KR101787220B1 - 멀티 코일 동작 및 최적화의 방법 - Google Patents
멀티 코일 동작 및 최적화의 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101787220B1 KR101787220B1 KR1020157021706A KR20157021706A KR101787220B1 KR 101787220 B1 KR101787220 B1 KR 101787220B1 KR 1020157021706 A KR1020157021706 A KR 1020157021706A KR 20157021706 A KR20157021706 A KR 20157021706A KR 101787220 B1 KR101787220 B1 KR 101787220B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- receiver
- current
- coils
- coil
- coplanar
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 238000005457 optimization Methods 0.000 title 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 84
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 108
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 23
- 239000000306 component Substances 0.000 description 21
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 18
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 18
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 18
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 9
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 9
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 9
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 230000008713 feedback mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000386 athletic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 239000002902 ferrimagnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005404 monopole Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H02J5/005—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/12—Inductive energy transfer
- B60L53/122—Circuits or methods for driving the primary coil, e.g. supplying electric power to the coil
-
- B60L11/1831—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/12—Inductive energy transfer
- B60L53/126—Methods for pairing a vehicle and a charging station, e.g. establishing a one-to-one relation between a wireless power transmitter and a wireless power receiver
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/30—Constructional details of charging stations
- B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
- B60L53/36—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles by positioning the vehicle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/30—Constructional details of charging stations
- B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
- B60L53/38—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/30—Constructional details of charging stations
- B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
- B60L53/38—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer
- B60L53/39—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer with position-responsive activation of primary coils
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/14—Inductive couplings
-
- 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
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
-
- 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
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
-
- 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
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
- H02J50/402—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas
-
- 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
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/70—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields
-
- 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
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
-
- 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
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
-
- 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
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
- H02J7/00034—Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge
-
- 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
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
-
- H02J7/025—
-
- 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
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
- Y02T90/167—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles, i.e. smartgrids as interface for battery charging of electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
-
- Y02T90/168—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
- Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
- Y04S30/12—Remote or cooperative charging
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Abstract
본 개시물은 무선 전력 전송, 특히 전기 차량들과 같은 원격 시스템들로의 무선 전력 전송을 위한 시스템들, 방법들 및 장치들을 제공한다. 하나의 양태에서, 시스템은 실질적으로 동일 평면상에 있는 제 1 및 제 2 수신기 코일들을 포함한다. 시스템은 제 3 수신기 코일을 더 포함한다. 시스템은 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 무선 전력 전송 수신기 디바이스의 듀티 사이클을 결정하도록 구성된 제어기를 더 포함한다. 제어기는 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들, 제 3 수신기 코일, 또는 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들과 제 3 수신기 코일을, 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 듀티 사이클의 비교에 기초하여 인에이블하도록 구성된다.
Description
본 발명은 일반적으로 무선 전력 전송에 관한 것이고, 더 상세하게는 배터리들을 포함한 차량들과 같은 원격 시스템들로의 무선 전력 전송에 관련된 디바이스들, 시스템들, 및 방법들에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 무선 전력 전송 시스템에서의 유도 코일들을 제어하는 것에 관한 것이다.
배터리와 같은 에너지 저장 디바이스로부터 수신된 전기로부터 도출된 운동 전력 (locomotion power) 을 포함하는 원격 시스템들, 이를테면 차량들이 도입되었다. 예를 들어, 하이브리드 전기 차량들은 차량 제동과 전통적인 모터들로부터의 전력을 사용하여 차량들을 충전하는 온 보드 (on-board) 충전기들을 구비한다. 오로지 전기식인 차량들은 배터리들을 충전하기 위한 전기를 다른 소스들로부터 일반적으로 수신한다. 배터리 전기 차량들 (전기 차량들) 은 가정용 또는 상업용 AC 공급 소스들과 같은 유선 교류 전류 (AC) 의 일부 유형을 통해 충전될 것이 종종 제안된다. 유선 충전 접속들은 전력 공급부에 물리적으로 접속되는 케이블들 또는 다른 유사한 커넥터들을 요구한다. 케이블들과 유사한 커넥터들이 때때로 불편하거나 또는 다루기 힘들 수도 있고 다른 단점들을 가질 수도 있다. 전기 차량들을 충전하는데 사용될 자유 공간에서 (예를 들어, 무선장 (wireless field) 을 통해) 전력을 전송할 수 있는 무선 충전 시스템들이 유선 충전 솔루션들의 일부 결함들을 극복할 수도 있다. 이처럼, 전기 차량들을 충전하기 위한 전력을 효율적으로 및 안전하게 전송하는 무선 충전 시스템들 및 방법들이 바람직하다.
첨부된 청구항들의 범위 내의 시스템들, 방법들 및 디바이스들의 다양한 구현들은 각각 여러 양태들을 갖는데, 이들 중 어느 단일의 것도 단독으로 본원에 기재된 바람직한 속성들을 책임지지 않는다. 첨부된 청구항들의 범위를 한정하지 않으면서, 일부 현저한 특징들이 본원에 기재된다.
본 명세서에서 기재된 요지의 하나 이상의 구현들의 상세는 첨부되는 도면들 및 하기의 설명에서 제시된다. 다른 특징들, 양태들 및 이점들은 설명, 도면들, 및 청구항들로부터 명확해질 것이다. 하기 도면들의 상대 치수들은 축적대로 그려지지 않을 수도 있음에 주의한다.
본 개시물의 하나의 양태는 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위해서 무선 전력 전송 수신기 디바이스를 제공한다. 디바이스는 제 1 수신기 코일을 포함한다. 디바이스는 제 2 수신기 코일을 더 포함한다. 제 1 및 제 2 수신기 코일들은 실질적으로 동일 평면에 있을 수도 있다. 디바이스는 제 3 수신기 코일을 더 포함한다. 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들은 전체적으로 제 3 수신기 코일에 대해 실질적으로 중심에 위치할 수도 있다. 제 1, 제 2, 및 제 3 수신기 코일들은 부하에 전기적으로 접속하도록 구성될 수도 있다. 디바이스는 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 무선 전력 전송 수신기 디바이스의 듀티 사이클을 결정하도록 구성된 제어기를 더 포함한다. 제어기는 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들, 제 3 수신기 코일, 또는 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들과 제 3 수신기 코일을, 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 듀티 사이클의 비교에 기초하여 인에이블하도록 구성될 수도 있다.
본 개시물의 또 다른 양태는 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법을 제공한다. 방법은 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 무선 전력 전송 수신기 디바이스의 듀티 사이클을 결정하는 것을 포함한다. 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들은 전체적으로 제 3 수신기 코일에 대해 실질적으로 중심에 위치할 수도 있다. 방법은 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들, 제 3 수신기 코일, 또는 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들과 제 3 수신기 코일을, 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 듀티 사이클의 비교에 기초하여 인에이블하는 것을 더 포함한다.
본 개시물의 또 다른 양태는 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 장치를 제공한다. 장치는 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 무선 전력 전송 수신기 디바이스의 듀티 사이클을 결정하기 위한 수단을 포함한다. 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들은 전체적으로 제 3 수신기 코일에 대해 실질적으로 중심에 위치할 수도 있다. 장치는 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들, 제 3 수신기 코일, 또는 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들과 제 3 수신기 코일을, 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 듀티 사이클의 비교에 기초하여 인에이블하기 위한 수단을 더 포함한다.
본 개시물의 또 다른 양태는, 코드가 실행되는 경우, 장치로 하여금 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 무선 전력 전송 수신기 디바이스의 듀티 사이클을 결정하도록 하는 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 제공한다. 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들은 전체적으로 제 3 수신기 코일에 대해 실질적으로 중심에 위치할 수도 있다. 매체는, 코드가 실행되는 경우, 장치로 하여금 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들, 제 3 수신기 코일, 또는 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들과 제 3 수신기 코일을, 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 듀티 사이클의 비교에 기초하여 인에이블하도록 하는 코드를 더 포함한다.
도 1 은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 전기 차량을 충전하기 위한 예시적인 무선 전력 전송 시스템의 도면이다.
도 2 는 도 1 의 무선 전력 전송 시스템의 예시적인 코어 컴포넌트들의 개략도이다.
도 3a 는 전기 차량 무선 전력 전송 시스템에서 사용된 유도 코일 배열들을 나타낸 사시도이다.
도 3b 는 전기 차량 무선 전력 전송 시스템에서 사용된 유도 코일 배열들을 나타낸 또 다른 사시도이다.
도 4a 는 이중 베이스 구성으로 배열된 송신기 유도 코일들과 수신기 유도 코일들의 정렬 (alignment) 의 함수로서 수신기 유도 코일들에 의해 발생된 전류를 나타낸 도면이다.
도 4b 는 수신기 유도 코일들이 이중 베이스 구성으로 배열된 송신기 유도 코일들과 완전히 정렬되지 않는 경우 수신기 유도 코일들에 의해 발생된 전류를 나타낸 도면이다.
도 4c 는 방형 (rectangular) 베이스 구성으로 배열된 송신기 유도 코일들과 수신기 유도 코일들의 정렬의 함수로서 수신기 유도 코일들에 의해 발생된 전류를 나타낸 도면이다.
도 5 는 도 1 의 무선 전력 전송 시스템의 예시적인 코어 및 보조 컴포넌트들을 도시한 기능 블록도이다.
도 6 은 전기 차량 제어기에 의해 실행될 수도 있는 동작들을 나타낸 플로우차트이다.
도 7 은 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트이다.
도 8 은 예시적인 실시형태에 따른, 전기 차량의 기능 블록도이다.
도면들에 예시된 다양한 특징부들은 축척대로 도시되지 않을 수도 있다. 따라서, 다양한 특징부들의 치수들은 명료성을 위해 임의로 확대되거나 또는 축소될 수도 있다. 부가하여, 일부 도면들은 주어진 시스템, 방법 또는 디바이스의 컴포넌트들의 모두를 묘사하지는 않을 수도 있다. 마지막으로, 유사한 참조 번호들은 명세서 및 도면들 전반에 걸쳐 유사한 특징부들을 표시하는데 사용될 수도 있다.
도 2 는 도 1 의 무선 전력 전송 시스템의 예시적인 코어 컴포넌트들의 개략도이다.
도 3a 는 전기 차량 무선 전력 전송 시스템에서 사용된 유도 코일 배열들을 나타낸 사시도이다.
도 3b 는 전기 차량 무선 전력 전송 시스템에서 사용된 유도 코일 배열들을 나타낸 또 다른 사시도이다.
도 4a 는 이중 베이스 구성으로 배열된 송신기 유도 코일들과 수신기 유도 코일들의 정렬 (alignment) 의 함수로서 수신기 유도 코일들에 의해 발생된 전류를 나타낸 도면이다.
도 4b 는 수신기 유도 코일들이 이중 베이스 구성으로 배열된 송신기 유도 코일들과 완전히 정렬되지 않는 경우 수신기 유도 코일들에 의해 발생된 전류를 나타낸 도면이다.
도 4c 는 방형 (rectangular) 베이스 구성으로 배열된 송신기 유도 코일들과 수신기 유도 코일들의 정렬의 함수로서 수신기 유도 코일들에 의해 발생된 전류를 나타낸 도면이다.
도 5 는 도 1 의 무선 전력 전송 시스템의 예시적인 코어 및 보조 컴포넌트들을 도시한 기능 블록도이다.
도 6 은 전기 차량 제어기에 의해 실행될 수도 있는 동작들을 나타낸 플로우차트이다.
도 7 은 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트이다.
도 8 은 예시적인 실시형태에 따른, 전기 차량의 기능 블록도이다.
도면들에 예시된 다양한 특징부들은 축척대로 도시되지 않을 수도 있다. 따라서, 다양한 특징부들의 치수들은 명료성을 위해 임의로 확대되거나 또는 축소될 수도 있다. 부가하여, 일부 도면들은 주어진 시스템, 방법 또는 디바이스의 컴포넌트들의 모두를 묘사하지는 않을 수도 있다. 마지막으로, 유사한 참조 번호들은 명세서 및 도면들 전반에 걸쳐 유사한 특징부들을 표시하는데 사용될 수도 있다.
첨부된 도면들과 연계하여 아래에 제시된 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 설명으로서 의도되며, 본 발명이 실용화될 수도 있는 실시형태들만을 나타내는 것으로 의도되지 않는다. 본 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어 "예시적인"은 "일 예, 사례 (instance), 또는 예시"로서 역할을 하고, 다른 예시적인 실시형태들에 비해 바람직하거나 또는 유리한 것으로 반드시 해석될 필요는 없어야 한다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태들의 철저한 이해를 제공할 목적을 위해 특정한 상세들을 포함한다. 본 발명의 예시적인 실시형태들이 이들 특정한 상세들 없이 실용화될 수도 있다는 것은 당업자들에게 명백할 것이다. 일부 사례들에서, 주지된 구조들 및 디바이스들은 본원에 제시된 예시적인 실시형태들의 신규성을 모호하게 하는 것을 회피하기 위하여 블록도 형태로 도시된다.
전력을 무선으로 전송하는 것은 전기장들, 자기장들, 전자기장들과 연관되거나, 또는 그렇지 않으면 물리적 도전체들의 사용없이 송신기로부터 수신기로 임의의 형태의 에너지를 전송하는 것을 지칭할 수도 있다 (예를 들어, 전력은 자유 공간을 통해 전송될 수도 있다). 무선장 (예를 들어, 자기장) 속으로 출력된 전력은 전력 전송을 달성하기 위해 "수신 코일"에 의해 수신, 캡처, 또는 커플링될 수도 있다. 이 명세서 전반에 걸쳐, "커플링"되어 있는 2개의 컴포넌트들은 직접 또는 간접 방식들을 통한 이들의 상호작용을 지칭할 수도 있고, 또한 물리적으로 연결된 (예를 들어, 유선) 커플링 또는 물리적으로 연결되지 않은 (예를 들어, 무선) 커플링을 지칭할 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
전기 차량이 원격 시스템을 설명하기 위해 본원에서 사용되는데, 그 일례는, 그 운동 (locomotion) 능력들의 일부로서, 충전가능 에너지 저장 디바이스 (예를 들어, 하나 이상의 재충전가능 전기화학적 셀들 또는 다른 유형의 배터리) 로부터 도출된 전기 전력을 포함하는 차량이다. 비제한적인 예들로서, 일부 전기 차량들은 전기 모터들 외에도, 직접 운동을 위한 또는 차량의 배터리를 충전하기 위한 전통적인 연소 엔진을 포함하는 하이브리드 전기 차량들일 수도 있다. 다른 전기 차량들은 전기 전력으로부터 모든 운동 능력을 끌어낼 수도 있다. 전기 차량은 자동차 (automobile) 로 제한되지 않고 모터사이클들, 카트들, 스쿠터들 등을 포함할 수도 있다. 비제한적인 예로서, 원격 시스템이 전기 차량 (electric vehicle; EV) 형태로 본원에서 설명된다. 더욱이, 충전가능 에너지 저장 디바이스를 사용하여 적어도 부분적으로 전력공급될 수도 있는 다른 원격 시스템들 (예를 들어, 개인 컴퓨팅 디바이스들 등과 같은 전자 디바이스들) 이 또한 고려된다.
유도 전력 전송 (inductive power transfer; IPT) 시스템들이 에너지의 무선 전송을 위한 하나의 방식이다. IPT에서, 일차 (primary) (또는 "송신기") 전력 디바이스는 전력을 이차 (secondary) (또는 "수신기") 전력 수신기 디바이스로 송신한다. 송신기 및 수신기 전력 디바이스들의 각각은 인덕터들, 통상적으로는 전기 전류 운반 매체들의 코일들 또는 권선들의 배열을 포함한다. 일차 인덕터에서의 교류 전류가 변동하는 전자기장을 생성한다. 이차 인덕터가 일차 인덕터에 근접하여 배치된 경우, 변동하는 전자기장은 이차 인덕터에서 기전력 (electromotive force; EMF) 을 유도하여, 이에 의해 전력을 이차 전력 수신기 디바이스로 전송한다.
전기 차량 및 플러그 인 하이브리드 차량 IPT 시스템들에서, 일차 전력 디바이스는 지면 상에 놓일 수도 있고 "베이스" 디바이스 또는 전력 패드로서 알려져 있다. 이차 전력 디바이스는 전기 차량 상에 놓일 수도 있고 "픽업" 디바이스 또는 전력 패드로서 알려져 있다. 이들 디바이스들은 베이스 (송신기) 디바이스로부터의 전력을 픽업 (수신기) 디바이스로 송신하는데 보통 사용된다. 일부 IPT 시스템들은 또한, 전력이 다른 방식으로, 즉, 픽업 디바이스로부터 베이스 디바이스로 전송되는 모드에서 기능을 할 수 있다. 이 모드에서는, 픽업 디바이스가 기술적으로 일차 디바이스이고 베이스 디바이스가 이차 디바이스인데, 그 이유는 픽업이 베이스에서 EMF를 유도하기 때문이다. 이는 전기 차량 배터리에 저장된 전력이 본선 전기 그리드로 백 (back) 전송되는 것을 허용할 수도 있다.
PCT 공개 번호 WO 2010/090539 에는, 지면 상에 통상적으로 위치하는 베이스 (보통 일차) 코일 배열이 페라이트와 같은 높은 투자율 (magnetic permeability) 의 재료로부터 형성된 코어 위에 위치한 2개의 별개의 동일 평면상의 코일들로 이루어지는, 전기 차량들에 전력공급하는 IPT 시스템이 개시되어 있다. 이 배열에서는, 코일들을 통과하는 코어를 관통하는 직선 경로가 없다. 이처럼, 그 코일들은 극 (pole) 영역들로서 역할을 하고 자기 플럭스의 라인들이 이들 사이에서, 높은 플럭스 농도의 지대인, 코일들 위에서 "플럭스 파이프"의 형태로 아크 (arc) 를 발생한다. 이 배열은 코어 측면의 코일들 아래에서 플럭스 누설이 거의 없어지게 하는 것으로 여겨진다.
동일한 공보에는 또한, 수신기 (픽업) 디바이스의 코일 배열에서의 3 개의 코일들의 사용이 개시되어 있다. 처음 2개의 코일들은 베이스 코일 배열에서와 같이 별개의 동일 평면상의 코일들이다. 충전 동안, 이들 2개의 코일들은 베이스 디바이스에서 동일 평면상의 코일들과 정렬된다. 세 번째 코일은 투자성 (magnetically permeable) 코어의 동일한 측면의 다른 2개의 코일들 위에서 중심에 위치한다. 세 번째 코일은, 처음 2개의 동일 평면상의 코일들에 의해 추출된 수평 성분에 부가하여, 수신기 디바이스에 의해 인터셉트된 자기장의 수직 성분으로부터 전력이 추출되는 것을 허용한다. 동일 평면상의 코일들은, 동일 평면상의 코일들의 중심들 간의 라인에 수직인 방향에서는 송신기 및 수신기 디바이스들 간의 오정렬에 대해 양호한 허용오차를 갖지만, 동일 평면상의 코일들의 중심들 간의 라인에 평행한 방향에서는 오정렬에 대해 적은 허용오차를 갖는 것으로 생각된다. 수신기 디바이스에서의 3 개의 코일 배열은, 평행한 방향에서 IPT 시스템의 허용오차를 개선하는 것으로 생각되며, 따라서 임의의 방향에서 오정렬에 대해 시스템의 전반적인 허용오차를 개선시킨다.
PCT 공개 번호 WO 2011/016737 에는, 자기적으로 디커플링되는 2개의 중첩하는 평면상의 코일들을 베이스 코일 배열이 포함하는, 전기 차량들에 전력공급하는 IPT 시스템이 기재되어 있다. 이러한 베이스 코일은 전력 전송의 효율과 관련하여 일부 혜택을 제공할 수도 있지만, 시스템의 전기 차량 측면에서 복잡하고 값비싼 컴포넌트리에 대한 필요를 포함하여 많은 단점들도 또한 갖는다. 중첩하는 코일들 간의 상호 커플링이 없도록 코일들을 설계하는 것은 어려울 수도 있으며, 이것은 시스템에서의 다른 컴포넌트들과 관련하여 행해져, 이러한 코일 배열을 IPT 시스템의 상이한 유형들에 맞추는 것을 어렵게 하고 고가이게 한다.
따라서, 길이 (즉, 차량에 대한 전진/후진) 방향 및 횡 (즉, 좌우) 방향의 양자에서, IPT 시스템 코일 오정렬에 대해 개선된 허용오차에 대한 필요가 여전히 남아 있다.
도 1 은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른, 전기 차량 (112) 을 충전하기 위한 예시적인 무선 전력 전송 시스템 (100) 의 도면이다. 무선 전력 전송 시스템 (100) 은, 전기 차량 (112) 이 베이스 무선 충전 시스템 (102a) 근처에 주차되어 있는 동안 전기 차량 (112) 의 충전을 가능하게 한다. 2개의 전기 차량들을 위한 공간들이, 대응하는 베이스 무선 충전 시스템 (102a 및 102b) 상의 주차될 주차 영역에 예시되어 있다. 일부 실시형태들에서, 로컬 분배 센터 (130) 가 전력 백본 (132) 에 접속되고 전력 링크 (110) 를 통해 베이스 무선 충전 시스템 (102a) 으로 교류 전류 (AC) 또는 직류 전류 (DC) 공급을 제공하도록 구성될 수도 있다. 베이스 무선 충전 시스템 (102a) 은 또한, 전력을 무선으로 전송 또는 수신하기 위한 베이스 시스템 유도 코일 (104a) 을 포함한다. 전기 차량 (112) 은 베터리 유닛 (118), 전기 차량 유도 코일 (116), 및 전기 차량 무선 충전 시스템 (114) 을 포함할 수도 있다. 전기 차량 유도 코일 (116) 은, 예를 들어, 베이스 시스템 유도 코일 (104a) 에 의해 발생된 전자기장의 지역을 통해 베이스 시스템 유도 코일 (104a) 과 상호작용할 수도 있다.
일부 예시적인 실시형태들에서, 전기 차량 유도 코일 (116) 은 전기 차량 유도 코일 (116) 이 베이스 시스템 유도 코일 (104a) 에 의해 발생된 에너지장 (energy field) 에 위치되는 경우 전력을 수신할 수도 있다. 그 장은 베이스 시스템 유도 코일 (104a) 에 의해 출력된 에너지가 전기 차량 유도 코일 (116) 에 의해 캡처될 수도 있는 지역에 대응한다. 일부 경우들에서, 그 장은 베이스 시스템 유도 코일 (104a) 의 "근접장 (near field)"에 대응할 수도 있다. 근접장은, 베이스 시스템 유도 코일 (104a) 로부터 멀리 전력을 방사하지 않는 베이스 시스템 유도 코일 (104a) 에서의 전류들 및 전하들로부터 초래하는 강한 반응장들이 있는 지역에 대응할 수도 있다. 일부 경우들에서, 근접장은 아래에서 더욱 설명될 바와 같이 베이스 시스템 유도 코일 (104a) 의 파장의 약 1/2π 내에 있는 지역에 대응할 수도 있다 (그리고 전기 차량 유도 코일 (116) 의 경우 반대이다).
로컬 분배 (130) 는 통신 백홀 (backhaul) (134) 을 통해 외부 소스들 (예를 들어, 전력 그리드) 과, 그리고 통신 링크 (108) 를 통해 베이스 무선 충전 시스템 (102a) 과 통신하도록 구성될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 전기 차량 유도 코일 (116) 은 베이스 시스템 유도 코일 (104a) 과 정렬될 수도 있으며, 이에 따라 단순히 전기 차량 (112) 을 베이스 시스템 유도 코일 (104a) 에 대해 정확하게 위치시키는 구동기 (driver) 에 의해 근접장 지역 내에 배치될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 구동기에게는 전기 차량 (112) 이 무선 전력 전송을 위해 적절히 배치되는 시기를 결정하기 위해 시각적 피드백, 청각적 피드백, 또는 이들의 조합들이 주어질 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 피드백은 무선 전력 전송 시스템 (100), 예를 들어, 전기 차량 (112) 또는 전기 차량 (112) 의 사용자 인터페이스에 접속된 프로세서에 의해, 또는 베이스 무선 충전 시스템 (102a) 에 포함될 수도 있는 신호 또는 센서 정보로부터 발생될 수도 있다. 또 다른 실시형태들에서, 전기 차량 (112) 은, 정렬 에러가 허용가능 값에 도달하기까지 전기 차량 (112) 을 앞뒤로 (예를 들어, 지그재그 이동으로) 이동시킬 수도 있는 오토파일럿 (autopilot) 시스템에 의해 위치될 수도 있다. 이것은, 전기 차량 (112) 에 서보 조향 휠, 초음파 센서들, 및 차량을 조정하기 위한 지능이 장착된다면, 최소 구동기 개입만으로 또는 그러한 개입 없이 전기 차량 (112) 에 의해 자동으로 그리고 자체적으로 수행될 수도 있다. 또 다른 실시형태들에서, 전기 차량 유도 코일 (116), 베이스 시스템 유도 코일 (104a), 또는 이들의 조합은, 유도 코일들 (116 및 104a) 을 더욱 정확히 지향시키고 이들 간에 더욱 효율적인 커플링을 전개시키기 위해 그 유도 코일들을 서로에 대해 변위 및 이동시키는 기능을 가질 수도 있다.
베이스 무선 충전 시스템 (102a) 은 다양한 로케이션들에 위치될 수도 있다. 비제한적 예들로서, 일부 적합한 로케이션들은 전기 차량 (112) 소유자의 집에 있는 주차 영역, 기존의 석유 기반의 주유소들 (petroleum-based filling stations) 이후에 모델링된 전기 차량 무선 충전을 위해 예비된 주차 영역들, 그리고 쇼핑 센터들 및 근무처들과 같은 다른 로케이션들에 있는 주차장들을 포함한다.
전기 차량들을 무선으로 충전하는 것은 다수의 혜택들을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 충전은 구동기 개입 및 조작들 없이 자동으로, 가상적으로 수행되고, 이에 의해 사용자에 대한 편의를 개선할 수도 있다. 또한 노출된 전기 접촉들이 없고 기계적 마모가 없으며, 이에 의해 무선 전력 전송 시스템 (100) 의 신뢰성을 개선할 수도 있다. 케이블들 및 커넥터들을 이용한 조작들이 필요하지 않을 수도 있고, 실외 환경에서 습기나 물에 노출될 수도 있는 케이블들, 플러그들, 또는 소켓들이 없을 수도 있으며, 이에 의해 안전성을 개선할 수도 있다. 가시적이거나 또는 액세스가능한 소켓들, 케이블들, 및 플러그들이 또한 없을 수도 있으며, 이에 의해 전력 충전 디바이스들의 잠재적인 공공기물 파손을 줄일 수도 있다. 게다가, 전기 차량 (112) 이 전력 그리드를 안정화하기 위해 분산된 저장 디바이스들로서 사용될 수도 있기 때문에, 도킹-대-그리드 (docking-to-grid) 솔루션이 차량-대-그리드 (Vehicle-to-Grid; V2G) 동작을 위한 차량들의 가용성을 증가시키는데 사용될 수도 있다.
도 1을 참조하여 설명된 바와 같은 무선 전력 전송 시스템 (100) 은 미학적이고 장애가 되지 않는 장점들을 또한 제공할 수도 있다. 예를 들어, 차량들 및/또는 보행자들에 대해 장애가 될 수도 있는 충전 컬럼들 (charge columns) 및 케이블들이 없을 수도 있다.
차량-대-그리드 능력의 추가의 설명으로서, 무선 전력 송신 및 수신 능력들은 베이스 무선 충전 시스템 (102a) 이 전력을 전기 차량 (112) 으로 전송하도록, 그리고 전기 차량 (112) 이 전력을 베이스 무선 충전 시스템 (102a) 으로, 예를 들어, 에너지 부족시에 전송하도록 상호적으로 구성될 수도 있다. 이 능력은 전기 차량들이 재생가능한 에너지 생성 (예를 들어, 바람 또는 태양) 에서의 과잉 수요 또는 부족분에 의해 야기된 에너지 부족시에 전체 분배 시스템에 전력을 기여하는 것을 허용함으로써 전력 분배 그리드를 안정화하는데 유용할 수도 있다.
따라서, 전력 공급부로부터 전기 차량으로, 즉, 송신기 또는 일차 디바이스로부터 수신기 또는 이차 디바이스로 전력을 전송하는데 사용되는 경우 무선 전력 전송 시스템의 컴포넌트들의 정상적인 사용들을 언급하기 위해 "송신기", "수신기", "일차" 및 "이차" 등의 용어들이 본원에서 사용된다는 것이 이해될 것이다. 하지만, 무선 전력 전송 시스템은, 송신기 및 수신기 디바이스들의 정렬을 개선하기 위한 또는 어느 송신기 디바이스가 전력을 수신기 디바이스로 전송하기 위해 적절히 배치되는지를 식별하기 위한 프로세스의 부분으로서, 일부 실시형태들에서, 예를 들어 전기 차량으로부터 전력 분배 그리드로 에너지를 전송하기 위해 반대 방향으로, 단지 작은 양일 수도 있는 얼마간의 전력을 전송하기 위해 이들 컴포넌트들을 사용하는 것을 수반할 수도 있다. 따라서, "송신기"는 또한 전력을 수신하는데 사용될 수도 있고 "수신기"는 또한 전력을 송신하는데 사용될 수도 있다. 이들 용어들의 사용은, 비록 이해의 편의를 위해 시스템의 소정 컴포넌트들의 정상적인 의미의 동작을 지칭하지만, 실시형태들을 이러한 컴포넌트들의 임의의 특정 동작에 한정하지 않는다.
도 2 는 도 1 의 무선 전력 전송 시스템 (100) 의 예시적인 코어 컴포넌트들의 개략도이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 무선 전력 전송 시스템 (200) 은 인덕턴스 (L1) 를 갖는 베이스 시스템 유도 코일 (204) 을 포함하는 베이스 시스템 송신 회로 (206) 를 포함할 수도 있다. 무선 전력 전송 시스템 (200) 은 인덕턴스 (L2) 를 갖는 전기 차량 유도 코일 (216) 을 포함하는 전기 차량 수신 회로 (222) 를 더 포함한다. 본원에서 설명된 실시형태들은, 일차 및 이차 모두가 공통 공진 주파수로 튜닝되는 경우 자기적 또는 전자기적 근접장을 통해, 일차 구조물 (송신기) 로부터 이차 구조물 (수신기) 로 에너지를 효율적으로 커플링할 수 있는 공진 구조를 형성하는 용량적으로 로딩된 와이어 루프들 (즉, 다중-권선 코일들) 을 사용할 수도 있다.
공진 주파수는, 상술된 바와 같은 유도 코일 (예를 들어, 베이스 시스템 유도 코일 (204)) 을 포함하는 송신 회로의 인덕턴스 및 커패시턴스에 기초할 수도 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 인덕턴스는 일반적으로 유도 코일의 인덕턴스일 수도 있는 반면, 커패시턴스는 소망의 공진 주파수에서 공진 구조를 생성하기 위해 유도 코일에 추가될 수도 있다. 비제한적인 예로서, 전자기장을 생성하는 공진 회로 (예를 들어, 베이스 시스템 송신 회로 (206)) 를 만들기 위해, 커패시터가 추가될 수도 있거나 또는 유도 코일과 통합될 수도 있고, 그리고 유도 코일과 직렬이 되게 배열될 수도 있다. 이에 따라, 더 큰 직경의 유도 코일들에 있어서는, 공진을 유도하기 위한 커패시턴스의 값이 코일의 직경 또는 인덕턴스가 증가함에 따라 감소할 수도 있다. 인덕턴스는 또한 유도 코일의 권회수 (number of turns) 에 의존할 수도 있다. 더욱이, 유도 코일의 직경이 증가함에 따라, 근접장의 효율적인 에너지 전송 영역이 증가할 수도 있다. 다른 공진 회로들이 가능하다. 또 다른 비제한적인 예로서, 커패시터가 유도 코일의 2개의 단자들 간에 병렬로 배치될 수도 있다 (예를 들어, 병렬 공진 회로). 더욱이 유도 코일이 유도 코일의 공진을 개선하기 위해 고품질 (Q) 팩터를 갖도록 설계될 수도 있다.
공진 구조들에서의 사용을 위해 적응된 코일들이 전기 차량 유도 코일 (216) 및 베이스 시스템 유도 코일 (204) 을 위해 사용될 수도 있다. 에너지를 커플링하기 위한 공진 구조들의 사용은 "자기적 커플링된 공진", "전자기적 커플링된 공진", 및/또는 "공진 유도"로 지칭될 수도 있다. 무선 전력 전송 시스템 (200) 의 동작은 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 으로부터 전기 차량 (112) 으로의 전력 전송에 기초하여 설명될 것이지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기에서 논의된 바와 같이, 전기 차량 (112) 은 전력을 베이스 무선 충전 시스템 (102a) 으로 전송할 수도 있다.
도 2 를 참조하면, 전력 공급부 (208) (예를 들어, AC 또는 DC) 가 에너지를 전기 차량 (112) 으로 전송하기 위해 전력 (PSDC) 을 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 으로 공급한다. 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 은 베이스 충전 시스템 전력 변환기 (236) 를 포함한다. 베이스 충전 시스템 전력 변환기 (236) 는 표준 본선 AC 로부터의 전력을 적합한 전압 레벨의 DC 전력으로 변환하도록 구성된 AC/DC 변환기와 같은 회로와, DC 전력을 무선 고 전력 전송에 적합한 동작 주파수의 전력으로 변환하도록 구성된 DC/저 주파수 (LF) 변환기를 포함할 수도 있다. 베이스 충전 시스템 전력 변환기 (236) 는, 소망의 주파수에서 전자기장을 방출하기 위한 베이스 시스템 유도 코일 (204) 과 직렬 또는 병렬 구성으로 또는 양자를 조합하여 반응성 튜닝 컴포넌트들로 구성될 수도 있는 베이스 충전 시스템 튜닝 회로 (205) 를 포함한 베이스 시스템 송신 회로 (206) 로 전력 (P1) 을 공급한다. 커패시터 (C1) (미도시) 는 소망의 주파수에서 공진하는 베이스 시스템 유도 코일 (204) 과 공진 회로를 형성하도록 제공될 수도 있다. 베이스 시스템 유도 코일 (204) 은 전력 (P1) 을 수신하고 전기 차량 (112) 을 충전하거나 또는 그 전기 차량에 전력공급하기에 충분한 레벨의 전력을 무선으로 송신한다. 예를 들어, 베이스 시스템 유도 코일 (204) 에 의해 무선으로 제공된 전력 레벨은 대략 킬로와트 (kW) (예를 들어, 1 kW부터 110 kW까지 또는 그 이상 또는 그 이하의 어느 곳) 일 수도 있다.
베이스 시스템 유도 코일 (204) 을 포함하는 베이스 시스템 송신 회로 (206) 및 전기 차량 유도 코일 (216) 을 포함하는 전기 차량 수신 회로 (222) 의 양자는, 실질적으로 동일한 주파수들로 튜닝될 수도 있고, 베이스 시스템 유도 코일 (204) 및 전기 차량 유도 코일 (116) 중 하나에 의해 송신된 전자기장의 근접장 내에 위치될 수도 있다. 이 경우, 베이스 시스템 유도 코일 (204) 과 전기 차량 유도 코일 (116) 은,전기 차량 충전 시스템 튜닝 회로 (221) 및 전기 차량 유도 코일 (216) 을 포함한 전기 차량 수신 회로 (222) 로 전력이 전송될 수도 있도록 서로 커플링될 수도 있다. 전기 차량 충전 시스템 튜닝 회로 (221) 는 소망의 주파수에서 공진하는 전기 차량 유도 코일 (216) 과 공진 회로를 형성하기 위해 제공될 수도 있다. 코일 분리에서 초래되는 상호 커플링 계수는 엘리먼트 k(d) 에 의해 표현된다. 등가 저항들 (Req,1 및 Req,2) 은, 일부 실시형태들에서, 베이스 충전 시스템 튜닝 회로 (205) 및 전기 차량 충전 시스템 튜닝 회로 (221) 에 각각 제공될 수도 있는 임의의 안티-리액턴스 (anti-reactance) 커패시터들과, 유도 코일들 (204 및 216) 에 내재될 수도 있는 손실들을 나타낸다. 전기 차량 유도 코일 (216) 및 전기 차량 충전 시스템 튜닝 회로 (221) 를 포함한 전기 차량 수신 회로 (222) 는 전력 (P2) 을 수신하고 그 전력 (P2) 을 전기 차량 충전 시스템 (214) 의 전기 차량 전력 변환기 (238) 에 제공한다.
전기 차량 전력 변환기 (238) 는, 무엇보다도, 동작 주파수에서의 전력을 전기 차량 베터리 유닛 (218) 의 전압 레벨에 매칭된 전압 레벨에서의 DC 전력으로 백 변환하도록 구성된 LF/DC 변환기를 포함할 수도 있다. 전기 차량 전력 변환기 (238) 는 변환된 전력 (PLDC) 을 전기 차량 베터리 유닛 (218) 에 제공할 수도 있다. 전력 공급부 (208), 베이스 충전 시스템 전력 변환기 (236), 및 베이스 시스템 유도 코일 (204) 은 정적 (stationary) 일 수도 있고 상기에서 논의된 바와 같이 다양한 로케이션들에 위치될 수도 있다. 배터리 유닛 (218), 전기 차량 전력 변환기 (238), 및 전기 차량 유도 코일 (216) 은 전기 차량 (112) 의 일부 또는 배터리 팩 (미도시) 의 일부인 전기 차량 충전 시스템 (214) 내에 포함될 수도 있다. 전기 차량 충전 시스템 (214) 은, 그리드로 전력을 피드 백하기 위해, 전력을 전기 차량 유도 코일 (216) 을 통해 무선으로 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 으로 제공하도록 또한 구성될 수도 있다. 전기 차량 유도 코일 (216) 및 베이스 시스템 유도 코일 (204) 의 각각은 동작의 모드에 기초하여 송신 또는 수신 유도 코일들의 역할을 할 수도 있다.
도시되지 않았지만, 무선 전력 전송 시스템 (200) 은 무선 전력 전송 시스템 (200) 으로부터 전기 차량 베터리 유닛 (218) 또는 전력 공급부 (208) 를 안전하게 접속해제하기 위해 부하 접속해제 유닛 (load disconnect unit; LDU) 을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 긴급 또는 시스템 고장의 경우, LDU 는 무선 전력 전송 시스템 (200) 으로부터 부하를 접속해제하도록 트리거될 수도 있다. LDU 는 배터리에 대한 충전을 관리하기 위해 배터리 관리 시스템에 부가하여 제공될 수도 있거나, 또는 그것은 배터리 관리 시스템의 일부일 수도 있다.
게다가, 전기 차량 충전 시스템 (214) 은 전기 차량 전력 변환기 (238) 에 전기 차량 유도 코일 (216) 을 선택적으로 접속 및 접속해제하기 위한 스위칭 회로 (미도시) 를 포함할 수도 있다. 전기 차량 유도 코일 (216) 을 접속해제하는 것은 충전을 중지시킬 수도 있고, 베이스 무선 충전 시스템 (102a) (송신기로서 역할을 함) 에 의해 "보이는" 바와 같이 "부하"를 또한 조정할 수도 있는데, 이는 베이스 무선 충전 시스템 (102a) 으로부터 전기 차량 충전 시스템 (114) (수신기로서 역할을 함) 을 디커플링하는데 사용될 수도 있다. 송신기가 부하 감지 회로를 포함하면 부하 변경들이 검출될 수도 있다. 이에 따라, 송신기, 예컨대 베이스 무선 충전 시스템 (202) 은, 수신기들, 예컨대 전기 차량 충전 시스템 (114) 이 베이스 시스템 유도 코일 (204) 의 근접장에 존재하는 경우를 결정하기 위한 메커니즘을 가질 수도 있다.
상술된 바와 같이, 동작시, 차량 또는 배터리 측으로의 에너지 전송을 가정하면, 베이스 시스템 유도 코일 (204) 이 에너지 전송을 제공하기 위한 장을 생성하도록 입력 전력이 전력 공급부 (208) 로부터 제공된다. 전기 차량 유도 코일 (216) 은 방사된 장에 커플링되고 전기 차량 (112) 에 의한 저장 또는 소비를 위한 출력 전력을 생성한다. 상술된 바와 같이, 일부 실시형태들에서, 베이스 시스템 유도 코일 (204) 과 전기 차량 유도 코일 (116) 은, 전기 차량 유도 코일 (116) 의 공진 주파수와 베이스 시스템 유도 코일 (204) 의 공진 주파수가 매우 가깝거나 또는 실질적으로 동일한 경우, 에너지가 매우 효율적으로 전송되도록 상호 공진 관계에 따라 구성된다. 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 과 전기 차량 충전 시스템 (214) 사이의 송신 손실들은, 전기 차량 유도 코일 (216) 이 베이스 시스템 유도 코일 (204) 의 근접장에 위치되는 경우 최소이다.
언급된 바와 같이, 전자기파에서의 에너지의 대부분을 원격장 (far-field) 으로 전파하기보다는 오히려 송신 유도 코일의 근접장에서의 에너지의 큰 부분을 수신용 유도 코일에 커플링함으로써 효율적인 에너지 전송이 발생한다. 근접장에 있는 경우, 커플링 모드는 송신 유도 코일과 수신 유도 코일 간에 확립될 수도 있다. 이 근접장 커플링이 발생할 수도 있는 유도 코일들 주위의 영역은 본원에서 근접장 커플링 모드 지역으로 지칭된다.
도시되진 않았지만, 베이스 충전 시스템 전력 변환기 (236) 와 전기 차량 전력 변환기 (238) 는 모두가 발진기, 전력 증폭기와 같은 구동기 회로, 필터, 및 무선 전력 유도 코일과의 효율적인 커플링을 위한 매칭 회로를 포함할 수도 있다. 발진기는 조정 신호에 응답하여 조정될 수도 있는 소망의 주파수를 생성하도록 구성될 수도 있다. 발진기 신호는 제어 신호들에 응답하는 증폭량으로 전력 증폭기에 의해 증폭될 수도 있다. 필터와 매칭 회로는 고조파 또는 다른 원치않는 주파수들을 필터링하고 전력 변환 모듈의 임피던스를 무선 전력 유도 코일과 매칭시키기 위해서 포함될 수도 있다. 전력 변환기들 (236 및 238) 은 배터리를 충전하기 위한 적합한 전력 출력을 생성하기 위해 정류기 및 스위칭 회로를 또한 포함할 수도 있다.
개시된 실시형태들 전체에 걸쳐 설명된 바와 같은 전기 차량 유도 코일 (216) 과 베이스 시스템 유도 코일 (204) 은, "루프" 안테나들, 더 구체적으로는, 다중-권선 (multi-turn) 루프 안테나들로서 지칭되거나 또는 구성될 수도 있다. 유도 코일들 (204 및 216) 은 또한 "자기" 안테나들로서 본원에서 지칭되거나 또는 구성될 수도 있다. 그 코일은 전력을 무선으로 출력 또는 수신하도록 구성되는 유형의 "안테나"로서 또한 지칭될 수도 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 코일들 (204 및 216) 은 전력을 무선으로 출력하고, 무선으로 수신하고, 및/또는 무선으로 중계하도록 구성되는 유형의 "전력 전송 컴포넌트들"의 예들이다. 루프 (예를 들어, 다중-권선 루프) 안테나들이 공심 (air core) 또는 페라이트 코어와 같은 물리적 코어를 포함하도록 구성될 수도 있다. 공심 루프 안테나가 코어 영역 내의 다른 컴포넌트들의 배치를 허용할 수도 있다. 강자성 또는 페리자성 (ferrimagnetic) 재료들을 포함한 물리적 코어 안테나들은 더 강한 전자기장의 전개와 개선된 커플링을 허용할 수도 있다.
이 명세서에서, 용어 "코일"은 모두가 단일의 중심 포인트 둘레로 감기는 전기 전도성 재료의 다수의 권회 (turn) 들을 갖는 국소화된 권선 배열이라는 의미로 사용된다. 용어 "코일 배열"은, 다수의 "코일들"을 포함할 수도 있는 전도성 재료의 임의의 권선 배열을 의미하기 위해 사용된다.
상기에서 논의된 바와 같이, 송신기와 수신기 사이의 에너지의 효율적인 전송은 송신기와 수신기 사이의 매칭된 또는 거의 매칭된 공진 동안 발생한다. 하지만, 심지어 송신기와 수신기 사이의 공진이 매칭되지 않는 경우에도, 에너지는 더 낮은 효율로 전송될 수도 있다. 에너지의 전송은, 송신 유도 코일의 근접장으로부터, 송신 유도 코일로부터 자유 공간 속으로 에너지를 전파하기보다는 이 근접장이 확립되는 지역 내에 (예를 들어, 공진 주파수의 미리 결정된 주파수 범위 내에, 또는 근접장 지역의 미리 결정된 거리 내에) 존재하는 수신 유도 코일로의 커플링 에너지에 의해 발생한다.
상술된 바와 같이, 일부 실시형태들에 따르면, 서로의 근접장에 있는 2개의 유도 코일들 간의 커플링 전력이 개시된다. 상술된 바와 같이, 근접장은 전자기장들이 존재하는 유도 코일 주위의 지역에 대응할 수도 있다. 근접장 커플링 모드 지역들은 유도 코일의 물리적 체적에 가까운, 통상적으로 파장의 작은 분율 내에 있는 체적에 대응할 수도 있다. 일부 실시형태들에 따르면, 전자기 유도 코일들, 이를테면 단일 및 다중-권선 루프 안테나들이, 송신 및 수신의 양자를 위해 사용되는데, 이것은 실제 실시형태들에서의 자기적 근접장 진폭들이 전기형 안테나 (예를 들어, 작은 다이폴) 의 전기적 근접장들과 비교하여 자기형 코일들에 있어서 더 높은 경향이 있기 때문이다. 이것은 쌍 간에 잠재적으로 더 높은 커플링을 허용한다. 더욱이, "전기" 안테나들 (예를 들어, 다이폴들과 모노폴들) 또는 자기 및 전기 안테나들의 조합이 사용될 수도 있다.
도 3a 는 전기 차량 무선 전력 전송 시스템에서 사용된 유도 코일 배열들 (300a) 을 나타낸 사시도이다. 무선 전력 전송 시스템은, 송신기 코일 배열 (301a) 을 포함하는 베이스 또는 송신기 무선 전력 전송 디바이스와, 수신기 코일 배열 (302) 을 포함하는 픽업 또는 수신기 무선 전력 전송 디바이스를 포함한다. 명료화하기 위해서, 시스템의 코일 배열 (300a) 만이 도 3a 에 도시된다. 송신기 코일 배열 (301a) 은, 예를 들어, 차량 주차 공간에서 지면 상에 위치한 무선 전력 송신기 디바이스의 일부를 형성할 수도 있는 한편, 수신기 코일 배열 (302) 은, 예를 들어, 전기 차량의 아래에 위치한 무선 전력 수신기 디바이스의 일부를 형성할 수도 있다. 본 명세서의 목적을 위해, 도 3a 에서의 코일 배열들과 유사한 성질의 모든 도면들이 전기 차량의 길이 방향으로 시인되는 것으로 가정될 수도 있다. 도 3a 는 송신기 코일 배열 (301a) 위에 배치된 수신기 코일 배열 (302) 을 도시하며, 그 위치는 송신기 코일 배열 (301a) 에 에너지 공급시 2개의 코일 배열들 간의 무선 전력 전송에 적합하다.
도 3a 의 배열에서, 송신기 코일 배열 (301a) 은 하나 이상의 전력 소스들에 접속된 2개의 실질적으로 동일 평면상에 있는 송신기 코일들 (303a 및 303b) 을 포함하여, 전기 전류가 2개의 코일들의 인접한 부분들에서 동일한 방향으로 흐르게 하고 이들 인접한 부분들에서의 전류가 실질적으로 동일한 크기와 위상을 갖게 한다. 본원에 기재된 바와 같이, 도 3a 에 나타낸 바와 같이 배열된 실질적으로 동일 평면상에 있는 송신기 코일들 (303a 및 303b) 은 이중 베이스 구성이라 지칭될 수도 있다.
수신기 코일 배열 (302) 은 2개의 실질적으로 동일 평면상에 있는 수신기 코일들 (304a 및 304b) 과, 동일 평면상에 있는 수신기 코일들 (304a 및 304b) 위에 배치된 제 3 코일 (305) 을 포함한다. 코일 배열 (302) 에서의 코일들은 전기 차량의 배터리에 접속된다.
송신기 및 수신기 코일 배열들의 양자는 송신기 코일들 아래와 수신기 코일들 위에 배치된 페라이트 코어들 (미도시) 과 같은 투자성 부재들과 연관된다. 도 3a 의 알려진 배열에서 전력을 전송하기 위해, 교류 전류가 코일 배열 (301a) 을 통과한다. 이것은 송신기 코일들 (303a 및 303b) 에서의 홀들 사이의 코일 배열 (301a) 위에서 루프를 형성하는 높은 플럭스 농도의 지대인 "플럭스 파이프" 형태로 자기장을 생성한다. 사용시, 수신기 코일 배열 (302) 은, 수신기 코일들 (304 및 305) 이 자기 플럭스의 라인들과 교차하도록 배치되어, 전기 차량의 배터리에 공급되는 전류를 수신기 코일들에서 유도한다.
동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 은 송신기 코일들에 의해 발생된 자기 플럭스의 수평 성분들로부터 전력을 추출한다. 단일 수신기 코일 (305) 은 송신기 코일들에 의해 발생된 자기 플럭스의 수직 성분으로부터 전력을 추출한다. 따라서, 조합하여, 수신기 코일 배열 (302) 의 코일들은 무선 전력 전송 시스템의 송신기 및 수신기 디바이스들 간의 에너지 전송을 상당히 효율적인 정도로 가능하게 한다.
도 3b 는 전기 차량 무선 전력 전송 시스템에서 사용된 유도 코일 배열들 (300b) 을 나타낸 사시도이다. 코일 배열들 (300a) 과 같이, 무선 전력 전송 시스템은 송신기 코일 배열 (301b) 을 포함하는 베이스 또는 송신기 무선 전력 전송 디바이스와, 도 3a 와 관련하여 상술된 수신기 코일 배열 (302) 을 포함하는 픽업 또는 수신기 무선 전력 전송 디바이스를 포함한다. 명료화하기 위해서, 시스템의 코일 배열 (300b) 만이 도 3b 에 도시된다. 송신기 코일 배열 (301b) 은, 예를 들어, 차량 주차 공간에서 지면 상에 위치한 무선 전력 송신기 디바이스의 일부를 형성할 수도 있는 한편, 수신기 코일 배열 (302) 은, 예를 들어, 전기 차량의 아래에 위치한 무선 전력 수신기 디바이스의 일부를 형성할 수도 있다. 도 3b 는 송신기 코일 배열 (301b) 위에 배치된 수신기 코일 배열 (302) 을 도시하며, 그 위치는 송신기 코일 배열 (301b) 에 에너지 공급시 2개의 코일 배열들 간의 무선 전력 전송에 적합하다.
도 3b 의 배열에서, 송신기 코일 배열 (301b) 은 하나 이상의 전력 소스들에 접속된 단일의 송신기 코일 (306) 을 포함하여, 전기 전류가 송신기 코일 (306) 에서 흐르게 한다. 전기 전류는 시계방향 또는 반시계방향으로 흐를 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 송신기 코일 (306) 의 깊이는 도 3a 의 실질적으로 동일 평면상에 있는 송신기 코일들 (303a 및 303b) 의 깊이의 2배만큼 길다. 본원에 기재된 바와 같이, 도 3b 에 나타낸 바와 같이 배열된 단일의 송신기 코일 (306) 은 방형 베이스 구성이라 지칭될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 의 송신기 코일들과 전기 차량 (112) 의 수신기 코일들의 정렬은 수신 코일들에서 유도된 전기 전류의 양을 결정한다. 예를 들어, 전기 차량 (212) 이 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 을 수평으로 및/또는 수직으로 가로질러 이동하므로, 수신기 코일들의 각각에서 유도된 전류는 상이할 수도 있다.
추가 실시형태들에서는, 송신기 코일 배열이 또한 수신기 코일들에서 유도된 전기 전류의 양에 영향을 준다. 예를 들어, 송신기 코일들이 이중 베이스 구성으로 배열되고 송신기 코일들이 수신기 코일들과 완전하게 정렬되는 경우, 실질적으로 동일 평면상에 있는 수신기 코일들 (예를 들어, 수신기 코일들 (304a 및 304b)) 에서 유도된 전류는 송신기 코일들에서 발생된 전류량의 거의 최대값일 수도 있는 한편, 제 3 수신기 코일 (예를 들어, 수신기 코일 (305)) 에서 유도된 전류는 거의 제로일 수도 있다. 마찬가지로, 송신기 코일이 방형 베이스 구성으로 배열되고 송신기 코일이 수신기 코일들과 완전하게 정렬되는 경우, 동일 평면상의 수신기 코일들에서 유도된 전류는 거의 제로일 수도 있는 한편, 제 3 수신기 코일에서 유도된 전류는 송신기 코일에서 발생된 전류량의 거의 최대값일 수도 있다.
도 4a 는 실질적으로 동일 평면상에 있는 수신기 코일들 (304a 및 304b) 및 제 3 수신기 코일 (305) 에 의해 발생된 전류를, 이중 베이스 구성으로 배열된 2개의 실질적으로 동일 평면상에 있는 송신기 코일들 (303a 및 303b) 과 수신기 코일들의 정렬 (alignment) 의 함수로서 나타낸다. 도 4a 는, 실질적으로 동일 평면상에 있는 송신기 코일들 (303a 및 303b) 이 실질적으로 동일 평면상에 있는 수신기 코일들 (304a 및 304b) 및 제 3 수신기 코일 (305) 과 완전하게 정렬되어 있는 것을 상부에서 아래로 본 도면을 나타낸다. 그래프 (400a) 는 송신기 코일들 (303a 및 303b) 과 수신기 코일들 (304a, 304b, 및 305) 의 정렬의 함수로서 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 및 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류를 나타낸다.
예를 들어, 전류 (402a) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류를 나타내고 전류 (404a) 는 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류를 나타낸다. 전류 (406a) 는 전류들 (402a 및 404a) 의 합을 나타낸다. 상술한 바와 같이, 수신기 코일들 (304a, 304b, 및 305) 이 송신기 코일들 (303a 및 303b) 과 완전하게 정렬되는 경우 (예를 들어, 정렬은 "0" 이다), 전류 (402a) 는 송신기 코일들 (303a 및 303b) 에서 발생된 전류량의 거의 최대값이고 전류 (404a) 는 거의 제로이다.
박스 (408) 는 송신기 코일들 (303a 및 303b) 에 대한 동작의 예시적인 영역을 나타낸다. 예를 들어, 정렬이 박스 (408) 에 의해 커버되는 영역 내에 있는 경우, 전류는 수신기 코일들 (304a, 304b, 및 305) 에 에너지를 전송하기 위한 목적으로 송신기 코일들 (303a 및 303b) 내에 흐를 수도 있다. 전류의 흐름은, 도 5 와 관련하여 아래에 기재된 바와 같이, 제어기에 의해 제어될 수도 있다. 그래프 (400a) 에 나타낸 바와 같이, 정렬이 박스 (408) 의 외부 에지들로 이동하는 경우, 전류들 (402a 및 404a) 은 수렴하기 시작하는 한편, 전류 (406a) 는 증가하기 시작한다.
예로서, 도 4b 는 수신기 코일들이 이중 베이스 구성으로 배열된 실질적으로 동일 평면상에 있는 송신기 코일들 (303a 및 303b) 과 완전하게 정렬되지 않는 경우, 실질적으로 동일 평면상에 있는 수신기 코일들 (304a 및 304b) 및 제 3 수신기 코일 (305) 에 의해 발생된 전류를 나타낸다. 도 4b 에 나타낸 바와 같이, 수신기 코일들 (304a, 304b, 및 305) 은 완전하게 정렬된 위치의 우측으로 배치된다. 그래프 (400a) 는 이러한 정렬 위치에서의 대략적인 전류 (402a, 404a, 및 406a) 값들을 나타내고, 이것은 라인 (410) 으로 나타내진다. 일부 실시형태들에서, 라인 (410) 에서의 전류 (402a) 는 완전하게 정렬된 위치 (예를 들어, 정렬 "0") 에서의 값보다 낮은 값을 갖지만, 전류들 (404a, 및 406a) 은 완전하게 정렬된 위치에서의 값보다 높은 값을 갖는다.
일부 실시형태들에서, 라인 (410) 은 박스 (408) 내에 있는 정렬을 나타낼 수도 있다. 이로써, 전류가 수신기 코일들 (304a, 304b, 및 305) 에 에너지를 전송하기 위한 목적으로 송신기 코일들 (303a 및 303b) 에서 흐를 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 라인 (410) 은 박스 (408) 외에 있는 정렬을 나타낼 수도 있다. 이로써, 전류가 송신기 코일들 (303a 및 303b) 에서 흐르지 않을 수도 있다.
도 4c 는 실질적으로 동일 평면상에 있는 수신기 코일들 (304a 및 304b) 및 제 3 수신기 코일 (305) 에 의해 발생된 전류를, 방형 베이스 구성으로 배열된 단일의 송신기 코일 (306) 과 수신기 코일들의 정렬의 함수로서 나타낸다. 도 4c 는, 단일의 송신기 코일 (306) 이 실질적으로 동일 평면상에 있는 수신기 코일들 (304a 및 304b) 및 제 3 수신기 코일 (305) 과 완전하게 정렬되어 있는 것을 상부에서 아래로 본 도면을 나타낸다. 그래프 (400b) 는 단일의 송신기 코일 (306) 과 수신기 코일들 (304a, 304b, 및 305) 의 정렬의 함수로서 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 및 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류를 나타낸다.
예를 들어, 전류들 (402a 및 404a) 과 같이, 전류 (402b) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류를 나타내고 전류 (404b) 는 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류를 나타낸다. 전류 (406b) 는 전류들 (402b 및 404b) 의 합을 나타낸다. 상술한 바와 같이, 수신기 코일들 (304a, 304b, 및 305) 이 단일의 송신기 코일 (306) 과 완전하게 정렬되는 경우 (예를 들어, 정렬은 "0" 이다), 전류 (402b) 는 거의 제로이고 전류 (404b) 는 송신기 코일 (306) 에서 발생된 전류량의 거의 최대값이다.
박스 (408) 는 단일의 송신기 코일 (306) 에 대한 동작의 예시적인 영역을 나타낸다. 예를 들어, 정렬이 박스 (408) 에 의해 커버되는 영역 내에 있는 경우, 전류는 수신기 코일들 (304a, 304b, 및 305) 에 에너지를 전송하기 위한 목적으로 단일의 송신기 코일 (306) 내에 흐를 수도 있다. 그래프 (400b) 에 나타낸 바와 같이, 정렬이 박스 (408) 의 외부 에지들로 이동하는 경우, 전류들 (402b 및 404b) 은 수렴하기 시작하는 한편, 전류 (406b) 는 증가하기 시작한다.
도 4a - 4c 에 나타낸 바와 같이, 전기 차량 (112) 의 수신기 코일들 및 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 의 송신기 코일들 및/또는 송신기 코일 배열은 수신기 코일들의 각각에서 유도된 전류에 영향을 줄 수도 있다. 수신기 코일들 및 송신기 코일들 및/또는 송신기 코일 배열의 정렬은 수신기 코일들의 각각에서 유도된 전류에 영향을 줄 수도 있기 때문에, 전기 차량 (112) 은 배터리에 전류를 공급하기 위해서 어느 수신기 코일들이 사용되어야 하는지를 결정할 필요가 있을 수도 있다. 모든 수신기 코일들이 인에이블 상태에 있고 전류를 배터리에 공급할 수 있지만, 모든 수신기 코일들을 인에이블하는 것은 전기 차량의 전기 소모를 불필요하게 증가시킬 수도 있다. 더욱이, 너무 많은 전류가 배터리에 공급되어, 배터리를 영구적으로 손상시킬 수도 있다. 마찬가지로, 동일 평면상의 수신기 코일들만이 또는 제 3 수신기 코일만이 인에이블된다면, 배터리를 충전하기 위해서 충분하지 않은 전류가 제공될 수도 있다.
이에 따라, 전기 차량 (112) 은, 어느 수신기 코일들이 배터리에 전류를 공급하는지를 제어하고 및/또는 배터리에 공급되는 전류량을 제어하는 하나 이상의 제어기들을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 제어기들은 전기 차량 (112) 의 배터리가 충전하기에 충분한 양의 전력을 수신할 수 있도록 허용할 수도 있다. 하나 이상의 제어기들은 또한 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 전류의 변화로부터 초래되는 배터리 상의 부정적인 효과들을 최소화하는 기능을 할 수도 있다. 하나 이상의 제어기들은 무선 전력 전송 시스템, 예컨대 도 1 의 무선 전력 전송 시스템 (100) 에서의 여러 컴포넌트들 중 하나일 수도 있다. 예시적인 무선 전력 전송 시스템의 컴포넌트들은 도 5 와 관련하여 아래에 나타내진다.
도 5 는 도 1 의 무선 전력 전송 시스템 (100) 의 예시적인 코어 및 보조 컴포넌트들을 도시한 기능 블록도이다. 무선 전력 전송 시스템 (510) 은 통신 링크 (576), 안내 링크 (566), 그리고 베이스 시스템 유도 코일 (508) (예를 들어, 실질적으로 동일 평면상에 있는 송신기 코일들 (303a 및 303b) 또는 단일의 송신기 코일 (306)) 을 위한 정렬 시스템들 (552, 2254) 및 전기 차량 유도 코일 (516) (예를 들어, 수신기 코일들 (304a, 304b, 및 305)) 을 나타낸다. 도 2 를 참조하여 상술한 바와 같이, 전기 차량 (112) 측으로의 에너지 흐름을 가정하면, 도 3a - 3b 에서, 베이스 충전 시스템 전력 인터페이스 (558) 는 전력 소스, 예컨대 AC 또는 DC 전력 공급부로부터 충전 시스템 전력 변환기 (536) 로 전력을 제공하도록 구성될 수도 있다. 베이스 충전 시스템 전력 변환기 (536) 는 베이스 시스템 유도 코일 (508) 을 그것의 공진 주파수에서 또는 그 근처에서 여기시키기 위해 베이스 충전 시스템 전력 인터페이스 (558) 로부터 AC 또는 DC 전력을 수신할 수도 있다. 전기 차량 유도 코일 (516) 은, 근접장 커플링 모드 지역에 있는 경우, 공진 주파수에서 또는 그 공진 주파수 근처에서 근접장 커플링 모드 지역으로부터 에너지를 수신할 수도 있다. 전기 차량 전력 변환기 (538) 는 전기 차량 유도 코일 (516) 로부터의 발진 신호를 전기 차량 전력 인터페이스를 통해 배터리를 충전하기에 적합한 전력 신호로 변환한다. 전기 차량 전력 변환기 (538) 는 전기 차량 유도 코일 (516) 에서 유도된 전류 (또는 전력) 를 검출하도록 구성된 하나 이상의 센서들, 예컨대 전류 센서들 또는 전력 센서들을 포함할 수도 있다. 센서들로부터의 측정들은 전기 차량 제어기 (554) 로 송신될 수도 있다.
베이스 무선 충전 시스템 (512) 은 베이스 충전 시스템 제어기 (542) 를 포함하고 전기 차량 충전 시스템 (514) 은 전기 차량 제어기 (544) 를 포함한다. 베이스 충전 시스템 제어기 (542) 는 예를 들어, 컴퓨터와 같은 다른 시스템들 (미도시), 그리고 배전 센터, 또는 스마트 전력 그리드에 대한 베이스 충전 시스템 통신 인터페이스를 포함할 수도 있다. 전기 차량 제어기 (544) 는 예를 들어, 차량 상의 온 보드 (on-board) 컴퓨터와 같은 다른 시스템들 (미도시), 다른 배터리 충전 제어기, 차량들 내의 다른 전자 시스템들, 및 원격 전자 시스템들에 대한 전기 차량 통신 인터페이스를 포함할 수도 있다. 전기 차량 제어기 (544) 는, 어느 수신기 코일들이 배터리에 전류를 공급하는지를 제어하고 및/또는 배터리에 공급되는 전류량을 제어할 수도 있다. 전기 차량 제어기 (544) 의 기능성은 아래에 보다 상세히 기재된다.
베이스 충전 시스템 제어기 (542) 와 전기 차량 제어기 (544) 는 별개의 통신 채널들과의 특정 애플리케이션을 위한 서브시스템들 또는 모듈들을 포함할 수도 있다. 이들 통신 채널들은 별개의 물리적 채널들 또는 별개의 논리적 채널들일 수도 있다. 비제한적 예들로서, 베이스 충전 정렬 시스템 (552) 은, 베이스 시스템 유도 코일 (508) 과 전기 차량 유도 코일 (516) 을 자율적으로 또는 오퍼레이터 지원으로 더욱 밀접하게 정렬하기 위한 피드백 메커니즘을 제공하기 위해 통신 링크 (576) 를 통해 전기 차량 정렬 시스템 (554) 과 통신할 수도 있다. 마찬가지로, 베이스 충전 안내 시스템 (562) 은, 베이스 시스템 유도 코일 (508) 과 전기 차량 유도 코일 (516) 을 정렬함에 있어서 오퍼레이터를 안내하는 피드백 메커니즘을 제공하기 위해 안내 링크를 통해 전기 차량 안내 시스템 (564) 과 통신할 수도 있다. 부가하여, 베이스 무선 전력 충전 시스템 (512) 과 전기 차량 충전 시스템 (514) 간에 다른 정보를 통신하기 위해 베이스 충전 통신 시스템 (572) 과 전기 차량 통신 시스템 (574) 에 의해 지원되는 별개의 범용 통신 링크들 (예를 들어, 채널들) 이 있을 수도 있다. 이 정보는 전기 차량 특성들, 배터리 특성들, 충전 스테이터스, 그리고 베이스 무선 전력 충전 시스템 (512) 및 전기 차량 충전 시스템 (514) 양자의 전력 능력들에 관한 정보, 뿐만 아니라 전기 차량 (112) 에 대한 유지보수 및 진단 데이터를 포함할 수도 있다. 이들 통신 채널들은 예를 들어, 블루투스, 지그비 (zigbee), 셀룰러 등과 같은 별개의 물리적 통신 채널들일 수도 있다. 이들 시스템들은 베이스 시스템 유도 코일 (508) 및 전기 차량 유도 코일 (516) 의 상대적인 위치들 및/또는 상대적인 배향들을 임의의 적절한 방식으로 결정하고 통신하도록 동작할 수도 있다.
베이스 무선 충전 시스템 (512) 과 전기 차량 충전 시스템 (514) 간에 통신하기 위해, 무선 전력 전송 시스템 (510) 은 대역내 시그널링과 RF 데이터 모뎀 (예를 들어, 무면허 대역에서의 라디오를 통하는 이더넷) 양자를 사용할 수도 있다. 대역외 통신은 차량 사용자/소유자에 대한 가치-부가 (value-add) 서비스들의 할당을 위한 충분한 대역폭을 제공할 수도 있다. 무선 전력 캐리어의 낮은 깊이 진폭 또는 위상 변조가 최소 간섭을 갖는 대역내 시그널링 시스템으로서 역할을 할 수도 있다.
부가하여, 일부 통신은 특정 통신들 안테나들을 사용하는 일 없이 무선 전력 링크를 통해 수행될 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 유도 코일들 (508 및 516) 은 또한 무선 통신 송신기들로서 역할을 하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 베이스 무선 전력 충전 시스템 (512) 의 일부 실시형태들은 무선 전력 경로 상의 키잉 (keying) 형 프로토콜을 인에이블하기 위한 제어기 (미도시) 를 포함할 수도 있다. 미리 정의된 프로토콜로 미리 정의된 간격들에서 송신 전력 레벨을 키잉 (진폭 시프트 키잉) 함으로써, 수신기는 송신기로부터 직렬 통신을 검출할 수도 있다. 베이스 충전 시스템 전력 변환기 (536) 는 베이스 시스템 유도 코일 (508) 에 의해 발생된 근접장의 부근에서 액티브 전기 차량 수신기들의 존재 또는 부존재를 검출하기 위한 부하 감지 회로 (미도시) 를 포함할 수도 있다. 예로서, 부하 감지 회로는 전력 증폭기로 흐르는 전류를 모니터링하는데, 그 전류는 베이스 시스템 유도 코일 (104a) 에 의해 발생된 근접장의 부근에서의 액티브 수신기들의 존재 또는 부존재에 의해 영향을 받는다. 전력 증폭기 상의 로딩에 대한 변경들의 검출은 에너지를 송신하기 위한 발진기를 인에이블할지의 여부, 액티브 수신기와 통신할지의 여부, 또는 이들의 조합을 결정함에 있어서 사용하기 위해 베이스 충전 시스템 제어기 (542) 에 의해 모니터링될 수도 있다.
무선 고전력 전송을 인에이블하게 하기 위해, 일부 실시형태들은 10 ~ 60 kHz 범위에서의 주파수에서 전력을 전송하도록 구성될 수도 있다. 이 저 주파수 커플링은 고체 상태 디바이스들을 사용하여 달성될 수도 있는 매우 효율적인 전력 변환을 허용할 수도 있다. 부가하여, 다른 대역들에 비해 라디오 시스템들과 공존하는 문제들이 거의 없을 수도 있다.
일 실시형태에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 파라미터들의 비교에 기초하여 어느 수신기 코일들이 배터리에 전류를 공급해야 하는지를 결정한다. 파라미터들은 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류 (또는 전력), 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류 (또는 전력), 및 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 의 듀티 사이클을 포함할 수도 있다. 전류 값들 및 전력 값들은, 어느 수신기 코일들이 배터리에 전류를 공급해야 하는지를 결정함에 있어서 전기 차량 제어기 (544) 에 의해 수행된 동작들 기재시 상호교환가능하게 사용될 수도 있다. 명확히 하기 위해서, 전기 차량 제어기 (544) 에 의해 수행된 동작들은 측정된 전류값들에 기초하여 본원에 기재된다.
베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 의 전류는 듀티 사이클의 함수일 수도 있다 (예를 들어, 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 의 전류 및 듀티 사이클은 선형으로 비례할 수도 있다). 예를 들어, 듀티 사이클이 증가되는 경우, 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 의 전류가 증가할 수도 있다. 결과적으로, 수신기 코일들 (304a, 304b, 및/또는 305) 의 하나 이상에서 유도되는 전류가 증가될 수도 있다. 하지만, 일부 실시형태들에서, 이러한 특성들은 듀티 사이클이 소정의 임계값 (예를 들어, 80%) 에 도달될 때 홀드될 수도 있다. 예를 들어, 소정의 임계값이 일단 도달되면, 수신기 코일들 (304a, 304b, 및/또는 305) 의 하나 이상에서 유도되는 전류는 듀티 사이클이 증가함에도 비례하는 속도로 증가하지 않을 수도 있다. 듀티 사이클은, 충분하지 않은 전류가 수신기 코일들에서 유도되는 경우 증가될 수도 있다. 마찬가지로, 듀티 사이클은 너무 많은 전류가 수신기 코일들에서 유도되는 경우 감소될 수도 있다.
일 실시형태에서, 듀티 사이클은 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 에 의해 결정된다. 예를 들어, 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 은, 송신기 코일들 (303a 및 303b 및/또는 306) 내부로 발생된 전류에 기초하여 듀티 사이클을 결정할 수도 있다. 이후 듀티 사이클은 도 5 와 관련하여 후술되는 통신 채널 (576) 과 같은 통신 채널을 통해 전기 차량 (112) 으로 송신될 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 듀티 사이클은 전기 차량 (112), 예컨대 변환기 (538) 또는 전기 차량 제어기 (544) 에 의해 결정된다. 이후 듀티 사이클은 통신 채널 (576) 과 같은 통신 채널을 통해 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 으로 송신될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류와 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류의 비교는, 어느 수신기 코일이 현재 다량의 전류를 발생시키고 있는지를 나타낼 수도 있다. 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류와 듀티 사이클의 비교 (예를 들어, 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류의 듀티 사이클에 대한 비) 는, 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에 의해 배터리로 공급될 수 있는 전류량을 나타낼 수도 있다. 마찬가지로, 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류와 듀티 사이클의 비교 (예를 들어, 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류의 듀티 사이클에 대한 비) 는, 제 3 수신기 코일 (305) 에 의해 배터리로 공급될 수 있는 전류량을 나타낼 수도 있다.
일반적으로, 전기 차량 제어기 (544) 는 어느 것이 우세한 코일인지 또는 어느 것이 보다 높은 초기 유도 전류를 갖는지에 따라 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 또는 제 3 수신기 코일 (305) 을 초기에 인에이블할 수도 있다. 예를 들어, 우세한 코일은, 송신기 코일들 및 수신기 코일들이 완전하게 정렬되는 경우 보다 높은 유도 전류를 갖는 코일(들)일 수도 있다. 초기 수신기 코일(들)이 인에이블된 이후, 전기 차량 제어기 (544) 는 추가 분석들을 수행하여 수신기 코일들을 인에이블 및/또는 디스에이블할 수도 있다. 본원에 기재된 바와 같이, 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 은 보다 높은 초기 유도 전류를 갖는 우세한 코일들 및/또는 수신기 코일들로 여겨진다. 후술되는 바와 같이, 전기 차량 제어기 (544) 에 의해 수행되는 분석들은, 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 이 보다 높은 초기 유도 전류를 갖는 우세한 코일들 및/또는 수신기 코일들이라는 관점에서 취해진다. 하지만, 제 3 수신기 코일 (305) 은 보다 높은 초기 유도 전류를 갖는 우세한 코일 및/또는 수신기 코일일 수도 있으며, 제 3 수신기 코일 (305) 및 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 은 아래 분석들에서 상호교환될 수도 있다.
충전은 정적으로 또는 동적으로 일어날 수도 있다. 정적 충전은, 전기 차량 (112) 이 움직이지 않을 때 일어난다. 동적 충전은, 전기 차량 (112) 이 움직일 때 일어난다. 동적 충전 동안, 우세한 코일은 전기 차량 제어기 (544) 에 의해 결정 및 인에이블될 수도 있다.
일 실시형태에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 이 여러 상황들 중 하나의 상황에서 배터리에 전류를 공급할 수 있도록 구성된다. 제 1 실시형태에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류의 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는지의 여부를 결정한다. 예를 들어, 소망의 전류는 10A 일 수도 있고 통상적인 듀티 사이클은 50% ~ 80% 일 수도 있다. 이로써, 제 1 임계값은 0.125 일 수도 있다. 제 1 임계값을 초과하는 것은, 배터리를 충전하기 위해서 충분한 전류가 유도된다는 것을 나타낼 수도 있다. 그 비가 제 1 임계값을 초과하는 경우, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 의 전류가 제 3 수신기 코일 (305) 의 전류보다 더 큰지의 여부를 결정한다. 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 의 전류가 제 3 수신기 코일 (305) 의 전류보다 더 큰 경우라면, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 을 인에이블하고 제 3 수신기 코일 (305) 을 디스에이블한다.
제 2 실시형태에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류의 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는지의 여부를 결정한다. 그 비가 제 1 임계값을 초과하지 않는 경우, 전기 차량 제어기 (544) 는 제 3 수신기 코일 (305) 의 전류가 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 의 전류보다 더 큰지의 여부를 결정한다. 제 3 수신기 코일 (305) 의 전류가 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 의 전류보다 더 작은 경우라면, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 을 인에이블한다.
제 3 실시형태에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류의 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는지의 여부를 결정한다. 그 비가 제 1 임계값을 초과하지 않는 경우, 전기 차량 제어기 (544) 는 제 3 수신기 코일 (305) 의 전류가 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 의 전류보다 더 큰지의 여부를 결정한다. 제 3 수신기 코일 (305) 의 전류가 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 의 전류보다 더 큰 경우, 전기 차량 제어기 (544) 는 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류의 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는지의 여부를 결정한다. 그 비가 제 1 임계값을 초과하지 않는 경우라면, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 을 인에이블한다.
제 4 실시형태에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 송신기 코일 배열과 송신기 코일들 (303a, 303b, 및/또는 306) 및 수신기 코일들 (304a, 304b, 및 305) 의 정렬을 결정한다. 예를 들어, 전기 차량 제어기 (544) 는 통신 링크 (576) 및/또는 안내 링크 (566) 를 통해 송신기 코일 배열 정보를 수신할 수도 있다. 더욱이, 전기 차량 제어기 (544) 는 전기 차량 정렬 시스템 (554) 으로부터 정렬 정보를 수신할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 정렬이 동작 대역 이내 (예를 들어, 도 4a 및 4c 의 박스 (408) 이내) 라면, 전기 차량 제어기 (544) 는 송신기 코일 배열과 무관하게 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 을 인에이블한다. 다른 실시형태에서, 정렬이 동작 대역 이내라면, 송신기 코일이 이중 베이스 구성으로 배열되는 경우에 한해, 전기 차량 제어기 (544) 가 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 을 인에이블한다. 예를 들어, 방형 베이스 구성에서는, 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류가 배터리를 충전하기에 충분할 수도 있고 및/또는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류가 배터리를 충전하기에 불충분할 수도 있다.
일 실시형태에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 제 3 수신기 코일 (305) 이 여러 상황들 중 하나의 상황에서 배터리에 전류를 공급할 수 있도록 구성된다. 제 1 실시형태에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류의 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는지의 여부를 결정한다. 그 비가 제 1 임계값을 초과하는 경우, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 의 전류가 제 3 수신기 코일 (305) 의 전류보다 더 큰지의 여부를 결정한다. 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 의 전류가 제 3 수신기 코일 (305) 의 전류보다 더 작은 경우라면, 전기 차량 제어기 (544) 는 제 3 수신기 코일 (305) 을 인에이블하고 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 을 디스에이블한다.
제 2 실시형태에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류의 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는지의 여부를 결정한다. 그 비가 제 1 임계값을 초과하지 않는 경우, 전기 차량 제어기 (544) 는 제 3 수신기 코일 (305) 을 인에이블하고 및/또는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 을 디스에이블한다.
제 3 실시형태에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 송신기 코일 배열과 송신기 코일들 (303a, 303b, 및/또는 306) 및 수신기 코일들 (304a, 304b, 및 305) 의 정렬을 결정한다. 예를 들어, 상술한 바와 같이, 전기 차량 제어기 (544) 는 통신 링크 (576) 및/또는 안내 링크 (566) 를 통해 송신기 코일 배열 정보를 수신할 수도 있다. 더욱이, 전기 차량 제어기 (544) 는 전기 차량 정렬 시스템 (554) 으로부터 정렬 정보를 수신할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 정렬이 동작 대역 이내 (예를 들어, 도 4a 및 4c 의 박스 (408) 이내) 이고 송신기 코일이 방형 베이스구성으로 배열된다면, 전기 차량 제어기 (544) 는 제 3 수신기 코일 (305) 및/또는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 을 인에이블한다. 예를 들어, 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류는 배터리를 충전하기에 충분할 수도 있고 및/또는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류는 배터리를 충전하기에 불충분할 수도 있다.
일 실시형태에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 및 제 3 수신기 코일 (305) 양자가 여러 상황들 중 하나의 상황에서 배터리에 전류를 공급할 수 있도록 구성된다. 제 1 실시형태에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류의 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는지의 여부를 결정한다. 그 비가 제 1 임계값을 초과하지 않는 경우, 전기 차량 제어기 (544) 는 제 3 수신기 코일 (305) 의 전류가 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 의 전류보다 더 큰지의 여부를 결정한다. 제 3 수신기 코일 (305) 의 전류가 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 의 전류보다 더 크지 않은 경우라면, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 및 제 3 수신기 코일 (305) 을 인에이블한다.
제 2 실시형태에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류의 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는지의 여부를 결정한다. 그 비가 제 1 임계값을 초과하지 않는 경우, 전기 차량 제어기 (544) 는 제 3 수신기 코일 (305) 의 전류가 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 의 전류보다 더 큰지의 여부를 결정한다. 제 3 수신기 코일 (305) 의 전류가 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 의 전류보다 더 큰 경우, 전기 차량 제어기 (544) 는 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류의 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는지의 여부를 결정한다. 그 비가 제 1 임계값을 초과하지 않는 경우라면, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 및 제 3 수신기 코일 (305) 의 양자를 인에이블한다.
상술한 바와 같이, 송신기 코일 배열은 어느 수신기 코일(들)을 전기 차량 제어기 (544) 가 인에이블하는지에 영향을 줄 수도 있다. 예를 들어, 송신기 코일들이 이중 베이스 구성으로 배열된다면, 전기 차량 제어기 (544) 는 정렬 (예를 들어, 정렬이 동작 대역 내에 있는지의 여부) 에 기초하여 제 3 수신기 코일 (305) 을 인에이블 또는 디스에이블하고 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 을 인에이블된 상태로 방치할 수도 있다. 송신기 코일이 방형 베이스 구성으로 배열된다면, 전기 차량 제어기 (544) 는 정렬에 기초하여 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 및/또는 제 3 수신기 코일 (305) 을 인에이블할 수도 있다.
추가 실시형태들에서, 전기 차량 제어기 (544) 또는 제 2 제어기 (미도시) 는 배터리에 공급된 전류량을 제한한다. 예를 들어, 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b), 제 3 수신기 코일 (305), 또는 양자가 배터리에 전류를 공급할 수도 있다. 전류가 너무 높으면, 전기 차량 제어기 (544) 또는 제 2 제어기는 수신기 코일들 (304a, 304b, 및/또는 305) 중 어느 것으로부터 전류 흐름을 제한할 수도 있다. 예로서, 전기 차량 제어기 (544) 또는 제 2 제어기는 수신기 코일들 (304a, 304b, 및/또는 305) 중 하나 이상을 쇼트시키는 동기 정류기를 제어하여 배터리로의 전류 흐름을 제한할 수도 있다.
도 6 은 전기 차량 제어기, 예컨대 도 5 의 전기 차량 제어기 (544) 에 의해 실행될 수도 있는 동작들의 플로우차트 (600) 를 나타낸다. 상술된 바와 같이, 전기 차량 제어기 (544) 는 추가 분석들을 수행하여 수신기 코일들을 인에이블 및/또는 디스에이블할 수도 있다. 일 실시형태에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 블록 (602) 에서 시작할 수도 있다.
블록 (602) 에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류의 듀티 사이클에 대한 비가 임계값 (예를 들어, 상술된 제 1 임계값) 을 초과하는지의 여부를 결정한다. 그 비가 임계값을 초과하는 경우, 전기 차량 제어기 (544) 는 블록 (604) 로 진행한다. 그렇지 않으면, 전기 차량 제어기 (544) 는 블록 (606) 로 진행한다.
블록 (604) 에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류가 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류를 초과하는지의 여부를 결정한다. 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류가 초과되면, 전기 차량 제어기 (544) 는 블록 (610) 에서 나타낸 바와 같이 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 만을 인에이블한다. 그렇지 않으면, 전기 차량 제어기 (544) 는 블록 (612) 에서 나타낸 바와 같이 제 3 수신기 코일 (305) 만을 인에이블한다.
블록 (606) 에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류가 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류 미만인지의 여부를 결정한다. 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 에서 유도된 전류가 미만되면, 전기 차량 제어기 (544) 는 블록 (608) 으로 진행한다. 그렇지 않으면, 전기 차량 제어기는 블록 (614) 에서 나타낸 바와 같이 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 및 제 3 수신기 코일 (305) 의 양자를 인에이블한다.
블록 (608) 에서, 전기 차량 제어기 (544) 는 제 3 수신기 코일 (305) 에서 유도된 전류의 듀티 사이클에 대한 비가 임계값을 초과하는지의 여부를 결정한다. 그 비가 임계값을 초과하면, 전기 차량 제어기 (544) 는 블록 (612) 에서 나타낸 바와 같이 제 3 수신기 코일 (305) 만을 인에이블한다. 그렇지 않으면, 전기 차량 제어기 (544) 는 블록 (614) 에서 나타낸 바와 같이 동일 평면상의 수신기 코일들 (304a 및 304b) 및 제 3 수신기 코일 (305) 의 양자를 인에이블한다.
도 7 은 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 예시적인 방법의 플로우차트 (700) 이다. 일 실시형태에서, 플로우차트 (700) 에서의 단계들은 전기 차량 제어기 (544) 에 의해 실행될 수도 있다. 플로우차트 (700) 의 방법이 특정 순서를 참조하여 다양한 실시형태들로 본원에 기재되어 있지만, 본원에서 블록들은 상이한 순서로 실행될 수도 있거나, 또는 생략될 수도 있으며, 그리고 추가 블록들이 추가될 수도 있다. 당업자는, 플로우차트 (700) 의 방법이 전력의 무선 전송을 통해 또 다른 디바이스를 충전하도록 구성될 수도 있는 디바이스에서 구현될 수도 있음을 이해할 것이다.
블록 (702) 에서, 방법 (700) 은 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 무선 전력 전송 수신기 디바이스의 듀티 사이클을 결정한다. 일 실시형태에서, 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들은 전체적으로 제 3 수신기 코일에 대해 실질적으로 중심에 위치해 있다. 블록 (704) 에서, 방법 (700) 은 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들, 제 3 수신기 코일, 또는 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들과 제 3 수신기 코일을, 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 듀티 사이클의 비교에 기초하여 인에이블한다.
도 8 은 예시적인 실시형태에 따른, 전기 차량 (800) 의 기능 블록도이다. 전기 차량 (800) 은 도 1 - 6 과 관련하여 논의된 다양한 활동들을 위한 수단 (802) 및 수단 (804) 을 포함한다. 전기 차량 (800) 은 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 무선 전력 전송 수신기 디바이스의 듀티 사이클을 결정하기 위한 수단 (802) 을 포함한다. 일 실시형태에서, 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 무선 전력 전송 수신기 디바이스의 듀티 사이클을 결정하기 위한 수단 (802) 은 블록 (702) 과 관련하여 상기에서 논의된 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수도 있다. 전기 차량 (800) 은 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들, 제 3 수신기 코일, 또는 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들과 제 3 수신기 코일을, 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 듀티 사이클의 비교에 기초하여 인에이블하기 위한 수단 (804) 을 더 포함한다. 일 실시형태에서, 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들, 제 3 수신기 코일, 또는 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들과 제 3 수신기 코일을, 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 제 3 수신기 코일의 전류, 및 듀티 사이클의 비교에 기초하여 인에이블하기 위한 수단 (804) 은, 블록 (704) 과 관련하여 상기에서 논의된 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수도 있다.
상술된 방법들의 다양한 동작들은, 그 동작들을 수행할 수 있는 임의의 적합한 수단, 예컨대 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트(들), 회로들, 및/또는 모듈(들)에 의해 수행될 수도 있다. 일반적으로, 도면들에 나타낸 임의의 동작들은 그 동작들을 수행할 수 있는 대응하는 기능적 수단에 의해 수행될 수도 있다. 결정하기 위한 수단은 센서 (예를 들어, 전류 센서) 를 포함한다. 인에이블하기 위한 수단은 전기 차량 제어기를 포함한다.
정보와 신호들이 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중의 임의의 것을 사용하여 표현될 수도 있다. 예를 들어, 상기 설명 전체를 통해 언급될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기 장들 또는 입자들, 광학 장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수도 있다.
본원에서 개시된 실시형태들과 연계하여 설명되는 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양자의 조합들로서 구현될 수도 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호교환성을 명확히 나타내기 위하여, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 일반적으로 이들의 기능성과 관련하여 설명되어 왔다. 이러한 기능성이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지의 여부는 전체 시스템에 부과되는 특정 애플리케이션 및 설계 제약들에 달려있다. 설명된 기능성은 각각의 특정 애플리케이션에 대해 다양한 방식들로 구현할 수도 있지만, 이러한 구현 결정들은 본 발명의 실시형태들의 범위로부터 벗어나도록 하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본원에서 개시된 실시형태들과 연계하여 설명된 다양한 예시적인 블록들, 모듈들, 및 회로들은 본원에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적회로 (ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그램가능 로직 디바이스, 개별 게이트 또는 트랜지스터 로직, 개별 하드웨어 컴포넌트들, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안으로 그 프로세서는 임의의 종래 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한, 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예컨대, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들의 조합, DSP 코어와 협력하는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 조합, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로 구현될 수도 있다.
본원에서 개시된 실시형태들과 연계하여 설명된 방법 또는 알고리즘 및 기능들의 단계들은 하드웨어로, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 이들 두 가지의 조합으로 직접 실시될 수도 있다. 소프트웨어로 구현된다면, 그 기능들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 유형의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되거나 송신될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM (Random Access Memory), 플래시 메모리, ROM (Read Only Memory), 전기적 프로그램가능 ROM (EPROM), 전기적 소거가능 프로그램가능 ROM (EEPROM), 레지스터들, 하드 디스크, 착탈식 디스크, CD ROM, 또는 이 기술분야에서 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체에로 상주할 수도 있다. 저장 매체는 프로세서에 커플링되어, 그 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 읽을 수 있고 그 저장 매체에 정보를 쓸 수 있다. 대안으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다. 디스크 (disk 및 disc) 는 본원에서 사용되는 바와 같이, 컴팩트 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다용도 디스크 (DVD), 플로피 디스크 및 블루레이 디스크를 포함하는데, 여기서 디스크 (disk) 들은 보통 데이터를 자기적으로 재생하지만, 디스크 (disc) 들은 레이저들을 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기한 것들의 조합들은 또한 컴퓨터 판독가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다. 프로세서와 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수도 있다. ASIC은 사용자 단말 내에 상주할 수도 있다. 대안으로, 프로세서와 저장 매체는 사용자 단말에 개별 컴포넌트들로서 상주할 수도 있다.
본 개시물을 요약할 목적으로, 발명들의 소정 양태들, 장점들 및 신규한 특징들이 본원에서 설명되어 왔다. 모든 이러한 장점들이 반드시 본 발명의 임의의 특정 실시형태에 따라 달성될 수도 있다는 것은 아님을 이해할 것이다. 이로써, 본 발명은 본원에서 교시 또는 제안될 수도 있는 다른 장점들을 반드시 달성하지 않고서도, 본원에서 교시된 바와 같은 하나의 장점 또는 장점들의 그룹을 달성하거나 또는 최적화하는 방식으로 구현 또는 실시될 수도 있다.
상술된 실시형태들의 다양한 변형예들이 용이하게 명백하게 될 것이고, 본원에서 정의된 일반 원리들은 본 발명의 정신 또는 범위로부터 벗어남 없이 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본원에서 보인 실시형태들로 한정될 의도는 없으며 본원에서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위가 부여되도록 한다.
Claims (41)
- 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 무선 전력 전송 수신기 디바이스로서,
제 1 수신기 코일;
제 2 수신기 코일로서, 상기 제 1 및 제 2 수신기 코일들이 실질적으로 동일 평면상에 있는, 상기 제 2 수신기 코일;
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일 위에 위치한 제 3 수신기 코일로서, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들이 전체적으로(collectively) 상기 제 3 수신기 코일에 대해 실질적으로 중심에 위치하고, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 수신기 코일들이 부하에 전기적으로 접속하도록 구성되는, 상기 제 3 수신기 코일; 및
센서를 포함하고, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 상기 제 3 수신기 코일의 전류, 및 상기 무선 전력 전송 수신기 디바이스에 의해 수신된 전력 신호의 듀티 사이클을 상기 센서를 이용하여 결정하도록 구성된 제어기를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 부하에 제 1 전류를 공급하기 위해 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들을,
상기 부하에 제 2 전류를 공급하기 위해 상기 제 3 수신기 코일을 또는
상기 부하에 상기 제 1 전류를 공급하기 위해 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들과 상기 부하에 상기 제 2 전류를 공급하기 위해 상기 제 3 수신기 코일을,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류와 상기 제 3 수신기 코일의 전류의 비교 또는 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류와 상기 듀티 사이클의 비교 중 적어도 하나에 기초하여, 인에이블하도록 더 구성되는 상기 제어기를 포함하는, 무선 전력 전송 수신기 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류 미만인 경우, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들을 인에이블하도록 구성되는, 무선 전력 전송 수신기 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류를 초과하는 경우, 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하도록 구성되는, 무선 전력 전송 수신기 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류를 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 상기 제 1 임계값을 초과하는 경우, 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하도록 구성되는, 무선 전력 전송 수신기 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값 미만인 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류 미만인 경우, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 및 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하도록 구성되는, 무선 전력 전송 수신기 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류를 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 상기 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 및 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하도록 구성되는, 무선 전력 전송 수신기 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 무선 전력 전송 수신기 디바이스로 전력을 무선으로 송신하도록 구성된 무선 전력 전송 송신기는 방형 베이스 구성으로 배열된 송신기 코일을 포함하고, 그리고 상기 송신기 코일은 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 및 상기 제 3 수신기 코일과 동작 대역 내에서 정렬되는, 무선 전력 전송 수신기 디바이스. - 제 7 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 또는 상기 제 3 수신기 코일 중 하나를 인에이블하도록 구성되는, 무선 전력 전송 수신기 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 무선 전력 전송 수신기 디바이스로 전력을 무선으로 송신하도록 구성된 무선 전력 전송 송신기는 이중 베이스 구성으로 배열된 제 1 및 제 2 송신기 코일들을 포함하고, 그리고 상기 제 1 및 제 2 송신기 코일들은 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 및 상기 제 3 수신기 코일과 동작 대역 내에서 정렬되는, 무선 전력 전송 수신기 디바이스. - 제 9 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들을 인에이블하도록 구성되는, 무선 전력 전송 수신기 디바이스. - 제 10 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값 미만인 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류 미만인 경우, 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하도록 구성되는, 무선 전력 전송 수신기 디바이스. - 제 9 항에 있어서,
상기 무선 전력 전송 송신기는 또한 상기 듀티 사이클을 결정하고 상기 듀티 사이클을 상기 무선 전력 전송 수신기 디바이스로 송신하도록 구성되는, 무선 전력 전송 수신기 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 또는 상기 제 3 수신기 코일 중 적어도 하나에 의해 발생된 전류의 양을 제한하도록 구성된 제 2 제어기를 더 포함하는, 무선 전력 전송 수신기 디바이스. - 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법으로서,
동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일 위에 위치한 제 3 수신기 코일의 전류, 및 무선 전력 전송 수신기 디바이스에 의해 수신된 전력 신호의 듀티 사이클을 센서를 이용하여 결정하는 단계로서, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들이 전체적으로(collectively) 상기 제 3 수신기 코일에 대해 실질적으로 중심에 위치하는, 상기 결정하는 단계; 및
부하에 제 1 전류를 공급하기 위해 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들을, 상기 부하에 제 2 전류를 공급하기 위해 상기 제 3 수신기 코일을 또는 상기 부하에 상기 제 1 전류를 공급하기 위해 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들과 상기 부하에 상기 제 2 전류를 공급하기 위해 상기 제 3 수신기 코일을, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류와 상기 제 3 수신기 코일의 전류의 비교 또는 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류와 상기 듀티 사이클의 비교 중 적어도 하나에 기초하여, 인에이블하는 단계를 포함하는 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류 미만인 경우, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들을 인에이블하는 단계를 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류를 초과하는 경우, 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하는 단계를 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류를 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 상기 제 1 임계값을 초과하는 경우, 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하는 단계를 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값 미만인 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류 미만인 경우, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 및 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하는 단계를 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류를 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 상기 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 및 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하는 단계를 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
무선 전력 전송 송신기에 의해 무선으로 송신된 전력을 수신하는 단계로서, 상기 무선 전력 전송 송신기가 방형 베이스 구성으로 배열된 송신기 코일을 포함하는, 상기 전력을 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 송신기 코일은 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 및 상기 제 3 수신기 코일과 동작 대역 내에서 정렬되는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법. - 제 20 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 또는 상기 제 3 수신기 코일 중 하나를 인에이블하는 단계를 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
무선 전력 전송 송신기에 의해 무선으로 송신된 전력을 수신하는 단계로서, 상기 무선 전력 전송 송신기가 이중 베이스 구성으로 배열된 제 1 및 제 2 송신기 코일들을 포함하는, 상기 전력을 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 송신기 코일들은 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 및 상기 제 3 수신기 코일과 동작 대역 내에서 정렬되는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법. - 제 22 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들을 인에이블하는 단계를 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법. - 제 23 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값 미만인 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류 미만인 경우, 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하는 단계를 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법. - 제 22 항에 있어서,
상기 무선 전력 전송 송신기로부터 상기 듀티 사이클을 수신하는 단계를 더 포함하며, 상기 무선 전력 전송 송신기는 상기 듀티 사이클을 결정하도록 구성되는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 또는 상기 제 3 수신기 코일 중 적어도 하나에 의해 발생된 전류의 양을 제한하는 단계를 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 방법. - 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 장치로서,
동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일 위에 위치한 제 3 수신기 코일의 전류, 및 무선 전력 전송 수신기 디바이스에 의해 수신된 전력 신호의 듀티 사이클을 결정하는 수단으로서, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들이 전체적으로(collectively) 상기 제 3 수신기 코일에 대해 실질적으로 중심에 위치하는, 상기 결정하는 수단; 및
부하에 제 1 전류를 공급하기 위해 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들을, 상기 부하에 제 2 전류를 공급하기 위해 상기 제 3 수신기 코일을 또는 상기 부하에 상기 제 1 전류를 공급하기 위해 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들과 상기 부하에 상기 제 2 전류를 공급하기 위해 상기 제 3 수신기 코일을, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류와 상기 제 3 수신기 코일의 전류의 비교 또는 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류와 상기 듀티 사이클의 비교 중 적어도 하나에 기초하여, 인에이블하는 수단을 포함하는 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 장치. - 제 27 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류 미만인 경우, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들을 인에이블하는 수단을 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 장치. - 제 27 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류를 초과하는 경우, 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하는 수단을 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 장치. - 제 27 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류를 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 상기 제 1 임계값을 초과하는 경우, 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하는 수단을 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 장치. - 제 27 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값 미만인 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류 미만인 경우, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 및 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하는 수단을 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 장치. - 제 27 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류를 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 상기 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 및 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하는 수단을 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 장치. - 제 27 항에 있어서,
상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 또는 상기 제 3 수신기 코일 중 적어도 하나에 의해 발생된 전류의 양을 제한하는 수단을 더 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 장치. - 제 27 항에 있어서,
상기 결정하는 수단은 전류 센서를 포함하고, 그리고 상기 인에이블하는 수단은 전기 차량 제어기를 포함하는, 배터리에 공급된 전류를 제어하기 위한 장치. - 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
상기 코드가 실행되는 경우 장치로 하여금:
동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일 위에 위치한 제 3 수신기 코일의 전류, 및 무선 전력 전송 수신기 디바이스에 의해 수신된 전력 신호의 듀티 사이클을 센서를 이용하여 결정하게 하되, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들이 전체적으로(collectively) 상기 제 3 수신기 코일에 대해 실질적으로 중심에 위치하고, 그리고
부하에 제 1 전류를 공급하기 위해 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들을, 상기 부하에 제 2 전류를 공급하기 위해 상기 제 3 수신기 코일을 또는 상기 부하에 상기 제 1 전류를 공급하기 위해 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들과 상기 부하에 상기 제 2 전류를 공급하기 위해 상기 제 3 수신기 코일을, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류와 상기 제 3 수신기 코일의 전류의 비교 또는 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류와 상기 듀티 사이클의 비교 중 적어도 하나에 기초하여, 인에이블하게 하는 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 35 항에 있어서,
실행되는 경우, 장치로 하여금, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류 미만인 경우, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들을 인에이블하게 하는 코드를 더 포함하는, 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 35 항에 있어서,
실행되는 경우, 장치로 하여금, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값을 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류를 초과하는 경우, 상기 제 3 수신기 코일들을 인에이블하게 하는 코드를 더 포함하는, 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 35 항에 있어서,
실행되는 경우, 장치로 하여금, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류를 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 상기 제 1 임계값을 초과하는 경우, 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하게 하는 코드를 더 포함하는, 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 35 항에 있어서,
실행되는 경우, 장치로 하여금, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값 미만인 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류 미만인 경우, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 및 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하게 하는 코드를 더 포함하는, 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 35 항에 있어서,
실행되는 경우, 장치로 하여금, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 제 3 수신기 코일의 전류가 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들의 전류를 초과하는 경우, 및 상기 제 3 수신기 코일의 전류의 상기 듀티 사이클에 대한 비가 상기 제 1 임계값 미만인 경우, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 및 상기 제 3 수신기 코일을 인에이블하게 하는 코드를 더 포함하는, 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 35 항에 있어서,
실행되는 경우, 장치로 하여금, 상기 동일 평면상의 제 1 및 제 2 수신기 코일들 또는 상기 제 3 수신기 코일 중 적어도 하나에 의해 발생된 전류의 양을 제한하게 하는 코드를 더 포함하는, 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/745,676 US9142990B2 (en) | 2013-01-18 | 2013-01-18 | Method of multi-coil operation and optimization |
| US13/745,676 | 2013-01-18 | ||
| PCT/US2014/011492 WO2014113391A2 (en) | 2013-01-18 | 2014-01-14 | Method of multi-coil operation and optimization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150109391A KR20150109391A (ko) | 2015-10-01 |
| KR101787220B1 true KR101787220B1 (ko) | 2017-10-18 |
Family
ID=50064780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020157021706A KR101787220B1 (ko) | 2013-01-18 | 2014-01-14 | 멀티 코일 동작 및 최적화의 방법 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9142990B2 (ko) |
| EP (1) | EP2946456A2 (ko) |
| JP (1) | JP5933858B2 (ko) |
| KR (1) | KR101787220B1 (ko) |
| CN (1) | CN104937809B (ko) |
| WO (1) | WO2014113391A2 (ko) |
Families Citing this family (49)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104604077B (zh) | 2012-09-05 | 2018-10-19 | 瑞萨电子株式会社 | 非接触充电装置以及使用该非接触充电装置的非接触供电系统 |
| US20150095789A1 (en) | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Elwha Llc | User interface to residence related information center associated with communication and control system and method for wireless electric vehicle electrical energy transfer |
| US9205754B2 (en) | 2013-09-30 | 2015-12-08 | Elwha Llc | Communication and control regarding electricity provider for wireless electric vehicle electrical energy transfer |
| US9412515B2 (en) | 2013-09-30 | 2016-08-09 | Elwha, Llc | Communication and control regarding wireless electric vehicle electrical energy transfer |
| US10093194B2 (en) | 2013-09-30 | 2018-10-09 | Elwha Llc | Communication and control system and method regarding electric vehicle for wireless electric vehicle electrical energy transfer |
| US10811908B2 (en) | 2014-09-25 | 2020-10-20 | Supply, Inc. | System and method for wireless power reception |
| JP6623522B2 (ja) * | 2015-01-26 | 2019-12-25 | セイコーエプソン株式会社 | ロボット、ロボットシステムおよびサーバー |
| US9742499B2 (en) * | 2015-10-02 | 2017-08-22 | Texas Instruments Incorporated | Adaptive signaling based MFSK modulation scheme for ultrasonic communications |
| KR20170050991A (ko) * | 2015-11-02 | 2017-05-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 무선 전력 송신기 |
| US10759281B2 (en) * | 2016-01-19 | 2020-09-01 | Ford Global Technologies, Llc | Controlling operation of electrified vehicle travelling on inductive roadway to influence electrical grid |
| US10566850B2 (en) * | 2016-06-10 | 2020-02-18 | Witricity Corporation | Apparatus and methods for reducing magnetic field emissions between wireless power transmitters |
| JP6636886B2 (ja) * | 2016-09-14 | 2020-01-29 | 株式会社東芝 | 無線電力伝送システム、送電装置及び受電装置 |
| WO2018066789A1 (ko) * | 2016-10-07 | 2018-04-12 | 엘지전자 주식회사 | 무선 전력 송신기의 코일 구조 |
| WO2018106124A1 (en) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | Auckland Uniservices Limited | Polyphase hybrid ipt system |
| US10476310B2 (en) * | 2017-05-26 | 2019-11-12 | Witricity Corporation | Multi-mode wireless power receiver control |
| KR101967634B1 (ko) * | 2017-05-31 | 2019-04-11 | 주식회사 디에스시동탄 | 차량 시트 열선의 무선전력전송 장치 |
| US10848008B2 (en) | 2017-05-31 | 2020-11-24 | Daechang Seat Co., Ltd-Dongtan | Wireless power transmission device for seat |
| US11178625B2 (en) | 2017-06-06 | 2021-11-16 | Supply, Inc. | Method and system for wireless power delivery |
| US10778044B2 (en) | 2018-11-30 | 2020-09-15 | Supply, Inc. | Methods and systems for multi-objective optimization and/or wireless power delivery |
| JP6921246B2 (ja) | 2017-06-06 | 2021-08-18 | サプライ, インコーポレイテッドSupply, Inc. | ワイヤレス電力供給方法およびシステム |
| US10798665B2 (en) | 2017-06-06 | 2020-10-06 | Supply, Inc. | Method and system for wireless power delivery |
| KR102008847B1 (ko) * | 2017-06-30 | 2019-08-07 | 주식회사 다원퓨처텍 | 무선 전력 전송 방법 및 장치 |
| KR20190016193A (ko) * | 2017-08-08 | 2019-02-18 | 엘지이노텍 주식회사 | 코일 프레임 및 송신 코일 모듈 |
| WO2019173590A1 (en) * | 2018-03-08 | 2019-09-12 | Supply, Inc. | Method and system for wireless power delivery |
| JP7275648B2 (ja) * | 2018-06-26 | 2023-05-18 | 株式会社デンソー | 走行中非接触給電システム |
| CN110649716B (zh) * | 2018-06-27 | 2021-10-15 | Oppo广东移动通信有限公司 | 一种无线充电方法、待充电设备及无线充电装置 |
| CN111049284A (zh) | 2018-10-11 | 2020-04-21 | 恩智浦美国有限公司 | 配对接收器和无线充电发射器的方法 |
| KR102624101B1 (ko) * | 2018-10-12 | 2024-01-12 | 삼성전자주식회사 | 무선 전력 전송을 위한 방법 및 그 전자 장치 |
| CN109347175A (zh) | 2018-11-23 | 2019-02-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 无线充电装置及无线充电系统 |
| US10820283B2 (en) | 2018-11-28 | 2020-10-27 | Supply, Inc. | System and method for wireless power delivery |
| KR20210110360A (ko) * | 2019-01-02 | 2021-09-07 | 지이 하이브리드 테크놀로지스, 엘엘씨 | 다중 송신기들 및 수신기들을 사용한 무선 전력 전송 |
| CN112117815A (zh) | 2019-06-20 | 2020-12-22 | 恩智浦美国有限公司 | 多线圈无线充电器 |
| CN111740512B (zh) * | 2020-08-21 | 2021-01-15 | 广东希荻微电子有限公司 | 一种无线充电发射端系统以及控制方法 |
| WO2022221435A1 (en) | 2021-04-14 | 2022-10-20 | Supply, Inc. | System and method for wireless power networking |
| KR102437154B1 (ko) * | 2021-10-18 | 2022-08-25 | 양황순 | 충전기능을 갖는 무선충,방전 모듈 |
| US11831173B2 (en) | 2021-11-03 | 2023-11-28 | Nucurrent, Inc. | Wireless power transmission antenna with series coil molecule configuration |
| US11862991B2 (en) | 2021-11-03 | 2024-01-02 | Nucurrent, Inc. | Wireless power transmission antenna with internal repeater and in-coil tuning |
| US11831175B2 (en) | 2021-11-03 | 2023-11-28 | Nucurrent, Inc. | Wireless power transmission antenna with antenna molecules |
| US11848566B2 (en) | 2021-11-03 | 2023-12-19 | Nucurrent, Inc. | Dual communications demodulation of a wireless power transmission system having an internal repeater |
| US11824372B2 (en) | 2021-11-03 | 2023-11-21 | Nucurrent, Inc. | Wireless power transmission antenna with puzzled antenna molecules |
| US11955819B2 (en) | 2021-11-03 | 2024-04-09 | Nucurrent, Inc. | Communications modulation in wireless power receiver with multi-coil receiver antenna |
| US11831177B2 (en) | 2021-11-03 | 2023-11-28 | Nucurrent, Inc. | Wireless power transmitter with internal repeater and enhanced uniformity |
| US20230134561A1 (en) * | 2021-11-03 | 2023-05-04 | Nucurrent, Inc. | Multi-Coil Polygonal Wireless Power Receiver Antenna |
| US11824371B2 (en) | 2021-11-03 | 2023-11-21 | Nucurrent, Inc. | Wireless power transmission antenna with internal repeater and repeater filter |
| US11831176B2 (en) | 2021-11-03 | 2023-11-28 | Nucurrent, Inc. | Wireless power transfer systems with substantial uniformity over a large area |
| US11862984B2 (en) | 2021-11-03 | 2024-01-02 | Nucurrent, Inc. | Wireless power receiver with repeater for enhanced power harvesting |
| US20230134897A1 (en) * | 2021-11-03 | 2023-05-04 | Nucurrent, Inc. | Wireless Power Receiver with Rectifier for Multi-Coil Receiver Antenna |
| US11962337B2 (en) | 2021-11-03 | 2024-04-16 | Nucurrent, Inc. | Communications demodulation in wireless power transmission system having an internal repeater |
| US11824373B2 (en) | 2021-11-03 | 2023-11-21 | Nucurrent, Inc. | Wireless power transmission antenna with parallel coil molecule configuration |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007100265A1 (en) | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Auckland Uniservices Limited | Single phase power supply for inductively coupled power transfer systems |
| JP2012523814A (ja) | 2009-04-08 | 2012-10-04 | アクセス ビジネス グループ インターナショナル リミテッド ライアビリティ カンパニー | 選択可能なコイルアレイ |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5012236A (en) | 1989-05-26 | 1991-04-30 | Trovan Limited | Electromagnetic energy transmission and detection apparatus |
| NZ546955A (en) | 2006-05-02 | 2008-09-26 | Auckland Uniservices Ltd | Pick-up apparatus for inductive power transfer systems |
| WO2009037821A1 (ja) | 2007-09-17 | 2009-03-26 | Hideo Kikuchi | 誘導電力伝送回路 |
| US9283858B2 (en) | 2009-02-05 | 2016-03-15 | Auckland Uniservices Ltd | Inductive power transfer apparatus |
| EP2394346B1 (en) | 2009-02-05 | 2020-10-21 | Auckland UniServices Limited | Inductive power transfer apparatus |
| IN2012DN01947A (ko) | 2009-08-07 | 2015-08-21 | Auckland Uniservices Ltd | |
| US20110115429A1 (en) | 2009-11-13 | 2011-05-19 | Nokia Corporation | Wireless Charging Adapter Compatible With Wall Charger And Wireless Charging Plate |
| WO2012018268A1 (en) | 2010-08-05 | 2012-02-09 | Auckland Uniservices Limited | Inductive power transfer apparatus |
| KR101970324B1 (ko) | 2010-08-06 | 2019-04-18 | 오클랜드 유니서비시즈 리미티드 | 유도 전력 수신기 장치 |
| EP2632762B1 (en) | 2010-10-29 | 2017-05-31 | Qualcomm Incorporated(1/3) | Wireless energy transfer via coupled parasitic resonators |
| US9356659B2 (en) * | 2011-01-18 | 2016-05-31 | Mojo Mobility, Inc. | Chargers and methods for wireless power transfer |
| US10090885B2 (en) | 2011-04-13 | 2018-10-02 | Qualcomm Incorporated | Antenna alignment and vehicle guidance for wireless charging of electric vehicles |
| KR101559223B1 (ko) * | 2011-04-25 | 2015-10-13 | 가부시끼가이샤 도시바 | 자성 시트와 그것을 사용한 비접촉 수전 장치, 전자 기기 및 비접촉 충전 장치 |
-
2013
- 2013-01-18 US US13/745,676 patent/US9142990B2/en active Active
-
2014
- 2014-01-14 EP EP14702994.6A patent/EP2946456A2/en not_active Withdrawn
- 2014-01-14 KR KR1020157021706A patent/KR101787220B1/ko active IP Right Grant
- 2014-01-14 CN CN201480005043.7A patent/CN104937809B/zh active Active
- 2014-01-14 WO PCT/US2014/011492 patent/WO2014113391A2/en active Application Filing
- 2014-01-14 JP JP2015553782A patent/JP5933858B2/ja active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007100265A1 (en) | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Auckland Uniservices Limited | Single phase power supply for inductively coupled power transfer systems |
| JP2012523814A (ja) | 2009-04-08 | 2012-10-04 | アクセス ビジネス グループ インターナショナル リミテッド ライアビリティ カンパニー | 選択可能なコイルアレイ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9142990B2 (en) | 2015-09-22 |
| CN104937809B (zh) | 2017-12-15 |
| CN104937809A (zh) | 2015-09-23 |
| US20140203769A1 (en) | 2014-07-24 |
| JP2016512010A (ja) | 2016-04-21 |
| WO2014113391A3 (en) | 2015-04-02 |
| EP2946456A2 (en) | 2015-11-25 |
| JP5933858B2 (ja) | 2016-06-15 |
| KR20150109391A (ko) | 2015-10-01 |
| WO2014113391A2 (en) | 2014-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101787220B1 (ko) | 멀티 코일 동작 및 최적화의 방법 | |
| US9859956B2 (en) | Power supply control in wireless power transfer systems | |
| KR101800606B1 (ko) | 무선 전력 전송 시스템 코일 어레인지먼트들 및 동작 방법 | |
| US9352661B2 (en) | Induction power transfer system with coupling and reactance selection | |
| US10014104B2 (en) | Coil arrangements in wireless power transfer systems for low electromagnetic emissions | |
| KR102000432B1 (ko) | 유도 전력 전송을 위한 코일 토폴로지들 | |
| US9815379B2 (en) | Systems and methods for electric vehicle induction coil alignment | |
| US10003217B2 (en) | System and method for reducing emissions for polarized coil systems for wireless inductive power transfer | |
| US9376026B2 (en) | System and method for inductance compensation in wireless power transfer | |
| US9679695B2 (en) | Tuning circuit and method for wireless power transfer systems | |
| US9859955B2 (en) | System and method for power output control in wireless power transfer systems | |
| JP2017517866A5 (ko) | ||
| US9742200B2 (en) | System and method to avoid magnetic power loss while providing alternating current through a ferromagnetic material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |