KR20170011714A - 차량용 무선충전장치 - Google Patents

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KR20170011714A
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권용일
이재규
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 충전 대상으로 무선전력 신호를 전송하는 전력전송부, 충전 대상으로부터 전달된 피드백 신호를 수신하는 피드백수신부, 피드백 신호를 디코딩(decoding)하는 디코딩부, 및 디코딩된 신호를 근거리 통신을 위한 형식으로 인코딩(encoding)하는 인코딩부를 포함하는 무선전력 송신장치를 제공한다.

Description

차량용 무선충전장치{WIRELESS CHARGER FOR VEHICLE}
본 발명은 무선 충전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량에 장착할 수 있는 무선 충전 장치에 관한 것이다.
무선충전은 전자기 유도(Electromangnetic Induction)를 통해 전류를 흐르게 하여 배터리에 충전하는 방식으로, 충전용 패드의 1차 코일에서 발생한 자기장이 배터리 부분의 2차 코일에 유도돼 전류를 공급하게 된다. 이 기술은 대용량의 배터리가 요구되는 휴대용 통신기기, 전기자동차 등에 적합하며 접점이 노출돼 있지 않아 누전 등의 위험이 거의 없으며 유선방식의 충전불량 현상을 막을 수 있다.
무선 충전 기술이 일반화되면서, 무선 충전 전력 신호를 제공하기 위한 다양한 충전 패드가 개발되고 있다. 일반적으로, 충전 패드는 무선 충전 전력 신호를 송신하는 코일 또는 안테나와 코일 또는 안테나에 무선충전기술에 따른 전력 신호를 공급하고 제어하는 회로부를 포함하는 기판을 포함하고 있다.
무선 충전 장치들은 가정 혹은 업무용 공간 등의 건물에서 사용될 수 있을 뿐만 아니라 자동차 내부에도 탑재될 수 있다. 자동차 내부에 탑재된 무선 충전 장치는 운전자를 포함한 탑승자의 휴대용 장치를 충전하기 위해 사용될 수 있다. 무선 충전 장치는 차량에 장착된 전자 장치(예를 들면, 제어 시스템, 차량용 네비게이션, 오디오, 라디오 등의 전자 장치)와 연동되는 경우, 무선 충전 장치의 동작 상태 등의 정보를 탑승자에게 제공할 수 있다.
하지만, 차량 내 전자 장치(시스템)과 무선 충전 장치의 연동을 위한 커뮤니케이션 인터페이스에 대한 범용 가이드라인이 존재하지 않는다. 이로 인해, 차량에 탑재되는 전자 장치를 제조하는 곳과 무선 충전 장치를 제조하는 곳이 상이할 경우, 각각의 전자 장치와 무선 충전 장치를 연동시키기 위한 별도의 연구와 테스트가 필요하고 시간과 비용이 상승할 수 있다.
KR 10-2010-0133557 A
본 발명은 무선충전을 위한 무선전력 신호를 송신하거나 수신하는 무선전력 송수신 장치와 다른 시스템과의 연결 방법과 그 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 차량에 탑재된 무선전력 송신장치와 차량 내 전자제어 시스템을 연동하기 위한 방법과 그 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 차량 내에서 수행되는 무선충전 동작의 상태/정보를 탑승자에게 전달하고, 탑승자가 손쉽게 제어할 수 있도록 인터페이스를 제공할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 송신장치는 충전 대상으로 무선전력 신호를 전송하는 전력전송부; 상기 충전 대상으로부터 전달된 피드백 신호를 수신하고 상기 전력전송부를 제어하는 피드백수신부; 및 상기 피드백수신부로부터 전달받은 신호를 근거리 통신을 위한 형식으로 인코딩(encoding)하는 인코딩부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력전송부는 자기유도방식 및 자기공진방식 중 적어도 하나의 방식으로 상기 무선전력 신호를 전송할 수 있다.
또한, 상기 피드백수신부는 상기 전력전송부의 상기 무선전력 신호의 전송방식에 따라 상기 피드백 신호의 디코딩한 후 상기 인코딩부로 전달할 수 있다.
또한, 상기 근거리 통신을 위한 형식은 블루투스(Bluetooth), 근거리 무선통신(Near Field Communication, NFC), 지그비(Zigbee), 및 와이파이(Wi-Fi) 중 적어도 하나에서 사용될 수 있다.
또한, 상기 근거리 통신을 위한 형식은, 상기 근거리 무선통신(NFC)의 방식을 사용하는 경우, 주파수 13.56MHz 대역에서 양방향 데이터 통신(Peer to Peer Mode)을 지원하는 제1프로토콜(Logical Link Control Protocol, LLCP)에 대응하고, 상기 블루투스(Bluetooth)의 방식을 사용하는 경우, 상기 블루투스에서 사용되는 제2프로토콜(Logical Link Control and Adaptation Protocol, L2CAP)에 대응하고, 상기 와이파이(Wi-Fi)의 방식을 사용하는 경우, 레거시 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n 및 802.11ac 프로토콜 중 적어도 하나에 대응할 수 있다.
또한, 상기 피드백 신호는 상기 충전 대상과의 연결 상태, 상기 충전 대상의 충전 상태, 상기 충전 대상의 온도 상태 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 무선전력 송신장치는 인코딩된 신호를 무선 전송하는 상태전송부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무선전력 수신장치는 무선전력 신호를 수신하는 전력수신부; 상기 전력수신부의 수신 상태, 부하의 충전 상태, 및 온도 상태 중 적어도 하나를 피드백 신호로 전달하는 피드백송신부; 상기 피드백 신호에 포함되는 정보를 근거리 통신을 위한 형식으로 인코딩(encoding)하는 인코딩부; 및 인코딩된 신호를 무선 전송하는 상태전송부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전력수신부는 자기유도방식 및 자기공진방식 중 적어도 하나의 방식으로 상기 무선전력 신호를 수신할 수 있다.
또한, 상기 근거리 통신을 위한 형식은 블루투스(Bluetooth), 근거리 무선통신(Near Field Communication, NFC), 지그비(Zigbee), 및 와이파이(Wi-Fi) 중 적어도 하나에서 사용될 수 있다.
또한, 상기 근거리 통신을 위한 형식은, 상기 근거리 무선통신(NFC)의 방식을 사용하는 경우, 주파수 13.56MHz 대역에서 양방향 데이터 통신(Peer to Peer Mode)을 지원하는 제1프로토콜(Logical Link Control Protocol, LLCP)에 대응하고, 상기 블루투스(Bluetooth)의 방식을 사용하는 경우, 상기 블루투스에서 사용되는 제2프로토콜(Logical Link Control and Adaptation Protocol, L2CAP)에 대응하고, 상기 와이파이(Wi-Fi)의 방식을 사용하는 경우, 레거시 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n 및 802.11ac 프로토콜 중 적어도 하나에 대응할 수 있다.
또한, 무선전력 수신장치는 외부에서 입력되는 제어신호에 대응하여 무선충전을 중지하는 명령을 상기 피드백송신부에 전달하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
탑승자의 휴대용 장치를 무선충전하기 위한 무선전력 송신장치와 연동하는 차량용 제어 시스템에 있어서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 제어 장치는 상기 무선전력 송신장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급부; 상기 무선전력 송신장치 및 상기 휴대용 장치 중 적어도 하나로부터 상기 휴대용 장치의 무선전력 수신 상태, 충전 상태, 및 온도 상태를 근거리 통신을 위한 형식으로 전달받는 상태수신부; 및 상기 상태수신부에 전달된 정보를 표시하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
또한, 차량용 제어 장치는 상기 수신 상태 및 상기 충전 상태를 바탕으로 충전 완료 시간을 계산하여 디스플레이부로 전달하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 전원공급부의 상태 및 상기 상태수신부를 통해 전달받은 상기 수신 상태 및 상기 충전 상태에 근거하여 상기 무선충전을 중단하는 신호를 상기 전원공급부, 상기 무선전력 송신장치 및 상기 휴대용 장치 중 적어도 하나에 전달할 수 있다.
또한, 상기 무선충전은 자기유도방식 및 자기공진방식 중 적어도 하나의 방식으로 수행될 수 있다.
또한, 상기 근거리 통신을 위한 형식은 블루투스(Bluetooth), 근거리 무선통신(Near Field Communication, NFC), 지그비(Zigbee), 및 와이파이(Wi-Fi) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 근거리 통신을 위한 형식은 상기 근거리 무선통신(NFC)의 방식 중 주파수 13.56MHz 대역에서 양방향 데이터 통신(Peer to Peer Mode)을 지원하는 제1프로토콜(Logical Link Control Protocol, LLCP)에 대응할 수 있다.
또한, 상기 근거리 통신을 위한 형식은 상기 블루투스(Bluetooth)의 방식에서 사용되는 제2프로토콜(Logical Link Control and Adaptation Protocol, L2CAP)에 대응할 수 있다.
또한, 상기 근거리 통신을 위한 형식은 상기 와이파이(Wi-Fi)의 방식 중 레거시 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n 및 802.11ac 프로토콜 중 적어도 하나에 대응할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 무선충전을 위한 장치들이 외부 시스템과 연동할 수 있어, 무선충전 제어가 쉬어질 수 있다.
또한, 본 발명은 차량 내에서 수행되는 무선충전 동작의 상태/정보를 탑승자에게 전달하는 인터페이스를 통해, 탑승자가 손쉽게 무선충전 과정을 제어할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도1은 제1 차량용 무선충전 시스템을 설명한다.
도2는 제2 차량용 무선충전 시스템을 설명한다.
도3은 제3 차량용 무선충전 시스템을 설명한다.
도4는 제4 차량용 무선충전 시스템을 설명한다.
도5는 제5 차량용 무선충전 시스템을 설명한다.
도6은 제6 차량용 무선충전 시스템을 설명한다.
도7a 및 도7b는 제1 내지 제6 차량용 무선충전 시스템에서 사용할 수 있는 무선충전장치의 피드백 신호의 예를 설명한다.
도8a 내지 도8b는 제1 내지 제6 차량용 무선충전 시스템에서 사용할 수 있는 무선충전장치의 블루투스(Bluetooth) 방식의 상태전송신호의 예를 설명한다.
도9는 제1 내지 제6 차량용 무선충전 시스템에서 사용할 수 있는 무선충전장치의 근거리 무선통신(Near Field Communication, NFC)의 방식의 상태전송신호의 예를 설명한다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도1은 제1 차량용 무선충전 시스템을 설명한다.
도시된 바와 같이, 제1 차량용 무선충전 시스템은 무선전력 송신장치(100), 무선전력 수신장치(200), 및 차량 제어 장치(300)을 포함할 수 있다.
무선전력 송신장치(100)는 무선전력신호(2)를 송신하기 위한 것으로, 차량에 탑재(embedded)될 수도 있고, 탑승자가 선택적으로 차량에 연결하도록 설계될 수 있다. 무선전력 송신장치(100)는 무선전력신호(2)를 무선전력 수신장치(200)로 전송하는 전력송신부(102) 및 무선전력 수신장치(200)로부터 피드백 신호(4)를 수신하는 피드백수신부(104)를 포함할 수 있다. 피드백수신부(104)는 피드백 신호(4)를 인지한 후, 전력송신부(102)의 동작을 통제할 수 있다. 또한, 무선전력 송신장치(100)는 자기유도방식 또는 자기공진방식에 따라 무선전력신호(2)를 생성할 수 있다.
무선전력 수신장치(200)는 무선전력 송신장치(100)로부터 무선전력신호(2)를 수신하는 장치다. 예를 들면, 차량의 탑승자가 사용하는 휴대용 단말기 등이 무선전력 수신장치(200)가 될 수 있다. 무선전력 수신장치(200)는 무선전력 송신장치(100)로부터 전송되는 무선전력신호(2)를 수신하기 위한 전력수신부(202) 및 무선충전과정에서 확인될 필요가 있는 연결상태, 충전상태, 온도 등의 정보를 무선전력 송신장치(100)로 피드백(feedback)하기 위한 피드백송신부(204)를 포함할 수 있다.
무선전력 송신장치(100)는 차량 내 시스템과 연결되어 전원을 공급받을 수 있다.
차량 제어 장치(300)는 무선전력 송신장치(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(302), 무선전력 송신장치(100)로부터 무선충전동작에 대한 정보를 전달받는 상태수신부(304), 및 상태수신부(304)로부터 전달받은 정보를 탑승자에게 보여주는 디스플레이부(306)을 포함할 수 있다.
전원공급부(302)는 차량에 포함된 배터리 또는 발전기와 연결되어 무선전력 송신장치(100)가 필요로 하는 전원을 공급할 수 있다.
디스플레이부(306)는 차량에 포함된 디스플레이 인터페이스를 포함할 수 있다. 동작모드에 따라 라디오, 네비게이션 등의 정보를 도시하거나, 무선충전동작의 진행상태 등을 도시할 수 있다.
여기서, 디스플레이부(306)가 도시하는 무선충전동작과 관련된 정보들은 무선충전 송신장치(100)로부터 전달될 수 있다. 무선충전 송신장치(100)는 피드백수신부(104)에서 인지된 무선충전동작의 상태정보(예를 들면, 연결상태, 충전상태, 온도 등)를 기 설정된 형식으로 인코딩(encoding)하기 위한 인코딩부(106)를 더 포함할 수 있다.
인코딩부(106)는 무선충전 송신장치(100)와 차량 제어 장치(300) 사이에 데이터를 주고받기 위한 것으로, 인코딩부(106)가 데이터를 가공하는 방식은 차량 제어 장치(300)에 탑재된 장치의 데이터 처리/인식 기술에 대응하여 달라질 수 있다. 예를 들면, 무선충전동작의 상태정보를 인코딩하기 위해, 인코딩부(106)는 근거리 무선통신(Near Field Communication, NFC), 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), Zigbee 등의 무선통신방식에서 사용하는 데이터 형식을 이용할 수 있다.
무선충전 송신장치(100)가 차량에 탑재되어 차량 제어 장치(300)와 유선으로 연결되어 있는 경우, 무선충전 송신장치(100)는 인코딩된 신호를 무선으로 전송할 필요 없이, 유선으로 차량 제어 장치(300) 내 상태수신부(304)로 전달할 수 있다.
도2는 제2 차량용 무선충전 시스템을 설명한다.
도시된 바와 같이, 제2 차량용 무선충전 시스템은 무선전력 송신장치(100), 무선전력 수신장치(200), 및 차량 제어 장치(300)을 포함할 수 있다.
무선전력 송신장치(100)는 무선전력신호(2)를 송신하기 위한 것으로, 차량에 탑재(embedded)될 수도 있고, 탑승자가 선택적으로 차량에 연결하도록 설계될 수 있다. 무선전력 송신장치(100)는 무선전력신호(2)를 무선전력 수신장치(200)로 전송하는 전력송신부(112) 및 무선전력 수신장치(200)로부터 피드백 신호(4)를 수신하는 피드백수신부(114)를 포함할 수 있다. 피드백수신부(114)는 피드백 신호(4)를 인지한 후, 전력송신부(112)의 동작을 통제할 수 있다. 또한, 무선전력 송신장치(100)는 자기유도방식 또는 자기공진방식에 따라 무선전력신호(2)를 생성할 수 있다.
무선전력 수신장치(200)는 무선전력 송신장치(100)로부터 무선전력신호(2)를 수신하는 장치다. 예를 들면, 차량의 탑승자가 사용하는 휴대용 단말기 등이 무선전력 수신장치(200)가 될 수 있다. 무선전력 수신장치(200)는 무선전력 송신장치(100)로부터 전송되는 무선전력신호(2)를 수신하기 위한 전력수신부(212) 및 무선충전과정에서 확인될 필요가 있는 연결상태, 충전상태, 온도 등의 정보를 무선전력 송신장치(100)로 피드백(feedback)하기 위한 피드백송신부(214)를 포함할 수 있다.
무선전력 송신장치(100)는 차량 내 시스템과 연결되어 전원을 공급받을 수 있다.
차량 제어 장치(300)는 무선전력 송신장치(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(312), 무선전력 송신장치(100)로부터 무선충전동작에 대한 정보를 전달받는 상태수신부(314), 및 상태수신부(314)로부터 전달받은 정보를 탑승자에게 보여주는 디스플레이부(316)을 포함할 수 있다.
전원공급부(312)는 차량에 포함된 배터리 또는 발전기와 연결되어 무선전력 송신장치(100)가 필요로 하는 전원을 공급할 수 있다.
디스플레이부(316)는 차량에 포함된 디스플레이 인터페이스를 포함할 수 있다. 동작모드에 따라 라디오, 네비게이션 등의 정보를 도시하거나, 무선충전동작의 진행상태 등을 도시할 수 있다.
여기서, 디스플레이부(316)가 도시하는 무선충전동작과 관련된 정보들은 무선충전 송신장치(100)로부터 전달될 수 있다. 무선충전 송신장치(100)는 피드백수신부(114)에서 인지된 무선충전동작의 상태정보(예를 들면, 연결상태, 충전상태, 온도 등)를 기 설정된 형식으로 인코딩(encoding)하기 위한 인코딩부(116), 및 인코딩된 신호를 무선 전송하는 상태전송부(118)를 더 포함할 수 있다.
인코딩부(116)는 무선충전 송신장치(100)와 차량 제어 장치(300) 사이에 데이터를 주고받기 위한 것으로, 인코딩부(116)가 데이터를 가공하는 방식은 차량 제어 장치(300)에 탑재된 장치의 데이터 처리/인식 기술에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 무선충전동작의 상태정보를 인코딩하기 위해, 인코딩부(116)는 근거리 무선통신(NFC), 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), Zigbee 등의 무선통신방식에서 사용하는 데이터 형식을 이용할 수 있다.
상태전송부(118)는 무선충전동작과 관련하여 인코딩부(116)에서 생성된 데이터를 무선통신기술을 사용하여 차량 제어 장치(300)로 전송한다(6). 상태전송부(118)는 근거리 무선통신(NFC), 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), 지그비(Zigbee), 와이파이(Wi-Fi) 등의 무선통신방식 중 하나의 방법으로 데이터를 전송할 수 있다. 인코딩부(116)는 상태전송부(118)가 데이터 전송을 위해 사용하는 방식에 대응하는 데이터 형식으로 무선충전동작과 관련된 데이터를 인코딩(encoding)할 수 있다.
예를 들면, 상태전송부(118)가 근거리 무선통신(NFC)의 방식을 사용하여 데이터를 차량 제어 장치(300)로 송신하는 경우, 인코딩부(116)는 주파수 13.56MHz 대역에서 양방향 데이터 통신(Peer to Peer Mode)을 지원하는 제1프로토콜(Logical Link Control Protocol, LLCP)을 사용하여 무선충전동작의 상태정보를 인코딩할 수 있다.
또한, 상태전송부(118)가 블루투스(Bluetooth)의 방식을 이용하는 경우, 인코딩부(116)는 블루투스에서 사용되는 제2프로토콜(Logical Link Control and Adaptation Protocol, L2CAP)을 사용하여 무선충전동작의 상태정보를 인코딩할 수 있다.
또한, 상태전송부(118)가 와이파이(Wi-Fi)의 방식을 사용하는 경우, 인코딩부(116)는 레거시 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n 및 802.11ac 프로토콜 중 적어도 하나에 적합하도록 무선충전동작의 상태정보를 인코딩할 수 있다.
도3은 제3 차량용 무선충전 시스템을 설명한다.
도시된 바와 같이, 제3 차량용 무선충전 시스템은 무선전력 송신장치(100), 무선전력 수신장치(200), 및 차량 제어 장치(300)을 포함할 수 있다.
무선전력 송신장치(100)는 무선전력신호(2)를 송신하기 위한 것으로, 차량에 탑재(embedded)될 수도 있고, 탑승자가 선택적으로 차량에 연결하도록 설계될 수 있다. 무선전력 송신장치(100)는 무선전력신호(2)를 무선전력 수신장치(200)로 전송하는 전력송신부(122) 및 무선전력 수신장치(200)로부터 피드백 신호(4)를 수신하는 피드백수신부(124)를 포함할 수 있다. 피드백수신부(124)는 피드백 신호(4)를 인지한 후, 전력송신부(122)의 동작을 통제할 수 있다. 또한, 무선전력 송신장치(100)는 자기유도방식 또는 자기공진방식에 따라 무선전력신호(2)를 생성할 수 있다.
무선전력 수신장치(200)는 무선전력 송신장치(100)로부터 무선전력신호(2)를 수신하는 장치다. 예를 들면, 차량의 탑승자가 사용하는 휴대용 단말기 등이 무선전력 수신장치(200)가 될 수 있다. 무선전력 수신장치(200)는 무선전력 송신장치(100)로부터 전송되는 무선전력신호(2)를 수신하기 위한 전력수신부(222) 및 무선충전과정에서 확인될 필요가 있는 연결상태, 충전상태, 온도 등의 정보를 무선전력 송신장치(100)로 피드백(feedback)하기 위한 피드백송신부(224)를 포함할 수 있다.
무선전력 송신장치(100)는 차량 내 시스템과 연결되어 전원을 공급받을 수 있다.
차량 제어 장치(300)는 무선전력 송신장치(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(322), 무선전력 송신장치(100)로부터 무선충전동작에 대한 정보를 전달받는 상태수신부(324), 및 상태수신부(324)로부터 전달받은 정보를 탑승자에게 보여주는 디스플레이부(326)을 포함할 수 있다.
전원공급부(322)는 차량에 포함된 배터리 또는 발전기와 연결되어 무선전력 송신장치(100)가 필요로 하는 전원을 공급할 수 있다.
디스플레이부(326)는 차량에 포함된 디스플레이 인터페이스를 포함할 수 있다. 동작모드에 따라 라디오, 네비게이션 등의 정보를 도시하거나, 무선충전동작의 진행상태 등을 도시할 수 있다.
여기서, 디스플레이부(326)가 도시하는 무선충전동작과 관련된 정보들은 무선충전 수신장치(200)로부터 전달될 수 있다. 무선충전 수신장치(200)는 피드백송신부(224)를 통해 무선충전 송신장치(100)로 전달되는 무선충전동작의 상태정보(예를 들면, 연결상태, 충전상태, 온도 등)를 기 설정된 형식으로 인코딩(encoding)하기 위한 인코딩부(226), 및 인코딩된 신호를 무선 전송하는 상태전송부(228)를 더 포함할 수 있다.
인코딩부(226)는 무선충전 수신장치(200)와 차량 제어 장치(300) 사이에 데이터를 주고받기 위한 것으로, 인코딩부(226)가 데이터를 가공하는 방식은 차량 제어 장치(300)에 탑재된 장치의 데이터 처리/인식 기술에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 무선충전동작의 상태정보를 인코딩하기 위해, 인코딩부(226)는 근거리 무선통신(NFC), 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), Zigbee 등의 무선통신방식에서 사용하는 데이터 형식을 이용할 수 있다.
상태전송부(228)는 무선충전동작과 관련하여 인코딩부(226)에서 생성된 데이터를 무선통신기술을 사용하여 차량 제어 장치(300)로 전송한다(6). 상태전송부(228)는 근거리 무선통신(NFC), 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), 지그비(Zigbee), 와이파이(Wi-Fi) 등의 무선통신방식 중 하나의 방법으로 데이터를 전송할 수 있다. 인코딩부(226)는 상태전송부(228)가 데이터 전송을 위해 사용하는 방식에 대응하는 데이터 형식으로 무선충전동작과 관련된 데이터를 인코딩(encoding)할 수 있다.
예를 들면, 상태전송부(228)가 근거리 무선통신(NFC)의 방식을 사용하여 데이터를 차량 제어 장치(300)로 송신하는 경우, 인코딩부(226)는 주파수 13.56MHz 대역에서 양방향 데이터 통신(Peer to Peer Mode)을 지원하는 제1프로토콜(Logical Link Control Protocol, LLCP)을 사용하여 무선충전동작의 상태정보를 인코딩할 수 있다.
또한, 상태전송부(228)가 블루투스(Bluetooth)의 방식을 이용하는 경우, 인코딩부(226)는 블루투스에서 사용되는 제2프로토콜(Logical Link Control and Adaptation Protocol, L2CAP)을 사용하여 무선충전동작의 상태정보를 인코딩할 수 있다.
또한, 상태전송부(228)가 와이파이(Wi-Fi)의 방식을 사용하는 경우, 인코딩부(226)는 레거시 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n 및 802.11ac 프로토콜 중 적어도 하나에 적합하도록 무선충전동작의 상태정보를 인코딩할 수 있다.
무선충전 수신장치(200)는 탑승자가 휴대하고 있는 단말기 또는 컴퓨터에 포함될 수 있다. 탑승자의 휴대용 단말기 또는 컴퓨터가 근거리 무선통신(NFC), 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), 지그비(Zigbee), 와이파이(Wi-Fi) 등의 무선통신방식으로 데이터 통신이 가능하도록 설계된 경우, 무선충전 수신장치(200)는 휴대용 단말기 또는 컴퓨터에서 사용하는 데이터 통신 모듈(예를 들면, 인코딩부(226) 및 상태전송부(228)를 포함할 수 있음)을 공유하여 피드백송신부(224)가 전송하는 데이터를 전달할 수 있다. 이 경우, 휴대용 단말기 또는 컴퓨터는 무선충전 수신장치(200)를 위해 데이터 통신 모듈을 추가로 구비할 필요가 없다.
도4는 제4 차량용 무선충전 시스템을 설명한다.
도시된 바와 같이, 제4 차량용 무선충전 시스템은 무선전력 송신장치(100), 무선전력 수신장치(200), 및 차량 제어 장치(300)을 포함할 수 있다.
무선전력 송신장치(100)는 무선전력신호(2)를 송신하기 위한 것으로, 차량에 탑재(embedded)될 수도 있고, 탑승자가 선택적으로 차량에 연결하도록 설계될 수 있다. 무선전력 송신장치(100)는 무선전력신호(2)를 무선전력 수신장치(200)로 전송하는 전력송신부(132) 및 무선전력 수신장치(200)로부터 피드백 신호(4)를 수신하는 피드백수신부(134)를 포함할 수 있다. 피드백수신부(134)는 피드백 신호(4)를 인지한 후, 전력송신부(132)의 동작을 통제할 수 있다. 또한, 무선전력 송신장치(100)는 자기유도방식 또는 자기공진방식에 따라 무선전력신호(2)를 생성할 수 있다.
무선전력 수신장치(200)는 무선전력 송신장치(100)로부터 무선전력신호(2)를 수신하는 장치다. 예를 들면, 차량의 탑승자가 사용하는 휴대용 단말기 등이 무선전력 수신장치(200)가 될 수 있다. 무선전력 수신장치(200)는 무선전력 송신장치(100)로부터 전송되는 무선전력신호(2)를 수신하기 위한 전력수신부(232) 및 무선충전과정에서 확인될 필요가 있는 연결상태, 충전상태, 온도 등의 정보를 무선전력 송신장치(100)로 피드백(feedback)하기 위한 피드백송신부(234)를 포함할 수 있다.
무선전력 송신장치(100)는 차량 내 시스템과 연결되어 전원을 공급받을 수 있다.
차량 제어 장치(300)는 무선전력 송신장치(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(332), 무선전력 송신장치(100)로부터 무선충전동작에 대한 정보를 전달받는 상태수신부(334), 및 상태수신부(334)로부터 전달받은 정보를 탑승자에게 보여주는 디스플레이부(336)을 포함할 수 있다.
전원공급부(332)는 차량에 포함된 배터리 또는 발전기와 연결되어 무선전력 송신장치(100)가 필요로 하는 전원을 공급할 수 있다.
디스플레이부(336)는 차량에 포함된 디스플레이 인터페이스를 포함할 수 있다. 동작모드에 따라 라디오, 네비게이션 등의 정보를 도시하거나, 무선충전동작의 진행상태 등을 도시할 수 있다.
여기서, 디스플레이부(336)가 도시하는 무선충전동작과 관련된 정보들은 무선충전 송신장치(100)로부터 전달될 수 있다. 무선충전 송신장치(100)는 피드백수신부(134)에서 인지된 무선충전동작의 상태정보(예를 들면, 연결상태, 충전상태, 온도 등)를 기 설정된 형식으로 인코딩(encoding)하기 위한 인코딩부(136)을 더 포함할 수 있다.
또한, 무선충전 송신장치(100)와 차량 제어 장치(300)의 연결관계에 따라, 무선충전 송신장치(100)는 인코딩된 신호를 무선 전송하는 상태전송부(138)를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선충전 송신장치(100)가 차량 제어 장치(300)에 탑재되어 유선으로 데이터 통신이 가능한 경우, 무선 전송을 위한 상태전송부(138)가 필요하지 않을 수 있다.
인코딩부(136)는 무선충전 송신장치(100)와 차량 제어 장치(300) 사이에 데이터를 주고받기 위한 것으로, 인코딩부(136)가 데이터를 가공하는 방식은 차량 제어 장치(300)에 탑재된 장치의 데이터 처리/인식 기술에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 무선충전동작의 상태정보를 인코딩하기 위해, 인코딩부(136)는 근거리 무선통신(NFC), 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), Zigbee 등의 무선통신방식에서 사용하는 데이터 형식을 이용할 수 있다.
상태전송부(138)는 무선충전동작과 관련하여 인코딩부(136)에서 생성된 데이터를 무선통신기술을 사용하여 차량 제어 장치(300)로 전송한다(6). 상태전송부(138)는 근거리 무선통신(NFC), 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), 지그비(Zigbee), 와이파이(Wi-Fi) 등의 무선통신방식 중 하나의 방법으로 데이터를 전송할 수 있다. 인코딩부(136)는 상태전송부(138)가 데이터 전송을 위해 사용하는 방식에 대응하는 데이터 형식으로 무선충전동작과 관련된 데이터를 인코딩(encoding)할 수 있다.
예를 들면, 상태전송부(138)가 근거리 무선통신(NFC)의 방식을 사용하여 데이터를 차량 제어 장치(300)로 송신하는 경우, 인코딩부(136)는 주파수 13.56MHz 대역에서 양방향 데이터 통신(Peer to Peer Mode)을 지원하는 제1프로토콜(Logical Link Control Protocol, LLCP)을 사용하여 무선충전동작의 상태정보를 인코딩할 수 있다.
또한, 상태전송부(138)가 블루투스(Bluetooth)의 방식을 이용하는 경우, 인코딩부(116)는 블루투스에서 사용되는 제2프로토콜(Logical Link Control and Adaptation Protocol, L2CAP)을 사용하여 무선충전동작의 상태정보를 인코딩할 수 있다.
또한, 상태전송부(138)가 와이파이(Wi-Fi)의 방식을 사용하는 경우, 인코딩부(116)는 레거시 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n 및 802.11ac 프로토콜 중 적어도 하나에 적합하도록 무선충전동작의 상태정보를 인코딩할 수 있다.
차량 제어 장치(300)는 상태전송부(138)를 통해 전달받은 무선충전동작의 상태정보(예를 들면, 연결/수신 상태 및 충전 상태 등)를 바탕으로 충전 완료 시간을 계산하여 디스플레이부(336)로 전달하는 제어부(338)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제어부(338)는 전원공급부(332)의 상태 및 상태수신부(334)를 통해 전달받은 무선충전동작의 상태정보(예를 들면, 연결/수신 상태 및 충전 상태 등)에 근거하여 무선충전을 중단하는 신호(8A, 8B, 8C)를 전원공급부(332), 무선전력 송신장치(100) 및 무선전력 수신장치(200) 중 적어도 하나에 전달할 수 있다.
예를 들어, 전원공급부(332)에서 공급할 수 있는 전원이 부족할 경우, 제어부(338)는 전원공급부(332)가 전력송신부(132)로 전원을 공급하지 못하도록 할 수 있다.
예를 들어, 무선충전동작의 상태정보에서 온도가 높거나, 무선충전동작이 정상적으로 수행되지 않는다고 판단되는 상태정보가 입력되는 경우, 탑승자의 안전을 위해 제어부(338)는 무선전력 송신장치(100), 무선전력 수신장치(200), 또는 모두에게 무선충전동작을 더 이상 수행하지 못하도록 명령할 수 있다.
또한, 무선전력 수신장치(200)는 외부에서 입력되는 제어신호(예를 들면, 8C)에 대응하여 무선충전을 중지하는 명령을 피드백송신부(234)에 전달하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도5는 제5 차량용 무선충전 시스템을 설명한다.
도시된 바와 같이, 제5 차량용 무선충전 시스템은 무선전력 송신장치(100), 무선전력 수신장치(200), 및 차량 제어 장치(300)을 포함할 수 있다.
무선전력 송신장치(100)는 무선전력신호(2)를 송신하기 위한 것으로, 차량에 탑재(embedded)될 수도 있고, 탑승자가 선택적으로 차량에 연결하도록 설계될 수 있다. 무선전력 송신장치(100)는 무선전력신호(2)를 무선전력 수신장치(200)로 전송하는 전력송신부(142) 및 무선전력 수신장치(200)로부터 피드백 신호(4)를 수신하는 피드백수신부(144)를 포함할 수 있다. 피드백수신부(144)는 피드백 신호(4)를 인지한 후, 전력송신부(142)의 동작을 통제할 수 있다. 또한, 무선전력 송신장치(100)는 자기유도방식 또는 자기공진방식에 따라 무선전력신호(2)를 생성할 수 있다.
무선전력 수신장치(200)는 무선전력 송신장치(100)로부터 무선전력신호(2)를 수신하는 장치다. 예를 들면, 차량의 탑승자가 사용하는 휴대용 단말기 등이 무선전력 수신장치(200)가 될 수 있다. 무선전력 수신장치(200)는 무선전력 송신장치(100)로부터 전송되는 무선전력신호(2)를 수신하기 위한 전력수신부(242) 및 무선충전과정에서 확인될 필요가 있는 연결상태, 충전상태, 온도 등의 정보를 무선전력 송신장치(100)로 피드백(feedback)하기 위한 피드백송신부(244)를 포함할 수 있다.
무선전력 송신장치(100)는 차량 내 시스템과 연결되어 전원을 공급받을 수 있다.
차량 제어 장치(300)는 무선전력 송신장치(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(342), 무선전력 송신장치(100)로부터 무선충전동작에 대한 정보를 전달받는 상태수신부(344), 및 상태수신부(344)로부터 전달받은 정보를 탑승자에게 보여주는 디스플레이부(346)을 포함할 수 있다.
전원공급부(342)는 차량에 포함된 배터리 또는 발전기와 연결되어 무선전력 송신장치(100)가 필요로 하는 전원을 공급할 수 있다.
디스플레이부(346)는 차량에 포함된 디스플레이 인터페이스를 포함할 수 있다. 동작모드에 따라 라디오, 네비게이션 등의 정보를 도시하거나, 무선충전동작의 진행상태 등을 도시할 수 있다.
여기서, 디스플레이부(346)가 도시하는 무선충전동작과 관련된 정보들은 무선충전 수신장치(200)로부터 전달될 수 있다. 무선충전 수신장치(200)는 피드백송신부(244)를 통해 무선충전 송신장치(100)로 전달되는 무선충전동작의 상태정보(예를 들면, 연결상태, 충전상태, 온도 등)를 기 설정된 형식으로 인코딩(encoding)하기 위한 인코딩부(246), 및 인코딩된 신호를 무선 전송하는 상태전송부(248)를 더 포함할 수 있다.
인코딩부(246)는 무선충전 수신장치(200)와 차량 제어 장치(300) 사이에 데이터를 주고받기 위한 것으로, 인코딩부(246)가 데이터를 가공하는 방식은 차량 제어 장치(300)에 탑재된 장치의 데이터 처리/인식 기술에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 무선충전동작의 상태정보를 인코딩하기 위해, 인코딩부(246)는 근거리 무선통신(NFC), 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), Zigbee 등의 무선통신방식에서 사용하는 데이터 형식을 이용할 수 있다.
상태전송부(248)는 무선충전동작과 관련하여 인코딩부(246)에서 생성된 데이터를 무선통신기술을 사용하여 차량 제어 장치(300)로 전송한다(6). 상태전송부(248)는 근거리 무선통신(NFC), 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), 지그비(Zigbee), 와이파이(Wi-Fi) 등의 무선통신방식 중 하나의 방법으로 데이터를 전송할 수 있다. 인코딩부(246)는 상태전송부(248)가 데이터 전송을 위해 사용하는 방식에 대응하는 데이터 형식으로 무선충전동작과 관련된 데이터를 인코딩(encoding)할 수 있다.
예를 들면, 상태전송부(248)가 근거리 무선통신(NFC)의 방식을 사용하여 데이터를 차량 제어 장치(300)로 송신하는 경우, 인코딩부(246)는 주파수 13.56MHz 대역에서 양방향 데이터 통신(Peer to Peer Mode)을 지원하는 제1프로토콜(Logical Link Control Protocol, LLCP)을 사용하여 무선충전동작의 상태정보를 인코딩할 수 있다.
또한, 상태전송부(248)가 블루투스(Bluetooth)의 방식을 이용하는 경우, 인코딩부(246)는 블루투스에서 사용되는 제2프로토콜(Logical Link Control and Adaptation Protocol, L2CAP)을 사용하여 무선충전동작의 상태정보를 인코딩할 수 있다.
또한, 상태전송부(248)가 와이파이(Wi-Fi)의 방식을 사용하는 경우, 인코딩부(246)는 레거시 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n 및 802.11ac 프로토콜 중 적어도 하나에 적합하도록 무선충전동작의 상태정보를 인코딩할 수 있다.
무선충전 수신장치(200)는 탑승자가 휴대하고 있는 단말기 또는 컴퓨터에 포함될 수 있다. 탑승자의 휴대용 단말기 또는 컴퓨터가 근거리 무선통신(NFC), 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), 지그비(Zigbee), 와이파이(Wi-Fi) 등의 무선통신방식으로 데이터 통신이 가능하도록 설계된 경우, 무선충전 수신장치(200)는 휴대용 단말기 또는 컴퓨터에서 사용하는 데이터 통신 모듈(예를 들면, 인코딩부(246) 및 상태전송부(248)를 포함할 수 있음)을 공유하여 피드백송신부(244)가 전송하는 데이터를 전달할 수 있다. 이 경우, 휴대용 단말기 또는 컴퓨터는 무선충전 수신장치(200)를 위해 데이터 통신 모듈을 추가로 구비할 필요가 없다.
차량 제어 장치(300)는 상태전송부(248)를 통해 전달받은 무선충전동작의 상태정보(예를 들면, 연결/수신 상태 및 충전 상태 등)를 바탕으로 충전 완료 시간을 계산하여 디스플레이부(346)로 전달하는 제어부(348)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제어부(348)는 전원공급부(342)의 상태 및 상태수신부(344)를 통해 전달받은 무선충전동작의 상태정보(예를 들면, 연결/수신 상태 및 충전 상태 등)에 근거하여 무선충전을 중단하는 신호(8A, 8B, 8C)를 전원공급부(342), 무선전력 송신장치(100) 및 무선전력 수신장치(200) 중 적어도 하나에 전달할 수 있다.
예를 들어, 전원공급부(342)에서 공급할 수 있는 전원이 부족할 경우, 제어부(348)는 전원공급부(342)가 전력송신부(142)로 전원을 공급하지 못하도록 할 수 있다.
예를 들어, 무선충전동작의 상태정보에서 온도가 높거나, 무선충전동작이 정상적으로 수행되지 않는다고 판단되는 상태정보가 입력되는 경우, 탑승자의 안전을 위해 제어부(348)는 무선전력 송신장치(100), 무선전력 수신장치(200), 또는 모두에게 무선충전동작을 더 이상 수행하지 못하도록 명령할 수 있다.
도6은 제6 차량용 무선충전 시스템을 설명한다.
도시된 바와 같이, 제6 차량용 무선충전 시스템은 무선전력 송신장치(100), 무선전력 수신장치(200), 및 차량 제어 장치(300)을 포함할 수 있다.
무선전력 송신장치(100)는 무선전력신호(2)를 송신하기 위한 것으로, 차량에 탑재(embedded)될 수도 있고, 탑승자가 선택적으로 차량에 연결하도록 설계될 수 있다. 무선전력 송신장치(100)는 무선전력신호(2)를 무선전력 수신장치(200)로 전송하는 전력송신부(152) 및 무선전력 수신장치(200)로부터 피드백 신호(4)를 수신하는 피드백수신부(154)를 포함할 수 있다. 피드백수신부(154)는 피드백 신호(4)를 인지한 후, 전력송신부(152)의 동작을 통제할 수 있다. 또한, 무선전력 송신장치(100)는 자기유도방식 또는 자기공진방식에 따라 무선전력신호(2)를 생성할 수 있다.
무선전력 수신장치(200)는 무선전력 송신장치(100)로부터 무선전력신호(2)를 수신하는 장치다. 예를 들면, 차량의 탑승자가 사용하는 휴대용 단말기 등이 무선전력 수신장치(200)가 될 수 있다. 무선전력 수신장치(200)는 무선전력 송신장치(100)로부터 전송되는 무선전력신호(2)를 수신하기 위한 전력수신부(252) 및 무선충전과정에서 확인될 필요가 있는 연결상태, 충전상태, 온도 등의 정보를 무선전력 송신장치(100)로 피드백(feedback)하기 위한 피드백송신부(254)를 포함할 수 있다.
피드백송신부(254)는 무선충전 송신장치(100)뿐만 아니라 차량 제어 장치(300)에도 피드백 신호(4)를 보낼 수 있다. 예를 들어, 피드백송신부(254)는 무선충전동작의 상태정보를 무선충전 송신장치(100)로 피드백할 때, 근거리 무선통신(Near Field Communication, NFC), 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), Zigbee 등의 무선통신방식에서 사용하는 데이터 형식을 이용할 수 있다. 만약, 피드백송신부(254)가 출력하는 피드백 신호(4)가 앞서 언급한 표준화된 무선통신방식을 사용하면, 차량 제어 장치(300)도 상태수신부(354)를 통해 무선충전 송신장치(100)와 마찬가지로 동일한 데이터를 수신할 수 있다.
무선전력 송신장치(100)는 차량 내 시스템과 연결되어 전원을 공급받을 수 있다.
차량 제어 장치(300)는 무선전력 송신장치(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(352), 무선전력 송신장치(100)로부터 무선충전동작에 대한 정보를 전달받는 상태수신부(354), 및 상태수신부(354)로부터 전달받은 정보를 탑승자에게 보여주는 디스플레이부(356)을 포함할 수 있다.
전원공급부(352)는 차량에 포함된 배터리 또는 발전기와 연결되어 무선전력 송신장치(100)가 필요로 하는 전원을 공급할 수 있다.
디스플레이부(356)는 차량에 포함된 디스플레이 인터페이스를 포함할 수 있다. 동작모드에 따라 라디오, 네비게이션 등의 정보를 도시하거나, 무선충전동작의 진행상태 등을 도시할 수 있다. 여기서, 디스플레이부(356)가 도시하는 무선충전동작과 관련된 정보들은 무선충전 수신장치(200)로부터 전달될 수 있다.
차량 제어 장치(300)는 상태전송부(258)를 통해 전달받은 무선충전동작의 상태정보(예를 들면, 연결/수신 상태 및 충전 상태 등)를 바탕으로 충전 완료 시간을 계산하여 디스플레이부(356)로 전달하는 제어부(358)를 더 포함할 수 있다.
또한, 제어부(358)는 전원공급부(352)의 상태 및 상태수신부(354)를 통해 전달받은 무선충전동작의 상태정보(예를 들면, 연결/수신 상태 및 충전 상태 등)에 근거하여 무선충전을 중단하는 신호(8A, 8B, 8C)를 전원공급부(352), 무선전력 송신장치(100) 및 무선전력 수신장치(200) 중 적어도 하나에 전달할 수 있다.
예를 들어, 전원공급부(352)에서 공급할 수 있는 전원이 부족할 경우, 제어부(358)는 전원공급부(352)가 전력송신부(152)로 전원을 공급하지 못하도록 할 수 있다.
예를 들어, 무선충전동작의 상태정보에서 온도가 높거나, 무선충전동작이 정상적으로 수행되지 않는다고 판단되는 상태정보가 입력되는 경우, 탑승자의 안전을 위해 제어부(358)는 무선전력 송신장치(100), 무선전력 수신장치(200), 또는 모두에게 무선충전동작을 더 이상 수행하지 못하도록 명령할 수 있다.
도7a 및 도7b는 제1 내지 제6 차량용 무선충전 시스템에서 사용할 수 있는 무선충전장치의 피드백 신호의 예를 설명한다. 구체적으로, 도7a 및 도7b는 식별확인상태에서 무선충전 수신장치(200, 도1 내지 도6참조)가 생성하는 식별메시지를 설명한다.
무선충전 수신장치는 신호탐지상태 이후 전력전송상태로 전환하기 전 식별확인상태로 동작한다. 식별확인상태에서 무선 충전 수신 장치는 도7a에서 설명하는 형식의 메시지를 생성할 수 있다.
식별메시지는 복수의 비트(bit)로 구성된 다수의 열(series)을 포함하고, 시작비트(least significant bit, LSB)에서 최종비트(most significant bit, MSB)의 순서로 전제부(710), 메시지식별부(720), 인증번호부(730), 수신장치식별부(740), 및 오류점검부(750)를 포함할 수 있다.
전제부(710)는 항상 식별메시지의 맨 앞(0x00)에 위치한다. 전제부(710)에 이어 메시지식별부(720)는 특정 위치(0xAA)에 위치할 수 있으며, 사용 목적에 따라 필요한 정보를 담을 수 있다. 인증번호부(730)는 무선 충전 수신 장치를 인증하기 위한 인증번호(certification suite number)를 담고 있는데, 예를 들어, 1바이트(byte)의 인증번호 중 상위 4비트는 메이저 버전(major version)을 하위 4비트는 마이너 버전(miner version)을 의미할 수 있다.
수신장치식별부(740)는 6바이트(byte)의 길이로 구성될 수 있으며, 무선 충전 수신 장치의 제조사와 판매사가 전기·전자 기술자 협회(IEEE)로부터 받은 고유 식별자(Organizationally Unique Identifier, OUI)를 포함할 수 있다. 수신장치식별부(740)는 고유 식별자(OUI) 뿐만 아니라, 제조사가 부여한 고유번호를 포함할 수도 있다.
도7b를 참조하면, 도7a에서 설명한 식별메시지는 복수의 바이트(byte)로 구성되어 있고, 각각의 바이트(byte) 단위의 데이터는 시작비트(702), 8비트의 데이터(704), 및 중지비트(706)를 포함한다. 즉, 식별메시지에 포함되는 모든 바이트 단위의 정보들은 시작비트(702)와 중지비트(706)로 둘러싸여 전송될 수 있다. 일반적으로, 시작비트(702)는 논리레벨 '0'의 값을 가지고, 중지비트(706)는 논리레벨 '1'의 값을 가질 수 있다.
8비트의 데이터(704)는 데이터에 따라 다른 값을 포함하거나 미리 합의된 약속에 의해 정해질 수도 있다. 예를 들면, 전자기 유도 방식에서 사용되는 6개의 신호 중 제3신호는 논리레벨 '1'의 값으로 설정될 수 있고, 제5신호는 논리레벨 '0'의 값으로 설정될 수 있다.
전력전송상태에서 무선 충전 수신 장치는 동작주파수가 감소되었음을 알리기 위한 제1신호(P_Dec), 동작주파수를 증가되었음을 알리기 위한 제2신호(P_Inc) 및 변화가 없음을 알리는 제3신호(NoCh) 중 적어도 하나를 무선 충전 송신 장치로 전달할 수 있다. 무선 충전 수신 장치는 위 신호들을 무선 충전 송신 장치로 전달하는 데 있어서 일정한 시간 간격을 설정할 필요 없이 변화되는 동작 시점에 전달한다. 일례로, 현재 전송되는 무선전력신호의 동작 주파수로 인하여 무선 충전 수신 장치가 가지는 충전 허용 기준(예를 들면, 코일에서의 전압레벨의 범위, VrefL~VrefH)보다 클 경우, 무선 충전 수신 장치는 제2신호(P_Inc)를 무선 충전 송신 장치로 보내서 무선 충전 송신 장치가 무선전력신호의 전력량을 낮출 수 있도록 한다. 반대로, 현재 전송되는 무선전력신호의 동작 주파수로 인하여 충전 전력이 충전 허용 기준보다 낮을 경우, 무선 충전 수신 장치는 제1신호(P_Dec)를 무선 충전 송신 장치로 보내서 무선 충전 송신 장치가 무선전력신호의 전력량을 높일 수 있도록 한다.
충전완료상태에서 무선 충전 수신 장치는 충전완료신호를 무선 충전 송신 장치로 전달하여, 무선 충전 송신 장치가 전력 송신을 중단할 때까지 충전완료신호를 계속 전달할 수 있다. 여기서, 충전완료신호는 몇 가지로 구분할 수 있다.
예를 들어, 무선 충전 수신 장치가 충전이 완료되어 무선 충전 송신 장치로 충전이 완료되었음을 알리는 경우, 충전완료신호는 무선 충전 수신 장치의 최대 출력 전류값(Imax)의 5%에 해당하는 값(단위: mA)을 가질 수 있다.
또한, 무선 충전 중에 무선 충전 수신 장치와 연결된 부하(예를 들면, 배터리)가 제거되는 경우가 발생하는 경우, 충전을 더 이상 수행할 수 없다. 이 경우, 충전완료신호는 최대 약 25 밀리암페어(mA)의 값을 가질 수 있다. 또한, 안전한 동작을 위해, 무선 충전 수신 장치에 부하가 다시 연결되더라도 일정 시간(예를 들어, 약 40초)이 지나야 충전이 재개되도록 할 수 있다.
한편, 무선 충전 수신 장치가 충전 동작을 제어하는 과정에서 에러가 발생하는 경우 전력전송상태가 계속 유지될 수도 있다. 이런 경우를 대비하여, 전력전송상태가 일정시간(예를 들어, 최대 40분)을 넘지 않도록, 일정시간이 지나면 무선 충전 수신 장치가 충전완료신호를 무선 충전 송신 장치로 전달할 수도 있다.
도8a 내지 도8b는 제1 내지 제6 차량용 무선충전 시스템에서 사용할 수 있는 무선충전장치의 블루투스(Bluetooth) 방식의 상태전송신호의 예를 설명한다. 구체적으로, 도8a 내지 도8b는 블루투스 방식에서 사용되는 호스트 컨트롤러 인터페이스(Host Controller Interface, HCI)를 설명한다. 블루투스 방식은 하드웨어 인터페이스 종류에 따라 데이터의 송/수신을 위한 데이터(패킷)의 구조가 달라질 수 있다.
도8a는 블루투스 방식 중 범용 비동기 직렬 통신(Universal Asynchronous serial Receiver, UART)을 사용하는 경우의 패킷 구조를 설명한다. 패킷은 4 옥텟(octet) 크기의 패킷 헤더부(610), 0 내지 4095 옥텟(octets) 크기의 데이터부(payload, 620), 및 2 옥텟(octet) 크기의 데이터 신뢰성 확인부(Data Integrity Check, 630)를 포함할 수 있다. 여기서, 데이터 신뢰성 확인부(Data Integrity Check, 630)는 선택적으로 포함시킬 수 있다.
도8b는 도8a에서 설명한 패킷 헤더부(610)를 설명한다. 패킷 헤더부(610)는 3 비트(bits)의 순차 번호(Sequence Number), 3 비트(bits)의 인식 번호(Acknowledge Number), 데이터 무결성 확인 비트(Data Integrity Check Present bit), 패킷 비트(Reliable Packet bit), 4 비트(bits)의 패킷 타입 비트(Packet Type), 12 비트(bits)의 데이터 길이 비트(Payload Length), 및 8 비트(bits)의 헤더 확인 비트(Header Checksum)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 무선충전 송신장치(100, 도1 내지 도6 참조) 또는 무선충전 수신장치(200, 도1 내지 도6참조)는 무선충전동작의 상태정보를 블루투스 방식으로 전달할 경우, 패킷 내 데이터(payload) 영역에 포함시킬 수 있다.
도9는 제1 내지 제6 차량용 무선충전 시스템에서 사용할 수 있는 무선충전장치의 근거리 무선통신(Near Field Communication, NFC)의 방식의 상태전송신호의 예를 설명한다.
도시된 바와 같이, 근거리 무선통신(Near Field Communication, NFC)에서 사용하는 제1프로토콜(Logical Link Control Protocol, LLCP)의 패킷은 헤더부(502)와 데이터부(504)를 포함한다.
헤더부(502)는 패킷의 목적지 주소를 포함하는 도착주소부(Destination service access point, DSAP), 데이터의 종류를 구분하기 위한 데이터종류부(Payload type, PTYPE), 발신지 주소를 포함하는 발신주소부(Source service access point, SSAP), 순차 번호부(Sequence Number)를 포함할 수 있다.
데이터부(504)는 전달할 데이터(예를 들면, 무선충전동작의 상태정보)를 포함할 수 있다. 데이터부(504)의 크기는 M x 8 비트(bits) (즉, M octet)일 수 있으며, 여기서 M은 0부터 근거리 무선통신(NFC) 방식이 허용하는 한도까지의 정수일 수 있다.
도시되지 않았지만, 차량용 무선충전 시스템은 블루투스(Bluetooth) 또는 근거리 무선통신(Near Field Communication, NFC)외에도 지그비(Zigbee) 및 와이파이(Wi-Fi) 등의 무선통신기술을 사용할 수 있다.
전술한 예에 따른 장치에 포함되는 구성요소 중 일부는 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 무선충전 송신장치
200: 무선충전 수신장치
300: 차량 제어 장치
2: 무선전력 신호
4: 피드백 신호

Claims (20)

  1. 충전 대상으로 무선전력 신호를 전송하는 전력전송부;
    상기 충전 대상으로부터 전달된 피드백 신호를 수신하고 상기 전력전송부를 제어하는 피드백수신부; 및
    상기 피드백수신부로부터 전달받은 신호를 근거리 통신을 위한 형식으로 인코딩(encoding)하는 인코딩부
    를 포함하는 무선전력 송신장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력전송부는 자기유도방식 및 자기공진방식 중 적어도 하나의 방식으로 상기 무선전력 신호를 전송하는, 무선전력 송신장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피드백수신부는 상기 전력전송부의 상기 무선전력 신호의 전송방식에 따라 상기 피드백 신호의 디코딩한 후 상기 인코딩부로 전달하는, 무선전력 송신장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 근거리 통신을 위한 형식은 블루투스(Bluetooth), 근거리 무선통신(Near Field Communication, NFC), 지그비(Zigbee), 및 와이파이(Wi-Fi) 중 적어도 하나에서 사용되는, 무선전력 송신장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 근거리 통신을 위한 형식은,
    상기 근거리 무선통신(NFC)의 방식을 사용하는 경우, 주파수 13.56MHz 대역에서 양방향 데이터 통신(Peer to Peer Mode)을 지원하는 제1프로토콜(Logical Link Control Protocol, LLCP)에 대응하고,
    상기 블루투스(Bluetooth)의 방식을 사용하는 경우, 상기 블루투스에서 사용되는 제2프로토콜(Logical Link Control and Adaptation Protocol, L2CAP)에 대응하고,
    상기 와이파이(Wi-Fi)의 방식을 사용하는 경우, 레거시 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n 및 802.11ac 프로토콜 중 적어도 하나에 대응하는, 무선전력 송신장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 신호는 상기 충전 대상과의 연결 상태, 상기 충전 대상의 충전 상태, 상기 충전 대상의 온도 상태 중 적어도 하나를 포함하는, 무선전력 송신장치.
  7. 제1항에 있어서,
    인코딩된 신호를 무선 전송하는 상태전송부를 더 포함하는, 무선전력 송신장치.
  8. 무선전력 신호를 수신하는 전력수신부;
    상기 전력수신부의 수신 상태, 부하의 충전 상태, 및 온도 상태 중 적어도 하나를 피드백 신호로 전달하는 피드백송신부;
    상기 피드백 신호에 포함되는 정보를 근거리 통신을 위한 형식으로 인코딩(encoding)하는 인코딩부; 및
    인코딩된 신호를 무선 전송하는 상태전송부
    를 포함하는, 무선전력 수신장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전력수신부는 자기유도방식 및 자기공진방식 중 적어도 하나의 방식으로 상기 무선전력 신호를 수신하는, 무선전력 수신장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 근거리 통신을 위한 형식은 블루투스(Bluetooth), 근거리 무선통신(Near Field Communication, NFC), 지그비(Zigbee), 및 와이파이(Wi-Fi) 중 적어도 하나에서 사용되는, 무선전력 수신장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 근거리 통신을 위한 형식은,
    상기 근거리 무선통신(NFC)의 방식을 사용하는 경우, 주파수 13.56MHz 대역에서 양방향 데이터 통신(Peer to Peer Mode)을 지원하는 제1프로토콜(Logical Link Control Protocol, LLCP)에 대응하고,
    상기 블루투스(Bluetooth)의 방식을 사용하는 경우, 상기 블루투스에서 사용되는 제2프로토콜(Logical Link Control and Adaptation Protocol, L2CAP)에 대응하고,
    상기 와이파이(Wi-Fi)의 방식을 사용하는 경우, 레거시 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n 및 802.11ac 프로토콜 중 적어도 하나에 대응하는, 무선전력 수신장치.
  12. 제8항에 있어서,
    외부에서 입력되는 제어신호에 대응하여 무선충전을 중지하는 명령을 상기 피드백송신부에 전달하는 제어부를 더 포함하는, 무선전력 수신장치.
  13. 탑승자의 휴대용 장치를 무선충전하기 위한 무선전력 송신장치와 연동하는 차량용 제어 시스템에 있어서,
    상기 무선전력 송신장치에 전원을 공급하기 위한 전원공급부;
    상기 무선전력 송신장치 및 상기 휴대용 장치 중 적어도 하나로부터 상기 휴대용 장치의 무선전력 수신 상태, 충전 상태, 및 온도 상태를 근거리 통신을 위한 형식으로 전달받는 상태수신부; 및
    상기 상태수신부에 전달된 정보를 표시하는 디스플레이부
    를 포함하는, 차량용 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 수신 상태 및 상기 충전 상태를 바탕으로 충전 완료 시간을 계산하여 디스플레이부로 전달하는 제어부를 더 포함하는, 차량용 제어 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전원공급부의 상태 및 상기 상태수신부를 통해 전달받은 상기 수신 상태 및 상기 충전 상태에 근거하여 상기 무선충전을 중단하는 신호를 상기 전원공급부, 상기 무선전력 송신장치 및 상기 휴대용 장치 중 적어도 하나에 전달하는, 차량용 제어 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 무선충전은 자기유도방식 및 자기공진방식 중 적어도 하나의 방식으로 수행되는, 차량용 제어 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 근거리 통신을 위한 형식은 블루투스(Bluetooth), 근거리 무선통신(Near Field Communication, NFC), 지그비(Zigbee), 및 와이파이(Wi-Fi) 중 적어도 하나를 포함하는, 차량용 제어 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 근거리 통신을 위한 형식은 상기 근거리 무선통신(NFC)의 방식 중 주파수 13.56MHz 대역에서 양방향 데이터 통신(Peer to Peer Mode)을 지원하는 제1프로토콜(Logical Link Control Protocol, LLCP)에 대응하는, 차량용 제어 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 근거리 통신을 위한 형식은 상기 블루투스(Bluetooth)의 방식에서 사용되는 제2프로토콜(Logical Link Control and Adaptation Protocol, L2CAP)에 대응하는, 차량용 제어 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 근거리 통신을 위한 형식은 상기 와이파이(Wi-Fi)의 방식 중 레거시 802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n 및 802.11ac 프로토콜 중 적어도 하나에 대응하는, 차량용 제어 장치.
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