KR20120049268A - 전자식 위치결정 보조 장치를 포함하는 차량 유도 충전 시스템 - Google Patents

전자식 위치결정 보조 장치를 포함하는 차량 유도 충전 시스템 Download PDF

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Abstract

주요 청구항은, 이동의 단점, 에너지 소비에 의한 마찰 및 탄성 구성, 기능적인 안전도 및 마모의 단점 없이 90% 이상의 효율을 갖는 에너지 전달을 보증하기 위하여, 인디케이터 또는 운동학적 또는 기계적 보조수단의 보조 없이, 구조물에 고정된 일차측 코일에 대하여, 자기 안내(self-guiding), 차량 내 이차측 코일의 전자식 위치결정을 가능하도록 하는 시스템을 포함한다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 작동 준비의 완전한 패키지 형태로 구조물에 설치되는 하나의 설치물로서, 전기적인 접속이 이루어지는 편평한 베이스불로, 구조물의 코일 하우징은 이용된 물질의 선택, 표면 및 내부 서포트(supports)에 의해 전자장치의 하우징, 반사 요소 및 냉각 요소의 역할을 충족하며, 레트로피트(retrofitted)될 수 있다. 차량은 승객 및 화물을 수송하기 위해 이용될 수 있는 것으로서, 운전자에 의해 조향될 수 있거나 운전자 없이 작동될 수 있는 것이며, 예컨대 클리닝 영역을 위한 것, 시골의 보호를 위한 것, 또는 인트랄로지스틱스(intralogistics)를 위한 것이 될 수 있다.

Description

전자식 위치결정 보조 장치를 포함하는 차량 유도 충전 시스템{SYSTEM FOR INDUCTIVELY CHARGING VEHICLES, COMPRISING AN ELECTRONIC POSITIONING AID}
본 발명은 차량 유도 충전 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량을 유도 충전하기 위한 시스템의 전자식 위치결정 보조 장치에 관한 것이다.
제출일의 순서로 선행기술 문헌을 기술하면 아래와 같다.
- DE000004236286A1(국제특허분류(IPC): H02J 7/00, 출원인: Daimler, 출원일: 1992년 10월 28일)에는, 강성 레버를 통한 코일 상승 기능, 센서에 의해 제어되는 1차 코일 운동에 대해 기재되어 있다.
- 일본공개특허 평09-017666(JP000009017666AA)(IPC: H01F 38/14, 출원인: Toyoda, 출원일: 1995년 6월 28일)에는, 스토퍼와 변위 장치(displacement device)를 갖는 기계식 위치결정 보조 장치에 대해 기재되어 있다.
- 일본공개특허 평08-265992(JP000008265992AA)(IPC: H02J 17/00, 출원인: Toyoda, 출원일: 1995년 3월 24일)에는, 충전 전류를 검출하는 것에 의해 미세한 위치 결정을 수행하는 기계식 위치결정 보조 장치에 대해 기재되어 있다.
- US5850135(IPC: H02M 10/44, 출원인: Sumitomo, 출원일: 1997년 1월 30일)에는, 차량의 전단부에 대한 기계식 위치결정 보조 장치, 코일 결합의 다양한 운동학적 형태, 시각적인 접속 또는 휠 안내를 통한 위치결정, 운동학적인 다양한 운동학적인 방법들에 대해 기재되어 있다. IPC 기호 H02M 10/44는 2009.1. 버전(version)에서는 찾을 수 없다. 또한 JP000009017666AA를 참조하건대 어떠한 판(edition)/버전(version)에서도 찾을 수 없다. 찾을 수 있었던 것은 조사 분류: H01M 10/46, 충전 장치(충전 회로 H02J 7/00)와 기계적으로 결합된 저장 배터리이다. 인용된 문헌은 Denso에 의해 1981년 10월 21일 제출된 일본공개특허 소58-69404(JP000058069404AA)를 포함하나, 측방 또는 수직의 위치결정을 위한 어떠한 보조 장치도 갖지 않는다. 휠 스토퍼만 개시되어 있다.
- 일본공개특허 2003-079006(JP002003079006AA)(IPC: B60L 11/18, 출원인: Yokohama, 출원일: 2001년 9월 3일)에는, 주어진 바의 고정된 트랙 폭을 가정하여 오직 위치결정 보조 수단으로서, 스토퍼를 갖는 고정 코일 홈에 대해 기재되어 있다.
- 일본공개특허 2006-345588(JP002006345588AA)(IPC: B60L 5/00, 출원일: Matsushita, 출원일: 2005년 6월 7일)에는, 반복적인 방법으로 코일 결합을 위한 운동학적인 위치결정이 이루어지는 기술에 대해 기재되어 있다.
- 일본공개특허 2007-159359(JP002007159359AA)(IPC: B60L 11/18, 출원인: Sumitomo, 출원일: 2005년 12월 8일)에는, 전자기파를 통한 위치결정 및 근접 통신과 운동학적 위치결정 보조 장치에 대해 기재되어 있다.
- EP000001930203A1(IPC: B60L 11/18, 출원인: Toyota, 출원일: 2006년 8월 31일, 일본공개특허 2007-097345(JP002007097345AA)로 일본에서 2005년 9월 29일 출원)에서는, 비디오 특히 특정 백업(backup) 카메라에 의한 주차 보조, 목표 표면을 확인하기 위해 사용자 입력에 의한 위치결정 프로세스의 초기화, 충전 스테이션의 식별 및 주관적 비디오 식별과 추가적인 신호에 의한 위치결정, 코일 결합을 위한 이동 보조 장치, 상세히 설명되지는 않았지만 주차된 차량이 충전 장치를 가지는지에 대한 인지, 미세한 위치결정의 수동 확인에 대해 기재되어 있다. 작동상태 인지와 관련해서는 기재되어 있지 않다.
- DE102007033654A1(IPC: H02J 17/00, H01F 38/14, 출원인: SEW, 출원일: 2007년 7월 17일)에는, 휠 로드(load)를 통해 초기화되는 휠 상승, 강성 레버에 의한 결합, 그루브(groove)에 의한 위치결정에 대해 기재되어 있다.
상기한 공개문헌 및 그 밖의 공개물은 능동적인 운동에 의한 위치결정 보조, 강성 또는 운동학적으로 위치결정되는 에너지 전달 유닛과 관련된 정적인 휠 안내 요소를 통한 수동적인 위치결정, 또는 수동적인 비디오 선택, 즉 주관적인 위치결정뿐만 아니라 비디오 신호 및 인간 비디오 식별을 이용하는 전자식 위치결정 보조 등에 관해 다루고 있으나, 순수 전자식, 즉 전자동 또는 반자동 위치결정의 선택이 가능한 전자동 코일 위치결정 등에 관해서는 기술하고 있지 않다.
운동학은 기계적인 일, 즉 에너지 소비, 마모 및 기능적인 위험성을 내포하고 있다. 충전 측에 대한 위치 변환기의 고정된 간격 두기는 차량 측에 대한 높은 표준화 노력을 내포하고 있다. 이러한 방법으로 얻어지는 최적의 위치결정 결과는 극대화된 에너지 전달 효율을 가능하게 하지만, 이는 기계적인 위치결정의 에너지 입력과 생산, 설치 및 유지에 높은 비용으로 상쇄된다.
비디오 기반 위치결정 보조, 또는 광학적 수단에 의한 조망 또는 위치추적은 적절한 조명 조건과 운전자의 주의 및 판단 능력에 의존적이다. 불충분한 조명 및 역광 조명은 인지 오류로 이어진다. 이미지 프로세싱을 통한 거리 인지 및 위치 결정은 또한 레이더만큼 정밀하지 않다.
더욱이, 서로 다른 공급기(provider)의 코일을 확인하기 위해, 또는 일련의 비 점유 코일들 중 하나의 코일이 작동을 위해 준비가 되었는지를 확인하기 위해, 운전자가 창문을 통해 관찰하는 것이 필수적인 중요한 일이고, 따라서 이는 모니터를 보는 것으로 대체될 수 없다. 작동상태 표시나 서로 다른 공급기들이 반드시 비디오 이미지상에서 식별될 수 있는 것은 아니다.
비디오 식별에 있어서, 모니터상에 시야로서 디스플레이되는 차량 주변의 환경에서 코일을 선택하기 위해 운전자는 실재하는 형상과 모니터 이미지 사이의 연결성을 확립해야 한다. 또한 눈을 주변의 서로 다른 창문과 모니터 사이에서 앞뒤로 이동시켜야 하고, 이는 귀찮고 오류 발생이 쉬운 일이다.
청구항 1에 따른 발명은 시스템과 수명-사이클 비용, 작동 위험성, 인간 사용자 오류, 가장 광범위할 수 있는 사용자 간섭 회피에 의한 기술적인 부조화-민감성, 기계적인 일 및 마찰, 및 추가적이고 오류 발생이 쉬운 센서류와 운전 지원 시스템을 줄이는 것이다.
전자식 위치결정 보조 장치는 충분한 충전 위치에 대해 정밀하고 보편적이며 모든 충전 스테이션 및 차량들에 대해 동일한 안내 방식을 가능하게 한다. 또한 지상 위에 설치된 코일 하우징은 그것의 특징적인 반사 성질과 시각적인 표시들로 인해 확인을 위해 이용되고, 동시에 차량 저부에 설치된 이차측 코일로부터 충분히 작은 수직 거리가 설정될 수 있게 해준다.
청구항 1에 따른 유도 충전 스테이션용 전자식 위치결정 보조 장치는 충전 케이블로 수동 충전하는 것에 비해 보다 많은 사용자 편의성을 제공하면서 기능적인 안전성과 사용자 확신을 제공한다. 또한 기후 조건, 오염 및 운전자 숙련도, 지식 및 기술과는 독립적으로 항상 신뢰성 있게 작동한다. 따라서, 차량이 공공 전력망(public power network)에 훨씬 높은 빈도로 연결될 수 있게 된다. 충전과 에너지 피드백 모두를 위해서이다. 이는 보다 가능성 있는 대중 현상(mass phenomenon)으로 e-모빌리티(e-mobility)의 광범위한 돌파구를 제공하고, 피크 부하 주기 동안 그리드의 변동을 보상하기 위해 차량 배터리의 가용성을 보증하기 쉽도록 한다.
지상에서 주목을 받지 못하는 설치물은 반달리즘(vandalism) 또는 심미적인 물체의 대상을 제공하지 않는다. 주차 차량에 의한 에너지 및 데이터 전달의 차폐는 오용 및 간섭을 방지한다. 프로세스 동안 충전 기술이 상당히 접근하기 어렵기 때문에서가 아니라 유도 기반의 프로토콜의 낮은 전파에 기인하는 것이다. 또한 접근의 어려움과 차량 외측의 이동 부품들의 배제는 상해의 위험성을 감소시킨다.
실시예 2에 따른 발명의 구성은 다음과 같다.
이점을 제공하는 본 발명의 구성이 실시예 2로 구체화된다. 청구항 2에 따른 다양한 실시예는 레이더를 기반으로 하는 센서의 높은 정밀성과 간섭 면제의 이용을 가능하게 한다. 레이더 센서는 근거리계에서 거리 제어 및 장애물 검출을 위한 경우에서 널리 사용되고 있으며, 따라서 추가적인 비용도 발생하지 않는다. 또한 이들은 구성 및 기능의 통합뿐만 아니라 센서 융합을 증가시키기 때문에 주차 보조를 위해 규칙적으로 이용되고 있으며, 따라서 반자동 주차를 위해 존재하는 시스템들이 이용될 수 있다.
궤도 계산 및 컴퓨터 기반의 스티어링 명령(steering commands) 변환뿐만 아니라 센서 기반의 거리 측정과 물체 위치 측정 역시 차량의 위치결정을 위해 충분히 이용될 수 있다. 조향각과 휠 회전을 검출함에 의해 달성되는 정밀도는 개략적인 위치결정에 충분하다. 추가적인 인디케이터들(indicators)이 생략될 수 있다.
내비게이션 시스템 및 음성 입력과 연계하여 이루어지는 레이더 위치 측정은, 올바른 코일로 자동 안내하고 운전자는 피드백 요구를 확인만 하면 되기 때문에, 터치스크린 상의 입력보다 항상 빠르다. 데이터베이스 항목과 함께 사용자 프로필(user profile)의 사전 설정은, 예를 들어, 주어진 공급기의 규정되거나 바람직한 코일들 또는 차폐된 코일들로 항상 운전할 수 있게 해준다.
간단한 실시예에서, 주차 프로세스 또한, 이전의 전자 코일 위치측정 없이도, 충전 표면에 대한 수동의 개략적인 위치결정과 활성화된 미세 위치결정, 바람직하게는 코일 웨이크-업(wake-up) 모드로의 스위칭에 의해, 예를 들어 가정의 차고에서도 이루어질 수 있으며, 반대로의 이동, 걷는 속도 아래로의 감속, 또는 급격한 조향각 발생이 있을 때, 주차 보조를 위한 작동 단계에서와 같이, 차량은 반자동적으로 정밀하게 위치 결정된다.
이는 레이더 센서 없이도 차량에 대한 접근이 용이하면서 정밀한 코일 결합을 가능하게 한다. 더욱이 이는 시스템 비용을 낮추게 되며, 전기 모빌리티(electric mobility)의 시험 단계에서 컴퓨터 차량을 위한 규칙이 되기 쉽다. 고정 코일은 레트로피트 키트(retrofit kit)으로서 지상 위에 설치되거나, 대응되는 트랙 마킹(track marking)을 가지면서 지하에 설치될 수 있다. 후자는 플로어 클리닝(floor cleaning) 및 윈터 서비스(winter service)를 용이하게 해준다. 지하의 변형은 어떠한 경우에서는 레이더 위치 측정을 위해 보다 덜 적합할 수 있으며, 보다 큰 코일 거리를 가질 수 있다.
청구항 4에 따른 발명의 구성은 다음과 같다.
청구항 4에 따른 발명의 구성에 의해, 통풍 슬롯을 갖는 고정된 코일 하우징은 명확히 식별 가능한 물체가 되고, 주변의 램프(ramp) 형성은 레이더가 지원하는 노면 차량에 기인하는 정적 및 동적 하중의 충분한 강도, 높은 수준의 유지성(integrity), 레이더 웨이브(radar waves)를 위한 충분한 방사 투과성을 제공한다.
이와 같은 외관상의 시각적 램프 요소(ramp element)는 내부의 반사 상승 에지부(reflection rising edge)를 커버한다. 이것은 반사 패턴이 모방 또는 간섭되는 것을 어렵게 한다. 충전 디스크는 표시부와 더불어 버튼이나 어떠한 외부 연결요소를 갖지 않으며, 상부가 약간 라운드 되어 있으면서(rounded) 매력적인 형상을 갖는 완전히 밀봉된 몸체가 된다. 내부 LED 발광은 위치 결정 램프, 작동상태 표시 및 주변 조명의 기능을 제공한다.
청구항 4에 따른 발명의 설계로 인해, 고정된 코일 하우징의 하부 파트(bottom part)는 원주의 오목한 상승 에지부를 통해 거리를 보상하는 리플렉터가 되고, 그 위치에서 그렇지 않은 통상의 것보다 보다 높은 강도의 깨끗한 신호를 반사하게 되며, 차량과 코일 하우징의 설치 위치 사이의 기울기에 따라, 리플렉터가 보다 큰 허용 범위 내에서 감소되는 특징적인 신호 패턴을 리턴시키면서, 신호가 도달각과는 독립적으로 차량의 감지 시스템(sensory system)으로 피드백된다.
일부 장소에서 시각적으로 명확한 코일 마킹(coil marking)은 모든 에너지 공급기에 대한 정보를 제공하고, 충전 위치결정을 명확하게 해준다. 운전자에 의한 시각적인 식별은, 전자식 위치결정이 이용되지 않는다면, 일렬의 몇몇 비 점유 코일들 중 어떠한 하나가 선택될 수 있다면, 또는 운전자가 정해진 공급기로부터 코일을 이용하고자 하거나 네거티브(negative)한 작동상태 표시를 갖는 코일을 피하고자 한다면, 이미지 프로세싱에 의해 대체될 수 없다. 이러한 목적을 위해서는 차량과 유사하게 마킹을 갖는 코일이 설치된다. 이는 바람직하게는 프로듀서의 이니셜과 일련의 숫자들로 구성된다.
도 1은 본 발명에서 승용차를 예로 하여 차량과 에너지 소스를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에서 승용차를 예로 하여 차량(4)이 충전을 위해 에너지 소스(3) 위로 위치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 에너지 소스에서 지상 아래로 위치되는 에너지 공급 라인을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 코일(1)과 함께 유도 요소(3)의 하우징, 전력 전자장치(5), 팬(6) 및 에너지 공급 라인을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 추가적인 전자 구성부(5)의 배치 및 그 위의 와인딩(winding)과 함께 스테이션 측 코일(1)을 도시한 개략 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 에어 샤프트(air shafts)를 갖는 일차측 하우징과 냉각 팬을 위한 방수된 설치 공간, 내압 하우징 램프를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서 스플래쉬-워터프루프(splash-waterproof) 공급 샤프트(supply shaft) 및 플라이 스크린(7)을 갖는 빗물 배출 구조를 나타내는 도면이다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하기로 한다.
차량(4)이 임의의 방향에서 유도 디스크(3)에 접근하면 레이더의 자동 검색 모드, 사전 설정에 의해 활동화되는 검색 모드, 또는 수동으로 활성화되는 검색 모드에 의해 지상에 설치된 충전 코일을 자동으로 인식하게 된다. 사전 설정에 있어서는 사용자가 작업장이나 쇼핑 장소와 같이 빈번히 찾는 목적지 근처에서 검색 모드의 자동 활성화가 이루어지도록 정의할 수 있다. 또는 사용자가 레이더 위치 결정의 이용 없이 단순히 시각적인 접근에 의해 코일 위로 운전한다.
내비게이션 시스템에 의한 타당성 비교는 그것의 데이터베이스 항목에 따라 가까운 주변에서 모든 충전 디스크를 연속적으로 검사할 수 있다. 또한 상응하는 리턴 채널(return channel)을 갖는 텔레매틱스 옵션(preferred telematics option)이 차량에 제공되어 있는 경우, 단순한 운전자 지시에 따라 내비게이션 시스템은 운전자를 가장 가까운 충전 스테이션 또는 다음의 비 점유 충전 스테이션으로 안내할 수 있다.
근접 위치에서 타당성 비교를 수행하면서, 비 점유 충전 스테이션의 경우에 있어서는 두 가지 옵션이 있을 수 있다. 하나는 운전자가 내비게이션 시스템을 통해 충전 스테이션의 오퍼레이터(operator)와 전력 데이터에 관한 정보를 수신하는 것이다. 다른 하나는 일치되는 데이터베이스 목록이 없는 경우 또는 복수의 유효한 충전 옵션들이 있는 경우라면 운전자로 하여금 원하는 충전 스테이션을 시각적으로 확인하도록 하는 것이다.
코일(1)은 지상에서 대략 70mm 위로 위치된다. 또한 공급 전자장치(5)는 코일 바디(coil body) 아래의 동일 하우징 내에 위치된다. 상기 하우징은 흡입 및 배기 공기를 위한 표면 방수 처리된 슬롯을 제외하고는 밀봉되어 있다. 전력 케이블만 외부로 연결된다. 하우징 팬(housing fan)(6)은 공기 냉각을 제공한다.
상기 코일 하우징의 높이는 아래 사항을 고려하여 설계된다.
- 전기 차량의 접지 간극이 최대 충전을 위한 전형적인 음(minus)의 스프링 트래블(spring travel)을 가지도록 다소 작더라도 어떠한 경우에서든 충분한 자유 공간을 허용하도록 하고,
- 최대 하중이 초과되고 동시에 타이어 압력이 최소치 아래로 떨어질 때, 그리고 차량이 코일 하우징의 상부에 주저앉을 때 등의 최악의 경우에서도 공급 전자장치의 구성요소들이 하우징에서 공간을 가지도록 하며, 이로써 상응하는 와이링 및 설치 비용과 더불어 독립된 전자장치 하우징이 삭제될 수 있도록 한다.
대략 2대의 차량 길이의 거리에서, 가까운 범위에 있는 레이더가 자동으로 코일 하우징의 특징적인 리플렉터(reflector)를 감지하고, 스크린(screen)상에 코일 데이터를 디스플레이함으로써 운전자에게 도킹 과정(docking process)을 제공하며, 동시에 덮인 리플렉터(covered reflector)는 그것의 부품이 오염물질에 의해 덮히거나 반달리즘(vandalism)의 영향을 받더라도 기능을 보증하게 된다. 반자동 주차 프로세스가 확인 후 작동된다.
접근 동안 충전상태와 청구서 작성과 관련된 데이터가 대략 20초 동안 교환된다. 세밀한 위치결정은 ABS와 전자기 스티어링 시스템에서 휠의 회전과 조향각을 검출하는 것과 더불어 내장된 주차 보조 알고리즘을 이용하여 수행된다.
미세 위치결정을 위한 제어요소로서 충전 전류 검출을 이용함에 의해, 근접 스위치(proximity switch), 자기장 센서(magnetic field sensor), 또는 이미지 프로세싱 시스템과 같은 다른 추가적인 미세 위치결정 보조 수단 없이 수행하는 것이 가능하다. 대략적인 포착 범위(capture range)의 전자기 코일 결합에서 충전 프로세스가 이미 시작되기 때문에 충분한 전력 전송 효율이 매 초마다 활용된다. 자동적인 자기 조정(self-regulating) 반복은 최대한 코일 일치가 되는 위치로의 탐사 접근을 수초 이내에 종료되어 운전자가 거의 인지할 수 없는 프로세스로 전환시킨다.
충전 프로세스는 휠이 정지하였을 때 즉시 시작된다. 자동적으로 작동되는 전기식 주차 브레이크는 충전 스테이션의 경사진 위치 또는 측면 기울기와는 독립적으로 안전한 충전 작동을 보증한다.
충전 스테이션을 갖는 주차 장소는 당연히 충전 또는 피드 백 에너지(feed back energy)를 제공하고자 하는 차량에 의해서만 접근된다. 또한 적합한 전기 차량만이 상기한 주차 장소를 이용할 수 있는 권한을 부여받는다. 또한 운전자는 이용을 위한 거래 항목들과 조건들에 동의한다.
미세 위치 결정 동안 차량 측 코일(2)이 필수적으로 충전 스테이션 측 코일(1)을 웨이크 업(wake up)하기 때문에 충전할 지에 대한 스테이션 측의 문의(query)는 불필요하고, 충전 또는 피드백이 차량 배터리의 상태 및/또는 공공 그리드(public grid)에서의 가용 용량에 따라 시작된다.
이러한 자동적인 활성화가 없는 경우, 여분의 그리드 전력으로 차량의 저장 배터리를 충전하기 위한, 또는 공공 그리드로의 긴급히 요구되는 피드백을 위한 소중한 시간 창(time windows)이 손실될 것이다. 종합적으로, 자동적인 충전 또는 피드백만이 전기 차량 범위의 높은 가용성 및 공공 그리드에서의 피크 부하 보상을 보증할 수 있다.
기초적인 알고리즘은 다음을 보증한다.
- 미리 설정된 최소 충전 레벨이 자동 피드백 동안 위반되지 않는다.
- 사용자에 의해 설정된 최대량을 초과하는 충전 용량을 유지하는 것이 가장 경제적인 야간 전력 요금(power rate)을 이용할 수 있을 때만 이용된다.
- 그 밖의 다른 설정값에 따라, 최대 충전이 사용자에 의해 미리 설정된 날 또는 시간에 이용될 수 있다.
- 그 밖의 다른 설정값에 따라, 최대 피드백이 사용자에 의해 설정된 날 또는 시간에 발생한다.
- 이동 목적지를 위한 충분한 충전량이 주차시 사용자에 의해 입력된 목적지 또는 도착시간을 위해 가용적이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 내비게이션 시스템의 멀티미디어 인터페이스가, 충전 또는 피드백 동안, 충전 위치의 자동 로깅(logging), 그리고 추가적인 유사 서비스뿐만 아니라, 충전 프로세스 이전 또는 이후의 배터리 용량, 숫자 통계, 주파수 및 이용되는 충전 스테이션의 공간적인 분배 등의 별도 서비스들을 제공한다. 인터넷 연결을 통해, 내비게이션 시스템의 텔레매틱스 서비스가 사용자 이메일 박스 또는 사용자 포탈(portal)의 보호된 영역으로 데이터를 전송할 수 있다. 이는 운전자가 에너지 공급기로부터 받은 전력 계산서를 체크하거나 자신의 프로필에 적합한 요율을 결정하는 것을 보다 쉽게 할 수 있도록 해준다.
1 : 스테이션 측 1차 코일
2 : 차량 측 2차 코일
3 : 스테이션 측 코일 하우징
4 : 차량
5 : 전기 전자 시스템
6 : 팬
7 : 플라이 스크린

Claims (30)

  1. 유도 충전 스테이션의 근접 위치에 있는 전기 차량을 위한 전자식 위치결정 보조 장치로서,
    차량에 위치되거나 차량에 선택적으로 제공되는 것이면서 레이더, 레이저, 라이더(lidar), 초음파, 적외선, 인공위성 또는 유도(induction)를 기반으로 하는 센서들, 그리고 그들을 기반으로 하는 주차 보조 장치들이, 시각적인 환경 표현 없이, 사용자 수동 입력 없이, 그리고 추가적인 충전 스테이션 측 리플렉터(reflectors) 없이, 스테이션 측 코일 하우징 또는 내부 코일 기술(internal coil technology)을 기반으로 하여 전자동으로 근접 위치의 유도 충전 스테이션을 인지하는데 추가로 이용되어, 추가적인 이동 또는 상승 장치에 의해 두 코일이 정확하거나 가깝게 중첩되지 않고서도, 컴퓨터 보조(computer-assisted) 주차 작동에서 스테이션 측 코일 위에 충분히 정확하게 위치된 차량 저부의 코일을 가지도록 차량을 위치시키는 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    환경 검출 수단이 근거리계 레이더(near-field radar)인 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    근거리계 레이더를 이용하여 코일 하우징 위에 금속 물체가 위치하지 않도록 함으로써 간섭 없는 충전이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  4. 지상 측 코일 하우징으로서,
    스테이션 측 코일 하우징이 동시에 차량 측 스캐닝(scanning) 센서들을 위한 높은 특성의 리플렉터로서 제공되고, 원주의 오목한 상승 에지부(rising edge)가, 원형의 베이스(base) 표면으로 인해, 큰 거리 범위와 동시에 큰 도달 각도 범위에서 레이더 신호를 위한 리플렉터를 구성하는 것을 특징으로 하는 지상 측의 코일 하우징.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 코일 하우징의 루프부(roof)는 코일의 간섭 없는 결합이 이루어질 수 있도록 가능한 한 높은 전자기 방사 투과성을 가지며, 상기 코일 하우징의 벽 부분(wall)은 최적의 레이더 반사를 위해 가능한 한 낮은 전자기 방사 투과성을 가지는 것을 특징으로 하는 지상 측의 코일 하우징.
  6. 청구항 4에 있어서,
    눈에 보이는 하우징 표면부 전체가 전자동 사출-압축 또는 사출-몰딩의 프로세스에 의해 언더컷부(undercuts) 없이 오프-툴(off-tool) 및 일체로 성형되고 높은 전자기 투과 값을 갖는 단일의 플라스틱 복합재로 제조되는 것을 특징으로 하는 지상 측의 코일 하우징.
  7. 청구항 4에 있어서
    상부 하우징 파트(part)의 하면부로부터 돌출된 2개의 분리된 탭이 배출되는 워엄(warm) 공기의 순환을 방지하는 동시에 상부 하우징 파트와 베이스 파트의 조립을 위한 페일-세이프(fail-safe) 위치결정 패턴(pattern)으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 지상 측의 코일 하우징.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 코일 하우징은 원주의 램프(ramp) 상에 90°로 옵셋된 4개의 특성 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 지상 측의 코일 하우징.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 원주의 상승 에지부와 함께 베이스 파트는 위치결정 템플레이트(template)를 위한 위치결정 폴드(fold)와 함께 전자동 스탬프-벤딩(stamp-bending) 및 딥-드로우(deep-draw) 프로세스에 의해 하나의 편평한 금속 시트로부터 오프-툴로 제조되는 것을 특징으로 하는 지상 측의 코일 하우징.
  10. 청구항 4에 있어서,
    원주의 상승 에지부에 의해, 넓은 허용 범위의 경사진 위치에 걸쳐, 물이 원주의 미로 시스템으로 침투하고, 또한 물이 공기 입구를 통해 하우징 내부로 침투하기 전에 항상 반대편으로 항상 배출되도록 된 것을 특징으로 하는 지상 측의 코일 하우징.
  11. 청구항 4에 있어서,
    상부 하우징 파트의 상향 경사진(rising inclined) 공기 흡입 슬롯이 넓은 허용 범위의 경사진 위치에 걸쳐 분무 상태의 물과 표면의 물로부터 하우징 내 전자장치를 보호하고, 상승 에지부까지 침투한 물이 오목한 상승 에지부의 하측 에지부 주변을 따라 형성된 홀을 통해 배출되어 베이스 파트 아래의 캐비티(cavity)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 지상 측의 코일 하우징.
  12. 청구항 4에 있어서,
    전체가 금속 재질인 베이스 파트가 대류 냉각을 위해 충분히 큰 표면을 제공하는 것을 특징으로 하는 지상 측의 코일 하우징.
  13. 청구항 4에 있어서,
    여러 주요 색들을 내는 중심 광원을 가지는 LED 발광 유닛이 통풍 슬롯 뒤의 상승 에지부 후방 영역에서 원주방향을 따르는 광섬유를 통해 작동상태를 표시하면서, 위치 등(position light)의 기능과 주변 환경의 조명 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 지상 측의 코일 하우징.
  14. 청구항 4에 있어서,
    상기 하우징은 코일과 더불어 피드-인 또는 피드-백 전자장치를 통합하여 가지는 것을 특징으로 하는 지상 측의 코일 하우징.
  15. 청구항 14에 있어서,
    공기 흡입 슬롯의 플라이 스크린(fly screen)이 비행성 및 기어다니는 곤충들로부터 전자장치를 보호하면서 오염수의 부유물질 또는 큰 축적물이 유입되는 것을 방지하도록 구비되며, 상기 플라이 스크린이 쉽게 교체 또는 청소 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 지상 측의 코일 하우징.
  16. 청구항 4에 있어서,
    상기 코일 하우징은 횡류 통풍(crossflow ventilation)을 통해 공기 냉각되는 것을 특징으로 하는 지상 측의 코일 하우징.
  17. 청구항 14에 있어서,
    팬을 포함하는 온도제어유닛이 과열의 경우 또는 가열을 수반하는 직접적이고 과도한 태양 방사의 경우에서 충전 프로세스를 중단하고, 차량의 그림자가 충분한 냉각 효과를 발생시켰을 때, 충전 프로세스가 제 시간 또는 보다 적은 범위로 옵셋을 시작하는 것을 특징으로 하는 지상 측의 코일 하우징.
  18. 청구항 1에 있어서,
    텔레매틱스 서비스를 이용하여, 차량에 있거나 차량에 선택적으로 제공되어 정기적으로 업 데이트 되거나 자기 학습하는 내비게이션 시스템의 데이터베이스를 통해 충전 스테이션의 위치 측정의 타당성 체크가 수행되고, 상기 내비게이션 시스템은 충전 스테이션의 오퍼레이터(operator)와 전력 용량과 같은 데이터를 표시하는 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  19. 청구항 1에 있어서,
    코일과 관련된 매칭되는 데이터베이스 항목이 없는 경우, 그리고 서로 가까이 위치되는 많은 비 점유 코일이 있는 경우, 또는 운전자가 시각적인 범위에 주어진 공급기의 코일을 선택하길 원하면서 바로 이웃의 인접한 위치에 다양한 공급기가 작동하고 있다면, 시스템은 코일 특성에 기초하여 시각적인 확인을 유도하는 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  20. 청구항 1에 있어서,
    코일 특성이 헤드-업 디스플레이(heads-up display)를 통해 페이드 인(faded in)되고 입력이 음성 입력을 통해 이루어지며, 가장 빨리 도달할 수 있는 코일이 가용 코일 특성의 리스트에서 강조 표시되는 제안(highlighted suggestion)으로서 표시되는 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  21. 청구항 1에 있어서,
    운전자가 리스트 항목 번호를 입력함으로써 제안을 확인하거나 선택적인 코일을 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  22. 청구항 1에 있어서,
    차량에 있거나 선택적으로 제공되는 주차 보조 장치가, 충전 코일을 위한 위치결정 보조에 의해 확장되어, 차량 저부의 수신 코일의 설치 위치에 따라 충전 위치에 대한 차량 안내를 제공받고, 스테이션 측 충전 코일은 주차 공간의 중앙에 위치되며, 차량 측 코일은 차량 저부의 중앙에 위치되는 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  23. 청구항 1에 있어서,
    반자동 주차 보조 장치에서, 운전자는 브레이크 및 가속 페달을 작동시키는 것에 의해 또는 스티어링 휠을 죄는 것(gripping)에 의해 이후의 주차 단계를 시작하고, 임의의 포인트에서 프로세스를 중단할 수 있거나 코일 상에서의 위치결정을 위한 전자동 조타 장치를 작동시키는 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  24. 청구항 1에 있어서,
    수 센티미터 크기의 미세한 위치결정 영역에서 또는 적절히 조절된 포착 범위(capture range)에서, 차량 측 코일은 전자기 펄스로 스테이션 측 코일을 웨이크 업(wake up)하는 동시에, 유도 에너지 전송이 이루어지도록 중첩되면서, 두 코일 사이의 유도 통신이 시작되고, 사용자에 의한 조정 및 충전소 측의 문의 없이, 교환이 항상 사용자 사전 설정 부분에 따라 필수적으로 시작되는 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  25. 청구항 1에 있어서,
    운전자는 자신의 개인 차량 키를 통해 충전 및 피드백 프로세스의 권한 부여 및 계산을 위해 인가되고, 이후 충전 및 피드백을 위한 사전 설정되는 최소값, 또는 시트 및 에어컨 설정값과 같이 사용자 자신의 다른 개인 설정값들을 저장하는 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  26. 청구항 1에 있어서,
    개인 차량 키를 통한 권한 부여는 차량 측 텔레매틱스 서비스의 온라인 포탈(portal)을 통해 에너지 공급 회사가 제공하는 것(offerings)과 연계하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  27. 청구항 1에 있어서,
    수 센티미터 크기의 미세한 위치결정 영역에서, 충전 프로세스가 조사 충전(probing charge)와 함께 시작되고, 주차 보조 장치는, 추가적인 자기장 센서 없이, 거리 경고 장치와 함께 다양한 추가적인 제어로서 최종적인 충전 전류의 세기를 사용하며, 전방, 후방 및 측방으로의 반복적인 옵셋 운전(offset driving)에 의해 가장 짧은 가능한 경로에서 수초 내에 두 코일의 정확한 중첩이 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  28. 청구항 1에 있어서,
    충전 스테이션이 위치결정된 후 네거티브 타당성 비교의 경우에서, 자기 학습하는 내비게이션 시스템은, 차량 제조사와 독립적으로, 아직 기록되지 않은 충전 스테이션에 대해 충전 프로세스에서 획득되는 데이터들을 리턴 채널(return channel)을 통해 텔레매틱스 서비스로 자동으로 보고하고, 새로운 충전 스테이션의 정보가 중앙 온라인 포탈을 통해 서비스의 모든 사용자를 위해 기록되는(documented) 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  29. 청구항 1에 있어서,
    정확한 충전 위치결정이, 바람직하게는 내비게이션 시스템을 통해, 인공위성 좌표에 기초하여 자동적으로 기록되고, 충전시간, 충전 이전 및 이후의 충전상태, 충전 지속 시간(duration of charging)과 같은 키 데이터(key data)가, 차량에 있거나 차량에 선택적으로 제공되는 온보드 컴퓨터에 의해, 바람직하게는 유도적으로 유효한 상태가 되며, 이로써 충전 데이터가, 사용자에게 영구적으로 그리고 자동적으로, 바람직하게는 유도 리턴 채널을 통해, 또는 텔레매틱스 서비스와 독립적인 차량 제조사, GSM, 인터넷 접속, USB와 같은 차량의 데이터 인터페이스를 통해 유효한 상태가 될 수 있는 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
  30. 청구항 1에 있어서,
    피크 요구 시간대에 여유 에너지가 차량 측 어큐뮬레이터(accumulator)로부터 그리드로 전송되는 피드백 프로세스는, 텔레매틱스 서비스와 독립적인 제조사와 동일 내비게이션 시스템을 통해, 편리하고 신뢰할 수 있게, 기록될 수 있는 것을 특징으로 하는 위치결정 보조 장치.
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