KR102105931B1 - 전기차 무선 충전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 전기차 무선 충전 장치는 주차 라인 안쪽 바닥 중앙에 파여진 코일 설치 공간부와; 상기 코일 설치 공간부 밑면에 설치되고 윗면에 무선 충전용 급전 코일이 얹혀지는 코일 지지대; 전기 자동차가 주차 라인 안으로 진입하여 전기 자동차 바닥에 설치된 수전 코일과 상하 높이 방향으로 마주보게 되었을 때 전자기 유도 방식이나 자기 공명 방식을 이용하여 수전 코일에 유도 기전력을 발생시키는 무선 충전용 급전 코일; 상기 코일 설치 공간부의 측부 둘레면에 부착되어 상기 무선 충전용 급전 코일로부터 발생된 전자파를 차폐하고 코일 설치 공간부의 바깥에서 코일 설치 공간부의 안쪽으로 인입되는 외부 전자파를 차폐하는 전자파 차단막; 상기 주차 라인 안 주차 블럭 상에 장착되고 주차 라인 안으로 주차를 시도하는 전기 자동차를 감지하는 차량 감지부; 및 상기 차량 감지부를 통해 주차 라인 안으로 주차를 시도하는 전기 자동차가 감지되었을 때 상기 무선 충전용 급전 코일의 양끝단에 전기를 공급하는 전원 공급 수단으로 이루어져, 주차 라인 안으로 전기 자동차가 진입하면, 전원 공급 수단이 차량 감지부를 이용하여 전기 자동차를 감지한 다음 무선 충전용 급전 코일에 전류를 공급하고, 상기 무선 충전용 급전 코일은 전자기 유도 방식이나 자기 공명 방식을 이용하여 전기차 바닥에 설치된 수전 코일에 유도 기전력을 발생시키며, 상기 전기 자동차는 수전 코일로부터 발생된 유도 기전력을 이용하여 전기 자동차 배터리를 충전한다.

Description

전기차 무선 충전 장치{The wireless charging device for the electric vehicle}
본 발명은 전기차 무선 충전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 주차 라인 안으로 주차를 시도하는 전기차가 감지되었을 때 주차 라인 안쪽 바닥에 매설된 무선 충전용 급전 코일에 전력을 공급하여 차량 바닥에 수전 코일이 장착된 전기차를 무선 충전할 수 있도록 한 전기차 무선 충전 장치에 관한 것이다.
경제가 윤택해짐에 따라 자동차에 대한 수요는 기하급수적으로 늘고 있으며, 자동차의 수요가 증가함에 따라 자동차로부터 배출되는 배기 가스가 공기를 오염시키는 주요인이 되고 있다.
이에 따라, 대기 오염 문제를 해소하기 위하여 자동차 제조 회사들은 배기 가스 배출량이 적은 자동차 개발에 집중하고 있다.
이에 따라 궁극적으로 배기 가스를 발생시키지 않는 전기 자동차에 대한 관심이 증대되고 있으며, 전기 자동차에 대한 수요는 지속적으로 증가하고 있는 추세이다.
상기 전기 자동차는 전기 모터와, 상기 전기 모터에 전기를 공급하는 배터리를 포함한다.
즉, 전기 모터와 배터리가 일반 자동차의 엔진과 연료를 대신하는 것이다.
하지만, 상기 전기 자동차를 운행시키는 전기 모터는 전기 에너지를 과도하게 소모함으로 1회 충전으로 운행할 수 있는 거리가 일반 자동차에 비해 상당히 짧다는 문제점이 있었다.
이에 따라 전기 자동차에 장착되는 배터리는 주기적으로 충전되어야만 한다.
전기차 배터리를 충전하는 시간은 일반 연료를 급유하는 시간에 비하여 상당히 길기 때문에 배터리 충전을 위해서는 적어도 몇 시간 동안 전기차를 운행할 수 없다는 문제점이 있었다.
한편, 전기차 배터리를 충전하는 방법으로는 여러 가지 방식이 있는데, 일례로 충전 케이블을 전기 차량에 직접 연결하여 배터리를 충전하는 방식(플러그 인(Plug-in) 충전 방식)과, 1차 코일과 2차 코일에 의해 발생되는 자기 유도 현상을 이용하는 비접촉식 충전 방식(무선 충전 방식)을 예로 들 수 있다.
이중에서 상기 플러그 인 충전 방식은 충전을 할 때마다 전기차 콘센트에 플러그를 꽂아야 하는 불편함이 있어 전기 자동차 보급 확산에 큰 장애물이 되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근 시도되고 있는 무선 충전 방식은 자기 유도 현상을 이용하여 도로에 매설된 급전부의 급전 코일로부터 전기 자동차 바닥에 설치된 수전 코일로 전력을 전달하는 방식이다.
하지만, 상기 무선 충전 방식은 전기차의 유무에 상관없이 항시 급전 코일에 전류가 유입되기 때문에 불필요한 전력이 낭비될 수 있다는 문제점이 있었다.
한편, 본 발명의 선행 기술로는 특허공개번호 10-2017-0143167호의 "비접촉 전력 전송 장치"가 출원되어 등록되었는데, 상기 비접촉 전력 전송 장치는 지표면 아래에 구비되어 전력을 공급받는 코일부를 구비한 급전판과, 상기 급전판과 이격되어 상기 급전판에서 생성되는 자기장을 수렴하여 무선 충전되는 코일부를 구비한 집전판을 구비한 전기 자동차용 비접촉 전력 전송 장치에 있어서, 상기 급전판의 코일부와 상기 집전판의 코일부는 나선 형태로 형성되고, 상기 급전판의 코일부 및 상기 집전판의 코일부에는 각각 복수의 도전체가 형성된다.
대한민국 특허공개번호 10-2017-0143167 (2017.12.29) 대한민국 특허등록번호 10-1753013 (2017.06.30)
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 전기차 배터리 충전시 플러그를 전기차에 꽂지 않아도, 전기차를 주차 라인 안으로 주차시키기만 하면 전기차 배터리를 자동 충전할 수 있는 전기차 무선 충전 장치를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 주차 라인 안에 주차 차량이 없으면 주차 라인 안쪽 바닥에 매설된 무선 충전용 급전 코일로 공급되는 전력을 차단함으로써 불필요한 전력이 낭비됨을 억제할 수 있는 전기차 무선 충전 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기차 무선 충전 장치는 주차 라인 안쪽 바닥 중앙에 파여진 코일 설치 공간부와; 상기 코일 설치 공간부 밑면에 설치되고 윗면에 무선 충전용 급전 코일이 얹혀지는 코일 지지대; 전기 자동차가 주차 라인 안으로 진입하여 전기 자동차 바닥에 설치된 수전 코일과 상하 높이 방향으로 마주보게 되었을 때 전자기 유도 방식이나 자기 공명 방식을 이용하여 수전 코일에 유도 기전력을 발생시키는 무선 충전용 급전 코일; 상기 코일 설치 공간부의 측부 둘레면에 부착되어 상기 무선 충전용 급전 코일로부터 발생된 전자파를 차폐하고 코일 설치 공간부의 바깥에서 코일 설치 공간부의 안쪽으로 인입되는 외부 전자파를 차폐하는 전자파 차단막; 상기 주차 라인 안 주차 블럭 상에 장착되고 주차 라인 안으로 주차를 시도하는 전기 자동차를 감지하는 차량 감지부; 및 상기 차량 감지부를 통해 주차 라인 안으로 주차를 시도하는 전기 자동차가 감지되었을 때 상기 무선 충전용 급전 코일의 양끝단에 전기를 공급하는 전원 공급 수단으로 이루어져, 주차 라인 안으로 전기 자동차가 진입하면, 전원 공급 수단이 차량 감지부를 이용하여 전기 자동차를 감지한 다음 무선 충전용 급전 코일에 전류를 공급하고, 상기 무선 충전용 급전 코일은 전자기 유도 방식이나 자기 공명 방식을 이용하여 전기차 바닥에 설치된 수전 코일에 유도 기전력을 발생시키며, 상기 전기 자동차는 수전 코일로부터 발생된 유도 기전력을 이용하여 전기 자동차 배터리를 충전한다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 전기차 무선 충전 장치는 전기차 배터리 충전시 플러그를 전기차에 꽂지 않아도, 전기차를 주차 라인 안으로 주차시키기만 하면 전기차 배터리를 자동 충전할 수 있다.
또한, 본 발명은 주차 라인 안에 주차 차량이 없으면 주차 라인 안쪽 바닥에 매설된 무선 충전용 급전 코일로 공급되는 전력을 차단함으로써 불필요한 전력이 낭비됨을 억제할 수 있다.
도면 1은 본 발명의 측면도,
도면 2는 본 발명의 정면도,
도면 3은 본 발명의 평면도,
도면 4는 주차 블럭 내부에 설치된 차량 감지부를 도시한 도면,
도면 5는 주차 블럭을 도면 4의 AA' 방향으로 자른 종단면도,
도면 6은 코일 설치 공간부의 측벽에 설치된 전자파 차단막을 설명하기 위한 도면,
도면 7은 지면을 기준으로 무선 충전용 급전 코일의 측면과 지면 사이의 사이각이 5도 이상임을 설명하기 위한 도면,
도면 8은 무선 충전용 급전 코일과 코일 지지대 사이의 접촉면 구조를 설명하기 위한 도면,
도면 9는 무선 충전용 급전 코일에 5도 이상 각도를 주거나 단일 도체 대신에 복도체를 사용했을 때 자기장의 세기를 도시한 도면,
도면 10은 차량 감지부의 제어 블록도,
도면 11은 초음파 필터링부의 제어 블록도,
도면 12는 초음파 필터링부와 디지털 신호 변환부의 전자 회로도,
도면 13은 전원 공급 수단의 제어 블록도,
도면 14는 인버터의 제어 회로도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 전기차 무선 충전 장치는 도면 1 내지 도면 6에 도시한 바와 같이, 주차 라인 안쪽 바닥 중앙에 파여진 코일 설치 공간부(1)와; 상기 코일 설치 공간부(1) 밑면에 설치되고 윗면에 무선 충전용 급전 코일(3)이 얹혀지는 코일 지지대(5); 전기 자동차가 주차 라인 안으로 진입하여 전기 자동차 바닥에 설치된 수전 코일과 상하 높이 방향으로 마주보게 되었을 때 전자기 유도 방식이나 자기 공명 방식을 이용하여 수전 코일에 유도 기전력을 발생시키는 무선 충전용 급전 코일(3); 상기 코일 설치 공간부(1)의 측부 둘레면에 부착되어 상기 무선 충전용 급전 코일(3)로부터 발생된 전자파를 차폐하고 코일 설치 공간부(1)의 바깥에서 코일 설치 공간부(1)의 안쪽으로 인입되는 외부 전자파를 차폐하는 전자파 차단막(7); 상기 주차 라인 안 주차 블럭(9) 상에 장착되고 주차 라인 안으로 주차를 시도하는 전기 자동차를 감지하는 차량 감지부(11); 및 상기 차량 감지부(11)를 통해 주차 라인 안으로 주차를 시도하는 전기 자동차가 감지되었을 때 상기 무선 충전용 급전 코일(3)의 양끝단에 전기를 공급하는 전원 공급 수단(13)으로 이루어져, 주차 라인 안으로 전기 자동차가 진입하면, 전원 공급 수단(13)이 차량 감지부(11)를 이용하여 전기 자동차를 감지한 다음 무선 충전용 급전 코일(3)에 전류를 공급하고, 상기 무선 충전용 급전 코일(3)은 전자기 유도 방식이나 자기 공명 방식을 이용하여 전기차 바닥에 설치된 수전 코일에 유도 기전력을 발생시키며, 상기 전기 자동차는 수전 코일로부터 발생된 유도 기전력을 이용하여 전기 자동차 배터리를 충전한다.
상기 주차 블럭(9)은 도면 2에 도시한 바와 같이, 주차 라인 안쪽 후방에 2개가 설치되고, 상기 차량 감지부(11)는 각 주차 블럭(9)에 설치된다.
상기 전원 공급 수단(13)은 전기 자동차의 양쪽 두 바퀴가 각 주차 블럭(9)에 설치된 차량 감지부(11)에 의해 모두 감지되었을 때 무선 충전용 급전 코일(3)에 전류를 공급한다.
상기 전자파 차단막(7)은 도면 6에 도시한 바와 같이, 상기 무선 충전용 급전 코일(3)에 전류가 공급되었을 때 상기 무선 충전용 급전 코일(3) 주변의 전자파를 차폐함과 더불어, 코일 설치 공간부(1) 바깥에서 코일 설치 공간부(1) 안쪽으로 인입되는 전자파 노이즈 성분을 차폐하여 무선 충전 안정성을 극대화시킬 수 있다.
상기 무선 충전용 급전 코일(3)은 도면 7에 도시한 바와 같이, 하부에서 상부로 갈수록 회전 반경이 점차 크게 권선되는 형태로서 바깥 측면의 각도는 무선 충전용 급전 코일(3)로부터 발생된 자속을 수전 코일의 중앙으로 집중시키고 무선 충전용 급전 코일(3)로부터 발생된 자속을 최대한 증폭시키기 위해 5도 이상 경사진다.
상기 무선 충전용 급전 코일(3)은 단일선 또는 복도체가 권선된다.
상기 복도체로 구성된 무선 충전용 급전 코일(3)은 단일선으로 구성된 무선 충전용 급전 코일(3)보다 2배 이상의 자속을 수전 코일의 중앙으로 집중시킬 수 있다.
상기 무선 충전용 급전 코일(3)과 맞닿는 코일 지지대(5)는 도면 8에 도시한 바와 같이, 상기 무선 충전용 급전 코일(3)의 각 레이어(Layer)층 바깥면과 마주 접하도록 계단 형태로 가공되고, 상기 무선 충전용 급전 코일(3)과 코일 지지대(5)가 마주 접하는 접합면에는 무선 충전용 급전 코일(3)로부터 발생된 열을 방출하기 위한 방열판(15)이 설치된다.
상기 무선 충전용 급전 코일(3)의 측면을 5도 이상 기울임과 더불어 복도체로 가공하는 이유는 도면 9에 도시한 바와 같이, 무선 충전용 급전 코일(3)을 평평하게 가공시 수전 코일과의 충전 면적은 넓어지지만, 자기 공명 방식은 넓은 면적으로 충전하는 것보다 수전 코일의 중앙에 무선 충전용 급전 코일(3)의 공진 주파수를 가진 자속을 집중적으로 보내는게 유리하다.
따라서, 무선 충전용 급전 코일(3)의 측면을 5도 이상 기울임으로써 수전 코일의 중앙으로 무선 충전용 급전 코일(3)의 공진 주파수를 가진 자속을 보내주고 복도체를 활용하여 무선 충전용 급전 코일(3)로부터 출력되는 무선 충전용 급전 코일(3)의 공진 주파수를 가진 자속를 증폭시킴이 유리하다.
상기 차량 감지부(11)는 예를 들어 도면 10에 도시한 바와 같이, 주차 라인 안으로 진입하는 전기 자동차 방향으로 초음파를 발사하는 초음파 발신부(17)와; 상기 전기 자동차로부터 반사되어 돌아오는 반사 초음파를 수신하는 초음파 수신부(19); 및 상기 초음파 속도와, 초음파 발신부(17)로부터 초음파가 발사된 다음 초음파 수신부(19)로 수신되기까지의 시간을 이용하여 주차 블럭(9)과 전기 자동차 사이의 이격 거리를 계산하는 이격 거리 계산부(21)로 이루어질 수 있다.
상기 초음파 발신부(17)는 예를 들어 도면 10에 도시한 바와 같이, 초음파 펄스(Pulse) 신호를 발생하는 초음파 펄스 발생부(23)와; 상기 초음파 펄스 발생부(23)로부터 입력된 초음파 펄스 신호를 증폭하는 송신측 신호 증폭부(25); 및 상기 송신측 신호 증폭부(25)로부터 초음파 펄스 신호를 입력받아 주차 라인 안으로 진입하는 전기 자동차 방향으로 초음파를 발사하는 초음파 발신기(27)로 이루어질 수 있다.
상기 초음파 수신부(19)는 예를 들어 도면 10에 도시한 바와 같이, 전기 자동차로부터 반사되어 돌아오는 반사 초음파를 입력받아 입력된 반사 초음파를 초음파 전기 신호로 변환 출력하는 초음파 수신기(29)와; 상기 초음파 수신기(29)로부터 수신된 초음파 전기 신호를 증폭하는 수신측 신호 증폭부(31); 상기 수신측 신호 증폭부(31)로부터 출력되는 신호 중 초음파 전기 신호는 통과시키는 반면, 초음파 전기 신호 이외의 신호는 저지하는 초음파 필터링(Filtering)부(33); 및 상기 초음파 필터링부(33)로부터 입력된 초음파 전기 신호를 초음파 주파수의 디지털 신호로 변환한 다음, 변환된 초음파 주파수의 디지털 신호를 이격 거리 계산부(21)로 전달하는 디지털 신호 변환부(35)로 이루어질 수 있다.
상기 초음파 필터링부(33)는 예를 들어 도면 11에 도시한 바와 같이, 상기 수신측 신호 증폭부(31)로부터 출력되는 전기 신호 중 초음파 주파수 대역 이상의 전기 신호는 통과시키는 반면 초음파 주파수 대역 미만의 전기 신호는 저지하는 하이 패스 필터(37)(HPF: High Pass Filter)와; 상기 하이 패스 필터(37)로부터 출력되는 전기 신호 중 초음파 주파수 대역까지의 전기 신호는 통과시키는 반면 초음파 주파수 대역을 초과하는 전기 신호는 감쇄하는 로우 패스 필터(39)(LPF: Low Pass Filter)로 이루어질 수 있다.
상기 하이 패스 필터(37)(High Pass Filter)는 예를 들어 도면 12에 도시한 바와 같이, 반전 입력단과 출력단이 연결된 제1 오피 앰프(41)와, 입력단이 수신측 신호 증폭부(31)의 출력단과 연결되는 제1 커패시터(43); 입력단이 상기 제1 커패시터(43)의 출력단에 연결되고 출력단이 제1 오피 앰프(41)의 반전 입력 단자에 연결되는 제1 저항(45); 입력단이 제1 커패시터(43)의 출력단에 연결되고 출력단이 제1 오피 앰프(41)의 비반전 입력단에 연결된 제2 커패시터(47); 및 입력단이 상기 제2 커패시터(47)의 출력단에 연결되고 출력단이 접지된 제2 저항(49)으로 이루어져,
Figure 112018040066346-pat00001
이상의 전기 신호를 통과시킨다.
상기 로우 패스 필터(39)(Low Pass Filter)는 예를 들어 도면 12에 도시한 바와 같이, 2극 저역 통과 필터로서 일단이 하이 패스 필터(37)의 출력 단자에 연결된 제3 저항(51)과, 일단이 제3 저항(51)의 타단에 연결되고 타단이 제2 오피 앰프(59)의 반전 입력 단자에 연결된 제3 커패시터(53), 일단이 제3 저항(51)의 타단에 연결되고 타단이 제2 오피 앰프(59)의 비반전 입력 단자에 연결된 제4 저항(55), 일단이 제2 오피 앰프(59)의 비반전 입력 단자에 연결되고 타단이 접지된 제4 커패시터(57), 및 반전 입력 단자와 출력 단자가 연결되어 제3 저항(51)으로 입력된 하이 패스 필터(37)의 신호 중
Figure 112018040066346-pat00002
보다 큰 주파수 신호를 감쇄하는 제2 오피 앰프(59)로 이루어질 수 있다.
상기 디지털 신호 변환부(35)는 예를 들어 도면 12에 도시한 바와 같이, 소정 레벨의 직류 레퍼런스 전압을 출력하는 기준 전압 발생부(61)와; 상기 초음파 필터링부(33)로부터 출력되는 신호와 기준 전압 발생부(61)로부터 출력되는 직류 레퍼런스 전압을 비교하여 초음파 필터링부(33)로부터 출력되는 전압이 직류 레퍼런스 전압보다 높으면 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 반면 초음파 필터링부(33)로부터 출력되는 전압이 직류 레퍼런스 전압보다 낮으면 로우(Low) 디지털 신호를 출력하는 비교기(63)로 이루어질 수 있다.
상기 비교기(63)는 비반전 입력단에 초음파 필터링부(33)의 출력 신호가 입력되고 반전 입력단에 기준 전압 발생부(61)의 출력 신호가 입력되어 비반전 입력단으로 입력된 초음파 필터링부(33)의 출력 전압이 반전 입력단으로 입력된 기준 전압 발생부(61)의 직류 레퍼런스 전압보다 높으면 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 반면, 비반전 입력단으로 입력된 초음파 필터링부(33)의 출력 전압이 반전 입력단으로 입력된 기준 전압 발생부(61)의 직류 레퍼런스 전압보다 낮으면 로우(Low) 디지털 신호를 출력하는 제3 오피 앰프(65)로 구성될 수 있다.
상기 전원 공급 수단(13)은 도면 13에 도시한 바와 같이, 축전지(67)와; 상기 축전지(67)로부터 공급된 직류 전원을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환한 다음 무선 충전용 급전 코일(3)로 전달하는 인버터(69)(Inverter); 및 상기 차량 감지부(11)를 통해 주차 라인 안으로 진입하는 전기 자동차가 감지되었을 때 인버터(69)로부터 출력되는 교류 전원을 무선 충전용 급전 코일(3)로 전달함과 더불어 인버터(69)로부터 출력되는 교류 전원 주파수와 교류 전원의 전압 레벨을 조정하는 무선 충전 컨트롤러(71)로 이루어진다.
상기 인버터(69)는 예를 들어 도면 14에 도시한 바와 같이, 축전지(67)로부터 출력되는 직류 전압을 소정 레벨로 승압시키거나 강압시키는 직류 전압 레벨 조정부와; 상기 직류 전압 레벨 조정부로부터 출력되는 직류 전원을 스위칭시켜 특정 주파수의 교류 전원으로 변환하는 교류 전원 출력부(75); 및 상기 교류 전원 출력부(75)로부터 출력되는 교류 전원을 필터링하여 정현파 형태의 교류 신호로 변환하는 필터부(77)를 포함한다.
상기 교류 전원 출력부(75)는 직류 전압 레벨 조정부로부터 출력된 직류 입력 전압이 스위칭 소자의 온(On), 오프(Off) 동작에 의해 구형파 펄스 파형으로 변환된다.
상기 교류 전원 출력부(75)는 도면 14에 도시한 일실시예와 같이, 드레인(Drain) 단자에 플러스(+) 직류 전원이 연결되고 게이트(Gate) 단자로 입력된 스위칭 제어 수단(79)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On)되거나 턴 오프(Turn Off)되는 제1 스위칭 소자(81)와, 상기 제1 스위칭 소자(81)와 병렬 연결되고 드레인(Drain) 단자에 플러스(+) 직류 전원이 연결되고 게이트(Gate) 단자로 입력된 스위칭 제어 수단(79)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On)되거나 턴 오프(Turn Off)되는 제2 스위칭 소자(83), 드레인(Drain) 단자가 제1 스위칭 소자(81)의 소스(Source) 단자에 연결되고 소스(Source) 단자에 마이너스(-) 직류 전원이 연결되며 게이트(Gate) 단자로 입력된 스위칭 제어 수단(79)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On)되거나 턴 오프(Turn Off)되는 제3 스위칭 소자(85), 및 드레인(Drain) 단자가 제2 스위칭 소자(83)의 소스(Source) 단자에 연결되고 소스(Source) 단자에 마이너스(-) 직류 전원이 연결되며 게이트(Gate) 단자로 입력된 스위칭 제어 수단(79)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On)되거나 턴 오프(Turn Off)되는 제4 스위칭 소자(87)를 포함한다.
상기 스위칭 제어 수단(79)은 한 쌍의 제1 스위칭 소자(81)와 제4 스위칭 소자(87) 또는 한 쌍의 제2 스위칭 소자(83)와 제3 스위칭 소자(85)를 교대로 턴 온(Turn On)시키거나 턴 오프(Turn Off)시키고 상기 필터부(77)는 제1 스위칭 소자(81)와 제2 스위칭 소자(83)의 소스(Source) 단으로부터 출력된 구형파 신호를 정류하여 정현파 형태의 교류 신호로 변환한 다음 부하에 공급한다.
상기 제1 스위칭 소자(81) 내지 제4 스위칭 소자(87)는 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT)나, 절연 게이트 바이폴라 접합 트랜지스터(IGBT), 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET), 및 고전자 이동도 트랜지스터(HEMTs)를 포함한다.
상기 교류 전원 출력부(75)에 장착된 필터부(77)는 일단이 제2 스위칭 소자(83)의 소스(Source) 단자에 연결된 인덕터(89)와, 한쪽 전극이 인덕터(89)의 타단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 제1 스위칭 소자(81)의 소스(Source) 단자에 연결된 콘덴서(91)로 이루어져, 교류 전원 출력부(75)로부터 출력된 교류 신호의 주파수에 따라 인덕터(89)의 유도성 리액턴스와, 콘덴서(91)의 용량성 리액턴스가 변화되어 60Hz의 정현파 교류 전원을 출력한다.
상기 교류 전원 출력부(75)는 제1 스위칭 소자(81) 내지 제4 스위칭 소자(87)를 제어하는 스위칭 제어 수단(79)은 비반전 입력 단자로 사인파가 입력되고 반전 입력 단자로 삼각파가 입력되어 비반전 입력 단자로 입력된 사인파의 전압이 반전 입력 단자로 입력된 삼각파(Sine wave)보다 클 경우 하이(High) 신호를 출력하는 반면 반전 입력 단자로 입력된 삼각파의 전압이 비반전 입력 단자로 입력된 사인파보다 작을 경우 로우(Low) 신호를 출력하는 제1·4 비교기(93,99)와, 상기 제1·4 비교기(93,99)로부터 출력된 하이(High) 신호와 로우(Low) 신호의 전압 레벨을 제1·4 스위칭 소자(81,87)를 턴 온(Turn On) 또는 턴 오프(Turn Off)시키는 전압 레벨로 조정하여 제1·4 스위칭 소자(81,87)의 게이트 단자에 공급하는 제1·4 스위칭 소자 구동부(101,107), 비반전 입력 단자로 삼각파가 입력되고 반전 입력 단자로 사인파가 입력되어 비반전 입력 단자로 입력된 삼각파의 전압이 반전 입력 단자로 입력된 사인파보다 클 경우 하이(High) 신호를 출력하는 반면 반전 입력 단자로 입력된 사인파의 전압이 비반전 입력 단자로 입력된 삼각파보다 작을 경우 로우(Low) 신호를 출력하는 제2·3 비교기(95,97), 상기 제2·3 비교기(95,97)로부터 출력된 하이(High) 신호와 로우(Low) 신호의 전압 레벨을 제2·3 스위칭 소자(83,85)를 턴 온(Turn On) 또는 턴 오프(Turn Off)시키는 전압 레벨로 조정하여 제2·3 스위칭 소자(83,85)의 게이트 단자에 공급하는 제2·3 스위칭 소자 구동부(103,105), 소정 주파수의 삼각파를 발생시켜 제1·4 비교기(93,99)의 반전 입력 단자와 제2·3 비교기(95,97)의 비반전 입력 단자에 공급하는 삼각파 발생기(115), 및 소정 주파수의 사인파를 발생시켜 제1·4 비교기(93,99)의 비반전 입력 단자와 제2·3 비교기(95,97)의 반전 입력 단자에 공급하는 사인파 발생기(109)를 포함한다.
상기 사인파 발생기(109)는 룩업 테이블(Lookup Table)을 참고하여 사인파(Sine wave)를 발생시키기 위한 펄스 폭 변조 신호를 출력하는 펄스 폭 변조부(Pulse Width Modulation)와, 상기 펄스 폭 변조부로부터 출력된 펄스 폭 변조 신호를 필터링(Filtering)하여 정현파로 변환하는 정현파 발생부를 포함한다.
상기 룩업 테이블에는 인덱스(Index)로서 스텝 앵글(Step Angle)이 저장되고, 상기 펄스 폭 변조부는 시간 대비 스텝 앵글의 변화폭에 따라 사인파 주파수를 조절한다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 전기차 무선 충전 장치는 전기차 배터리 충전시 플러그를 전기차에 꽂지 않아도, 전기차를 주차 라인 안으로 주차시키기만 하면 전기차 배터리를 자동 충전할 수 있다.
또한, 본 발명은 주차 라인 안에 주차 차량이 없으면 주차 라인 안쪽 바닥에 매설된 무선 충전용 급전 코일로 공급되는 전력을 차단함으로써 불필요한 전력이 낭비됨을 억제할 수 있다.
1. 코일 설치 공간부 3. 무선 충전용 급전 코일
5. 코일 지지대 7. 전자파 차단막
9. 주차 블럭 11. 차량 감지부
13. 전원 공급 수단 15. 방열판
17. 초음파 발신부 19. 초음파 수신부
21. 이격 거리 계산부 23. 초음파 펄스 발생부
25. 송신측 신호 증폭부 27. 초음파 발신기
29. 초음파 수신기 31. 수신측 신호 증폭부
33. 초음파 필터링부 35. 디지털 신호 변환부
37. 하이 패스 필터 39. 로우 패스 필터
41. 제1 오피 앰프 43. 제1 커패시터
45. 제1 저항 47. 제2 커패시터
49. 제2 저항 51. 제3 저항
53. 제3 커패시터 55. 제4 저항
57. 제4 커패시터 59. 제2 오피 앰프
61. 기준 전압 발생부 63. 비교기
65. 제3 오피 앰프 67. 축전지
69. 인버터 71. 무선 충전 컨트롤러
77. 필터부 79. 스위칭 제어 수단
81. 제1 스위칭 소자 83. 제2 스위칭 소자
85. 제3 스위칭 소자 87. 제4 스위칭 소자
89. 인덕터 91. 콘덴서
93. 제1 비교기 95. 제2 비교기
97. 제3 비교기 99. 제4 비교기
101. 제1 스위칭 소자 구동부 103. 제2 스위칭 소자 구동부
105. 제3 스위칭 소자 구동부 107. 제4 스위칭 소자 구동부
109. 사인파 발생기 115. 삼각파 발생기

Claims (7)

  1. 주차 라인 안쪽 바닥 중앙에 파여진 코일 설치 공간부(1)와;
    상기 코일 설치 공간부(1) 밑면에 설치되고 윗면에 무선 충전용 급전 코일(3)이 얹혀지는 코일 지지대(5);
    전기 자동차가 주차 라인 안으로 진입하여 전기 자동차 바닥에 설치된 수전 코일과 상하 높이 방향으로 마주보게 되었을 때 전자기 유도 방식이나 자기 공명 방식을 이용하여 수전 코일에 유도 기전력을 발생시키는 무선 충전용 급전 코일(3);
    상기 코일 설치 공간부(1)의 측부 둘레면에 부착되어 상기 무선 충전용 급전 코일(3)로부터 발생된 전자파를 차폐하고 코일 설치 공간부(1)의 바깥에서 코일 설치 공간부(1)의 안쪽으로 인입되는 외부 전자파를 차폐하는 전자파 차단막(7);
    상기 주차 라인 안 주차 블럭(9) 상에 장착되고 주차 라인 안으로 주차를 시도하는 전기 자동차를 감지하는 차량 감지부(11);
    및 상기 차량 감지부(11)를 통해 주차 라인 안으로 주차를 시도하는 전기 자동차가 감지되었을 때 상기 무선 충전용 급전 코일(3)의 양끝단에 전기를 공급하는 전원 공급 수단(13)으로 이루어져,
    주차 라인 안으로 전기 자동차가 진입하면, 전원 공급 수단(13)이 차량 감지부(11)를 이용하여 전기 자동차를 감지한 다음 무선 충전용 급전 코일(3)에 전류를 공급하고, 상기 무선 충전용 급전 코일(3)은 전자기 유도 방식이나 자기 공명 방식을 이용하여 전기차 바닥에 설치된 수전 코일에 유도 기전력을 발생시키며, 상기 전기 자동차는 수전 코일로부터 발생된 유도 기전력을 이용하여 전기 자동차 배터리를 충전하고,
    상기 무선 충전용 급전 코일(3)은 하부에서 상부로 갈수록 회전 반경이 점차 크게 권선되는 형태로서 바깥 측면의 각도는 무선 충전용 급전 코일(3)로부터 발생된 자속을 수전 코일의 중앙으로 집중시키고,
    상기 무선 충전용 급전 코일(3)은 단일선 또는 복도체가 권선되며,
    상기 무선 충전용 급전 코일(3)과 맞닿는 코일 지지대(5)는 상기 무선 충전용 급전 코일(3)의 각 레이어(Layer)층 바깥면과 마주 접하도록 계단 형태로 가공되고,
    상기 무선 충전용 급전 코일(3)과 코일 지지대(5)가 마주 접하는 접합면에는 무선 충전용 급전 코일(3)로부터 발생된 열을 방출하기 위한 방열판(15)이 설치되며,
    상기 주차 블럭(9)은 주차 라인 안쪽 후방에 2개가 설치되고, 상기 차량 감지부(11)는 각 주차 블럭(9)에 설치되며,
    상기 전원 공급 수단(13)은 전기 자동차의 양쪽 두 바퀴가 각 주차 블럭(9)에 설치된 차량 감지부(11)에 의해 모두 감지되었을 때 무선 충전용 급전 코일(3)에 전류를 공급하고,
    상기 차량 감지부(11)는 주차 라인 안으로 진입하는 전기 자동차 방향으로 초음파를 발사하는 초음파 발신부(17)와;
    상기 전기 자동차로부터 반사되어 돌아오는 반사 초음파를 수신하는 초음파 수신부(19); 및 초음파 속도와, 초음파 발신부(17)로부터 초음파가 발사된 다음 초음파 수신부(19)로 수신되기까지의 시간을 이용하여 주차 블럭(9)과 전기 자동차 사이의 이격 거리를 계산하는 이격 거리 계산부(21)로 이루어지고,
    상기 초음파 발신부(17)는 초음파 펄스(Pulse) 신호를 발생하는 초음파 펄스 발생부(23)와;
    상기 초음파 펄스 발생부(23)로부터 입력된 초음파 펄스 신호를 증폭하는 송신측 신호 증폭부(25);
    및 상기 송신측 신호 증폭부(25)로부터 초음파 펄스 신호를 입력받아 주차 라인 안으로 진입하는 전기 자동차 방향으로 초음파를 발사하는 초음파 발신기(27)로 이루어지며,
    상기 초음파 수신부(19)는 전기 자동차로부터 반사되어 돌아오는 반사 초음파를 입력받아 입력된 반사 초음파를 초음파 전기 신호로 변환 출력하는 초음파 수신기(29)와;
    상기 초음파 수신기(29)로부터 수신된 초음파 전기 신호를 증폭하는 수신측 신호 증폭부(31);
    상기 수신측 신호 증폭부(31)로부터 출력되는 신호 중 초음파 전기 신호는 통과시키는 반면, 초음파 전기 신호 이외의 신호는 저지하는 초음파 필터링(Filtering)부(33);
    및 상기 초음파 필터링부(33)로부터 입력된 초음파 전기 신호를 초음파 주파수의 디지털 신호로 변환한 다음, 변환된 초음파 주파수의 디지털 신호를 이격 거리 계산부(21)로 전달하는 디지털 신호 변환부(35)로 이루어지고,
    상기 전원 공급 수단(13)은 축전지(67)와;
    상기 축전지(67)로부터 공급된 직류 전원을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환한 다음 무선 충전용 급전 코일(3)로 전달하는 인버터(69)(Inverter);
    및 상기 차량 감지부(11)를 통해 주차 라인 안으로 진입하는 전기 자동차가 감지되었을 때 인버터(69)로부터 출력되는 교류 전원을 무선 충전용 급전 코일(3)로 전달함과 더불어 인버터(69)로부터 출력되는 교류 전원 주파수와 교류 전원의 전압 레벨을 조정하는 무선 충전 컨트롤러(71)로 이루어지며,
    상기 인버터(69)(Inverter)는, 축전지(67)로부터 출력되는 직류 전압을 소정 레벨로 승압시키거나 강압시키는 직류 전압 레벨 조정부와; 상기 직류 전압 레벨 조정부로부터 출력되는 직류 전원을 스위칭시켜 특정 주파수의 교류 전원으로 변환하는 교류 전원 출력부(75); 및 상기 교류 전원 출력부(75)로부터 출력되는 교류 전원을 필터링하여 정현파 형태의 교류 신호로 변환하는 필터부(77)를 포함하고,
    상기 교류 전원 출력부(75)는 드레인(Drain) 단자에 플러스(+) 직류 전원이 연결되고 게이트(Gate) 단자로 입력된 스위칭 제어 수단(79)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On)되거나 턴 오프(Turn Off)되는 제1 스위칭 소자(81)와, 상기 제1 스위칭 소자(81)와 병렬 연결되고 드레인(Drain) 단자에 플러스(+) 직류 전원이 연결되고 게이트(Gate) 단자로 입력된 스위칭 제어 수단(79)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On)되거나 턴 오프(Turn Off)되는 제2 스위칭 소자(83), 드레인(Drain) 단자가 제1 스위칭 소자(81)의 소스(Source) 단자에 연결되고 소스(Source) 단자에 마이너스(-) 직류 전원이 연결되며 게이트(Gate) 단자로 입력된 스위칭 제어 수단(79)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On)되거나 턴 오프(Turn Off)되는 제3 스위칭 소자(85), 및 드레인(Drain) 단자가 제2 스위칭 소자(83)의 소스(Source) 단자에 연결되고 소스(Source) 단자에 마이너스(-) 직류 전원이 연결되며 게이트(Gate) 단자로 입력된 스위칭 제어 수단(79)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On)되거나 턴 오프(Turn Off)되는 제4 스위칭 소자(87)를 포함하며,
    상기 초음파 필터링부(33)는, 상기 수신측 신호 증폭부(31)로부터 출력되는 전기 신호 중 초음파 주파수 대역 이상의 전기 신호는 통과시키는 반면 초음파 주파수 대역 미만의 전기 신호는 저지하는 하이 패스 필터(37)(HPF: High Pass Filter)와; 상기 하이 패스 필터(37)로부터 출력되는 전기 신호 중 초음파 주파수 대역까지의 전기 신호는 통과시키는 반면 초음파 주파수 대역을 초과하는 전기 신호는 감쇄하는 로우 패스 필터(39)(LPF: Low Pass Filter)로 이루어지고,
    상기 하이 패스 필터(37)(High Pass Filter)는, 반전 입력단과 출력단이 연결된 제1 오피 앰프(41)와, 입력단이 수신측 신호 증폭부(31)의 출력단과 연결되는 제1 커패시터(43); 입력단이 상기 제1 커패시터(43)의 출력단에 연결되고 출력단이 제1 오피 앰프(41)의 반전 입력 단자에 연결되는 제1 저항(45); 입력단이 제1 커패시터(43)의 출력단에 연결되고 출력단이 제1 오피 앰프(41)의 비반전 입력단에 연결된 제2 커패시터(47); 및 입력단이 상기 제2 커패시터(47)의 출력단에 연결되고 출력단이 접지된 제2 저항(49)으로 이루어져,
    Figure 112020501335700-pat00017
    이상의 전기 신호를 통과시키며,
    상기 디지털 신호 변환부(35)는, 소정 레벨의 직류 레퍼런스 전압을 출력하는 기준 전압 발생부(61)와; 상기 초음파 필터링부(33)로부터 출력되는 신호와 기준 전압 발생부(61)로부터 출력되는 직류 레퍼런스 전압을 비교하여 초음파 필터링부(33)로부터 출력되는 전압이 직류 레퍼런스 전압보다 높으면 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 반면 초음파 필터링부(33)로부터 출력되는 전압이 직류 레퍼런스 전압보다 낮으면 로우(Low) 디지털 신호를 출력하는 비교기(63)로 이루어지고,
    상기 비교기(63)는 비반전 입력단에 초음파 필터링부(33)의 출력 신호가 입력되고 반전 입력단에 기준 전압 발생부(61)의 출력 신호가 입력되어 비반전 입력단으로 입력된 초음파 필터링부(33)의 출력 전압이 반전 입력단으로 입력된 기준 전압 발생부(61)의 직류 레퍼런스 전압보다 높으면 하이(High) 디지털 신호를 출력하는 반면, 비반전 입력단으로 입력된 초음파 필터링부(33)의 출력 전압이 반전 입력단으로 입력된 기준 전압 발생부(61)의 직류 레퍼런스 전압보다 낮으면 로우(Low) 디지털 신호를 출력하는 제3 오피 앰프(65)로 구성되며,
    상기 스위칭 제어 수단(79)은 비반전 입력 단자로 사인파가 입력되고 반전 입력 단자로 삼각파가 입력되어 비반전 입력 단자로 입력된 사인파의 전압이 반전 입력 단자로 입력된 삼각파(Sine wave)보다 클 경우 하이(High) 신호를 출력하는 반면 반전 입력 단자로 입력된 삼각파의 전압이 비반전 입력 단자로 입력된 사인파보다 작을 경우 로우(Low) 신호를 출력하는 제1·4 비교기(93,99)와, 상기 제1·4 비교기(93,99)로부터 출력된 하이(High) 신호와 로우(Low) 신호의 전압 레벨을 제1·4 스위칭 소자(81,87)를 턴 온(Turn On) 또는 턴 오프(Turn Off)시키는 전압 레벨로 조정하여 제1·4 스위칭 소자(81,87)의 게이트 단자에 공급하는 제1·4 스위칭 소자 구동부(101,107), 비반전 입력 단자로 삼각파가 입력되고 반전 입력 단자로 사인파가 입력되어 비반전 입력 단자로 입력된 삼각파의 전압이 반전 입력 단자로 입력된 사인파보다 클 경우 하이(High) 신호를 출력하는 반면 반전 입력 단자로 입력된 사인파의 전압이 비반전 입력 단자로 입력된 삼각파보다 작을 경우 로우(Low) 신호를 출력하는 제2·3 비교기(95,97), 상기 제2·3 비교기(95,97)로부터 출력된 하이(High) 신호와 로우(Low) 신호의 전압 레벨을 제2·3 스위칭 소자(83,85)를 턴 온(Turn On) 또는 턴 오프(Turn Off)시키는 전압 레벨로 조정하여 제2·3 스위칭 소자(83,85)의 게이트 단자에 공급하는 제2·3 스위칭 소자 구동부(103,105), 소정 주파수의 삼각파를 발생시켜 제1·4 비교기(93,99)의 반전 입력 단자와 제2·3 비교기(95,97)의 비반전 입력 단자에 공급하는 삼각파 발생기(115), 및 소정 주파수의 사인파를 발생시켜 제1·4 비교기(93,99)의 비반전 입력 단자와 제2·3 비교기(95,97)의 반전 입력 단자에 공급하는 사인파 발생기(109)를 포함하고,
    상기 전원 공급 수단(13)은 축전지(67)와; 상기 축전지(67)로부터 공급된 직류 전원을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환한 다음 무선 충전용 급전 코일(3)로 전달하는 인버터(69)(Inverter); 및 상기 차량 감지부(11)를 통해 주차 라인 안으로 진입하는 전기 자동차가 감지되었을 때 인버터(69)로부터 출력되는 교류 전원을 무선 충전용 급전 코일(3)로 전달함과 더불어 인버터(69)로부터 출력되는 교류 전원 주파수와 교류 전원의 전압 레벨을 조정하는 무선 충전 컨트롤러(71)로 이루어지며,
    상기 인버터(69)는 상기 축전지(67)로부터 출력되는 직류 전압을 소정 레벨로 승압시키거나 강압시키는 직류 전압 레벨 조정부와; 상기 직류 전압 레벨 조정부로부터 출력되는 직류 전원을 스위칭시켜 특정 주파수의 교류 전원으로 변환하는 교류 전원 출력부(75); 및 상기 교류 전원 출력부(75)로부터 출력되는 교류 전원을 필터링하여 정현파의 교류 신호로 변환하는 필터부(77)를 포함하고,
    상기 교류 전원 출력부(75)는 드레인(Drain) 단자에 플러스(+) 직류 전원이 연결되고 게이트(Gate) 단자로 입력된 스위칭 제어 수단(79)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On)되거나 턴 오프(Turn Off)되는 제1 스위칭 소자(81)와, 상기 제1 스위칭 소자(81)와 병렬 연결되고 드레인(Drain) 단자에 플러스(+) 직류 전원이 연결되고 게이트(Gate) 단자로 입력된 스위칭 제어 수단(79)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On)되거나 턴 오프(Turn Off)되는 제2 스위칭 소자(83), 드레인(Drain) 단자가 제1 스위칭 소자(81)의 소스(Source) 단자에 연결되고 소스(Source) 단자에 마이너스(-) 직류 전원이 연결되며 게이트(Gate) 단자로 입력된 스위칭 제어 수단(79)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On)되거나 턴 오프(Turn Off)되는 제3 스위칭 소자(85), 및 드레인(Drain) 단자가 제2 스위칭 소자(83)의 소스(Source) 단자에 연결되고 소스(Source) 단자에 마이너스(-) 직류 전원이 연결되며 게이트(Gate) 단자로 입력된 스위칭 제어 수단(79)의 제어 신호에 따라 턴 온(Turn On)되거나 턴 오프(Turn Off)되는 제4 스위칭 소자(87)를 포함하며,
    상기 교류 전원 출력부(75)에 장착된 필터부(77)는 일단이 제2 스위칭 소자(83)의 소스(Source) 단자에 연결된 인덕터(89)와, 한쪽 전극이 인덕터(89)의 타단에 연결되고 다른 한쪽 전극이 제1 스위칭 소자(81)의 소스(Source) 단자에 연결된 콘덴서(91)로 이루어져, 교류 전원 출력부(75)로부터 출력된 교류 신호의 주파수에 따라 인덕터(89)의 유도성 리액턴스와, 콘덴서(91)의 용량성 리액턴스가 변화되어 60Hz의 정현파 교류 전원을 출력하는 것을 특징으로 하는 전기차 무선 충전 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102230595B1 (ko) * 2019-12-13 2021-03-23 한국철도기술연구원 무가선 트램의 충전을 위한 정위치 정차 유도 시스템 및 방법
KR20210084843A (ko) 2019-12-30 2021-07-08 창신대학교 산학협력단 전기차 무선 충전 시스템
KR20210096451A (ko) * 2020-01-28 2021-08-05 에스케이씨 주식회사 무선충전 패드, 무선충전 장치, 및 이를 포함하는 전기 자동차
KR20220095326A (ko) 2020-12-29 2022-07-07 한라대학교산학협력단 전기차용 이동식 무선충전기 제어방법
CN113276699A (zh) * 2021-05-26 2021-08-20 南瑞集团有限公司 一种用于电动汽车无线充电的埋地式磁耦合机构
CN113500925A (zh) * 2021-08-31 2021-10-15 深圳市贝贝特科技实业有限公司 一种可行驶充电的电动汽车系统及其发电电路
TWI810727B (zh) * 2021-11-29 2023-08-01 貿聯國際股份有限公司 充電裝置及運輸載具
KR102658349B1 (ko) 2021-12-01 2024-04-22 주식회사 에스아이솔루션 전기차량용 무선 충전시스템
KR20230096246A (ko) 2021-12-23 2023-06-30 정재현 전기차를 위한 자동 이동형 코일 무선 충전 시스템

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100804159B1 (ko) * 2006-06-30 2008-02-20 조칠만 주차 차량 감지 방법, 주차 차량 감지 장치 및 주차 관리시스템
KR100958187B1 (ko) * 2008-03-21 2010-05-14 (주)피앤케이하이테크 인버터 구동회로
KR101251633B1 (ko) * 2010-08-10 2013-04-08 한국과학기술원 비접촉 자기유도 충전 방식을 갖는 전기 자동차의 주차장 충전 시스템 및 방법
KR101269226B1 (ko) * 2011-01-14 2013-05-30 한국과학기술원 자동제어장치를 구비하는 루프형태의 전자파 차폐장치 및, 이를 구비하는 급전장치 및 집전장치, 루프를 이용한 전자파 차폐방법
KR20150120216A (ko) * 2014-04-17 2015-10-27 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신 장치
KR20170143167A (ko) 2016-06-21 2017-12-29 동원건설산업 주식회사 효율적인 전기자동차용 비접촉 전력전송장치
KR101753013B1 (ko) 2016-10-31 2017-06-30 현대자동차주식회사 무선 충전 시스템 및 그 제어 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102415467B1 (ko) 2021-06-23 2022-06-30 선문대학교 산학협력단 전기차용 무선 충전 장치

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