KR101912333B1

KR101912333B1 - 전기 차량용 유도 충전 시스템

Info

Publication number: KR101912333B1
Application number: KR1020127017421A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 더블유. 바아만; 션 티. 유리히; 주니어 윌리엄 티. 스토너; 조슈아 비. 테일러; 리차드 제이. 웨버
Original assignee: 필립스 아이피 벤쳐스 비.브이.
Priority date: 2010-01-05
Filing date: 2011-01-04
Publication date: 2018-10-29
Also published as: CN102695629A; TW201616769A; GB201210594D0; US8937454B2; GB2488086B; TWI577109B; GB2488086A; TWI523368B; CN102695629B; JP6204410B2; JP2013516949A; US20150069967A1; WO2011084936A3; JP5763675B2; KR20120125604A; CN104709105B; JP2015208222A; US9701212B2; US20110181240A1; CN104709105A

Abstract

본 발명은 일차 충전 코일과 이차 코일의 정렬을 돕는 전기 차량을 위한 충전 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은 타이어가 휠 초크에 진입할 때 일차 코일을 상승시켜 이차 코일과 정렬 상태가 되게 하는 휠 초크를 포함할 수 있다. 이 시스템은 차량을 지지하는 표면 아래로 만입되어 있으며 덮개에 의해 보호되어 있는 일차측을 포함할 수 있다. 이차 코일은 차량에 장착된 스키드 판에 의해 보호 및 지지될 수 있다. 시스템은 충전 회로를 포함하며, 이 충전 회로는 차고 문 개방기 송신기 또는 차고 문 개방기에 의해 송신되는 신호에 의해 제어된다. 이 시스템은 일차 코일과 이차 코일 사이의 공간의 동물 또는 물체의 존재를 검출하는 센서를 포함할 수 있다.

Description

전기 차량용 유도 충전 시스템 {INDUCTIVE CHARGING SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 전기 차량용 충전 시스템에 관한 것으로, 특히, 일차 코일과 이차 코일 사이의 개선된 정렬을 제공하는 충전 시스템에 관한 것이다.

유도 급전은 다양한 차량 충전 용례에서 사용된다. 이들 시스템은 전원에 연결된 일차 충전 코일과 배터리에 연결된 차량 내의 이차 코일을 포함한다. 일차 충전 코일에 전력이 인가되며, 이는 이차 충전 코일에 전류를 유도하여 배터리를 충전시킨다. 유도 충전 시스템은 1) 일차 코일과 이차 코일이 서로 적절히 정렬되지 못한 경우 및/또는 2) 코일들이 서로 충분하게 근접하지 못한 경우, 효율 문제가 발생할 수 있다. 종래 기술 디자인은 코일을 정렬하기 위해 및/또는 코일을 물리적 근접상태로 이동시키기 위해 다양한 기술을 포함한다. 불행하게도, 이들 디자인은 비교적 복잡하고, 비교적 다루기 힘든 감지 및 이동 시스템을 포함하는 경우가 많으며, 이들은 시간이 흐름에 따라 캘리브레이션 및 정비를 필요로 할 수 있다. 또한, 일차 코일과 이차 코일 사이에 동물 또는 다른 이동체가 배회하게 될 수 있으며, 이는 일차 코일과 이차 코일 사이의 결합 효율을 손상시킬 수 있다.

상술한 문제점들은, 유도 충전 시스템이 전기 차량의 안전하고, 간단하고 효율적인 충전을 제공하는 본 발명에서 극복된다. 본 발명의 제1 양태에서, 충전 시스템은 휠 초크 구조체(wheel chock structure) 내에 일차 코일을 포함한다. 차량의 휠이 휠 초크 구조체에 진입할 때, 일차 코일은 자동으로 차량 내의 이차 코일에 관한 위치로 이동된다. 예로서, 휠 초크는 일차 충전 코일에 연결된 거양 기구(lifting mechanism)를 포함할 수 있다. 차량이 휠 초크에 진입할 때, 휠의 중량이 페달(pedal)을 전방으로 추진한다. 페달의 이러한 이동은 일차 충전 코일을 이차 코일에 더 근접한 상태로 상승시킨다. 두 개의 코일은 유도 결합을 위한 위치에 배치되고, 충전이 착수된다. 충전이 완료되면, 차량은 초크를 벗어나고, 페달이 후방으로 피봇하며, 일차 충전 코일이 이차 코일로부터 결합해제된다.

본 발명의 제2 양태에서, 차량은 이차 코일을 일차 충전 코일에 관한 위치로 이동시키기 위한 기구를 포함한다.

본 발명의 제3 양태에서, 일차 충전 코일은 휠 초크와 고정 종방향 정합 상태에 있다. 차량의 휠이 휠 초크와 접촉할 때, 일차 코일이 차량 내의 이차 코일과 정렬되도록 일차 코일이 위치된다. 추가적으로, 일차 및 이차 코일은 충전 시스템 내로의 이동 및 충전 시스템 외부로의 이동 동안 코일의 무손상 결합 및 결합해제를 이행하도록 대체로 수평이거나 수평으로부터 각져 있다.

본 발명의 제4 양태에서, 충전 시스템은 적어도 부분적으로 차고 문 개방기 또는 차고 문 개방기 송신기로부터 전송되는 신호에 응답하여 제어된다. 예로서, 충전기는 차량이 휠 초크를 벗어난 이후 전력을 절약하기 위해 휴면 모드로 전이된다. 차량이 돌아왔을 때, 사용자는 차고 문을 개방하기 위해 차고 문 개방기를 작동시킨다. 충전기의 수신기는 차고 문 개방기 또는 각성된(awaken) 차고 문 개방기 송신기 중 어느 하로부터 신호를 수신한다. 차량이 초크에 진입하고, 사용자가 차고 문을 닫기 위해 차고 문 개방기를 작동시킨다. 충전기의 수신기는 차고 문 개방기 또는 차고 문 개방기 송신기로부터 신호를 수신하고, 충전에 착수한다. 사용자가 차고를 벗어날 준비가 되면, 사용자는 차고 문을 개방하기 위해 차고 문 개방기를 작동시킨다. 차고 문 개방기 또는 차고 문 개방기 송신기로부터의 신호가 충전기에 의해 수신되고, 충전이 중단된다.

본 발명의 제5 양태에서, 휠 초크 구조체는 차량 휠을 위한 측방향 정렬 기구를 포함한다. 정렬 기구는 롤러 및 휠 안내부를 포함하고, 휠 안내부는 휠이 초크에 진입할 때 휠을 자동으로 측방향 정렬시킨다.

본 발명의 제6 양태에서, 일차 충전 코일은 예로서, 일차 코일 위의 제설(snow-plowing)을 이행하기 위해 차량을 지지하는 포석 또는 표면 내에서 보호 비전도성 덮개 내에 위치될 수 있다. 추가적으로, 또는, 대안적으로, 이차 충전 코일은 차량에 장착된 보호 스키드 판 내에 위치될 수 있다.

본 발명의 제7 양태에서, 동물 검출 및 제지 시스템이 충전 시스템에 통합될 수 있다. 이 시스템은 동물 또는 다른 물체가 충전 영역에 진입하는 경우를 검출하고, 동물이 충전 영역을 벗어나게 하거나 차량 소유자에게 방해물의 존재를 경고하기 위해 가청 경보 또는 다른 신호를 방출할 수 있다.

현용의 실시예의 설명 및 도면을 참조로 이들 및 본 발명의 다른 장점 및 특징을 더욱 완전하게 이해 및 인지할 수 있을 것이다.

도 1은 시스템에 차량이 접근하는 상태에서의 본 발명의 충전 시스템의 제1 실시예의 사시도이다.
도 2는 초크 내의 차량을 도시하는 도 1의 충전 시스템의 사시도이다.
도 3은 도 1의 충전 시스템의 확대 측면도이다.
도 4는 도 1의 충전 시스템 및 도킹된 차량의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예의 측면도이다.
도 6a는 본 발명의 제3 실시예의 사시도이다.
도 6b는 제3 실시예의 충전기 내에 도킹된 차량의 측면도이다.
도 7a는 본 발명의 제4 실시예의 사시도이다.
도 7b는 제4 실시예의 충전기에 도킹된 차량의 측면도이다.
도 8은 측방향 휠 정렬 기구의 상면도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예의 측면도이다.
도 10은 제6 실시예에 따른 덮개의 상면도이다.
도 11은 덮개의 저면도이다.
도 12는 제6 실시예에 따른 일차 코일, 덮개 및 하우징의 단면도이다.
도 13은 제6 실시예에 따른 스키드 판의 분해도이다.
도 14는 제6 실시예에 따른 일차 코일 배열의 상면도이다.
도 15는 제6 실시예에 따른 이차 코일 배열의 상면도이다.
도 16은 제6 실시예에 따른, 덮개가 제거되어 있는 일차 코일 및 일차 코일 하우징의 사시도이다.
도 17은 제6 실시예에 따른 이차 코일 및 스키드 판의 사시도이다.
도 18은 제6 실시예와 연계된 회로의 개략도이다.
도 19는 감시 시스템의 개략도이다.
도 20은 본 발명의 제7 실시예에 따른 일차 코일, 덮개 및 하우징의 단면도이다.
도 21 및 도 22는 차량 네트워크 및 충전 네트워크의 개략도이다.
도 23은 인증 및 충전 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
도 24는 본 발명이 제8 실시예에 따른 동물 검출 시스템의 측면도이다.
도 25a는 이차 온도 보드(board)의 회로도의 제1 부분이다.
도 25b는 이차 온도 보드의 회로도의 제2 부분이다.
도 25c는 이차 온도 보드의 회로도의 제3 부분이다.
도 26a는 이차 AC 보드의 회로도의 제1 부분이다.
도 26b는 이차 AC 보드의 회로도의 제2 부분이다.
도 27은 이차 인버터의 회로도이다.
도 28a는 일차 제어기의 회로도의 제1 부분이다.
도 28b는 일차 제어기의 회로도의 제2 부분이다.
도 28c는 일차 제어기의 회로도의 제3 부분이다.
도 28d는 일차 제어기의 회로도의 제4 부분이다.
도 29는 선택 스위치의 회로도이다.
도 30a는 디지털 인터페이스의 회로도의 제1 부분이다.
도 30b는 디지털 인터페이스의 회로도의 제2 부분이다.
도 30c는 디지털 인터페이스의 회로도의 제3 부분이다.
도 31a는 AC 전력 관리 및 측정 회로의 회로도의 제1 부분이다.
도 31b는 AC 전력 관리 및 측정 회로의 회로도의 제2 부분이다.
도 31c는 AC 전력 관리 및 측정 회로의 회로도의 제3 부분이다.
도 32는 다양한 전력 공급부와 연계된 회로도이다.
도 33은 온도 회로의 회로도이다.
도 34는 코일 구동부의 회로도이다.
도 35a는 스위치 드라이버를 위한 전력 공급부의 회로도의 제1 부분이다.
도 35b는 스위치 드라이버를 위한 전력 공급부의 회로도의 제2 부분이다.
도 35c는 스위치 드라이버를 위한 전력 공급부의 회로도의 제3 부분이다.
도 36은 지시등을 구비한 덮개의 사시도이다.

I. 제1 실시예

본 발명의 유도식 차량 충전 시스템의 제1 실시예가 도면에 예시되어 있으며, 전체가 10으로 표시되어 있다. 충전 시스템(10)은 휠 초크(50)와 차량(150)을 포함한다. 휠 초크(50)는 정렬 트랙(70)과 충전 회로(100)를 포함한다. 차량(150)은 정렬 트랙(70)과 정렬되는 휠(200)을 포함한다. 차량(150)은 배터리 회로(250)를 포함한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 충전 시스템(10)은 휠 초크(50), 정렬 트랙(70), 일차 충전 코일(110) 및 이차 코일(252)을 포함한다. 도 1에서, 장난감 차량(150, toy vehicle)이 휠 초크(50)에 접근할 때 휠(200)이 정렬 트랙(70)과 정렬된 상태로 장난감 차량(150)이 도시되어 있다. 장난감 차량(150)의 휠(200)이 정렬 트랙(70)에 진입하고, 장난감 차량(150)은 전방으로 진행한다. 정렬 트랙(70)은 전방 벽(74)에서 종결된다. 휠(200)이 정렬 트랙(70)의 전방 벽(74)과 접촉한 이후, 장난감 차량(150)의 전방 이동이 방지된다. 선택적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 정렬 트랙(70)은 우물부(76)를 포함할 수 있으며, 그래서, 차량(150)의 운전자가 휠(200)이 우물부(76) 내에 있다는 것을 느낄 수 있을 수 있다.

또한, 선택적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 정렬 트랙(70')은 자동 휠 측방향 정렬 기구(400)를 포함할 수 있다. 휠 정렬 기구(400)는 측방향 롤러(410)와 휠 안내부(420)를 포함한다. 측방향 롤러(410)는 휠(200)의 이동 방향에 평행한 축을 중심으로 회전한다. 휠(200)이 휠 초크(50)에 진입할 때, 차륜(200)은 측방향 롤러(410) 상에 올라간다. 측방향 롤러(410)는 휠(200)이 측방향으로 이동할 수 있게 한다. 안내부(420)는 각진 부분(422)과 직선 부분(424)을 포함한다. 차량(150)이 전방으로 이동할 때, 휠 안내부(420)의 각진 부분(424)은 휠(200)을 휠 안내부(420)의 중앙을 향해 압박한다. 차량(150)이 계속 전방으로 이동할 때, 휠 안내부(420)의 직선 부분(424)은 휠 안내부(420)의 중앙에서 휠(200)을 유지한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 휠 초크(50)는 휠(200)이 전방 벽(74)에 접촉 및/또는 우물부(76) 내에 있게 될 때, 일차 코일(110)이 종방향 및 측방향으로 차량(150) 내의 이차 코일(252)과 정렬되도록 설계되어 있다. 우물부(76)는 이차 코일(252)이 일차 충전 코일(110) 위의 소정 고도로부터 일차 충전 코일(110)에 접근하고, 점진적으로 정렬 위치로 하강할 수 있게 한다. 선택적으로, 휠 초크(50)는 차량 이동의 두 측방향으로만 코일(110, 252)의 정렬을 제공할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 휠(200)이 확실하게 휠 초크(50) 내부에 배치된 이후, 이차 코일(252)에 연결된 스프링 부하식 플런저(256)가 이차 코일(252)을 일차 코일(110)과의 적절한 수직 정렬 상태까지 하강시킬 수 있다. 또한, 선택적으로, 플런저(256)는 공압 동력, 유압 동력 또는 본 용례에 적합한 임의의 다른 방법을 사용하여 하강될 수 있다. 또한, 선택적으로, 일차 코일은 상술한 방법 중 임의의 것에 의해 동력공급되는 대응 플런저를 사용하여 상승될 수 있다. 충전은 일차 충전 코일(110)과 이차 코일(252)이 적절한 정렬 상태가 된 이후 착수될 수 있다. 충전이 완료되면, 차량(150)은 우물부(76)를 외측으로 복귀되고, 차륜 초크(50)를 벗어난다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 휠 초크(50)는 자연적 지형을 모방하고 일차 충전 코일(110)을 은닉하도록 설계될 수 있다.

충전 회로(100) 및 배터리 회로(250)의 전기적 구성요소가 도 3에 도시되어 있다. AC 메인(AC main)(102)이 전력 공급부(104)에 전기적으로 연결된다. 전력 공급부(104)는 일차 구동부 및 제어 회로(106)에 전기적으로 연결된다. 전력 공급부(104)와, 일차 구동부 및 제어 회로(106)는 휠 초크(50) 또는 임의의 다른 적절한 위치에 위치될 수 있다. 전력 공급부(104)는 AC 메인(102)으로부터 도입되는 전력을 일차 구동부 및 제어 회로(106)를 위해 사용가능한 전원으로 변환한다. 일차 구동부 및 제어 회로(106)는 일차 충전 코일(110)에 전기적으로 연결된다. 일차 충전 코일(110)은 이차 코일(252)에 유도 결합된다. 일차 충전 코일(110)은 일차 충전 코일(110)을 가로질러 전압이 인가될 때 전자기 유도에 의해 이차 코일(252)에 전력을 전달한다. 이차 코일(252)은 이차 정류기 및 제어 회로(258)에 전기적으로 연결된다. 이차 정류기 및 제어 회로(258)는 차량(150) 내의 배터리(260)에 전기적으로 연결된다. 이차 정류기 및 제어 회로(258)는 일차 충전 코일(110)로부터 이차 코일(252)로 전달된 전력을 배터리(260)의 사용가능한 전력으로 변환한다. 일차 자속 차폐부(108)가 일차 충전 코일(110)에 인접하게 위치되고, 이차 자속 차폐부(254)가 이차 코일(252)에 인접하게 위치된다. 일차 및 이차 차폐부(108, 254)는 코일(110, 252)로부터의 자기 간섭으로부터 충전 회로(100) 및 배터리 회로(250)의 구성요소를 보호하고 충전 동안 손실을 제한한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 장난감 차량(150)에 관하여 상술한 충전 시스템(10)은 종래의 자동차(150')를 포함하는 실질적으로 임의의 크기 또는 유형의 차량과 함께 사용될 수 있다. 선택적으로, 충전 시스템은 버스, 택시, 항공기, 골프 카트, 스쿠터 또는 레저 차량을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 차량을 위해 사용될 수 있다. 또한, 선택적으로, 충전 전자장치는 차량 전기 시스템과 통신하여 차량의 동작중단하거나, 차량을 주차상태가 되게 하거나 차량 동작을 쇄정(lock out) 하는 것 같은 다양한 기능을 달성할 수 있다. 차량 쇄정은 도난 방지, 어린이가 손대는 것을 방지 또는 소정 충전 레벨의 달성 이전의 차량의 동작의 방지의 목적일 수 있다. 예로서, 키이, 전자 키이 포브(electronic key fob) 또는 전자 키패드를 통해 쇄정 무효화가 제공될 수 있다.

II. 제2 실시예

본 발명의 제2 실시예가 도 5에 도시되어 있다. 본 실시예에서, 일차 충전 코일(110)은 휠 초크(50')로부터 분리되고 충전 블록(210) 상에 장착되어 있다. 휠(200)이 휠 초크(50')에 접촉하고 차량(150")의 전방 이동이 방지될 때까지 차량(150")이 전진한다. 본 실시예는, 휠(200)이 휠 초크(50')와 접촉할 때, 일차 충전 코일(110) 및 이차 코일(252)이 서로에 대해 적절히 유도 충전 정렬 상태가 되도록 설계된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 일차 충전 코일(110) 및 이차 코일(252)은 일반적으로 수평이지만, 도로 표면(300)에 대해 다소 각질 수 있다. 이는 차량과 충전기의 상대적 종방향 이동 동안 일차 충전 코일(110)에 대해 이차 코일(252)이 결합 및 분리될 수 있게 한다. 이 배열은 충전 동안 차량(150")이 예상치못하게 후방으로 이동하는 경우 코일(110, 252)에 대한 손상을 방지한다.

III. 제3 실시예

본 발명의 제3 실시예가 도 6a 및 도 6b에 도시되어 있다. 본 실시예에서, 휠 초크(50")는 우물부(76')와 힌지 핀(92)을 포함한다. 충전 페달(80)은 힌지 핀(92)에서 휠 초크(50")에 힌지 연결된다. 충전 페달(80)은 굴곡된, 강성 레버(82)를 포함하며, 이 강성 레버(82)는 전방부(84)와 후방부(86)를 포함한다. 일차 코일 플랫폼(88)은 힌지(90)로 레버(82)에 힌지 연결된다. 힌지(90) 내에는 힌지 정지부가 있으며, 이 힌지 정지부는 일차 코일 플랫폼(88)이 레버(82)의 후방부(86)에 대하여 사전결정된 플랫폼 각도(θ)를 초과하여 힌지(90)를 중심으로 피봇하는 것을 방지한다. 선택적으로, 플랫폼 각도(θ)를 초과하여 힌지(90)를 중심으로 플랫폼(88)이 피봇하는 것을 방지하기 위해 임의의 다른 적절한 장치가 사용될 수 있다. 플랫폼 각도(θ)는 추가로 후술된다. 일차 충전 코일(110)은 일차 코일 플랫폼(88)의 상단면 상에 위치된다.

차량(150")이 존재하지 않는 경우, 휠 초크(50")는 도 6a에 도시된 배향을 갖는다. 차량(150")의 휠(200)이 우물부(76')에 진입하면, 차량(150")의 자중이 레버(82)의 전방부(84)가 힌지 핀(92)을 중심으로 피봇하게 하고, 휠 초크(50")에 대하여 전방 및 하방으로 회전하게 한다. 전방 부분(84)이 전방 및 하방으로 이동할 때, 후방부(86)는 힌지 핀(92)을 중심으로 피봇하여 휠 초크(50")에 대하여 전방 및 상방으로 이동한다. 레버(82)의 후방부(86)가 힌지 핀(92)을 중심으로 피봇할 때, 후방부(86)는 일차 코일 플랫폼(88)을 지면으로부터 상승시킨다. 일차 코일 플랫폼(88)은 힌지(90)를 중심으로 피봇하고, 후방부(86)에 대하여 플랫폼 각도(θ)를 형성한다. 차량(150")은 휠(200)이 우물부(76') 내에 중심설정될 때까지 전방으로 이동하고, 차량(150")의 전방 이동이 중단된다.

휠(200)이 우물부(76') 내에 중심설정될 때, 레버(82)의 후방부(86)가 이차 코일(252)에 관해 적절한 정렬 위치에 일차 충전 코일(110)을 위치시키도록 사전결정된 플랫폼 각도(θ)가 계산된다. 이 배향은 도 6b에 도시되어 있다. 이 시점에서, 충전이 착수될 수 있다. 충전은 수동으로 활성화될 수 있거나 또는 선택적으로 레버(82)의 회전 운동, 차량(150")의 선형 위치 또는 충전 활성화에 적합한 임의의 다른 운동 또는 물리적 위치를 검출하는 센서(미도시)에 기초하여 자동으로 활성화될 수 있다.

대안적으로, 플랫폼 각도(θ)는 예로서, 스프링 부하식 힌지(미도시)를 사용하여 자체 정렬될 수 있다. 플랫폼이 거양될 때, 플랫폼은 차량의 저부와 접촉한다. 레버가 플랫폼을 상방으로 계속 추진하면, 플랫폼은 스프링 부하식 힌지 상에서 피봇한다. 자체 정렬 스프링 부하식 힌지 옵션은 플랫폼의 표면과, 차량 상의 수용 위치 사이의 긴밀한 접촉을 촉진한다.

충전이 완료되면, 차량(150")은 우물부(76') 외부로 후진하고, 이는 차량의 자중을 레버(82)의 전방부(84)로부터 레버(82)의 후방부(86)로 전달한다. 이는 후방부(86)가 힌지 핀(92)을 중심으로 피봇하게 하여 휠 초크(50")에 대하여 후방 및 하방으로 이동시킨다. 동시에, 레버(82)의 전방부(84)는 힌지 핀(92)을 중심으로 피봇하여 휠 초크(50")에 대하여 후방 및 상방으로 이동한다. 차량(150")의 휠(200)이 우물부(76')를 완전히 벗어난 이후, 휠 초크(50")는 도 6a에 도시된 배향으로 복귀된다. 선택적으로, 휠(200)이 휠 초크(50")에 진입하여 유압 피스톤에 힘을 작용한 이후, 유압 연동부가 일차 충전 코일(110)을 이차 코일(252)과의 정렬 상태로 상승시킬 수 있다. 또한, 선택적으로, 휠(200)이 휠 초크(50")에 진입하여 유압 피스톤에 힘을 작용한 이후, 공압 연동부가 일차 충전 코일(110)을 이차 코일(252)과의 정렬 상태로 상승시킬 수 있다.

IV. 제4 실시예

제4 실시예가 도 7a 및 도 7b에 도시되어 있다. 본 실시예는 차량(150")의 두 개의 전방 휠(200)을 수용하도록 정렬된 두 개의 휠 초크(50")를 포함한다. 크로스 바아(94)가 두 페달(82)을 강성적으로 연결한다. 크로스 바아(94)는 일차 코일 연장부(96)에 강성적으로 연결된다. 도 7a에 도시된 실시예에서, 일차 코일 연장부(96)는 페달들(82) 사이에 대략 중앙점에 위치된다. 선택적으로, 일차 코일 연장부(96)는 페달들(82) 사이의 임의의 위치에 위치될 수 있다. 또한, 선택적으로, 일차 코일 연장부(96)는 페달(82)과 정렬되거나, 페달들(82) 사이의 공간의 외측에 위치될 수 있다. 일차 코일 연장부(96)는 힌지(90')로 일차 코일 플랫폼(88')에 힌지 부착된다. 힌지(90')는 일차 코일 연장부(96)에 대하여 사전결정된 플랫폼 각도(θ')를 초과하여 일차 코일 플랫폼(88')이 피봇하는 것을 방지하도록 힌지 정지부를 포함한다. 선택적으로, 플랫폼 각도(θ')를 초과하여 일차 코일 플랫폼(88')이 피봇하는 것을 방지하기 위해 임의의 다른 적절한 장치가 사용될 수 있다. 일차 충전 코일(110)은 일차 코일 플랫폼(88')의 상단면 상에 위치된다.

차량(150")의 전방 휠(200)이 휠 초크(50")에 진입할 때, 레버(82)는 힌지(92)를 중심으로 피봇한다. 레버(82)의 피봇은 크로스 바아(94)를 회전시킨다. 크로스 바아(94)의 회전은 일차 코일 연장부(96)를 회전시킨다. 일차 코일 연장부(96)가 회전할 때, 일차 코일 플랫폼(88')이 신지(90)를 중심으로 피봇한다. 플랫폼 각도(θ')가 사전결정된 값에 도달한 이후, 힌지 정지부가 결합되고 일차 코일 연장부(96)에 대한 일차 코일 플랫폼(88')의 추가 피봇을 방지한다. 레버(82)가 휠(200)의 중량 하에서 힌지 핀(92)을 중심으로 계속 피봇할 때, 일차 코일 플랫폼(88')은 지면으로부터 상승된다. 플랫폼 각도(θ') 및 일차 코일 연장부(96)의 길이는 휠(200)이 우물부(76')에 중심설정될 때, 일차 충전 코일(110)이 이차 코일(252)과 적절한 충전 정렬 상태가 되도록 계산된다. 이 배향이 도 7b에 도시되어 있다. 이 지점에서, 충전이 착수될 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 관하여 설명한 바와 같이, 충전은 수동으로 또는 자동으로 활성화될 수 있다. 충전이 완료되면, 차량(150")은 우물부(76') 외부로 후방으로 이동할 수 있다. 이는 휠 초크(50")를 도 7a에 도시되고 도 6a 및 도 6b를 참조로 설명한 바와 같은 배향으로 복귀시킨다. 스프링 부하식 힌지를 포함하는 전술된 자체 정렬 플랫폼이 본 실시예에 마찬가지로 사용될 수 있다.

유도 충전 시스템(10)은 소정 기간 동안 차량이 정지하게 되는 임의의 위치에 위치될 수 있다. 예로서, 초크는 주차장에 위치되고, 충전 착수를 위한 사용자가 지불 방법의 제공하는 것을 필요로 할 수 있다. 또한, 충전 시스템은 거주지 차고에 배치될 수도 있다.

V. 제5 실시예

제5 실시예는 차고 문 개방기 또는 차고 문 개방기 송신기로부터 전송된 신호에 의해 충전 시스템(10)의 준비, 활성화 및 비활성화를 제어하는 충전 회로 수신기를 포함한다. 충전 회로(100)는 차량(150)이 휠 초크(50)를 벗어나고 차고를 벗어난 이후 전력 절약을 위해 휴면 모드로 전이될 수 있다. 예로서, 차량이 차고를 벗어난 이후, 차고 문 개방기 송신기로부터의 무선 주파수 또는 다른 신호는 차고 문을 폐쇄하도록 차고 문 개방기를 작동시키고 동시에 충전 회로를 비활성화하여 충전 회로를 저전력 휴면 모드가 되게 할 수 있다. 선택적으로, 차량(150)이 차고 내에 있을 때 차고 문을 개방하기 위한 차고 문 개방기 송신기로부터의 신호는 충전기를 비활성화할 수 있고, 차량(150)이 차고를 벗어난 이후 차고 문을 폐쇄하기 위한 차고 문 개방기 송신기로부터의 다른 신호는 충전기가 저전력 휴면 모드가 되게 할 수 있다. 또한, 충전 회로 수신기는 신호 수신시 충전기를 각성시킬 수 있다. 예로서, 차량이 차고 외부로부터 접근할 때, 사용자는 차고 문 개방기 송신기로부터 신호를 전송함으로써 차고 문을 작동시킬 수 있다. 충전 회로(100)의 수신기는 이 신호를 수신하고, 충전 회로(100)를 각성시켜 충전을 준비한다. 차량(150)이 차고 내부로 들어온 이후, 차고 문은 차고 문 개방기 송신기에 의해 전송된 신호에 응답하여 폐쇄될 수 있다. 충전 회로(100) 내의 수신기는 차고 문 개방기 송신기에 의해 전송된 신호를 검출하고, 이 신호에 기초하여 충전을 활성화할 수 있다. 선택적으로, 차량(150)의 존재를 검출하는 센서가 차고 문 개방기 송신기 신호와 조합하여 사용되어 충전을 활성화 및 비활성화하거나 충전기의 잘못된 활성화를 방지할 수 있다. 예로서, 차고 문이 개방되지만 어떠한 차량(150)도 진입하지 않는 경우, 충전기는 챠량이 차고에 진입하였다는 센서로부터의 확인을 수신할 때에만 활성화될 수 있다. 또한, 선택적으로, 차고 문 개방기 자체가 차고 문 개방기가 차고 문을 개방 또는 폐쇄할 때마다 충전회로 수신기가 수신하게 되는 신호를 방출하는 송신기를 포함할 수 있다. 충전 회로(100)는 이들 충전기의 각성, 활성화, 비활성화 및 저전력 휴면 모드로의 전환을 위해 이들 신호를 수신 및 활용하는 수신기를 포함할 수 있다.

VI. 제6 및 제7 실시예

본 발명의 유도식 차량 충전 시스템의 제6 실시예가 도 9 내지 도 18에 예시되어 있으며, 전체가 500으로 표시되어 있다. 충전 시스템은 일반적으로 일차 충전 코일(530)과 이차 코일(540)을 지지하기 위한 구조체를 포함한다. 충전 시스템(500)은 일차 충전 코일 하우징(510), 일차 충전 코일 덮개(520), 이차 코일 하우징(550) 및 휠 초크(570)를 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 일차 충전 코일 하우징(510)은 오목부(512) 내에 위치되며, 이 오목부는 차량(580)을 지지하는 표면(590) 내로 만입되어 있다. 일차 충전 코일 덮개(520)의 상단면은 도 9에 도시된 바와 같이 표면(590)과 대략 동일한 평면에 위치될 수 있으며, 그래서, 차량이 일차 충전 코일 하우징(510) 위로 구동되는 경우 차량(580)의 휠은 대체로 동일 수평 평면에 있게 된다. 선택적으로, 일차 충전 코일 덮개(520)의 상단면은 표면(590)의 제설 또는 유사한 세정을 가능하게 하면서 일차측을 보호하고 무선 충전을 가능하게 하도록 매끄러울 수 있다.

도 16에 도시된 바와 같이, 일차 충전 코일 하우징(510)은 실린더(514), 상단면(516) 및 립부(518, lip)를 포함할 수 있다. 일차 충전 코일(530)은 하우징 상단면(516)에 의해 지지될 수 있으며, 립부(518)와 결합할 수 있다. 다른 일차 충전 코일 하우징 구성이 고려될 수 있다. 예로서, 일차 충전 코일 하우징(510)은 선택적으로 간단한 오목부를 포함하고, 오목부의 하부면이 일차 충전 코일(530)을 지지할 수 있다. 이 구성에서, 일차 충전 코일 덮개(520)는 오목부의 하부면과 결합할 수 있다.

일차 충전 코일(530)은 내부 일차 구동 코일(532)과 도 14에 도시되어 있는 외부 일차 자유 공진 코일(534)을 포함한다. 외부 일차 자유 공진 코일(534)은 하나 이상의 결합 커패시터에 연결될 수 있다. 이 구성은 일차 충전 코일(530)로부터 이차 코일(540)로의 전력 전달을 향상시킬 수 있다. 도 9로 돌아가서, 일차 충전 코일 하우징(510)은 이차 코일 하우징(550)에 관하여 다양한 높이로 구성될 수 있다. 일차 코일(530)과 이차 코일(540) 사이의 결합을 개선시키도록 차량이 충전을 위해 배치되고 나서 일차 충전 코일 하우징(510)이 지면을 벗어나 상승되도록 구성될 수 있다. 일차 충전 코일 하우징(510)의 이동은 공압식, 유압식, 기계식 연동부 또는 임의의 다른 적절한 방법에 의해 달성될 수 있다.

도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 일차 충전 코일 덮개(520)는 일차 충전 코일(530) 위에 위치되고 일차 충전 코일 하우징(510)의 상단면(516) 및/또는 립부(518)와 결합하여 일차 코일(530)을 보호할 수 있다. 또한, 덮개는 일차 충전 코일(530)을 수용하여 보호할 수 있는 하나 이상의 오목부(522, 524)를 포함할 수 있다. 또한, 오목부(522, 524)는 상단면(516) 상의 돌출부(526, 528)과 정렬되어 결합할 수 있으며, 이는 일차 충전 코일(530)을 추가로 보호할 수 있다. 돌출부(526, 528)는 선택적으로 일차 충전 코일(530)이 덮개(520) 내에 수납되도록 일차 충전 코일 덮개(520)의 제2 부분에 형성될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 덮개(520)의 하부측은 립 지지 구조체를 포함하여 덮개(520)에 증가된 강도를 제공하고, 일차 코일(530)을 위한 증가된 보호를 제공할 수 있다. 도 20에 도시된 제7 실시예에서, 코일은 오목부(522', 524') 내에 수용될 수 있고, 돌출부는 덮개(520')의 저부면 상에 존재할 수 있다. 오목부(522', 524')는 일차 충전 코일 하우징(510) 내에 형성될 수 있다. 오목부(522', 524')는 선택적으로 일차 충전 코일 덮개(520')의 제2 부분에 형성될 수 있으며, 그래서, 일차 충전 코일(530)이 덮개(520') 내에 수용될 수 있다. 덮개(520) 및 일차 충전 코일 하우징(510)의 다른 요소는 비전도성 복합체 또는 플라스틱을 포함하는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 이는 덮개 위로 구동되는 차량을 지지하기 위해 필요한 강도 및 구조체를 제공하도록 유리 충전 에폭시, 플라스틱 또는 파이버글래스의 층을 포함할 수 있다. 선택적으로, 도 36에 도시된 바와 같이, 덮개(520")는 하나 이상의 지시등(536)을 포함할 수 있다. 지시등(536)은 도 36에 도시된 바와 같이 발광 링(glowing ring)의 형태일 수 있으며, 충전 일차부의 위치, 지불이 수용/승인되었다는 것, 충전이 착수되었다는 것, 오류가 발생하였다는 것 또는 사용자 또는 서비스 회사에 유용한 임의의 다른 정보를 나타낼 수 있다.

이차 코일 하우징 또는 스키드 판(550)이 도 13에 도시되어 있으며, 차량의 하부측에 장착되도록 구성될 수 있다. 이차 코일 하우징(550)은 Kevlar® 복합체 같은 비전도성, 내마모성 재료를 포함하는 임의의 적절한 재료로 이루어진 외부 층(552)을 포함할 수 있다. 외부 층(552)은 이차 코일 하우징(550)을 위한 보호성 내마모층을 제공할 수 있다. 내부 층(554)은 외부 층(552)에 인접하게 위치될 수 있거나, 다른 층이 내부 층(554)과 외부 층(552) 사이에 위치될 수 있다. 내부 층(554)은 비전도성 파이버글래스, 플라스틱 또는 복합체를 포함하는 임의의 적절한 재료로 이루어질 수 있다. 내부 층(554)은 대체로 이차 코일(540)을 지지 및 보호할 수 있다. 선택적으로, 이차 코일(540)은 대체로 이차 코일(540) 위의 표면에 의해 지지될 수 있다. 또한, 선택적으로, 이차 코일(540)은 용례에 적합한 임의의 표면에 의해 지지될 수 있다. 이차 코일(540)은 도 15에 도시된 바와 같이 내부 이차 수신기 코일(542) 및 외부 이차 자유 공진 코일(544)을 포함할 수 있다. 외부 이차 자유 공진 코일(544)은 하나 이상의 커패시터(546)에 연결될 수 있으며, 이 하나 이상의 커패시터(546)는 전력 감시기 및 제어기에 의해 제어된 튜닝을 위해 계전기와 병렬 또는 직렬로 스위칭될 수 있다. 이 구성은 일차 코일(530)과 이차 코일(540) 사이의 전력 전달을 개선시킨다. 도 17은 외부 층(552)이 없는 구성으로 이차 코일(540)을 지지하는 내부 층(554)을 도시한다. 도 13으로 돌아가서, 메일 차폐 층(mail shielding layer )(556)이 보조 코일(540) 위에 위치되어 유도 전력 전달에 의해 생성되는 자기장으로부터 전자장치를 차폐할 수 있다. 이차 차폐 층(558)이 메일 차폐 층(556) 위에 위치되어 자기장으로부터 전자장치를 추가로 차폐할 수 있다. 메일 차폐 층(556) 및 이차 차폐 층(558)은 임의의 강자성 재료를 포함하는 임의의 종래의 차폐 재료로 이루어질 수 있다. 이차 코일 하우징(550)은 일차 코일(530)과 이차 코일(540) 사이의 결합을 개선시키기 위해 차량이 충전을 위해 배치되고 나서 이차 코일(540)을 하강시키도록 구성될 수 있다. 이차 코일 하우징(550)의 이동은 공압, 유압, 기계적 연동부 또는 임의의 다른 적절한 방법에 의해 달성될 수 있다. 이러한 이동은 최상의 효율에 기초한 적절한 결합을 위해 시스템이 조절될 수 있게 하는 튜닝 방법이다.

사용시, 차량이 충전 영역에 진입한다. 일차 충전 코일(530)이 상술한 바와 같이 덮개(520)에 의해 보호되므로 차량의 휠이 일차 충전 코일 하우징(510) 위로 구를 수 있다. 차량의 전진은 초크(570)에 의해 중단되며, 초크(570)는 도 9에 도시된 바와 같이 종방향(전후방향)으로 일차 충전 코일(530)과 이차 코일(540) 사이의 정렬을 제공하도록 위치되어 있다. 또한, 차량의 휠의 측방향 정렬은 본 출원에서 설명된 임의의 실시예 모두 또는 그 일부를 사용하여 안내 및/또는 조절될 수 있다. 차량이 적절한 위치에 위치되면, 일차 충전 코일(530)과 이차 코일(540)이 정렬될 수 있다. 일차 충전 코일 하우징(550) 및/또는 이차 코일 하우징(510)은 수직 방향으로 이동할 수 있으며, 이는 유도 결합을 위한 최적의 간격으로 코일들을 위치설정하기 위해 서로를 향해/이격 방향으로 이동할 수 있다는 것을 의미한다. 이 지점에서, 차량이 충전될 수 있다. 추가적 자유도가 필요한 경우, 추가적 차폐부가 추가되어 새시로의 손실을 방지할 수 있다는 것을 주의하여야 한다. 이 추가적 차폐부는 도면들에 도시된 영역을 초과하여 연장할 수 있다.

VII. 제8 실시예

도 24에 도시된 제8 실시예에서, 동물 검출 시스템 및 경보 또는 다른 제지부가 시스템에 통합될 수 있다. 동물 또는 기타 이동체가 일차 충전 코일(530)과 이차 코일(540) 사이의 공간으로 이동하는 것은 바람직하지 못하다. 특히, 이는 일차 코일(530)과 이차 코일(540) 사이의 결합 효율을 감소시킬 수 있다. 충전 시스템에 센서를 통합함으로써 임의의 대상이 충전 영역 내로 이동할 때를 검출할 수 있다. 이는 경보, 진동 및/또는 임의의 다른 제지 수단을 기동시킬 수 있다. 센서는 패시브 적외선, 초음파 및 마이크로파를 포함하는 임의의 종래의 유형의 운동 검출 센서일 수 있다. 선택적으로, 센서는, 센서가 이동체를 검출하는 경우 충전 회로의 활성화가 방지되도록 충전 회로에 연결될 수 있다. 또한 센서는 경보, 진동 및/또는 다른 제지부를 기동시킬 수 있다.

VIII. 회로 및 네트워크

도 18은 본 발명의 임의의 실시예와 함께 사용될 수 있는 회로의 개략도를 도시한다. AC 메인 입력부가 도 18에 도시되어 있으며, 전체가 800으로 표시되어 있다. 전력 공급 회로의 예가 도 32에 도시되어 있다. AC 메인(800)은 승강압 제어기(buck boost controller)(805)와 연계하여 강압 컨버터(802) 및 승압 컨버터(806)에 연결될 수 있다. 강압 컨버터(802) 및 승압 컨버터(806)는 입력 전력을 관리하고, 적절한 전력을 제공하기 위해 필요에 따라 DC 레일 또는 진폭을 제어한다. 강압 컨버터(802) 및 승압 컨버터(806)를 위한 구동 회로의 예가 도 31a 및 도 31b에 도시되어 있다. 전력 인자 교정은 승강압 시스템을 사용하여 관리될 수 있다. 강압 컨버터(802) 및 승압 컨버터(806)를 위한 승강압 제어기(805)의 일 예가 도 30a 및 도 30b에 도시되어 있다. 전력 관리 회로(804) 및 고전압, 온도 및 위상 감지 회로(814)가 전력 제어 및 통신 회로(810)에 연결될 수 있고, 전력 제어 및 통신 회로(810)는 승강압 제어부(805) 및 전력 스위치 드라이버(808)를 통해 일차 코일(530)에 전달되는 전력을 규제한다. 이 시스템은 동작 데이터 및 전력 정보를 조율, 조화 및 측정하기 위해 일차측 및 이차측으로부터의 데이터를 사용한다. 전력 측정 회로(804) 및 고전압 감지, 전력, 온도 및 위상 회로(814)는 시스템이 최적의 효율로 정확한 양의 전력을 전달하도록 조절할 수 있으며, 동시에, 내부 일차 구동 코일(532)과 외부 일차 자유 공진 코일(534)을 감시함으로써 안전한 동작을 향상시킨다. 제어 회로는 최적의 성능을 위한 선택된 동작 주파수에 대하여 시스템 공진 주파수의 변화를 조절하기 위해 동작 주파수의 스윕(sweep)을 가능하게 하도록 설계된다. 시스템 공진 주파수는 제어 시스템의 일차측 또는 이차측 중 어느 하나 또는 양자 모두 상에서 조절될 수 있는 제어 시스템에 의해 제어되는 스위치 커패시턴스(switched capacitance)를 사용하여 의도적으로 변경될 수 있다. 전력 제어 및 통신 회로(810) 및 전력, 온도 및 위상 감지 회로의 일 예가 도 28a 내지 도 28d에 도시되어 있다. 전력 측정 회로(804)의 일 예가 도 31c에 도시되어 있다. 스위치 드라이버 회로(808)는 전력 스위치(812)를 구동하여 일차 코일(530)에 전력을 제공한다. 스위치 회로의 일 예가 도 28a 내지 도 28c에 도시되어 있다. 스위치 드라이버를 위한 전력 공급부의 일 예가 도 35a 내지 도 35c에 도시되어 있다. 일차 코일(530)을 위한 구동 회로의 일 예가 도 34에 도시되어 있다. 시스템은 전력 스위치(812)와 일차 코일(530) 사이에 위치된 하나 이상의 결합 커패시터(807)를 포함할 수 있다. 또한, 시스템은 사용자를 위해 데이터를 표시하기 위하여 디지털 인터페이스와 전력 및 온도 인터페이스를 포함할 수 있다. 이들 특징부를 위한 회로의 예가 도 30c에 도시되어 있다. 일차 전류 감시 범위 선택 스위치의 일 예가 도 29에 도시되어 있다.

이차 코일(540)은 일차 코일(530)로부터 유도 전력을 수신한다. 이차 코일(540)과 연계된 회로의 일 예가 도 26a 및 도 26b에 도시되어 있다. 이차 코일(540)은 정류기 및 저역통과 필터 회로(820)에 연결되며, 정류기 및 저역 통과 필터 회로(820)는 가변 고주파 AC 전압을 DC 전압으로 정류하고, 이 DC 전압은 필요에 따라 배터리를 직접 충전하기 위해 또는 DC 부하에 급전하기 위해 사용될 수 있다. 정류기 회로(820)는 필요시 플러그에 대한 필요성을 갈음하기 위해 DC 전압을 다시 고정된 저주파 AC로 변환하도록 인버터 회로(822)에 연결될 수 있다. 고정된 저주파 AC의 예는 50, 60 및 400 Hertz를 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 이차 인버터 회로의 일 예가 도 27에 도시되어 있다. 이 구성은 시스템이 플러그 연결부를 갖거나 갖지 않고 동작할 수 있게 한다. 예로서, 차량은 충전을 위한 플러그 또는 이차 코일을 포함할 수 있다. 감시, 피드백 및 제어 회로(824)는 내부 이차 수신기 코일(542) 및 외부 이차 자유 공진 코일(544)을 감시하는 것을 포함하여, 이차 코일(540)에 대한 입력의 전압, 위상 및 주파수를 감시할 수 있다. 감시, 피드백 및 제어 회로(824)는 인버터 회로(822)에 대한 입력을 측정하고, 필요한 전원에 따라 AC와 DC 사이에서 절환한다. 감시, 피드백 및 제어 회로(824)는 시스템이 다수의 AC 전압을 동시에 공급하기를 시도하는 것을 방지한다. 또한, 이 감시부는 다수의 전원에 대해 안전한지 여부에 따라서 다수의 전원을 허용하거나 또는 한번에 하나의 연결을 허용하게 할 수 있다. 이 방식으로 무선 소스를 격리시키는 것은 시스템의 안전성을 향상시킬 수 있다. 온도 감시 회로(826)는 이차 코일(540)의 온도를 감시하고, 고전압 센서는 내부 이차 수신기 코일(542), 외부 이차 자유 공긴 코일(544) 및 관련 회로를 포함하여 이차 코일(540)의 전압을 감시할 수 있다. 이차 온도 보드 회로의 일 예가 도 25a 내지 도 25c에 도시되어 있으며, 온도 센서를 위한 회로의 일 예가 도 33에 도시되어 있다. 이차 코일(540)과 연계된 감시 회로는 예로서, 감시, 피드백 및 제어 회로(824)를 통한 적절한 동작을 위해 일차 코일(530)에 피드백을 제공할 수 있다.

도 19는 차량이 유선 및 무선 전력 양자 모두를 수신하도록 구성되는 경우의 입력 전압 및 전류를 위한 감시 시스템을 도시한다. 이 시스템은 두 개의 전원, 즉, 일차 코일(530) 및 AC 코드(850)를 포함한다. 일차 코일(530)은 상술한 바와 같이 이차 코일(540)을 통해 차량으로 유도식으로 전력을 전달할 수 있다. AC 전력이 AC 코드(850)를 통해 가용한 경우, AC 코드(850)는 커넥터(852)에 연결될 수 있다. 이차 코일(540) 및 커넥터(852) 양자 모두가 스위치(854)에 연결된다. 전력 측정 회로(858) 및 충전 제어 회로(856)는 입력 상태를 감시하고, 이차 코일(540)로부터의 전력과 AC 코드(850)로부터의 전력 사이에서 절환하도록 스위치(854)를 작동시킨다. 어느 전력을 사용하도록 선택하는지는 각 전원으로부터 가용한 전압을 포함하는 다양한 인자에 의존할 수 있다. 전력은 입력 제어부(860)로 전송된다. 이 방식으로, 시스템은 입력 상태를 감시하고, 충전을 위한 최상의 가능 조건으로 전력 입력을 절환한다.

도 21 및 도 22는 본 발명의 임의의 실시예에 사용될 수 있는 차량 네트워크 및 충전 네트워크를 도시한다. 도 21에 도시된 바와 같이, 이차 코일(540)은 무선 공급 인터페이스(600)에 연결된다. 무선 공급 인터페이스(600)는 자동차 컴퓨터(610) 및/또는 무선 전력 공급부(640)에 연결된다. 자동차 컴퓨터는 자동차 버스(620)를 통해 무선 전력 공급부(640)에 연결될 수 있다. 이들 장치 각각은 서로 통신할 수 있다. 도 22에 도시된 바와 같이, 네트워크(650)는 그 고유 식별 코드를 검색하기 위해 자동차, 모바일 장치(630) 및 충전기와 통신할 수 있다. 이는 충전 시간, 충전 위치 및 비용의 추적을 위해 유용할 수 있다. 또한, 네트워크는 충전 승인을 획득하기 위해 모바일 장치(630)와 통신할 수 있다. 자동차 식별 코드가 사전승인되어 있는 경우, 모바일 장치(630)를 통한 승인은 불필요할 수 있다.

도 23은 상술한 차량 네트워크 및 충전 네트워크를 사용하기 위한 프로세스를 보여주는 흐름도를 도시한다. 충전기는 휴면, 저 에너지 모드에서 차량(700)을 기다리고, 차량이 존재하는지 여부를 감시한다(710). 차량이 존재하는 경우, 차량 식별 코드가 충전 네트워크에 제공된다(720). 차량 식별 코드가 등록되면, 승인을 위해 메시지가 모바일 장치에 전송되거나(740), 차량 식별 코드가 사전승인되어 있는 경우 충전이 착수된다. 차량 식별 코드가 등록되어 있지 않은 경우, 모바일 장치 식별 코드가 충전 네트워크와 공유되고(750), 장치 식별 코드가 등록되어 있는지 여부가 판정된다(760). 장치 식별 코드가 등록되어 있는 경우, 승인을 위해 모바일 장치로 메시지가 전송된다(740). 장치 식별 코드가 등록되어 있지 않은 경우, 모바일 장치 및/또는 차량은 등록이 필요할 수 있다(770). 모바일 장치 및/또는 차량을 등록하기 위해, 사용자는 충전을 가능하게 하기 위해 충전 영역에 의해 포스팅된 웹사이트를 방문하거나 전화를 걸 수 있다(780). 그후, 차량 및 사용자가 이미 지불 서비스에 등록되어 있지 않으면, 충전(790) 시작에 대한 승인을 위해 모바일 장치로 메시지가 전송된다.

본 명세서에 참조로 통합되어 있는 현재 미국 특허 제_______호인 2009년 1월 6일자로 출원된 발명의 명칭이 "무선 전력의 계량식 전달(Metered Delivery of Wireless Power)"인 동시계류중인 미국 출원 제12/349,355호를 참조한다. 이 참조 출원의 "충전을 위한 충전" 개념은 본 출원에 설명된 임의의 실시예에 통합될 수 있음을 유의하여야 한다.

상술한 설명은 본 발명의 현용의 실시예에 대한 설명이다. 균등론을 포함하는 특허법의 원리에 따라 해석되는 첨부된 청구범위에 규정된 바와 같은 본 발명의 개념 및 넓은 양태로부터 벗어나지 않고 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있다. 상술한 실시예 중 임의의 실시예로부터의 임의의 요소는 상술한 실시예 중 다른 실시예와 조합되거나 상호대체될 수 있다는 것을 유의하여야 한다. 예로서, 단수형으로 요소를 청구하고 있다는 것은 이 요소를 단수로 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

Claims

일차 충전 코일 지지 구조체로서,
차량을 지지하기 위한 표면 내로 만입되어 있는 일차 충전 코일 하우징;
일차 충전 코일 하우징에 맞물리는 일차 충전 코일 덮개; 및
일차 충전 코일 덮개 내에 배치된 자유 공진 코일 및 일차 충전 코일
을 포함하고,
적어도 하나의 오목부는 일차 충전 코일 덮개에 의해 전적으로 형성되고, 일차 충전 코일 덮개의 상호-맞물리는 부분들 사이에서 자유 공진 코일 및 일차 충전 코일을 수용하고, 일차 충전 코일 덮개는 일차 충전 코일 및 자유 공진 코일 중 적어도 하나가 무선 전력을 제공할 때 일차 충전 코일 하우징에 걸쳐 설치되어 일차 충전 코일 하우징에 맞물리는, 일차 충전 코일 지지 구조체.
제1항에 있어서, 일차 충전 코일 덮개는 비전도성 재료인 일차 충전 코일 지지 구조체.
제2항에 있어서, 일차 충전 코일 덮개는 차량을 지지할 수 있는 일차 충전 코일 지지 구조체.
제3항에 있어서, 일차 충전 코일 덮개의 상단면은 차량을 지지하기 위한 표면의 인접 부분과 거의 동일한 평면에 위치되는 일차 충전 코일 지지 구조체.
제3항에 있어서, 일차 충전 코일 하우징은 소정의 위치에 일차 충전 코일을 배치하도록 이동할 수 있는 일차 충전 코일 지지 구조체.
이차 코일 지지 구조체로서,
이차 코일;
이차 코일을 보호하기 위한 내부층;
내마모성인 외부층; 및
일차 코일과 이차 코일 사이의 유도 전력 전달 동안 발생하는 자기장으로부터의 보호를 제공하도록 이차 코일 위에 배치된 차폐층
을 포함하고,
차량에 장착되도록 구성되어 있으며,
이차 코일은 차량이 충전을 하기 위한 위치에 있으면 하강되도록 구성되는, 이차 코일 지지 구조체.
제6항에 있어서, 내부층은 비전도성 재료인 이차 코일 지지 구조체.
제7항에 있어서, 외부층은 비전도성 재료인 이차 코일 지지 구조체.
제8항에 있어서, 차폐층은 일차 차폐층과 이차 차폐층을 포함하는 이차 코일 지지 구조체.
제9항에 있어서, 외부층은 아라미드 섬유를 포함하는 이차 코일 지지 구조체.
제7항에 있어서, 내부층은 이차 코일을 지지하는 이차 코일 지지 구조체.
차량 충전용 시스템으로서,
차량을 지지하는 표면 아래에 만입되어 있고 일차 충전 코일 덮개의 상호-맞물리는 부분들 사이에 포함되어 있는 자유 공진 코일 및 일차 코일;
차량에 장착되는 이차 코일 - 일차 코일 및 자유 공진 코일 중 적어도 하나는 이차 코일에 전력을 유도식으로 전달하도록 구성됨 -; 및
일차 코일 및 이차 코일 중 적어도 하나와 연계되고, 차량에 유선 또는 무선 전력 중 어느 하나를 입력할 수 있게 하는 회로
를 포함하고,
일차 충전 덮개는 일차 충전 코일 및 자유 공진 코일 중 적어도 하나가 무선 전력을 제공할 때 일차 충전 코일 하우징에 걸쳐 설치되어 일차 충전 코일 하우징에 맞물리는, 차량 충전용 시스템.
제12항에 있어서, 회로는 차량에 대한 유선 및 무선 전력 입력부 사이에서의 전환을 가능하게 하는 스위치 회로를 포함하는 차량 충전용 시스템.
제13항에 있어서, 회로는 입력 전압의 위상 및 전력을 감시하고 일차 코일과 이차 코일의 온도를 감시하는 감시 회로를 포함하는 차량 충전용 시스템.
제14항에 있어서, 회로는 AC 전압을 DC 전압으로 정류하기 위한 정류기 회로를 포함하는 차량 충전용 시스템.
제15항에 있어서, 회로는 DC 전압을 AC 전압으로 변환하기 위한 인버터 회로를 포함하는 차량 충전용 시스템.
일차 코일과 이차 코일 사이의 공간에서 이동하는 대상물을 검출하기 위한 차량 충전 시스템의 움직임 검출 시스템으로서,
송전 회로와 분리되고, 대상물의 이동을 검출하기 위한 특성을 측정하도록 구성되는 센서;
센서에 전기적으로 연결되고, 일차 코일과 이차 코일 사이의 공간에서 센서에 의해 검출되는 대상물의 이동에 응답하여 비여자 상태(non-energized state)로부터 일차 코일의 활성화를 방지하도록 동작 가능한 충전 회로;
대상물이 일차 코일과 이차 코일 사이의 공간을 벗어나게 하기 위한 진동 및 경보 중 적어도 하나
를 포함하고,
센서는 대상물이 센서에 의해 검출되는 경우 경보 및 진동 그리고 제지 수단 중 적어도 하나를 기동하는, 움직임 검출 시스템.
제17항에 있어서, 일차 코일과 이차 코일 사이의 대상물의 존재는 통상의 경우라면 일차 코일과 이차 코일 사이의 유도 결합의 효과를 저하시킬 것인 움직임 검출 시스템.
제17항에 있어서, 센서는 패시브 적외선 센서인 움직임 검출 시스템.
제17항에 있어서, 센서는 초음파 센서인 움직임 검출 시스템.
제17항에 있어서, 센서는 마이크로파 센서인 움직임 검출 시스템.
이차 코일을 포함하는 차량용 유도 충전 시스템으로서,
이차 코일에 무선 전력을 제공하고, 이차 코일로부터 이격되어 있는 일차 코일;
송전 회로와 분리되고, 일차 코일과 이차 코일 사이의 대상물의 이동을 검출하기 위한 특성을 측정하도록 구성되는 동작 센서(motion sensor); 및
일차 코일 및 동작 센서에 전기적으로 결합된 충전 회로 - 충전 회로는 동작 센서에 의해 일차 코일과 이차 코일 사이에서 검출되는 대상물의 이동에 응답하여 비여자 상태(non-energized state)로부터 일차 코일로부터 이차 코일로의 전력의 전달을 방지하도록 구성되고, 일차 코일과 이차 코일 사이의 대상물의 존재는 통상의 경우라면 일차 코일로부터 이차 코일로의 무선 전력의 전달을 저하시킬 것임 -
를 포함하는, 유도 충전 시스템.
제22항에 있어서, 동작 센서는 패시브 적외선 센서인 유도 충전 시스템.
제22항에 있어서, 동작 센서는 초음파 센서인 유도 충전 시스템.
제22항에 있어서, 동작 센서는 마이크로파 센서인 유도 충전 시스템.
제22항에 있어서, 대상물이 일차 코일과 이차 코일 사이의 공간을 벗어나게 하는 경보를 더 포함하는 유도 충전 시스템.
제22항에 있어서, 일차 코일과 이차 코일 사이의 공간에서 대상물이 일차 코일과 이차 코일 사이의 공간을 벗어나게 하는 진동을 생성하는 진동 유닛을 더 포함하는 유도 충전 시스템.
이차 코일 지지 구조체로서,
이차 코일;
이차 코일을 보호하기 위한 내부층;
내마모성인 외부층; 및
일차 코일과 이차 코일 사이의 유도 전력 전달 동안 발생하는 자기장으로부터의 보호를 제공하도록 이차 코일 위에 배치된 차폐층
을 포함하고,
차량에 장착되도록 구성되어 있고,
이차 코일은 내부 이차 수신기 코일 및 외부 이차 자유 공진 코일을 포함하는 이차 코일 지지 구조체.
제28항에 있어서, 외부 이차 자유 공진 코일에 전기적으로 결합된 커패시터를 더 포함하는 이차 코일 지지 구조체.
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