KR20150056421A - 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치 - Google Patents

차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치 Download PDF

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양채모
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치에 관한 것으로, 차량 주차시 사용되는 주차스토퍼(10)를 이용해서 송신부 코일(21)을 구비한 무선전력전송 시스템의 송신기 장치를 구성하도록 된 것이다.

Description

차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치{TRANSMITTER APPARATUS OF WIRELESS POWER TRANSMISSION SYSTEM}
본 발명은 차차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 주차시 사용되는 주차스토퍼를 이용해서 무선전력전송 시스템의 송신기 장치를 구성한 기술이다.
전기모터를 구동원으로 사용하는 친환경 자동차(전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등)에는 모터 구동을 위한 배터리가 장착되는데, 상기 배터리는 통상적으로 유선을 이용한 플러그인 충전방식 또는 급속충전방식 등으로 충전을 하고 있다.
최근에는 무선전력전송 시스템을 활용해서 차량의 고전압배터리를 충전하는 방식이 개발되고 있는 바, 상기 무선전력전송은 전선으로부터 자유를 추구하기 위해 개발된 기술로 크게 자기유도방식, 자기공명방식, 전자기파방식으로 구분된다.
그 중, 자기유도방식은 비복사 특성과 비공진기를 활용한 기술로 전력 송신부 코일에서 자기장을 발생시키면, 그 자기장의 영향으로 수신부 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용한 방식이다.
한편, 도 1에는 무선전력전송 시스템 중 자기유도방식을 이용해서 차량의 배터리를 충전하는 기술이 도시되어 있는 바, 즉 차량(1)이 충전공간에 위치하면 지면에 설치된 송신부 코일(2)에서 자기장이 발생하고, 이때 발생된 자기장의 영향으로 차체 하부에 설치된 수신부 코일(3)에서 전기가 생성되며, 생성된 전기가 차량에 구비된 배터리(4)로 충전되는 기술이다.
자기유도방식을 이용한 무선전력전송 기술에서 전력전송효율을 결정짓는 가장 큰 요인은 송신부 코일(2)과 수신부 코일(3)사이의 이격거리인데, 도 1과 같은 종래의 충전기술은 송신부 코일(2)이 지면에 고정되게 설치됨에 따라 송신부 코일(2)과 수신부 코일(3)사이의 이격거리(L1)가 큰 단점이 있으며, 이로 인해 충전효율이 떨어지는 단점이 있다.
이를 해결하기 위한 방안으로 지면에 설치된 송신부 코일을 승하강시키는 기술이나 또는 차체에 설치된 수신부 코일을 승하강시키는 기술이 있으나, 상기 기술들은 모두 코일의 승하강을 위한 리프트 장치를 별도로 구성해야 하는 바, 이로 인해 비용 상승 및 구성이 복잡한 단점이 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
대한민국공개특허공보 10-2013-0006706호
이에 본 발명은 상기한 바의 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 차량 주차시 사용되는 주차스토퍼를 이용해서 무선전력전송 시스템의 송신기 장치를 구성함으로써, 송신부 코일과 수신부 코일사이의 이격거리를 최대한 줄일 수 있도록 하고, 이를 통해 충전효율을 크게 향상시킬 수 있는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 송신부 코일이나 또는 수신부 코일을 승하강시키지 않고도 충전효율의 향상시킬 수 있는 구성으로, 이로 인해 별도의 리프트 장치를 사용하지 않음에 따라 비용 절감 및 구성의 단순화를 도모할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 일 실시예에 따른 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치는, 주차공간의 지면에 고정되게 설치된 주차스토퍼; 및 상기 주차스토퍼와 연결되게 설치된 것으로 차량 주차시 자기장을 발생하는 송신부 코일을 구비한 송신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 주차공간으로 진입된 차량을 검출하는 차량검출센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 송신부 코일로 전류를 공급하는 전원부; 및 상기 차량검출센서의 신호를 전달받아서 상기 전원부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 송신부는 상기 주차스토퍼의 후방으로 돌출되게 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 송신부는 상기 주차스토퍼의 전방으로 돌출되게 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 송신부는 상기 주차스토퍼와 동일 높이로 형성되고; 상기 송신부 코일은 차량에 설치된 수신부 코일과의 이격거리를 최소화할 수 있도록 상기 송신부의 윗면에 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 차량검출센서는 주차시 차량의 타이어가 접촉하는 상기 주차스토퍼의 전면에 일체로 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 차량검출센서는 상기 주차스토퍼의 전방 지면에 고정되게 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 차량검출센서는 압력센서 또는 포토센서인 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치는, 주차공간의 지면에 고정되게 설치된 주차스토퍼; 및 상기 주차스토퍼에 일체로 구비되어서 차량 주차시 자기장을 발생하는 송신부 코일;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 주차공간으로 진입된 차량을 검출하는 차량검출센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 송신부 코일로 전류를 공급하는 전원부; 및 상기 차량검출센서의 신호를 전달받아서 상기 전원부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 송신부 코일은 차량에 설치된 수신부 코일과의 이격거리를 최소화할 수 있도록 상기 주차스토퍼의 윗면에 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 차량검출센서는 주차시 차량의 타이어가 접촉하는 상기 주차스토퍼의 전면에 일체로 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 차량검출센서는 상기 주차스토퍼의 전방 지면에 고정되게 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 차량검출센서는 압력센서 또는 포토센서인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 차량 주차시 사용되는 주차스토퍼를 이용해서 송신부 코일을 구비한 무선전력전송 시스템의 송신기 장치를 구성함에 따라, 송신부 코일과 차체에 구비된 수신부 코일사이의 이격거리를 최대한 줄일 수 있게 되고, 이를 통해 전력전송효율을 높일 수 있게 됨으로써 충전효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 자기유도방식을 이용한 무선전력전송의 종래 기술을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 무선전력전송 기술을 설명하기 위한 도면,
도 3과 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 송신기를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력전송 시스템의 송신기를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 주차공간의 지면에 고정되게 설치된 주차스토퍼(10); 상기 주차스토퍼(10)와 연결되게 설치된 것으로 차량 주차시 자기장을 발생하는 송신부 코일(21)을 구비한 송신부(20); 상기 주차공간으로 진입된 차량을 검출하는 차량검출센서(30); 상기 송신부 코일(21)로 전류를 공급하는 전원부(40); 및 상기 차량검출센서(30)의 신호를 전달받아서 상기 전원부(40)의 동작을 제어하는 제어부(50)를 포함하는 구성이다.
여기서, 상기 주차스토퍼(10)는 도시된 바와 같이 2개가 가로방향으로 이격되게 설치된 구조가 될 수 있고, 필요에 따라서는 1개 또는 다수개로 구성될 수 있음은 물론이다.
상기 송신부(20)는 도 3과 같이 상기 주차스토퍼(10)의 후방으로 돌출되게 설치되거나 또는 도 4와 같이 주차스토퍼(10)의 전방으로 돌출되게 설치될 수 있다.
상기 송신부(20)는 차종에 상관없이 차체 하부와 지면과의 간격을 고려해서 차량 주차시 차체와의 간섭을 회피할 수 있도록 상기 주차스토퍼(10)와 동일 높이로 형성된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 송신부 코일(21)은 차량에 설치된 수신부 코일(60)과의 이격거리(L2)를 최소화할 수 있도록 상기 송신부(20)의 윗면에 구비된 것이 바람직하다.
상기 차량검출센서(30)는 압력센서 또는 포토센서 등으로 구성할 수 있으며, 도 3과 같이 주차시 차량의 타이어가 접촉하는 상기 주차스토퍼(10)의 전면에 일체로 구비되거나 또는 도 4와 같이 차량 주차시 차량의 진입방향으로 상기 주차스토퍼(10)의 전방 지면에 고정되게 설치될 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치는 도 5에 도시된 바와 같이 송신부 코일(21)이 주차스토퍼(10)에 일체로 구비된 구성이다.
즉, 송신부 코일(21)이 주차스토퍼(10)에 직접 구비됨에 따라 도 3 내지 도 4에 기재된 송신부(20)의 구성을 없앨 수 있는 장점이 있으며, 그 외 차량검출센서(30); 상기 송신부 코일(21)로 전류를 공급하는 전원부(40); 및 상기 차량검출센서(30)와 전원부(40) 및 제어부(50)의 구성은 동일한 바, 이에 대한 설명은 생략한다.
상기와 같이 송신부 코일(21)이 주차스토퍼(10)에 구비된 구성일 경우, 이때에도 상기 송신부 코일(21)은 차량에 설치된 수신부 코일(60)과의 이격거리(L2)를 최소화할 수 있도록 상기 주차스토퍼(10)의 윗면에 구비된 구조가 된다.
이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.
차량이 주차공간으로 진입했을 때 주차 공간 바닥에 있는 차량검출센서(30)나 또는 주차스토퍼(10)에 구비된 차량검출센서(30)가 차량을 검출하게 되면, 이때 차량검출센서(30)의 신호는 제어부(50)로 전달되고, 상기 제어부(50)는 차량검출센서(30)의 신호를 전달받아서 전원부(40)의 동작을 제어하게 되는 바, 상기 전원부(40)의 동작에 의해 송신부 코일(21)에서는 자기장이 발생하게 되고, 이때 발생된 자기장의 영향으로 차체 하부에 설치된 수신부 코일(60)에서 전기가 생성되며, 생성된 전기는 차량에 구비된 배터리(70)로 충전이 된다.
그리고, 충전 완료 후 차량이 주차공간에서 벗어나게 되면 제어부(50)의 제어에 의해 전원부(40)의 동작이 종료됨에 따라 더 이상 송신부 코일(21)에서는 자기장이 발생하지 않게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 차량 주차시 사용되는 주차스토퍼(10)를 이용해서 송신부 코일(21)을 구비한 무선전력전송 시스템의 송신기 장치를 구성하는 것으로, 이를 통해 송신부 코일(21)과 차체에 구비된 수신부 코일(60)사이의 이격거리(L2)를 최대한 줄일 수 있게 되고, 이 결과 전력전송효율을 높일 수 있게 됨으로써 충전효율을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 송신부 코일(21)이나 또는 수신부 코일(60)을 승하강시키지 않고도 차량 배터리(70)의 충전효율을 향상시킬 수 있는 구성으로, 이로 인해 별도의 리프트 장치를 사용하지 않음에 따라 비용 절감 및 구성의 단순화를 도모할 수 있는 장점도 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10 - 주차스토퍼 20 - 송신부
21 - 송신부 코일 30 - 차량검출센서
40 - 전원부 50 - 제어부
60 - 수신부 코일 70 - 배터리

Claims (16)

  1. 주차공간의 지면에 고정되게 설치된 주차스토퍼; 및
    상기 주차스토퍼와 연결되게 설치된 것으로 차량 주차시 자기장을 발생하는 송신부 코일을 구비한 송신부;를 포함하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 주차공간으로 진입된 차량을 검출하는 차량검출센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 송신부 코일로 전류를 공급하는 전원부; 및
    상기 차량검출센서의 신호를 전달받아서 상기 전원부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 송신부는 상기 주차스토퍼의 후방으로 돌출되게 설치된 것을 특징으로 하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 송신부는 상기 주차스토퍼의 전방으로 돌출되게 설치된 것을 특징으로 하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 송신부는 상기 주차스토퍼와 동일 높이로 형성되고;
    상기 송신부 코일은 차량에 설치된 수신부 코일과의 이격거리를 최소화할 수 있도록 상기 송신부의 윗면에 구비된 것을 특징으로 하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 차량검출센서는 주차시 차량의 타이어가 접촉하는 상기 주차스토퍼의 전면에 일체로 구비된 것을 특징으로 하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 차량검출센서는 상기 주차스토퍼의 전방 지면에 고정되게 설치된 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 차량검출센서는 압력센서 또는 포토센서인 것을 특징으로 하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  10. 주차공간의 지면에 고정되게 설치된 주차스토퍼; 및
    상기 주차스토퍼에 일체로 구비되어서 차량 주차시 자기장을 발생하는 송신부 코일;을 포함하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 주차공간으로 진입된 차량을 검출하는 차량검출센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 송신부 코일로 전류를 공급하는 전원부; 및
    상기 차량검출센서의 신호를 전달받아서 상기 전원부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 송신부 코일은 차량에 설치된 수신부 코일과의 이격거리를 최소화할 수 있도록 상기 주차스토퍼의 윗면에 구비된 것을 특징으로 하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 차량검출센서는 주차시 차량의 타이어가 접촉하는 상기 주차스토퍼의 전면에 일체로 구비된 것을 특징으로 하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 차량검출센서는 상기 주차스토퍼의 전방 지면에 고정되게 설치된 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 차량검출센서는 압력센서 또는 포토센서인 것을 특징으로 하는 차량 충전용 무선전력전송 시스템의 송신기 장치.
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