JP7329139B2 - 無線充電装置およびそれを含む移動手段 - Google Patents

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Description

実現例は、無線充電装置およびそれを含む移動手段に関するものである。より具体的に、実現例は、放熱構造を適用して充電効率の向上した無線充電装置およびそれを含む電気自動車のような移動手段に関するものである。
昨今、情報通信分野は極めて速い速度で発展しており、電気、電子、通信、半導体などが総合的に組み合わされた多様な技術が持続的に開発される。また、電子機器のモバイル化傾向が増大するにつれ、通信分野においても無線通信および無線電力伝送技術に関する研究が盛んに行われている。特に、電子機器などに無線で電力を伝送する方案に関する研究が活発に進んでいる。
前記無線電力伝送は、電力を供給する送信機と、電力供給を受ける受信機との間に物理的な接触なく磁気結合（inductive coupling）、容量結合（capacitive coupling）またはアンテナなどの電磁場共振構造を利用して、空間を介して電力を無線で伝送するものである。前記無線電力伝送は、大容量のバッテリーが求められる携帯用通信機器、電気自動車などに適しており、接点が露出されないため漏電などの危険がほとんどなく、有線方式の充電不良現象を防ぐことができる。
一方、最近では電気自動車への関心が急増するにつれ、充電インフラ構築に対する関心が増大している。すでに、家庭用充電器を利用した電気自動車充電をはじめ、バッテリー交換、急速充電装置、無線充電装置などと、多様な充電方式が登場しており、新しい充電事業ビジネスモデルも登場し始めている（特許文献１参照）。また、欧州では試験運行中の電気自動車と充電所が目立ち始め、日本では自動車メーカーと電力会社が主導して電気自動車および充電所を試験的に運営している。
韓国公開特許第２０１１－００４２４０３号公報
電気自動車等に用いられる従来の無線充電装置は、無線充電効率向上のためにコイルに隣接して磁性体が配置され、遮蔽のための金属板が磁性体と一定間隔で離隔して配置される。
無線充電装置は、無線充電動作中にコイルの抵抗と磁性体の磁気損失によって熱を発生する。特に、無線充電装置内の磁性体は、電磁波エネルギー密度の高いコイルに近い部分で熱を発生し、発生した熱は磁性体の磁気特性を変化させ、送信機と受信機間のインピーダンス不整合を引き起こして充電効率が低下し、これによって再び発熱現象が高じると言う問題があった。しかし、このような無線充電装置は、電気自動車の下部等に設置されるため、防塵や防水および衝撃吸収のために密閉構造を採用するので、放熱構造を実現することが困難であった。
そこで、本発明者らが研究した結果、無線充電装置に使用される磁性部の内部または隣接部に流路を配置して、冷媒により熱を容易に排出できることを見出した。
したがって、実現例の課題は、放熱が向上した無線充電装置、およびそれを含む移動手段を提供することである。
一実現例によると、コイル部と、前記コイル部上に配置されるシールド部と、前記コイル部と前記シールド部との間に配置される磁性部と、前記磁性部の内部または隣接部に配置される流路とを含み、冷却のための流体が前記流路に流入して前記磁性部と接触する、無線充電装置が提供される。
他の実現例によると、無線充電装置を含む移動手段であって、前記無線充電装置がコイル部と、前記コイル部上に配置されるシールド部と、前記コイル部と前記シールド部との間に配置される磁性部と、前記磁性部の内部または隣接部に配置される流路とを含み、前記流路に冷却のための流体が流入して前記磁性部と接触する、移動手段が提供される。
前記実現例による無線充電装置は、磁性部の内部または隣接部に配置される流路を含み、冷却のための流体が前記流路に流入して前記磁性部と接触することにより、無線充電中に発生する熱を容易に排出し得る。
したがって、前記無線充電装置は、送信機と受信機との間の大容量の電力伝送を必要とする電気自動車などに有用に使用され得る。
図１Ａは、一実現例による無線充電装置の分解斜視図を示すものである。 図１Ｂは、一実現例による無線充電装置の断面図を示すものである。 図２は、他の実現例による無線充電装置の断面図を示すものである。 図３Ａは、また他の実現例による無線充電装置の断面図を示すものである。 図３Ｂは、一実現例による空気循環部の平面図を示すものである。 図４Ａは、また他の実現例による無線充電装置の断面図を示すものである。 図４Ｂは、一実現例による磁性部の斜視図を示すものである。 図４Ｃは、一実現例による磁性部の平面図を示すものである。 図４Ｄは、他の実現例による磁性部の平面図を示すものである。 図４Ｅは、また他の実現例による磁性部の平面図を示すものである。 図５は、また他の実現例による無線充電装置の断面図を示すものである。 図６は、また他の実現例による無線充電装置の分解斜視図を示すものである。 図７Ａは、内部に微小流路を含む磁性部の平面図を示すものである。 図７Ｂは、モールドにより磁性部を成形する工程の一例を示すものである。 図８Ａは、また他の実現例による無線充電装置の断面図を示すものである。 図８Ｂは、また他の実現例による無線充電装置の断面図を示すものである。 図９は、無線充電装置を電気自動車に適用した例を示すものである。 図１０は、無線充電装置が受信機として適用された電気自動車を示すものである。
以下の実現例の説明において、１つの構成要素が他の構成要素の上または下に形成されると記載されることは、１つの構成要素が他の構成要素の上または下に直接、またはさらに他の構成要素を介して間接的に形成されるものの全てを含む。
また、各構成要素の上／下に関する基準は図面を基準にして説明する。図面における各構成要素の大きさは説明のために誇張されることがあり、実際に適用される大きさとは異なり得る。
本明細書において、ある構成要素を「含む」ということは、特に反する記載がない限り、その他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。
また、本明細書に記載された構成要素の物性値、寸法などを示す全ての数値範囲は、特に記載がない限り、全ての場合において「約」という用語で修飾されるものと理解すべきである。
本明細書において単数表現は、特に説明がなければ文脈上解釈される単数または複数を含む意味として解釈されるべきである。
（無線充電装置）
一実現例による無線充電装置は、コイル部と、前記コイル部上に配置されるシールド部と、前記コイル部と前記シールド部との間に配置される磁性部と、前記磁性部の内部または隣接部に配置される流路とを含み、冷却のための流体が前記流路に流入して前記磁性部と接触する。
一例として、前記無線充電装置は、前記流路として、前記磁性部と前記シールド部との間に位置する空気循環部を含み、前記冷却流体として前記空気循環部に空気が流入して前記磁性部の表面と直接接触し得る。
図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、前記実現例による無線充電装置１００、１００'は、導電性ワイヤを含むコイル部１１０、１１０'と、前記コイル部１１０、１１０'の一面上に配置された磁性部１２０、１２０'と、前記磁性部１２０、１２０'と離隔して形成されたシールド部１３０、１３０'と、前記磁性部１２０、１２０'と前記シールド部１３０、１３０'との間に位置する空気循環部１４０、１４０'とを含み、前記空気循環部１４０、１４０'に流入した空気１４５が前記磁性部１２０、１２０'の表面と直接接触する。前記空気循環部１４０、１４０'に流入する空気は、外部の空調システムから供給された空気であり得る。
前記空調システムは、車両の暖房、換気および冷房システムを含み、具体的に自動車エアコンを含み得る。
前記実現例による無線充電装置は、外部から流入した空気が磁性部の表面と直接接触して循環できる空気循環部を含むことにより、磁性部で発生する熱を循環させて外部に放出させ、放熱特性および充電効率を同時に向上させ得る。また、空気循環部に流入する空気を外部の空調システムから供給されることにより、湿気による磁性部の変性問題までも解決し得る。
また、前記無線充電装置は、図５を参照して、前記コイル部５１０を支持する支持部５６０と、前記構成要素を収容するハウジング５０１とをさらに含み得る。
他の例として、前記無線充電装置は、前記流路として、前記磁性部の内部に配置される微小流路を含み得る。
図６を参照すると、前記実現例による無線充電装置６００は、導電性ワイヤを含むコイル部６１０と、前記コイル部６１０上に配置されるシールド部６３０と、前記コイル部６１０と前記シールド部６３０との間に配置される磁性部６２０と、前記磁性部６２０の内部または隣接部に配置される微小流路６９５とを含む。
前記実現例による無線充電装置は、前記磁性部の内部または隣接部に微小流路を含んで、冷媒を介して熱を容易に排出し得る。具体的に、前記磁性部の内部に微小流路を形成し、冷媒として気相または液相の流体を外部の冷却器と連結して循環させることにより、磁性部で発生する熱を外部に容易に放出し得る。
以下、前記無線充電装置の各構成要素別に具体的に説明する。
［コイル部］
前記コイル部は、導電性ワイヤを含み得る。
前記導電性ワイヤは導電性物質を含む。例えば、前記導電性ワイヤは導電性金属を含み得る。具体的に、前記導電性ワイヤは、銅、ニッケル、金、銀、亜鉛、および錫からなる群より選択される１種以上の金属を含み得る。
また、前記導電性ワイヤは絶縁性外皮を備え得る。例えば、前記絶縁性外皮は絶縁性高分子樹脂を含み得る。具体的に、前記絶縁性外皮は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、テフロン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂などを含み得る。
前記導電性ワイヤの直径は、例えば、１ｍｍ～１０ｍｍの範囲、１ｍｍ～５ｍｍの範囲、または１ｍｍ～３ｍｍの範囲であり得る。
前記導電性ワイヤは、平面コイル状で巻き付けられ得る。具体的に、前記平面コイルは、平面螺旋コイル(planar spiral coil)を含み得る。また、前記コイルの平面形状は、円形、楕円形、多角形、または角の丸い多角形の形状であり得るが、特に限定されない。
前記平面コイルの外径は、５ｃｍ～１００ｃｍ、１０ｃｍ～５０ｃｍ、１０ｃｍ～３０ｃｍ、２０ｃｍ～８０ｃｍ、または５０ｃｍ～１００ｃｍであり得る。具体的な一例として、前記平面コイルは、１０ｃｍ～５０ｃｍの外径を有し得る。
また、前記平面コイルの内径は、０．５ｃｍ～３０ｃｍ、１ｃｍ～２０ｃｍ、または２ｃｍ～１５ｃｍであり得る。
前記平面コイルの巻回数は、５回～５０回、１０回～３０回、５回～３０回、１５回～５０回、または２０回～５０回であり得る。具体的な一例として、前記平面コイルは、前記導電性ワイヤを１０回～３０回巻いて形成されたものであり得る。
また、前記平面コイル形状内において、前記導電性ワイヤ間の間隔は、０．１ｃｍ～１ｃｍ、０．１ｃｍ～０．５ｃｍ、または０．５ｃｍ～１ｃｍであり得る。
前記のような好ましい平面コイル寸法および仕様範囲内のとき、電気自動車のような大容量電力伝送を必要とする分野に好適であり得る。
前記コイル部は、前記磁性部と一定間隔で離隔して配置され得る。例えば、前記コイル部と前記磁性部との離隔距離は、０．２ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、０．２ｍｍ～３ｍｍ、または０．５ｍｍ～１．５ｍｍであり得る。
［シールド部］
前記シールド部は、前記コイル部および前記磁性部上に配置される。
前記シールド部は、電磁波遮蔽により外部に電磁波が漏れて発生し得る電磁干渉（ＥＭＩ、electromagnetic interference）を抑制する。
前記シールド部は、前記コイル部と一定間隔で離隔して配置され得る。例えば、前記シールド部と前記コイル部との離隔距離は、１０ｍｍ以上または１５ｍｍ以上であり、具体的に１０ｍｍ～３０ｍｍ、または１０ｍｍ～２０ｍｍであり得る。
また、シールド部は、前記磁性部と一定間隔で離隔して配置され得る。例えば、前記シールド部と前記磁性部との離隔距離は、３ｍｍ以上、５ｍｍ以上、３ｍｍ～１０ｍｍ、または４ｍｍ～７ｍｍであり得る。
前記シールド部の素材は、例えば金属であっても良く、これにより前記シールド部は金属板であり得るが、特に限定されない。具体的な一例として、前記シールド部の素材はアルミニウムであり、その他電磁波遮蔽能を有する金属または合金素材が使用され得る。
前記シールド部の厚さは、０．２ｍｍ～１０ｍｍ、０．５ｍｍ～５ｍｍ、または１ｍｍ～３ｍｍであり得る。また、前記シールド部の面積は、２００ｃｍ２以上、４００ｃｍ２以上、または６００ｃｍ２以上であり得る。
［磁性部］
前記磁性部は、前記コイル部と前記シールド部との間に配置される。
前記磁性部は、前記コイル部と一定間隔で離隔して配置され得る。例えば、前記磁性部と前記コイル部との離隔距離は、０．２ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、０．２ｍｍ～３ｍｍ、または０．５ｍｍ～１．５ｍｍであり得る。
前記磁性部は、バインダー樹脂と磁性粉末とを含む高分子型磁性体であり得る。または、前記磁性部は、フェライト系磁性体、例えば焼結フェライト系磁性体であり得る。または、前記磁性部は、金属系磁性体、例えばナノ結晶性（nanocrystalline）磁性体を含み得る。または、前記磁性部は、前記高分子型磁性体、前記フェライト系磁性体、および前記ナノ結晶性磁性体のうち２種以上の複合素材であり得る。
＜高分子型磁性体＞
前記磁性部は、磁性粉末およびバインダー樹脂を含み得る。
具体的に前記磁性部は、バインダー樹脂と、前記バインダー樹脂内に分散された磁性粉末とを含み得る。これにより、前記磁性部は、バインダー樹脂によって磁性粉末が互いに結合されることによって、広い面積において全体的に欠陥が少なく、衝撃による損傷が少なくなり得る。
前記磁性粉末は、酸化物系磁性粉末、金属系磁性粉末、またはこれらの混合粉末であり得る。例えば、前記酸化物系磁性粉末は、フェライト系粉末、具体的にＮｉ-Ｚｎ系、Ｍｇ-Ｚｎ系、Ｍｎ-Ｚｎ系フェライト粉末であり得る。また、前記金属系磁性粉末は、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ合金磁性粉末、またはＮｉ－Ｆｅ合金磁性粉末であり得る。より具体的に、サンダスト（sendust）粉末、またはパーマロイ（permalloy）粉末であり得る。
一例として、前記磁性粉末は、下記化学式１の組成を有し得る。
［化１］
Ｆｅ１－ａ－ｂ－ｃＳｉａＸｂＹｃ
前記式において、ＸはＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、またはこれらの組み合わせであり、ＹはＭｎ、Ｂ、Ｃｏ、Ｍｏ、またはこれらの組み合わせであり、０．０１≦ａ≦０．２、０．０１≦ｂ≦０．１、および０≦ｃ≦０．０５である。
また、前記磁性粉末は、ナノ結晶性（nanocrystalline）磁性粉末であってよく、例えば、Ｆｅ系ナノ結晶性磁性粉末であり、具体的に、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系ナノ結晶性磁性粉末、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系ナノ結晶性磁性粉末、またはＦｅ-Ｓｉ-Ｂ-Ｃｕ-Ｎｂ系ナノ結晶性磁性粉末であり得る。
前記磁性粉末の平均粒径は、約３ｎｍ～約１ｍｍ、約１μｍ～３００μｍ、約１μｍ～５０μｍ、または約１μｍ～１０μｍの範囲であり得る。
前記磁性部は、前記磁性粉末を１０重量％以上、５０重量％以上、７０重量％以上、または８５重量％以上の量で含み得る。
例えば、前記磁性部は、前記磁性粉末を１０重量％～９９重量％、１０重量％～９５重量％、５０重量％～９５重量％、５０重量％～９２重量％、７０重量％～９５重量％、８０重量％～９５重量％、または８０重量％～９０重量％の量で含み得る。
前記バインダー樹脂として、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニルスルフィド（ＰＳＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
例えば、前記バインダー樹脂は硬化性樹脂であり得る。具体的に、前記バインダー樹脂は、光硬化性樹脂および／または熱硬化性樹脂であり、特に、硬化して接着性を示し得る樹脂であり得る。より具体的に、前記バインダー樹脂は、グリシジル基、イソシアネート基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、またはアミド基などのような、熱による硬化が可能な官能基または部位を１つ以上含むか、または、エポキシド（epoxide）基、環状エーテル（cyclic ether）基、スルフィド（sulfide）基、アセタール（acetal）基、またはラクトン（lactone）基などのような、活性エネルギーによって硬化可能な官能基または部位を１つ以上含む樹脂を使用し得る。このような官能基または部位は、例えばイソシアネート基（-ＮＣＯ）、ヒドロキシ基（-ＯＨ）、またはカルボキシル基（-ＣＯＯＨ）であり得る。
または、前記バインダー樹脂は熱可塑性樹脂であってよく、具体的に高耐熱熱可塑性樹脂であり得る。
前記磁性部は、前記バインダー樹脂を５重量％～４０重量％、５重量％～２０重量％、５重量％～１５重量％、または７重量％～１５重量％の量で含有し得る。
また、前記磁性部は、その重量を基準に、前記バインダー樹脂として、６重量％～１２重量％のポリウレタン系樹脂、０．５重量％～２重量％のイソシアネート系硬化剤、および０．３重量％～１．５重量％のエポキシ系樹脂を含み得る。
前記磁性部は、モールドによる成形等の方法で製造された磁性ブロックであり得る。例えば、前記磁性部は、モールドにより立体構造で成形されたものであり得る。このような磁性シートは、磁性粉末とバインダー樹脂とを混合し、射出成形などによってモールドに注入して立体構造で成形され得る。
具体的に、前記成形は射出成形により磁性部の原料をモールドに注入して行われ得る。より具体的に、前記磁性部は、磁性粉末と高分子樹脂組成物とを混合して原料組成物を得た後、図７Ｂに示すように、前記原料組成物６２１を射出成形機２によりモールド３に注入して製造され得る。この際、モールド３の内部形状を立体構造に設計して、磁性部の立体構造を容易に実現し得る。このような工程は、従来の焼結フェライトシートを磁性部として使用する場合には難しくなり得る。
＜フェライト系磁性体＞
前記フェライト系磁性体は、例えばＭＯＦｅ２Ｏ３（ここでＭは、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉなどの１種以上の２価金属元素である）で表される酸化物を含み得る。前記フェライト系磁性体は、焼結体のものが透磁率のような磁性特性の面から有利である。このような焼結フェライト系磁性体は、原料成分を混合してか焼後に粉砕し、これをバインダー樹脂と混合して成形し、焼成して、シートまたはブロック状に製造され得る。
より具体的に、前記フェライト系磁性体は、Ｎｉ-Ｚｎ系、Ｍｇ-Ｚｎ系、またはＭｎ-Ｚｎ系フェライトであってよく、特にＭｎ-Ｚｎ系フェライトは、８５ｋＨｚの周波数にて室温～１００℃以上の温度範囲に亘って高い透磁率、低い透磁損失、および高い飽和磁束密度を示し得る。
前記Ｍｎ-Ｚｎ系フェライトは、主成分としてＦｅ２Ｏ３を６６ｍｏｌ％～７０ｍｏｌ％、ＺｎＯを１０ｍｏｌ％～２０ｍｏｌ％、ＭｎＯを８ｍｏｌ％～２４ｍｏｌ％、およびＮｉＯを０．４ｍｏｌ％～２ｍｏｌ％含み、その他の副成分としてＳｉＯ２、ＣａＯ、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＳｎＯなどを含有し得る。前記Ｍｎ-Ｚｎ系フェライトは、主成分を所定のモル比で混合して、空気中で８００℃～１１００℃の温度で１時間～３時間のか焼後、副成分を添加して粉砕し、これにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等のバインダー樹脂を適量混合して、プレスを用いて加圧成形した後、１２００℃～１３００℃まで昇温して２時間以上焼成することにより、シートまたはブロック状に製造され得る。その後、必要に応じてワイヤソー(wire saw)またはウォータージェット(water jet)などを用いて加工して必要な大きさに切断される。
＜ナノ結晶質磁性部＞
前記磁性部は、ナノ結晶質（nanocrystalline）磁性体を含み得る。前記磁性部としてナノ結晶質磁性体を適用する際、コイル部と距離が離れるほどコイルのインダクタンス（Ｌｓ）が低くなっても、抵抗（Ｒｓ）がさらに低くなることによってコイルの品質係数（Ｑ factor：Ｌｓ／Ｒｓ）が高くなるので、充電効率が向上し、発熱が減少し得る。
例えば、前記磁性部はＦｅ系ナノ結晶質磁性部であってよく、具体的に、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系ナノ結晶質磁性体、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系ナノ結晶質磁性体、またはＦｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃｕ－Ｎｂ系ナノ結晶質磁性体であり得る。
より具体的に、前記磁性部は、Ｆｅ-Ｓｉ-Ｂ-Ｃｕ-Ｎｂ系ナノ結晶質磁性体であってよく、この場合、Ｆｅが７０元素％～８５元素％、ＳｉおよびＢの和が１０元素％～２９元素％、ＣｕおよびＮｂの和が１元素％～５元素％であることが好ましい（ここで、元素％とは、磁性部をなす総元素の個数に対する特定元素の個数の百分率のことを意味する）。前記組成範囲において、Ｆｅ-Ｓｉ-Ｂ-Ｃｕ-Ｎｂ系合金が、熱処理によってナノ結晶質磁性体に容易に形成され得る。
前記ナノ結晶質磁性部は、例えば、Ｆｅ系合金をメルトスピニングによる急冷凝固法（ＲＳＰ）により調製し、所望の透磁率が得られるよう３００℃～７００℃の温度範囲で３０分～２時間の無磁場熱処理を行って調製され得る。
もし、熱処理温度が３００℃未満であると、ナノ結晶が十分に生成されないため、所望の透磁率が得られず熱処理時間が長くかかり、７００℃を超えると、過熱処理によって透磁率が著しく低下し得る。そこで、前記範囲内で、熱処理温度が低い場合は熱処理時間を長くし、熱処理温度が高い場合は熱処理時間を短くして、所望の透磁率に調節し得る。
前記ナノ結晶質磁性体の厚さは１５μｍ～１５０μｍであり得る。一方、ナノ結晶質磁性体は、製造工程上、厚さを厚くすることが難しく、例えば１５μｍ～３５μｍの厚さの薄膜シートに形成され得る。したがって、このような薄膜シートを複数枚積層して磁性部を形成し得る。この際、前記薄膜シートの間には接着テープのような接着剤層が挿入され得る。
また、前記ナノ結晶質磁性体は、製造工程の後段に加圧ロール等により破砕して、薄膜シートに多数のクラックを形成することにより、複数のナノ結晶質微小片を含むように製造し得る。
前記ナノ結晶質磁性体は、電気自動車の無線充電標準周波数の近傍にて特定の範囲の磁性特性を有し得る。
例えば、前記ナノ結晶質磁性体は、８５ｋＨｚの周波数にて５００～１５００００の透磁率および１００～５００００の透磁損失を有し得る。一例として、前記磁性部が破砕型のナノ結晶質磁性体を含む場合、８５ｋＨｚの周波数にて５００～３０００の透磁率および１００～１０００の透磁損失を有し得る。他の例として、前記磁性部が非破砕型のナノ結晶質磁性体を含む場合、８５ｋＨｚの周波数にて１００００～１５００００の透磁率および１０００～１００００の透磁損失を有し得る。
＜磁性部の面積および厚さ＞
前記磁性部は、磁性シート、磁性シート積層体、または磁性ブロックの構造を有し得る。
前記磁性部は大面積を有することができ、具体的に２００ｃｍ２以上、４００ｃｍ２以上、または６００ｃｍ２以上の面積を有し得る。また、前記磁性部は１００００ｃｍ２以下の面積を有し得る。
前記大面積の磁性部は、多数の磁性単位体が組み合わされ構成されることができ、この際、前記磁性単位体の面積は、６０ｃｍ２以上、９０ｃｍ２、または９５ｃｍ２～９００ｃｍ２であり得る。
前記磁性シートの厚さは、１５μｍ以上、５０μｍ以上、８０μｍ以上、１５μｍ～１５０μｍ、１５μｍ～３５μｍ、または８５μｍ～１５０μｍであり得る。このような磁性シートは、通常のフィルムまたはシートを製造する方法により製造され得る。
前記磁性シートの積層体は、前記磁性シートが２０枚以上、または５０枚以上積層されたものであり得る。また、前記磁性シートの積層体は、前記磁性シートが１５０枚以下、または１００枚以下で積層されたものであり得る。
前記磁性ブロックの厚さは、１ｍｍ以上、２ｍｍ以上、３ｍｍ以上、または４ｍｍ以上であり得る。また、前記磁性ブロックの厚さは６ｍｍ以下であり得る。
前記磁性ブロックは、射出成形などの方法により製造され得る。
＜磁性部の磁性特性＞
前記磁性部は、電気自動車の無線充電標準周波数近傍において一定レベルの磁性特性を有し得る。
前記電気自動車の無線充電標準周波数は１００ｋＨｚ未満であり、例えば７９ｋＨｚ～９０ｋＨｚ、具体的に８１ｋＨｚ～９０ｋＨｚ、より具体的に約８５ｋＨｚであってよく、これは携帯電話のようなモバイル電子機器に適用する周波数と区別される帯域である。
前記磁性部の８５ｋＨｚの周波数において、透磁率は素材によって異なり得るが５以上、例えば５～１５００００であり、具体的な素材によって５～３００、５００～３５００、または１００００～１５００００であり得る。また、前記磁性部の８５ｋＨｚの周波数において、透磁損失は素材によって異り得るが０以上、例えば０～５００００であり、具体的な素材によって０～１０００、１～１００、１００～１０００、または５０００～５００００であり得る。
具体的な一例として、前記磁性部が磁性粉末およびバインダー樹脂を含む高分子型磁性体の場合、前記磁性部の８５ｋＨｚの周波数における透磁率は、例えば５～１３０、１５～８０、または１０～５０であり、透磁損失は、０～２０、０～１５、または０～５であり得る。
＜磁性部の物理的特性＞
前記磁性部は一定の比で伸長され得る。例えば、前記磁性部の伸び率は０．５％以上であり得る。前記伸長特性は、高分子を適用しないセラミック系磁性体では得られ難いものであり、大面積の磁性部が衝撃により歪み等が発生しても損傷を減らし得る。具体的に、前記磁性部の伸び率は、０．５％以上、１％以上、または２．５％以上であり得る。前記伸び率の上限には特に制限はないが、伸び率向上のために高分子樹脂の含有量が多くなると、磁性部のインダクタンス等の特性が低下し得るので、前記伸び率は１０％以内であることが好ましい。
前記磁性部は、衝撃前後の特性変化率が少なく、一般的なフェライト磁性シートに比べて格段に優れる。本明細書において、ある特性の衝撃前後の特性変化率（％）は、次の式により算出し得る。特性変化率（％）＝｜衝撃前特性値－衝撃後特性値｜／衝撃前特性値×１００
例えば、前記磁性部は、１ｍの高さから自由落下させて印加した衝撃前後のインダクタンス変化率が５％未満、または３％以下であり得る。より具体的に、前記インダクタンス変化率は、０％～３％、０．００１％～２％、または０．０１％～１．５％であり得る。前記範囲内であるとき、衝撃前後のインダクタンス変化率が相対的に少ないので、磁性部の安定性がより向上し得る。
また、前記磁性部は、１ｍの高さから自由落下させて印加した衝撃前後の品質係数（Ｑファクタ；Ｌｓ／Ｒｓ）変化率が、０～５％、０．００１％～４％、または０．０１％～２．５％であり得る。前記範囲内であるとき、衝撃前後の特性変化が少ないので、磁性部の安定性と耐衝撃性とがより向上し得る。
また、前記磁性部は、１ｍの高さから自由落下させて印加した衝撃前後の抵抗変化率が、０～２．８％、０．００１％～１．８％、または０．１％～１．０％であり得る。前記範囲内であるとき、実際の衝撃と振動が加わる環境において繰り返し適用しても、抵抗値が一定レベル以下に良好に維持され得る。
また、前記磁性部は、１ｍの高さから自由落下させて印加した衝撃前後の充電効率変化率が、０～６．８％、０．００１％～５．８％、または０．０１％～３．４％であり得る。前記範囲内であるとき、大面積の磁性部が衝撃や歪みが繰り返し発生しても特性をより安定して維持し得る。
［空気循環部］
前記無線充電装置は、前記磁性部と前記シールド部との間に位置する空気循環部を含み得る。
一般的な無線充電装置において、反磁場発生に起因して充電効率が急激に低下する問題を防止するために、シールド部が磁性部と一定の距離分離隔して配置されるが、これにより、磁性部とシールド部との間の空きスペースに空気循環部が設けられ得る。外部から前記空気循環部に流入した空気は、磁性部の表面と直接接触してから外部に放出されることにより、磁性部で発生する熱を循環させ、放熱特性および充電効率を同時に向上させ得る。また、前記空気循環部に流入する空気を外部の空調システムから供給されることにより、湿気による磁性部の変性問題までも解決し得る。
前記空気循環部に流入した空気は、前記磁性部の表面と直接接触し得る。また、前記空気循環部に流入した空気は、前記シールド部の表面と直接接触し得る。また、前記空気循環部に流入した空気は、前記磁性部の表面と前記シールド部の表面とのいずれとも直接接触し得る。
前記空気循環部内部の温度は、５℃～５０℃であり、例えば、１０℃～４０℃、１０℃～３０℃、２０℃～４０℃、１０℃～２５℃、または１５℃～３０℃であり得る。
また、前記空気循環部内部の湿度は３０％～８０％であり、例えば３０％～７０％、５０％～６０％、３０％～６０％、または４０％～６５％であり得る。前記空気循環部内部の湿度が前記範囲を満足すると、放熱特性を向上させるだけでなく、高い湿度に起因して生じ得る磁性部の変性問題を最小化し得る。
本発明の一実現例によると、前記無線充電装置は、外部の空調システムから供給される空気が、前記磁性部の表面と直接接触して循環し得る空気循環部を含むことにより、前記空気循環部を含まない無線充電装置に比べて、充電効率を０．１％以上、具体的に０．２％～１０％、より具体的に０．５％～５％まで向上させ得る。さらには、磁性部およびコイル部で発生する熱に起因して隣接する回路に発生し得る機器的な損傷を防止し得る。
＜空気循環部の適用＞
図２、図３Ａおよび図４Ａは、前記空気循環部を含む様々な無線充電装置２００、３００、４００の断面図である。
一例によると、図２に示すように、前記空気循環部２４０の片側または両側に配置され、空気が前記空気循環部２４０に流入するように連結された流入配管２７０と、前記空気循環部から空気を排出するように連結された排出配管２８０とをさらに含み得る。
具体的に、前記無線充電装置２００は、導電性ワイヤを含むコイル部２１０と、前記コイル部２１０の一面上に配置された磁性部２２０と、前記磁性部２２０と離隔して形成されたシールド部２３０と、前記磁性部２２０と前記シールド部２３０との間に位置し、前記磁性部２２０の表面と直接空気が接触する空気循環部２４０とを含み、前記空気循環部２４０の片側または両側に配置され、空気２４５が前記空気循環部２４０に流入するように連結された流入配管２７０と、前記空気循環部から空気２４５を排出するように連結された排出配管２８０とを含み得る。
より具体的に、前記空気循環部２４０は、前記磁性部２２０の一面に接触して、外部の空調システムから供給される空気２４５が前記流入配管２７０を介して注入され、前記注入された空気が前記空気循環部２４０内で循環しながら、前記磁性部２２０で発生する熱を、前記排出配管２８０を介して外部に放出させ得る。この際、前記流入配管２７０を介して注入された空気は、前記シールド部２３０の表面と直接接触し得る。また、前記流入配管２７０を介して注入された空気が、前記シールド部２３０および前記磁性部２２０のいずれの表面にも直接接触すると、放熱効果を最大化し得る。前記流入配管２７０および排出配管２８０の大きさ、形状および材質は、本発明の効果を阻害しない範囲で、特に限定されない。
一般的な無線充電装置は、湿った空気または埃などの流入を防ぐために密閉された構造を有するため、無線充電の際に発生する熱を放出するのに不利であり、特に湿った空気または埃などが注入されると、磁性部の変性を引き起こし得る。
しかし、前述のように、流入配管が外部の空調システムと連結され、前記空調システムから供給された空気が前記流入配管に注入され循環することにより、前記磁性部で発生する熱を外部に放出し得る。さらには、空調システムからの湿度の低い乾燥した空気を前記磁性部表面にむらなく循環させ得るので、従来の湿気による磁性部の変性問題を解決し得る。
一方、図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ異なる例による無線充電装置の断面図、および前記無線充電装置に含まれる空気循環部の平面図を示すものである。
図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、前記無線充電装置３００は、前記磁性部３２０と前記シールド部３３０との間に位置し、前記磁性部３２０の表面と直接空気３４５が接触する空気循環部３４０を含み、前記空気循環部３４０は、前記空気が流動するよう形成されたガイド壁（guide wall）３９０をさらに含み得る。
前記ガイド壁３９０が、前記磁性部３２０の表面と接触して配置すると、空気が前記磁性部３２０の表面とむらなく接触するように誘導し得る。
また、前記ガイド壁３９０は、前記コイル部３１０が存在する領域に対応して配置され得る。一般に、コイル部は電磁波エネルギー密度が高いので、熱が最も多く蓄積され温度が最も高くなり得るため、前記コイル部が存在する領域に対応してガイド壁が配置されることにより、ガイド壁によって空気が循環して熱を放出させ得る。また、前記ガイド壁３９０は、前記コイル部３１０が存在する領域およびその他の領域にすべて配置されても良い。
また、前記ガイド壁３９０は、ガイド壁固定部（図示せず）によって固定されてもよく、前記磁性部はその一部にガイド壁固定部を含み得る。前記ガイド壁固定部は、ガイド壁３９０を固定し得る限り、その位置、形状、大きさは特に限定されない。
前記磁性部は、モールドによって所望の立体構造に成形可能なので、前記ガイド壁固定部は、前記磁性部を成形する際、側面、またはその上部の表面に制限なく所望の位置に設けられ得る。前記ガイド壁は、前記ガイド壁固定部によって固定されることにより、無線充電装置内、具体的には前記磁性部から脱落することなく固定され得る。または、前記ガイド壁は、接着剤を用いて磁性部に固定しても良い。
また、前記ガイド壁は、耐熱プラスチック素材であってよく、具体的に、ポリプロピレン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニルスルフィド、およびポリエーテルエーテルケトンからなる群より選択される少なくとも１種を含み得る。前記ガイド壁の厚さおよび幅は特に限定しないが、例えば、厚さが１ｍｍ～３ｍｍ、１ｍｍ～２．５ｍｍ、１．５ｍｍ～３ｍｍ、１．５ｍｍ～２．５ｍｍ、または２ｍｍ～３ｍｍであり、幅は、０．１ｍｍ～６ｍｍ、０．１ｍｍ～５ｍｍ、０．１ｍｍ～３ｍｍ、０．５ｍｍ～４ｍｍ、または０．３ｍｍ～４ｍｍであり得る。
前記ガイド壁による空気の移動経路の全長は、前記磁性部の縁を基準に、２５％～５００％、具体的に５０％～４００％、より具体的に７５％～３００％であり得る。前記空気の移動経路の全長が前記範囲を満足すると、空気が前記磁性部の表面にむらなく循環し得るので、放熱特性をさらに向上させ得る。
一方、図４Ａは、本発明のまた他の実現例による無線充電装置の断面図を示すものであり、図４Ｂは、前記無線充電装置に含まれる磁性部の斜視図を示すものであり、図４Ｃ～図４Ｅは、前記無線充電装置に含まれる様々な形状の磁性部の内部を説明するための平面図を示すものである。
図４Ａ～図４Ｅを参照すると、前記無線充電装置４００は、前記磁性部４２０、４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃが、前記空気循環部４４０からの空気が流入する少なくとも１つのホール（hole）４９０、および前記磁性部４２０、４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃの内部に前記ホール４９０と連結され前記空気４４５が循環するように形成された冷却流路（cooling channel）４９５ａ、４９５ｂ、４９５ｃをさらに含み得る。
前記磁性部４２０、４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃはモールドによって立体構造に形成され得るので、前記磁性部を成形する際、前記ホール４９０および前記冷却流路４９５ａ、４９５ｂ、４９５ｃを前記磁性部内部に設けられ得る。また、前記無線充電装置４００は、前記空気循環部４４０の片側に配置され、空気が前記空気循環部４４０に流入するように連結された流入配管４７０と、前記磁性部４２０の片側に配置され、前記冷却流路４９５ａ、４９５ｂ、４９５ｃから空気を排出するように連結された排出配管４８０とをさらに含み得る。
図４Ｂは、前記磁性部４２０内部に存在するホール４９０と、前記磁性部４２０の一方側に配置され、空気を排出するように連結された排出配管４８０とを含む磁性部４２０を示すものである。前記流入配管４７０から流入した空気４４５が前記ホール４９０を介して前記磁性部４２０の内部を通過することにより、放熱効果を最大化し得る。
また、図４Ｃ～図４Ｅは、前記磁性部４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃの内部に前記ホール４９０と連結されて前記空気が循環するように形成された冷却流路４９５ａ、４９５ｂ、４９５ｃの様々な形状を示すものである。また、前記排出配管４８０は、前記磁性部内部に位置する冷却流路４９５ａ、４９５ｂ、４９５ｃと連結され得る。
前記冷却流路の形状は、本発明の効果を阻害しない限り限定しないが、例えば、曲線状流路、直線状流路または蛇行状流路を含み得る。
具体的に、図４Ｃに示すように、前記冷却流路４９５ａは曲線状の流路であり得る。また、図４Ｄに示すように、前記冷却流路４９５ｂは直線状の流路であり得る。また、図４Ｅに示すように、前記冷却流路４９５ｃは蛇行状の流路であり得る。
前記ホール４９０は、直径が０．５ｍｍ～４．５ｍｍ、具体的に１ｍｍ～３ｍｍ、より具体的に１．５ｍｍ～２．５ｍｍであり得る。
また、前記冷却流路４９５ａ、４９５ｂ、４９５ｃは、直径が０．５ｍｍ～４．５ｍｍ、具体的に１ｍｍ～３ｍｍ、より具体的に１．５ｍｍ～２．５ｍｍであり得る。また、前記冷却流路およびホールの直径は互いに同一かまたは異なり得る。前記冷却流路の直径が前記範囲を超えると充電効率が低下することがあり、前記冷却流路の直径が前記範囲の未満であると、外部から流入した空気が前記冷却流路を介して循環する領域が狭くなり得るため、放熱特性が低下し得る。
前記冷却流路４９５ａ、４９５ｂ、４９５ｃは、前記磁性部４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃの総体積を基準に、１％～４０％、具体的に３％～３０％、より具体的に５％～２０％の総内部体積を有し得る。
前記冷却流路は、前記コイル部が存在する領域に対応して配置され、前記冷却流路によって電磁波エネルギー密度が高くて熱が多く蓄積されるコイル部の熱を外部に放出することにより、放熱効果を最大化し得る。また、前記冷却流路は、前記コイル部が存在する領域、およびその他の領域に配置されてもよい。
［微小流路］
図６に示すように、前記実現例による無線充電装置６００は、前記磁性部６２０の内部または隣接部に配置された微小流路６９５を含み得る。これにより、前記磁性部６２０で発生する熱を効率よく外部に排出し得る。
前記微小流路の形状は、前記磁性部の熱を流体によって外部に伝達しやすくするための形状であれば特に限定されない。図７Ａは、内部に微小流路を含む磁性部の平面図を示すものである。図７Ａに示すように、前記微小流路６９５は、流入口６７０に注入された流体が広い面積を循環した後、排出口６８０から抜け出るように設計され得る。
一方、前記磁性部において熱が主に発生する領域はコイル部に対応する領域なので、前記微小流路はコイル部が存在する領域に対応して配置され得る。言い換えると、前記微小流路は、コイル部内で導電性ワイヤの密度の少ない中央部にはほとんど配置されなくてもよい。
前記微小流路の内径は０．１ｍｍ～５ｍｍであり得る。前記範囲内であるとき、磁性素材の体積当たりの磁気特性を保ちながら、円滑な流体の流れによって放熱特性をより高め得る。より具体的に、前記微小流路の内径は、０．５ｍｍ～３ｍｍ、０．５ｍｍ～２ｍｍ、２ｍｍ～５ｍｍであり得る。
図７Ａに示すように、前記微小流路６９５は磁性部６２０の内部に配置され得る。この場合、磁性部の内部で発生する熱を効果的に処理できるという利点がある。前記微小流路が前記磁性部の内部に配置される構造は様々に設計され得る。
一例として、内部に微小流路を有するようにモールドによって高分子型磁性体を成形し得る。この場合、微小流路は磁性部内部の空きスペースと定義し得る。
他の例として、微小流路が挿入される内部空間を有するようモールドによって高分子型磁性体を成形した後、微小流路を挿入し得る。この場合、微小流路は、金属またはその他の熱伝導性素材で予め作製した後、高分子型磁性体内に挿入され得る。
また他の例として、複数の磁性シートの間に微小流路を挿入して積層することにより、微小流路が挿入された磁性シート積層体を製造し得る。
前記微小流路は、前記磁性部の総体積を基準に、５％～７０％の総内部体積を有し得る。前記範囲内であるとき、磁性部の電磁波遮蔽能と放熱特性とを同時に向上させるのにより有利であり得る。より具体的に、前記微小流路は、前記磁性部の総体積を基準に、５％～４０％、２０％～５０％、または４０％～７０％の総内部体積を有し得る。
または、図８Ｂに示すように、前記微小流路６９５は磁性部６２０の隣接部に配置され得る。一例として、前記微小流路６９５は、前記磁性部６２０と前記シールド部６３０との間に配置され得る。具体的に、前記微小流路６９５は放熱部６４０の内部に形成され、前記放熱部６４０が前記磁性部６２０の隣接部に配置され得る。例えば、前記放熱部６４０が前記磁性部６２０の一面に付着され得る。具体的に、前記放熱部６４０が前記磁性部６２０の前記シールド部６３０に向かう一面に付着され得る。
前記放熱部は熱伝導性素材からなり得る。前記熱伝導性素材は、金属系、カーボン系、セラミック系素材などを含み得る。また、前記熱伝導性素材は、金属系、カーボン系、セラミック系素材などがバインダー樹脂に分散された複合素材であり得る。
または、前記微小流路は、前記磁性部と前記コイル部との間に配置され、磁性部とコイル部とで発生する熱を同時に処理し得る。
［冷却器および循環ポンプ］
前記無線充電装置は、前記微小流路と連結される冷却器をさらに含み得る。図８Ａおよび図８Ｂを参照すると、一実現例による無線充電装置６００は、前記微小流路６９５に連結される冷却器１５を含み得る。
前記冷却器１５は、前記無線充電装置のハウジング６０１の外部に配置され得る。前記冷却器は、前記流体を効果的に冷却するための方式および構造を採用し得る。例えば、前記冷却器は、空冷式または水冷式により前記流体を冷却し得る。
前記冷却器は、防水および防塵のために密閉された構造を有しながら前記微小流路に連結され得る。図８Ａおよび図８Ｂに示すように、前記微小流路６９５の流入口および俳出口に連結流路１６を介して前記冷却器１５と連結され得る。
前記無線充電装置の冷却器として、前記電気自動車に基本的に設けられる冷却設備を用いることができる。
例えば、前記冷却器は、自動車のエアコンを含み得る。具体的に、図９に示すように、移動手段１の内部に設けられたエアコンが冷却器１５として用いられ、無線充電装置６００の微小流路の流入口および排出口に連結された連結流路１６と前記エアコンとが連結され得る。これにより、別途の冷却器を製作しなくても、効果的な放熱が可能となり得る。
また、前記無線充電装置は、前記微小流路内の流体の流れを発生させるための装置、例えば循環ポンプをさらに備え得る。
［流体］
前記無線充電装置は、前記微小流路と前記冷却器とを循環しながら流れる冷却のための流体をさらに含み得る。前記流体は、前記磁性部で発生する熱を外部に伝達し得る。具体的に、前記流体は前記磁性部で発生する熱を前記冷却器に伝達し得る。
前記流体は気体または液体であり、例えば、空気、水、またはその他冷媒として用いられる液相または気相の流体であり得る。
具体的に、前記流体は、空気、水、オイル（例えばエンジンオイル）、アルコール（例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、不凍液）、またはこれらの混合物であり得る。
前記流体の熱伝導率は、２０℃にて０．０２２Ｗ／ｍ・Ｋ～０．６９Ｗ／ｍ・Ｋであり、例えば、０．０２２Ｗ／ｍ・Ｋ～０．０３８Ｗ／ｍ・Ｋ、０．５７Ｗ／ｍ・Ｋ～０．６９Ｗ／ｍ・Ｋ、０．１３Ｗ／ｍ・Ｋ～０．１５Ｗ／ｍ・Ｋ、または０．２４Ｗ／ｍ・Ｋ～０．６９Ｗ／ｍ・Ｋであり得る。
前記流体の密度は、２０℃にて０．７５ｋｇ／ｍ３～１１００ｋｇ／ｍ３であり、例えば、０．７５ｋｇ／ｍ３～１．３９ｋｇ／ｍ３、８４０ｋｇ／ｍ３～１０００ｋｇ／ｍ３、８００ｋｇ／ｍ３～９００ｋｇ／ｍ３、または８４０ｋｇ／ｍ３～１１００ｋｇ／ｍ３であり得る。
前記流体の熱容量は、２０℃にて１００５Ｊ／ｋｇ・Ｋ～４２５０Ｊ／ｋｇ・Ｋであり、例えば、１００５Ｊ／ｋｇ・Ｋ～１０２３Ｊ／ｋｇ・Ｋ、４１５０Ｊ／ｋｇ・Ｋ～４２５０Ｊ／ｋｇ・Ｋ、１７００Ｊ／ｋｇ・Ｋ～２５００Ｊ／ｋｇ・Ｋ、または２５００Ｊ／ｋｇ・Ｋ～４２５０Ｊ／ｋｇ・Ｋであり得る。
前記流体の熱拡散率は、２０℃にて６×１０－８ｍ２／ｓ～４９６０×１０－８ｍ２／ｓであり、例えば１５７０×１０－８ｍ２／ｓ～４９６０×１０－８ｍ２／ｓ、１０×１０－８ｍ２／ｓ～２０×１０－８ｍ２／ｓ、６×１０－８ｍ２／ｓ～１０×１０－８ｍ２／ｓ、または９×１０－８ｍ２／ｓ～２０×１０－８ｍ２／ｓであり得る。
一実現例によると、前記流体は、１気圧および２０℃にて０．０２２Ｗ／ｍ・Ｋ～０．０３８Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率、０．７５ｋｇ／ｍ３～１．３９ｋｇ／ｍ３の密度、１００５Ｊ／ｋｇ・Ｋ～１０２３Ｊ／ｋｇ・Ｋの熱容量、１５７０×１０－８ｍ２／ｓ～４９６０×１０－８ｍ２／ｓの熱拡散率を有し得る。
他の実現例によると、前記流体は、２０℃にて０．５７Ｗ／ｍ・Ｋ～０．６９Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率、８４０ｋｇ／ｍ３～１０００ｋｇ／ｍ３の密度、４１５０Ｊ／ｋｇ・Ｋ～４２５０Ｊ／ｋｇ・Ｋの熱容量、１０×１０－８ｍ２／ｓ～２０×１０－８ｍ２／ｓの熱拡散率を有し得る。
また他の実現例によると、前記流体は、２０℃にて０．１３Ｗ／ｍ・Ｋ～０．１５Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率、８００ｋｇ／ｍ３～９００ｋｇ／ｍ３の密度、１７００Ｊ／ｋｇ・Ｋ～２５００Ｊ／ｋｇ・Ｋの熱容量、６×１０－８ｍ２／ｓ～１０×１０－８ｍ２／ｓの熱拡散率を有し得る。
また他の実現例によると、前記流体は、２０℃にて０．２４Ｗ／ｍ・Ｋ～０．６９Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率、８４０ｋｇ／ｍ３～１１００ｋｇ／ｍ３の密度、２５００Ｊ／ｋｇ・Ｋ～４２５０Ｊ／ｋｇ・Ｋの熱容量、９×１０－８ｍ２／ｓ～２０×１０－８ｍ２／ｓの熱拡散率を有し得る。
［支持部］
図６に示すように、前記無線充電装置６００は、前記コイル部６１０を支持する支持部６６０をさらに含み得る。前記支持部の材質および構造は、無線充電装置に使用される通常の支持部の材質および構造を採用し得る。前記支持部は、平板構造またはコイルを固定できるように、コイル部の形状に沿って溝が掘られた構造を有し得る。
［ハウジング］
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、前記実現例による無線充電装置６００は、前述の構成要素を収容するハウジング６０１をさらに含み得る。
前記ハウジングは、前記コイル部、シールド部、磁性部などの構成要素が適切に配置され組み立てられ得るようにする。前記ハウジングの材質および構造は、無線充電装置に使用される通常のハウジングの材質および構造を採用することができ、その内部に含まれる構成要素に応じて適切に設計され得る。
［スペーサ］
また、前記実現例による無線充電装置は、前記シールド部と磁性部との間の空間を確保するためのスペーサをさらに含み得る。前記スペーサの材質および構造は、無線充電装置に用いられる通常のハウジングの材質および構造を採用し得る。
（移動手段）
前記無線充電装置は、送信機と受信機との間の大容量の電力伝送を必要とする電気自動車のような移動手段などに有用に使用され得る。
図１０は、無線充電装置が適用された移動手段、具体的に電気自動車を示すものであり、下部に無線充電装置を備え、電気自動車用無線充電システムが設けられた駐車区域において無線で充電され得る。
図１０を参照すると、一実現例による移動手段１は、前記実現例による無線充電装置を受信機２１として含む。前記無線充電装置は、移動手段１の無線充電の受信機２１として機能し、無線充電システムの送信機２２から電力供給を受け得る。
このように、前記移動手段は無線充電装置を含み、前記無線充電装置は前述のような構成を有する。
具体的に、前記移動手段に含まれる無線充電装置は、コイル部と、前記コイル部上に配置されるシールド部と、前記コイル部と前記シールド部との間に配置される磁性部と、前記磁性部の内部または隣接部に配置される流路とを含み、前記流路に冷却流体が流入して前記磁性部と接触する。
前記移動手段に含まれる無線充電装置の各構成要素の構成および特徴は、前述の通りである。
前記移動手段は、前記無線充電装置から電力伝送を受けるバッテリーをさらに含み得る。前記無線充電装置は、無線で電力伝送を受けて前記バッテリーに伝達し、前記バッテリーは前記電気自動車の駆動系に電力を供給し得る。前記バッテリーは、前記無線充電装置またはその他追加の有線充電装置から伝達される電力によって充電され得る。
また、前記移動手段は、充電に関する情報を無線充電システムの送信機に伝達する信号伝送機をさらに含み得る。このような充電に関する情報は、充電速度のような充電効率、充電状態などであり得る。
１：移動手段（電気自動車）
２：射出成形機
３：モールド
１５：冷却器
１６：連結流路
２１：受信機
２２：送信機
１００、１００'、２００、３００、４００、５００、６００：無線充電装置
１１０、１１０'、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０：コイル部
１２０、１２０'、２２０、３２０、４２０、４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、５２０、６２０：磁性部
１３０、１３０'、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０：シールド部
１４０、１４０'、２４０、３４０、４４０、５４０：空気循環部
１４５、２４５、３４５、４４５、５５５：空気（流体）
１６０、５６０、６６０：支持部
２７０、３７０、４７０：流入配管
２８０、３８０、４８０：排出配管
３９０：ガイド壁
４９０：ホール
４９５ａ、４９５ｂ、４９５ｃ：冷却流路
５０１、６０１：ハウジング
６２１：原料組成物
６４０：放熱部
６９５：微小流路
６７０：流入口
６８０：排出口

Claims (13)

  1. コイル部と、
    前記コイル部上に配置されるシールド部と、
    前記コイル部と前記シールド部との間に配置される磁性部と、
    前記磁性部の内部または隣接部に配置される流路とを含み、
    前記流路として、前記磁性部と前記シールド部との間に位置する空気循環部を含み、
    冷却のための流体として、前記空気循環部に空気が流入して前記磁性部の表面及び前記シールド部の表面と直接接触する、無線充電装置。
  2. 前記空気循環部に流入する空気が、外部の空調システムから供給される、請求項１に記載の無線充電装置。
  3. 前記空気循環部の片側または両側に配置され、空気が前記空気循環部に流入するように連結された流入配管と、前記空気循環部から空気を排出するように連結された排出配管とをさらに含む、請求項１に記載の無線充電装置。
  4. 前記空気循環部は、前記空気が流動するように形成されたガイド壁（guide wall）をさらに含む、請求項１に記載の無線充電装置。
  5. 前記磁性部が、
    前記空気循環部からの空気が流入する少なくとも１つのホール（hole）と、
    前記磁性部の内部に前記ホールと連結され空気が循環するように形成された冷却流路（cooling channel）をさらに含む、請求項１に記載の無線充電装置。
  6. 前記空気循環部内部の温度が５℃～５０℃であり、内部の湿度が３０％～８０％である、請求項１に記載の無線充電装置。
  7. 前記無線充電装置が、
    前記流路として、前記磁性部の内部に配置される微小流路を含む、請求項１に記載の無線充電装置。
  8. 前記微小流路が、前記磁性部の総体積を基準に５％～７０％の総内部体積を有する、請求項７に記載の無線充電装置。
  9. 前記微小流路が、０．１ｍｍ～５ｍｍの内径を有する、請求項７に記載の無線充電装置。
  10. 前記微小流路が、前記コイル部が存在する領域に対応して配置される、請求項７に記載の無線充電装置。
  11. 前記磁性部が、バインダー樹脂と、前記バインダー樹脂内に分散された磁性粉末とを含む、請求項７に記載の無線充電装置。
  12. 前記無線充電装置が、前記微小流路に連結される冷却器をさらに含み、
    冷却のための流体が、前記微小流路および前記冷却器を循環しながら流れ、
    前記冷却器が空冷式または水冷式により前記流体を冷却する、請求項７に記載の無線充電装置。
  13. 無線充電装置を含む移動手段であって、
    前記無線充電装置が、
    コイル部と、
    前記コイル部上に配置されるシールド部と、
    前記コイル部と前記シールド部との間に配置される磁性部と、
    前記磁性部の内部または隣接部に配置される流路とを含み、
    前記流路として、前記磁性部と前記シールド部との間に位置する空気循環部を含み、
    前記流路に冷却のための流体として、前記空気循環部に空気が流入して前記磁性部の表面及び前記シールド部の表面と直接接触する、移動手段。
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