwave generator includes a power supply unit supplied with power, a conversion unit for converting power supplied from the power supply unit into microwaves, a recognition unit for recognizing an electric vehicle in which the rectenna unit is installed, and a recognition unit for recognition by the recognition unit. It may be characterized in that it comprises an antenna for transmitting microwaves to the side of the electric vehicle.

그리고 마이크로파 발생장치 상단부에 구비되어, 상기 안테나를 통해 전송되는 마이크로파를 반사시켜 상기 마이크로파를 상기 전기자동차 측으로 인가시키는 반사장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And it is provided on the upper end of the microwave generating device, reflecting the microwave transmitted through the antenna and applying the microwave to the side of the electric vehicle; may further include a reflector.

또한 렉테나 유닛은, 상기 마이크로파를 수신하는 수신부와, 상기 마이크로파를 DC 전력으로 전원하는 DC전환부와, 상기 전기자동차의 충전상태, 차량 고유 ID, 속도, 위치정보를 상기 인식부로 전송하는 전달부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the rectenna unit includes a receiving unit that receives the microwave, a DC conversion unit that powers the microwave with DC power, and a transmission unit that transmits the charging state of the electric vehicle, vehicle ID, speed, and location information to the recognition unit. It may be characterized by including.

그리고 인식부는 상기 전달부에서 전송된 정보를 기반으로 상기 안테나를 통해 상기 전기자동차의 렉테나 유닛으로 마이크로파를 전송하고, 상기 차량 고유 ID를 판독하여 상기 전기자동차를 충전하게 되면 충전된 양을 기반으로 충전비용을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the recognition unit transmits microwaves to the rectenna unit of the electric vehicle through the antenna based on the information transmitted from the transmission unit, reads the vehicle ID to charge the electric vehicle, based on the amount charged It may be characterized by calculating the charging cost.

또한 안테나는 복수의 차량에 동시에 상기 마이크로파를 전송할 수 있는 어레이 구조를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the antenna may be characterized by having an array structure capable of simultaneously transmitting the microwave to a plurality of vehicles.

그리고 마이크로파가 조사되는 반사장치의 표면은 타원형이며, 나트륨 도금층을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the surface of the reflecting device to which microwaves are irradiated has an elliptical shape and may be characterized by having a sodium plating layer.

또한 렉테나 유닛은 상기 전기자동차의 루프에 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the rectenna unit may be characterized in that it is installed on the roof of the electric vehicle.

본 발명의 제2목적은 무선 전기자동차 배터리 충전방법에 있어서, 도로 중앙분리대의 길이방향을 따라 특정간격 이격되어 설치되는 마이크로파발생장에서 공급되는 전력을 마이크로파로 변환하는 단계; 및 전기자동차의 루프에 설치된 렉테나 유닛이 상기 마이크로파 발생장치에서 발생된 마이크로파를 인가받아 DC전원으로 변환하여 상기 전기자동차의 배터리에 충전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 방법으로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is a method of charging a battery for a wireless electric vehicle, comprising: converting power supplied from a microwave generating field installed at a specific interval along a length direction of a road center divider into microwaves; And charging the battery of the electric vehicle by receiving the microwave generated from the microwave generating device by the rectenna unit installed on the roof of the electric vehicle, converting it into DC power, and charging the battery of the electric vehicle. It can be achieved as a battery charging method.

그리고 마이크로파로 변환하는 단계는, 전력공급부에서 공급되는 전력을 전환부에서 마이크로파로 전환하는 단계와, 인식부가 상기 렉테나 유닛이 설치된 전기자동차를 인식하는 단계와, 상기 인식부에서 인식한 상기 전기자동차 측으로 안테나가 마이크로파를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The converting into microwaves includes converting power supplied from a power supply unit to microwaves at a conversion unit, recognizing an electric vehicle in which the rectenna unit is installed, and the electric vehicle recognized by the recognition unit. It may be characterized in that it comprises the step of transmitting the microwave to the antenna.

또한 마이크로파 발생장치 상단부에 구비된 반사장치에 의해, 상기 안테나를 통해 전송되는 마이크로파를 반사시켜 상기 마이크로파를 상기 전기자동차 측으로 인가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, it may further comprise the step of applying the microwave to the electric vehicle by reflecting the microwave transmitted through the antenna by a reflecting device provided on the upper end of the microwave generating device.

그리고 렉테나 유닛에 구비된 전달부가 상기 전기자동차의 충전상태, 차량 고유 ID, 속도, 위치정보를 상기 인식부로 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 충전하는 단계는, 수신부가 상기 마이크로파를 수신하는 단계와, DC전환부가 상기 마이크로파를 DC 전력으로 변환하는 단계와, 상기 DC전력에 의해 상기 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And transmitting, by a transmission unit provided in the rectenna unit, the charging state, vehicle ID, speed, and location information of the electric vehicle to the recognition unit, wherein the charging step comprises: receiving the microwave by a receiver And, a DC conversion unit converting the microwave into DC power, and charging the battery by the DC power.

또한 인식부는 상기 전달부에서 전송된 정보를 기반으로 상기 안테나를 통해 상기 전기자동차의 렉테나 유닛으로 마이크로파를 전송하고, 상기 차량 고유 ID를 판독하여 상기 전기자동차를 충전하게 되면 충전된 양을 기반으로 충전비용을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the recognition unit transmits microwaves to the rectenna unit of the electric vehicle through the antenna based on the information transmitted from the transmission unit, and reads the vehicle ID to charge the electric vehicle, based on the amount charged. It may be characterized by calculating the charging cost.

본 발명의 실시예에 따른 도로 중앙분리대에서 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템에 따르면, 중앙 분리대에 설치하고 차량의 루프의 렉테나에 마이크로파를 전송받아 전기자동차에 전력을 공급하는 방식을 적용하여, 매설 비용을 줄이고 전 차로에 설치하는 것을 하나의 무선 충전 시스템으로 여러 차로에 있는 전기 자동차를 충전할 수 있어, 기존의 비접촉식 충전 시스템의 설치비용 문제를 해결할 수 있는 효과를 갖는다. According to the wireless electric vehicle battery charging system using microwaves in a road center divider according to an embodiment of the present invention, a method of supplying power to the electric vehicle by receiving microwaves from the center divider and receiving microwaves from the roof of the vehicle is applied. , It has the effect of solving the problem of installation cost of the existing non-contact charging system, as it can reduce the cost of installation and charge electric vehicles in multiple lanes with a single wireless charging system.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. I will be able to.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로파 발생장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 렉테나 장착 전기자동차에 마이크로파가 인가되는 상태를 나타낸 모식도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 어레이 구조를 갖는 안테나를 통해 마이크로파가 인가되는 상태는 나타낸 모식도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 타원형 반사장치를 갖는 마이크로파 발생장치의 구성도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중앙분리대에 설치된 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템의 정면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 중앙분리대에 설치된 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템의 사시도,
도 8은 본 발명의 실험예에 따른 마이크로파 발생기, DC 멀티미터, 송신안테나, 전력계를 갖는 렉테나 변환효율 실험 장치 사진,
도 9는 도 8의 실험장치에 의한 실험 결과 그래프,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 타원형 반사장치를 갖는 마이크로파 발생장치의 평면도,
도 11은 통상의 플러그인-전기자동차의 고전압 배터리 충전시 전력계통으로부터 차량 전장부하까지의 에너지 흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. The following drawings attached to the present specification illustrate a preferred embodiment of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the present invention, so the present invention is limited to the matters described in such drawings. It is limited and should not be interpreted.
1 is a configuration diagram of a wireless electric vehicle battery charging system using microwaves according to an embodiment of the present invention;
2 is a configuration diagram of a microwave generator according to an embodiment of the present invention,
3 is a schematic diagram showing a state in which microwaves are applied to an electric vehicle equipped with a rectenna according to an embodiment of the present invention;
4 is a schematic diagram showing a state in which microwaves are applied through an antenna having an array structure according to an embodiment of the present invention
5 is a configuration diagram of a microwave generator having an elliptical reflecting device according to an embodiment of the present invention;
6 is a front view of a wireless electric vehicle battery charging system using microwaves installed in a central separator according to an embodiment of the present invention;
7 is a perspective view of a wireless electric vehicle battery charging system using microwaves installed in a central separator according to an embodiment of the present invention;
8 is a photograph of a rectenna conversion efficiency experiment apparatus having a microwave generator, a DC multimeter, a transmission antenna, and a power meter according to an experimental example of the present invention;
9 is a graph of an experiment result by the experimental apparatus of FIG. 8;
10 is a plan view of a microwave generator having an elliptical reflecting device according to an embodiment of the present invention;
11 is a block diagram showing the energy flow from the power system to the vehicle electric load when charging a high voltage battery of a conventional plug-in electric vehicle.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features, and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments related to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed contents may be thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In the present specification, when a component is referred to as being on another component, it means that it may be formed directly on the other component or that a third component may be interposed between them. In addition, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for effective description of the technical content.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and/or plan views, which are ideal exemplary views of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content. Accordingly, the shape of the exemplary diagram may be modified by manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include a change in form generated according to the manufacturing process. For example, an area shown at a right angle may be rounded or may have a shape having a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate a specific shape of a device region and are not intended to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first and second are used to describe various elements, but these elements should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, a number of specific contents have been prepared to explain the invention in more detail and to aid understanding. However, readers who have knowledge in this field to the extent that they can understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific contents. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known in describing the invention and are not largely related to the invention are not described in order to prevent confusion without any reason in describing the invention.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템(100)의 구성, 기능 및 이를 이용한 충전방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. Hereinafter, the configuration and function of the wireless electric vehicle battery charging system 100 using microwaves according to an embodiment of the present invention, and a charging method using the same will be described. First, FIG. 1 shows a configuration diagram of a wireless electric vehicle battery charging system 100 using microwaves according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템(100)은 전체적으로, 도로 중앙분리대(1)에 상기 도로 중앙분리대(1)의 길이방향을 따라 특정간격 이격되어 설치되는 복수의 마이크로파 발생장치(10)와, 이러한 마이크로파 발생장치(10)의 상단부에 구비되는 반사장치(20), 그리고, 전기자동차(2)의 루프(3)에 구비되는 렉테나 유닛(30)을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. As shown in Fig. 1, the wireless electric vehicle battery charging system 100 using microwaves according to an embodiment of the present invention as a whole is specified in the road center separator 1 along the length direction of the road center separator 1 A plurality of microwave generators 10 that are spaced apart from each other, a reflector 20 provided at the upper end of the microwave generator 10, and a rectenna provided in the roof 3 of the electric vehicle 2 It can be seen that it can be configured to include the unit 30.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로파 발생장치(10)의 구성도를 도시한 것이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 렉테나 장착 전기자동차에 마이크로파가 인가되는 상태를 나타낸 모식도를 도시한 것이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 어레이 구조를 갖는 안테나(14)를 통해 마이크로파가 인가되는 상태는 나타낸 모식도를 도시한 것이다. 2 shows a configuration diagram of a microwave generator 10 according to an embodiment of the present invention. 3 is a schematic diagram showing a state in which microwaves are applied to an electric vehicle equipped with a rectenna according to an embodiment of the present invention. 4 is a schematic diagram showing a state in which microwaves are applied through the antenna 14 having an array structure according to an embodiment of the present invention.

마이크로파 발생장치(10)는 중앙 분리대(1) 일측에 설치되어 공급되는 전력을 마이크로파로 변환하도록 구성된다. 보다 구체적으로 마이크로파 발생장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전력이 공급되는 전력공급부(11)와, 전력공급부(11)에서 공급되는 전력을 마이크로파로 전환하는 전환부(12)와, 렉테나 유닛(30)이 설치된 전기자동차(2)를 인식하는 인식부(13)와, 인식부(13)에서 인식한 상기 전기자동차(2) 측으로 마이크로파를 전송하는 안테나(14)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다. The microwave generator 10 is installed on one side of the central separator 1 and is configured to convert the supplied power into microwaves. More specifically, the microwave generator 10 includes a power supply unit 11 to which power is supplied, a conversion unit 12 for converting power supplied from the power supply unit 11 into microwaves, as shown in FIG. 1, Consisting of a recognition unit 13 for recognizing the electric vehicle 2 on which the rectenna unit 30 is installed, and an antenna 14 for transmitting microwaves to the electric vehicle 2 recognized by the recognition unit 13 Can be seen.

현재 판매되고 있는 일반적인 전기자동차(2)의 급속 충전은 ‘정부 공인 표준연비 및 등급’에 따라서 50kW로 30분 동안 충전 시 약 4시간을 주행 할 수 있다. 전기자동차(2)에 시간당 12kW이상을 공급하면 배터리 충전을 지속하면서 주행이 가능하다. The rapid charging of a general electric vehicle (2) currently on sale can run for about 4 hours when charged for 30 minutes at 50kW according to the “government-approved standard fuel efficiency and grade”. If 12kW or more per hour is supplied to the electric vehicle 2, it is possible to drive while continuing to charge the battery.

전력을 마이크로파로 변환하는 손실과 원거리 충전 시의 손실, 반사장치(20)에 대한 손실, 또한 렉테나의 DC 전원 변환 시의 손실을 고려하여 시간당 약 30kW를 마이크로파로 변환하여 전송하게 되면, 전기자동차(2)가 주행 시 주행에 필요한 전력을 공급하고 일부 남는 전력으로 충전을 할 수 있게 된다.Considering the loss of converting power into microwaves, loss during long-distance charging, loss to the reflector 20, and loss at the time of DC power conversion of the rectenna, about 30kW per hour is converted into microwaves and transmitted. (2) When driving, it is possible to supply power required for driving and to charge with some remaining power.

본 발명의 실시예에 따른 마이크로파 발생장치(10)에 최대 10대의 차량을 동시에 충전할 수 있는 충분한 전력량을 공급하기 위해 300kW를 공급하여 최대 10대를 동시 충전하여 운행할 수 있다.In order to supply a sufficient amount of power to simultaneously charge up to 10 vehicles to the microwave generator 10 according to an embodiment of the present invention, 300 kW may be supplied to simultaneously charge and operate up to 10 vehicles.

또한 마이크로파 발생장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 중앙분리대(1)에서 차량운행에 방해가 되지 않을 높이인 2m 부근에 설치하고 크기는 가로 4m 세로 2.4m 높이 5m로 설치할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 2, the microwave generator 10 may be installed in the vicinity of 2m, which is a height that does not interfere with vehicle operation in the central separation zone 1, and has a size of 4m, 2.4m, and 5m.

300kW 전력으로 마이크로파로 전환하게 되면 전환부(12)의 일예인 마그네트론(magnetron)에 의해 약 65%의 효율로 변화되어 195kW만큼의 마이크로파가 발생한다. 그리고 마이크로파 발생장치(10)의 인식부(13)는 전기자동차(2)를 인식하여 마이크로파를 전기자동차(2) 루프(3)에 설치된 렉테나(rectenna) 유닛(30)에 정확히 보내는 안테나(14)가 필요하다. When converting to microwaves with 300kW power, a magnetron, which is an example of the conversion unit 12, changes the efficiency of about 65% to generate a microwave of 195kW. In addition, the recognition unit 13 of the microwave generator 10 recognizes the electric vehicle 2 and accurately transmits the microwave to the rectenna unit 30 installed in the roof 3 of the electric vehicle 2. ) Is required.

본 발명의 실시예에서는 빔포밍 기술을 활용하여 전기자동차(2)의 렉테나 유닛(30)이 장착된 차량임을 확인 후 위치와 속도를 판단하고 도 4에 도시된 바와 같이, 여러 대의 차량에 동시에 마이크로파를 전송할 수 있는 어레이(Array) 구조의 안테나(14)를 사용하여 렉테나가 장착된 전기자동차(2)에만 마이크로파를 전송할 수 있다. In the embodiment of the present invention, after confirming that the vehicle is equipped with the rectenna unit 30 of the electric vehicle 2 by using the beamforming technology, the position and speed are determined, and as shown in FIG. The microwave can be transmitted only to the electric vehicle 2 equipped with a rectenna using the antenna 14 having an array structure capable of transmitting microwaves.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 타원형 반사장치(20)를 갖는 마이크로파 발생장치(10)의 구성도를 도시한 것이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중앙분리대(1)에 설치된 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템(100)의 정면도를 도시한 것이다. 또한, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 중앙분리대(1)에 설치된 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템(100)의 사시도를 도시한 것이다. 5 shows a configuration diagram of a microwave generator 10 having an elliptical reflecting device 20 according to an embodiment of the present invention. 6 is a front view of a wireless electric vehicle battery charging system 100 using microwaves installed in the center separator 1 according to an embodiment of the present invention. In addition, FIG. 7 is a perspective view of a wireless electric vehicle battery charging system 100 using microwaves installed in the central separator 1 according to an embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 마이크로파 발생장치(10) 상단부에 반사장치(20)가 구비되어, 안테나(14)를 통해 전송되는 마이크로파를 반사시켜 마이크로파를 전기자동차(2) 측으로 인가시키도록 구성될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 마이크로파가 조사되는 반사장치(20)의 표면은 타원형이며, 나트륨 도금층을 갖도록 구성된다. As shown in FIGS. 5 to 7, a reflecting device 20 is provided at the upper end of the microwave generating device 10 to reflect the microwave transmitted through the antenna 14 to apply the microwave to the electric vehicle 2. It can be seen that it can be configured to Further, the surface of the reflecting device 20 to which microwaves are irradiated has an elliptical shape and is configured to have a sodium plating layer.

즉 본 발명의 실시예에 따른 마이크로파 반사장치(20)는 마이크로파 발생장치(10)에서부터 전기자동차(2)의 렉테나까지 도달하기 위한 장치이다. 반사를 하는 이유는 마이크로파의 인체 위해성을 해결하기 위함이다. That is, the microwave reflecting device 20 according to the embodiment of the present invention is a device for reaching from the microwave generating device 10 to the rectenna of the electric vehicle 2. The reason for reflection is to solve the harm to human body of microwave.

도 5에 도시된 바와 같이 마이크로파 발생장치(10)의 상단부로 발사하여 반사장치(20)에서 반사되어 전기자동차(2)의 루프(3)에 도달하게 됨을 알 수 있다. 마이크로파 반사장치(20)의 모양은 타원형 모양으로 여러 각도로 퍼져 나갈 수 있는 모양으로 만들고 재질은 마이크로파의 반사율이 가장 좋은 90%인 나트륨으로 도금을 한다. 마이크로파가 반사되어 전기자동차(2)에 수신되는 거리는 최대 1.5Km로 마이크로파 발생장치(10) 및 반사장치(20)의 거리는 3Km마다 설치할 수 있다. As shown in FIG. 5, it can be seen that it is emitted to the upper end of the microwave generator 10 and reflected by the reflecting device 20 to reach the roof 3 of the electric vehicle 2. The microwave reflector 20 has an oval shape and can be spread out at various angles, and the material is plated with sodium, which has the best microwave reflectance of 90%. The distance from which microwaves are reflected and received by the electric vehicle 2 is at most 1.5Km, and the distance between the microwave generator 10 and the reflector 20 may be installed every 3km.

도 8은 본 발명의 실험예에 따른 마이크로파 발생기, DC 멀티미터, 송신안테나(14), 전력계를 갖는 렉테나 변환효율 실험 장치 사진을 도시한 것이다. 그리고 도 9는 도 8의 실험장치에 의한 실험 결과 그래프를 도시한 것이다. 또한 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 타원형 반사장치(20)를 갖는 마이크로파 발생장치(10)의 평면도를 도시한 것이다. 그리고 도 11은 통상의 플러그인-전기자동차의 고전압 배터리 충전시 전력계통으로부터 차량 전장부하까지의 에너지 흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 8 shows a photograph of a rectenna conversion efficiency experiment apparatus having a microwave generator, a DC multimeter, a transmission antenna 14, and a power meter according to an experimental example of the present invention. And Figure 9 shows a graph of the experiment results by the experimental apparatus of Figure 8. In addition, FIG. 10 shows a plan view of a microwave generator 10 having an elliptical reflecting device 20 according to an embodiment of the present invention. And Figure 11 is a block diagram showing the energy flow from the power system to the vehicle electric load when charging the high voltage battery of a conventional plug-in electric vehicle.

본 발명의 실시예에 따른 렉테나 유닛(30)은 전기자동차 루프(3)에 설치되어, 마이크로파 발생장치(10)에서 발생된 마이크로파를 인가받아 DC전원으로 변환하여 전기자동차(2)의 배터리에 충전하도록 구성된다. The rectenna unit 30 according to the embodiment of the present invention is installed in the electric vehicle roof 3, receives microwaves generated by the microwave generator 10, and converts them to DC power to be applied to the battery of the electric vehicle 2 It is configured to charge.

이러한 렉테나 유닛(30)은, 마이크로파를 수신하는 수신부(31)와, 마이크로파를 DC 전력으로 전원하는 DC전환부(32)와, 전기자동차(2)의 충전상태, 차량 고유 ID, 속도, 위치정보를 마이크로파 발생장치(10)의 인식부(13)로 전송하는 전달부(33)를 포함하여 구성될 수 있다. The rectenna unit 30 includes a receiving unit 31 for receiving microwaves, a DC conversion unit 32 for powering microwaves with DC power, and charging status of the electric vehicle 2, vehicle ID, speed, and position. It may be configured to include a transmission unit 33 for transmitting information to the recognition unit 13 of the microwave generating device 10.

마이크로파 발생장치(10)의 인식부(13)는 전달부(33)에서 전송된 정보를 기반으로 안테나(14)를 통해 전기자동차(2)의 렉테나 유닛(30)으로 마이크로파를 전송하고, 차량 고유 ID를 판독하여 전기자동차(2)를 충전하게 되면 충전된 양을 기반으로 충전비용을 산출하도록 할 수 있다. The recognition unit 13 of the microwave generator 10 transmits microwaves to the rectenna unit 30 of the electric vehicle 2 through the antenna 14 based on the information transmitted from the transmission unit 33, and When the electric vehicle 2 is charged by reading the unique ID, the charging cost can be calculated based on the charged amount.

마이크로파 적용을 위한 멀티 밴드 렉테나에 의해 전기자동차 루프(3)의 렉테나 유닛(30)은 마이크로파 발생장치(10)에서 발생한 마이크로파를 반사장치(20)를 지나 전기자동차(2)의 루프(3)에서 마이크로파를 DC 전원으로 변환 및 공급하는 장치이다. 수신된 마이크로파를 DC 전력으로 전환하는 효율은 수학식 1과 같다.By means of a multi-band rectenna for microwave application, the rectenna unit 30 of the electric vehicle roof 3 passes the microwave generated from the microwave generating device 10 through the reflector 20 and passes the reflector 20 to the roof 3 of the electric vehicle 2 ) Is a device that converts and supplies microwaves to DC power. The efficiency of converting the received microwave into DC power is shown in Equation 1.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112019095922933-pat00001
Figure 112019095922933-pat00001

여기서 PDC는 렉테나 유닛(30)의 부하 저항에서 생성된 DC 전력이고, PReceived는 렉테나 유닛(30)의 안테나(14)에서 수신된 전력이다. 이를 실험하기 위해 도 8과 같이 마이크로파 발생기, DC 멀티미터, 송신 안테나, 전력계를 갖추고 렉테나 유닛(30)의 변환 효율을 실험하였다. 이에 따른 결과는 도 9와 같은 그래프를 나타내었다. Here, P DC is DC power generated from the load resistance of the rectenna unit 30, and P Received is the power received from the antenna 14 of the rectenna unit 30. In order to test this, the conversion efficiency of the rectenna unit 30 was tested with a microwave generator, a DC multimeter, a transmitting antenna, and a power meter as shown in FIG. 8. As a result, a graph as shown in FIG. 9 is shown.

이를 통해 렉테나는 현재 최대 8.77W/㎠에 해당하는 전력을 수신받을 수 있다. 현재 일반 자동차의 루프(3) 면적이 약 14,000㎠로 최대 120kW를 수신 받을 수 있다. 2.45 및 5.8GHz 무선 전력 전송을 위한 고효율 듀얼 주파수 렉테나에 의해 렉테나의 DC 변환 효율이 80%임을 고려하면 16kW를 수신 받으면되기 때문에, 도 10과 같이 실제 루프(3)의 렉테나의 면적은 1900㎠면 충분하다.Through this, the rectenna can receive power corresponding to a maximum of 8.77W/㎠. Currently, the roof (3) area of a general car is about 14,000 ㎠ and can receive a maximum of 120kW. Considering that the DC conversion efficiency of the rectenna is 80% by the high-efficiency dual-frequency rectenna for 2.45 and 5.8GHz wireless power transmission, it is sufficient to receive 16kW, so the area of the rectenna of the actual loop 3 as shown in FIG. 1900㎠ is enough.

또한 렉테나 유닛(30)의 주변에는 해당 차량이 렉테나 장치가 장착된 전기자동차(2)임을 마이크로파 발생장치(10)에 전달하는 전달부(33)가 달려, 현재 차량의 충전 상태, 속도, 위치 등을 판단할 수 있는 정보를 제공한다. 차량 고유 ID를 판독하여 해당 차량이 충전하게 되면 충전된 양을 판단하여 충전 비용을 지불할 수 있다.In addition, around the rectenna unit 30, there is a transmission unit 33 that transmits to the microwave generator 10 that the vehicle is an electric vehicle 2 equipped with a rectenna device, It provides information that can determine the location, etc. When the vehicle is charged by reading the unique ID of the vehicle, the charged amount can be determined and the charging cost can be paid.

이하에서는 전지 자동차(2)의 렉테나에서 변환된 전력이 충전되는 과정에 대해 설명하도록 한다. 현재 외부기기로부터 충전하는 전기자동차를 플러그인-전기자동차라고 한다. 이 플러그인-전기자동차의 고전압 배터리 충전 시 전력 계통으로부터 차량 전장 부하까지의 에너지 흐름은 도 11과 같다. Hereinafter, a process of charging the converted power in the rectenna of the battery vehicle 2 will be described. Currently, electric vehicles that charge from external devices are called plug-in electric vehicles. The energy flow from the power system to the vehicle electric load when charging the high voltage battery of the plug-in electric vehicle is shown in FIG. 11.

AC 전원을 통하여 충전 장치에서 DC 전력으로 변환된다. 이 충전 장치는 AC 전원을 DC 전원으로 바꾸기 위하여 노이즈 필터, AC to DC 정류기, PFC(Power Factor Correction), 트랜스포머 절연 및 전압 변동의 순서로 여러 단계로 전력 변환이 이루어진다. 이러한 여러 단계를 거치기 때문에 효율 상승에는 한계가 있지만, 현재 상용화 단계의 OBC의 경우 최대 효율 90~92% 수준이다. 이러한 현재 상황에서 렉테나 유닛(30)에서 이미 변환된 DC 전원을 사용한다면, 전기자동차 충전계통의 AC to DC 정류기, PFC(Power Factor Correction)를 제거할 수 있고 이것으로 거의 손실 없는 충전 효율을 기대할 수 있다.It is converted into DC power in the charging device through AC power. In order to convert AC power into DC power, this charging device converts power in several stages in the order of noise filter, AC to DC rectifier, PFC (Power Factor Correction), transformer isolation and voltage fluctuation. There is a limit to the increase in efficiency because of these various steps, but the maximum efficiency of OBC in the commercialization stage is 90-92%. In this current situation, if the rectenna unit 30 uses the converted DC power, the AC to DC rectifier and PFC (Power Factor Correction) of the electric vehicle charging system can be eliminated, and charging efficiency with almost no loss can be expected. I can.

본 발명의 실시예에서, 최초 마이크로파 발생장치(10)에는 300kW의 전력이 공급되지만, 실제 한 대의 차량에는 30kW만 전송이 시작된다. 마이크로파 발생장치(10)에서 30kW의 전력이 마이크로파 발생장치(10)를 거쳐서 반사장치(20), 렉테나 유닛(30), 전기자동차(2)의 충전 시스템까지 전송되는 효율은 마이크로파 발생기 65%, 반사장치(20)의 효율 90%, 마이크로파 전송에 따른 효율 84%, 렉테나에 수신된 마이크로파가 DC 전력으로 변환되는 효율 80%로 전기자동차(2)의 배터리에 수신되는 전력의 양은 약 12kW로 약 40%의 효율을 나타낸다. In the embodiment of the present invention, power of 300 kW is supplied to the first microwave generator 10, but only 30 kW is started to be transmitted to one vehicle. The efficiency of transmitting 30kW of power from the microwave generator 10 to the reflector 20, the rectenna unit 30, and the charging system of the electric vehicle 2 through the microwave generator 10 is 65% of the microwave generator, The efficiency of the reflector 20 is 90%, the efficiency of the microwave transmission is 84%, and the efficiency of converting the microwave received by the rectenna to DC power is 80%. The amount of power received by the battery of the electric vehicle 2 is about 12kW. It shows an efficiency of about 40%.

중앙분리대(1)에서 마이크로파를 이용한 원거리 전기자동차 배터리 충전 시스템은 온라인 전기자동차보다 도로건설비용과 유지보수비용을 줄이고, 전기자동차의 부품 감소와 배터리 용량 축소로 인하여 비용 절감을 할 수 있다. 향후의 마이크로파 발생장치(10)의 변환 효율 개선, 반사장치(20)의 소형화, 렉테나 유닛(30)의 단위 넓이 당 수신 받을 수 있는 에너지의 양의 개선, 마이크로파 발생장치(10)에서 차량의 렉테나 유닛(30)으로 수신되는 마이크로파의 정밀성이 개선된다면, 안전하게 전기자동차에 전력을 공급하고 선 루프 등의 전기자동차의 편의 장치를 추가 장착하여 실용화 가능성이 높아질 것으로 기대할 수 있다. The long-distance electric vehicle battery charging system using microwaves in the central separator (1) can reduce road construction costs and maintenance costs compared to online electric vehicles, and can reduce costs due to reduction of parts and battery capacity of electric vehicles. In the future, the conversion efficiency of the microwave generator 10 is improved, the reflector 20 is miniaturized, the amount of energy that can be received per unit area of the rectenna unit 30 is improved, and the microwave generator 10 If the precision of the microwave received by the rectenna unit 30 is improved, it can be expected that the possibility of practical use will increase by safely supplying power to the electric vehicle and installing additional convenience devices of the electric vehicle such as a sunroof.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, the above-described apparatus and method are not limitedly applicable to the configuration and method of the above-described embodiments, but all or part of each of the embodiments may be selectively combined so that various modifications can be made. It can also be configured.

1:중앙분리대
2:전기자동차
3:루프
10:마이크로파 발생장치
11:전력공급부
12:전환부
13:인식부
14:안테나
20:반사장치
30:렉테나 유닛
31:수신부
32:DC전환부
33:전달부
100:마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템1: center separator
2: Electric vehicle
3: loop
10: Microwave generator
11: Power supply
12: switch
13: Recognition Department
14: Antenna
20: reflector
30: Rectena unit
31: Receiver
32: DC switching unit
33: Transmission department
100: Wireless electric vehicle battery charging system using microwaves

Claims (14)

무선 전기자동차 배터리 충전시스템에 있어서,
시설물 일측에 설치되어 공급되는 전력을 마이크로파로 변환하는 마이크로파 발생장치; 및
전기자동차에 구비되어, 상기 마이크로파 발생장치에서 발생된 마이크로파를 인가받아 DC전원으로 변환하여 상기 전기자동차의 배터리에 충전하는 렉테나 유닛;를 포함하고,
상기 마이크로파 발생장치는 도로 중앙분리대에 상기 도로 중앙분리대의 길이방향을 따라 특정간격 이격되어 설치되며,
상기 마이크로파 발생장치는, 전력이 공급되는 전력공급부와, 상기 전력공급부에서 공급되는 전력을 마이크로파로 전환하는 전환부와, 상기 렉테나 유닛이 설치된 전기자동차를 인식하는 인식부와, 상기 인식부에서 인식한 상기 전기자동차 측으로 마이크로파를 전송하는 안테나를 가지고,
상기 마이크로파 발생장치 상단부에 구비되어, 상기 안테나를 통해 전송되는 마이크로파를 반사시켜 상기 마이크로파를 상기 전기자동차 측으로 인가시키는 반사장치;을 포함하며,
상기 렉테나 유닛은, 상기 마이크로파를 수신하는 수신부와, 상기 마이크로파를 DC 전력으로 전원하는 DC전환부와, 상기 전기자동차의 충전상태, 차량 고유 ID, 속도, 위치정보를 상기 인식부로 전송하는 전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템.
In the wireless electric vehicle battery charging system,
A microwave generator installed on one side of the facility to convert the supplied power into microwaves; And
Including; a rectenna unit provided in the electric vehicle, which receives the microwave generated by the microwave generator and converts it into DC power to charge the battery of the electric vehicle,
The microwave generating device is installed at a specific interval along the longitudinal direction of the road median on the road median,
The microwave generator includes: a power supply unit to which power is supplied, a conversion unit for converting power supplied from the power supply unit to microwaves, a recognition unit for recognizing an electric vehicle in which the rectenna unit is installed, and a recognition unit for recognition by the recognition unit Having an antenna for transmitting microwaves to the electric vehicle side,
And a reflecting device provided at an upper end of the microwave generating device to reflect microwaves transmitted through the antenna to apply the microwaves to the electric vehicle, and
The rectenna unit includes a receiving unit for receiving the microwaves, a DC conversion unit for powering the microwaves with DC power, and a transmission unit for transmitting the charging status of the electric vehicle, vehicle ID, speed, and location information to the recognition unit. Wireless electric vehicle battery charging system using microwave, characterized in that it comprises.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 인식부는 상기 전달부에서 전송된 정보를 기반으로 상기 안테나를 통해 상기 전기자동차의 렉테나 유닛으로 마이크로파를 전송하고, 상기 차량 고유 ID를 판독하여 상기 전기자동차를 충전하게 되면 충전된 양을 기반으로 충전비용을 산출하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템.
The method of claim 1,
The recognition unit transmits microwaves to the rectenna unit of the electric vehicle through the antenna based on the information transmitted from the transmission unit, reads the vehicle ID, and charges the electric vehicle based on the amount charged. Wireless electric vehicle battery charging system using microwaves, characterized in that calculating the charging cost.
 제 6항에 있어서,
상기 안테나는 복수의 차량에 동시에 상기 마이크로파를 전송할 수 있는 어레이 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템.
The method of claim 6,
The antenna is a wireless electric vehicle battery charging system using microwaves, characterized in that it has an array structure capable of transmitting the microwaves to a plurality of vehicles at the same time.
 제 1항에 있어서,
상기 마이크로파가 조사되는 반사장치의 표면은 타원형이며, 나트륨 도금층을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템.
The method of claim 1,
The surface of the reflecting device to which the microwave is irradiated has an elliptical shape and has a sodium plating layer.
 제 1항에 있어서,
상기 렉테나 유닛은 상기 전기자동차의 루프에 설치되는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 시스템.
The method of claim 1,
The rectenna unit is a wireless electric vehicle battery charging system using microwaves, characterized in that installed on the roof of the electric vehicle.
 무선 전기자동차 배터리 충전방법에 있어서,
도로 중앙분리대의 길이방향을 따라 특정간격 이격되어 설치되는 마이크로파 발생장치에서 공급되는 전력을 마이크로파로 변환하는 단계; 및
전기자동차의 루프에 설치된 렉테나 유닛이 상기 마이크로파 발생장치에서 발생된 마이크로파를 인가받아 DC전원으로 변환하여 상기 전기자동차의 배터리에 충전하는 단계;를 포함하고,
상기 마이크로파로 변환하는 단계는, 전력공급부에서 공급되는 전력을 전환부에서 마이크로파로 전환하는 단계와, 인식부가 상기 렉테나 유닛이 설치된 전기자동차를 인식하는 단계와, 상기 인식부에서 인식한 상기 전기자동차 측으로 안테나가 마이크로파를 전송하는 단계를 포함하며,
상기 마이크로파 발생장치 상단부에 구비된 반사장치에 의해, 상기 안테나를 통해 전송되는 마이크로파를 반사시켜 상기 마이크로파를 상기 전기자동차 측으로 인가시키고,
상기 렉테나 유닛에 구비된 전달부가 상기 전기자동차의 충전상태, 차량 고유 ID, 속도, 위치정보를 상기 인식부로 전송하며,
상기 충전하는 단계는, 수신부가 상기 마이크로파를 수신하는 단계와, DC전환부가 상기 마이크로파를 DC 전력으로 변환하는 단계와, 상기 DC전력에 의해 상기 배터리를 충전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 방법.
In the wireless electric vehicle battery charging method,
Converting power supplied from a microwave generator installed at a specific interval along the longitudinal direction of the road median to microwaves; And
Including; a rectenna unit installed on the roof of the electric vehicle receiving the microwave generated by the microwave generating device, converting it into DC power, and charging the battery of the electric vehicle; and
The converting into microwaves includes converting power supplied from a power supply unit to microwaves in a conversion unit, recognizing an electric vehicle in which the rectenna unit is installed, and the electric vehicle recognized by the recognition unit Including the step of transmitting a microwave by the antenna to the side,
Reflecting the microwave transmitted through the antenna by a reflecting device provided at the upper end of the microwave generating device to apply the microwave to the electric vehicle,
The transmission unit provided in the rectenna unit transmits the charging status, vehicle ID, speed, and location information of the electric vehicle to the recognition unit,
The charging comprises: receiving the microwave by a receiving unit, converting the microwave into DC power by a DC conversion unit, and charging the battery by the DC power. Wireless electric vehicle battery charging method using.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 10항에 있어서,
상기 인식부는 상기 전달부에서 전송된 정보를 기반으로 상기 안테나를 통해 상기 전기자동차의 렉테나 유닛으로 마이크로파를 전송하고, 상기 차량 고유 ID를 판독하여 상기 전기자동차를 충전하게 되면 충전된 양을 기반으로 충전비용을 산출하는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 무선 전기자동차 배터리 충전 방법.The method of claim 10,
The recognition unit transmits microwaves to the rectenna unit of the electric vehicle through the antenna based on the information transmitted from the transmission unit, reads the vehicle ID, and charges the electric vehicle based on the amount charged. Wireless electric vehicle battery charging method using microwave, characterized in that calculating the charging cost.
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