KR102181510B1 - 자동차 배터리를 충전하기 위한 비접촉식 충전 시스템 - Google Patents

Abstract

자동차 배터리(2) 충전을 위한 비접촉식 충전 시스템(1)은 전력 공급 네트워크(5)에 의해 전력을 공급받는 자동차 외부의 일차 유도성 회로(3) 및 상기 자동차 상에 탑재되고 브리지 정류기(8)를 경유하여 상기 배터리(2)에 연결된 이차 유도성 회로를 포함한다. 상기 시스템은, 자동차 온보드에 전기적 고장 발생 시 상기 배터리(2)를 단락시키지 않으면서 상기 이차 유도성 회로(4)를 단락시킬 수 있는 제어되는 스위치 수단(10)과 상기 이차 유도성 회로(4)내의 단락을 검출할 때 상기 일차 유도성 회로(3)에 전력 공급을 중단할 수 있는 제어 수단을 포함한다.

Description

자동차 배터리를 충전하기 위한 비접촉식 충전 시스템 {Contactless charging system for charging a motor vehicle battery}

본 발명은 자동차 배터리의 비접촉식 충전에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배터리를 비접촉식 충전하는 동안 전기적 고장이 발생하는 경우 자동차의 안전성에 관한 것이다.

자동차 배터리의 비접촉식 충전을 위한 시스템은 일반적으로 지면(ground)에 있는 일차 유도성 회로와 차량 온보드에 탑재된 이차 유도성 회로의 형태를 취한다. 상기 두개의 유도성 회로들 사이의 에너지 전달은 전자기 유도에 의해 일어난다. 전기 콘센트가 있는 충전 시스템에 대해, 이러한 비접촉식 충전 시스템은 다음과 같은 이점들을 제공한다 : 한편으로는, 비접촉식 충전 시스템은 커넥션을 잊어버릴 위험이 없거나 플러그의 중량과 관련된 어떠한 제약이 없다는 사실로 인해, 사용자의 편안함과 인체공학이 개선될 수 있도록 한다. 한편으로는, 상기 충전 시스템의 위치결정에 있어서 허용오차를 허용하며, 유선 충전 시스템의 효율과 동등한 효율이 얻어지도록 한다. 마지막으로, 상기 충전 시스템은 항상 상기 시스템이 비접촉식 충전 시스템의 방출기와 수신기 루프 각각을 형성하는 유도성 회로의 공진 주파수에 위치하도록 하며, 시스템의 상기 주파수 적응덕분에 최상의 가능 효율이 보장되도록 한다.

비접촉식 충전 시스템의 한계들 중 하나는, 지면에 내장된 상기 일차 시스템과 차량 내의 상기 이차 시스템 간의 통신시간이다. 상기 통신은 예를 들어 와이파이 또는 지그비를 통해 이루어질 수 있다. 상기 통신시간은 정보 전송의 지연을 초래하며, 특히 차량으로부터 지면을 향하는 전송 방향에서 지연을 초래한다. 전력은 지면에 있는 상기 일차 유도성 회로에 의해 공급되기 때문에, 상기 차량 및 지면 사이의 정보 전송의 지연은 추가 시간 동안 상기 일차 유도성 회로에 의해 지면으로부터 전송되는 전력으로 이어질 수 있으며, 이는 차량 온보드 장비를 손상시킬 수 있다.

예를 들면, 배터리가 상기 충전시스템으로부터 연결이 끊겨진 경우, 상기 배터리의 단자에 연결된 릴레이들은 개방된다; 따라서, 상기 일차 유도성 회로에 의해 지면으로부터 상기 차량 온보드의 이차 유도성 회로로 전송된 에너지를 소비하기 위해 연결된 어떠한 전기 부하도 더 이상 존재하지 않는다. 예를 들어 상기 배터리가 분리되어있는 동안 상기 지면이 전력을 계속 보낸다면, 아니면 지면내의 상기 일차 유도성 회로가 차량 온보드의 고장을 충분히 일찍 검출하지 못한다면, 상기 전기 회로들의 성능 저하가 발생할 수 있다. 온보드 시스템의 상태에 대한 정보가 무선 통신들에 의해 지면으로 통신되기 때문에, 정보 전송의 지연이 초래되는 경우가 발생한다.

실제로, 차량에 의해 상기 배터리의 고장을 검출하고 상기 지면의 충전 제어기에 상기 고장 통지를 제공하는 메시지를 수신하는데 걸리는 시간은, 온보드 충전기가 성능저하 되지 않는 것을 보장받기에 너무 오래 걸린다.

문헌 US 2010/020777로부터 유도에 의한 외부 공급으로부터의 전력이 검출될 때에만 배터리에 연결된 릴레이들이 닫히게 하는 방법이 공지되어있다.

문헌 US 6037745는 자동차 온보드에 탑재되도록 설계된 배터리의 충전을 위해 전자파를 수신하는 장치를 개시한다. 이 장치는 브리지 정류기를 경유하여 배터리에 연결된 공진 유도 회로 및 고장이 났을 때 배터리를 단락시키지 않으면서 공진 회로를 단락시키기 위한 수단을 포함한다.

본 발명의 목적은, 차량 온보드에 전기적 고장 발생 시 차량 온보드에 어떠한 손상의 위험이 있기 전에 지면내의 일차 유도성 회로에 의해 방출된 전력의 중단을 보장하는, 자동차 배터리의 비접촉식 충전을 위한 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 양상에 따르면, 자동차 온보드에 탑재되도록 설계된 배터리의 충전을 위해 전자파를 수신하기 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는 브리지 정류기를 경유하여 상기 배터리에 연결된 이차 유도성 회로를 포함한다.

본 발명의 하나의 일반적인 특징에 따르면, 상기 수신 장치는, 자동차 온보드에 전기적 고장이 발생 시 상기 배터리를 단락시키지 않으면서 상기 이차 유도성 회로를 단락시키도록 설계된, 제어되는 중단 수단(controlled interruption means)을 포함한다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 전력 공급 네트워크를 통해 전력을 공급받는 일차 유도성 회로를 포함하는, 자동차 배터리의 충전을 위해 전자파를 방출하기 위한 장치가 제공된다.

본 발명의 일반적인 특징에 따르면, 상기 방출 장치는 상기 이차 유도성 회로의 단락을 검출할 때 상기 일차 유도성 회로에 전력 공급을 중단하도록 설계된 제어수단을 포함한다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 일 실시예에서, 본원 상기에 정의된 바와 같은 자동차 온보드에 탑재된 수신 장치 및 본원 상기에 정의된 바와 같은 자동차 외부에 배치된 방출 장치를 포함하는, 자동차 배터리의 비접촉식 충전을 위한 시스템이 제공된다. 따라서, 전력 공급 네트워크에 의해 전력을 공급받는 자동차 외부에 배치된 일차 유도성 회로, 자동차 온보드에 탑재되며 브리지 정류기를 경유하여 상기 배터리에 연결된 이차 유도성 회로 및 자동차 온보드에 전기적 고장 발생시, 특히 상기 충전시스템의 배터리에 연결된 부분에서 고장이 발생할 때 상기 배터리를 단락시키지 않으면서 상기 이차 유도성 회로를 단락시키도록 설계된 제어되는 중단 수단 및 상기 이차 유도성 회로의 단락을 검출할 때 상기 일차 유도성 회로에 전력 공급을 중단하도록 설계된 제어 수단을 포함하는 충전 시스템이 제공되며, 이 모든 검출은 지면과 차량 사이의 무선 통신 수단을 이용하지 않고 일어난다.

상기 충전 시스템이 정상적으로 작동하는 동안, 브리지 정류기의 사용은 상기 배터리에 전력을 공급하여 배터리를 재충전시키기 위해 유도성 이차 회로 출력에서의 전류가 정류되도록 한다. 자동차에서 전기적 고장이 발생할 때, 상기 제어되는 중단 수단은 상기 이차 유도성 회로가 단락되도록 하며, 상기 브리지 정류기는 상기 배터리의 단락을 방지한다.

상기 브리지 정류기는 음극이 상기 배터리의 양극 단자에 연결된 두개의 다이오드를 포함하며, 상기 두개의 다이오드들의 양극들은 양극이 상기 배터리의 음극 단자에 연결된 두개의 다이오드에 연결된다. 상기 제어되는 중단 수단이 상기 이차 유도성 회로를 단락시키도록 설계된 두개의 제어되는 스위치들을 포함할 경우, 상기 양극이 배터리의 음극 단자에 연결된 두개의 다이오들 각각은 상기 제어되는 스위치들 중 하나와 병렬로 연결된다. 상기 음극이 상기 배터리의 양극에 연결된 두개의 다이오드들은 단락되지 않았기 때문에, 상기 배터리는 상기 이차 유도성 회로로부터의 전기적 분리가 유지된다.

변형의 예로서, 상기 제어되는 스위치들 대신에, 상기 제어되는 중단 수단은 역병렬로 접속한 사이리스터들(thyristors) 아니면 트라이액(triac)을 포함할 수 있으며, 상기 사이리스터들 또는 트라이액은 상기 브리지 정류기의 인풋(input)과 병렬로 연결된다.

바람직하게는, 상기 수신 장치는, 상기 차량으로부터 12V 전원의 손실이 있는 경우, 상기 제어되는 중단 수단을 위해 제어 축전기(control capacitor)를 포함하며, 상기 제어 축전기는 릴레이들을 경유하여 상기 배터리와 병렬로 연결되어 있다.

상기 제어 축전기는 상기 제어되는 중단 수단이 상기 자동차의 12V 전원을 사용하지 않아도 구동될 수 있도록 한다. 실제로, 상기 축전기가 상기 이차 유도성 회로가 아닌 전력 공급 회로와 독립적으로 상기 지면내의 시스템에 의해 공급된 에너지를 회수하기 때문에, 배터리가 상기 이차 유도성 회로로부터 분리될 때, 축전기의 양단 전압은 증가한다. 따라서, 상기 이차 유도성 회로는 단락될 수 있으며, 상기 전기적 고장이 상기 차량의 12V 전원에 달하더라도 상기 충전 시스템은 결과적으로 중단될 수 있다.

상기 제어 축전기는 상기 브리지 정류기의 아웃풋에 병렬로 연결된 필터링 및 평활 축전기에 해당할 수 있다.

상기 충전 시스템의 수신 장치는 상기 배터리와 상기 제어되는 브리지 정류기 사이에 상기 배터리의 각 단자에 각각 연결된 두개의 릴레이들을 포함할 수 있다. 상기 릴레이들은 필요하다면 배터리가 상기 이차 유도성 회로로부터 분리되도록 한다. 전기적 고장이 있는데 상기 릴레이들이 제대로 개방되지 않은 경우, 상기 브리지 정류기의 구조는 상기 이차 유도성 회로가 단락될 때 상기 배터리가 상기 이차 유도성 회로로부터 전기적으로 분리되도록 한다.

유리하게는, 상기 시스템의 방출 장치는 상기 일차 유도성 회로에 연결된 인버터를 포함할 수 있으며, 상기 인버터는 상기 일차 유도성 회로에 흐르는 전류를 측정하기 위한 전류 센서 및 상기 전류를 조정하기 위한 수단을 포함할 수 있는 상기 제어 수단에 의해 제어되며, 상기 전류를 조절하기 위한 수단은 상기 인버터의 스위치들의 개방 및 닫힘을 제어하고 상기 전류를 상기 유도 시스템의 공명에 고정시키기 위해 상기 인버터의 듀티 싸이클(duty cycle) 및 상기 인버터에 의해 생성된 전류의 진동수를 조정하도록 설계된다.

유리하게는, 상기 시스템의 상기 제어 수단은 상기 배터리의 충전 레벨에 따른 임계 전류와 상기 측정된 전류를 비교하도록 설계된 비교 모듈을 포함할 수 있다.

또한 상기 시스템의 수신 장치는 상기 배터리의 단자들 중 하나에 연결된 퓨즈(fuse)를 적어도 하나 포함할 수 있다. 상기 퓨즈는 상기 브리지 정류기 상 구성요소가 결함인 경우에서조차 상기 배터리가 단락되지 않는 것이 가능하다는 것을 보장하는 추가적인 안전 설비를 제공한다. 게다가, 상기 퓨즈는 상기 두개의 릴레이들의 고장이 미연에 방지될 수 있도록 하며, 따라서 배터리가 상기 이차 유도성 회로의 나머지부분으로부터 연결이 끊어지도록 한다.

다른 양상에 따라, 한 구현에서, 자동차 외부의 일차 유도성 회로 및 차량 온보드에 탑재되고 배터리에 연결된 이차 유도성 회로 사이의 유도 전력 전송에 의해 자동차의 배터리를 충전하기 위해 안전 비접촉식 방법이 제공된다.

본 발명의 일반적인 특징에 따르면, 차량 온보드에 전기적 고장이 발생할 때 상기 이차 유도성 회로가 단락되며, 예를 들어 상기 일차 인버터에 스위칭 세트포인트(setpoint)들을 보내는 것을 중단시키는 것에 의해 상기 이차 유도성 회로의 단락이 검출될 때, 상기 전력 공급 네트워크로부터 상기 일차 유도성 회로를 분리시키기 위해 명령이 전송된다.

바람직하게는, 상기 이차 유도성 회로의 단락은, 릴레이들을 경유하여 상기 배터리에 병렬로 연결된 축전기의 양단 전압을 이용하여 제어된다.

유리하게는, 상기 일차 유도성 회로에 흐르는 전류가 측정되고, 상기 이차 유도성 회로의 단락은 상기 일차 유도성 회로에 흐르는 전류를 기초로 하여 검출된다.

바람직하게는, 상기 일차 회로는 조정에 의해 상기 회로의 공진 주파수에서 작동하며, 상기 공진 주파수는 동일한 충전 프로세스의 과정마다 상이하기 때문에 계속적으로 보정(corrected)된다. 예를 들어 물체들(objects)이 차량에 배치된다면, 중량이 증가되며 지면으로부터의 높이가 감소되고, 따라서, 상기 일차 유도성 회로와 상기 이차 유도성 회로 사이의 거리가 변경되며, 이는 상기 공명 주파수의 변화를 의미한다. 상기 주파수 세트포인트(setpoint)가 계속적으로 상기 인버터로 보내지며, 이는 지면 내에서의 단락을 검출하기위한 시간의 최적화를 의미한다.

유리하게는, 상기 측정된 전류는 상기 배터리의 충전 레벨에 따른 임계 전류와 비교된다.

본 발명의 효과는 본 명세서에 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.

본 발명의 다른 이점들 및 특징들은, 비-제한적 실시예와 비-제한적 구현의 상세한 설명 및 첨부된 도면들을 검토하면 명백해질 것이다. 첨부된 도면들은 다음과 같이 도시되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 배터리의 비접촉식 충전을 위한 시스템을 개략적으로 도시하고;
도 2는 본 발명을 이용하여 상기 이차 회로에서 전기적 고장이 발생하였을 때 상기 일차 유도성 회로의 단자들 사이의 전압 변화, 상기 이차 유도성 회로의 단자들 사이의 전압 변화 및 상기 일차 유도성 회로 내의 전류 변화를 나타내는 그래프를 보여주며;
도 3은 본 발명의 일 구현에 따른 자동차 배터리의 충전을 위한 안전한 비접촉식 방법의 흐름도를 보여준다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 배터리(2)의 비접촉식 충전을 위한 시스템(1)을 도시한다.

상기 비접촉식 충전 시스템(1)은 지면에(예를 들어 주차 공간 내에) 탑재된 일차 유도성 회로(3) 및 상기 자동차 온보드에 탑재된 이차 유도성 회로(4)를 포함한다.

상기 일차 유도성 회로(3)는 정류기 스테이지(6) 및 인버터(7)를 경유하여 상기 일차 유도성 회로(3)에 필요한 전력을 공급하는 전력 공급 네트워크(5)에 연결된다. 상기 이차 유도성 회로(4)는 브리지 정류기(8) 및 각각이 상기 배터리(2)의 한쪽 단자에 연결된 두 개의 릴레이들(9)을 경유하여 상기 배터리(2)에 연결된다. 상기 릴레이들(9)은 상기 차량 내에 전기적 고장이 있는 경우 개방될 수 있으며, 이는 상기 배터리(2)가 상기 이차 유도성 회로(4)로부터 전기적으로 분리되게 한다.

상기 일차 유도성 회로(3) 및 상기 이차 유도성 회로(4) 각각은 직렬로 연결된 유도성 소자 L₁ , L₂ 각각 및 용량성 소자인 C₁, C₂ 각각을 포함한다.

상기 브리지 정류기(8)는, 상기 이차 유도성 회로(4)의 입력에 연결되고 상기 릴레이들(9)을 경유하여 상기 배터리(2)의 출력에 연결된 다이오드 브리지(D)를 포함한다. 상기 다이오드 브리지(D)는 음극이 상기 배터리(2)의 양극 단자(“+”)에 연결된 두 개의 다이오드들과 양극이 상기 배터리(2)의 음극 단자(“-”)에 연결된 두 개의 다이오드(D)들을 포함한다.

도 1에 도시된 예에서, 상기 브리지 정류기(8)는 두 개의 제어되는 스위치들(S_{1 ,} S₂)을 포함하는 중단 수단(10)에 연결된다. 상기 두 개의 제어되는 스위치들(S_{1 ,} S₂) 각각은 양극이 상기 배터리(2)의 음극 단자(“-”)에 연결된 두 개의 다이오드들 중 하나에 병렬로 연결된다.

또한 상기 충전 시스템(1)은 상기 제어되는 스위치들(S_{1 ,} S₂)의 제어를 위한 전력을 공급하는 제어 축전기(C_2f)를 포함한다. 상기 제어 축전기(C_2f)는 상기 브리지 정류기(8)의 출력과 병렬로 연결되어 있으며 또한 상기 릴레이들(9)을 경유하여 상기 배터리(2)와 병렬로 연결되어 있다. 따라서 릴레이(9) 하나는 상기 배터리(9)의 “+” 또는 “-” 단자 및 상기 제어 축전기(C_2f)의 하나의 단자 사이에 연결된다. 상기 비접촉식 충전 시스템(1)의 정상적인 작동 중에, 다시 말해서 전기적 고장이 없을 때, 상기 제어 축전기(C_2f)는 상기 브리지 정류기(8)의 출력 전압에 대해 필터링 및 평활 축전기로서 또한 작동할 수 있다.

상기 릴레이들(9) 중 적어도 하나가 개방될 때, 상기 배터리(2)는 상기 이차 유도성 회로(4)로부터 전기적으로 분리된다. 그런 다음, 전달된 전력을 흡수하기 위해 상기 이차 유도성 회로(4)에 연결된 부하가 더 이상 존재하지 않는다는 점을 고려하면 상기 제어 축전기(C_2f)의 양단 전압은 빠르게 증가한다. 상기 제어 전압(C_2f)이 트리거 임계값에 도달하면, 양극이 상기 배터리(2)의 음극 단자(“-”)에 연결된 상기 두 개의 다이오드(D)들을 단락시켜서 상기 이차 유도성 회로(4)를 단락시키기 위하여, 상기 제어되는 중단 수단(10)의 상기 제어되는 스위치들(S_{1 ,} S₂)이 닫힌다.

음극이 상기 배터리(2)의 양극 단자(“+”)에 연결된 상기 두개의 다이오드(D)들은 단락되지 않기 때문에, 상기 배터리(2)는 상기 이차 유도성 회로(4)로부터의 전기적 분리가 유지된다.

도시된 예와 같이, 또한 상기 시스템(1)은 양극 단자(“+”)와 상기 양극단자와 연결된 릴레이(9) 사이에 직렬로 연결된 퓨즈(11)를 포함한다. 따라서 상기 퓨즈(11)는 상기 브리지 정류기(8)의 구성요소가 결함인 경우에서조차 상기 배터리(2)가 단락되지 않는다는 점을 보장한다.

상기 이차 유도성 회로(4)의 단락은 상기 일차 유도성 회로(3)의 동작에도 영향을 미친다. 실제로, 상기 일차 유도성 회로(3)에 흐르는 전류는 진폭 및 파형이 모두 변한다.

상기 비접촉식 충전 시스템(1)은 상기 일차 유도성 회로에 흐르는 전류를 측정하는 전류 센서(12)를 포함한다. 상기 전류가 증가하는 것으로 보이자마자 상기 이차 유도성 회로(4)의 단락이 검출된다.

상기 이차 유도성 회로(4)의 단락으로 인한 전류의 증가와 예를 들어 참조번호 3 및 4의 상기 두 개의 유도성 회로들을 가까이 있게 하는 것과 같은 환경의 변경으로 인한 상기 시스템의 공진 주파수 변경을 혼동하지 않기 위해서, 상기 일차 유도성 회로(3)의 피크 전류보다 높도록 상기 검출 임계값이 선택된다.

특히 상기 배터리(2)의 임피던스가 배터리가 충전됨에 따라 변하고, 배터리가 충전되어 전압이 증가하는 동안 상기 배터리(2)에 의해 요구된 전력 세트포인트(setpoint)는 시간이 지남에 따라 변하기 때문에, 상기 일차 유도성 회로(3)에 의해 전달된 전력은 상기 배터리(2)의 충전 레벨의 함수로 변화한다. 따라서, 상기 일차 유도성 회로(3)에 흐르는 전류(I₁)의 진폭은 상기 배터리(2)의 충전 레벨의 함수로 변한다. 또한, 상기 검출의 시간 및 효율성을 최적화하기 위해 상기 이차 유도성 회로(4)의 단락을 위한 검출 임계값이 상기 배터리(2)의 충전 레벨의 함수로 변한다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 일차 유도성 회로(3)의 공진 주파수에서 전류의 피크 진폭 40A에 대해, 검출을 위한 상기 임계 전류는 80A로 선택될 수 있다. 도 2에서는 상기 이차 유도성 회로(4)가 단락될 때, 다시 말해서 혼합 점선으로 표시된 단락 세트포인트(setpoint)에 해당하는 상기 전압(V_{cc _ secondary} )이 0에서 1로 증가할 때, 실선으로 표시된 상기 일차 유도성 회로(3)에 흐르는 전류(I₁)의 진폭이 진폭 80A에 도달할 때까지 증가하는 것을 볼 수 있다. 상기 전류의 진폭이 80A에 도달할 때, 상기 전력 공급 네트워크(5)를 경유한 상기 일차 유도성 회로(3)로의 전력 공급이 중단된다. 도 2의 그래프 상에서, 전력 공급의 중단은 점선으로 표시된 상기 일차 유도성 회로(3)의 양단의 정전압 및 상기 일차 유도성 회로(3)에 흐르는 전류(I₁)의 진폭의 감소와 상응한다.

도 1에 도시된 바와 같이 사용된 상기 전력 공급 네트워크(5)가 DC 전원 장치가 아니라 정류기인 경우, 상기 일차 유도성 회로(3)에 흐르는 전류에서 리플(ripple)이 보인다. 이 경우, 상기 네트워크의 정류와 연관된 리플로 인한 전류의 피크는 상기 이차 유도성 회로(4) 상에서 발생하는 전기적 고장과 관계된 일차 전류(I₁)의 피크와 혼동되어서는 안된다. 이 경우, 상기 리플 때문에 상기 충전 중단이 위태롭지 않도록 상기 검출 임계값은 충분히 높게 선택되며, 상기 전류 측정은 상기 전류 변동의 측정을 포함한다. 상기 판단된 변동이 상기 진동의 주기와 비교하여 매우 짧은 시간동안 전류의 증가에 상응한다면, 상기 일차 유도성 회로(3)로의 전력 공급은 중단된다. 상기 전류의 빠른 변동의 검출은 예를 들어 피크 검출에 의해 이뤄질 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 구현에 따른 자동차 배터리(2)를 충전하기 위한 안전한 비접촉식 방법의 흐름도를 도시한다.

배터리(2)가 상기 비접촉식 충전 시스템(1)에 의해 충전될 때, 상기 일차 유도성 회로(3)는 상기 전력 공급 네트워크(5)의 도움으로 전자기력을 공급하며, 상기 전자기력은 상기 이차 유도성 회로(4)에 의해서 상기 배터리(2) 용 충전 전류가 생성되도록 한다.

상기 자동차 온보드에, 특히 상기 자동차 온보드에 탑재된 충전 회로에 전기적 고장이 발생했을 때, 상기 배터리(2)를 상기 충전 회로의 나머지 부분으로부터, 특히 상기 이차 유도성 회로(4)로부터 분리되도록 상기 릴레이들(9) 중 적어도 하나는 개방된다. 예를 들어, 릴레이들(9)의 전기적 고장 때문에 상기 릴레이들(9)이 개방되지 않는 경우, 상기 퓨즈(11)는, 과전류의 경우, 상기 배터리를 보호하며, 상기 배터리가 상기 이차 유도성 회로(4)로부터 분리되도록 한다.

상기 배터리(2)의 분리는 상기 제어 축전기(C_2f) 양단 전압의 상승을 발생시킨다. 참조번호 310의 단계에서, 상기 제어 축전기(C_2f)는 상기 제어되는 스위치들(S_{1 ,} S₂)을 닫도록 명령하기 위해 전력을 제공한다. 상기 제어되는 스위치들(S_{1 ,} S₂)을 닫는 것은 상기 이차 유도성 회로(4)의 단락을 초래한다.

상기 이차 유도성 회로(4)의 단락은 상기 일차 유도성 회로(3) 및 상기 이차 유도성 회로(4) 사이의 전자기적 상호작용의 변형을 초래한다. 다음 참조번호 320의 단계에서, 상기 일차 유도성 회로(3) 상의 전류가 측정된 다음, 참조번호 330의 단계에서, 상기 측정된 전류는 상기 검출 임계값과 비교된다.

상기 측정된 전류가 상기 임계값보다 작다면, 상기 측정 단계(320)가 다시 시작되며, 그렇지 않다면, 참조번호 340의 단계에서, 상기 일차 유도성 회로(3)는 상기 전력 공급 네트워크(5)로부터 분리된다.

본 발명은 차량 온보드에 전기적 고장이 발생할 때, 차량 온보드에 어떠한 손상의 위험이 있기 전에, 지면 내의 상기 일차 유도성 회로에 의해 방출되는 전력의 중단을 보장하는, 자동차 배터리의 비접촉식 충전을 위한 시스템을 제공한다.

바람직하게는, 상기 이차 유도성 회로(4)의 단락의 올바른 작동은 상기 배터리(2) 충전의 개시 전에 테스트된다. 예를 들어, 상기 배터리(2)의 릴레이들이 상기 충전 작업의 개시 전에 닫혀있다면, 상기 공진 축전기(C₂)는 두개의 저항들에 의해서 충전되는데, 하나의 저항은 축전기(C₂) 및 상기 배터리(2)의 양극 단자에 연결된 상기 브리지 정류기(8)의 다이오드(D)의 양 단자에 연결되고, 또 다른 저항은 상기 배터리(2)의 음극 단자 및 상기 인덕터(L₂)에 연결된 상기 브리지 정류기(8)의 다이오드(D)의 양 단자에 연결된다. 그런 다음, 상기 이차 유도성 회로(4)를 단락시키기 위해 상기 제어되는 스위치들(S_{1 ,} S₂)이 닫힌다. 그 다음 상기 이차 유도성 회로(4) 내의 전류가 측정되며, 상기 이차 유도성 회로(4)가 실제로 단락되었는지 확인하기 위해 상기 측정된 전류가 소정의 임계 값보다 높은 것이 확인된다. 이 경우, 상기 제어되는 스위치들(S_{1 ,} S₂)은 상기 배터리(2)의 충전을 허용하기 위해 다시 개방된다.

변형의 예로, 상기 배터리(2)의 릴레이들이 상기 이차 유도성 회로(4) 단락의 올바른 작동을 테스트하는 동안 닫혀있지 않는다면, 상기 이차 유도성 회로(4)는, 예를 들어 상기 차량 온보드의 14V 전원으로부터 상기 축전기(C_2f)를 충전함으로써, 안전하게 렌더링된다. 그 다음 상기 이차 유도성 회로(4) 내의 전류가 측정되며, 상기 이차 유도성 회로(4)가 실제로 단락되었는지 확인하기 위해, 상기 측정된 전류가 소정의 임계 값보다 높은 것이 확인된다. 이 경우, 상기 제어되는 스위치들(S1, S2)은 상기 배터리(2)의 충전을 허용하기 위해 다시 개방된다.

Claims (11)

1. 자동차의 배터리(2)의 비접촉식 충전을 위한 시스템(1)에 있어서,
   상기 시스템(1)은 :
   배터리(2)의 충전을 위해 전자기파를 수신하기 위한 장치; 및
   자동차 배터리의 충전을 위해 전자기파를 방출하기 위한 장치를 포함하며,
   상기 전자기파를 수신하기 위한 장치는 :
   상기 자동차 온보드에 탑재되도록 설계되며;
   브리지 정류기(8)를 경유하여 상기 배터리(2)에 연결된 이차 유도성 회로(4) 및 자동차 온보드에 전기적 고장 발생 시 상기 배터리(2)를 단락시키지 않으면서 상기 이차 유도성 회로(4)를 단락시키도록 설계된 제어되는 중단 수단(10)을 포함하고; 그리고
   상기 제어되는 중단 수단(10)을 위해 릴레이들(9)을 경유하여 상기 배터리(2)에 병렬로 연결된 제어 축전기(C_2f)를 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 전자기파를 방출하기 위한 장치는 :
   상기 자동차 외부에 배치되며;
   전력 공급 네트워크(5)를 통해 전력을 공급받는 일차 유도성 회로(3)를 포함하며; 그리고
   상기 이차 유도성 회로(4)의 단락을 검출할 때, 상기 일차 유도성 회로(3)에 전력 공급을 중단하도록 설계된 제어수단을 포함하는, 시스템(1).
2. 제 1항에 있어서,
   상기 전자기파를 방출하기 위한 장치는 상기 일차 유도성 회로(3)에 연결되고 상기 제어수단에 의해 제어되는 인버터(7)를 포함하고,
   상기 제어수단은 전류 센서(12) 및 전류를 조정하기 위한 수단을 포함하며,
   상기 전류 센서는 상기 일차 유도성 회로(3)에 흐르는 전류를 측정하도록 설계되며,
   상기 전류를 조정하기 위한 수단은 상기 인버터(7)의 스위치들의 개방 및 닫힘을 제어하도록 설계되는, 시스템(1).
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제어수단은 상기 측정된 전류를 상기 배터리(2)의 충전 레벨에 따른 임계 전류와 비교하도록 설계된 비교 모듈을 포함하는, 시스템(1).
   
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