WO2018135816A1 - 무선 전력 송신기의 방열 장치 - Google Patents

무선 전력 송신기의 방열 장치 Download PDF

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WO2018135816A1
WO2018135816A1 PCT/KR2018/000650 KR2018000650W WO2018135816A1 WO 2018135816 A1 WO2018135816 A1 WO 2018135816A1 KR 2018000650 W KR2018000650 W KR 2018000650W WO 2018135816 A1 WO2018135816 A1 WO 2018135816A1
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WO
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heat
wireless power
power transmitter
air conditioning
diffusion plate
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PCT/KR2018/000650
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English (en)
French (fr)
Inventor
정우길
Original Assignee
엘지이노텍(주)
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Publication date
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    • H05K7/20509—Multiple-component heat spreaders; Multi-component heat-conducting support plates; Multi-component non-closed heat-conducting structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H05K7/20145—Means for directing air flow, e.g. ducts, deflectors, plenum or guides

Definitions

  • the present invention relates to a wireless power transmitter, and more particularly, to a heat dissipation device that emits heat generated from a wireless power transmitter mounted on a vehicle.
  • the terminal is supplied with commercial power and converted into a voltage and a current corresponding to the battery to supply electrical energy to the battery through the terminal of the battery.
  • Supply method This terminal supply method is accompanied by the use of a physical cable (cable) or wire. Therefore, when handling a lot of terminal supply equipment, many cables occupy considerable working space, are difficult to organize, and are not good in appearance.
  • the terminal supply method may cause problems such as instantaneous discharge phenomenon due to different potential difference between the terminals, burnout and fire caused by foreign substances, natural discharge, deterioration of battery life and performance.
  • a charging system (hereinafter referred to as a "wireless charging system") and a control method using a method of transmitting power wirelessly have been proposed.
  • the wireless charging system was not pre-installed in some terminals in the past and the consumer had to separately purchase a wireless charging receiver accessory, the demand for the wireless charging system was low, but the number of wireless charging users is expected to increase rapidly. It is expected to be equipped with a charging function.
  • the wireless charging system includes a wireless power transmitter for supplying electrical energy through a wireless power transmission method and a wireless power receiver for charging the battery by receiving the electrical energy supplied from the wireless power transmitter.
  • the wireless charging system may transmit power by at least one wireless power transmission method (eg, electromagnetic induction method, electromagnetic resonance method, RF wireless power transmission method, etc.).
  • wireless power transmission method eg, electromagnetic induction method, electromagnetic resonance method, RF wireless power transmission method, etc.
  • the wireless power transmission scheme may use various wireless power transmission standards based on an electromagnetic induction scheme that generates a magnetic field in the power transmitter coil and charges using an electromagnetic induction principle in which electricity is induced in the receiver coil under the influence of the magnetic field.
  • the electromagnetic induction wireless power transmission standard may include an electromagnetic induction wireless charging technology defined by the Wireless Power Consortium (WPC) or / and the Power Matters Alliance (PMA).
  • the wireless power transmission method may use an electromagnetic resonance method of transmitting power to a wireless power receiver located in close proximity by tuning a magnetic field generated by a transmission coil of the wireless power transmitter to a specific resonance frequency.
  • the electromagnetic resonance method may include a wireless charging technology of a resonance method defined in an A4WP (Alliance for Wireless Power) standard device, which is a wireless charging technology standard device.
  • the wireless power transmission method may use an RF wireless power transmission method that transmits power to a wireless power receiver located at a far distance by putting energy of low power in an RF signal.
  • the wireless charging system can be used not only in a building such as a home or a work space, but also mounted inside a vehicle.
  • a wireless charging system mounted inside the vehicle can be used to charge a passenger's portable device, including the driver.
  • heat may be generated in the wireless power transmitter and the wireless power receiver.
  • the circuit elements included in the wireless power transmitter may have difficulty in controlling voltage or current if heat is not radiated smoothly, resulting in difficulty in controlling the wireless power transmitter. Can be shortened. In addition, heat generated inside the vehicle may damage the interior of the vehicle or threaten passenger safety.
  • the present invention has been devised to solve the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a heat dissipation device of a wireless power transmitter.
  • the present invention provides a heat dissipation device using a heat conduction unit for transferring heat to cool heat received by a heat transfer unit for dissipating heat generated from a wireless power transmitter mounted in a vehicle.
  • thermoelectric module in addition to an air conditioning system to cool heat generated from a wireless power transmitter.
  • a heat dissipation device of a wireless power transmitter mounted on a vehicle the housing forming the appearance of the wireless power transmitter; A heat conduction unit in contact with the housing to absorb thermal energy from the housing; And an air conditioning tube in contact with the thermally conductive portion to release the absorbed thermal energy. It includes, The heat conducting portion, may be in surface-to-face contact with the housing.
  • the heat conduction unit may include: a heat diffusion plate in direct contact with the housing and the air conditioning tube; It includes, the thermal diffusion plate may be arranged to surround the air conditioning tube.
  • the thermal diffusion plate is folded and extended, and the thermal diffusion plate may be disposed between the air conditioning tube and the heat insulating member surrounding the air conditioning tube.
  • the thermal diffusion plate includes an electromagnet, and the thermal diffusion plate may be in magnetic contact with the housing when the housing is above a preset temperature.
  • the heat conduction unit may include: a heat diffusion plate disposed in at least one groove formed in a specific region of the air conditioning tube; It may include.
  • the thermal diffusion plate may include a structure having a predetermined shape to allow the flow of air in the air conditioning tube and to expand the surface area exposed to the air.
  • the thermal diffusion plate may have a size corresponding to the cross-sectional area of the air conditioning tube.
  • the heat dissipation device of the wireless power transmitter mounted on the vehicle the housing forming the outer appearance of the wireless power transmitter; A first heat conductive portion in contact with the housing to absorb first heat energy from the housing; A thermoelectric module cooling the first thermal conductive part by contacting the first thermal conductive part; An air conditioning tube through which the second thermal energy generated from the thermoelectric module is discharged; And a second heat conducting unit transferring the second heat energy to the air conditioning tube. It may include.
  • thermoelectric module the first surface including an endothermic region; And a second surface including a heat generating region;
  • the first heat conductive part may be in contact with the first surface, and the second heat conductive part may be in contact with the second surface.
  • the first thermally conductive portion according to an embodiment of the present invention, the first thermal diffusion plate in direct contact with the first surface of the thermoelectric module; It may include.
  • the first thermal diffusion plate includes an electromagnet, the first thermal diffusion plate may be in contact with the housing by magnetic when the housing is above a predetermined temperature.
  • the second heat conductive part may include a heat radiating member.
  • the second heat diffusion plate is inserted into at least one groove formed in a specific region of the air conditioning tube; It may include.
  • the second heat diffusion plate may include a structure having a predetermined shape to allow the flow of air in the air conditioning tube and to expand the surface area exposed to the air.
  • the second heat diffusion plate according to an embodiment of the present invention may have a size corresponding to the cross-sectional area of the air conditioning tube.
  • the wireless power transmitter may operate in at least one of an electromagnetic induction method, an electromagnetic resonance method, or an RF wireless power transmission method.
  • one embodiment can suppress the generation of moisture by the cooled air by conducting and releasing heat generated from the wireless power transmitter without providing cooled air to the wireless power transmitter directly from the air conditioning system of the vehicle.
  • the embodiment can increase the heat dissipation efficiency of the wireless power transmitter by using a housing and a heat conduction plate having a higher thermal conductivity than heat dissipation using natural convection by air.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a structural diagram illustrating a heat dissipation device 300A of a wireless power transmitter according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a structural diagram illustrating a heat dissipation device 300B of a wireless power transmitter according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for describing a heat conduction unit 320A included in a heat dissipation device, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a view for explaining a heat conduction unit 320B included in a heat dissipation device according to another embodiment.
  • FIG. 7 is a view for explaining a heat conduction unit 320C included in a heat dissipation device according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a thermal conductive part 320D included in a heat dissipation device, according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for describing a heat conduction unit 320E included in a heat dissipation device, according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for describing a heat dissipation apparatus 400A of a wireless power transmitter, according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 11A to 11B are views for explaining the thermoelectric module of the heat dissipation device.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a heat dissipation apparatus 400B of a wireless power transmitter, according to another embodiment.
  • a heat dissipation device of a wireless power transmitter mounted on a vehicle the housing forming the appearance of the wireless power transmitter;
  • a heat conduction unit in contact with the housing to absorb thermal energy from the housing;
  • an air conditioning tube in contact with the thermally conductive portion to release the absorbed thermal energy. It includes,
  • the heat conducting portion may be in surface-to-face contact with the housing.
  • the apparatus for transmitting wireless power on the wireless power charging system is a wireless power transmitter, wireless power transmitter, wireless power transmitter, wireless power transmitter, transmitter, transmitter, transmitter, transmitting side for convenience of description.
  • a wireless power transmitter, a wireless power transmitter, and a wireless charging device will be used in combination.
  • a wireless power receiver, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a wireless power receiver, a receiver terminal, a receiver, a receiver, a receiver Terminals and the like may be used interchangeably.
  • Wireless charging apparatus may be configured in the form of a pad, a cradle, an access point (AP), a small base station, a stand, a ceiling buried, a wall, etc., one transmitter receives a plurality of wireless power It may also transmit power to the device.
  • AP access point
  • AP small base station
  • stand a stand
  • ceiling buried
  • wall etc.
  • the wireless power transmitter may not only be used on a desk or a table, but also may be developed and applied to an automobile and used in a vehicle.
  • the wireless power transmitter installed in the vehicle may be provided in the form of a cradle that can be fixed and mounted simply and stably.
  • the terminal according to the present invention is a mobile phone, smart phone, laptop computer, digital broadcasting terminal, PDA (Personal Digital Assistants), PMP (Portable Multimedia Player), navigation, MP3 player, electric It may be used in small electronic devices such as toothbrushes, electronic tags, lighting devices, remote controls, fishing bobbers, and the like, but is not limited thereto.
  • the term “terminal” or “device” may be used interchangeably.
  • the wireless power receiver according to another embodiment of the present invention may be mounted in a vehicle, an unmanned aerial vehicle, an air drone, or the like.
  • the wireless power receiver may be provided with at least one wireless power transmission scheme, and may simultaneously receive wireless power from two or more wireless power transmitters.
  • the wireless power transmission method may include at least one of the electromagnetic induction method, electromagnetic resonance method, RF wireless power transmission method.
  • the wireless power receiving means supporting the electromagnetic induction method may include a wireless charging technology of the electromagnetic induction method defined by the Wireless Power Consortium (WPC) and the Power Matters Alliance (PMA) which are wireless charging technology standard organizations.
  • WPC Wireless Power Consortium
  • PMA Power Matters Alliance
  • the wireless power transmitter and the wireless power receiver constituting the wireless power system may exchange control signals or information through in-band communication or Bluetooth low energy (BLE) communication.
  • in-band communication and BLE communication may be performed by a pulse width modulation method, a frequency modulation method, a phase modulation method, an amplitude modulation method, an amplitude and phase modulation method, or the like.
  • the wireless power receiver may transmit various control signals and information to the wireless power transmitter by generating a feedback signal by switching ON / OFF the current induced through the receiving coil in a predetermined pattern.
  • the information transmitted by the wireless power receiver may include various state information including received power strength information.
  • the wireless power transmitter may calculate the charging efficiency or the power transmission efficiency based on the received power strength information.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless charging system includes a wireless power transmitter 10 that wirelessly transmits power wirelessly, a wireless power receiver 20 that receives the transmitted power, and an electronic device 20 that receives the received power. Can be configured.
  • the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may perform in-band communication for exchanging information using the same frequency band as the operating frequency used for wireless power transmission.
  • the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 perform out-of-band communication in which information is exchanged using a separate frequency band different from an operating frequency used for wireless power transmission. It can also be done.
  • the information exchanged between the wireless power transmitter 10 and the wireless power receiver 20 may include control information as well as status information of each other.
  • the status information and control information exchanged between the transceivers will be more apparent through the description of the embodiments to be described later.
  • the in-band communication and the out-of-band communication may provide bidirectional communication, but are not limited thereto. In another embodiment, the in-band communication and the out-of-band communication may provide one-way communication or half-duplex communication.
  • unidirectional communication may be the wireless power receiver 20 to transmit information only to the wireless power transmitter 10, but is not limited thereto.
  • the wireless power transmitter 10 may transmit information to the wireless power receiver 20. It may be to transmit.
  • bidirectional communication between the wireless power receiver 20 and the wireless power transmitter 10 is possible, but at one time, only one device may transmit information.
  • the wireless power receiver 20 may obtain various state information of the electronic device 30.
  • the state information of the electronic device 30 may include current power usage information, information for identifying a running application, CPU usage information, battery charge status information, battery output voltage / current information, and the like.
  • the information may be obtained from the electronic device 30 and may be utilized for wireless power control.
  • the wireless power transmitter 10 may transmit a predetermined packet indicating whether to support fast charging to the wireless power receiver 20.
  • the wireless power receiver 20 may notify the electronic device 30 when it is determined that the connected wireless power transmitter 10 supports the fast charging mode.
  • the electronic device 30 may indicate that fast charging is possible through predetermined display means provided, for example, it may be a liquid crystal display.
  • the user of the electronic device 30 may control the wireless power transmitter 10 to operate in the fast charge mode by selecting a predetermined fast charge request button displayed on the liquid crystal display means.
  • the electronic device 30 may transmit a predetermined fast charge request signal to the wireless power receiver 20.
  • the wireless power receiver 20 may generate a charging mode packet corresponding to the received fast charging request signal and transmit the charging mode packet to the wireless power transmitter 10 to convert the normal low power charging mode into the fast charging mode.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a wireless charging system according to another embodiment of the present invention.
  • the wireless power receiver 20 may be configured with a plurality of wireless power receivers, and a plurality of wireless power receivers are connected to one wireless power transmitter 10 so that the wireless Charging may also be performed.
  • the wireless power transmitter 10 may distribute and transmit power to a plurality of wireless power receivers in a time division manner, but is not limited thereto.
  • the wireless power transmitter 10 may be configured for each wireless power receiver. By using different allocated frequency bands, power may be distributed and transmitted to a plurality of wireless power receivers.
  • the number of wireless power receivers that can be connected to one wireless power transmitter 10 may include at least one of a required power amount for each wireless power receiver, a battery charge state, power consumption of an electronic device, and available power amount of the wireless power transmitter. Can be adaptively determined based on the
  • the wireless power transmitter 10 may be configured with a plurality of wireless power transmitters.
  • the wireless power receiver 20 may be simultaneously connected to a plurality of wireless power transmitters, and may simultaneously receive power from the connected wireless power transmitters and perform charging.
  • the number of wireless power transmitters connected to the wireless power receiver 20 may be adaptively based on the required power amount of the wireless power receiver 20, the state of charge of the battery, the power consumption of the electronic device, the available power amount of the wireless power transmitter, and the like. Can be determined.
  • FIG. 3 is a structural diagram illustrating a heat dissipation device 300A of a wireless power transmitter according to an embodiment.
  • the heat dissipation device 300A of the wireless power transmitter includes a housing 310 which forms an external appearance of the wireless power transmitter, and a heat conducting unit 320 that contacts the housing 310 to absorb thermal energy from the housing 310. And an air conditioning tube 330 in contact with the heat conducting unit 320 to release absorbed thermal energy.
  • the components shown in FIG. 3 are not essential, so that a heat dissipation device 300A having more or fewer components may be implemented.
  • the wireless power transmitter 20 having an outer shape of the housing 310 may be located adjacent to the wireless power receiver 10 that is a target of wireless power transmission. According to the wireless power transmission method, when power is transmitted by an electromagnetic induction method, it may be located closer to each other than when power is transmitted by an electromagnetic resonance method.
  • the transmission coil included in the wireless power transmitter 20 generates an alternating magnetic field, such as a power signal, and generates a current to the receiving coil included in the wireless power receiver 10 by the alternating magnetic field. May be induced, and electric charge may be supplied to the electronic device 30 including the battery disposed with the wireless power receiver 10. In this case, heat is generated according to the energy efficiency of the wireless power transmitter 20 and the wireless power receiver 10. Such heat generation is generated in various elements such as a coil, a circuit for controlling wireless power transmission and reception, a rechargeable battery, and the like.
  • the heat conduction unit and the air conditioning system of the vehicle may be used to dissipate heat generated by the wireless power transmitter 20. .
  • the air conditioning system of the vehicle is an air conditioning system, and can keep the interior of the vehicle comfortable through heating, ventilation, and air conditioning system.
  • the air conditioning system of the vehicle is a compressor that compresses the refrigerant into a gaseous state of high temperature and high pressure, a condenser that condenses the refrigerant of high temperature and high pressure sent from the compressor into liquid by external air, and a gas free of charge through an expansion valve.
  • Evaporator that receives the expanded refrigerant and evaporates it to low-temperature low-pressure gas to take the heat of the surroundings when it evaporates to obtain a cold wind
  • a controller to control the air conditioning unit to the user's desired state
  • a pipe to which the gas moves It may include air conditioning (duct) and the like.
  • the heat dissipation device 300A of an embodiment may include an air conditioning tube as a cooling source for cooling heat generated from the wireless power transmitter 20.
  • the humidity from the air conditioning system may increase the humidity around the wireless power transmitter 20.
  • Moisture around the wireless power transmitter 20 may affect the normal operation of devices included in the wireless power transmitter 20, and electronic devices vulnerable to moisture may shorten their lifespan. Since it is practically difficult to separately manage moisture around the wireless power transmitter 20, there is a limit to a method of directly cooling the wireless power transmitter 20 by providing wind.
  • one embodiment may radiate heat generated by the wireless power transmitter 20 using the heat conduction unit 320 as an intermediate medium without providing wind directly to the wireless power transmitter 20.
  • the housing 310 forming the external shape of the wireless power transmitter 20 may include a metal having a higher thermal conductivity than air. By forming a shape of the wireless power transmitter 20 using a metal having a higher thermal conductivity than air, heat generated in the wireless power transmitter 20 may be transferred to the housing 310 as it is.
  • the heat conductive part 320 may transfer the heat energy collected by the housing 310 to the air conditioning tube 330 as a heat energy transfer medium.
  • the air conditioning pipe 330 is a path through which air generated from the air conditioning system moves, and an insulation member may be disposed on an outer surface of the air conditioning pipe 330 to prevent heat loss that may occur while moving to the air outlet.
  • the heat conduction unit 320 may be in direct contact so as to release heat energy to the air conditioning tube 330, and the heat conducting unit 320 may be disposed between the air conditioning tube 330 and the heat insulating member surrounding the air conditioning tube 330. Can be.
  • FIG. 4 is a structural diagram illustrating a heat dissipation device 300B of a wireless power transmitter according to an embodiment.
  • the heat dissipation device 300B may further include a temperature sensor 340 capable of monitoring the temperature of the housing 310 and a controller 350 for controlling the overall operation of the heat dissipation device 300B. .
  • the heat conduction unit 320 may include an electromagnet, and magnetization may be activated or deactivated depending on whether the current is supplied according to the characteristics of the electromagnet.
  • the controller 350 supplies magnetic current by supplying a current to the heat conductive part 320 including the electromagnet.
  • the heat dissipation device 300B may use the heat conducting unit 3 to transfer the heat energy of the housing 310 to the air conditioner 330 through the heat conducting unit 320 as a medium only when it is necessary to cool the housing 310.
  • 320 may be in contact with the housing 310.
  • the heat dissipation device 300B may perform heat dissipation only when necessary, so that the heat dissipation device 300B may have less effect on the operation of the air conditioning system of the vehicle.
  • FIG. 5 is a diagram for describing a heat conduction unit 320A included in a heat dissipation device, according to an exemplary embodiment.
  • the heat conduction unit 320A may include a heat diffusion plate 325a in direct contact with the housing 310 and the air conditioning tube 330.
  • the thermal diffusion plate 325a may be a metal that can be folded and unfolded, and may have a structure surrounding the air conditioning tube 330. By expanding the surface area in contact with the air conditioning tube 330 which is a cooling source, heat energy released to more air conditioning tubes 330 may be released.
  • the region in which the thermal diffusion plate 325a surrounds the air conditioning tube 330 and directly contacts it may be a region in which the heat insulating member surrounding the air conditioning tube 330 is removed.
  • FIG. 6 is a view for explaining the heat conduction unit 320B included in the heat dissipation device according to another embodiment
  • FIG. 7 is a view for explaining the heat conduction unit 320C included in the heat dissipation device according to another embodiment
  • 8 is a view for explaining the heat conduction unit 320D included in the heat dissipation device according to another embodiment
  • FIG. 9 is a view for explaining the heat conduction unit 320E included in the heat dissipation device according to another embodiment. 6 to 9 will be described together as an embodiment of the shape of the heat conductive parts 320B to 320E included in the heat dissipation device.
  • the heat conductive parts 320B to 320E may include heat diffusion plates 325b to 325e that are inserted into at least one groove formed in a specific region of the air conditioning tube 330.
  • the heat diffusion plates 325b to 325e are used to control the air in the air conditioning tube 330.
  • the flow must be enabled.
  • the thermal diffusion plates 325b to 325e may include a structure having a predetermined shape to extend a surface area exposed to air.
  • the preset shape does not significantly interfere with the air flow in the air conditioning tube 330, and the air inside the air conditioning tube 330 to emit heat energy of the heat diffusion plates 325b to 325e.
  • the surface area exposed can be large.
  • the thermal diffusion plate (325b to 325e) may have a size corresponding to the cross-sectional area of the air conditioning tube (330).
  • the thermal diffusion plate 325b may have a circular passage in the center region of the thermal diffusion plate 325b.
  • the cross-sectional area of the air conditioning tube 330 is rectangular, and the thermal diffusion plate 325b may have a shape and size corresponding thereto.
  • the circular passage may allow the air inside the air conditioning tube 330 to flow, and may emit heat energy by directly contacting the air inside the air conditioning tube 330 at four vertex regions of the heat diffusion plate 325b.
  • thermal diffusion plates 325b are inserted into the grooves of the air conditioning tube 330, but one embodiment is not limited to the number of thermal diffusion plates 325b.
  • the thermal diffusion plate 325c may have a “ ⁇ ” shape and may include three sub-thermal diffusion plates 325c-1 to 325c-3.
  • each of the three sub-heat diffusion plates 325c-1 to 325c-3 may include a small plate as a side to widen the surface area in contact with the air in the air conditioning tube 330.
  • the heat diffusion plate 325d may include a plurality of sub-heat diffusion plates 325d-1 arranged in the same direction as the air flow in the air conditioning tube 330.
  • Sub-heat diffusion plate 325d-1 is arranged in the same direction as the air flow in the air conditioning tube 330 has the effect of reducing the resistance to the air flow.
  • the thermal diffusion plate 325e may include a rectangular sub-heat diffusion plate 352e-1 at both side edges and both corners of the air conditioning tube 330.
  • FIGS. 11A to 11B are views for explaining a thermoelectric module of a heat dissipation device.
  • the heat dissipation device 400A may include a housing 410 forming an external shape of the wireless power transmitter and a first heat conductive part 420 in contact with the housing 410 to absorb first heat energy from the housing 410.
  • the thermoelectric module 440 for cooling the first heat conducting unit, the air conditioning tube 430 and the air conditioning tube 440 to which the second heat energy generated from the thermoelectric module 440 is released. It may include a second heat conductive portion 450 for transmitting the second heat energy.
  • the components shown in FIG. 10 are not essential, so that a heat dissipation device 400A having more or fewer components may be implemented.
  • the heat dissipation device 400A may increase the cooling efficiency through the thermoelectric module 440 in contact with the first heat conducting unit 420, instead of discharging thermal energy by air in the air conditioning tube 440.
  • the thermoelectric module 440 may include a plurality of cooling elements 1100.
  • the plurality of cooling elements 1100 may be arranged in a line form or may be arranged in a matrix form. The arrangement of the plurality of cooling elements 1100 can be changed according to the design purpose.
  • the cooling device 1100 is a module for arranging thermoelectric elements 1110 and 1120 between the substrates 1130 and 1140 facing each other, and implementing a cooling function by implementing a Peltier effect when power is applied. .
  • the cooling device 1100 is electrically connected to the first semiconductor device 1110 between the first substrate 1130 and the second substrate 1140, the first substrate 1130, and the second substrate 1140 that face each other. It may be configured to include a second semiconductor device 1120. In this case, one side may be composed of a P-type semiconductor as the first semiconductor element 1110 and an N-type semiconductor as the second semiconductor element 1120, and the first semiconductor element 1110 and the second semiconductor element 1120 may be formed. It may be connected to a metal electrode (not shown) and operate according to an applied current.
  • an endothermic region 1150 may occur on the first substrate 1130.
  • Heat absorbed by the first substrate 1130 is transferred to the second substrate 1140 through the first semiconductor element 1110 and the second semiconductor element 1120.
  • the heating region 1160 may occur on the second substrate 1140.
  • thermoelectric phenomena means mutually reversible and direct energy conversion between thermal energy and electrical energy, and with movement of electrons or holes within a material due to temperature differences. It is a phenomenon caused by heat transfer. There are two such thermoelectric phenomena, which can be explained by the Seebeck effect and the Peltier effect.
  • the cooling device 1100 uses the Peltier effect. When both ends of two different metal wires are joined and a current is flowed, heat is generated at one junction and endothermic occurs at the other junction.
  • FIG. 11B when the directions of currents applied to the first semiconductor element 1110 and the second semiconductor element 1120 are changed, the heat absorbing region 1150 and the heat generating region 1160 may be changed.
  • the thermoelectric module 440 may have a plurality of cooling elements 1100 arranged at regular intervals to form a matrix, and the thermoelectric module 440 having a matrix behavior may include a first surface including an endothermic region 1150 ( 441 and the second surface 442 including the heating region 1160.
  • the first surface 441 of the thermoelectric module 440 contacts the first heat conductive part 420, and absorbs (heat absorbs) the first heat energy transmitted by the first heat conductive part 420 from the housing 410.
  • thermoelectric module 440 While endotherm is generated at the first surface 441 of the thermoelectric module 440, heat is generated at the second surface 442 of the thermoelectric module 440 to emit the second thermal energy.
  • the second surface 442 may be in contact with the second heat conductive part 450, and the second heat conductive part 450 may discharge the received second heat energy to the air conditioning tube 430.
  • the second heat conductive part 450 may include a heat dissipation member, and the heat dissipation member may transfer the second heat energy emitted from the thermoelectric module 440 to the air conditioning tube 430.
  • the second heat conductive part 450 may include a second heat diffusion plate disposed in at least one groove formed in a specific region of the air conditioning tube 430.
  • the second heat diffusion plate may include a structure having a predetermined shape to allow the flow of air in the air conditioning tube 430 and to expand the surface area exposed to the air.
  • the structure having a predetermined shape may include a structure included in the thermal diffusion plate of FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a heat dissipation apparatus 400B of a wireless power transmitter, according to another embodiment.
  • the heat dissipation device 400B may further include a temperature sensor 460 capable of monitoring the temperature of the housing 410 and a controller 470 controlling overall operation of the heat dissipation device 400B. .
  • the first heat conduction unit 420 may include an electromagnet, and the magnet may be activated or deactivated depending on whether the current is supplied according to the characteristics of the electromagnet.
  • the controller 470 supplies magnetic current by supplying a current to the first heat conductive part 420 including the electromagnet. By activating it may be controlled to contact the housing 410. In other words, the heat dissipation device 400B may contact the first heat conductive part 320 to the housing 410 only when it is necessary to cool the housing 410.
  • the heat dissipation device 400B has an effect of lessening the operation of the air conditioning system of the vehicle according to the user's intention by performing heat dissipation only when necessary.
  • the present invention can be applied to a heat dissipation device for a vehicle wireless power transmitter that emits heat generated from a wireless power transmitter mounted on a vehicle.

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Abstract

본 발명은 무선 전력 송신기의 방열 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량에 탑재되는 무선 전력 송신기의 방열 장치는, 무선 전력 송신기의 외형을 이루는 하우징; 하우징과 접촉하여 하우징으로부터 열 에너지를 흡수하는 열전도부; 및 열전도부와 접촉하여 흡수된 열 에너지가 방출되는 공조관; 을 포함하며, 상기 열전도부는 하우징과 면대면 접촉할 수 있다.

Description

무선 전력 송신기의 방열 장치
본 발명은 무선 전력 송신기에 관한 것으로, 상세하게 차량에 탑재된 무선 전력 송신기에서 발생되는 열을 내보내는 방열 장치에 관한 것이다.
일반적으로 배터리에 전력을 충전시키기 위한 충전장치와 배터리 간의 전기적 연결방식의 일 예로, 상용전원을 공급받아 배터리에 대응하는 전압 및 전류로 변환하여 해당 배터리의 단자를 통해 배터리로 전기에너지를 공급하는 단자공급방식을 들 수 있다. 이러한 단자공급방식은 물리적인 케이블(cable) 또는 전선의 사용이 동반된다. 따라서 단자공급방식의 장비들을 많이 취급하는 경우, 많은 케이블들이 상당한 작업 공간을 차지하고 정리가 곤란하며 외관상으로도 좋지 않다. 또한 단자공급방식은 단자들간의 서로 다른 전위차로 인한 순간방전현상, 이물질에 의한 소손 및 화재 발생, 자연방전, 배터리의 수명 및 성능 저하 등의 문제점을 야기할 수 있다.
최근 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선으로 전력을 전송하는 방식을 이용한 충전시스템(이하 "무선 충전 시스템"이라 칭함.)과 제어방법들이 제시되고 있다. 또한, 무선 충전 시스템이 과거에는 일부 단말에 기본 장착되지 않고 소비자가 별도 무선 충전 수신기 액세서리를 별도로 구매해야 했기에 무선 충전 시스템에 대한 수요가 낮았으나 무선 충전 사용자가 급격히 늘어날 것으로 예상되며 향후 단말 제조사에서도 무선충전 기능을 기본 탑재할 것으로 예상된다.
일반적으로 무선 충전 시스템은 무선 전력 전송 방식으로 전기에너지를 공급하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 송신기로부터 공급되는 전기에너지를 수신하여 배터리를 충전하는 무선 전력 수신기로 구성된다.
이러한 무선 충전 시스템은 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식(예를 들어, 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 등)에 의해 전력을 전송할 수 있다.
일 예로, 무선 전력 전송 방식은 전력 송신단 코일에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 수신단 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용하여 충전하는 전자기 유도 방식에 기반한 다양한 무선 전력 전송 표준이 사용될 수 있다. 여기서, 전자기 유도 방식의 무선 전력 전송 표준은 WPC(Wireless Power Consortium) 또는/및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
다른 일 예로, 무선 전력 전송 방식은 무선 전력 송신기의 송신 코일에 의해 발생되는 자기장을 특정 공진 주파수에 동조하여 근거리에 위치한 무선 전력 수신기에 전력을 전송하는 전자기 공진(Electromagnetic Resonance) 방식이 이용될 수도 있다. 여기서, 전자기 공진 방식은 무선 충전 기술 표준 기구인 A4WP(Alliance for Wireless Power) 표준 기구에서 정의된 공진 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
또 다른 일 예로, 무선 전력 전송 방식은 RF 신호에 저전력의 에너지를 실어 원거리에 위치한 무선 전력 수신기로 전력을 전송하는 RF 무선 전력 전송 방식이 이용될 수도 있다.
한편, 무선 충전 시스템은 가정 혹은 업무용 공간 등의 건물에서 사용될 수 있을 뿐만아니라 차량 내부에도 탑재될 수 있다. 차량 내부에 탑재된 무선 충전 시스템은 운전자를 포함한 탑승자의 휴대용 장치를 충전하기 위해 사용될 수 있다. 무선 충전 장치가 자동차 내부에 탑재되거나 연결되어 휴대용 기기를 무선 전력 전송 동작을 수행할 때, 무선 전력 송신기 및 무선 전력 수신기에서 열이 발생할 수 있다.
무선 전력 송신기에 포함된 회로 소자들은 열을 원활하게 방열시키지 못하면 전압 또는 전류 제어에 어려움이 있을 수 있고, 이에 따른 무선 전력 송신기 제어의 어려움이 발생할 수 있으며, 장시간 열에 의해 노출된 회로 소자들은 수명이 단축될 수 있다. 또한, 자동차 내부에서 발생하는 열은 차량의 인테리어를 파손시키거나 탑승객의 안전을 위협할 수 있다.
따라서, 차량 내에서 무선 충전 동작을 수행할 때 발생할 수 있는 열을 억제하거나, 발생한 열을 차량 내부에서 제거하는 수단이 필요하다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 전력 송신기의 방열 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 차량에 탑재된 무선 전력 송신기에서 발생되는 열을 방출시키기 위해 열을 전달하는 열전도부 및 열전달부가 전달 받은 열을 냉각시킬 수 있는 차량의 공조시스템을 이용하는 방열 장치를 제공한다.
다른 일 실시예는 무선 전력 송신기에서 발생되는 열을 냉각시키기 위해 공조시스템 이외에 열전모듈을 이용하는 방열 장치를 제공한다.
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.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량에 탑재되는 무선 전력 송신기의 방열 장치는, 상기 무선 전력 송신기의 외형을 이루는 하우징; 상기 하우징과 접촉하여 상기 하우징으로부터 열 에너지를 흡수하는 열전도부; 및 상기 열전도부와 접촉하여 상기 흡수된 열 에너지가 방출되는 공조관; 을 포함하며, 상기 열전도부는, 상기 하우징과 면대면 접촉할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 열전도부는, 상기 하우징 및 상기 공조관과 직접 접촉하는 열확산판; 을 포함하며, 상기 열확산판은 상기 공조관을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 열확산판은 접고 펴지며, 상기 열확산판은 상기 공조관과 상기 공조관을 감싸는 단열부재 사이에 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 열확산판은 전자석을 포함하며, 상기 열확산판은 상기 하우징이 기 설정 온도 이상인 경우, 상기 하우징과 자성에 의해 접촉할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 열전도부는, 상기 공조관의 특정 영역에 형성된 적어도 하나의 홈에 끼워 배치되는 열확산판; 을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 열확산판은, 상기 공조관 내 공기의 흐름을 허용하며, 상기 공기에 노출되는 표면적을 확장시키는 기 설정된 형상의 구조물을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 열확산판은, 상기 공조관의 단면적에 대응되는 크기를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량에 탑재되는 무선 전력 송신기의 방열 장치는, 상기 무선 전력 송신기의 외형을 이루는 하우징; 상기 하우징과 접촉하여 상기 하우징으로부터 제1 열 에너지를 흡수하는 제1 열전도부; 상기 제1 열전도부와 접촉하여 상기 제1 열전도부를 냉각시키는 열전모듈; 상기 열전모듈로부터 발생되는 제2 열 에너지가 방출되는 공조관; 및 상기 공조관으로 상기 제2 열 에너지를 전달하는 제2 열전도부; 를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 열전모듈은, 흡열 영역을 포함하는 제1면; 및 발열 영역을 포함하는 제2면; 을 포함하며, 상기 제1 열전도부는 상기 제1면과 접촉하고, 상기 제2 열전도부는 상기 제2면과 접촉할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1열전도부는, 상기 열전모듈의 상기 제1면과 직접 접촉하는 제1 열확산판; 을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 열확산판은 전자석을 포함하며, 상기 제1 열확산판은 상기 하우징이 기설정 온도 이상인 경우, 상기 하우징과 자성에 의해 접촉할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2 열전도부는, 방열부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2 열전도부는, 상기 공조관의 특정 영역에 형성된 적어도 하나의 홈에 끼워 배치되는 제2 열확산판; 을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2 열확산판은, 상기 공조관 내 공기의 흐름을 허용하며, 상기 공기에 노출되는 표면적을 확장시키는 기 설정된 형상의 구조물을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제2 열확산판은, 상기 공조관의 단면적에 대응되는 크기를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 무선 전력 송신기는 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식 또는 RF 무선 전력 전송 방식 중 적어도 어느 하나의 방식으로 동작할 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.
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.
일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 방열 장치에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 일 실시예는 차량의 공조시스템로부터 직접 무선 전력 송신기에 냉각된 공기를 제공하지 않고 무선 전력 송신기에서 발생되는 열을 전도 받아 방출시킴으로써, 냉각된 공기에 의한 습기 발생을 억제할 수 있다.
둘째, 일 실시예는 공기에 의한 자연 대류를 이용한 방열보다 열전도율이 높은 하우징 및 열전도판을 이용함으로써 무선 전력 송신기의 방열 효율을 높일 수 있다.
셋째, 일 실시예는 무선 전력 송신기의 방열 효율을 높임으로써, 무선 전력 송신기의 동작 안정성을 확보할 수 있고 열에 의한 소손을 방지할 수 있으며, 회로 소자의 수명을 연장시킬 수 있다.
실시예에서 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.
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.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 방열 장치(300A)를 설명하기 위한 구조도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 방열 장치(300B)를 설명하기 위한 구조도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 방열 장치에 포함된 열전도부(320A)를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 방열 장치에 포함된 열전도부(320B)를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 방열 장치에 포함된 열전도부(320C)를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 방열 장치에 포함된 열전도부(320D)를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 다른 실시예에 따른 방열 장치에 포함된 열전도부(320E)를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 방열 장치(400A)를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 내지 도 11b는 방열 장치의 열전모듈을 설명하기 위한 도면이다
도 12는 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 방열 장치(400B)를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량에 탑재되는 무선 전력 송신기의 방열 장치는, 상기 무선 전력 송신기의 외형을 이루는 하우징; 상기 하우징과 접촉하여 상기 하우징으로부터 열 에너지를 흡수하는 열전도부; 및 상기 열전도부와 접촉하여 상기 흡수된 열 에너지가 방출되는 공조관; 을 포함하며, 상기 열전도부는, 상기 하우징과 면대면 접촉할 수 있다.
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.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및"전(앞) 또는 후(뒤)"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, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
실시예의 설명에 있어서, 무선 전력 충전 시스템상에서 무선 전력을 송신하는 장치는 설명의 편의를 위해 무선 전력 송신기, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신 장치, 무선 전력 송신기, 송신단, 송신기, 송신 장치, 송신측, 무선 전력 전송 장치, 무선 전력 전송기, 무선충전장치 등을 혼용하여 사용하기로 한다. 또한, 무선 전력 송신 장치로부터 무선 전력을 수신하는 장치에 대한 표현으로 설명의 편의를 위해 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 무선 전력 수신 장치, 무선 전력 수신기, 수신 단말기, 수신측, 수신 장치, 수신기 단말 등이 혼용되어 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 무선충전장치는 패드 형태, 거치대 형태, AP(Access Point) 형태, 소형 기지국 형태, 스텐드 형태, 천장 매립 형태, 벽걸이 형태 등으로 구성될 수 있으며, 하나의 송신기는 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 전송할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기는 통상적으로 책상이나 탁자 위 등에서 놓여서 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 자동차용으로도 개발되어 적용되어 차량 내에서 사용될 수 있다. 차량에 설치되는 무선 전력 송신기는 간편하고 안정적으로 고정 및 거치할 수 있는 거치대 형태로 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 단말은 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 player, 전동 칫솔, 전자 태그, 조명 장치, 리모콘, 낚시찌 등의 소형 전자 기기 등에 사용될 수 있으나, 이에 국한되지는 아니하며 본 발명에 따른 무선 전력 수신 수단이 장착되어 배터리 충전이 가능한 모바일 디바이스 기기(이하, "디바이스"라 칭함.)라면 족하고, 단말 또는 디바이스라는 용어는 혼용하여 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 차량, 무인 항공기, 에어 드론 등에도 탑재될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는 적어도 하나의 무선 전력 전송 방식이 구비될 수 있으며, 2개 이상의 무선 전력 송신기로부터 동시에 무선 전력을 수신할 수도 있다. 여기서, 무선 전력 전송 방식은 상기 전자기 유도 방식, 전자기 공진 방식, RF 무선 전력 전송 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 전자기 유도 방식을 지원하는 무선 전력 수신 수단은 무선 충전 기술 표준 기구인 WPC(Wireless Power Consortium) 및 PMA(Power Matters Alliance)에서 정의된 전자기 유도 방식의 무선 충전 기술을 포함할 수 있다.
일반적으로, 무선 전력 시스템을 구성하는 무선 전력 송신기와 무선 전력 수신기는 인밴드 통신 또는 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신을 통해 제어 신호 또는 정보를 교환할 수 있다. 여기서, 인밴드 통신, BLE 통신은 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식, 주파수 변조 방식, 위상 변조 방식, 진폭 변조 방식, 진폭 및 위상 변조 방식 등으로 수행될 수 있다. 일 예로, 무선 전력 수신기는 수신 코일을 통해 유도된 전류를 소정 패턴으로 ON/OFF 스위칭하여 궤환 신호(feedback signal)를 생성함으로써 무선 전력 송신기에 각종 제어 신호 및 정보를 전송할 수 있다. 무선 전력 수신기에 의해 전송되는 정보는 수신 전력 세기 정보를 포함하는 다양한 상태 정보를 포함할 수 있다. 이때, 무선 전력 송신기는 수신 전력 세기 정보에 기반하여 충전 효율 또는 전력 전송 효율을 산출할 수 있다.
도 1은 본 발명에 일 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무선 충전 시스템은 크게 무선으로 전력을 송출하는 무선 전력 송신기(10), 상기 송출된 전력을 수신하는 무선 전력 수신기(20) 및 수신된 전력을 공급 받는 전자기기(20)로 구성될 수 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기(10)과 무선 전력 수신기(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 동일한 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 인밴드(In-band) 통신을 수행할 수 있다. 다른 일예로, 무선 전력 송신기(10)과 무선 전력 수신기(20)은 무선 전력 전송에 사용되는 동작 주파수와 상이한 별도의 주파수 대역을 이용하여 정보를 교환하는 대역외(Out-of-band) 통신을 수행할 수도 있다.
일 예로, 무선 전력 송신기(10)과 무선 전력 수신기(20) 사이에 교환되는 정보는 서로의 상태 정보뿐만 아니라 제어 정보도 포함될 수 있다. 여기서, 송수신기 사이에 교환되는 상태 정보 및 제어 정보는 후술할 실시예들의 설명을 통해 보다 명확해질 것이다.
상기 인밴드 통신 및 대역외 통신은 양방향 통신을 제공할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 실시예에 있어서는 단방향 통신 또는 반이중 방식의 통신을 제공할 수도 있다.
일 예로, 단방향 통신은 무선 전력 수신기(20)이 무선 전력 송신기(10)으로만 정보를 전송하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 무선 전력 송신기(10)이 무선 전력 수신기(20)으로 정보를 전송하는 것일 수도 있다.
반이중 통신 방식은 무선 전력 수신기(20)과 무선 전력 송신기(10) 사이의 양방향 통신은 가능하나, 어느 한 시점에 어느 하나의 장치에 의해서만 정보 전송이 가능한 특징이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 수신기(20)은 전자 기기(30)의 각종 상태 정보를 획득할 수도 있다. 일 예로, 전자 기기(30)의 상태 정보는 현재 전력 사용량 정보, 실행중인 응용을 식별하기 위한 정보, CPU 사용량 정보, 배터리 충전 상태 정보, 배터리 출력 전압/전류 정보 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 전자 기기(30)로부터 획득 가능하고, 무선 전력 제어에 활용 가능한 정보이면 족하다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기(10)은 고속 충전 지원 여부를 지시하는 소정 패킷을 무선 전력 수신기(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신기(20)은 접속된 무선 전력 송신기(10)이 고속 충전 모드를 지원하는 것으로 확인된 경우, 이를 전자 기기(30)에 알릴 수 있다. 전자 기기(30)는 구비된 소정 표시 수단-예를 들면, 액정 디스플레이일 수 있음-을 통해 고속 충전이 가능함을 표시할 수 있다.
또한, 전자 기기(30) 사용자는 액정 표시 수단에 표시된 소정 고속 충전 요청 버튼을 선택하여 무선 전력 송신기(10)이 고속 충전 모드로 동작하도록 제어할 수도 있다. 이 경우, 전자 기기(30)는 사용자에 의해 고속 충전 요청 버튼이 선택되면, 소정 고속 충전 요청 신호를 무선 전력 수신기(20)에 전송할 수 있다. 무선 전력 수신기(20)은 수신된 고속 충전 요청 신호에 상응하는 충전 모드 패킷을 생성하여 무선 전력 송신기(10)에 전송함으로써, 일반 저전력 충전 모드를 고속 충전 모드로 전환시킬 수 있다.
도 2는 본 발명에 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
일 예로, 도면 부호 200a에 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신기(20)은 복수의 무선 전력 수신 장치로 구성될 수 있으며, 하나의 무선 전력 송신기(10)에 복수의 무선 전력 수신 장치가 연결되어 무선 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 송신기(10)은 시분할 방식으로 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 다른 일 예로, 무선 전력 송신기(10)은 무선 전력 수신 장치 별 할당된 상이한 주파수 대역을 이용하여 복수의 무선 전력 수신 장치에 전력을 분배하여 송출할 수 있다.
이때, 하나의 무선 전력 송신 장치(10)에 연결 가능한 무선 전력 수신 장치의 개수는 무선 전력 수신 장치 별 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량 및 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.
다른 일 예로, 도 200b에 도시된 바와 같이, 무선 전력 송신기(10)은 복수의 무선 전력 송신 장치로 구성될 수도 있다. 이 경우, 무선 전력 수신기(20)은 복수의 무선 전력 송신 장치와 동시에 연결될 수 있으며, 연결된 무선 전력 송신 장치들로부터 동시에 전력을 수신하여 충전을 수행할 수도 있다. 이때, 무선 전력 수신기(20)과 연결된 무선 전력 송신 장치의 개수는 무선 전력 수신기(20)의 요구 전력량, 배터리 충전 상태, 전자 기기의 전력 소비량, 무선 전력 송신 장치의 가용 전력량 등에 기반하여 적응적으로 결정될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 방열 장치(300A)를 설명하기 위한 구조도이다.
도 3을 참조하면, 무선 전력 송신기의 방열 장치(300A)는 무선 전력 송신기의 외형을 이루는 하우징(310), 하우징(310)과 접촉하여 하우징(310)으로부터 열 에너지를 흡수하는 열전도부(320) 및 열전도부(320)와 접촉하여 흡수된 열 에너지가 방출되는 공조관(330)을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성 요소들을 갖는 방열 장치(300A)가 구현될 수도 있다.
하우징(310)을 외형으로 하는 무선 전력 송신기(20)은 무선 전력 전송의 대상인 무선 전력 수신기(10)와 인접하여 위치할 수 있다. 무선 전력 전송 방식에 따라, 전자기 공진 방식에 의해 전력을 전송하는 경우보다 전자기 유도 방식에 의해 전력을 전송하는 경우 더욱 인접하여 위치할 수 있다.
도 1 및 도 2에서 상술한 바와 같이, 무선 전력 송신기(20)가 포함하는 송신 코일은 전력 신호와 같은 교류 자기장을 발생시키고, 교류 자기장에 의해 무선 전력 수신기(10)에 포함되는 수신 코일에 전류가 유도되어, 무선 전력 수신기(10)와 함께 배치되는 배터리 등을 포함하는 전자기기(30)에 전하가 공급될 수 있다. 이 경우, 무선 전력 송신기(20)와 무선 전력 수신기(10)의 에너지 효율에 따라 열이 발생하게 되는데, 이러한 발열은 코일이나 무선 전력 송수신을 제어하는 회로, 충전배터리 등 다양한 소자에서 발생하게 된다.
이러한 발열현상은 소자의 성능이나 동작의 신뢰성에 문제를 초래할 수 있으며, 이를 극복하기 위해 일 실시예에서는 무선 전력 송신기(20)에서 발생되는 열을 방열하도록 열전도부 및 차량의 공조시스템을 이용할 수 있다.
차량의 공조 시스템은 공기조절 시스템으로서, 난방(Heating), 환기(Ventilation), 냉방(Air Conditioning system)등을 통해 차량의 실내를 쾌적하게 유지해 줄 수 있다.
차량의 공조 시스템은 냉매를 고온고압의 기체 상태로 압축하는 압축기 (Compressor), 압축기에서 보내진 고온고압의 냉매를 외부공기에 의해서 액체로 응축하는 응축기 (Condenser), 팽창밸브를 통해 무상의 기체로 급격히 팽창된 냉매를 받아 저온저압의 기체로 증발시킴으로 증발 시 주위의 열을 빼앗아 찬바람을 얻게하는 증발기(Evaporator), 사용자가 원하는 상태로 공조 장치를 제어하는 제어기 (Controller) 및 기체가 이동하는 파이프를 포함하는 공조관(duct) 등을 포함할 수 있다.
특히, 일 실시예의 방열 장치(300A)는 무선 전력 송신기(20)에서 발생되는 열을 냉각시키는 냉각원(cooling source)으로 공조관을 구성으로 포함할 수 있다.
공조시스템에서 발생되는 바람을 이용하여 직접 무선 전력 송신기(20)에 제공하는 경우, 공조시스템에서 나오는 바람에 의해 무선 전력 송신기(20) 주변에 습도가 높아질 수 있다. 무선 전력 송신기(20) 주변의 습기는 무선 전력 송신기(20)에 포함되는 소자의 정상 동작에 영향을 줄 수 있으며, 습기에 취약한 전자 소자는 수명이 단축될 수 있다. 무선 전력 송신기(20) 주변에 별도 습기 관리하는 것은 현실적으로 어렵기 때문에, 무선 전력 송신기(20)에 직접 바람을 제공하여 냉각시키는 방법은 한계가 있다.
공조시스템으로부터 발생되는 바람을 이용하지 않고, 차량 내부의 자연 대류에 의해 냉각하는 경우에는 냉각 효율이 높지 않기에 한계가 있다.
이에, 일 실시예는 무선 전력 송신기(20)에 직접 바람을 제공하지 않고, 중간 매체로서 열전도부(320)를 이용하여 무선 전력 송신기(20)에서 발생되는 열을 발산시킬 수 있다.
무선 전력 송신기(20)의 외형을 이루는 하우징(310)은 공기 보다 열 전도성이 높은 금속을 포함할 수 있다. 공기보다 열 전도성이 높은 금속을 이용하여 무선 전력 송신기(20)의 외형을 이룸으로써, 무선 전력 송신기(20)에서 발생되는 열은 하우징(310)으로 그대로 전달될 수 있다.
열전도부(320)는 열 에너지 전달 매체로서 하우징(310)에서 수집된 열 에너지를 공조관(330)으로 전달할 수 있다.
공조관(330)은 공조시스템으로부터 발생되는 공기가 이동하는 경로로서, 공기배출구까지 이동하면서 발생될 수 있는 열 손실을 예방하기 위해 공조관(330)의 겉면에 단열부재가 배치될 수 있다.
열전도부(320)는 공조관(330)으로 열 에너지를 방출시킬 수 있도록 직접 접촉할 수 있으며, 열전도부(320)는 공조관(330)과 공조관(330)을 감싸는 단열부재 사이에 배치될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 방열 장치(300B)를 설명하기 위한 구조도이다.
도 4를 참조하면, 방열 장치(300B)는 하우징(310)의 온도를 모니터링 할 수 있는 온도 센서(340) 및 방열 장치(300B)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(350)를 더 포함할 수 있다.
열전도부(320)는 전자석을 포함할 수 있으며, 전자석의 특성에 따라 전류 공급여부에 따라 자성이 활성화되거나 비활성화될 수 있다.
제어부(350)가 하우징(310)의 온도를 모니터링 하는 도중에 하우징(310)의 온도가 기 설정 온도 이상인 경우, 제어부(350)는 전자석을 포함하는 열전도부(320)에 전류를 공급함으로써 자성을 활성화시켜 하우징(310)과 접촉하도록 제어할 수 있다. 다시 말해서, 방열 장치(300B)는 하우징(310)을 냉각시킬 필요가 있는 경우에 한하여 열전도부(320)를 매체로 하우징(310)의 열 에너지를 공조관(330)으로 전달하기 위해 열전도부(320)을 하우징(310)에 접촉시킬 수 있다.
방열 장치(300B)는 필요한 경우에만 방열을 수행함으로써 사용자의 의도에 따른 차량의 공조시스템의 동작에 영향을 덜 줄 수 있는 효과가 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 방열 장치에 포함된 열전도부(320A)를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 열전도부(320A)는 하우징(310) 및 공조관(330)과 직접 접촉하는 열확산판(325a)을 포함할 수 있다.
열확산판(325a)은 접고 펴짐이 가능한 금속일 수 있으며, 공조관(330)을 둘러싸는 구조를 가질 수 있다. 냉각원인 공조관(330)과 접촉된 표면적을 넓힘으로써 보다 많은 공조관(330)으로 방출되는 열 에너지가 방출될 수 있다.
열확산판(325a)가 공조관(330)을 감싸 직접 접촉하는 영역에는 공조관(330)을 감싸는 단열부재가 제거된 영역일 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 방열 장치에 포함된 열전도부(320B)를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 다른 실시예에 따른 방열 장치에 포함된 열전도부(320C)를 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 다른 실시예에 따른 방열 장치에 포함된 열전도부(320D)를 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 다른 실시예에 따른 방열 장치에 포함된 열전도부(320E)를 설명하기 위한 도면이다. 도 6 내지 도 9는 방열 장치에 포함된 열전도부(320B 내지 320E)의 형상에 대한 실시예로서 함께 설명한다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 열전도부(320B 내지 320E)는 공조관(330)의 특정 영역에 형성된 적어도 하나의 홈에 끼워 배치되는 열확산판(325b 내지 325e)를 포함할 수 있다.
다만, 열확산판(325b 내지 325e)에 의해 공조관(330)의 본래 주된 기능인 공기 전달 경로로서 기능이 수행되지 않는 것을 방지하기 위해, 열확산판(325b 내지 325e)은 공조관(330) 내 공기의 흐름을 가능하게 해야 한다.
열확산판(325b 내지 325e)은 공기에 노출되는 표면적을 확장시키는 기 설정된 형상의 구조물을 포함할 수 있다. 기 설정된 형상에 대한 제한은 없으며, 기 설정된 형상은 공조관(330) 내의 공기 흐름은 크게 방해하지 않으면서, 열확산판(325b 내지 325e)의 열 에너지를 방출하기 위해 공조관(330) 내의 공기에 노출되는 표면적은 넓을 수 있다.
한편, 열확산판(325b 내지 325e)은 공조관(330)의 단면적에 대응되는 크기를 가질 수 있다.
도 6을 참조하면, 열확산판(325b)은 열확산판(325b) 가운데 영역에 원형의 통로를 가질 수 있다. 공조관(330)의 단면적은 직사각형이며, 열확산판(325b)은 그에 대응되는 형상 및 크기를 가질 수 있다. 원형의 통로는 공조관(330) 내부의 공기가 흐르도록 할 수 있으며, 열확산판(325b)의 4개의 꼭짓점 영역에서 공조관(330) 내부 공기와 직접 접촉함으로써 열 에너지를 방출할 수 있다.
도 6에서는 2개의 열확산판(325b)이 공조관(330)의 홈에 삽입되어 있으나, 일 실시예는 열확산판(325b)의 수에 제한되지 않는다.
도 7을 참조하면, 열확산판(325c)은 "ㅌ"자 형태를 가지며, 3개의 서브열확산판(325c-1 내지 325c-3)을 포함할 수 있다. 또한, 3개의 서브열확산판(325c-1 내지 325c-3) 각각은 공조관(330) 내부의 공기와 접촉하는 표면적을 넓히기 위해 작은 판을 곁가지로 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 열확산판(325d)는 공조관(330) 내의 공기 흐름과 동일한 방향으로 늘어서 배치되는 복수의 서브열확산판(325d-1)을 포함할 수 있다.
서브열확산판(325d-1)은 공조관(330) 내의 공기 흐름과 동일한 방향으로 늘어서 배치되어 공기 흐름에 대한 저항을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 9를 참조하면, 열확산판(325e)는 공조관(330)의 양 옆 모서리와 양 모서리 가운데에 직사각형 형상의 서브열확산판(352e-1)을 포함할 수 있다.
도 10은 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 방열 장치(400A)를 설명하기 위한 도면이며, 도 11a 내지 도 11b는 방열 장치의 열전모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 방열 장치(400A)는 무선 전력 송신기의 외형을 이루는 하우징(410), 하우징(410)과 접촉하여 하우징(410)으로부터 제1 열 에너지를 흡수하는 제1 열전도부(420), 제1 열전도부(420)와 접촉하여 제1 열전도부를 냉각시키는 열전모듈(440), 열전모듈(440)로부터 발생되는 제2 열 에너지가 방출되는 공조관(430) 및 공조관(440)으로 제2 열 에너지를 전달하는 제2 열전도부(450)을 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성 요소들을 갖는 방열 장치(400A)가 구현될 수도 있다.
방열 장치(400A)는 공조관(440) 내부의 공기에 의한 열 에너지 방출에 의하지 않고, 제1 열전도부(420)와 접촉하는 열전모듈(440)을 통해 보다 냉각 효율을 높일 수 있다.
도11a를 참조하면, 열전모듈(440)는 복수의 냉각 소자(1100)를 포함할 수 있다. 복수의 냉각 소자(1100)는 라인형태로 배열될 수도 있고, 행렬형태로 배열될 수도 있다. 복수의 냉각 소자(1100)의 배열은 설계목적에 따라 변경이 가능하다.
냉각 소자(1100)은 상호 마주보는 기판(1130, 1140) 사이에 열전반도체 소자(1110, 1120)를 배치하여, 전원을 인가에 따라 펠티어 효과(Peltier effect)를 구현하여 냉각기능을 수행하는 모듈이다. 냉각 소자(1100)는 상호 마주보는 제1기판(1130) 및 제2기판(1140), 제1기판(1130) 및 제2기판(1140) 사이에 제1반도체소자(1110)와 전기적으로 연결되는 제2반도체소자(1120)를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 한쪽은 제1반도체소자(1110)로서 P형 반도체 와 제2반도체소자(1120)로서 N형 반도체로 구성될 수 있으며, 제1반도체소자(1110) 및 제2반도체소자(1120)는 금속 전극(미도시)과 연결되어 인가되는 전류에 따라 동작할 수 있다.
도11b를 참조하면, 제1반도체소자(1110) 및 제2반도체소자(1120)에 전류를 공급할 때, 제1기판(1130) 상에 흡열 영역(1150)이 발생할 수 있다. 제1기판(1130)으로 흡수된 열은 제1반도체소자(1110) 및 제2반도체소자(1120)을 통해 제2기판(1140)으로 전달된다. 제2기판(1140) 상에는 발열 영역(1160)이 발생할 수 있다.
도11a 및 도11b를 참조하면, 열전현상(Thermoelectric phenomena)은 열에너지와 전기에너지의 상호 가역적이며 직접적인 에너지 변환을 의미하며, 온도차에 의한 소재 내부의 전자(Electron) 또는 양공(Hole)의 이동과 함께 열 전달에 의해 발생하는 현상이다. 이러한 열전현상은 크게 두 가지로, 제백 효과(Seebeck effect)와 펠티어 효과(Peltier effect)로 설명할 수 있다. 냉각 소자(1100)는 펠티어효과를 이용한 것으로 서로 다른 두 금속선의 양 끝을 접합시키고 전류를 흘려주면 한쪽 접합부에서는 발열, 다른 접합부에서는 흡열이 일어나며 전류의 방향에 따라서 흡열과 발열이 반대로 일어난다. 도11b에서 제1반도체소자(1110) 및 제2반도체소자(1120)에 인가되는 전류의 방향이 바뀌면, 흡열 영역(1150)과 발열 영역(1160)이 바뀔 수 있다.
열전모듈(440)은 복수의 냉각 소자(1100)가 일정한 간격으로 배치되어 하나의 행렬형태를 이룰 수 있고, 형렬행태를 이루는 열전모듈(440)는 흡열 영역(1150)을 포함하는 제1면(441) 및 발열 영역(1160)을 포함하는 제2면(442)을 포함할 수 있다.
열전모듈(440)의 제1면(441)은 제1 열전도부(420)와 접촉하여, 제1 열전도부(420)가 하우징(410)으로부터 전달 받은 제1 열에너지를 흡수(흡열)한다.
열전모듈(440)의 제1면(441)에서 흡열이 발생하면서, 열전모듈(440)의 제2면(442)에서는 제2 열 에너지를 방출하는 발열이 발생한다. 제2면(442)은 제2 열전도부(450)과 접촉하고 제2 열전도부(450)는 전달 받은 제2 열 에너지를 공조관(430)으로 방출할 수 있다.
제2 열전도부(450)는 방열부재를 포함할 수 있고, 방열부재는 열전모듈(440)로부터 방출되는 제2 열 에너지를 공조관(430)으로 전달할 수 있다.
제2 열전도부(450)는 공조관(430)의 특정 영역에 형성된 적어도 하나의 홈에 끼워 배치되는 제2 열확산판을 포함할 수 있다. 제2 열확산판은 공조관(430) 내 공기의 흐름을 허용하며, 공기에 노출되는 표면적을 확장시키는 기 설정된 형상의 구조물을 포함할 수 있다.
기 설정된 형상의 구조물은 도 6 내지 도 9의 열확산판에 포함되는 구조물을 포함할 수 있다.
도 12은 다른 실시예에 따른 무선 전력 송신기의 방열 장치(400B)를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 방열 장치(400B)는 하우징(410)의 온도를 모니터링 할 수 있는 온도 센서(460) 및 방열 장치(400B)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(470)를 더 포함할 수 있다.
제1 열전도부(420)는 전자석을 포함할 수 있으며, 전자석의 특성에 따라 전류 공급여부에 따라 자성이 활성화되거나 비활성화될 수 있다.
제어부(470)가 하우징(410)의 온도를 모니터링 하는 도중에 하우징(410)의 온도가 기 설정 온도 이상인 경우, 제어부(470)는 전자석을 포함하는 제1 열전도부(420)에 전류를 공급함으로써 자성을 활성화시켜 하우징(410)과 접촉하도록 제어할 수 있다. 다시 말해서, 방열 장치(400B)는 하우징(410)을 냉각시킬 필요가 있는 경우에 한하여 제1열전도부(320)를 하우징(410)에 접촉시킬 수 있다.
방열 장치(400B)는 필요한 경우에만 방열을 수행함으로써 사용자의 의도에 따른 차량의 공조시스템의 동작에 영향을 덜 줄 수 있는 효과가 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.
본 발명은 차량에 장착된 무선 전력 송신기에서 발생되는 열을 내보내는 차량 무선 전력 송신기용 방열 장치에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 차량에 설치되는 무선 전력 송신기;
    상기 무선 전력 송신기의 하우징과 접촉하여 상기 하우징으로부터 열 에너지를 흡수하는 열전도부; 및
    상기 열전도부와 접촉하여 상기 흡수된 열 에너지가 방출되는 공조관
    을 포함하며,
    상기 열전도부는 상기 하우징과 면대면 접촉하는 무선 전력 송신기의 방열 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열전도부는 상기 하우징 및 상기 공조관과 직접 접촉하는 열확산판을 포함하며,
    상기 열확산판은 상기 공조관을 둘러싸는 무선 전력 송신기의 방열 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열확산판은 접고 펴지며,
    상기 열확산판은 상기 공조관과 상기 공조관을 감싸는 단열부재 사이에 배치되는 무선 전력 송신기의 방열 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 열확산판은 전자석을 포함하며,
    상기 열확산판은 상기 하우징이 기 설정 온도 이상인 경우, 상기 하우징과 자성에 의해 접촉하는 무선 전력 송신기의 방열 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열전도부는 상기 공조관의 특정 영역에 형성된 적어도 하나의 홈에 끼워 배치되는 열확산판을 포함하는 무선 전력 송신기의 방열 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열확산판은 상기 공조관 내 공기의 흐름을 허용하며,
    상기 공기에 노출되는 표면적을 확장시키는 기 설정된 형상의 구조물을 포함하는 무선 전력 송신기의 방열 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 열확산판은 상기 공조관의 단면적에 대응되는 크기를 가지는
    무선 전력 송신기의 방열 장치.
  8. 차량에 탑재되는 무선 전력 송신기;
    상기 무선 전력 송신기의 하우징과 접촉하여 상기 하우징으로부터 제1 열 에너지를 흡수하는 제1 열전도부;
    상기 제1 열전도부와 접촉하여 상기 제1 열전도부를 냉각시키는 열전모듈;
    상기 열전모듈로부터 발생되는 제2 열 에너지가 방출되는 공조관; 및
    상기 공조관으로 상기 제2 열 에너지를 전달하는 제2 열전도부
    를 포함하는 무선 전력 송신기의 방열 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 열전모듈은,
    흡열 영역을 포함하는 제1면; 및
    발열 영역을 포함하는 제2면을 포함하며,
    상기 제1 열전도부는 상기 제1면과 접촉하고,
    상기 제2 열전도부는 상기 제2면과 접촉하는 무선 전력 송신기의 방열 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1열전도부는,
    상기 열전모듈의 상기 제1면과 직접 접촉하는 제1 열확산판을 포함하는 무선 전력 송신기의 방열 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 열확산판은 전자석을 포함하며,
    상기 제1 열확산판은 상기 하우징이 기설정 온도 이상인 경우 상기 하우징과 자성에 의해 접촉하는 무선 전력 송신기의 방열 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제2 열전도부는 방열부재를 포함하는 무선 전력 송신기의 방열 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제2 열전도부는 상기 공조관의 특정 영역에 형성된 적어도 하나의 홈에 끼워 배치되는 제2 열확산판 을 포함하는 무선 전력 송신기의 방열 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 열확산판은 상기 공조관 내 공기의 흐름을 허용하며,
    상기 공기에 노출되는 표면적을 확장시키는 기 설정된 형상의 구조물을 포함하는 무선 전력 송신기의 방열 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 열확산판은 상기 공조관의 단면적에 대응되는 크기를 가지는 무선 전력 송신기의 방열 장치.
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