KR101743300B1 - 차량 멈춤턱을 활용한 이동형 비접촉 충전시스템 및 방법 - Google Patents

차량 멈춤턱을 활용한 이동형 비접촉 충전시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 멈춤턱을 활용한 이동형 비접촉 충전시스템 및 방법을 제공한다. 전력계통과 연동하여 차량을 충전하는 이동형 비접촉 충전시스템은 복수의 충전코어를 구비하며 하나의 바(bar) 형태로 소정의 길이를 갖는 차량 방지턱이 비접촉 충전소 상에 형성되어 있는 상태에서, 차량이 제1 방향으로 진입하여 차량 방지턱에 접촉되면 복수의 충전코어 중 선택된 충전코어를 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 이동시켜 차량의 수전코어와 선택된 충전코어를 일치시켜 충전을 수행하는 충전 실행 장치 및 차량 방지턱에서 상기 차량의 접촉을 감지한 결과를 이용하여 차량과 수전코어의 위치를 추정하고, 충전코어를 수전코어로 이동시켜 일치시키기 위한 충전코어 이동신호를 생성하여 충전 실행장치로 전달하는 충전 제어 장치를 포함한다.

Description

차량 멈춤턱을 활용한 이동형 비접촉 충전시스템 및 방법{Movable inductive charging system and method using car stopper}
본 발명은 차량 멈춤턱을 활용한 이동형 비접촉 충전장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 멈춤턱 내부에 구비된 급전용 코어를 차량의 수전코어의 위치로 이동시켜 코어간의 이격을 감소시켜 비접촉식으로 충전을 수행하는 차량 멈춤턱을 활용한 이동형 비접촉 충전장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 비접촉 충전방식의 차량 충전은 충전효율이 95% 이상인 접촉식 충전방식에 비해 비교적 낮은 전력전송 효율을 갖고 있다. 이는 비접촉 충전시스템의 특징인 충전코어와 수전코어 사이의 공간인 에어갭(Air-Gap)이라 불리는 간격에 의해 충전효율이 저하된다.
다시 말해, 충전코어와 수전코어 사이에는 코어간의 수직방향의 이격과 수평방향의 이격에 따라 에어갭이 형성되며, 이처럼 두 가지 형태의 코어간 거리의 이격이 커질수록 충전효율은 기하급수적으로 감소한다.
이러한 현상을 전기자동차 충전인프라 측면에서 살펴보면, 차량의 주차되는 위치에 따라 충전코어와 수전코어의 위치가 달라지기 때문에 코어가 일치하지 않은 경우 충전효율이 떨어지게 되므로 전력계통에서는 100%의 전력사용량을 계량하여 청구하는 반면 고객의 입장에서는 40~50%의 전력만 충전하고 100% 사용요금을 지불해야 하는 악영향이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 충전코어에서 전송한 전력이 수전코어로 모두 수전되지 않아 외부로 방사됨으로써 인체 또는 주변에 전자파 영향을 초래할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 차량 멈춤턱 내부에 구비된 급전용 코어를 차량의 수전코어의 위치로 이동시켜 코어간의 이격을 감소시켜 비접촉식으로 충전을 수행하는 차량 멈춤턱을 활용한 이동형 비접촉 충전장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전력계통과 연동하여 차량을 충전하는 이동형 비접촉 충전시스템에 있어서,
복수의 충전코어를 구비하며 하나의 바(bar) 형태로 소정의 길이를 갖는 차량 방지턱이 비접촉 충전소 상에 형성되어 있는 상태에서, 상기 차량이 제1 방향으로 진입하여 상기 차량 방지턱에 접촉되면 상기 복수의 충전코어 중 선택된 충전코어를 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 이동시켜 상기 차량의 수전코어와 선택된 충전코어를 일치시켜 충전을 수행하는 충전 실행 장치; 및 상기 차량 방지턱에서 상기 차량의 접촉을 감지한 결과를 이용하여 상기 차량과 상기 수전코어의 위치를 추정하고, 상기 충전코어를 상기 수전코어로 이동시켜 일치시키기 위한 충전코어 이동신호를 생성하여 상기 충전 실행장치로 전달하는 충전 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량 방지턱은 상기 차량의 바퀴가 접촉되는 바퀴 접촉부; 상기 바퀴 접촉부로부터 전달되는 압력을 센싱하는 압력측정 센서; 상기 바퀴 접촉부에 상기 바퀴가 접촉되어 전달되는 압력을 상기 압력측정 센서로 전달하는 압전 소자; 및 상기 압력 센싱값을 전달한 해당 압력측정 센서의 위치정보를 검출하여 상기 압력 센싱값과 함께 상기 충전 제어 장치로 전달하는 센싱결과 제공부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충전 실행 장치를 제어하는 충전 제어부; 및 상기 전력계통과의 연결을 제어하여 상기 충전 실행 장치로 급전을 제공하는 복수의 전력공급 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 전력공급 제어부는 복수의 충전코어에 각각 대응하여 연결되며, 상기 수전코어와 일치된 충전코어로 급전을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 충전 제어부는 상기 압력측정 센서 중 압력 센싱값을 전달한 해당 압력측정 센서의 위치정보와 상기 압력 센싱값을 수신하는 압력 센싱값 수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충전 제어부는 상기 해당 압력측정 센서의 위치정보와 상기 압력 센싱값을 이용하여 상기 차량의 대략적인 위치와 상기 수전코어의 위치를 추정하는 위치 추정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충전 제어부는 상기 복수의 충전코어 중 상기 차량에 가장 가까운 위치의 충전코어 또는 충전이 가능한 충전코어의 순위를 결정하는 충전코어 선정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충전 제어부는 상기 위치 또는 상기 순위에 따라 결정된 충전코어가 상기 수전코어로 이동하기 위한 거리이동정보를 산출하며, 상기 거리이동정보를 포함하는 충전코어 이동신호를 생성하여 상기 충전 실행 장치로 전달하는 것을 특징으로 한다.
상기 충전 실행 장치는 상기 비접촉 충전소 아래 매설되어 있으며, 상기 복수의 충전코어와 각각 연결되어 상기 충전코어를 지정된 위치로 이동시키는 코어 이동판; 상기 코어 이동판을 상기 제2 방향으로 이동시키기 위한 코어이동 레인; 및 상기 코어이동 레인을 고정시키기 위한 이동레인 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 충전소 상에 복수의 충전코어를 구비하며 하나의 바(bar) 형태로 소정의 길이를 갖는 차량 방지턱이 형성되어 있는 이동형 비접촉 충전시스템에서 전력계통과 연동하여 차량을 충전하는 방법에 있어서,
상기 비접촉 충전소에 차량이 제1 방향으로 진입하여 상기 차량 방지턱에 접촉하는 단계; 상기 접촉에 의한 압력을 센싱한 결과를 이용하여 상기 차량에 장착된 수전코어와 상기 차량의 위치를 추정하는 단계; 상기 차량과 상기 수전코어의 위치를 추정한 결과에 기초하여 상기 복수의 충전코어 중 어느 하나의 충전코어를 선택하는 단계; 상기 어느 하나의 충전코어와 상기 수전코어를 일치시키기 위한 거리를 고려하여 충전코어 이동신호를 생성하는 단계; 및 상기 충전코어 이동신호에 기초하여 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 상기 어느 하나의 충전코어를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 어느 하나의 충전코어를 선택하는 단계는, 상기 복수의 충전코어 중 상기 차량의 위치에 가장 가까운 충전코어 또는 충전이 가능한 충전코어의 순위를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충전코어 이동신호를 생성하는 단계는, 상기 위치 또는 상기 순위에 따라 결정된 충전코어가 상기 수전코어로 이동하기 위한 거리이동정보를 산출하는 단계; 및 상기 거리이동정보를 포함하는 충전코어 이동신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 어느 하나의 충전코어를 이동시키는 단계는, 상기 충전코어와 상기 수전코어가 비접촉식으로 충전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량 방지턱은, 상기 차량의 바퀴가 접촉되는 바퀴 접촉부; 상기 바퀴 접촉부로부터 전달되는 압력을 센싱하는 압력측정 센서; 상기 바퀴 접촉부에 상기 바퀴가 접촉되어 전달되는 압력을 상기 압력측정 센서로 전달하는 압전 소자; 및 상기 압력 센싱값을 전달한 해당 압력측정 센서의 위치정보를 검출하는 센싱결과 제공부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서는 비접촉 충전소 상에 하나의 바(bar) 형태로 길게 형성된 차량 멈춤턱에 충전을 위해 진입하는 차량이 제1 방향으로 이동하여 차량의 바퀴가 물리적으로 일치된 상태에서 차량에 장착된 수전코어와의 이격을 일치시키기 위해 충전코어의 위치를 좌우 방향, 즉 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 일치시킴에 따라, 종래 비접촉 충전을 위해 수직방향과 수평방향을 일치시던 것과 달리 차량에 장착된 수전코어와 충전코어의 제2 방향인 수평방향만을 일치시켜 코어의 크기에 상관없이 충전효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 멈춤턱을 활용한 이동형 비접촉 충전시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 비접촉 충전소에 서로 다른 크기의 차량이 주차하여 비접촉 충전을 수행하는 한 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 멈춤턱을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시한 차량 멈춤턱의 단면을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 3에 도시한 차량 멈춤턱에 차량의 바퀴가 접촉된 한 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 충전 제어 장치의 충전 제어부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시한 충전 제어부의 위치 추정부에서 차량 및 수전코어의 위치를 추정하는 한 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 충전코어가 수전코어로 이동하여 비접촉 충전을 수행하는 한 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이동형 비접촉 충전시스템을 단독의 주차공간에 적용한 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차량 멈춤턱을 이용하여 이동형 비접촉 충전을 수행하는 순서를 나타내는 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량 멈춤턱을 활용한 이동형 비접촉 충전시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1에 도시한 비접촉 충전소에 서로 다른 크기의 차량이 주차하여 비접촉 충전을 수행하는 한 예를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량 멈춤턱을 활용한 이동형 비접촉 충전시스템(10)은 충전 실행 장치(100) 및 충전 제어 장치(200)를 포함한다.
충전 실행 장치(100)는 복수의 차량들(20)이 충전할 수 있도록 공간이 형성되어 있는 비접촉 충전소(110)에 구비되며, 차량 멈춤턱(120), 코어 이동판(130), 코어이동 레인(140) 및 이동레인 고정부(150)를 포함한다.
차량 멈춤턱(120)은 비접촉 충전소(110) 상에 하나의 바(bar) 형태로 길게 형성되어 있으며, 내부에는 좌우로 이동 가능하며, 차량(20)에 장착된 수전코어(21)와 비접촉식으로 충전을 수행하는 복수개의 충전코어(121)가 구비된다.
코어 이동판(130)은 비접촉 충전소(110) 아래에 매설되어 있으며, 비접촉 충전소(110) 상에 위치한 각 충전코어(121)과 연결되어 충전코어(121)를 지정된 위치로 이동시킨다.
코어이동 레인(140)은 비접촉 충전소(110) 아래에서 코어 이동판(130)이 충전코어(121)을 원하는 위치로 이동시킬 수 있도록 코어 이동판(130)을 좌우로 이동시킨다.
이동레인 고정부(150)는 비접촉 충전소(110) 아래에서 코어이동 레인(140)이 좌우로 이동할 수 있도록 레일을 고정시킨다.
예를 들어, 도 2와 같이, 비접촉 충전소(110)의 차량 멈춤턱(120)에 서로 다른 크기의 차량(20a, 20b)이 진입하는 경우, 차량(20a)과 가까운 충전코어(121a)가 차량(20a)이 주차한 지점으로 이동하여 수전코어(21a)를 통해 충전을 시행하며, 차량(20b)도 가까운 충전코어(121b)가 차량(20b)이 주차한 지점으로 이동하여 수전코어(21b)를 통해 충전을 시행한다.
다시 말해, 본 발명의 실시예에 따른 이동형 비접촉 충전시스템(10)에서는 충전하려는 차량에 장착된 수전코어의 위치에 상관없이 차량 멈춤턱(120)의 내부에 구비된 충전코어가 수전코어의 위치로 이동하여 충전을 수행하므로 차량의 크기가 다르더라도 별도의 공간으로 이동하여 충전해야 하는 불편함을 해소 할 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 충전 제어 장치(200)는 충전 실행 장치(100)를 제어하며, 충전 제어부(210) 및 전력공급 제어부(220)를 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 하나의 바(bar) 형태를 갖는 충전 실행 장치를 예로 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 동일한 구성의 복수의 충전 실행 장치를 동시에 제어할 수 있다.
충전 제어부(210)는 과금연계, 충전코어의 위치 조정, 사용자 인터페이스 등을 제어하며, 이를 위한 표시부(211)를 포함한다.
전력공급 제어부(220)는 충전 제어부(210)의 제어에 따라 전력계통(30)과의 연결을 제어하기 위한 인버터 또는 컨버터 장치일 수 있으며, 충전코어(121)와 연결되어 전력계통(30)으로부터 전달된 급전을 제공한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량 멈춤턱을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4는 도 3에 도시한 차량 멈춤턱의 단면을 나타내는 도면이다. 도 5 및 도 6은 도 3에 도시한 차량 멈춤턱에 차량의 바퀴가 접촉된 한 예를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량 멈춤턱(120)은 충전코어(121) 이외에도 바퀴 접촉부(122), 압전 소자(123), 압력측정 센서(124), 센싱결과 제공부(125) 및 데이터선(126)을 포함한다. 이때, 도 3 및 도 4에서는 차량 멈춤턱(120)의 압전 소자, 압력측정 센서의 일부가 도시되었으나, 본 발명의 압전 소자, 압력측정 센서는 도 6에서와 같이 고정된 위치에 복수개의 압전 소자, 압력측정 센서가 장착되어 위치를 감지할 수 있도록 위치정보가 할당된다.
바퀴 접촉부(122)는 차량이 비접촉 충전소(110)에 충전을 위해 주차할 때 진입하는 차량의 바퀴가 접촉되며, 그 한 예는 도 5와 같다. 바퀴 접촉부(122)는 차량 바퀴(22)가 차량 멈춤턱(120)에 접촉될 때 압력을 받을 수 있도록 소프트한 재질로 상부와 전면이 형성되며, 내부에는 압전소자(123)가 구비된다. 즉, 바퀴 접촉부(122)는 접촉에 의한 압력을 압전 소자(123)를 통해 압력측정 센서(124)로 전달한다.
압전 소자(123)는 바퀴 접촉부(122)에 차량의 바퀴가 접촉되어 전달되는 압력을 압력측정 센서(124)로 전달한다.
압력측정 센서(124)는 바퀴 접촉부(122)로부터 전달되는 압력을 센싱한다.
센싱결과 제공부(125)는 센싱결과(전압변화)를 전달받는다. 그리고, 센싱결과 제공부(125)는 압력 센싱값을 전달한 해당 압력측정 센서(124)의 위치정보를 검출한다. 센싱결과 제공부(125)는 압력측정 센서(124)의 위치정보와 압력 센싱값을 데이터선(126)을 통해 충전 제어부(210)로 전달하여 비접촉 충전소(110) 상에서 현재 차량의 위치를 대략적으로 감지하도록 한다.
데이터선(126)은 충전 제어부(210)와 연결되며, 센싱결과 제공부(125)로부터 전달되는 센싱결과 또는 전압변화 등의 압력 센싱값을 충전 제어부(210)로 전달한다.
다시 말해, 본 발명의 실시예에서는 도 6에 도시한 바와 같이, 차량 멈춤턱(120)의 바퀴 접촉부(122)에 차량의 바퀴(22)가 접촉되면, 압전 소자(123)의 배열 중 차량이 접촉된 접촉지점(CP)에 해당하는 압전 소자만이 대응하는 위치의 압력측정 센서(124)로 압력을 전달한다. 그러면, 압력측정 센서(124)는 이를 센싱하고 그 결과값을 센싱결과 제공부(125)로 전달한다. 센싱결과 제공부(125)는 압력 센싱값을 전달한 해당 압력측정 센서(124)의 위치정보를 검출하고, 압력측정 센서(124)의 위치정보와 압력 센싱값을 데이터선(126)을 통해 충전 제어부(210)로 전송하여 비접촉 충전소(110) 상에서 현재 차량의 위치를 추정하도록 한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 충전 제어 장치의 충전 제어부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8은 도 7에 도시한 충전 제어부의 위치 추정부에서 차량 및 수전코어의 위치를 추정하는 한 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 충전코어가 수전코어로 이동하여 비접촉 충전을 수행하는 한 예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이동형 비접촉 충전시스템을 단독의 주차공간에 적용한 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 충전 제어 장치(200)의 충전 제어부(210)는 압력 센싱값 수신부(211), 위치 추정부(212), 충전코어 선정부(213) 및 충전코어 제어부(214)를 포함한다.
압력 센싱값 수신부(211)는 차량 멈춤턱(120)에 설치된 압력측정 센서(124) 중 변화가 있는 압력측정 센서의 위치정보와 압력 센싱값을 전달받으며, 이를 위치 추정부(212)로 전달한다.
위치 추정부(212)는 압력측정 센서 중 압력 센싱값의 변화가 있는 압력측정 센서의 위치정보를 이용하여 비접촉 충전소(110) 상의 차량 멈춤턱(120)에서 차량의 대략적인 위치를 추정한다.
그리고, 위치 추정부(212)는 차량에 장착된 수전코어의 위치를 추정한다. 구체적으로, 도 8에서와 같이 충전하려는 차량(20)에 전력을 수전할 수 있는 수전코어(21)가 후면 바퀴 뒤의 중앙에 위치(전면 동일)하므로, 위치 추정부(212)는 차량(20)의 양쪽 바퀴가 바퀴 접촉부(122)에 접촉하면 양쪽 바퀴에 대응하는 위치에 각 압력측정 센서의 위치정보를 분석하여 양쪽 바퀴의 정 중앙에 위치하는 수전코어(21)의 위치를 추정한다.
위치 추정부(212)는 수전코어의 위치 정보를 충전코어 선정부(213)로 전달한다.
다시 도 7을 참고하면, 충전코어 선정부(213)는 차량에 가장 가까운 위치의 충전코어 또는 충전이 가능한 충전코어의 순위를 결정한다. 그리고, 충전코어 선정부(213)는 이 결과를 충전코어 제어부(214)로 전달한다.
충전코어 제어부(214)는 가장 가까운 위치 또는 충전이 가능한 충전코어의 순위에 기초하여 결정된 충전코어가 수전코어로 이동하기 위한 거리이동정보를 산출한다. 그리고, 충전코어 제어부(214)는 비접촉 충전소(110)의 충전코어를 실제로 이동시키기 위해 거리이동정보를 포함하는 충전코어 이동신호를 생성하여 충전 실행 장치(100)로 전달한다.
다시 말해, 충전코어 제어부(214)는 충전코어 이동신호를 충전 실행 장치(100)로 전달하여, 충전코어 이동신호에 기초하여 해당 충전코어 코어 이동판(130), 코어이동 레인(140) 및 이동레인 고정부(150)에 의해 해당 충전코어(121)가 차량의 수전코어(21)로 이동되어 비접촉 충전이 수행될 수 있도록 제어하며, 그 한 예는 도 9와 같다.
본 발명의 실시예에서는 비접촉 충전소(110)가 복수의 차량을 충전하기 위한 것으로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 도 10과 같이 단독의 주차공간에서도 적용할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 차량 멈춤턱을 이용하여 이동형 비접촉 충전을 수행하는 순서를 나타내는 도면이다.
도 1, 도 6 및 도 11을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량(20)은 비접촉 충전소(110)에 충전을 하기 위해 진입하여 차량 멈춤턱(120)에 접촉한다(S100). 즉, 차량(20)의 바퀴(22)가 바퀴 접촉부(122)에 접촉하게 되면, 접촉에 의한 압력이 압전 소자(123)를 통해 압력측정 센서(124)로 전달된다. 그러면, 센싱결과 제공부(125)는 차량 멈춤턱(120)에 설치된 압력측정 센서(124) 중 변화가 있는 압력측정 센서의 위치정보와 압력 센싱값을 전달한다(S110).
충전 제어부(210)의 압력 센싱값 수신부(211)는 압력측정 센서의 위치정보와 압력 센싱값을 수신하여 위치 추정부(212)로 전달하며, 위치 추정부(212)는 이를 이용하여 차량(20)의 대략적인 위치를 추정하고, 차량(20)에 장착된 수전코어(21)의 위치를 추정한다(S120). 그리고, 위치 추정부(212)는 추정된 차량의 위치와 수전코어(21)의 위치를 충전코어 선정부(213)로 전달한다.
충전코어 선정부(213)는 차량의 위치에 가장 가까운 충전코어 또는 충전이 가능한 충전코어의 순위를 결정한다. 그리고, 충전코어 선정부(213)는 이 결과를 충전코어 제어부(214)로 전달한다(S130).
충전코어 제어부(214)는 가장 가까운 위치 또는 충전이 가능한 충전코어의 순위에 기초하여 결정된 충전코어가 수전코어(21)로 이동하기 위한 거리이동정보를 산출한다(S140). 충전코어 제어부(214)는 거리이동정보를 포함하는 충전코어 이동신호를 생성하여 충전 실행 장치(100)로 전달한다(S150).
그러면, 충전 실행 장치(100)의 코어 이동판(130), 코어이동 레인(140) 및 이동레인 고정부(150)는 충전코어 이동신호에 기초하여 차량 멈춤턱(120)의 해당 충전코어를 차량의 수전코어(21)로 이동시킨다(S160). 차량 멈춤턱(120)의 해당 충전코어와 차량의 수전코어(21)는 비접촉 충전을 시행한다(S170).
본 발명에 따른 바(bar) 형태로 길게 형성되어 있는 차량 멈춤턱(120)에 구비된 충전코어를 사용하면 일반적으로 사용하고 있는 원형의 충전코어에 비해 단면적이 줄어 급전의 어려움이 있고 효율이 보다 떨어질 것으로 예상하지만, 단면적(A)이 줄더라도 코어에 감기는 코어의 권선수(N)를 높이면 발생되는 자속(
Figure 112011071985882-pat00001
)은 동일하게 유지된다.
보다 구체적으로 자속(
Figure 112011071985882-pat00002
)은 아래 수학식 1과 같이 미소단면적의 자기장을 전체 단면적에 대해 적분하여 얻을 수 있다.
즉, 자속(
Figure 112011071985882-pat00004
)은 단면적에 비례한다. 그리고, 자기장(B)는 수학식 2와 같이 자계(H)와 투자율(
Figure 112011071985882-pat00005
) 곱으로 산출되며, 자계(H)는 수학식 3과 같이 권선수(N)에 비례한다.
Figure 112011071985882-pat00006
Figure 112011071985882-pat00007
이러한 관계를 종합적으로 정리해 보면 자속(
Figure 112011071985882-pat00008
)은 수학식 4와 같다.
Figure 112011071985882-pat00009
이처럼 본 발명의 실시예에 따른 충전코어는 종래 비접촉 충전시스템에서 사용하는 코어보다 자속이 통과하는 단면적이 작아지더라도 권선수가 높아지도록 형성됨에 따라 단면적으로 인한 자속의 손실이 보상될 수 있다. 즉, 자속(
Figure 112011071985882-pat00010
)이 단면적과 코일의 권선수에 각각 비례하기 때문에 한 가지 인자가 작아지면 다른 한 가지 인자를 키워 보상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비접촉 충전소 상에 하나의 바(bar) 형태로 길게 형성된 차량 멈춤턱에 충전을 위해 진입하는 차량이 제1 방향으로 이동하여 차량의 바퀴가 물리적으로 일치된 상태에서 차량에 장착된 수전코어와의 이격을 일치시키기 위해 충전코어의 위치를 좌우 방향, 즉 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 일치시킴에 따라, 종래 비접촉 충전을 위해 수직방향과 수평방향을 일치시던 것과 달리 차량에 장착된 수전코어와 충전코어의 제2 방향인 수평방향만을 일치시켜 코어의 크기에 상관없이 충전효율을 향상시킬 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 비접촉 충전시스템 100: 충전 실행 장치
110: 비접촉 충전소 120: 차량 멈춤턱
121: 충전코어 122: 바퀴 접촉부
123: 압전 소자 124: 압력측정 센서
125: 센싱결과 제공부 126: 데이터선
130: 코어 이동판 140: 코어이동 레인
150: 이동레인 고정부 200: 충전 제어 장치
210: 충전 제어부 211: 압력 센싱값 수신부
212: 위치 추정부 213: 충전코어 선정부
214: 충전코어 제어부 220: 전력공급 제어부

Claims (14)

  1. 전력계통과 연동하여 차량을 충전하는 이동형 비접촉 충전시스템에 있어서,
    복수의 충전코어를 구비하며 하나의 바(bar) 형태로 소정의 길이를 갖는 차량 방지턱이 비접촉 충전소 상에 형성되어 있는 상태에서, 상기 차량이 제1 방향으로 진입하여 상기 차량 방지턱에 접촉되면 상기 복수의 충전코어 중 선택된 충전코어를 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 이동시켜 상기 차량의 수전코어와 선택된 충전코어를 일치시켜 충전을 수행하는 충전 실행 장치; 및
    상기 차량 방지턱에서 상기 차량의 접촉을 감지한 결과를 이용하여 상기 차량과 상기 수전코어의 위치를 추정하고, 상기 선택된 충전코어를 상기 수전코어로 이동시켜 일치시키기 위한 충전코어 이동신호를 생성하여 상기 충전 실행장치로 전달하는 충전 제어 장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 비접촉 충전시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 차량 방지턱은,
    상기 차량의 바퀴가 접촉되는 바퀴 접촉부;
    상기 바퀴 접촉부로부터 전달되는 압력을 센싱하는 압력측정 센서;
    상기 바퀴 접촉부에 상기 바퀴가 접촉되어 전달되는 압력을 상기 압력측정 센서로 전달하는 압전 소자; 및
    상기 압력 센싱값을 전달한 해당 압력측정 센서의 위치정보를 검출하여 상기 압력 센싱값과 함께 상기 충전 제어 장치로 전달하는 센싱결과 제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 비접촉 충전시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 충전 제어 장치는,
    상기 충전 실행 장치를 제어하는 충전 제어부; 및
    상기 전력계통과의 연결을 제어하여 상기 충전 실행 장치로 급전을 제공하는 복수의 전력공급 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 비접촉 충전시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수의 전력공급 제어부는,
    복수의 충전코어에 각각 대응하여 연결되며, 상기 수전코어와 일치된 충전코어로 급전을 제공하는 것을 특징으로 하는 이동형 비접촉 충전시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 충전 제어부는,
    상기 압력측정 센서 중 압력 센싱값을 전달한 해당 압력측정 센서의 위치정보와 상기 압력 센싱값을 수신하는 압력 센싱값 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 비접촉 충전시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 충전 제어부는,
    상기 해당 압력측정 센서의 위치정보와 상기 압력 센싱값을 이용하여 상기 차량의 대략적인 위치와 상기 수전코어의 위치를 추정하는 위치 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 비접촉 충전시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 충전 제어부는,
    상기 복수의 충전코어 중 상기 차량에 가장 가까운 위치의 충전코어 또는 충전이 가능한 충전코어의 순위를 결정하는 충전코어 선정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 비접촉 충전시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 충전 제어부는,
    상기 위치 또는 상기 순위에 따라 결정된 충전코어가 상기 수전코어로 이동하기 위한 거리이동정보를 산출하며, 상기 거리이동정보를 포함하는 충전코어 이동신호를 생성하여 상기 충전 실행 장치로 전달하는 것을 특징으로 하는 이동형 비접촉 충전시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 충전 실행 장치는,
    상기 비접촉 충전소 아래 매설되어 있으며, 상기 복수의 충전코어와 각각 연결되어 상기 충전코어를 지정된 위치로 이동시키는 코어 이동판;
    상기 코어 이동판을 상기 제2 방향으로 이동시키기 위한 코어이동 레인; 및
    상기 코어이동 레인을 고정시키기 위한 이동레인 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 비접촉 충전시스템.
  10. 비접촉 충전소 상에 복수의 충전코어를 구비하며 하나의 바(bar) 형태로 소정의 길이를 갖는 차량 방지턱이 형성되어 있는 이동형 비접촉 충전시스템에서 전력계통과 연동하여 차량을 충전하는 방법에 있어서,
    상기 비접촉 충전소에 차량이 제1 방향으로 진입하여 상기 차량 방지턱에 접촉하는 단계;
    상기 접촉에 의한 압력을 센싱한 결과를 이용하여 상기 차량에 장착된 수전코어와 상기 차량의 위치를 추정하는 단계;
    상기 차량과 상기 수전코어의 위치를 추정한 결과에 기초하여 상기 복수의 충전코어 중 어느 하나의 충전코어를 선택하는 단계;
    상기 어느 하나의 선택된 충전코어와 상기 수전코어를 일치시키기 위한 거리를 고려하여 충전코어 이동신호를 생성하는 단계; 및
    상기 충전코어 이동신호에 기초하여 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 상기 어느 하나의 충전코어를 이동시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 비접촉 충전 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 어느 하나의 충전코어를 선택하는 단계는,
    상기 복수의 충전코어 중 상기 차량의 위치에 가장 가까운 충전코어 또는 충전이 가능한 충전코어의 순위를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 비접촉 충전 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 충전코어 이동신호를 생성하는 단계는,
    상기 위치 또는 상기 순위에 따라 결정된 충전코어가 상기 수전코어로 이동하기 위한 거리이동정보를 산출하는 단계; 및
    상기 거리이동정보를 포함하는 충전코어 이동신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 비접촉 충전 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 어느 하나의 충전코어를 이동시키는 단계는,
    상기 충전코어와 상기 수전코어가 비접촉식으로 충전을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 비접촉 충전 방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 차량 방지턱은,
    상기 차량의 바퀴가 접촉되는 바퀴 접촉부;
    상기 바퀴 접촉부로부터 전달되는 압력을 센싱하는 압력측정 센서;
    상기 바퀴 접촉부에 상기 바퀴가 접촉되어 전달되는 압력을 상기 압력측정 센서로 전달하는 압전 소자; 및
    상기 압력 센싱값을 전달한 해당 압력측정 센서의 위치정보를 검출하는 센싱결과 제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 비접촉 충전 방법.
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