KR102189979B1 - 허브 장치 및 관련 충전 장치 및 시스템들 - Google Patents

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고고로 아이엔씨.
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Abstract

본 발명은 허브 장치 및 관련 충전 시스템들에 관한 것이다. 몇몇의 실시예에서, 상기 허브 장치는 (1) 내부의 공간을 정의하는 하우징 어셈블리; (2) 상기 하우징 어셈블리를 통해 연장되도록 위치되는 샤프트; (3) 상기 샤프트에 고정되게 결합되는 스테이터 어셈블리; (4) 상기 샤프트에 고정되게 결합되고 하우징 어셈블리에 회전 가능하게 결합되며, 베이스 부분으로부터 연장하는 결합 부분 및 상기 베이스 부분을 가지는 측면 커버; 및 (5) 상기 결합하는 부분을 통해 위치되는 한 쌍의 제1 커넥터들; 를 포함한다. 각각의 상기 제1 커넥터들은 터미널 단부 및 접촉 부분을 포함한다. 상기 터미널 단부는 상기 측면 커버에 고정되게 결합된 와이어 번들을 통해 배터리 어셈블리에 전기적으로 결합된다. 상기 접촉 부분은 와이어 연결을 통해 상기 배터리 어셈블리를 변화시키기 위해 외부의 동력원을 전기적으로 결합되도록 구성된다.

Description

허브 장치 및 관련 충전 장치 및 시스템들 {HUB APPARATUS AND ASSOCIATED CHARGING APPARATUS AND SYSTEMS}
본 발명은 허브 장치 (또는 허브 모터) 및 관련 충전 시스템들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 와이어 충전 시스템 및/또는 무선 충전 시스템을 통해 충전되도록 구성된 허브 장치에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 12월 1일에 제출된 제62/593,854및 2018년 3월 30일에 제출된 제62/650,895의 U.S. 가출원에 대한 우선권 및 이의 이익을 주장하고, 이는 그 전체가 본원에서 참조로 포함된다.
충전 프로세스는 전기 차량들에게 중요하다. 몇몇의 전통적인 충전 시스템들은 지정된 충전소들에서 사용자가 그들의 전기 차량을 충전하는 것을 요구한다. 때때로 이는 사용자가 이용가능한 충전소들에 위치하는 것은 번거로울 수 있다. 게다가, 전통적인 충전 시스템들은 전기 차량과 충전소 사이의 연결이 우연히 “끊어진” 경우(예를 들어, 사람이 우연히 동력 코드 위를 걷는 다면 전기 차량과 충전소 사이의 동력 코드가 끊기게 됨) 방해 받을 수 있다. 그러므로, 전기 차량 충전을 위한 개선된 시스템 및 방법이 필요하다.
본문 내에 포함되어 있음.
본문 내에 포함되어 있음.
도 1은 본 발명에 따른 허브 장치를 도시한다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 실시예에 따른 허브 장치를 도시하는 부분 분해도이다.
도 3은 본 발명의 실시시예에 따른 허브 장치 및 측면 커버를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 측면 커버 및 관련 구성요소들의 부분 등각 투영도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 측면 커버의 부분 등각 투영도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 측면 커버의 베이스부로부터 외측으로 연장하는 맞물림부(또는 플랜지)의 측면도이다. 맞물림부는 그곳에 많은 전기 접촉부를 포함한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 연결 구조 또는 클립의 부분 등각 투영도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 맞물림부에서 클립이 접촉부에 연결하는 방법을 도시하는 측면 커버의 단면도이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 접촉부 및 측면 커버의 부분 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 충전 헤드의 등각 투영도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 허브 장치 및 충전 헤드를 지지하는 차량 몸체의 등각 투영도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 충전 스탠드의 등각 투영도이다.
도 13 및 14는 허브 장치가 충전 스탠드에 의해 충전헤드에 결합되고 지지되는 방법을 도시한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라 충전 헤드가 충전 스탠드에 통합되는 방법을 도시한다.
도 16 내지 18은 본 발명에 따른 무선 충전 시스템의 실시예를 도시한다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터의 접촉부를 도시한다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따라 전기 충전 접촉부들을 구비한 허브 모터의 측면 커버를 도시한다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 도 20에서 도시된 측면 커버를 도시한다.
도면들은 어쩔 수 없이 축적대로 도시되지 않았다. 예를 들어, 다양한 실시예들의 이해를 향상시키는 것을 돕기 위해 도면들 내의 몇몇 요소들의 치수가 확장되거나 감소될 수 있다. 유사하게, 몇몇의 구성요소들 및/또는 구동들은 몇몇의 실시예들의 목적의 논의를 위하여 단일 블록으로 결합되거나 다른 블록들로 분리될 수 있다. 게다가, 특정 실시예들이 도면 내에서 예시의 방법으로 도시되고 이하에서 자세히 설명되더라도, 당업자는 첨부된 청구항들의 범위내에 떨어지는 수정들, 등가물, 및 대안들을 인식할 것이다.
본 발명은 충전 장치 또는 와이어 및 무선 연결들의 하나 또는 모두를 통해 허브 장치(또는 허브 모터)를 충전할 수 있는 시스템 관한 것이다. 본 발명은 또한 허브 장치를 위한 충전 프로세스 관리를 위한 방법들에 관한 것이다. 본 발명의 허브 장치는 차량(예를 들어, 자전거, 세발자전거, 스쿠터, 동력 휠체어, 카트, 등)의 바퀴/림을 회전하도록 구성된다. 허브 장치는 로터 어셈블리, 샤프트, 및 스테이터 어셈블리를 포함한다. 스테이터 어셈블리는 샤프트에 고정되게 결합되고, 샤프트는 로터 어셈블리를 통해 연장한다. 로터 어셈블리는 스테이터 어셈블리 및 샤프트에 대해 회전될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 허브 장치는 전기 모터로 고려될 수 있다. 허브 장치의 로터 어셈블리는 차량의 바퀴/림에 결합되고, 샤프트는 차량(예를 들어, 프레임과 같은 차량 구조)에 고정되게 결합된다. 허브 장치는 차량을 움직이는 (또는 차량의 이동을 적어도 수월하게 하는) 인력이 있거나 없이 바퀴를 회전하도록 구성된다.
몇몇의 실시예에서, 허브 장치를 위한 본 와이어/무선 충전 시스템은 하나의 구조에서 시행될 수 있다. 예를 들어, 와이어/무선 충전 시스템들은 (예를 들어, 충전 스탠드 및 충전 헤드를 가지는; 예를 들어, 도12)충전 구조로 시행될 수 있다.
본 발명의 다른 측은 허브 장치 충전을 위한 충전 시스템이다. 충전 시스템은 (1) 충전 스탠드; 및 (2) 충전 스탠드에 결합된 충전 헤드를 포함한다. 충전 헤드는 허브 장치의 측면 커버의 메이팅부(mating portion)를 받도록 구성된 개구로 형성된다. 몇몇의 실시예에서, 차량 프레임은 허브 장치의 샤프트에 고정되게 결합된다. 충전 헤드는 허브 장치가 무선 및 와이어 연결들의 하나 또는 모두를 통해 충전 헤드에 의해 충전될 수 있도록 차량 프레임과 허브 장치의 측면 커버 사이에 알맞게 위치되도록 구성된다.
본 발명의 장점은, 예를 들어, (1) 이는 와이어 및 무선 연결들의 하나 또는 모두로 충전될 수 있는 허브 장치를 제공함; (2) 허브 장치는 충전 프로세스 동안 충전 스탠드에 견고하게 부착됨; (3) 본 발명은 허브 장치를 충전하는 가장 효과적인 방식을 선택함(예를 들어, 허브 장치에서 배터리 어셈블리의 특징들, 충전 프로세스를 지원하기 위한 이용가능한 동력에 기반하여)으로써 효과적으로 허브 장치의 충전 프로세스를 관리할 수 있음; 을 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 허브 장치 또는 허브 어셈블리(100)의 등각 투영도이다. 도 1에 도시된 것 같이, 허브 장치(100)는 외곽 하우징(또는 하우징) 및 다중 스포크들(105)(예를 들어, 바이크의 앞/뒤쪽 바퀴에 결합될 수 있는 스포크(105)의 다른 단부)를 수용하도록 구성된 허브 플랜지(103)(또는 링 구조)를 포함한다.
몇몇의 실시예에서, 하우징은 다중 하우징 구성요소들로부터 조립될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 하우징은 서로에 결합된 제1 하우징 구성요소(101) 및 제2 하우징 구성요소(201)를 포함할 수 있고 함께 허브 장치(100)의 요소들을 수용하도록 내측/안쪽/내부 공간을 형성할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 제1 하우징 구성요소(101)는 측벽(101a) 및 측벽(101a)의 외곽 원주 주변으로 연장하는 외곽 림(101b)을 포함할 수 있다. 외곽 림(101b)은 제1 하우징 구성요소(101) 내에 안쪽 공간을 정의하는 높이를 가진다.
도1에 도시된 것과 같이, 제1 하우징 구성요소(101)는 그것의 중심 내에 (예를 들어, 도2 내에 샤프트(209)) 측면 개구를 형성하여, 샤프트(예를 들어, 도2a 내의 샤프트(209))를 지나가도록 허용한다. 개구는 측면 커버(321)(예를 들어, 도 3를 보면)를 허용하도록 구성된다. 측면 커버(321)는 샤프트(209)에 고정되게 결합되고 이에 따라 하우징과 함께 회전하지 않는다. 몇몇의 실시예에서, 베어링은 측면 커버(321) 및 측면 커버(321) 사이에 위치될 수 있고 측면 커버(321)(및 샤프트(209))에 대해 회전하도록 할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 오일 실은 측면 커버(321)와 하우징 사이에 위치될 수 있다.
도1에 도시된 것과 같이, 허브 플랜지(103) 또는 링 구조는 측벽(101a)에 결합되거나, 일체적으로 형성된다. 허브 플랜지(103)는 제1 하우징 구성요소(101)의 중심지점으로부터 반경방향 외측 지점에서 측벽(101a)의 표면으로부터 외측으로 연장한다. 제2 하우징 구성요소(201)(예를 들어, 리드 또는 캡; 도2a)는 제1 하우징의 구성요소(101)의 외곽 림(101b)의 밑에 맞추는 구조로 제1하우징 구성요소(101)의 개방 단부를 둘러싸고 있다. 몇몇의 실시예에서, 제2 하우징 구성요소(201)는 그곳 상에 형성된 삽입 플랜지(2011)를 포함할 수 있다. 삽입 플랜지(2011)는 제2 하우징 구성요소(201)를 제1 하우징 구성요소(예를 들어, 도5을 참조하여 아래에서 논의되는, 틈 안으로 삽입되는)에 결합하도록 구성된다. 몇몇의 실시예에서, 베어링 또는 오일 실(214)(도2)은 샤프트(209)와 제2 하우징 구성요소(201) 사이에 위치될 수 있다. 베어링(214)은 샤프트(209)와 제2 하우징 구성요소(201) 사이에 상대 회전을 가능하게 하도록 구성된다.
도2a에서 가장 잘 도시된 것과 같이, 메인 회로 보드(203), 배터리 어셈블리(205) 및 허브 어셈블리(100)의 중심을 통해 지나가는 축 또는 샤프트(209)에 직접적으로 또는 간접적으로 고정되는 코일 어셈블리(207)가 하우징의 안쪽 공간 안으로 맞춰진다. 이러한 실시예에서, 제1 하우징 구성요소(101) 및 제1 하우징 구성요소(101)의 안쪽 상에 많은 자석들(218)(도1또는 2a 내에 도시되지 않음; 예를 들어, 도2b에 도시됨)은 로터 어셈블리를 함께 형성한다. 더욱이, 메인 회로 보드(203), 배터리 어셈블리(205) 및 코일 어셈블리(207)는 스테이터 어셈블리(208)로 고려될 수 있다.
배터리 어셈블리(205)의 배터리 팩에 의해 제공된 전류가 스테이터 어셈블리(208)의 코일(또는 코일 어셈블리(207))을 통해 지나갈 때, 자기장(magnetic fields)은 발생되며 이런 이유로 축(R)(또는 샤프트(209))에 대해서 로터 어셈블리가 회전하도록 로터 어셈블리의 자석들이 움직인다. 몇몇의 실시예에서, 추가 배터리 팩은, 보충의 동력 공급기, 백업(back up)으로 허브 장치(100) 외부에 위치할 수 있다. 결과적으로, 하우징 및 스포크들(105)을 통해 하우징에 부착된 바퀴는 또한 스쿠터, 자전거, 또는 차량을 움직이도록 회전된다.
도시된 실시예에서, 허브 플랜지(103) 또는 링 구조 및 측벽(101a)은 동심으로 위치된다. 허브 플랜지(103)는 측벽(101a)의 중심 지점 주변에 위치된다. 다른 실시예에서, 허브 플랜지(103)는 측벽(101a)의 다른 반경방향 위치에서 위치될 수 있다(예를 들어, 하우징의 외곽 모서리에 더 가깝거나 중심점에 더 가깝게). 도시된 것과 같이, 허브 플랜지(103)는, 각각, 다중 스포크(105)들의 단부를 받도록 구성된 복수의 개구(107)들을 포함한다.
스포크(105) 각각은 허브 플랜지(103)의 안쪽 원주 내에 형성된 대응 형상인 오목부에 대하여 있는 내측, 나팔모양의(또는 구형의) 단부(109) 및 바퀴/림 구조(도1에 도시되지 않음)에 결합하도록 구성된 외곽 단부를 가진다. 일 실시예에서, 구형 와셔(washer)(108)는 스포크(105) 위로 맞춰지고 스포크(105)의 나팔모양 단부에 대하여 있는다. 대응 구형 오목 형상은 장력 하에서 구형 와셔(108)를 받고 스포크에 있도록 허브 플랜지(103)에 내에 형성된다.
게다가, 구형 와셔(108)가 다양한 각도에서 스포크(105)를 허브 플랜지와 접촉하는 것을 허용하기 때문에, 본 구조는 스포크(105)들이 그들의 단부들에서 허브 플랜지(103)에 단단히 고정되기 때문에 적어도 허브 장치(100)를 구동할 때 (1) 제조 유연성(예를 들어, 맞추기 쉽고 더 높은 허용오차를 가진다)을 개선하고 (2) 추가적인 내구성을 제공한다.
도2a는 본 발명의 실시예에 따른 허브 장치(200)를 도시하는 분해도이다. 허브 장치(200)는 제1 하우징 구성요소(101)(측벽(101a) 및 외곽 림(101b)을 갖는) 및 리드 또는 캡 또는 제2 하우징 구성요소(201)를 포함한다. 이것의 외곽 표면 상에서, 제1 하우징 구성요소(101)는 다중 스포크들을 통해 바퀴/림 구조에 결합되도록 구성된 허브 플랜지(103)를 포함한다. 이것의 내측 표면 상에서, 제2 하우징 구성요소(201)는 제1 하우징 구성요소(101)와 코일 어셈블리(207) 사이의 상대 회전(예를 들어, 도7을 참조하여 아래에서 논의된 잠금 디바이스(700) 또는 모터 잠금 디바이스와 협력함으로써)을 멈추도록 구성된 다중 돌출부들 또는 멈춤 범프들(213)을 포함한다. 다중 돌출부들 또는 멈춤 범프들(213)은 “맞물림부”로 지칭될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 제1 하우징 구성요소(101) 및 리드 또는 제2 하우징 구성요소(201)는 함께 하우징 어셈블리를 형성한다.
몇몇의 실시예에서, 맞물림부는 오목부(예를 들어, 잠금 디바이스(700)를 받도록 구성됨), 후크(예를 들어, 잠금 디바이스(700)를 맞물리도록 구성됨), 및 다른 적합한 구성요소들로 시행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 맞물림부는 제1 하우징 구성요소(101)의 측벽(101a) 중 어느 하나의 안쪽 표면 상에 및/또는 제2 하우징 구성요소(201)의 안쪽 표면 상에 위치된다. 맞물림부 및 잠금 디바이스(700)가 함께 “잠금 메커니즘” 또는 허브 장치(200)를 위한 “잠금 시스템” 형성한다.
도시된 실시예에서, 다중 자석들(218) (예를 들어, 도5에서 볼 수 있듯이)은 원주방향으로 외곽 림(101b)의 내측 표면 상에 위치되고, 이에 따라 일 실시예에서 제1 하우징 구성요소(101), 제2 하우징 구성요소(201), 및 자석들(508)은 함께 로터 또는 “로터 어셈블리”로 행동한다.
메인 회로 보드(203)는 하나 이상의 제어기들, 제어 회로들, 논리, 센서들, 와이어 및/또는 코일에 전류를 적용하거나 하우징을 회전시는 데 필요한 다른 적합한 구성요소들을 운반하도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 메인 회로 보드(203)는 차량의 전기 제어 유닛(ECU) 운반할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 메인 회로 보드(203)는 허브 장치(200)의 동력 출력을 제어하도록 구성된 동력 제어기(도시되지 않음) 운반할 수 있다. 동력출력은 로터 어셈블리(그 안에 또는 이의 내부 표면에 위치된 자석들(508)을 구비한 하우징)와 스테이터 어셈블리(208) 사이의 회전의 형태로 또는 모터에 의해 연장된 와트에 의해 측정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 메인 회로 보드(203)는 배터리 어셈블리(205)(예를 들어, 세 개의-위상을 가진 교류 전류를 공급하도록)로부터의 전력을 관리하도록 구성된 구동 회로망을 운반할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 구동 회로망 및 전력 제어기는 하나의 구성요소로(예를 들어, 모터 제어 유닛, MCU) 통합될 수 있다.
배터리 어셈블리(205)는 다중 배터리 팩들을 포함할 수 있다. 몇몇의 도시된 실시예에서, 배터리 어셈블리(205)는 메인 회로 보드(203)에 인접하게 옆으로 위치된 세개의 배터리 팩들을 포함한다. 다른 실시예에서, 배터리 어셈블리(205)는 다양한 방식으로 배열된 다른 수들의 배터리 팩들을 가진다. 몇몇의 실시예에서, 배터리 어셈블리(205)는 일반적으로 샤프트(209)(예를 들어, 이러한 실시예에서, 배터리 팩들의 길이 방향은 기준면 내에 놓인다)에 대해 수직인 기준면에 내에 위치되는 다각형(예를 들어, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등)을 형성하도록 위치된 다중 배터리 팩들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배터리 팩은 샤프트(209)의 주변에 동일한 각도로 위치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배터리 팩들은 코일 어셈블리(207) 안으로 맞춰지도록 배터리 팩들의 크기/형상에 기반하여 배열될 수 있다. 예를 들어, 배터리 팩들은 도2a에 도시된 것들과는 다른 방위들을 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 배터리 어셈블리(205)는 제어될 수 있거나 배터리 관리 시스템(BMS)에 의해 관리될 수 있다. BMS는 배터리의 상태를 감시하도록 구성된 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, BMS는 메인 회로 보드(203) 상에 위치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배터리 팩들(및 그안에 배터리 셀들)은 연속으로 또는 평행으로 연결될 수 있고, 다양한 요구들 또는 실제 디자인에 따를 수 있다.
몇몇 실시예에서, 배터리 어셈블리(205)는 메인 회로 보드(203) 상에 하나 이상의 배터리 메모리들에 결합되고 배터리-관련 정보(예를 들어, 배터리 사용량 정보, 배터리 작동 지시사항들(충전/방전율 또는 다른 배터리들과 다를 수 있는 다른 지시사항들과 같은), 배터리 펌웨어, 배터리 상태, 등.)을 저장하도록 구성된다. 또한 몇몇 실시예에서, 배터리 메모리는 차량 정보(예를 들어, 허브 장치(200) 내에 작동 온도) 또는 사용자 정보(예를 들어, 구동/라이딩(riding) 역사, 습관들, 등)를 저장하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배터리 메모리들은 배터리 어셈블리(205)의 배터리 하우징 내부에 위치될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 배터리 어셈블리(205)는 허브 장치(200)가 컴팩트한 디자인을 가질 수 있어 코일 어셈블리(207) 내부에 위치될 수 있다. 코일 어셈블리(205) 내부에 배터리 어셈블리(205)를 위치설정하는 것의 이점들은, 예를 들어, (1) 예를 들어, 외곽으로부터의 충격으로부터 배터리 어셈블리(205)를 보호할 수 있는 코일 어셈블리; 및 (2) 로터 어셈블리의 자석들에 의해 발생된 자기장의 간섭/영향으로부터 적어도 부분적으로 막거나 방해할 수 있는 이런 배열; 을 포함한다.
축 또는 샤프트(209)는 메인 회로 보드(203), 배터리 어셈블리(205), 코일 어셈블리(207)에 고정되게 결합된다. 샤프트(209)는 차량 몸체(예를 들어, 프레임, 섀시, 구조적 구성요소들, 등)에 결합될 수 있다. 작동 동안, 하우징 및 그곳에(허브 플랜지들에 결합된 스포크들을 통해) 부착된 바퀴는 차량 몸체를 움직이도록 샤프트(209)에 대해 상대적으로 회전할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 샤프트(209)는 앞쪽 바퀴 구성요소(예를 들어, 앞쪽 바퀴 포크) 또는 뒤쪽 바퀴 구성요소(예를 들어, 뒤쪽 바퀴 프레임)에 결합될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 허브 장치(200)는 허브 장치(200)를 방수로 만들도록 하나 이상의 방수 구성요소들(예를 들어, O-링)을 포함 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 방수 구성요소는 샤프트(209)에 인접한 위치, 허브 장치(200)의 구성요소(예를 들어, 토크 센서)에 인접한 위치, 등과 같은 하나 이상의 위치들에서 위치될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 방수 구성요소는 또한 전반적인 허브 장치(200)의 방수 능력을 향상시키도록 제1 하우징 구성요소(101)와 제2 하우징 구성요소(201) 사이, 샤프트(209)의 단부들의 하나 또는 모두, 측면 커버(1102)와 제1 하우징 구성요소(101) 사이 및 제2 하우징 구성요소(201), 등에 위치될 수 있다.
도 2b는 스테이터 어셈블리(208)가 제1 하우징 구성요소(101) 내에 맞춰지는 방법을 도시한다. 도시된 것 같이, 스테이터 어셈블리(208)는 제1 하우징 구성요소(101)의 중심 개구(216)를 통과하는 샤프트(209)에 결합된다(, 도시된 것 같이, X방향으로). 도시된 것 같이, 다중 영구 자석들(218)은 제1 하우징 구성요소(101)의 안쪽 또는 내측 표면 상에 위치된다. 작동 동안, 다중 영구 자석들(218) 및 제1 하우징 구성요소(101)는 스테이터 어셈블리(207)에 대해 회전할 수 있다(제2 하우징 구성요소(201)와 함께, 로터 어셈블리로서).
몇몇의 실시예에서, 자석들(218)은 연결 구조(예를 들어, 금속 링)을 통해 제1 하우징 구성요소(101)에 결합될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 자석들(218)은 제1 하우징 구성요소(101)의 측벽(101a)에 결합될 수 있거나 안에 매립될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 자석들(218)은 제1 하우징 구성요소(101)의 외곽 림(101b)에 결합될 수 있다.
도 2b에 도시된 것 같이, 틈(220)은 자석들(218)의 가장자리와 제1 하우징 구성요소(101) 사이에 형성된다. 틈(220)은 제2 하우징 구성요소(201) 및 제1 하우징 구성요소(101)가 고정되게 결합하기 위해 제2 하우징 구성요소(201)(도 2a)의 삽입 플랜지(2011)를 받도록 구성된다.
도 3은 허브 장치(300)에 결합된 측면 커버(321)(또는 측면 플러그)의 등각 투영도이다. 측면 커버(321)는 샤프트(209)(및 그러므로 측면 커버(321)는 회전하지 않음)에 고정되게 결합된다. 측면 커버(321)는 하우징 어셈블리(301) 내에 구성요소들을 보호하도록 구성된다. 몇몇의 실시예에서, 측면 커버(321)는 무선 통신/충전 구성요소(323)를 운반하도록 사용될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 무선 통신 구성요소(323)는 무선 유도 충전 구성요소(예를 들어, 라디오 주파수(RF))를 포함한다. 몇몇의 실시예에서, 무선 통신/충전 구성요소(323)는 외부 무선 충전기(외부 동력원에 더 결합됨)와 통신함으로써 배터리 어셈블리(예를 들어, 배터리 어셈블리(205))를 충전하도록 사용될 수 있다. 도 4 내지 6을 참조하여 아래에서 상세히 논의된 것 같이, 측면 커버(321)는 또한 와이어 충전 연결을 위한 구성요소들(예를 들어, 접촉부들(337))을 운반할 수 있다.
측면 커버(321)는 하우징 어셈블리(301)에 대해 회전하지 않기 때문에, 와이어 통신/충전 구성요소(323)는 마찬가지로 회전하지 않는 측면 커버(321)에 의해 운반된다. 그러므로, 무선 통신/충전 구성요소(323)(예를 들어, 측면 커버(321)의 하부에서)의 위치는 변경되지 않은 채로 유지된다. 이 배열에 의해, 무선 통신/충전 구성요소(323)는 충전/통신 목적들을 위해 편리하게 위치될 수 있거나 접근될 수 있다.
예를 들어, 무선 통신/충전 구성요소(323)가 바퀴/하우징과 함께 회전하면, 사용자가 무선 통신/충전 구성요소(323)와 외부 무선 충전기를 정렬하는 것은 상대적으로 어려울 수 있는데, 적어도 무선 통신/충전 구성요소(323)가 멈출 때(예를 들어, 바퀴/하우징의 상부, 측면 또는 하부에 있을 수 있음) 무선 통신/충전 구성요소(323)의 위치를 예측하는 것이 힘들기 때문이다. 그러므로, 본 배열은 외부 충전 디바이스와 통신하거나 충전되는 허브 장치(300)를 위해 편리하고, 사용하기-쉬운 배열을 제공한다.
측면 커버(321)의 장점은, 예를 들어, 이는 하우징 어셈블리(301)의 내부 공간으로부터의 독립적인 공간을 포함한다. 하우징 어셈블리(301)가 회전하도록 구성되었기 때문에, 와이-파이 또는 블루투스 모듈 와 같은, 통신 디바이스들/구성요소들/모듈들은 하우징 어셈블리(301)의 내부 공간에서 통신 방해 받을 수 있다. 게다가, 하우징 어셈블리(301)가 하중-베어링 디바이스/구성요소이기 때문에, 이러한 통신 모듈들의 통신들을 방해하거나 막을 수 있는 금속 재료로 만들어질 수 있다. 측면 커버(321)에 의해 생성된 독립 공간은 그안에 설치되도록하고 고정 또는 “비-회전” 구성요소에 의해 부착되거나 운반되도록 통신 디바이스/구성요소/모듈을 허용한다. 몇몇의 실시예에서, 측면 커버는 본 시스템에 관련된 무선 통신을 실질적으로 방해하거나 간섭하지 않는 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 측면 커버(321)는 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 더욱이, 이 배열에 의해, 하우징 어셈블리(301)는 충분한 구조적 강성(예를 들어, 차량 프레임 또는 차량의 하중을 견디도록)을 구비한 “손상되지 않은” 외곽 구조를 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 측면 커버(321) 및 관련 구성요소들의 내의 등각 투영도이다. 도시된 것 같이, 측면 커버(321)는 와이어 허브(401)를 운반하도록 구성된 부차적인 보드(325)(예를 들어, RF 보드, 인쇄된 회로 보드, 등)에 결합된다. 부차적인 보드(325)는 측면 커버(321)의 내측 표면에 결합된다. 와이어 허브(401)는 전기적으로 와이어들, 커넥터들, 또는 와이어 번들을 배터리 어셈블리(205)에 연결하도록 구성된다.
도시된 것 같이, 측면 커버(321)는 와이어 채널(329)에서 와이어들 또는 와이어 번들을 통과하도록 구성된 내측 틈(327)으로 형성될 수 있다. 와이어 채널(329)은 허브 장치(300)(예를 들어, 부차적인 보드(325) 및 메인 회로 보드(203) 사이의 와이어들, 구성요소들 사이의 동력/신호 선들, 등)에서 와이어들/커넥터들 수용하고 보호하도록 구성된다. 몇몇의 실시예에서, 와이어 채널(329)은 샤프트(309) 내에 위치될 수 있다.
도 4에 도시된 것 같이, 측면 커버(321)는 제1, 제2 및 제3 터미널 단부들(331a, 331b 및 331c) 또는 와이어들을 포함한다. 도시된 실시예에서, 제1 및 제2 터미널 단부들(331a, 331b)은, 각각, 배터리 어셈블리(205)의 양극(+) 및 음극(-) 터미널들/노드들에 결합된다. 도시된 실시예에서, 제3 터미널 단부(331c)는 또한 배터리 어셈블리(205)에 결합되고 배터리 어셈블리(205)의 상태(예를 들어, 충전 상태(SOC), 건강 상태(SOH), 등) 감지/측정을 위한 신호를 받거나 전송하도록 구성된다. 몇몇의 실시예에서, 제3 터미널 단부(331c)는 허브 장치(300)의 다른 구성요소들에 결합될 수 있다. 도 4 내지 7에서 도시된 터미널 단부들(331a, 331b 및 331c) 또는 와이어들은 도시 목적들만을 위해 길쭉하다. 몇몇의 실시예에서, 터미널 단부들(331a, 331b 및 331c) 또는 와이들의 길이는 도시된 것 보다 짧을 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 터미널 단부들(331a, 331b 및 331c) 또는 와이어들은 와이어 채널(329)에 위치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 측면 커버(321)의 등각 투영도이다. 측면 커버(321)는 베이스부(333)(또는 디스크부) 및 베이스부(333)으로부터 연장하는 메이팅부(335)(또는 원형부/플랜지)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 제1, 제2, 제3, 및 제4 접촉 부들(또는 핀 커넥터/접촉부들)(337a-d)은 메이팅부(335)의 원주 주변에 위치된다. 제1, 제2, 및 제3 접촉부들 또는 핀 커넥터들(337a 내지 c)은, 각각, 터미널 단부(331a 내지 c)에 결합된다. 몇몇의 실시예에서, “접촉부” 및 대응하는 ”터미널 단부”는 공동으로 “커넥터”로 지칭된다.
몇몇의 실시예에서, 제1 커넥터들(331a, 331b)은 허브 장치(예를 들어, 요소(100, 200 또는 300))를 충전하도록 구성된 충전 커넥터들일 수 있다. 제2 커넥터(331c)는 신호 커넥터일 수 있다. 제3 커넥터(331d)는 측면 커버(321)와 충전 헤드(예를 들어, 도10 또는 11에서 볼수 있듯이) 사이의 연결을 가능하게 하기 위한 커넥터일 수 있다. 커넥터들 각각은 아래에서 논의된 것 같이, 접촉부 및 터미널 단부를 포함한다.
몇몇의 실시예에서, 제1 접촉부(337a)는 와이어 충전기의 양극(+) 터미널/노드에 결합하도록 구성된다. 제2 접촉부(337b)는 와이어 충전기의 음극(-) 터미널/노드에 결합하도록 구성된다. 제3 접촉부(337c)는 허브 장치 내의 내부 회로를 허브 장치(300)를 제어, 유지 또는 구성하는데 사용될 수 있는 외부 디바이스(예를 들어, 컴퓨터, 스마트폰, 워크스테이션, 등)에 결합하도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 제3 접촉부(337c)는 또한 외부 디바이스에 결합하도록 구성된다.
제3 접촉부(337c)는 허브 장치(예를 들어, 충전 프로세스)와 관련된 프로세스 제어를 위한 외부 디바이스로부터의 신호들을 받도록 구성된다. 몇몇의 실시예에서, 신호는 외부 디바이스(예를 들어, 스마트폰, 휴대용 디바이스, 등)로부터의 제어하는 신호일 수 있다. 신호는 허브 장치를 제어, 유지, 또는 설정하도록 사용될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 신호는 다른 커넥터가 적절히 연결되었는 지를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제3 접촉부(337c)는 (1) 배터리 어셈블리(205)의 충전 상태(SOC)에 기반한 충전 속도를 제어하도록 하는 신호들; 및/또는 (2) 배터리 어셈블리(205)가 완전히 충전되거나 제3 접촉부(337c)가 적절히 연결되지 않을 때 전기 공급을 차단하도록 하는 신호들; 을 받을 수 있다.
몇몇의 실시예에서, 허브 장치는 부차적인 보드(325) 상에 위치된 와이-파이 및/또는 블루투스 모듈을 통해 하나 이상의 외부 디바이스들에 결합될 수 있다. 이러한 방식으로, 외부 디바이스(예를 들어, 스마트폰, 모바일 디바이스, 컴퓨터, 워크스테이션, 등)는 허브 장치를 제어, 유지 또는 설정하도록 사용될 수 있다.
몇몇의 실시예에서, 제4 접촉부(337d)는 측면 커버(321)와 충전기(또는 충전 헤드) 사이의 연결을 가능하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 제4 접촉부(337d)는 충전기의 금속부를 끌어당기는 자석을 포함할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 제4 접촉부(337d)는 충전기의 자석에 의해 끌어당겨질 수 있는 금속부를 포함할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 접촉부(337)는 측면 커버(321)와 충전기 사이의 연결을 가능하게 하도록 구성된 탄성 구성요소/구조 또는 스프링 포함할 수 있다. 이러한 실시예는 도 19 내지 21를 참조하여 아래에서 논의된다.
도시된 실시예에서, 제1, 제2, 제3 및 제4 접촉부들(337a 내지 d)은 측면 커버(321) 플랜지(335) 상에 위치된다. 다른 실시예에서, 그러나, 제1, 제2, 제3, 및 제4 접촉부들(337a 내지 d)은 다양한 방식들로 배열/위치될 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 실시예에서, 제3 접촉부(337c)는 제1 및 제2 접촉부들(337a, 337b) 사이의 위치에서 위치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 측면 커버(321)로부터 외측으로 연장하는 메이팅부(335)의 측면도이다. 도시된 것 같이, 베이스부(333)는 메이팅부(335)의 가장자리로부터 베이스부(base portion)(333)의 가장자리까지 슬로프(S)(S=Y/X)로 형성된다. 도시된 실시예에서, 베이스부(333)는 곡선 또는 슬로프 표면으로 형성된다. 다른 실시예에서, 베이스부(333)는 대개-평평한 표면으로 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배터리들에 연결된 터미널 단부들(331)과 접촉부들(337) 사이의 전기 연결을 만드는 클립 또는 연결 구조(339)(도 7에서339a 및 339b로 도시된 것 같이)의 등각 투영도이다. 실시예에 도시된 것 같이, 접촉부(337) 각각은 단부 캡(3372)을 구비한 하나의 단부 상에 원주방향 슬롯을 갖는 둥근 포스트로 형성된다(도 7에서 3372a 및 3372b로 도시된 것 같이). 클립 또는 연결 구조(339)는 두 부분 사이의 전기 연결을 만들도록 접촉부(337)의 슬롯 내로 형상을 만드는 반-원형 오목부를 포함한다. 터미널 단부들(331)은 연결 구조(339)의 다른 단부에서 납땜되었거나 또는 구멍에 고정된다.
연결 구조는 터미널 단부들(331)의 대응하는 하나 및 접촉부들(337)의 대응하는 하나에 연결하도록 구성된다. 도시된 것 같이, 제1 터미널 단부(331a)는 제1 연결 구조(339a)의 단부에 결합된다. 제1 연결 구조(339a)의 대향하는 단부에서, 제1 핀 개구(3391a)(또는 제1 핀 오목부)는 제1 접촉부(337a)의 목부(3371a)를 수용하도록 형성된다. 제1 접촉부(337a)는 제1 접촉부(337a)가 축방향으로(예를 들어, 방향 T1) 이동하는 것을 막기(또는 적어도 부분적으로 억제하기) 위해, 제1 연결 구조(339a)의 (평평한)표면에 접촉되도록 구성된 캡부(3372a)를 포함한다.
또한 도 7에 도시된 것 같이, 제2 터미널 단부(331b)는 제2 연결 구조(339b)의 단부에 결합된다. 제2 연결 구조(339b)의 대향하는 단부에서, 제2 핀 개구(3391b)는 제2 접촉부(337b)의 목부(3371b)를 수용하도록 형성된다. 제2 접촉부(337b)는 제2 접촉부(337b)가 축방향(예를 들어, 방향 T2)으로 이동하는 것을 막기(또는 적어도 부분적으로 억제하기 위해) 위해, 제2 연결 구조(339b)의 (평평한)표면에 접촉되도록 구성된 캡부(3372 b)를 포함한다.
도시된 실시예에서, 아래에서 논의된 것 같이, 제4 접촉부(337d)는 충전기에 측면 커버(321) 연결을 가능하게 하도록 구성된다. 예를 들어, 제4 접촉부(337d)는 충전기의 금속부를 끌어당길 수 있는 자석을 포함할 수 있다. 따라서, 제4 접촉부(337d)는 임의의 터미널 단부(331)에 결합되지 않는다. 몇몇의 실시예에서, 접촉부(337)는 제조 또는 유지보수의 용이함을 위해 실질적으로-같은 형상으로 형성될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 접촉부(337)는 개별의 접촉부들은 다른 특성들 또는 역할들을 가질 수 있도록 다른 전도성 재료들로 만들어질 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 측면 커버(321)의 단면도(예를 들어, 도 6에 표시된 섹션 A-A')이다. 접촉부(337)(예를 들어, 제2 접촉부(337b)), 터미널 단부(331)(예를 들어, 제2 터미널 단부(331b)), 연결 구조(339)(예를 들어, 제2 연결 구조(339b))는 도8에 도시된다. 접촉부(337)는 (측면 커버(321)의) 메이팅부(335)의 구멍에 위치된다. 측면 커버(321)의 내부 벽은 접촉부(337)가 측면 커버(321)의 중심의 내심 안으로 더 밀리는 것을 방지한다. 연결 구조(339)의 오목부(예를 들어, 도7에서의 핀 오목부(3391))는 접촉부(337)의 헤드 부분(예를 들어, 캡부(3372))이 연결 구조(339)를 통해 당겨질 수 없도록 접촉부(337)의 슬롯 위로 스냅결합(snap)한다. 그러므로, 접촉부(337)는 측면 커버(321)의 구멍 내에서 유지된다.
도시된 실시예에서, 터미널 단부(331)는 연결 구조(339)에 결합되고 메이팅부(335)의 내측 표면(3351)과 접촉한다. 메이팅부(335)와 접촉하는 것은 터미널 단부(331) 및 연결 구조(338)를 위한 구조적 지원을 제공하고, 이에 따라 구성요소들의 전체적인 강성이 증가한다.
도 8에 도시된 것 같이, 접촉부(337)는 측면 커버(321)의 메이팅부(335)의 측면 원주방향 표면(3352) 상에 위치된다. 또한 도시된 것 같이, 터미널 단부(331)는 메이팅부(335) 대향하는 측면 표면(예를 들어, 내측 표면(3351)) 상에 위치된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 접촉부들(337a 내지 d) 및 측면 커버(321)의 단면도(예를 들어, 도6에 표시된 섹션 B-B')이다. 도시된 것 같이, 접촉부들(337a 내지 d)는 충전 헤드(901)에 결합되도록 위치된다. 충전 헤드(901)는 미리 결정된 역할(예를 들어, 충전 동력 공급, 데이터 전송, 두개의 구성요소들의 전기 결합)을 수행하기 위해 접촉부들(337a 내지 d)의 대응하는 하나에 결합하도록 구성된 네개의 접촉부들(903a 내지 d)을 포함한다.
예를 들어, 제1 및 제2 접촉부들(337a, 337b)은 허브 장치(300) 내에 배터리 어셈블리(예를 들어, 배터리 어셈블리(205))가 충전될 수 있도록, 각각, 접촉점들(903a, 903b)에 결합된다. 접촉 점(903d)은 충전 헤드(901)가 측면 커버(321)에 작동 가능하게 부착될 수 있도록 자기력에 의해 제4 접촉부(337d)에 결합된다. 접촉점(903c)은 충전 헤드(901)를 통해 허브 장치(300) 및 외부 디바이스 사이의 통신을 가능하게 하기 위해 제3 접촉부(337c)에 결합된다.
도 10 은 본 발명의 실시예에 따른 충전 헤드(901)의 등각 투영도이다. 도시된 것 같이, 충전 헤드(901)는 와이어 채널(904)(예를 들어, 그안에 와이어 번들이 위치됨)을 통해 외부 동력원 또는 외부 디바이스에 결합된다. 와이어 채널(904)은 허브 장치(300)에 결합된 와이어들(예를 들어, 접촉점들(903a 내지 c) 및 접촉부들(337a 내지 c)에 결합된 와이어들)을 수용하도록 또는 보호하도록 구성된다.
도시된 것 같이, 충전 헤드(901)는 측면 커버(321)의 형상에 대응하는 반-원형 개구(1509)로 형성된다. 도시된 실시예에서, 충전 헤드(901)는 충전 헤드(901)의 측면 커버(321) 및 접촉부들(903a 내지 d)에서 접촉부들(337a 내지 d) 사이의 접촉을 가능하게 하도록 구성된 두개의 계란-형상 개구들(905a, 905b)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 제1 및 제2 접촉부들(337a, 337b)(충전 동력을 받도록 구성됨)은 동일한 개구에서 위치되는 반면, 나머지 접촉부들(337c, 337d)은 다른 개구에서 위치된다. 이론의 구애없이, 이러한 배열은 충전 프로세스 동안 충전 헤드(901)를 통해 전송된 데이터 또는 신호들에 통신 간섭을 효과적으로 막을 수 있거나 감소할 수 있다.
또한 도10에 도시된 것 같이, 충전 헤드(901)는 두개의 받는 개구들(907a, 907b)로 형성된다. 받는 개구들(907a, 907b) 각각은 충전 헤드(901)가 충전 스탠드(도 13에서 볼 수 있듯이)에 결합하기 위해 접촉 부재를 받도록 구성된다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 허브 장치(300) 및 충전 헤드(901)를 지지하는 차량 프레임(1101)의 등각 투영도이다. 도시된 것 같이, 허브 장치(300)의 샤프트(309)는 차량 프레임(1101)에 고정되게 결합된다. 허브 장치(300)의 하우징 어셈블리(301)는 스포크들(105) 및 링 구조(103)를 통해 바퀴(1103)에 결합된다. 바퀴(1103)는 차량 프레임(1101)을 움직이도록 허브 장치(300)에 의해 회전될 수 있다. 바퀴(1103)가 회전하지 않을 때, 충전 헤드(901)는 허브 장치(300)에 결합될 수 있고 이를 충전할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 충전 헤드(901)는 자기력(예를 들어, 아래에서 논의된 것 같이, 접촉점(903d)과 제4 접촉부(337d) 사이에서 발생됨)에 의해 허브 장치(300)에 결합될 수 있다. 도시된 것 같이, 충전 헤드(901)는 와이어(1105)를 통해 외부 동력원에 결합될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 충전 스탠드(1201)의 등각 투영도이다. 충전 스탠드(1201)는 차량 구조(예를 들어, 차량 프레임(1101))에 결합된 충전 헤드(901) 및 허브 장치(예를 들어, 허브 장치(300))를 지지/위치하도록 구성된다. 몇몇의 실시예에서, 허브 장치가 충전 헤드(901)에 의해 충전될 때, 충전 스탠드(1201)는 적절한 위치에서 허브 장치를 지지한다. 예를 들어, 허브 장치는 충전 스탠드(1201)에 의해 상승될 수 있고 이에 따라 허브 장치에 결합된 허브 장치는 지표면과 접촉 못 한다.
충전 스탠드(1201)는 베이스 또는 발 부(1203), 기울어짐부(tilted portion) 또는 목부(1205), 및 목부(1205)로부터 연장하는 헤드부(1207) 또는 수직부를 포함한다. 베이스(1203)는 바닥 또는 지표면 상에 충전 스탠드를 위치하도록 구성된다. 몇몇의 실시예에서, 베이스(1203)는 하부(bottom) 표면(1203a)(예를 들어, 하부 표면(1203a)을 “거친” 표면으로 만듬)과 바닥 표면(FS) 사이에 충분한 마찰을 제공하는 재료를 포함할 수 있다. 기울어짐부(1205)는 수직부(1207)에 베이스(1203)를 결합하도록 구성된다.
충전 스탠드(1201)는 수직부(1207) 및 충전 헤드(901)에 중공 암 (hollow arm) (1209)을 결합하도록 구성된 충전 스탠드(1201)를 포함한다. 또한 중공 암(1209)은 충전 헤드(901)에 결합된 하나 이상의 와이어들을 수용하도록 구성된다. 몇몇의 실시예에서. 와이어들은 기울어짐부(1205) 내의 공간 및/또는 수직부(1207) 내의 공간에 더 위치될 수 있다.
도시된 것 같이, 충전 스탠드(1201)는 기울어짐부(1205)를 지지하도록 위치된 각도 지지 구조(1211)를 포함할 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 각도 지지 구조(1211)는 기울어짐부(1205)가 베이스부(1203)에 대해 움직여질 때 충격 흡수제 또는 댐퍼(damper)로서 행동하도록 구성된 틈(1211a)으로 형성될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 틈(1211a)은 충전 스탠드(1201)에 적용된 충격들을 흡수하도록 탄성 재료들(예를 들어, 고무 범퍼를 형성하는)로 채워질 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 틈(1211a)은 목부(1205) 내에 위치된 하나 이상의 와이어들의 출구로 사용될 수 있다. 도 12에 도시된 것 같이, 베이스(1203)는 바퀴를 위치하도록 또는 수용하도록 구성된 슬롯(1213)으로 형성될 수 있다(예를 들어, 도 14에서 볼 수 있듯이).
도 13 및 14는 허브 장치(300)가 충전 스탠드(1201)에 의해 충전 헤드(901)에 결합되고 지지되는 방법을 도시한다. 도 13에서, 허브 장치(300)의 측면 커버(321)는 충전 헤드(901)에 의해 형성된 반-구형 개구(1509)와 정렬된다. 도 14에서, 허브 장치(300)는 하향으로(예를 들어, D방향으로) 움직여질 수 있어 측면 커버(321)는 반-구형 개구(1509)에서 위치되고 맞춰진다. 충전 헤드(901)가 허브와 차량의 프레임 사이에서 맞춰져, 차량은 충전 스탠드(1201)의 밖으로 떨어지지 않는다.
결과적으로, 충전 헤드(901) 및 허브 장치(300)는 결합되고 허브 장치(300)는 충전 헤드(901)를 통해 충전될 수 있다. 도 14에 도시된 것 같이, 바퀴(1103)는 허브 장치(300)가 충전될 때 바퀴(1103)를 적절한 위치로 위치설정하는 것을 가능하게 하는 슬롯(1213) 내에 위치될 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 충전 시스템(1500)을 도시한다. 무선 충전 시스템(1500)은 동력 전송 디바이스/구성요소(1501) 및 동력 수신 디바이스/구성요소(1503)를 포함한다. 몇몇의 실시예에서, 동력 전송 디바이스(1501)는 동력 파들(예를 들어, RF 파들)을 전송하도록 구성된 전송기(TX) 또는 교류 자기장들을 발생하도록 구성된 주요 코일을 포함한다. 동력 수신 디바이스(1503)는 수신기(RX) 또는 전송기로부터 전송된 동력파들을 받거나 발생된 자기장들에 응답하도록 구성된 부차적인 코일을 포함한다. RX는 배터리를 충전하도록 받은 동력을 더 사용할 수 있다.
몇몇의 실시예에서, 무선 충전 시스템(1500)은 동일한 공진 주파수에서 공진하도록 바뀌는 한 쌍의 공진 회로를 포함한다. 공진 회로들 중 하나는 TX에 위치되고 다른 것은 RX에 위치된다. TX는 TX에서 공진 회로에 의해 공진 주파수에서 RF파들을 발생하는 발진기를 포함한다. 발생된 RF 파들은 RX에서 공진 회로에 의해 수신될 수 있다. RX는 RX에서 공진 회로에 결합된 정류기를 포함한다. 정류기는 배터리 충전을 위해 수신된 RF파들을 전기 전류로 변환하도록 구성된다. 몇몇의 실시예에서, TX 및 RX는 다른 디자인들 또는 배열들을 가질 수 있다.
몇몇의 실시예에서, 동력 전송 디바이스(1501)는 (1) 동력 수신 디바이스(1503)의 존재를 감지하도록; (2) 감지된 동력 수신 디바이스(1503)에 기반하여, 충전 프로세스를 수행하기 위해 적합한 무선/비접촉/유도 충전 프로토콜(예를 들어, “”표준, “”표준, “ Magne Charge”표준, 등)을 결정하도록; 및 (3) 결정된 충전 프로토콜에 기반하여 충전 프로세스를 시작하도록; 구성된 제어기(예를 들어, 클립, 제어 로직, 프로세서, 등)를 포함할 수 있다.
몇몇의 실시예에서, 제어기는 (1) 허브 장치(300) 또는 그안의 구성요소들(예를 들어, 동력 수신 디바이스(1503))를 인증하도록; 및 (2) 인증의 결과에 기반하여, 충전 프로세스를 수행하기 위해 결정하도록; 더 구성될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 제어기는 신호를 발생하고 발생된 신호를, 인증의 결과를 표시하는, 서버 또는 사용자 디바이스에 전송하도록 더 구성될 수 있다.
몇몇의 실시예에서, 제어기는 (1) 허브 장치(300)에 위치된 배터리에 부착된 배터리 메모리에 저장된 정보(예를 들어, 배터리 사용 정보, 배터리 상태 정보, 등)를 수신하도록; 및 (2) 서버 또는 사용자 디바이스에 수신된 정보를 전송하도록 더 구성될 수 있다.
몇몇의 실시예에서, 제어기는 허브 장치(300)의 메인 회로 보드(203)에 의해 운반된 ECU와 통신하도록 더 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 허브 장치(300)의 구성요소들(예를 들어, 배터리 어셈블리(205))을 위한 펌웨어/소프트웨어 업데이트들을 제공할 수 있다.
도 15에 도시된 것 같이, 동력 전송 디바이스(1501)는 충전 헤드(901)에 위치되고, 동력 수신 디바이스(1503)는 허브 장치(300)에 위치된다. 몇몇의 실시예에서, 동력 수신 디바이스(1503)는 허브 장치(300)의 측면 커버(321)에 결합된 보드(예를 들어, 부차적인 보드(325)) 상에 위치된다.
몇몇의 실시예에서, 측면 커버(321)는 동력 전송 디바이스(1501)와 동력 수신 디바이스(1503) 사이의 전송을 실질적으로 간섭하지 않는 재료(예를 들어, 플라스틱)로 만들어진다. 몇몇의 실시예에서, 충전 헤드(901)는 동력 전송 디바이스(1501)와 동력 수신 디바이스(1503) 사이의 전송을 실질적으로 간섭하지 않는 재료(예를 들어, 플라스틱, 수지, 등)로 만들어진 하우징을 포함할 수 있다. 아래에 서술된 것 같이, 측면 커버(321)는, 외부 디바이스와의 통신을 위해 측면 커버(321)에 의해 결합되거나, 운반된, 와이-파이 및/또는 블루투스 모듈에 의해 신호 전송/통신을 가능하게 한다.
몇몇의 실시예에서, 동력 전송 디바이스(1501)는, 수직부(1207) 내에 또는 충전 스탠드(1201)의 중공 암(1209)과 같은 다른 위치들에서, 충전 헤드(901)의 표면 상에 위치될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 동력 수신 디바이스(1503)는 허브 장치(300)의 표면 상에 위치될 수 있고, 허브 장치(300)의 하우징 어셈블리(301) 또는 다른 적합한 위치들에 통합될 수 있다.
도 16은 동력 전송 디바이스(1501)의 실시예의 등각 투영도이다. 도시된 것 같이, 동력 전송 디바이스(1501)는 평평한 구조를 가지고 허브 장치(300)의 부차적인 보드(325)(예를 들어, 동력 수신 디바이스(1503)가 위치될 때, 몇몇의 실시예에서)에 인접하게 위치되도록 구성된다. 몇몇의 실시예에서, 동력 전송 디바이스(1501)는 제2 보드(325)에 따른 형상이 될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 동력 전송 디바이스(1501)는 부분-원형-형상인 평평한 구조를 가진다. 몇몇의 실시예에서, 동력 전송 디바이스(1501)는 초승달-형상인 평평한 구조를 가질 수 있다. 동력 수신 구성요소(1503)는 부차적인 보드(325) 상에 위치될 수 있거나 부차적인 보드(325)에 의해 운반될 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 동력 수신 디바이스(1503)를 보여주는 개략적인 다이어그램이다. 도시된 것 같이, 동력 수신 디바이스(1503)는 부차적인 보드(325)의 하부(lower portion) 상에 위치된다. 몇몇 실시예에서, 동력 수신 디바이스(1503)는 부차적인 보드에서 위치될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 동력 수신 디바이스(1503)는 다른부(another portion)(예를 들어, 상부 또는 측면)에서 위치될 수 있다. 부차적인 보드(325)는 샤프트가 지나가는 것을 허용하도록 개구로 형성된다. 몇몇의 실시예에서, 동력 수신 디바이스(1503)는 개구(2031)에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 동력 수신 디바이스(1503)는 동력 전송 디바이스(1501)에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 동력 전송 구성요소(1501) 및 동력 수신 디바이스(1503)를 보여주는 개략적인, 단면도이다. 도시된 것 같이, 동력 전송 구성요소(1501) 및 동력 수신 디바이스(1503)는 서로 평행하게 대개 위치된다. 몇몇의 실시예에서, 동력 전송 구성요소(1501) 및 동력 수신 디바이스(1503)는 각도를 형성하도록 위치될 수 있다.
본 무선 및 와이어 충전기의 장점은, 예를 들어, (1) 사용자가 와이어 충전기 또는 무선 충전기 중 어느 하나에 의해 편리한 충전 방식을 선택할 수 있게 하는 것; 및 (2) 충전기를 허브 장치를 열거나 조정없이(허브 장치가 충전 및 충전 후 동안에 아직 물이 새지 않고, 방수, 밀폐될 수 있도록) 사용할 수 있도록 제공하는 것을 포함한다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 커넥터(1901a 내지 d)를 도시한다. 도시된 것 같이, 커넥터들(1901a 내지 d)는, 각각, 접촉부들(1937a 내지 d) 및 터미널 단부들(1933a 내지 d)(예를 들어, 와이어들)을 포함한다. 터미널 단부(1933a 내지 d)는 배터리 어셈블리(예를 들어, 요소(205)) 또는 허브 장치(예를 들어, 요소(100, 200, 또는 300))의 메인 회로 보드(예를 들어, 요소(203))에 의해 운반된 제어기에 결합된다. 몇몇의 실시예에서, 터미널 단부들(1933a, 1933d)는 제어기(시험, 정보 교환, 등을 위한)에 결합된다.
몇몇의 실시예에서, 하나 이상의 접촉부들(1937a 내지 d)은 대응하는 접촉점에 전기적으로 결합하도록 구성된 스프링 접촉부(spring contact)일 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 스프링 접촉부(spring contact)는 전기 연결을 가능하게 하기위해 만들어진 탄력을 제공하도록 형상이 될 수 있다. 예를 들어, 도 19에서 도시된 것 같이, 접촉부(1937a)는 충전 헤드(도 21)의 수형 위치 구조(예를 들어, 돌출부)를 받도록 암형 위치설정 구조(예를 들어, 오목부)로 형성된다. 유사하게, 접촉부(1937d)는 또한 충전 헤드의 수형 위치설정 구조(예를 들어, 돌출부)를 받도록 구성된 암형 위치 구조(1903d)(또는 오목부)로 형성된다. 암형/수형 위치설정 구조들은 접촉부들(1937a, 1937d)과 충전 헤드(도 21) 사이의 연결을 가능하게 하도록 구성된다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 측면 커버(321)를 도시한다. 도시된 것 같이, 측면 커버(321)는 베이스부(333) 및 베이스부(333)으로부터 연장하는 메이팅부(335)를 포함한다. 메이팅부(335)는 접촉부(1937a)가 대응하는 접촉점(2103a)과 결합될 수 있도록 지나갈 수 있게 하는 개구로 형성된다.
이제 도 21를 참조하여, 충전 헤드(2101)는, 각각, 접촉부들(1937a 내지 d)과 결합되도록 구성된 제4 접촉점들(2103a 내지 d)로 형성된다. 도21에 도시된 것 같이, 접촉점들(2103a, 2103d)는 수형 위치설정 구조들(2105a, 2105b)(또는 돌출부)로 형성된다. 수형 위치설정 구조들(2105a, 2105b)은 접촉점들(2103a, 2103d)에, 알맞게, 고정되게 결합되도록, 각각, 암형 위치설정 구조들(1903a, 1903d)에 받도록/위치되도록 구성된다.
도 21에 도시된 것 같이, 접촉점들(2103b, 2103c)는 또한 수형 위치설정 구조들(또는 돌출부)로 형성될 수 있다. 수형 위치설정 구조들(2105b, 2105c)는 적절히 접촉부들(1937b, 1937c)과 접촉하는 접촉점들(2103b, 2103c)을 보장할 수 있다.
본 발명은 특정한 예시적인 실시예를 참조하여 서술되었지만, 본 발명이 서술된 실시예에 제한되지 않지만 첨부된 청구항들의 범위 및 사상 내에서 수정 및 변경으로 실행될 수 있음이 인식될 것이다. 따라서, 설명 및 도면들은 제한적인 의미 보다 예시적인 의미로 간주된다.
100 : 허브 장치
101 : 제1 하우징 구성요소
103 : 허브 플랜지
105 : 스포크
108 : 구형 와셔
107 : 개구
109 : 나팔모양 단부
201 : 제2 하우징 구성요소
203 : 메인 회로 보드
205 : 배터리 어셈블리
207 : 코일 어셈블리
208 : 스테이터 어셈블리
209 : 샤프트
218 : 자석들
321 : 측면 커버
323 : 무선 통신/충전 구성요소
325 : 부차적인 보드
329 : 와이어 채널
333 : 베이스부
335 : 메이팅부
339 : 연결 구조
401 : 와이어 허브
700 : 잠금 디바이스
901 : 충전 헤드

Claims (21)

  1. 내부 공간을 정의하는 하우징 어셈블리;
    상기 하우징 어셈블리를 통해 연장하도록 위치되는 샤프트 - 상기 샤프트는 상기 하우징 어셈블리가 회전가능 하게 결합됨 -;
    상기 샤프트에 고정되게 결합되고 내부 공간 내에 위치되는 스테이터 어셈블리 - 상기 스테이터 어셈블리는 복수의 배터리 팩들을 포함하는 배터리 어셈블리를 포함함 -;
    상기 샤프트에 고정되게 결합되고 상기 하우징 어셈블리에 회전가능 하게 결합되는 측면 커버 - 상기 측면 커버는 베이스 부 및 상기 베이스 부로부터 연장하는 결합부를 가지고, 상기 결합부는 플랜지임 -; 및
    상기 측면 커버를 통해 위치된 한 쌍의 제1 커넥터들;
    을 포함하고,
    상기 제1 커넥터 각각은 터미널 단부 및 접촉부를 포함하고, 상기 터미널 단부는 와이어 번들을 통해 상기 배터리 팩에 전기적으로 결합되고, 상기 접촉부는 와이어 연결을 통해 상기 배터리 어셈블리를 변화시키기 위해 외부 동력원에 전기적으로 결합하도록 구성되고, 상기 제1 커넥터들의 접촉부는 상기 결합부의 원주 주변에 위치되는,
    허브 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 측면 커버는 오일 실 또는 베어링을 통해 상기 하우징 어셈블리에 결합되는,
    허브장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 접촉부들은 상기 측면 커버의 상기 결합부의 측면 표면 상에 위치되고, 상기 터미널 단부는 상기 결합부의 배향하는 측면 표면 상에 위치되는,
    허브 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 터미널 단부는 상기 측면 커버 내측 표면에 결합된 보드에 의해 운반된 와이어 허브에 전기적으로 연결되는,
    허브 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 와이어 번들은 와이어 채널 내에 위치되고, 상기 와이어 채널은 상기 측면 커버 내측 틈을 통해 지나가도록 구성되는,
    허브 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 측면 커버와 상기 하우징 어셈블리 사이에 위치되는 무선 충전 구성요소를 더 포함하고, 상기 무선 충전 구성요소는 상기 측면 커버에 의해 운반되고, 상기 무선 충전 구성요소는 무선 연결을 통해 배터리 어셈블리를 충전하기 위해 외부 무선 충전기와 소통하도록 구성되는,
    허브 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 무선 충전 구성요소는 상기 측면 커버 내측 표면에 결합된 보드에 의해 운반되는,
    허브 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 허브 장치의 제어기에 신호를 전송하도록 구성된 적어도 하나의 제2 커넥터를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2 커넥터는 상기 측면 커버를 통해 위치되고 터미널 단부 및 접촉부를 포함하는,
    허브 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 측면 커버와 외부 동력원에 연결된 충전 헤드 사이의 연결을 가능하게 하도록 구성된 적어도 하나의 제3 커넥터를 더 포함하고, 적어도 하나의 상기 제3 커넥터는 상기 측면 커버를 통해 위치되고 터미널 단부 및 접촉부를 포함하는,
    허브 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1, 2 및 3 커넥터들 중 적어도 하나는 접촉 핀을 포함하고, 상기 접촉 핀은 연결 구조를 통해 터미널 단부들 중 대응하는 하나에 연결되는,
    허브 장치.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 및 2 커넥터의 접촉부들 중 적어도 하나는 상기 터미널 단부와 직접 연결되는 접촉 스프링을 포함하는,
    허브 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 접촉 스프링은 상기 측면 커버와 상기 충전 헤드 사이의 연결을 가능하게 하도록 충전 헤드의 돌출부를 받도록 구성된 오목부로 형성되는,
    허브 장치.
  13. 내부 공간을 정의하는 하우징 어셈블리;
    상기 하우징 어셈블리를 통해 연장하도록 위치되고, 상기 하우징 어셈블리가 회전가능 하게 결합되는 샤프트;
    상기 샤프트에 고정되게 결합되고 내부 공간 내에 위치되며, 상기 샤프트 주변에 원주방향으로 위치된 복수의 배터리 팩들을 포함하는 배터리 어셈블리를 포함하는 스테이터 어셈블리;
    상기 샤프트에 고정되게 결합되고 상기 하우징 어셈블리에 회전가능 하게 결합되며, 베이스 부 및 상기 베이스 부로부터 연장하는 결합부를 가지는 측면 커버; 및
    상기 측면 커버와 상기 하우징 어셈블리 사이에 위치된 무선 충전 구성요소;
    를 포함하고,
    상기 무선 충전 요소는 상기 측면 커버에 의해 운반되고, 상기 무선 충전 구성요소는 무선 연결을 통해 상기 배터리를 충전하기 위해 외부 무선 충전기와 소통하도록 구성되는,
    허브 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 무선 충전 구성요소는 상기 측면 커버 내측 표면에 결합된 보드에 의해 운반되는,
    허브 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 측면 커버는 오일 실 또는 베어링을 통해 상기 하우징에 결합되는,
    허브 장치.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 측면 커버를 통해 위치된 한 쌍의 커넥터들을 더 포함하고, 상기 커넥터들 각각은 터미널 단부 및 접촉부를 포함하고, 상기 터미널 단부는 상기 측면 커버에 고정되게 결합된 와이어 번들을 통해 상기 배터리 어셈블리에 전기적으로 결합되고, 상기 접촉부는 와이어 연결을 통해 상기 배터리 어셈블리를 충전하기 위해 외부 동력원에 전기적으로 결합하도록 구성되는,
    허브 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 커넥터는, 개별적으로, 상기 배터리 어셈블리의 노드들 양극 및 음극 노드에 결합된 제1 커넥터들이고,
    상기 허브 장치는 상기 허브 장치의 제어기로 신호를 전송하도록 구성된 적어도 하나의 제2 커넥터를 더 포함하고, 상기 제2 커넥터의 적어도 하나는 상기 측면 커버를 통해 위치되고 터미널 단부 및 접촉부를 포함하며,
    상기 허브 장치는 측면 커버와 상기 외부 동력원에 결합된 충전 헤드사이의 연결을 가능하게 하도록 구성된 적어도 하나의 제3 커넥터를 더 포함하고, 상기 제3 커넥터의 적어도 하나는 상기 측면 커버를 통해 위치되고 터미널 단부 및 접촉부를 포함하는,
    허브 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1, 2 및 3의 접촉부들 중 적어도 하나는 접촉 핀을 포함하고, 상기 접촉 핀은 연결 구조를 통해 터미널 단부들 중 대응하는 하나에 결합되는,
    허브 장치.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 및 2 커넥터의 접촉부들 중 적어도 하나는 상기 측면 커버와 외부 동력원에 결합된 충전 헤드 사이의 연결을 가능하게 하도록 구성된 접촉 스프링을 포함하는,
    허브 장치.
  20. 충전 스탠드; 및
    상기 충전 스탠드에 결합되고, 허브 장치의 측면 커버의 결합부를 받도록 구성된 개구로 형성되는 충전 헤드;
    를 포함하고,
    차량의 프레임은 상기 허브 장치의 샤프트에 고정되게 결합되고;
    상기 충전 헤드는 상기 허브 장치가 무선 연결 및 와이어 연결을 통해 충전 헤드에 의해 충전될 수 있도록 차량의 프레임과 상기 허브 장치의 상기 측면 커버 사이에 알맞게 위치되도록 구성되는,
    허브 장치 충전을 위한 충전 시스템.
  21. 타이어;
    상기 타이어를 지지하도록 구성된 림; 및
    상기 림에 결합하도록 구성된 허브 장치;
    를 포함하고,
    상기 허브 장치는
    내부 공간을 정의하는 하우징 어셈블리;
    상기 하우징 어셈블리를 통해 연장하도록 위치되고, 상기 하우징 어셈블리가 회전가능 하게 결합되는 샤프트;
    상기 샤프트에 고정되게 결합되고 내부 공간 내에 위치되며, 복수의 배터리 팩들을 포함하는 배터리 어셈블리를 포함하는 스테이터 어셈블리;
    상기 샤프트에 고정되게 결합되고 상기 하우징 어셈블리에 회전가능 하게 결합되며, 베이스 부 및 상기 베이스 부로부터 연장하는 결합부를 가지고, 상기 결합부는 플랜지인 측면 커버; 및
    상기 측면 커버를 통해 위치된 한 쌍의 제1 커넥터들;
    을 포함하고,
    상기 제1 커넥터 각각은 터미널 단부 및 접촉부를 포함하고, 상기 터미널 단부는 와이어 번들을 통해 상기 배터리 팩에 전기적으로 결합되고, 상기 접촉부는 와이어 연결을 통해 상기 배터리 어셈블리를 변화시키기 위해 외부 동력원에 전기적으로 결합하도록 구성되고, 상기 제1 커넥터들의 접촉부는 상기 결합부의 원주 주변에 위치되는,
    바퀴.
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