KR102620134B1 - Inductive wireless charging system and method - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 복수의 차량을 효과적으로 충전시킬 수 있는 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 차량의 도어 일측에 1차 공명체와 타측의 2차 공명체로 구성된 공명체를 구비하여 충전소로부터 차량을 충전하는 충전모듈; 및 차량의 공명체와 상기 차량에 인접한 타 차량의 공명체 사이의 유도성 전원 공급을 위해 충전모듈의 위치 또는 각도를 조절하는 모터부;를 포함하고, 차량은 충전소로부터 전원을 공급받아 공명체를 이용하여 연속적으로 인접한 타 차량에 전원 송수신이 가능한 것을 특징으로 하는 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 충전부의 개폐 및 커넥팅이 필요 없어 충전 시 편의성이 확보되는 이점이 있고, 1 대 다수의 충전이 가능하게 되어 충전소 부족 문제를 해결하고 충전 효율성이 증가되는 이점이 있으며, 추가적인 비용 투입 없이 저비용으로 충전 인프라를 확대할 수 있는 이점이 있다.
The present invention relates to a door-to-door inductive wireless charging system and method, and particularly to a door-to-door inductive wireless charging system and method that can effectively charge a plurality of vehicles. The present invention provides a charging module for charging a vehicle from a charging station by providing a resonant body composed of a primary resonant body on one side of the door of the vehicle and a secondary resonant body on the other side; and a motor unit that adjusts the position or angle of the charging module to supply inductive power between the resonant body of the vehicle and the resonant body of another vehicle adjacent to the vehicle. The vehicle receives power from the charging station and uses the resonant body to continuously It provides a door-to-door inductive wireless charging system that is capable of transmitting and receiving power to other adjacent vehicles.
According to the present invention, there is the advantage of ensuring convenience when charging because there is no need to open, close, and connect the charging unit, and by enabling one-to-many charging, the problem of insufficient charging stations is solved and charging efficiency is increased, and additional costs are incurred. There is an advantage in being able to expand the charging infrastructure at low cost.

Description

도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템 및 방법{INDUCTIVE WIRELESS CHARGING SYSTEM AND METHOD}Door-to-door inductive wireless charging system and method {INDUCTIVE WIRELESS CHARGING SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 복수의 차량을 효과적으로 충전시킬 수 있는 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a door-to-door inductive wireless charging system and method, and particularly to a door-to-door inductive wireless charging system and method that can effectively charge a plurality of vehicles.

친환경 자동차(전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등)에는 모터 구동을 위한 배터리가 장착되는데, 배터리는 통상적으로 유선을 이용한 플러그인 충전방식 또는 급속충전방식 등으로 충전을 하고 있다.Eco-friendly vehicles (electric vehicles, hybrid electric vehicles, etc.) are equipped with a battery to drive the motor, and the battery is usually charged using a wired plug-in charging method or a fast charging method.

최근에는 무선전력전송 시스템을 활용해서 차량의 고전압배터리를 충전하는 방식이 개발되고 있는데, 무선전력 전송은 전선으로부터 자유를 추구하기 위해 개발된 기술로 크게 자기유도방식, 자기공명방식, 전자기파방식으로 구분할 수 있다.Recently, a method of charging a vehicle's high-voltage battery using a wireless power transmission system has been developed. Wireless power transmission is a technology developed to pursue freedom from wires and can be broadly divided into magnetic induction, magnetic resonance, and electromagnetic wave methods. You can.

자기공명방식이나 전자기파방식의 경우 충전 가능 거리가 길다는 장점이 있으나, 전력 손실이 크다는 문제점이 있었다. 자기유도방식은 비복사 특성과 비공진기를 활용한 기술로 전력 송신부 코일에서 자기장을 발생시키면, 그 자기장의 영향으로 수신부 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용한 방식이다.The magnetic resonance method or electromagnetic wave method has the advantage of a long charging distance, but has the problem of large power loss. The magnetic induction method is a technology that utilizes non-radiative characteristics and non-resonators. It uses the principle of electromagnetic induction, in which when a magnetic field is generated in the coil of the power transmitter, electricity is induced in the coil of the receiver under the influence of the magnetic field.

이와 관련, 종래의 한국공개특허 제10-2017-0051100호(차량 무선 충전 시스템의 자기장 제어 시스템 및 방법)는 차량의 자기장을 측정하여 무선으로 충전하는 기술을 개시하고 있다.In this regard, the existing Korean Patent Publication No. 10-2017-0051100 (Magnetic field control system and method for vehicle wireless charging system) discloses a technology for wireless charging by measuring the magnetic field of a vehicle.

다만 종래의 기술은 차량이 완충되더라도 이동하지 않는 경우 충전이 불가하고, 여전히 충전 공간이 부족한 문제점이 있다.However, the conventional technology has the problem that charging is not possible if the vehicle is not moving even if it is fully charged, and charging space is still insufficient.

한국공개(등록)특허 제10-2017-0051100호Korea Publication (Registered) Patent No. 10-2017-0051100

본 발명은 충전 공간이 제한된 주차 영역에서 완충 차량이 이동하지 않더라도 충전이 가능한 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a door-to-door inductive wireless charging system that allows charging even when a fully charged vehicle does not move in a parking area with limited charging space.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 충전소로부터 전원을 공급받아 차량을 충전하는 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템에 있어서, 차량의 도어 일측에 1차 공명체와 타측의 2차 공명체로 구성된 공명체를 구비하여 충전소로부터 차량을 충전하는 충전모듈; 및 차량의 공명체와 차량에 인접한 타 차량의 공명체 사이의 유도성 전원 공급을 하는 충전모듈의 위치 또는 각도를 조절하는 모터부;를 포함하고, 차량은 충전소로부터 전원을 공급받아 공명체를 이용하여 연속적으로 인접한 타 차량에 전원 송수신이 가능한 것을 특징으로 하는 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템을 제공하는 것을 일 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a door-to-door inductive wireless charging system that charges a vehicle by receiving power from a charging station, and is provided with a resonator composed of a primary resonator on one side of the door of the vehicle and a secondary resonator on the other side. A charging module that charges the vehicle from the charging station; And a motor unit that adjusts the position or angle of the charging module that supplies inductive power between the vehicle's resonant body and the resonant body of another vehicle adjacent to the vehicle. The vehicle receives power from the charging station and continuously uses the resonant body. One feature is to provide a door-to-door inductive wireless charging system that is capable of transmitting and receiving power to other adjacent vehicles.

바람직하게, 충전모듈은 인접한 타 차량이 소정의 거리 이상으로 멀어지는 경우 충전소와 유선으로 연결될 수 있다. Preferably, the charging module can be connected to the charging station by wire when other adjacent vehicles move away from each other by a predetermined distance or more.

바람직하게, 차량이 인접한 타 차량과 소정의 거리 이상으로 멀어지는 경우 각 차량 사이에 무선으로 전원을 전달할 수 있는 중간매개체;를 더 포함할 수 있다.Preferably, when the vehicle moves away from other adjacent vehicles by a predetermined distance or more, an intermediate medium capable of wirelessly transmitting power between each vehicle may be further included.

바람직하게, 중간 매개체는, 차량의 주차 공간 영역에 설치되어 주차 여부를 감지하도록 방지턱으로 이루어진 터치 센서; 또는 차량의 주차 공간 하부에 설치되어 차량의 무게를 감지하는 무게 센서; 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.Preferably, the intermediary includes: a touch sensor installed in the parking space area of the vehicle and consisting of a bump to detect whether or not the vehicle is parked; Or a weight sensor installed at the bottom of the vehicle's parking space to detect the weight of the vehicle; It may further include at least one of the following.

또한 본 발명은, 충전소로부터 전원을 공급받아 차량을 충전하는 도어 투 도어 유도성 무선 충전 방법에 있어서, 차량의 충전모듈이 1차 공명체를 통해 충전을 하면서 인접한 차량이 있는지 판단하는 단계; 인접한 차량이 있는 경우 2차 공명체를 이용하여 무선 전원을 송출하는 단계; 및 차량 또는 인접한 차량에서 초당 충전량을 판단하여 공명체에 연결된 모터부를 구동하는 단계;를 포함하는 도어 투 도어 유도성 무선 충전 방법을 제공하는 것을 다른 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a door-to-door inductive wireless charging method for charging a vehicle by receiving power from a charging station, including the steps of determining whether there is an adjacent vehicle while the charging module of the vehicle is charging through a primary resonator; Transmitting wireless power using a secondary resonator when there is an adjacent vehicle; and determining the charging amount per second in the vehicle or an adjacent vehicle and driving the motor unit connected to the resonant body. Another feature is to provide a door-to-door inductive wireless charging method including a step.

바람직하게, 모터부가 공명체의 x축, y축 또는 z축 중 적어도 어느 하나를 회전시키며 초당 충전량을 변화시키는 단계; 및 초당 충전량이 소정의 설정값 이상이 되는 경우 모터부가 고정되는 단계;를 포함할 수 있다.Preferably, the motor unit rotates at least one of the x-axis, y-axis, or z-axis of the resonant body and changes the charging amount per second; and fixing the motor unit when the charging amount per second is greater than a predetermined set value.

바람직하게, 차량의 충전이 완료 된 후 요금을 정산하는 단계;를 더 포함하고, 요금은, 연속적으로 배열되어 인접한 차량이 위치한 순서(n)에 따라 (충전요금)= (전력금액)*(충전전력)*(충전저감율)^n 으로 계산될 수 있다.Preferably, it further includes the step of settling the fee after the charging of the vehicle is completed, and the fee is arranged sequentially according to the order (n) in which adjacent vehicles are located (charging fee) = (electricity amount) * (charge It can be calculated as: power)*(charge reduction rate)^n.

전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 충전부의 개폐 및 커넥팅이 필요 없어 충전 시 편의성이 확보되는 이점이 있다.According to the present invention having the above-described configuration, there is an advantage in ensuring convenience during charging by eliminating the need for opening, closing, and connecting the charging unit.

또한 본 발명은, 1 대 다수의 충전이 가능하게 되어 충전소 부족 문제를 해결하고 충전 효율성이 증가되는 이점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of solving the problem of insufficient charging stations and increasing charging efficiency by enabling one-to-many charging.

또한 본 발명은, 추가적인 비용 투입 없이 저비용으로 충전 인프라를 확대할 수 있는 이점이 있다.Additionally, the present invention has the advantage of being able to expand charging infrastructure at low cost without investing additional costs.

또한 본 발명은, 도로 내 무선 충전 모듈의 설치 비용이 과다하게 발생하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.Additionally, the present invention has the advantage of preventing excessive installation costs of wireless charging modules on the road.

도 1은 종래의 무선 충전 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 충전모듈의 내부 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템의 원리를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 충전소와 차량 간 유선 커넥팅 방식을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 중간매개체가 없는 경우 충전하는 방식의 일실시예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 중간매개체가 없는 경우 충전하는 방식의 다른 실시예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 중간매개체의 방지턱 센싱 타입(a)과 무게 센싱 타입(b)을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 중간매개체의 상세 구조를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 도어 투 도어 유도성 무선 충전 방법의 순서 중 충전량을 높이는 단계의 순서도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 충전 효율 증대를 위해 모터부와 충전모듈의 구동을 나타낸다.
Figure 1 shows a conventional wireless charging system.
Figure 2 shows a door-to-door inductive wireless charging system of the present invention.
Figure 3 shows the internal configuration of the charging module of the present invention.
Figure 4 shows the principle of the door-to-door inductive wireless charging system of the present invention.
Figure 5 shows a wired connection method between a charging station and a vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 shows an example of a charging method in the absence of an intermediate medium according to the present invention.
Figure 7 shows another embodiment of the charging method in the absence of an intermediate medium of the present invention.
Figure 8 shows the bump sensing type (a) and weight sensing type (b) of the intermediate medium of the present invention.
Figure 9 shows the detailed structure of the intermediate of the present invention.
Figure 10 shows a flowchart of the step of increasing the charging amount in the door-to-door inductive wireless charging method of the present invention.
Figure 11 shows the operation of the motor unit and the charging module to increase charging efficiency according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the exemplary embodiments. The same reference numerals in each drawing indicate members that perform substantially the same function.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The purpose and effect of the present invention can be naturally understood or become clearer through the following description, and the purpose and effect of the present invention are not limited to the following description. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of known techniques related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

도 1은 종래의 무선 충전 시스템을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 도 1(a)의 종래의 무선 충전 시스템은 하단부에 무선 수신 충전 장치를 설치하여 무선 충전하는 방법을 이용한다. 도 1(b)는 급전 레일을 통해 이동중인 차량의 충전이 가능한 충전 시스템을 나타낸다.Figure 1 shows a conventional wireless charging system. Referring to FIG. 1, the conventional wireless charging system of FIG. 1(a) uses a wireless charging method by installing a wireless reception charging device at the bottom. Figure 1(b) shows a charging system capable of charging a moving vehicle through a power supply rail.

다만 도 1(a)의 경우 종래의 시스템은 단일 차량에 대해서만 충전이 가능하고 전기 발신 장치와 거리가 매우 가까워야 하는 단점이 있고, 도 1(b)의 경우 기존의 설치된 도로에 호환적으로 설치를 하는 것이 아닌 신규로 무선 충전용 도로를 설치해야 하는 단점이 있다.However, in the case of Figure 1(a), the conventional system can only charge a single vehicle and has the disadvantage of having to be very close to the electric transmitting device, and in the case of Figure 1(b), it can be installed compatible with existing roads. There is a disadvantage of having to install a new wireless charging road rather than installing a new wireless charging road.

도 2는 본 발명의 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템을 나타낸다. 도 2를 참조하면, 종래의 도 1과 같은 시스템에서 갖는 문제점을 개선하기 위해 차량 간 무선 충전이 가능한 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템을 나타낸다.Figure 2 shows a door-to-door inductive wireless charging system of the present invention. Referring to FIG. 2, a door-to-door inductive wireless charging system capable of wireless charging between vehicles is shown to improve the problems of the conventional system as shown in FIG. 1.

충전소로부터 전원을 공급받아 차량을 충전하는 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템에 있어서, 차량의 도어 일측에 1차 공명체와 타측의 2차 공명체로 구성된 공명체를 구비하여 충전소로부터 차량을 충전하는 충전모듈; 및 차량의 공명체와 차량에 인접한 타 차량의 공명체 사이의 유도성 전원 공급을 하는 충전모듈의 위치 또는 각도를 조절하는 모터부;를 포함하고, 차량은 충전소로부터 전원을 공급받아 공명체를 이용하여 연속적으로 인접한 타 차량에 전원 송수신이 가능한 것을 특징으로 하는 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템을 제공한다.A door-to-door inductive wireless charging system that charges a vehicle by receiving power from a charging station, comprising: a charging module that has a resonating body composed of a primary resonating body on one side of the door of the vehicle and a secondary resonating body on the other side to charge the vehicle from the charging station; And a motor unit that adjusts the position or angle of the charging module that supplies inductive power between the vehicle's resonant body and the resonant body of another vehicle adjacent to the vehicle. The vehicle receives power from the charging station and continuously uses the resonant body. A door-to-door inductive wireless charging system is provided, which is capable of transmitting and receiving power to other adjacent vehicles.

도 2(a)를 참조하면, 충전모듈은 도어 양측에 공명체를 포함하는데 일측에 1차 공명체와 타측에 2차 공명체를 포함할 수 있다. 각 공명체는 전원을 송신 또는 수신하는 역할을 수행할 수 있다. 또한 모터부는 이러한 공명체의 위치 또는 각도를 조절하여 인접한 공명체와의 전력효율을 조절할 수 있다.Referring to FIG. 2(a), the charging module includes resonating bodies on both sides of the door, and may include a primary resonating body on one side and a secondary resonating body on the other side. Each resonant body can perform the role of transmitting or receiving power. Additionally, the motor unit can adjust the power efficiency with adjacent resonating bodies by adjusting the position or angle of these resonating bodies.

충전소에서 충전을 하는 경우, 충전소(2차공명체)에 별도의 조작 없이 근접하게 되는 경우 무선 충전이 가능해진다. 충전소 부족 및 완충 상태 임에도 충전소에 차가 있는 경우를 개선하기 위해, 공명체를 가지고 있는 차량의 경우, 다른 인접한 차량에게는 또 다른 공명체가 되어 차의 개수에 맞춰 충전소를 확보할 필요가 없다.When charging at a charging station, wireless charging becomes possible when the charging station (secondary resonant body) is approached without any additional manipulation. In order to improve the case where there is a car at the charging station even though the charging station is insufficient and fully charged, a vehicle with a resonating body becomes another resonating body for other adjacent vehicles, so there is no need to secure a charging station according to the number of cars.

도 3은 본 발명의 충전모듈의 내부 구성을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 충전소로 부터 전자기 유도를 통한 무선 충전 방식으로, 차량 도어 내부에 급전 코일이 설치 되어 있고, 이 코일은 전력 송신을 위해 차량 배터리 까지 연결되어 있다.Figure 3 shows the internal configuration of the charging module of the present invention. Referring to Figure 3, in a wireless charging method through electromagnetic induction from a charging station, a power supply coil is installed inside the vehicle door, and this coil is connected to the vehicle battery for power transmission.

충전 코일 모듈은 다양한 차종과의 전력 송수신 시 면적 손실을 최소화 하기 위해 좌우,상하로 충전 최적화 면적을 찾게 도울 수 있는 모터부가 부착되어 있다. 도 3(a)는 각 모터의 움직임에 따라 코일을 움직일 수 있는 구조를 나타내고, 도 3(b)는 측면 이동 모터가 구동되는 경우 충전모듈이 전개되는 모습을 나타낸다.The charging coil module is equipped with a motor unit that can help find the optimal charging area left, right, and top and bottom to minimize area loss when transmitting and receiving power with various vehicle types. Figure 3(a) shows a structure that can move the coil according to the movement of each motor, and Figure 3(b) shows the charging module being deployed when the lateral movement motor is driven.

도 4는 본 발명의 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템의 원리를 나타낸다. 도 4 를 참조하면, 본 기술인 자기공명방식을 이용한 충전방식을 보여주는데, 측면에 별도로 마련된 충전소를 2차 공명체로 이용한 무선전력전송장치로 사용될 수 있음을 보여준다. 하나의 공명체에서 자기장을 발생 및 송신하면, 다른 공명체에서 자기장의 수신으로 전력이 공급될 수 있는 것이다. 즉, 자기공명 방식을 이용한 내용으로 한쪽 코일에서 교류자기장을 발생시키면, 다른 쪽 코일에서 이것을 받아 전원을 만들 수 있다. 다만, 자기공명 방식에만 한정되는 내용은 아니고, 이 외에도 무선으로 충전하는 무선 전력 전송이 적용되는 기술에는 모두 적용될 수 있다.Figure 4 shows the principle of the door-to-door inductive wireless charging system of the present invention. Referring to Figure 4, it shows a charging method using the magnetic resonance method, which is the present technology, and shows that it can be used as a wireless power transmission device using a charging station separately provided on the side as a secondary resonator. When a magnetic field is generated and transmitted from one resonant body, power can be supplied by receiving the magnetic field from another resonant body. In other words, using the magnetic resonance method , if an alternating magnetic field is generated in one coil, this can be received by the other coil to create power. However, it is not limited to the magnetic resonance method, and can be applied to any technology that uses wireless power transmission for wireless charging.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 충전소와 차량 간 유선 커넥팅 방식을 나타낸다. 충전모듈은 인접한 타 차량이 소정의 거리 이상으로 멀어지는 경우 충전소와 유선으로 연결될 수 있다.Figure 5 shows a wired connection method between a charging station and a vehicle according to an embodiment of the present invention. The charging module can be connected to the charging station by wire when other nearby vehicles move away from each other by more than a predetermined distance.

도 5의 경우 1차 공명체의 충전 효율 증대를 위한 방안으로써 충전소와 1차 차량 간 충전을 기존과 동일하게 커넥팅 방식을 사용하여 충전될 수 있음을 보여준다.In the case of Figure 5, it shows that charging between the charging station and the primary vehicle can be done using the same connecting method as before, as a way to increase the charging efficiency of the primary resonator.

도 6은 본 발명의 중간매개체가 없는 경우 충전하는 방식의 일 실시예를 나타낸다. 차량이 인접한 타 차량과 소정의 거리 이상으로 멀어지는 경우 각 차량 사이에 무선으로 전원을 전달할 수 있는 중간매개체;를 더 포함할 수 있다.Figure 6 shows an example of a charging method in the absence of an intermediate medium of the present invention. It may further include an intermediary that can wirelessly transmit power between each vehicle when the vehicle moves away from other adjacent vehicles by a predetermined distance or more.

중간매개체는 거리에 따른 전달 전력의 손실이 생기는 경우를 보완하기 위한 것으로 차량이 중간매개체에 해당될 수도 있고 인접한 차량이 없는 경우 이를 보완하는 역할을 할 수 있다. 다만 이러한 중간매채체가 없는 경우 도 6(a) 내지 도 6(d)와 같이 전력손실을 보충할 수 있다. The intermediary is intended to compensate for the loss of transmitted power due to distance. A vehicle may be an intermediary, or it can play a role in compensating for this when there are no adjacent vehicles. However, if there is no such intermediate medium, power loss can be compensated as shown in FIGS. 6(a) to 6(d).

중간 매개체는, 차량의 주차 공간 영역에 설치되어 주차 여부를 감지하도록 방지턱으로 이루어진 터치 센서; 또는 차량의 주차 공간 하부에 설치되어 차량의 무게를 감지하는 무게 센서; 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.The intermediate medium includes a touch sensor installed in the parking space area of the vehicle and consisting of a bump to detect whether the vehicle is parked; Or a weight sensor installed at the bottom of the vehicle's parking space to detect the weight of the vehicle; It may further include at least one of the following.

도 6(a)의 경우, 연속되는 차량이 없는 경우 충전 도중 중간 차량이 빠지는 경우가 있다. 이 경우, 거리에 비례해 충전 효율이 떨어지기 때문에, 차량 내부에 장착된 와이어로 별도 커넥팅을 통해 충전 효율을 유지 할 수 있다.In the case of Figure 6(a), if there are no consecutive vehicles, the middle vehicle may be removed during charging. In this case, because charging efficiency decreases in proportion to distance, charging efficiency can be maintained through separate connection with a wire installed inside the vehicle.

도 6(b)의 경우, 충전 도중 중간 차량이 빠지는 경우가 있다. 이 경우, 거리에 비례해 충전 효율이 떨어지기 때문에, 주차장에 별도로 마련된 중간 매개체를(공명체) 주차장 하부에서 올라오도록 작동시켜 충전 효율을 높일 수 있다. 중간 매개체의 경우 무게 감지 센서를 통해 작동한다. 해당 중간 매개체의 경우 코일로만 이루어져 있기 때문에 별도 충전소를 설치하는 비용보다 훨씬 설치 비용이 저렴하다.In the case of Figure 6(b), there are cases where the middle vehicle falls out during charging. In this case, since charging efficiency decreases in proportion to the distance, charging efficiency can be increased by operating an intermediate medium (resonator) separately provided in the parking lot to rise from the bottom of the parking lot. In the case of an intermediate medium, it operates through a weight detection sensor. Since the intermediate medium consists only of coils, the installation cost is much lower than the cost of installing a separate charging station.

도 6(c)의 경우, 충전 도중 중간 차량이 빠지는 경우가 있다. 이 경우, 거리에 비례해 충전 효율이 떨어지기 때문에, 주차장에 별도로 마련된 중간 매개체를(공명체) 주차장 하부에 포개져 있다가 전개되도록 작동시켜 충전 효율을 높일 수 있다. 중간 매개체의 경우 무게 감지 센서를 통해 작동한다. 해당 중간 매개체의 경우 코일로만 이루어져 있기 때문에 별도 충전소를 설치하는 비용보다 훨씬 설치 비용이 저렴하다.In the case of Figure 6(c), there are cases where the middle vehicle is disconnected during charging. In this case, since charging efficiency decreases in proportion to the distance, charging efficiency can be increased by operating an intermediary (resonant material) separately provided in the parking lot that is stacked at the bottom of the parking lot and then deployed. In the case of an intermediate medium, it operates through a weight detection sensor. Since the intermediate medium consists only of coils, the installation cost is much lower than the cost of installing a separate charging station.

도 6(d)의 경우, 충전 도중 중간 차량이 빠지는 경우가 있다. 이 경우, 거리에 비례해 충전 효율이 떨어진다. 이경우 충전소와 차량 시스템간 지속적인 충전량에 대한 정보를 모니터링 한다. 중간 차량이 빠져서 충전량이 일정 수준이상 떨어지게 되면 차량 내부 자동 주차 기능을 이용하여 차량을 빈 곳으로 이동하여 차량을 충전소와 가까운 위치에 위치시켜 충전이 지속될 수 있도록 할 수 있다.In the case of Figure 6(d), there are cases where the middle vehicle falls out during charging. In this case, charging efficiency decreases in proportion to the distance. In this case, information about the continuous charging amount between the charging station and the vehicle system is monitored. If the intermediate vehicle is removed and the charging level drops below a certain level, the automatic parking function inside the vehicle can be used to move the vehicle to an empty space and place the vehicle close to the charging station so that charging can continue.

도 7은 본 발명의 중간매개체가 없는 경우 충전하는 방식의 다른 실시예를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 충전 도중 중간 차량이 빠지는 경우가 있다. 이 경우, 거리에 비례해 충전 효율이 떨어지기 때문에, 차량이 인접 할 수 있도록 차량을 인접 하도록 붙여줘야 할 필요성이 있다. 따라서 본 가드레일 타입의 경우에는 충전소를 이용하도록 레일이 충분한 폭을 가지고 있어야 한다. Figure 7 shows another embodiment of the charging method in the absence of an intermediate medium of the present invention. Referring to FIG. 7, there are cases where the middle vehicle falls out during charging. In this case, because charging efficiency decreases in proportion to distance, there is a need to place vehicles adjacent to each other so that they can be adjacent to each other. Therefore, in the case of this guardrail type, the rail must be wide enough to use the charging station.

또한 가드레일 작동 시 필요한 차량만 움직일 수 있도록 주차 되어 있는 차량의 경우 리프트를 이용해 레일 위에 바퀴가 닿지 않도록 띄워져 있으며, 이동이 필요한 차량에 한해 레일에 안착되어 내려와 이동 할 수 있게 된 구조이다In addition, parked vehicles are raised on the rail using a lift so that only necessary vehicles can move when the guardrail is activated, and only vehicles that need to be moved are seated on the rail and can come down and move.

도 8은 본 발명의 중간매개체의 방지턱 센싱 타입(a)과 무게 센싱 타입(b)을 나타낸다. 중간 매개체는, 차량의 주차 공간 영역에 설치되어 주차 여부를 감지하도록 방지턱으로 이루어진 터치 센서; 또는 차량의 주차 공간 하부에 설치되어 차량의 무게를 감지하는 무게 센서; 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.Figure 8 shows the bump sensing type (a) and weight sensing type (b) of the intermediate medium of the present invention. The intermediate medium includes a touch sensor installed in the parking space area of the vehicle and consisting of a bump to detect whether the vehicle is parked; Or a weight sensor installed at the bottom of the vehicle's parking space to detect the weight of the vehicle; It may further include at least one of the following.

차량간 간격을 축소하기 위해 코일과 덮개로만 이루어져 있는 외형이 있다. 방지턱 내에 있는 터치 센서, 바닥에 있는 무게 감지 센서로 해당 주차 공간에 차량의 유무를 파악하여 작동 된다. 차량이 없는 경우 실린더 모터에 의해 올라가는 방식과 서로 포개어져 바닥면에 위치해 있다가 모터를 이용해 날개처럼 펴지는 방식이 있다.In order to reduce the gap between vehicles, it has an appearance that consists only of a coil and a cover. It operates by detecting the presence or absence of a vehicle in the parking space using a touch sensor located within the bump and a weight sensor located on the floor. When there is no vehicle, there is a method where they are raised by a cylinder motor and a method where they are placed on top of each other on the floor and then spread like wings using a motor.

도 9는 본 발명의 중간매개체의 상세 구조를 나타낸다. 도 9(a)를 참조하면, 충전 측으로부터 무선충전 전력을 전달하기 위해 와이어링이 반대측과 연결되어 있다. 내장되어 있는 배터리의 경우 중간 충전 매개체의 작동 및 센서를 작동을 위함이다. 배터리의 충전의 경우에는 중간 매개체 작동시 전달하는 전력의 일부를 저장하는 방식이다. Figure 9 shows the detailed structure of the intermediate of the present invention. Referring to Figure 9(a), wiring is connected to the opposite side to transmit wireless charging power from the charging side. In the case of the built-in battery, it is for the operation of the intermediate charging medium and the sensor. In the case of battery charging, a part of the power transmitted during the operation of the intermediate medium is stored.

도 9(b)를 참조하면, 차량이 없는 경우에만 전개가 되어야 하므로, 차량이 없는 경우 바닥면 아래쪽으로 내려가 있다가 차량이 빠지는 경우 센서 감지를 통해 작동한다. 작동 방식은 아래에서 바로 올라오는 방식과 서로 포개어져 바닥면에 위치해 있다가 차량 부재 시 펼쳐질 수 있다.Referring to Figure 9(b), since it must be deployed only when there is no vehicle, it goes down to the bottom of the floor when there is no vehicle and operates through sensor detection when the vehicle leaves. The operating method is one that comes up directly from the bottom, and that they are stacked on top of each other and located on the floor, and can be unfolded when the vehicle is not present.

이하 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템을 통해 무선 충전하는 방법에 대해 도 10 및 도 11과 더불어 설명한다.Hereinafter, a method of wireless charging through a door-to-door inductive wireless charging system will be described along with FIGS. 10 and 11.

도 10은 본 발명의 도어 투 도어 유도성 무선 충전 방법의 순서 중 충전량을 높이는 단계의 순서도를 나타낸다. 도어 투 도어 유도성 무선 충전 방법은 크게 인접한 차량 여부를 판단하는 단계, 무선 전원을 송출하는 단계, 충전량을 높이는 단계를 포함할 수 있다. 충전소로부터 전원을 공급받아 차량을 충전하는 도어 투 도어 유도성 무선 충전 방법에 있어서, 차량의 충전모듈이 1차 공명체를 통해 충전을 하면서 인접한 차량이 있는지 판단하는 단계; 인접한 차량이 있는 경우 2차 공명체를 이용하여 무선 전원을 송출하는 단계; 및 차량 또는 인접한 차량에서 초당 충전량을 판단하여 공명체에 연결된 모터부를 구동하는 단계;를 포함할 수 있다.Figure 10 shows a flowchart of the step of increasing the charging amount in the door-to-door inductive wireless charging method of the present invention. The door-to-door inductive wireless charging method may largely include determining whether a vehicle is adjacent, transmitting wireless power, and increasing the charging amount. A door-to-door inductive wireless charging method for charging a vehicle by receiving power from a charging station, comprising: determining whether there is an adjacent vehicle while the charging module of the vehicle is charging through a primary resonator; Transmitting wireless power using a secondary resonator when there is an adjacent vehicle; and determining the charging amount per second in the vehicle or an adjacent vehicle and driving the motor unit connected to the resonant body.

도 10을 참조하면, 본 발명의 도어 투 도어 유도성 무선 충전 방법의 순서 중 충전량을 높이는 단계의 순서도를 나타내는데, 모터부가 공명체의 x축, y축 또는 z축 중 적어도 어느 하나를 회전시키며 초당 충전량을 변화시키는 단계; 및 초당 충전량이 소정의 설정값 이상이 되는 경우 모터부가 고정되는 단계;를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, a flowchart of the step of increasing the charging amount in the door-to-door inductive wireless charging method of the present invention is shown, where the motor unit rotates at least one of the x-axis, y-axis, or z-axis of the resonant body to increase the charging amount per second. Steps to change; and fixing the motor unit when the charging amount per second is greater than a predetermined set value.

초기 초당 충전량을 측정하고 x축을 회전시키며 x축에 대한 최대 초당 충전량 위치를 확인한 후 x축 위치를 고정시킨다. z축과 y축에 대해서도 x축과 동일한 방법으로 회전시켜 최대 초당 충전량을 만족하는 각각의 z축, y축의 위치를 설정할 수 있다.Measure the initial charge amount per second, rotate the x-axis, check the maximum charge amount per second on the x-axis, and then fix the x-axis position. By rotating the z-axis and y-axis in the same way as the x-axis, you can set the positions of each z-axis and y-axis that satisfy the maximum charging amount per second.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 충전 효율 증대를 위해 모터부와 충전모듈의 구동을 나타낸다. 도 11을 참조하면, 거리가 가까워 질수록 충전 효율이 높기 때문에, 이를 증대 하기 위한 방안으로써 각 차량의 충전 모듈을 가까이 붙이는 기술이다. Figure 11 shows the operation of the motor unit and the charging module to increase charging efficiency according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 11, since charging efficiency increases as the distance becomes closer, this is a technology that brings the charging modules of each vehicle closer together as a way to increase this.

주차 상태가 되면 충전모듈이 앞서 설명한 측면 모터를 통해 전개 된다. 내부 구조상 직 체결이 불가한 경우 기어를(락 & 피니언 / 웜) 이용해 좀더 원활한 패치지를 구성할 수 있다.When in the parking state, the charging module is deployed through the side motor described above. If direct fastening is not possible due to the internal structure, gears (lock & pinion / worm) can be used to create a more smooth patch.

차종 마다 도어 위치, 높이가 상이 하다. 뿐만 아니라 동일 차종이라도 주차위치에 따라 서로 마주 보는 도어의 위치가 달라 질 수 있다. 이는 충전 시, 면적 효율이 중요한 무선 충전에서는 취약점이 될 수 있기에 이 부분을 본 기술 구현으로 보완할 수 있다.The door position and height are different for each vehicle model. In addition, even for the same vehicle model, the positions of doors facing each other may vary depending on the parking location. This can be a vulnerability in wireless charging, where area efficiency is important, so this can be supplemented by implementing this technology.

마지막으로 차량의 충전이 완료 된 후 요금을 정산하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 요금은, 연속적으로 배열되어 인접한 차량이 위치한 순서(n)에 따라 (충전요금)= (전력금액)*(충전전력)*(충전저감율)^n 으로 계산될 수 있다.Finally, a step of settling the fee after charging of the vehicle is completed may be further included. The charge can be calculated as (charging charge)=(electricity amount)*(charging power)*(charging reduction rate)^n according to the order (n) in which adjacent vehicles are arranged sequentially.

정산의 실시예는 차량마다 충전 효율이 동일하다는 가정하에 다음과 같이 계산 될 수 있다.An embodiment of settlement can be calculated as follows, assuming that the charging efficiency is the same for each vehicle.

충전소 1번째 차량 : 충전 요금 = (전력 금액) * (충전시 소모 전력), 충전소 2번째 차량 : 충전 요금 = (전력 금액) * (충전시 소모 전력) * (충전 저감율), 충전소 N번째 차량 : 충전 요금 = (전력 금액) * (충전시 소모 전력) * (충전 저감율)^(N)으로 계산될 수 있다.1st vehicle at charging station: Charging fee = (electricity amount) * (power consumed when charging), 2nd vehicle at charging station: Charging fee = (power amount) * (power consumed when charging) * (charging reduction rate), Nth vehicle at charging station: Charging fee = (power amount) * (power consumed when charging) * (charge reduction rate)^(N).

보다 정확한 금액 산정을 위해서는 차와 충전소간 지속적인 통신을 통해서, 하기와 같은 계산 식으로 산정할 수 있다. In order to calculate the amount more accurately, it can be calculated using the following calculation formula through continuous communication between the car and the charging station.

충전 요금 = (전력 금액) * (충전시 소모 전력), 충전시 소모 전력의 경우 타차량 무선 충전 전력+ 충전소 전력 을 통한 금액이기 때문에 정확한 산출이 어렵다. Charging fee = (electricity amount) * (power consumed when charging). In the case of charging power consumption, it is difficult to calculate accurately because the amount is calculated from the wireless charging power of other vehicles + charging station power.

따라서, 전력 충전량 = (차량별 충전 효율 계수)*(충전 시 소모 전력) 이므로 충전 요금은 최종적으로, 충전 요금 = (전력 금액)*(전력 충전량)/(차량별 충전 효율 계수)으로 계산될 수 있다.Therefore, since the power charge amount = (charging efficiency coefficient for each vehicle)*(power consumed when charging), the charging fee can be finally calculated as charging charge = (power amount)*(power charge amount)/(charging efficiency coefficient for each vehicle). there is.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.Although the present invention has been described in detail through representative embodiments above, those skilled in the art will understand that various modifications can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. will be. Therefore, the scope of rights of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the patent claims described later, but also by all changes or modified forms derived from the claims and the concept of equivalents.

Claims (7)

충전소로부터 전원을 공급받아 차량을 충전하는 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템에 있어서,
상기 차량의 도어 일측에 1차 공명체와 타측의 2차 공명체로 구성된 공명체를 구비하여 상기 충전소로부터 상기 차량을 충전하는 충전모듈; 및
상기 차량의 공명체와 상기 차량에 인접한 타 차량의 공명체 사이의 유도성 전원 공급을 하는 충전모듈의 위치 또는 각도를 조절하는 모터부;
상기 차량이 인접한 타 차량과 소정의 거리 이상으로 멀어지는 경우 각 차량 사이에 무선으로 전원을 전달할 수 있는 중간매개체; 를 포함하고,
상기 차량은 상기 충전소로부터 전원을 공급받아 상기 공명체를 이용하여 연속적으로 인접한 타 차량에 전원 송수신이 가능하고,
상기 중간 매개체는,
상기 차량의 주차 공간 영역에 설치되어 주차 여부를 감지하도록 방지턱으로 이루어진 터치 센서; 또는
상기 차량의 주차 공간 하부에 설치되어 상기 차량의 무게를 감지하는 무게 센서; 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템.
In a door-to-door inductive wireless charging system that charges a vehicle by receiving power from a charging station,
a charging module for charging the vehicle from the charging station by providing a resonating body composed of a primary resonating body on one side of the door of the vehicle and a secondary resonating body on the other side; and
a motor unit that adjusts the position or angle of a charging module that supplies inductive power between the resonant body of the vehicle and the resonant body of another vehicle adjacent to the vehicle;
An intermediary that can wirelessly transmit power between each vehicle when the vehicle moves away from other adjacent vehicles by a predetermined distance or more; Including,
The vehicle receives power from the charging station and can continuously transmit and receive power to other adjacent vehicles using the resonant body,
The intermediary is,
A touch sensor installed in the parking space area of the vehicle and consisting of a bump to detect whether the vehicle is parked; or
a weight sensor installed below the parking space of the vehicle to detect the weight of the vehicle; A door-to-door inductive wireless charging system comprising at least one of the following.
제 1 항에 있어서,
상기 충전모듈은 인접한 타 차량이 소정의 거리 이상으로 멀어지는 경우 상기 충전소와 유선으로 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 도어 투 도어 유도성 무선 충전 시스템.
According to claim 1,
A door-to-door inductive wireless charging system, wherein the charging module can be connected to the charging station by wire when another adjacent vehicle moves away by a predetermined distance or more.
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