KR102437154B1 - 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 케이싱의 내측에 충전기가 구비되고, 상기 충전기와 연결되면서 케이싱의 일측면 또는 타측면에 위치토록 리시버 또는 트랜스미터중 선택되는 하나 이상이 설치되어 휴대및 이동을 통하여 전기자동차에 충전을 수행토록 하는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈에 관한 것이다.

Description

충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈{pad Assembly for send and receive using wireless battery charge}
본 발명은 케이싱의 내측에 충전기가 구비되고, 상기 충전기와 연결되면서 케이싱의 일측면 또는 타측면에 위치토록 리시버 또는 트랜스미터중 선택되는 하나 이상이 설치되어 휴대및 이동을 통하여 전기자동차에 충전을 수행토록 하는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 무선충전 기술은 전기에너지를 무선전송이 가능한 전자기파로 변환시켜서 전달하는 전력전송시스템으로서, 전원케이블을 연결하지 않아도 배터리를 탑재한 각종 전기전자 기기를 충전할 수 있는 기술이다.
그리고, 상기와 같은 무선충전 방법으로는 크게 전자기유도(electromagnetic inductive coupling method) 방식, 근거리전송(electromagnetic radiation)방식, 자기공명(Resonant Magnetic Coupling)방식, 전자기파(Microwave)방식으로 나눌 수 있다.
그 중 전자기 유도 방식에 의한 무선충전의 원리는 충전패드에 전원을 연결하면 코일에서 전자기장이 발생하고, 전자기 유도현상에 따라 전력수신기가 유도전류를 받아들여 배터리를 충전하게 되고, 전자기장이 발생하는 부분을 TRANSCEIVER로 유도전류를 받아들이는 부분을 RECEIVER로 부른다.
그리고, 최근에는 이러한 충전기술이 전기 자동차의 보급과 함께 점차 확대되고 있는 실정하며, 전기 자동차를 충전하기 위한 충전 인프라의 구축도 점차적으로 확대되고 있다.
또한, 전기 자동차의 경우 자가 시설 내에 별도의 개인용 충전기를 설치하는 것이 어렵고, 공공형 급속 충전기를 사용하기 위해서는 해당 충전소를 방문해야 한다.
이와같은 기술과 관련되어 무선충전기능을 자동차에 적용한 기술이 종래의 특허 제2125901호의 이동식 충전장치에서 제시되고 있으며 그 구성은 도1에서와 같이 이동식 무선 충전 장치(100)에 포함된 전력이 전기 자동차(200)의 배터리(210)를 충전시키도록 한다.
그리고, 상기 이동식 무선 충전 장치(100)는 저장된 에너지를 이용하여 충전 전력을 생성하거나, 외부 전력과 결합함으로써 충전 전력을 생성하며, 생성된 충전 전력을 전기 자동차(200)의 배터리(210)로 무선 송신할 수 있도록 한다.
그러나, 상기와 같은 무선충전장치는, 정확한 충전위치의 결정이 힘들게 되고, 내장되는 충전배터리만을 활용토록 하는 구성으로 충전시간이 한정적이며, 다양한 방법으로 충,방전이 이루어지지 못하여 활용성이 저하되는 단점이 있는 것이다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 전기차량에 전기를 무선 또는 유선충전토록 하고, 유선 또는 무선을 통하여 충전이 이루어지도록 하며, 충전배터리를 교환하거나 분리하는 구성을 통하여 배터리의 다양한 활용이 가능토록 하고, 가변형 트랜스미터를 통하여 충전효율을 극대화 시키도록 하며, 휴대및 운반이 가능하여 그 사용이 용이하도록 하는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 이동가능토록 일측에 롤러캐스터가 설치되는 케이싱의 내측에 충전기가 구비되고, 상기 충전기와 연결되어 케이싱의 일측면 또는 타측면에 위치토록 적어도 트랜스미터가 구비되는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈을 제공한다.
그리고, 본 발명의 롤러캐스터는, 상기 케이싱에 구비되는 장착홀에 힌지연결되고, 상기 장착홀 일측에 형성되는 스토퍼를 통하여 일방향으로 지지되면서 타방향으로 수납토록 설치되는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 리시버 또는 트랜스미터는, 수평 또는 수직방향에 복수개 코아 및 코일성형체가 연결되는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈을 제공한다.
더하여, 본 발명의 케이싱은, 상용전원의 인입 및 충전전원의 공급이 가능토록 전원케이블 및 고압케이블이 일체로 각각 구비되는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈을 제공한다.
계속하여, 본 발명의 케이싱은, 수납공간이 구비되어 충전배터리가 수납 및 배출토록 설치되고, 상기 수납공간의 일측에 착탈가능토록 커버가 더 구비되는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈을 제공한다.
그리고, 본 발명의 트랜스미터는, 제어부와 연동하는 자이로센서 및 거리센서가 구비되면서 실린더로 이루어진 이송수단이 구비되어 트랜스미터가 상부를 향하여 승,하강가능토록 설치되는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈을 제공한다.
또한, 본 발명의 제어부는, 차량의 원격정보처리유닛과 연결되어 주차비 및 충전비용의 원격지 결제가 가능토록 하고, 고압케이블 및 충,방전모듈을 통한 동시 및 선택충전이 가능토록 설치되는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈을 제공한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 전기차량에 전기를 무선 또는 유선충전하고, 유선 또는 무선을 통하여 충전이 이루어지며, 충전배터리를 교환하거나 분리하는 구성을 통하여 배터리의 다양한 활용이 가능하고, 가변형 트랜스미터를 통하여 충전효율을 극대화 시키며, 휴대및 운반이 가능하여 그 사용이 용이한 효과가 있는 것이다.
도1은 종래의 이동식 충전장치를 도시한 측면도이다.
도2는 본 발명에 따른 충전기능을 갖는 무선충방전 모듈의 사용상태도이다.
도3는 본 발명에 따른 충전기능을 갖는 무선충방전 모듈의 측면도이다.
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선충방전 모듈의 측면도이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도2 내지 도4에서 도시한 바와같이 본 발명의 무선충전의 전력 송,수신에 사용되는 충,방전모듈(100)은, 케이싱(110)의 내측에 충전기(130)가 구비되고, 상기 충전기(130)와 연결되어 케이싱의 일측면 및 타측면에 위치토록 리시버(150) 및 트랜스미터(170)가 각각 구비된다.
이때, 상기 리시버(150)와 트랜스미터(170)는 자이로센서(210)와 연동하는 제어부(200)와 연결되어 리시버 및 트랜스미터로의 자동 전원연결이 가능토록 설치된다.
즉, 상기 자이로센서(210)는 제어부(200)에 연결되어 트랜스미터(170)의 일측에 설치될 때 그 3차원위치를 감지하여 트랜스미터가 상부에 노출될 때 트랜스미터에 전원을 공급토록 설치된다.
그리고, 상기 케이싱(110)은 일측에 롤러캐스터(115)가 구비되어 이동가능토록 설치된다.
이때, 상기 롤러캐스터(115)는, 케이싱의 일측에서 함몰되는 장착홀에 힌지(113) 연결되어 장착홀(112)에 구비되면서 경사지게 설치되는 스토퍼(117)를 통하여 일방향으로 스토퍼가 하중을 받도록 지지되면서 타방향으로 수납토록 설치된다.
더하여, 상기 리시버(150) 및 트랜스미터(170)는, 수평 또는 수직방향에서 적층되거나 연결되는 복수의 코아(미도시) 및 코일성형체(미도시)로 조합구조로 리시버(150) 및 트랜스미터(170)을 형성하도록 제작되어 일정면적에서 최대의 직접도를 갖도록 연결된다.
또한, 상기 케이싱(110)에는 상용전원의 충전기로의 인입 및 충전기의 충전전원을 외부의 자동차에 공급 가능토록 전원케이블(310) 및 고압케이블(330)이 각각 구비되어도 좋다.
계속하여, 상기 충전기(130)는, 내장형으로 이루어져도 좋으나 케이싱(110)에는 수납공간(S1)이 구비되어 하나 이상으로 이루어진 충전배터리(131)가 수납 및 배출토록 설치되고, 일측에 수납공간을 밀폐하는 커버(133)가 더 구비된다.
그리고, 상기 트랜스미터(170)는, 일측에 차량의 차량리시버(590)와의 거리를 측정토록 거리센서(171)가 구비되면서 트랜스미터를 승,하강시키는 이송수단(400)이 구비되어 상부를 향하여 승,하강가능토록 설치된다.
이때, 상기 이송수단은 모서리부에 각각 설치되는 실린더(410)로서 이루어지고, 상기 실린더는 별도설치되는 펌프에 의해 동작하는 공압이나 구동모터의 동작으로 볼스크류타입으로 제어부의 신호에 의해 개별적으로 승,하강하도록 설치되어 트랜스미터가 3차원 이동이 가능토록 설치된다.
또한, 상기 제어부(200)는, 차량(500)의 원격정보처리유닛(510)과 연결되어 주차비 및 차량리시버(590)를 통한 충전비용의 원격지 결제가 가능토록 하고, 고압케이블(330) 및 충,방전모듈(100)을 통한 동시 및 선택충전이 가능토록 설치된다.
이때, 상기 원격정보처리유닛(510)의 차량의 충전량체크 및 충전시간와 충전용량의 확인이 가능하여 결제금액을 도출토록 설치된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.
도2 내지 도4에서 도시한 바와같이 본 발명의 충,방전모듈(100)은, 동일 또는 상이한 방향으로 권선되는 코일성형체와 그 상부 또는 하부에 위치한 페라이트 시트(Ferrite sheet)로 절연 및 노이즈차폐와 인덕턴스 값을 보상토록 한다.
이때, 상기 충,방전모듈(100)은, 수평 또는 수직방향의 일정면적내에 복수개의 충전기가 위치하여 원하는 용량의 구현이 가능토록 직렬 또는 병렬연결되는 구성으로 무선충전용 송,수신패드로 사용토록 된다.
또한, 상기 코일성형체는 전류특성이 우수하고, 충전시 발생하는 열 발생을 최소화하여 충전효율을 높이게 되고, 적용되는 코일의 두께를 적절하게 조절할 수 있게 된다.
그리고, 상기 충,방전모듈(100)은, 케이싱(110)의 내측에 일정용량의 전기를 충,방전토록 충전기(130)가 구비되어 휴대한 후 자동차가 위치한 임의의 장소로 이동시켜 차량에 충전을 수행하거나/ 충,방전모듈(100) 자체를 무선 또한 유선에 의해 충전을 수행토록 한다.
더하여, 상기 충전기(130)와 연결되어 케이싱의 일측면 및 타측면에 위치토록 리시버(150) 및 트랜스미터(170)가 각각 구비되어 하나의 충,방전모듈을 통하여 무선충전을 통한 방전 및 자체충전을 위한 충전작업이 가능토록 된다.
이때, 상기 리시버(150)와 트랜스미터(170)는 자이로센서(210)와 연동하는 제어부(200)와 연결되어 리시버 및 트랜스미터로의 자동 전원연결이 가능토록 설치된다.
즉, 상기 자이로센서(210)에 의한 위치 판단시 리시버(150) 및 트랜스미터(170)로 연결되는 충전기(130)의 회로를 차단하여 불필요한 에너지의 낭비를 방지하게 된다.
그리고, 상기 케이싱(110)은 일측에 롤러캐스터(115)가 구비되어 이동가능토록 하고, 상기 롤러캐스터(115)는 힌지(113)연결되어 장착홀(112)에 구비되는 스토퍼(117)를 통하여 일방향으로 지지되면서 타방향으로 수납토록 되어 이동 및 지지가 가능하게 된다.
더하여, 상기 리시버(150) 및 트랜스미터(170)는, 코아 및 코일성형체가 수평 또는 수직방향에 복수개 연결되어 일정면적에서 최대의 직접도를 갖도록 연결되어 최소의 부피 및 면적에서 충전용량을 극대화 하게 된다.
또한, 상기 케이싱(110)에는 상용전원의 인입 및 충전전원의 공급이 가능토록 전원케이블(310) 및 고압케이블(330)이 각각 구비되어 충전기의 전원을 고압케이블을 통하여 차량에 직접연결하여도 되며, 리시버가 아닌 상용전원을 전원케이블을 통하여 충전기에 직접 공급하여도 좋다.
계속하여, 상기 충전기(130)는, 케이싱(110)에는 수납공간(S1)이 구비되어 이에 탄성후크등의 구성을 통하여 착탈토록 설치되는 커버의 분리 및 결합시 충전배터리(131)가 수납 및 배출토록 설치되어 외부에서 충전한 후 장착하거나 충전된 충전배터리의 외부 활용이 가능토록 된다.
그리고, 상기 트랜스미터(170)는, 일측에 거리센서(171)가 구비되면서 이송수단(400)이 구비되어 상부를 향하여 승,하강가능토록 설치되어 차량에 구비되는 리시버와 항상 일정한 간격을 유지하여 최적의 충전상태를 유지하게 된다.
또한, 상기 제어부(200)는, 차량(500)의 원격정보처리유닛(510)과 연결되어 주차비 및 충전비용의 원격지 결제가 가능토록 한다.
더하여, 상기 제어부는, 고압케이블(330)을 통한 전원의 공급시 트랜스미터로의 전원을 차단토록 하는 구성으로 충,방전모듈(100)의 유,무선을 통한 동시 및 선택충전이 가능토록 설치된다.
100...충,방전모듈 110...케이싱
130...충전기 150...리시버
170...트랜스미터 200...제어부
310...전원케이블 330...고압케이블
400...이송수단

Claims (7)

  1. 이동가능토록 일측에 롤러캐스터가 설치되는 케이싱의 내측에 충전기가 구비되고,
    상기 충전기와 연결되어 케이싱의 일측면 및 타측면에 위치토록 리시버 및 트랜스미터가 구비되며,
    상기 트랜스미터는, 제어부와 연동하는 자이로센서 및 거리센서가 구비되면서 실린더로 이루어진 이송수단이 구비되어 트랜스미터가 상부를 향하여 승,하강가능토록 설치되는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 롤러캐스터는, 상기 케이싱에 구비되는 장착홀에 힌지연결되고, 상기 장착홀 일측에 형성되는 스토퍼를 통하여 일방향으로 지지되면서 타방향으로 수납토록 설치되는 것을 특징으로 하는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 리시버 또는 트랜스미터는, 수평 또는 수직방향에 복수개 코아 및 코일성형체가 연결되는 것을 특징으로 하는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 케이싱은, 상용전원의 인입 및 충전전원의 공급이 가능토록 전원케이블 및 고압케이블이 일체로 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 케이싱은, 수납공간이 구비되어 충전배터리가 수납 및 배출토록 설치되고, 상기 수납공간의 일측에 착탈가능토록 커버가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 차량의 원격정보처리유닛과 연결되어 주차비 및 충전비용의 원격지 결제가 가능토록 하고,
    고압케이블 및 충,방전모듈을 통한 동시 및 선택충전이 가능토록 설치되는 것을 특징으로 하는 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈.
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