KR102214293B1 - Wireless charging pad, wireless charging device, and electric vehicle comprising same - Google Patents
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Abstract
Description
구현예는 무선충전 패드, 무선충전 장치, 및 이를 포함하는 전기 자동차에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 구현예는 자성 소재 내부에 열전도성부를 포함함으로써 충전 효율이 향상된 무선충전 패드, 무선충전 장치, 및 이를 포함하는 전기 자동차에 관한 것이다. The embodiment relates to a wireless charging pad, a wireless charging device, and an electric vehicle including the same. More specifically, the embodiment relates to a wireless charging pad, a wireless charging device, and an electric vehicle including the same, with improved charging efficiency by including a thermally conductive part in a magnetic material.
오늘날 정보통신 분야는 매우 빠른 속도로 발전하고 있으며, 전기, 전자, 통신, 반도체 등이 종합적으로 조합된 다양한 기술들이 지속적으로 개발되고 있다. 또한, 전자기기의 모바일화 경향이 증대함에 따라 통신분야에서도 무선 통신 및 무선 전력 전송 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 전자기기 등에 무선으로 전력을 전송하는 방안에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.Today, the field of information and communication is developing at a very fast pace, and various technologies in which electricity, electronics, communication, semiconductors, etc. are comprehensively combined are continuously being developed. In addition, as electronic devices become more mobile, researches on wireless communication and wireless power transmission technologies are being actively conducted in the communication field. In particular, research on a method of wirelessly transmitting power to electronic devices and the like is actively being conducted.
상기 무선 전력 전송은 전력을 공급하는 송신기와 전력을 공급받는 수신기 간에 물리적인 접촉 없이 자기 결합(inductive coupling), 용량 결합(capacitive coupling) 또는 안테나 등의 전자기장 공진 구조를 이용하여 공간을 통해 전력을 무선으로 전송하는 것이다. 상기 무선 전력 전송은 대용량의 배터리가 요구되는 휴대용 통신기기, 전기 자동차 등에 적합하며 접점이 노출되지 않아 누전 등의 위험이 거의 없으며 유선 방식의 충전 불량 현상을 막을 수 있다.In the wireless power transmission, power is wirelessly transmitted through space using electromagnetic field resonance structures such as inductive coupling, capacitive coupling, or an antenna without physical contact between a transmitter supplying power and a receiver receiving power. To transfer. The wireless power transmission is suitable for portable communication devices, electric vehicles, etc. that require a large-capacity battery, and since the contact point is not exposed, there is little risk of a short circuit, and a wired charging failure phenomenon can be prevented.
한편, 최근 들어 전기 자동차에 대한 관심이 급증하면서 충전 인프라 구축에 대한 관심이 증대되고 있다. 이미 가정용 충전기를 이용한 전기 자동차 충전을 비롯하여 배터리 교체, 급속 충전 장치, 무선충전 장치 등 다양한 충전 방식이 등장하였고, 새로운 충전 사업 비즈니스 모델도 나타나기 시작했다(대한민국 공개특허 제 2011-0042403 호 참조). 또한, 유럽에서는 시험 운행중인 전기차와 충전소가 눈에 띄기 시작했고, 일본에서는 자동차 제조 업체와 전력 회사들이 주도하여 전기 자동차 및 충전소를 시범적으로 운영하고 있다.Meanwhile, as interest in electric vehicles has recently increased, interest in building charging infrastructure has been increasing. Various charging methods such as battery replacement, rapid charging device, and wireless charging device have already appeared, including charging electric vehicles using household chargers, and a new charging business business model has also begun to appear (see Korean Patent Laid-Open No. 2011-0042403). In addition, in Europe, electric vehicles and charging stations in test operation have begun to stand out, and in Japan, electric vehicles and charging stations are being piloted, led by automobile manufacturers and power companies.
전기 자동차 등에 사용되는 종래의 무선충전 패드(500)는, 도 5를 참조하여, 무선충전 효율 향상을 위해 코일(510)에 인접하여 자성 소재(520)가 배치되고, 차폐를 위한 쉴드부(530)가 자성 소재(520)와 일정 간격 이격하여 배치된다. In the conventional
무선충전 패드는 무선충전 동작 중에 코일의 저항과 자성 소재의 자기 손실에 의해 열을 발생한다. 특히 무선충전 패드 내의 자성 소재는 전자기파 에너지 밀도가 높은 코일과 가까운 부분에서 열을 발생하고, 발생한 열은 자성 소재의 자기 특성을 변화시켜 송신 패드와 수신 패드 간의 임피던스 불일치를 유발하여, 충전 효율이 저하되고 이로 인해 다시 발열이 심화되는 문제가 있었다. 그러나 이러한 무선충전 패드는 전기 자동차의 하부 등에 설치되기 때문에, 방진 및 방수와 충격 흡수를 위해 밀폐 구조를 채용하므로 방열 구조를 구현하는데 어려움이 있었다.The wireless charging pad generates heat during the wireless charging operation due to the resistance of the coil and the magnetic loss of the magnetic material. In particular, the magnetic material in the wireless charging pad generates heat near the coil with high electromagnetic energy density, and the generated heat changes the magnetic properties of the magnetic material, causing impedance mismatch between the transmitting pad and the receiving pad, reducing charging efficiency. There was a problem that the fever became worse again due to this. However, since such a wireless charging pad is installed in the lower part of an electric vehicle, it is difficult to implement a heat dissipation structure because it employs a sealed structure for dustproof, waterproof and shock absorption.
이에 본 발명자들이 연구한 결과, 무선충전 패드에 사용되는 자성 소재의 내부에 배치된 열전도성부를 포함함으로써 방열 및 충전 효율을 향상시킬 수 있음을 발견하였다.Accordingly, as a result of research by the present inventors, it was found that heat dissipation and charging efficiency can be improved by including a thermally conductive part disposed inside a magnetic material used for a wireless charging pad.
따라서 구현예의 과제는, 방열 및 충전 효율이 개선된 무선충전 패드, 무선충전 장치 및 이를 포함하는 전기 자동차를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the implementation is to provide a wireless charging pad, a wireless charging device, and an electric vehicle including the same, with improved heat dissipation and charging efficiency.
일 구현예에 따르면, 전도성 와이어를 포함하는 코일; 상기 코일의 일면 상에 배치된 쉴드부; 상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된 자성 소재; 및 상기 자성 소재의 내부에 배치된 열전도성부를 포함하는, 무선충전 패드가 제공된다.According to one embodiment, a coil including a conductive wire; A shield part disposed on one surface of the coil; A magnetic material disposed between the coil and the shield part; And a thermally conductive part disposed inside the magnetic material.
다른 구현예에 따르면, 하우징; 상기 하우징 내에 배치되고 전도성 와이어를 포함하는 코일; 상기 하우징 내에서 상기 코일의 일면 상에 배치된 쉴드부; 상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된 자성 소재; 및 상기 자성 소재의 내부에 배치된 열전도성부를 포함하는, 무선충전 장치가 제공된다.According to another embodiment, a housing; A coil disposed within the housing and including a conductive wire; A shield part disposed on one surface of the coil in the housing; A magnetic material disposed between the coil and the shield part; And a thermally conductive part disposed inside the magnetic material.
또 다른 구현예에 따르면, 무선충전 장치를 포함하는 전기 자동차로서, 상기 무선충전 장치가 상기 하우징 내에 배치되고 전도성 와이어를 포함하는 코일; 상기 하우징 내에서 상기 코일의 일면 상에 배치된 쉴드부; 상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된 자성 소재; 및 상기 자성 소재의 내부에 배치된 열전도성부를 포함하는, 전기 자동차가 제공된다.According to another embodiment, an electric vehicle including a wireless charging device, wherein the wireless charging device is disposed in the housing and includes a coil including a conductive wire; A shield part disposed on one surface of the coil in the housing; A magnetic material disposed between the coil and the shield part; And a thermally conductive part disposed inside the magnetic material.
상기 구현예에 따르면, 본 발명의 무선충전 패드는 자성 소재의 내부에 열전도성부를 포함함으로써, 자성 소재 내에서 발생하는 열을 쉽게 방출하여 방열 및 충전 효율을 향상시킬 수 있다.According to the above embodiment, since the wireless charging pad of the present invention includes a thermally conductive part inside the magnetic material, heat generated in the magnetic material can be easily discharged to improve heat dissipation and charging efficiency.
따라서 상기 무선충전 패드 및 이의 구조를 채용하는 무선충전 장치는, 송신기와 수신기 간의 대용량의 전력 전송을 요구하는 전기 자동차 등에 유용하게 사용될 수 있다.Accordingly, the wireless charging pad and the wireless charging device employing the structure thereof can be usefully used in an electric vehicle that requires a large amount of power transmission between a transmitter and a receiver.
도 1은 일 구현예에 따른 무선충전 패드의 구성도를 나타낸 것이다.
도 2a 내지 2d는 일 구현예에 따른 다양한 형태의 열전도성부를 포함하는 자성 소재의 상면도를 나타낸 것이다.
도 3a 내지 3c는 구현예에 따른 다양한 형태의 무선충전 장치의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 일 구현예에 따른 몰드를 통해 자성 소재를 성형하는 공정을 나타낸 것이다.
도 5는 종래의 무선충전 패드의 구성도를 나타낸 것이다.
도 6은 일 구현예에 따른 무선충전 장치의 적용예를 도시한 것이다.
도 7은 일 구현예에 따른 무선충전 장치를 구비하는 전기 자동차를 도시한 것이다.1 shows a configuration diagram of a wireless charging pad according to an embodiment.
2A to 2D are top views of magnetic materials including various types of thermally conductive parts according to an embodiment.
3A to 3C are cross-sectional views of various types of wireless charging devices according to embodiments.
4 shows a process of forming a magnetic material through a mold according to an embodiment.
5 shows a configuration diagram of a conventional wireless charging pad.
6 is a diagram illustrating an application example of a wireless charging device according to an embodiment.
7 illustrates an electric vehicle including a wireless charging device according to an embodiment.
이하의 구현예의 설명에 있어서, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 하에 형성되는 것으로 기재되는 것은, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 하에 직접, 또는 또 다른 구성요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함한다. In the description of the following embodiments, it is described that one component is formed above or below another component, in which one component is directly above or below the other component, or indirectly through another component. It includes all that are formed by
또한 각 구성요소의 상/하에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기와 다를 수 있다.In addition, standards for the top/bottom of each component will be described based on the drawings. The size of each component in the drawings may be exaggerated for description and may be different from the size actually applied.
본 명세서에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. In the present specification, "including" a certain component means that other components are not excluded, but other components may be further included, unless specifically stated to the contrary.
또한, 본 명세서에 기재된 구성요소의 물성 값, 치수 등을 나타내는 모든 수치 범위는 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해하여야 한다.In addition, all numerical ranges representing physical property values, dimensions, and the like of components described in the present specification are to be understood as being modified by the term "about" in all cases unless otherwise specified.
본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.In the present specification, the singular expression is interpreted as meaning including the singular or plural, interpreted in context, unless otherwise specified.
[무선충전 패드][Wireless charging pad]
도 1은 일 구현예에 따른 무선충전 패드의 구성도를 나타낸 것이다.1 shows a configuration diagram of a wireless charging pad according to an embodiment.
도 1을 참조하여, 일 구현예에 따른 무선충전 패드(100)는, 전도성 와이어를 포함하는 코일(110); 상기 코일(110)의 일면 상에 배치된 쉴드부(130); 상기 코일(110)과 상기 쉴드부(130) 사이에 배치된 자성 소재(120); 및 상기 자성 소재(120)의 내부에 배치된 열전도성부(190)를 포함한다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 무선충전 패드는 무선충전 패드에 사용되는 자성 소재의 내부에 배치된 열전도성부를 포함함으로써, 자성 소재 내에서 발생하는 열을 쉽게 방출하여 방열 및 충전 효율을 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 1, a
구체적으로, 상기 열전도성부(190)는 망 구조를 갖는 메쉬 시트, 리본 시트(140) 또는 복수개의 홀을 포함하는 열전도성 시트를 포함한다. 본 발명의 일 구현예에 따르면, 무선충전 패드에 사용되는 자성 소재의 내부에 자기장이 다닐 수 있도록 오픈되어 있는 구조인, 망 구조를 갖는 메쉬 시트, 리본 시트 또는 복수개의 홀을 포함하는 열전도성 시트를 포함하는 열전도성부를 포함함으로써, 자성 소재 내에서 발생하는 열을 쉽게 방출할 수 있으며, 충전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. Specifically, the thermally
특히, 상기 열전도도가 높은 열전도성부가 상기 쉴드부와 직접 연결되거나 외부의 냉각기와 직접 또는 간접적으로 연결되는 경우, 자성 소재 내부의 온도를 효과적으로 저감시킬 수 있고, 나아가 상기 열전도성부가 망 구조 또는 홀을 갖는 오픈된 구조의 시트를 포함함으로써, 무선충전 패드의 발열효과를 극대화할 수 있다. In particular, when the thermally conductive portion having high thermal conductivity is directly connected to the shield portion or directly or indirectly connected to an external cooler, the temperature inside the magnetic material can be effectively reduced, and further, the thermally conductive portion may have a network structure or a hole. By including a sheet having an open structure, it is possible to maximize the heating effect of the wireless charging pad.
이하 상기 무선충전 패드의 각 구성요소별로 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each component of the wireless charging pad will be described in detail.
지지판Support plate
상기 무선충전 패드(100)는 상기 코일(110)을 지지하는 지지판(170)을 더 포함할 수 있다.The
상기 지지판의 재질 및 구조는 무선충전 패드에 사용되는 통상적인 지지판의 재질 및 구조를 채용할 수 있다.The material and structure of the support plate may be a material and structure of a conventional support plate used for a wireless charging pad.
상기 지지판은 평판 구조 또는 코일을 고정시킬 수 있도록 코일 형태를 따라 홈이 파여진 구조를 가질 수 있다. The support plate may have a flat plate structure or a structure in which grooves are formed along a coil shape to fix the coil.
코일coil
상기 코일은 전도성 와이어를 포함한다.The coil includes a conductive wire.
상기 전도성 와이어는 전도성 물질을 포함한다. 예를 들어, 상기 전도성 와이어는 전도성 금속을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 와이어는 구리, 니켈, 금, 은, 아연 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함할 수 있다.The conductive wire includes a conductive material. For example, the conductive wire may include a conductive metal. Specifically, the conductive wire may include at least one metal selected from the group consisting of copper, nickel, gold, silver, zinc, and tin.
또한, 상기 전도성 와이어는 절연성 외피를 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 절연성 외피는 절연성 고분자 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 절연성 외피는 폴리염화비닐(PVC) 수지, 폴리에틸렌(PE) 수지, 테프론 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지 등을 포함할 수 있다.In addition, the conductive wire may have an insulating sheath. For example, the insulating outer shell may include an insulating polymer resin. Specifically, the insulating outer shell may include polyvinyl chloride (PVC) resin, polyethylene (PE) resin, Teflon resin, silicone resin, polyurethane resin, and the like.
상기 전도성 와이어의 직경은 예를 들어 1 mm 내지 10 mm 범위, 1 mm 내지 5 mm 범위, 또는 1 mm 내지 3 mm 범위일 수 있다.The diameter of the conductive wire may be, for example, 1 mm to 10 mm range, 1 mm to 5 mm range, or 1 mm to 3 mm range.
상기 전도성 와이어는 평면 코일 형태로 감긴 것이다. 구체적으로 상기 평면 코일은 평면 나선 코일(planar spiral coil)을 포함할 수 있다. 이때 상기 평면 코일의 형태는 타원형, 다각형, 또는 모서리가 둥근 다각형의 형태일 수 있으나, 특별히 한정되지 않는다.The conductive wire is wound in the form of a flat coil. Specifically, the planar coil may include a planar spiral coil. In this case, the shape of the planar coil may be an oval, a polygon, or a polygon with rounded corners, but is not particularly limited.
상기 평면 코일의 외경은 5 cm 내지 100 cm, 10 cm 내지 50 cm, 10 cm 내지 30 cm, 20 cm 내지 80 cm, 또는 50 cm 내지 100 cm일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 평면 코일은 10 cm 내지 50 cm의 외경을 가질 수 있다. The outer diameter of the flat coil may be 5 cm to 100 cm, 10 cm to 50 cm, 10 cm to 30 cm, 20 cm to 80 cm, or 50 cm to 100 cm. As a specific example, the planar coil may have an outer diameter of 10 cm to 50 cm.
또한, 상기 평면 코일의 내경은 0.5 cm 내지 30 cm, 1 cm 내지 20 cm, 또는, 2 cm 내지 15 cm일 수 있다.In addition, the inner diameter of the flat coil may be 0.5 cm to 30 cm, 1 cm to 20 cm, or 2 cm to 15 cm.
상기 평면 코일의 감긴 횟수는 5회 내지 50회, 10회 내지 30회, 5회 내지 30회, 15회 내지 50회, 또는 20회 내지 50회일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 평면 코일은 상기 전도성 와이어를 10회 내지 30회 감아 형성된 것일 수 있다.The number of windings of the flat coil may be 5 to 50 times, 10 to 30 times, 5 to 30 times, 15 to 50 times, or 20 to 50 times. As a specific example, the planar coil may be formed by winding the conductive wire 10 to 30 times.
또한 상기 평면 코일 형태 내에서 상기 전도성 와이어 간의 간격은 0.1 cm 내지 1 cm, 0.1 cm 내지 0.5 cm, 또는 0.5 cm 내지 1 cm일 수 있다.In addition, the spacing between the conductive wires in the planar coil shape may be 0.1 cm to 1 cm, 0.1 cm to 0.5 cm, or 0.5 cm to 1 cm.
상기와 같은 바람직한 평면 코일 치수 및 규격 범위 내일 때, 전기 자동차와 같은 대용량 전력 전송을 요구하는 분야에 적합할 수 있다.When within the above-described desirable plane coil dimensions and specifications, it may be suitable for fields requiring large-capacity power transmission, such as an electric vehicle.
쉴드부Shield part
상기 쉴드부는 상기 코일의 일면 상에 배치된다.The shield part is disposed on one surface of the coil.
상기 쉴드부는 전자파 차폐를 통해 무선충전 효율을 높이는 역할을 한다.The shield unit serves to increase wireless charging efficiency through electromagnetic wave shielding.
상기 쉴드부는 금속판을 포함하며, 이의 소재는 알루미늄일 수 있으며, 그 외 전자파 차폐능을 갖는 금속 또는 합금 소재가 사용될 수 있다.The shield part includes a metal plate, and the material thereof may be aluminum, and other metal or alloy material having electromagnetic wave shielding ability may be used.
상기 쉴드부의 두께는 0.2 mm 내지 10 mm, 0.5 mm 내지 5 mm, 또는 1 mm 내지 3 mm일 수 있다.The thickness of the shield portion may be 0.2 mm to 10 mm, 0.5 mm to 5 mm, or 1 mm to 3 mm.
또한 상기 쉴드부의 면적은 200 cm2 이상, 400 cm2 이상, 또는 600 cm2 이상일 수 있다.In addition, an area of the shield part may be 200 cm 2 or more, 400 cm 2 or more, or 600 cm 2 or more.
자성 소재Magnetic material
상기 자성 소재는 상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된다.The magnetic material is disposed between the coil and the shield part.
상기 자성 소재는 상기 쉴드부와 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 자성 소재와 상기 쉴드부의 이격 거리는 3 mm 이상, 5 mm 이상, 3 mm 내지 10 mm, 또는 4 mm 내지 7 mm일 수 있다.The magnetic material may be disposed to be spaced apart from the shield part by a predetermined distance. For example, a separation distance between the magnetic material and the shield unit may be 3 mm or more, 5 mm or more, 3 mm to 10 mm, or 4 mm to 7 mm.
또한 상기 자성 소재는 상기 코일과 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 자성 소재와 상기 코일의 이격 거리는 0.2 mm 이상, 0.5 mm 이상, 0.2 mm 내지 3 mm, 또는 0.5 mm 내지 1.5 mm일 수 있다.In addition, the magnetic material may be disposed to be spaced apart from the coil by a predetermined distance. For example, the separation distance between the magnetic material and the coil may be 0.2 mm or more, 0.5 mm or more, 0.2 mm to 3 mm, or 0.5 mm to 1.5 mm.
상기 자성 소재는 바인더 수지 및 자성 분말을 포함하는 고분자형 자성 소재일 수 있다.The magnetic material may be a polymer-type magnetic material including a binder resin and magnetic powder.
또는 상기 자성 소재는 금속계 자성 소재, 예를 들어 나노결정질(nanocrystalline) 자성 소재를 포함할 수 있다.Alternatively, the magnetic material may include a metallic magnetic material, for example, a nanocrystalline magnetic material.
또는 상기 자성 소재는 상기 고분자형 자성 소재 및 상기 나노결정질 자성 소재의 복합 소재일 수 있다.Alternatively, the magnetic material may be a composite material of the polymer magnetic material and the nanocrystalline magnetic material.
고분자형 자성 소재High molecular type magnetic material
상기 자성 소재는 바인더 수지 및 상기 바인더 수지 내에 분산된 자성 분말을 포함할 수 있다.The magnetic material may include a binder resin and magnetic powder dispersed in the binder resin.
이에 따라, 상기 고분자형 자성 소재는 바인더 수지에 의해 자성 분말들이 서로 결합됨으로써, 넓은 면적에서 전체적으로 결함이 적으면서 충격에 의해 손상이 적을 수 있다.Accordingly, in the polymer-type magnetic material, magnetic powders are bonded to each other by a binder resin, so that defects may be reduced over a large area and damage due to impact may be reduced.
상기 자성 분말은 페라이트(Ni-Zn계, Mg-Zn계, Mn-Zn계 페라이트 등)와 같은 산화물 자성 분말; 퍼말로이(permalloy), 샌더스트(sendust), 나노결정질(nanocrystalline) 자성체와 같은 금속계 자성 분말; 또는 이들의 혼합 분말일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 자성 분말은 Fe-Si-Al 합금 조성을 갖는 샌더스트 입자일 수 있다.The magnetic powder may be an oxide magnetic powder such as ferrite (Ni-Zn-based, Mg-Zn-based, Mn-Zn-based ferrite, etc.); Metallic magnetic powder such as permalloy, sanddust, and nanocrystalline magnetic material; Or it may be a mixture of these powders. More specifically, the magnetic powder may be sanddust particles having an Fe-Si-Al alloy composition.
일례로서, 상기 자성 분말은 하기 화학식 1의 조성을 가질 수 있다.As an example, the magnetic powder may have a composition of Formula 1 below.
[화학식 1][Formula 1]
Fe1-a-b-c Sia Xb Yc Fe 1-abc Si a X b Y c
상기 식에서, X는 Al, Cr, Ni, Cu, 또는 이들의 조합이고; Y는 Mn, B, Co, Mo, 또는 이들의 조합이고; 0.01 ≤ a ≤ 0.2, 0.01 ≤ b ≤ 0.1, 및 0 ≤ c ≤ 0.05 이다.In the above formula, X is Al, Cr, Ni, Cu, or a combination thereof; Y is Mn, B, Co, Mo, or a combination thereof; 0.01 ≤ a ≤ 0.2, 0.01 ≤ b ≤ 0.1, and 0 ≤ c ≤ 0.05.
상기 자성 분말의 평균 입경은 약 3 nm 내지 약 1 mm, 약 1 ㎛ 내지 300 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 50 ㎛ 또는 약 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위일 수 있다. The average particle diameter of the magnetic powder may be in the range of about 3 nm to about 1 mm, about 1 μm to 300 μm, about 1 μm to 50 μm, or about 1 μm to 10 μm.
상기 고분자형 자성 소재는 상기 자성 분말을 50 중량% 이상, 70 중량% 이상, 또는 85 중량% 이상의 양으로 포함할 수 있다. The high molecular weight magnetic material may contain the magnetic powder in an amount of 50% by weight or more, 70% by weight or more, or 85% by weight or more.
예를 들어, 상기 고분자형 자성 소재는 상기 자성 분말을 50 중량% 내지 99 중량%, 70 중량% 내지 95 중량%, 70 중량% 내지 90 중량%, 75 중량% 내지 90 중량%, 75 중량% 내지 95 중량%, 80 중량% 내지 95 중량%, 또는 80 중량% 내지 90 중량%의 양으로 포함할 수 있다. For example, the polymeric magnetic material contains 50% to 99% by weight, 70% to 95% by weight, 70% to 90% by weight, 75% to 90% by weight, 75% by weight of the magnetic powder. It may be included in an amount of 95% by weight, 80% by weight to 95% by weight, or 80% by weight to 90% by weight.
상기 바인더 수지는 경화성 또는 열가소성 수지일 수 있다. 구체적으로, 상기 바인더 수지는 광경화성 수지, 열경화성 수지 및/또는 고내열 열가소성 수지를 포함할 수 있다. The binder resin may be a curable or thermoplastic resin. Specifically, the binder resin may include a photocurable resin, a thermosetting resin, and/or a high heat-resistant thermoplastic resin.
상기 경화성 수지로는 글리시딜기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 카복실기 또는 아미드기 등과 같은 열에 의한 경화가 가능한 관능기 또는 부위를 하나 이상 포함하거나; 또는 에폭시드(epoxide)기, 고리형 에테르(cyclic ether)기, 설파이드(sulfide)기, 아세탈(acetal)기 또는 락톤(lactone)기 등과 같은 활성 에너지에 의해 경화가 가능한 관능기 또는 부위를 하나 이상 포함하는 수지를 사용할 수 있다. 이와 같은 관능기 또는 부위는 예를 들어 이소시아네이트기(-NCO), 히드록시기(-OH), 또는 카복실기(-COOH)일 수 있다.The curable resin includes at least one functional group or moiety capable of curing by heat such as a glycidyl group, an isocyanate group, a hydroxy group, a carboxyl group, or an amide group; Or it contains one or more functional groups or moieties that can be cured by active energy such as an epoxide group, a cyclic ether group, a sulfide group, an acetal group or a lactone group. You can use the resin. Such a functional group or moiety may be, for example, an isocyanate group (-NCO), a hydroxy group (-OH), or a carboxyl group (-COOH).
구체적으로, 상기 경화성 수지는, 상술한 바와 같은 관능기 또는 부위를 적어도 하나 이상 가지는 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 이소시아네이트 수지 또는 에폭시 수지 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, the curable resin may be a polyurethane resin, an acrylic resin, a polyester resin, an isocyanate resin, or an epoxy resin having at least one or more functional groups or portions as described above, but is not limited thereto.
일례로서, 상기 바인더 수지는 폴리우레탄계 수지, 이소시아네이트계 경화제 및 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.As an example, the binder resin may include a polyurethane-based resin, an isocyanate-based curing agent, and an epoxy-based resin.
또한, 상기 자성 소재는 이의 중량을 기준으로, 상기 바인더 수지로서, 6 중량% 내지 12 중량%의 폴리우레탄계 수지, 0.5 중량% 내지 2 중량%의 이소시아네이트계 경화제, 및 0.3 중량% 내지 1.5 중량%의 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.In addition, the magnetic material is, based on its weight, as the binder resin, 6% to 12% by weight of a polyurethane-based resin, 0.5% to 2% by weight of an isocyanate-based curing agent, and 0.3% to 1.5% by weight of It may contain an epoxy resin.
또한 상기 바인더 수지는 열가소성 수지일 수 있다. 상기 열가소성 수지는 예를 들면, 폴리 이미드, 폴리 아미드, 폴리 카보네이트, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS, acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 폴리 프로필렌, 폴리 에틸렌, 폴리 스타이렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐설파이드, 폴리에테르에테르케톤 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다. In addition, the binder resin may be a thermoplastic resin. The thermoplastic resin is, for example, polyimide, polyamide, polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS, acrylonitrile butadiene styrene copolymer), polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, One selected from the group consisting of polybutylene terephthalate, polyphenyl sulfide, polyether ether ketone, or a combination thereof is possible.
상기 자성 소재는 상기 바인더 수지를 5 중량% 내지 40 중량%, 5 중량% 내지 20 중량%, 5 중량% 내지 15 중량%, 또는 7 중량% 내지 15 중량%의 양으로 함유할 수 있다. The magnetic material may contain the binder resin in an amount of 5 wt% to 40 wt%, 5 wt% to 20 wt%, 5 wt% to 15 wt%, or 7 wt% to 15 wt%.
또한, 상기 고분자형 자성 소재는 이의 중량을 기준으로, 상기 바인더 수지로서, 6 중량% 내지 12 중량%의 폴리우레탄계 수지, 0.5 중량% 내지 2 중량%의 이소시아네이트계 경화제, 및 0.3 중량% 내지 1.5 중량%의 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.In addition, the high molecular weight magnetic material, based on its weight, as the binder resin, 6% to 12% by weight of a polyurethane-based resin, 0.5% to 2% by weight of an isocyanate-based curing agent, and 0.3% to 1.5% by weight % Of the epoxy resin.
나노결정질 자성 소재Nanocrystalline magnetic material
상기 자성 소재는 나노결정질(nanocrystalline) 자성 소재를 포함할 수 있다.The magnetic material may include a nanocrystalline magnetic material.
상기 나노결정질 자성 소재를 적용 시에, 코일과 거리가 멀어질수록 코일의 인덕턴스(Ls)가 낮아지더라도 저항(Rs)이 더욱 낮아짐으로써 코일의 품질계수(Q factor: Ls/Rs)가 높아져서 충전 효율이 향상되고 발열이 줄어들 수 있다.When the nanocrystalline magnetic material is applied, even if the inductance (Ls) of the coil decreases as the distance from the coil increases, the resistance (Rs) decreases further, thereby increasing the quality factor (Q factor: Ls/Rs) of the coil and charging. Efficiency can be improved and heat generation can be reduced.
예를 들어, 상기 나노결정질 자성 소재는 Fe계 나노결정질 자성 소재일 수 있고, 구체적으로 Fe-Si-Al계 나노결정질 자성 소재, Fe-Si-Cr계 나노결정질 자성 소재, 또는 Fe-Si-B-Cu-Nb계 나노결정질 자성 소재일 수 있다.For example, the nanocrystalline magnetic material may be an Fe-based nanocrystalline magnetic material, specifically, a Fe-Si-Al-based nanocrystalline magnetic material, a Fe-Si-Cr-based nanocrystalline magnetic material, or a Fe-Si-B It may be a Cu-Nb-based nanocrystalline magnetic material.
보다 구체적으로, 상기 나노결정질 자성 소재는 Fe-Si-B-Cu-Nb계 나노결정질 자성 소재일 수 있고, 이 경우, Fe가 70 원소% 내지 85 원소%, Si 및 B의 합이 10 원소% 내지 29 원소%, Cu와 Nb의 합이 1 원소% 내지 5 원소%인 것이 바람직하다(여기서 원소%란 자성 소재를 이루는 총 원소의 갯수에 대한 특정 원소의 갯수의 백분율을 의미한다). 상기 조성 범위에서 Fe-Si-B-Cu-Nb계 합금이 열처리에 의해 나노상의 결정질로 쉽게 형성될 수 있다.More specifically, the nanocrystalline magnetic material may be a Fe-Si-B-Cu-Nb-based nanocrystalline magnetic material, in which case, Fe is 70% to 85%, and the sum of Si and B is 10% To 29 element%, and the sum of Cu and Nb is preferably 1 element% to 5 element% (here, the element% means the percentage of the number of specific elements relative to the total number of elements constituting the magnetic material). Within the above composition range, the Fe-Si-B-Cu-Nb-based alloy can be easily formed into nano-phase crystalline by heat treatment.
상기 나노결정질 자성 소재는, 예를 들어 Fe계 합금을 멜트 스피닝에 의한 급냉응고법(RSP)으로 제조하며, 원하는 투자율을 얻을 수 있도록 300 ℃ 내지 700 ℃의 온도 범위에서 30분 내지 2시간 동안 무자장 열처리를 행하여 제조될 수 있다. The nanocrystalline magnetic material is prepared by, for example, a rapid cooling and solidification method (RSP) by melt spinning of an Fe-based alloy, and no magnetic field for 30 minutes to 2 hours at a temperature range of 300° C. to 700° C. to obtain a desired magnetic permeability. It can be manufactured by performing heat treatment.
만약 열처리 온도가 300 ℃ 미만인 경우 나노 결정질이 충분히 생성되지 않아 원하는 투자율이 얻어지지 않으며 열처리 시간이 길게 소요될 수 있고, 700 ℃를 초과하는 경우는 과열처리에 의해 투자율이 현저하게 낮아질 수 있다. 또한, 열처리 온도가 낮으면 처리시간이 길게 소요되고, 반대로 열처리 온도가 높으면 처리시간은 단축되는 것이 바람직하다. If the heat treatment temperature is less than 300° C., nanocrystals are not sufficiently generated, so that the desired permeability cannot be obtained, and the heat treatment time may take a long time. If the heat treatment temperature exceeds 700° C., the permeability may be significantly lowered by superheat treatment. In addition, if the heat treatment temperature is low, it takes a long treatment time, and if the heat treatment temperature is high, the treatment time is preferably shortened.
나노결정질 자성 소재는 제조 공정상 두꺼운 두께를 만들기 어려우며 예를 들어 15 ㎛ 내지 35 ㎛의 두께로 형성될 수 있다. Nanocrystalline magnetic material is difficult to make a thick thickness in the manufacturing process, for example, may be formed to a thickness of 15 ㎛ to 35 ㎛.
자성 소재의 제조방법Method of manufacturing magnetic material
상기 자성 소재, 구체적으로 고분자형 자성 소재는 자성 분말과 열경화성 고분자 수지 조성물을 혼합하여 슬러리화한 후 시트 형상으로 성형하고 경화하는 등의 시트화 과정으로 제조할 수 있다. The magnetic material, specifically, a polymer-type magnetic material, may be prepared by mixing a magnetic powder and a thermosetting polymer resin composition into a slurry, forming a sheet, and curing it into a sheet.
또한, 열가소성 수지를 이용해 일정한 두께를 갖는 대면적의 자성 소재를 제조하기 위해 몰드에 의해 입체 구조로 형성할 수 있으며, 구체적으로는 자성 분말과 열 가소성 수지를 기계적 전단력과 열을 이용하여 혼련 후 기계 장치를 이용하여 펠렛화 하여 사출 성형의 방식으로 블록을 제조할 수 있다. In addition, in order to manufacture a large-area magnetic material with a certain thickness using a thermoplastic resin, it can be formed into a three-dimensional structure by a mold. Specifically, a magnetic powder and a thermoplastic resin are kneaded using mechanical shear force and heat, It can be pelletized using an apparatus to manufacture a block by injection molding.
상기 제조의 방법에는 통상의 시트화 또는 블록화 방법이 적용될 수 있다.A conventional sheeting or blocking method may be applied to the manufacturing method.
상기 자성 소재는 일정 비율로 신장될 수 있다. 예를 들어 상기 자성 소재의 신장율은 0.5% 이상일 수 있다. 상기 신장 특성은 고분자를 적용하지 않는 세라믹계 자성 소재에서는 얻기 어려운 것으로, 대면적의 자성 소재가 충격에 의해 뒤틀림 등이 발생하더라도 손상을 줄여줄 수 있다. 구체적으로, 상기 자성 소재의 신장율은 0.5% 이상, 1% 이상, 또는 2.5% 이상일 수 있다. 상기 신장율의 상한에는 특별한 제한이 없으나, 신장율 향상을 위해 고분자 수지의 함량이 많아지는 경우, 자성 소재의 인턱턴스 등의 물성이 떨어질 수 있으므로, 상기 신장율은 10% 이하로 하는 것이 좋다.The magnetic material may be elongated at a certain rate. For example, the elongation rate of the magnetic material may be 0.5% or more. The elongation property is difficult to obtain in a ceramic-based magnetic material that does not apply a polymer, and damage can be reduced even if a large-area magnetic material is distorted due to impact. Specifically, the elongation rate of the magnetic material may be 0.5% or more, 1% or more, or 2.5% or more. There is no particular limitation on the upper limit of the elongation. However, when the content of the polymer resin is increased to improve the elongation rate, physical properties such as inductance of the magnetic material may be degraded, so the elongation rate is preferably set to 10% or less.
상기 성형은 사출성형에 의해 자성 소재의 원료를 몰드에 주입하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 자성 소재는 자성 분말과 고분자 수지 조성물을 혼합하여 원료 조성물을 얻은 뒤, 도 4에서 보듯이, 상기 원료 조성물(401)을 사출성형기(402)에 의해 몰드(403)에 주입하여 제조될 수 있다. 이때 몰드(403)의 내부 형태를 입체 구조로 설계하여, 자성 소재의 입체 구조를 쉽게 구현할 수 있다. 이와 같은 공정은 기존의 소결 페라이트 시트를 자성 소재로 사용하는 경우에는 불가능한 것이다.The molding may be performed by injecting a raw material of a magnetic material into a mold by injection molding. More specifically, the magnetic material is obtained by mixing a magnetic powder and a polymer resin composition to obtain a raw material composition, and then, as shown in FIG. 4, the
자성 소재의 면적 및 두께Area and thickness of magnetic material
상기 자성 소재는 자성 시트, 자성 시트 적층체, 또는 자성 블록일 수 있다.The magnetic material may be a magnetic sheet, a magnetic sheet stack, or a magnetic block.
상기 자성 소재는 대면적을 가질 수 있고, 구체적으로 200 cm2 이상, 400 cm2 이상, 또는 600 cm2 이상의 면적을 가질 수 있다. 또한, 상기 자성 소재는 10,000 cm2 이하의 면적을 가질 수 있다.The magnetic material may have a large area, and specifically, may have an area of 200 cm 2 or more, 400 cm 2 or more, or 600 cm 2 or more. In addition, the magnetic material may have an area of 10,000 cm 2 or less.
상기 대면적의 자성 소재는 다수의 단위 자성 소재가 조합되어 구성될 수 있으며, 이때, 상기 단위 자성 소재의 면적은 60 cm2 이상, 90 cm2, 또는 95 cm2 내지 900 cm2일 수 있다.The large-area magnetic material may be configured by combining a plurality of unit magnetic materials, and in this case, the area of the unit magnetic material may be 60 cm 2 or more, 90 cm 2 , or 95 cm 2 to 900 cm 2 .
상기 자성 시트의 두께는 15 ㎛ 이상, 50 ㎛ 이상, 80 ㎛ 이상, 15 ㎛ 내지 150 ㎛, 15 ㎛ 내지 35 ㎛, 또는 85 ㎛ 내지 150 ㎛일 수 있다. 이러한 자성 시트는 통상의 필름 또는 시트를 제조하는 방법으로 제조될 수 있다.The thickness of the magnetic sheet may be 15 µm or more, 50 µm or more, 80 µm or more, 15 µm to 150 µm, 15 µm to 35 µm, or 85 µm to 150 µm. Such a magnetic sheet may be manufactured by a method of manufacturing a conventional film or sheet.
상기 자성 시트의 적층체는 상기 자성 시트가 20장 이상, 또는 50장 이상 적층된 것일 수 있다. 또한 상기 자성 시트의 적층체는 상기 자성 시트가 150장 이하, 또는 100장 이하로 적층된 것일 수 있다.The stacked body of the magnetic sheet may include 20 or more magnetic sheets, or 50 or more stacked magnetic sheets. In addition, the stacked body of the magnetic sheet may be a stack of 150 or less, or 100 or less magnetic sheets.
상기 자성 블록의 두께는 1 mm 이상, 2 mm 이상, 3 mm 이상, 또는 4 mm 이상일 수 있다. 또한, 상기 자성 블록의 두께는 6 mm 이하일 수 있다. The thickness of the magnetic block may be 1 mm or more, 2 mm or more, 3 mm or more, or 4 mm or more. In addition, the thickness of the magnetic block may be 6 mm or less.
자성 소재의 자성 특성Magnetic properties of magnetic materials
상기 자성 소재는 전기 자동차의 무선충전 표준 주파수 근방에서 일정 수준의 자성 특성을 가질 수 있다. The magnetic material may have a certain level of magnetic properties in the vicinity of a standard frequency for wireless charging of an electric vehicle.
상기 전기 자동차의 무선충전 표준 주파수는 100 kHz 미만일 수 있고, 구체적으로 79 kHz 내지 90 kHz, 구체적으로 81 kHz 내지 90 kHz, 보다 구체적으로 약 85 kHz일 수 있으며, 이는 휴대폰과 같은 모바일 전자기기에 적용하는 주파수와 구별되는 대역이다.The standard frequency of wireless charging of the electric vehicle may be less than 100 kHz, specifically 79 kHz to 90 kHz, specifically 81 kHz to 90 kHz, and more specifically about 85 kHz, which is applied to mobile electronic devices such as mobile phones. It is a band that is distinguished from the frequency.
예를 들어, 상기 자성 소재의 투자율은 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 5 내지 150,000, 10 내지 150,000, 20 내지 150,000, 5 내지 300, 30 내지 300, 600 내지 3,500, 또는 10,000 내지 150,000일 수 있다. 구체적으로, 상기 자성 소재의 투자율은 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 30 내지 300, 600 내지 3,500, 또는 10,000 내지 150,000일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 자성 소재의 투자율은 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 30 내지 250, 또는 30 내지 200일 수 있다. For example, the magnetic permeability of the magnetic material may be 5 to 150,000, 10 to 150,000, 20 to 150,000, 5 to 300, 30 to 300, 600 to 3,500, or 10,000 to 150,000 in a frequency band of 79 kHz to 90 kHz. . Specifically, the magnetic permeability of the magnetic material may be 30 to 300, 600 to 3,500, or 10,000 to 150,000 in a frequency band of 79 kHz to 90 kHz. More specifically, the magnetic permeability of the magnetic material may be 30 to 250, or 30 to 200 in the frequency band of 79 kHz to 90 kHz.
또한, 상기 자성 소재의 투자손실은 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 1 내지 150,000, 1 내지 50,000, 5 내지 30,000, 10 내지 3,000, 10 내지 1,000, 100 내지 1,000, 또는 5,000 내지 50,000일 수 있다.In addition, the investment loss of the magnetic material may be 1 to 150,000, 1 to 50,000, 5 to 30,000, 10 to 3,000, 10 to 1,000, 100 to 1,000, or 5,000 to 50,000 in a frequency band of 79 kHz to 90 kHz.
구체적으로 상기 자성 소재는 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 30 내지 200의 투자율 및 10 내지 3,000의 투자손실을 가질 수 있다.Specifically, the magnetic material may have a magnetic permeability of 30 to 200 and an investment loss of 10 to 3,000 in a frequency band of 79 kHz to 90 kHz.
자성 소재의 물리적 특성Physical properties of magnetic materials
상기 고분자형 자성 소재는 일정 비율로 신장될 수 있다. 예를 들어 상기 고분자형 자성 소재의 신장율은 0.5% 이상일 수 있다. 상기 신장 특성은 고분자를 적용하지 않는 세라믹계 자성 소재에서는 얻기 어려운 것으로, 대면적의 자성 소재가 충격에 의해 뒤틀림 등이 발생하더라도 손상을 줄여줄 수 있다. 구체적으로, 상기 고분자형 자성 소재의 신장율은 0.5% 이상, 1% 이상, 또는 2.5% 이상일 수 있다. 상기 신장율의 상한에는 특별한 제한이 없으나, 신장율 향상을 위해 고분자 수지의 함량이 많아지는 경우, 자성 소재의 인턱턴스 등의 물성이 떨어질 수 있으므로, 상기 신장율은 10% 이하로 하는 것이 좋다.The polymeric magnetic material may be elongated at a predetermined ratio. For example, the elongation rate of the polymer magnetic material may be 0.5% or more. The elongation property is difficult to obtain in a ceramic-based magnetic material that does not apply a polymer, and damage can be reduced even if a large-area magnetic material is warped due to impact. Specifically, the elongation rate of the polymer magnetic material may be 0.5% or more, 1% or more, or 2.5% or more. There is no particular limitation on the upper limit of the elongation. However, when the content of the polymer resin is increased to improve the elongation rate, physical properties such as inductance of the magnetic material may be degraded, so the elongation rate is preferably set to 10% or less.
상기 자성 소재는 충격 전후의 물성 변화율이 적으며, 일반적인 페라이트 자성 시트와 비교하여 월등하게 우수하다.The magnetic material has a small rate of change of physical properties before and after impact, and is superior to general ferrite magnetic sheets.
본 명세서에서 어떤 물성의 충격 전후의 물성 변화율(%)은 아래 식으로 계산될 수 있다.In the present specification, the rate of change (%) of a property before and after impact of a property can be calculated by the following equation.
특성 변화율(%) = | 충격 전 특성 값 - 충격 후 특성 값 | / 충격 전 특성 값 x 100Characteristic change rate (%) = | Characteristic value before impact-Characteristic value after impact | / Characteristic value before impact x 100
예를 들어, 상기 자성 소재는 1 m의 높이에서 자유 낙하시켜 인가한 충격 전과 후의 인덕턴스 변화율이 5% 미만, 또는 3% 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 인덕턴스 변화율은 0% 내지 3%, 0.001% 내지 2%, 또는 0.01% 내지 1.5%일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 충격 전후의 인덕턴스 변화율이 상대적으로 적어서 자성 소재의 안정성이 보다 향상될 수 있다.For example, the magnetic material may have an inductance change rate of less than 5% or less than 3% before and after an impact applied by free fall from a height of 1 m. More specifically, the inductance change rate may be 0% to 3%, 0.001% to 2%, or 0.01% to 1.5%. When within the above range, the rate of change in inductance before and after impact is relatively small, so that the stability of the magnetic material may be further improved.
또한, 상기 자성 소재는 1 m의 높이에서 자유 낙하시켜 인가한 충격 전과 후의 품질계수(Q factor) 변화율이 0% 내지 5%, 0.001% 내지 4%, 또는 0.01% 내지 2.5%일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 충격 전후의 물성 변화가 적어서 자성 소재의 안정성과 내충격성이 보다 향상될 수 있다.In addition, the magnetic material may have a rate of change of a quality factor (Q factor) before and after the impact applied by free fall from a height of 1 m from 0% to 5%, from 0.001% to 4%, or from 0.01% to 2.5%. When within the above range, there is little change in physical properties before and after impact, so that the stability and impact resistance of the magnetic material may be more improved.
또한, 상기 자성 소재는 1 m의 높이에서 자유 낙하시켜 인가한 충격 전과 후의 저항 변화율이 0% 내지 2.8%, 0.001% 내지 1.8%, 또는 0.1% 내지 1.0%일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 실재 충격과 진동이 가해지는 환경에서 반복하여 적용하더라도 저항값이 일정 수준 이하로 잘 유지될 수 있다.In addition, the magnetic material may have a resistance change rate of 0% to 2.8%, 0.001% to 1.8%, or 0.1% to 1.0% before and after the impact applied by free fall from a height of 1 m. When within the above range, even if repeatedly applied in an environment where actual shock and vibration are applied, the resistance value can be well maintained below a certain level.
또한, 상기 자성 소재는 1 m의 높이에서 자유 낙하시켜 인가한 충격 전과 후의 충전효율 변화율이 0% 내지 6.8%, 0.001% 내지 5.8%, 또는 0.01% 내지 3.4%일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 대면적의 자성 소재가 충격이나 뒤틀림이 반복적으로 발생하더라도 물성을 보다 안정적으로 유지할 수 있다.In addition, the magnetic material may have a rate of change of charging efficiency before and after the impact applied by free fall from a height of 1 m from 0% to 6.8%, from 0.001% to 5.8%, or from 0.01% to 3.4%. When within the above range, physical properties may be more stably maintained even if the large-area magnetic material repeatedly experiences impact or distortion.
열전도성부Thermal conductive part
상기 구현예에 따른 무선충전 패드는 상기 자성 소재의 내부에 배치된 열전도성부를 포함하고, 상기 열전도성부는 망 구조를 갖는 메쉬 시트, 리본 시트 또는 복수개의 홀을 포함하는 열전도성 시트를 포함한다. The wireless charging pad according to the embodiment includes a thermally conductive portion disposed inside the magnetic material, and the thermally conductive portion includes a mesh sheet having a mesh structure, a ribbon sheet, or a thermally conductive sheet including a plurality of holes.
도 2a 내지 2d는 구현예에 따른 다양한 형태의 열전도성부를 포함하는 자성 소재(220, 220a, 220b, 220c, 220d)의 상면도를 나타낸 것이다. 2A to 2D are top views of
구체적으로 도 2a는 리본 시트(240)를 포함하는 자성 소재(220, 220a)의 상면도이고, 도 2b는 망 구조를 갖는 메쉬 시트(250)를 포함하는 자성 소재(220', 220b)의 상면도이며, 도 2c 및 2d는 복수개의 홀(260, 260')을 포함하는 열전도성 시트(270, 270')를 포함하는 자성 소재(220c, 220d)의 상면도를 나타낸 것이다.Specifically, FIG. 2A is a top view of a
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 열전도성부는 금속판 같은 기판 형태가 아닌, 자기장이 다닐 수 있도록 오픈되어 있는 구조로서, 망 구조를 갖는 메쉬 시트, 리본 시트 또는 복수개의 홀을 포함하는 열전도성 시트를 포함하며, 상기 메쉬 시트, 리본 시트 또는 열전도성 시트는 열전도도가 높은 물질이므로 자성 소재 내부에서 발생하는 열을 효과적으로 외부로 배출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the thermally conductive portion is not in the form of a substrate such as a metal plate, but is a structure that is open so that a magnetic field can travel, and includes a mesh sheet, a ribbon sheet or a thermally conductive sheet including a plurality of holes The mesh sheet, the ribbon sheet, or the thermally conductive sheet is a material having high thermal conductivity, and thus heat generated inside the magnetic material can be effectively discharged to the outside.
상기 리본 시트는 도 2a를 참조하여, 일정 간격으로 이격된 적어도 2개 이상이 포함될 수 있다. 상기 2개 이상의 리본 시트가 이격되어 포함됨으로써, 상기 자성 소재 내부에서 자기장이 원활하게 순환할 수 있으며, 열전도도가 높은 물질의 리본을 포함함으로써, 자성 소재 내부의 열을 효과적으로 배출할 수 있다. Referring to FIG. 2A, the ribbon sheet may include at least two or more spaced apart at a predetermined interval. Since the two or more ribbon sheets are spaced apart from each other, a magnetic field can be smoothly circulated inside the magnetic material, and by including a ribbon made of a material having high thermal conductivity, heat inside the magnetic material can be effectively discharged.
상기 리본 시트의 폭은 본 발명의 효과를 저해 하지 않는 한, 특별히 한정하는 것은 아니며, 예를 들어, 5 mm 내지 10 mm, 5 mm 내지 9 mm, 5 mm 내지 8 mm, 5 mm 내지 7.5 mm, 또는 8 mm 내지 10 mm의 폭을 가질 수 있다. 만일, 상기 리본 시트의 폭이 10 mm를 초과하는 경우, 자기장이 순환하는데 방해가 되어 충전 효율이 감소할 수 있으며, 상기 리본 시트의 폭이 5 mm 미만인 경우, 자성 소재 내부의 열 방출 효과가 저하될 수 있다. The width of the ribbon sheet is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, for example, 5 mm to 10 mm, 5 mm to 9 mm, 5 mm to 8 mm, 5 mm to 7.5 mm, Alternatively, it may have a width of 8 mm to 10 mm. If the width of the ribbon sheet exceeds 10 mm, the magnetic field is obstructed to circulate and the charging efficiency may decrease.If the width of the ribbon sheet is less than 5 mm, the heat dissipation effect inside the magnetic material decreases Can be.
한편, 도 2b 내지 도 2d를 참조하여, 상기 메쉬 시트 또는 상기 열전도성 시트는 자성 소재 내부에서 자기장이 원활히 순활할 수 있는 오픈된 구조인 개구(홀)을 포함할 수 있다.Meanwhile, with reference to FIGS. 2B to 2D, the mesh sheet or the thermally conductive sheet may include an opening (hole) having an open structure through which a magnetic field can be smoothly smoothed inside a magnetic material.
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 메쉬 시트 또는 상기 열전도성 시트는 자성 소재 전체 면적의 15 % 내지 30 %의 개구(홀) 면적을 가질 수 있다. 구체적으로 상기 메쉬 시트 또는 상기 열전도성 시트는 자성 소재 전체 면적의 18 % 내지 25 %의 개구(홀) 면적을 가질 수 있다. 상기 범위 내일 때, 자성 소재 내에서의 자기장 흐름이 보다 유리할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the mesh sheet or the thermally conductive sheet may have an opening (hole) area of 15% to 30% of the total area of the magnetic material. Specifically, the mesh sheet or the thermally conductive sheet may have an opening (hole) area of 18% to 25% of the total area of the magnetic material. When within the above range, the magnetic field flow in the magnetic material may be more advantageous.
상기 메쉬 시트 또는 상기 열전도성 시트는 500 ㎛ 내지 1500 ㎛, 구체적으로 700 ㎛ 내지 1200 ㎛, 더욱 구체적으로 800 ㎛ 내지 1000 ㎛의 내경을 갖는 홀을 포함할 수 있다. 상기 메쉬 시트 또는 상기 열전도성 시트가 상기 범위의 내경을 갖는 홀을 포함하는 경우, 본 발명에서 목적하는 충전 효율 및 방열 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.The mesh sheet or the thermally conductive sheet may include a hole having an inner diameter of 500 µm to 1500 µm, specifically 700 µm to 1200 µm, and more specifically 800 µm to 1000 µm. When the mesh sheet or the thermally conductive sheet includes a hole having an inner diameter within the above range, the charging efficiency and heat dissipation characteristics desired in the present invention may be further improved.
상기 열전도성부에 포함되는 리본시트, 메쉬 시트 또는 열전도성 시트의 종류는 본 발명의 목적하는 효과를 달성하는 한, 제한 없이 사용할 수 있으며, 구체적으로 열전도성 소재인 알루미늄, 구리, 은 및 금으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 금속 소재를 포함할 수 있다.The type of ribbon sheet, mesh sheet, or thermally conductive sheet included in the thermally conductive part can be used without limitation, as long as the desired effect of the present invention is achieved, and specifically composed of aluminum, copper, silver and gold, which are thermally conductive materials. It may include a metal material including at least one selected from the group.
상기 열전도성부는 자성 소재 내부의 열을 전달하기에 충분한 열전도도를 가질 수 있다. 구체적으로 상기 열전도성부의 열전도율은 230 W/m.K 내지 430 W/m.K, 237 W/m.K 내지 429 W/m.K, 237 W/m.K 내지 401 W/m.K, 230 W/m.K 내지 300 W/m.K, 또는 301 W/m.K 내지 430 W/m.K일 수 있다. The thermally conductive part may have sufficient thermal conductivity to transfer heat inside the magnetic material. Specifically, the thermal conductivity of the thermally conductive part is 230 W/mK to 430 W/mK, 237 W/mK to 429 W/mK, 237 W/mK to 401 W/mK, 230 W/mK to 300 W/mK, or 301 W/mK to 430 W/mK.
상기 열전도성부는 24 J/mol·K 내지 25.5 J/mol·K, 24.2 J/mol·K 내지 25.3 J/mol·K, 24.5 J/mol·K 내지 25.5 J/mol·K, 또는 24 J/mol·K 내지 24.5 J/mol·K의 열용량을 가질 수 있다.The thermally conductive part is 24 J/mol·K to 25.5 J/mol·K, 24.2 J/mol·K to 25.3 J/mol·K, 24.5 J/mol·K to 25.5 J/mol·K, or 24 J/ It may have a heat capacity of mol·K to 24.5 J/mol·K.
상기 열전도성부 및 상기 자성 소재의 두께비는 1 : 10 내지 250, 1 : 20 내지 200, 1 : 25 내지 100, 1 : 50 내지 150, 또는 1 : 10 내지 80일 수 있다. The thickness ratio of the thermally conductive part and the magnetic material may be 1: 10 to 250, 1: 20 to 200, 1: 25 to 100, 1: 50 to 150, or 1: 10 to 80.
또한, 상기 열전도성부 및 상기 자성 소재의 면적비는 1 : 2.3 내지 5.5, 1 : 3 내지 4.5, 1 : 2.3 내지 3.5, 또는 1 : 3.5 내지 5.5일 수 있다. In addition, the area ratio of the thermally conductive part and the magnetic material may be 1: 2.3 to 5.5, 1: 3 to 4.5, 1: 2.3 to 3.5, or 1: 3.5 to 5.5.
한편, 본 발명의 구현예에 따르면, 도 3b 및 도 3c에서 보듯이, 상기 열전도성부(390)는 상기 자성 소재(320)의 적어도 일단으로부터 길이방향으로 더 연장된 연장부(340')를 포함할 수 있다. 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 일례로서 상기 자성 소재 내부에 리본 시트를 포함하는 경우를 일례로 도시하였으나, 상술한 바와 같이 열전도성부는 상기 리본 시트 대신 망 구조를 갖는 메쉬 시트 또는 복수개의 홀을 포함하는 열전도성 시트를 포함하도록 대체될 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 3B and 3C, the thermally
또한, 도 3b 및 도 3c에서 보듯이, 열전도성부, 구체적으로 리본 시트(340), 메쉬 시트 또는 열전도성 시트는 상기 쉴드부(330)와 직접 연결되거나 외부의 냉각기(380)와 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 이때, 상기 냉각기는 공냉식 또는 수냉식으로 상기 연장부(340')를 냉각시킬 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 3B and 3C, a thermally conductive portion, specifically a
구체적으로 도 3b에서 보듯이, 리본 시트(340)는 상기 자성 소재(320)의 양단으로부터 길이방향으로 더 연장된 연장부(340')를 포함하며, 상기 연장부(340')가 쉴드부(330)와 직접 연결될 수 있다. 나아가, 외부의 냉각기(380)를 상기 쉴드부(330)와 연결시킴으로써 상기 리본 시트(340)의 연장부(340')의 온도를 효과적으로 저감시킬 수 있다. 상기 열전도성부에 포함되는 리본 시트, 메쉬 시트 또는 열전도성 시트가 상기 쉴드부 또는 외부의 냉각기와 연결되는 경우, 상기 쉴드부 또는 외부의 냉각기에 의해 리본 시트, 메쉬 시트 또는 열전도성 시트의 온도를 저감시킬 수 있고, 이에 의해 자성 소재 내부의 온도 저감은 물론 무선충전 패드의 온도를 저감시킬 수 있으므로, 발열 효과를 더욱 향상시킬 수 있다. Specifically, as shown in FIG. 3B, the
또한, 도 3c에서 보듯이, 리본 시트(340)는 상기 자성 소재(320)의 양단으로부터 길이방향으로 더 연장된 연장부(340')를 포함하고, 냉각기(380)를 상기 쉴드부(330)와 연결시키거나, 상기 연장부(340')에 직접 연결시킬 수 있다. 또한, 상기 냉각기(380)를 상기 쉴드부(330) 및 상기 연장부(340') 둘 다에 직접 연결시킬 수 있다.In addition, as shown in Fig. 3c, the
상기 냉각기(380)는 방수 및 방진을 위해 밀폐된 구조를 가지면서 상기 쉴드부(330) 및/또는 상기 연장부(340')에 연결될 수 있다. 도 3a 내지 3c에서 보듯이, 상기 냉각기(380)는 연결유로(395)를 통해 상기 쉴드부(330) 및/또는 상기 연장부(340')와 연결될 수 있다.The cooler 380 may be connected to the
한편, 상기 자성 소재에서 열이 주로 발생하는 영역은 코일(310)에 대응하는 영역이므로, 상기 열전도성부는 상기 코일이 존재하는 영역에 대응하여 배치될 수 있다. 다시 말해, 상기 열전도성부는 코일 내에서 전도성 와이어의 밀도가 적은 중앙부에는 거의 배치되지 않을 수 있다.Meanwhile, since the region in which heat is mainly generated from the magnetic material is a region corresponding to the
또한, 상기 열전도성부는 상기 코일이 존재하는 영역, 및 그 외 영역, 예를 들어 전도성 와이어의 밀도가 적은 중앙부에도 배치될 수 있다.In addition, the thermally conductive part may be disposed in a region in which the coil is present, and in other regions, for example, a central part in which the density of the conductive wire is low.
한편, 상기 열전도성부가 상기 자성 소재의 내부에 배치되는 구조는 다양하게 설계될 수 있다. Meanwhile, a structure in which the thermally conductive part is disposed inside the magnetic material may be variously designed.
일례로서, 내부에 메쉬 시트, 리본 시트 또는 복수개의 홀을 포함하는 열전도성 시트를 포함하는 열전도성부를 갖도록 몰드를 통해 고분자형 자성 소재를 성형할 수 있다. As an example, a polymer-type magnetic material may be formed through a mold so as to have a thermally conductive part including a mesh sheet, a ribbon sheet, or a thermally conductive sheet including a plurality of holes therein.
다른 예로서, 상기 열전도성부가 삽입될 내부 공간을 갖도록 몰드를 통해 고분자형 자성 소재를 성형한 뒤 상기 열전도성부를 삽입할 수 있다. 이 경우 열전도성부는 상기 열전도성 소재인 메쉬 시트, 리본 시트 또는 복수개의 홀을 포함하는 열전도성 시트를 준비한 뒤 고분자형 자성 소재 내에 삽입될 수 있다.As another example, a polymer-type magnetic material may be molded through a mold so as to have an inner space into which the thermally conductive part is inserted, and then the thermally conductive part may be inserted. In this case, the thermally conductive part may be inserted into the polymer-type magnetic material after preparing a thermally conductive material such as a mesh sheet, a ribbon sheet, or a thermally conductive sheet including a plurality of holes.
또 다른 예로서, 복수의 자성 시트 사이에 상기 열전도성부를 삽입하여 적층함으로써, 열전도성부가 삽입된 자성 시트 적층체를 제조할 수 있다.As another example, by inserting and laminating the thermally conductive portion between a plurality of magnetic sheets, a magnetic sheet laminate in which the thermally conductive portion is inserted may be manufactured.
상기 열전도성부는 상기 자성 소재의 총 부피를 기준으로 0.5 % 내지 1 %의 총 내부 부피를 가질 수 있다. 상기 범위 내일 때, 자기장 흐름이 보다 유리할 수 있다. The thermally conductive part may have a total internal volume of 0.5% to 1% based on the total volume of the magnetic material. When within this range, the magnetic field flow may be more advantageous.
[무선충전 장치][Wireless charging device]
도 3a 내지 3c는 구현예에 따른 다양한 구조의 무선충전 장치의 단면도를 나타낸 것이다.3A to 3C are cross-sectional views of various structures of wireless charging devices according to embodiments.
도 3a 내지 3c를 참조하여, 일 구현예에 따른 무선충전 장치(300a, 300b, 300c)는, 하우징(301); 상기 하우징(301) 내에 배치되고 전도성 와이어를 포함하는 코일(310); 상기 하우징(301) 내에서 상기 코일(310)의 일면 상에 배치된 쉴드부(330); 상기 코일(310)과 상기 쉴드부(330) 사이에 배치된 자성 소재(320); 및 상기 자성 소재(320)의 내부에 배치되는 열전도성부(390)를 포함한다. 또한, 상기 열전도성부(390)는 망 구조를 갖는 메쉬 시트, 리본 시트 또는 복수개의 홀을 포함하는 열전도성 시트를 포함한다. Referring to Figures 3a to 3c, the wireless charging device (300a, 300b, 300c) according to an embodiment, the
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일례로서 상기 자성 소재 내부에 리본 시트를 포함하는 경우를 일례로 도시하였으나, 상술한 바와 같이 열전도성부는 상기 리본 시트 대신 망 구조를 갖는 메쉬 시트 또는 복수개의 홀을 포함하는 열전도성 시트를 포함하도록 대체될 수 있다.3A to 3C illustrate a case in which a ribbon sheet is included in the magnetic material as an example of the present invention, but as described above, the thermally conductive part has a mesh sheet having a mesh structure or a plurality of holes instead of the ribbon sheet. It may be replaced to include a containing thermally conductive sheet.
또한, 상기 무선충전 장치(300a, 300b, 300c)는 하우징(301) 외부에 배치되고 상기 열전도성부(390)와 직접 또는 간접적으로 연결되는 냉각기(380)를 더 포함할 수 있다. Further, the
상기 열전도성부(390)는 상기 자성 소재(320)의 적어도 일단으로부터 길이방향으로 더 연장된 연장부(340')를 포함하고, 상기 연장부(340')가 상기 쉴드부(330)와 직접 연결되거나 외부의 냉각기(380)와 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있다.The thermally
한편, 도 3a 및 도 3b에서 보듯이, 상기 자성 소재에서 열이 주로 발생하는 영역은 코일에 대응하는 영역이므로, 상기 열전도성부는 상기 코일이 존재하는 영역에 대응하여 배치될 수 있다. 다시 말해, 상기 열전도성부는 코일 내에서 전도성 와이어의 밀도가 적은 중앙부에는 거의 배치되지 않을 수 있다.Meanwhile, as shown in FIGS. 3A and 3B, since a region in which heat mainly occurs in the magnetic material is a region corresponding to a coil, the thermally conductive part may be disposed corresponding to a region in which the coil is present. In other words, the thermally conductive part may be hardly disposed in the central part of the coil where the density of the conductive wire is small.
또한, 도 3c에서 보듯이 상기 열전도성부는 상기 코일이 존재하는 영역, 및 그 외 영역, 예를 들어 전도성 와이어의 밀도가 적은 중앙부에도 배치될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3C, the thermally conductive part may be disposed in a region in which the coil is present, and in other regions, for example, a central part having a low density of a conductive wire.
상기 하우징은 상기 코일, 쉴드부, 자성 소재 등의 구성 요소가 적절하게 배치되어 조립될 수 있게 한다. 상기 하우징의 재질 및 구조는 무선충전 장치에 사용되는 통상적인 하우징의 재질 및 구조를 채용할 수 있다. The housing allows components such as the coil, shield unit, and magnetic material to be properly disposed and assembled. The material and structure of the housing may be a material and structure of a conventional housing used in a wireless charging device.
상기 구현예에 따른 무선충전 장치는, 상기 코일을 지지하는 지지판을 더 포함할 수 있다. 상기 무선충전 장치의 지지판, 코일, 쉴드부, 자성 소재, 및 열전도성부의 구성 및 특징은 앞서 설명한 바와 같다.The wireless charging device according to the embodiment may further include a support plate supporting the coil. The configuration and characteristics of the support plate, coil, shield part, magnetic material, and thermal conductive part of the wireless charging device are as described above.
또한 상기 구현예에 따른 무선충전 장치는, 상기 쉴드부와 자성 소재 간의 공간을 확보하기 위한 스페이서를 더 포함할 수 있다. 상기 스페이서의 재질 및 구조는 무선충전 장치에 사용되는 통상적인 하우징의 재질 및 구조를 채용할 수 있다.In addition, the wireless charging device according to the embodiment may further include a spacer for securing a space between the shield unit and the magnetic material. The material and structure of the spacer may be a material and structure of a conventional housing used in a wireless charging device.
상기 무선충전 장치는, 무선충전 패드에 사용되는 자성 소재의 내부에 망 구조를 갖는 메쉬 시트, 리본 시트 또는 복수개의 홀을 포함하는 열전도성 시트를 포함하는 열전도성부를 포함함으로써 자성 소재 내에서 발생하는 열을 쉽게 방출할 수 있다.The wireless charging device is generated in the magnetic material by including a thermally conductive part including a mesh sheet, a ribbon sheet, or a thermally conductive sheet including a plurality of holes in the interior of the magnetic material used for the wireless charging pad. Heat can be easily released.
따라서 상기 무선충전 패드 및 이의 구조를 채용하는 무선충전 장치는, 송신기와 수신기 간의 대용량의 전력 전송을 요구하는 전기 자동차 등에 유용하게 사용될 수 있다.Accordingly, the wireless charging pad and the wireless charging device employing the structure thereof can be usefully used in an electric vehicle that requires a large amount of power transmission between a transmitter and a receiver.
[전기 자동차][Electric car]
도 6은 전기 자동차에 적용된 무선충전 장치를 나타낸 것이다.6 shows a wireless charging device applied to an electric vehicle.
상기 무선충전 장치(655)는 상기 전기 자동차(600)의 하부에 구비될 수 있다.The
일 구현예에 따른 전기 자동차는 무선충전 장치를 포함하는 전기 자동차로서, 상기 무선충전 장치가 상기 하우징 내에 배치되고 전도성 와이어를 포함하는 코일; 상기 하우징 내에서 상기 코일의 일면 상에 배치된 쉴드부; 상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된 자성 소재; 및 상기 자성 소재의 내부에 배치된 열전도성부를 포함한다. An electric vehicle according to an embodiment is an electric vehicle including a wireless charging device, wherein the wireless charging device is disposed in the housing and includes a coil including a conductive wire; A shield part disposed on one surface of the coil in the housing; A magnetic material disposed between the coil and the shield part; And a thermally conductive part disposed inside the magnetic material.
또한, 상기 열전도성부는 망 구조를 갖는 메쉬 시트, 리본 시트 또는 복수개의 홀을 포함하는 열전도성 시트를 포함할 수 있다. In addition, the thermally conductive portion may include a mesh sheet having a network structure, a ribbon sheet, or a thermally conductive sheet including a plurality of holes.
상기 전기 자동차는 상기 하우징 외부에 배치되고 상기 열전도성부와 직접 또는 간접적으로 연결되는 냉각기를 더 포함할 수 있다. The electric vehicle may further include a cooler disposed outside the housing and directly or indirectly connected to the thermally conductive part.
상기 전기 자동차에 포함되는 무선충전 장치의 각 구성요소들의 구성 및 특징은 앞서 설명한 바와 같다.The configuration and characteristics of each component of the wireless charging device included in the electric vehicle are as described above.
상기 무선충전 장치의 냉각기로서 상기 전기 자동차에 기본적으로 구비되는 냉각 설비를 이용할 수 있다.A cooling facility basically provided in the electric vehicle may be used as a cooler of the wireless charging device.
예를 들어, 상기 냉각기는 자동차 에어컨을 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 6에서 보듯이, 전기 자동차(600)의 내부에 구비된 에어컨이 냉각기(680)로서 이용되고, 무선충전 장치(655)의 열전도성부의 연장부 및/또는 쉴드부와 연결된 연결유로(695)와 상기 에어컨이 연결될 수 있다. 이에 따라, 별도의 냉각기를 제작하지 않더라도, 효과적인 방열이 가능할 수 있다.For example, the cooler may include an automobile air conditioner. Specifically, as shown in FIG. 6, the air conditioner provided inside the
상기 전기 자동차는 상기 무선충전 장치로부터 전력을 전달받는 배터리를 더 포함할 수 있다. 상기 무선충전 장치는 무선으로 전력을 전송받아 상기 배터리에 전달하고, 상기 배터리는 상기 전기 자동차의 구동계에 전력을 공급할 수 있다. 상기 배터리는 상기 무선충전 장치 또는 그 외 추가적인 유선충전 장치로부터 전달되는 전력에 의해 충전될 수 있다. The electric vehicle may further include a battery that receives power from the wireless charging device. The wireless charging device may receive power wirelessly and transmit power to the battery, and the battery may supply power to a drive system of the electric vehicle. The battery may be charged by power transmitted from the wireless charging device or other additional wired charging device.
또한 상기 전기 자동차는 충전에 대한 정보를 전기 자동차용 무선 충전 시스템의 송신기에 전달하는 신호 전송기를 더 포함할 수 있다. 이러한 충전에 대한 정보는 충전 속도와 같은 충전 효율, 충전된 정도 등일 수 있다. In addition, the electric vehicle may further include a signal transmitter for transmitting information on charging to a transmitter of a wireless charging system for an electric vehicle. Information on such charging may include charging efficiency such as charging speed, charging degree, and the like.
상기 무선충전 장치는 상기 자동차의 하부에 구비될 수 있다.The wireless charging device may be provided under the vehicle.
도 7은 무선충전 장치가 적용된 전기 자동차를 나타낸 것이다.7 shows an electric vehicle to which a wireless charging device is applied.
상기 전기 자동차는 전기 자동차용 무선 충전 시스템이 구비된 주차 구역에서 무선으로 충전될 수 있다. The electric vehicle may be wirelessly charged in a parking area equipped with a wireless charging system for an electric vehicle.
도 6을 참조하여, 일 구현예에 따른 전기 자동차(700)는, 상기 구현예에 따른 무선충전 장치를 수신기(720)로 포함한다. Referring to FIG. 6, an
상기 무선충전 장치는 전기 자동차(700)의 무선충전의 수신기로 역할하고 무선충전의 송신기(730)로부터 전력을 공급받을 수 있다.The wireless charging device serves as a receiver for wireless charging of the
100, 500 : 무선충전 패드
110, 310, 510 : 코일
120, 220, 220', 220a, 220b, 220c, 220d, 320, 520 : 자성 소재
130, 330, 530 : 쉴드부
240, 340 : 리본 시트 250 : 메쉬 시트
190, 390 : 열전도성부 270, 270' : 열전도성 시트
170: 지지판
260, 260': 홀(hole)
301 : 하우징
340' : 연장부
300a, 300b, 300c, 655 : 무선충전 장치 380, 680 : 냉각기
395, 695 : 연결유로
401 : 원료 조성물 402 : 사출 성형기 403 : 몰드
600, 700 : 전기 자동차 720 : 수신기 730 : 송신기100, 500: wireless charging pad
110, 310, 510: coil
120, 220, 220', 220a, 220b, 220c, 220d, 320, 520: magnetic material
130, 330, 530: shield part
240, 340: ribbon sheet 250: mesh sheet
190, 390: thermally
170: support plate
260, 260': hole
301: housing
340': extension
300a, 300b, 300c, 655:
395, 695: connecting euros
401: raw material composition 402: injection molding machine 403: mold
600, 700: electric vehicle 720: receiver 730: transmitter
Claims (22)
상기 코일의 일면 상에 배치된 쉴드부;
상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된 자성 소재; 및
상기 자성 소재의 내부에 배치된 열전도성부를 포함하고,
상기 열전도성부가 망 구조를 갖는 메쉬 시트, 리본 시트 또는 복수개의 홀을 포함하는 열전도성 시트를 포함하는, 무선충전 패드.
A coil including a conductive wire;
A shield part disposed on one surface of the coil;
A magnetic material disposed between the coil and the shield part; And
Including a thermally conductive portion disposed inside the magnetic material,
A wireless charging pad comprising a mesh sheet, a ribbon sheet, or a thermally conductive sheet including a plurality of holes in the thermally conductive portion having a network structure.
상기 메쉬 시트 또는 상기 열전도성 시트가 자성 소재 전체 면적의 15 % 내지 30 %의 개구(홀) 면적을 갖는, 무선충전 패드.
The method of claim 1,
The wireless charging pad, wherein the mesh sheet or the thermally conductive sheet has an opening (hole) area of 15% to 30% of the total area of the magnetic material.
상기 메쉬 시트 또는 상기 열전도성 시트가 500 ㎛ 내지 1500 ㎛의 내경을 갖는 홀을 포함하는, 무선충전 패드.
The method of claim 3,
The mesh sheet or the thermally conductive sheet comprises a hole having an inner diameter of 500 ㎛ to 1500 ㎛, wireless charging pad.
상기 리본 시트가 일정 간격으로 이격된 적어도 2개 이상을 포함하고, 5 mm 내지 10 mm의 폭을 갖는, 무선충전 패드.
The method of claim 1,
The ribbon sheet includes at least two or more spaced at a predetermined interval, and has a width of 5 mm to 10 mm, wireless charging pad.
상기 코일의 일면 상에 배치된 쉴드부;
상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된 자성 소재; 및
상기 자성 소재의 내부에 배치된 열전도성부를 포함하고,
상기 열전도성부가 230 W/m.K 내지 430 W/m.K의 열전도율을 갖는, 무선충전 패드.
A coil including a conductive wire;
A shield part disposed on one surface of the coil;
A magnetic material disposed between the coil and the shield part; And
Including a thermally conductive portion disposed inside the magnetic material,
The wireless charging pad, wherein the thermal conductive part has a thermal conductivity of 230 W/mK to 430 W/mK.
상기 코일의 일면 상에 배치된 쉴드부;
상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된 자성 소재; 및
상기 자성 소재의 내부에 배치된 열전도성부를 포함하고,
상기 열전도성부가 24 J/mol·K 내지 25.5 J/mol·K의 열용량을 갖는, 무선충전 패드.
A coil including a conductive wire;
A shield part disposed on one surface of the coil;
A magnetic material disposed between the coil and the shield part; And
Including a thermally conductive portion disposed inside the magnetic material,
The wireless charging pad, wherein the thermally conductive portion has a heat capacity of 24 J/mol·K to 25.5 J/mol·K.
상기 코일의 일면 상에 배치된 쉴드부;
상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된 자성 소재; 및
상기 자성 소재의 내부에 배치된 열전도성부를 포함하고,
상기 열전도성부 및 상기 자성 소재의 두께비가 1 : 10 내지 250인, 무선충전 패드.
A coil including a conductive wire;
A shield part disposed on one surface of the coil;
A magnetic material disposed between the coil and the shield part; And
Including a thermally conductive portion disposed inside the magnetic material,
The thickness ratio of the thermally conductive part and the magnetic material is 1: 10 to 250, the wireless charging pad.
상기 코일의 일면 상에 배치된 쉴드부;
상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된 자성 소재; 및
상기 자성 소재의 내부에 배치된 열전도성부를 포함하고,
상기 열전도성부 및 상기 자성 소재의 면적비가 1 : 2.3 내지 5.5인, 무선충전 패드.
A coil including a conductive wire;
A shield part disposed on one surface of the coil;
A magnetic material disposed between the coil and the shield part; And
Including a thermally conductive portion disposed inside the magnetic material,
The area ratio of the thermally conductive part and the magnetic material is 1: 2.3 to 5.5, the wireless charging pad.
상기 열전도성부가 상기 자성 소재의 적어도 일단으로부터 길이방향으로 더 연장된 연장부를 포함하는, 무선충전 패드.
The method according to any one of claims 1 and 6 to 9,
The wireless charging pad, wherein the thermally conductive portion includes an extension portion further extending in a longitudinal direction from at least one end of the magnetic material.
상기 연장부가 상기 쉴드부와 직접 연결되거나 외부의 냉각기와 직접 또는 간접적으로 연결되는, 무선충전 패드.
The method of claim 10,
The wireless charging pad, wherein the extension part is directly connected to the shield part or directly or indirectly connected to an external cooler.
상기 냉각기가 공냉식 또는 수냉식으로 상기 연장부를 냉각시키는, 무선충전 패드.
The method of claim 11,
The wireless charging pad cooling the extension by the cooler air-cooled or water-cooled.
상기 열전도성부가 알루미늄, 구리, 은 및 금으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 금속 소재를 포함하는, 무선충전 패드.
The method according to any one of claims 1 and 6 to 9,
A wireless charging pad comprising a metal material including at least one selected from the group consisting of aluminum, copper, silver, and gold in the thermally conductive part.
상기 열전도성부가 상기 코일이 존재하는 영역에 대응하여 배치되는, 무선충전 패드.
The method according to any one of claims 1 and 6 to 9,
The wireless charging pad, wherein the thermally conductive part is disposed corresponding to a region in which the coil is present.
상기 자성 소재가 몰드에 의해 입체 구조로 형성되는, 무선충전 패드.
The method according to any one of claims 1 and 6 to 9,
The magnetic material is formed in a three-dimensional structure by a mold, wireless charging pad.
A wireless charging device comprising a wireless charging pad and a housing including any one of claims 1 and 6 to 9.
상기 하우징 외부에 배치되고 상기 열전도성부와 직접 또는 간접적으로 연결되는 냉각기를 더 포함하는, 무선충전 장치.
The method of claim 16,
The wireless charging device further comprises a cooler disposed outside the housing and directly or indirectly connected to the thermally conductive part.
상기 열전도성부가 상기 자성 소재의 적어도 일단으로부터 길이방향으로 더 연장된 연장부를 포함하고,
상기 연장부가 상기 쉴드부와 직접 연결되거나 외부의 냉각기와 직접 또는 간접적으로 연결되는, 무선충전 장치.
The method of claim 18,
The thermally conductive portion includes an extension portion further extending in the longitudinal direction from at least one end of the magnetic material,
The wireless charging device, wherein the extension part is directly connected to the shield part or directly or indirectly connected to an external cooler.
An electric vehicle comprising the wireless charging device of claim 16.
상기 하우징 외부에 배치되고 상기 열전도성부와 직접 또는 간접적으로 연결되는 냉각기를 더 포함하며,
상기 냉각기가 자동차 에어컨을 포함하는, 전기 자동차.The method of claim 20,
Further comprising a cooler disposed outside the housing and directly or indirectly connected to the thermally conductive part,
The electric vehicle, wherein the cooler comprises an automotive air conditioner.
Priority Applications (6)
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