KR20150038050A - 유도성 전력 전달 시스템들에서의 디바이스 정렬 및 식별 - Google Patents

유도성 전력 전달 시스템들에서의 디바이스 정렬 및 식별 Download PDF

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조나단 비버
니콜라스 에이 킬링
마이클 키신
보히맨 에드워드 엘 반
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퀄컴 인코포레이티드
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Abstract

본 개시물은 무선 전력 전달 및 특히 원격 시스템들, 이를 테면, 전기 차량들로의 무선 전력 전달을 위한 시스템들, 방법들 및 장치들을 제공한다. 일 양태에서, 무선 전력 수신기는 제 1 유도성 소자; 전력 공급 장치 및 통신 수신기를 포함한다. 제 1 유도성 소자는 제 2 유도성 소자를 포함하는 무선 전력 송신기에 의해 생성된 제 1 전자기장으로부터의 무선 전력을 수신하도록 구성된다. 전력 공급 장치는 제 2 전자기장을 생성하고 제 2 유도성 소자에 전류를 유도하기 위해 제 1 유도성 소자에 전류를 공급하도록 구성된다. 통신 수신기는 제 2 유도성 소자에 유도된 전류에 기초하여 제 1 유도성 소자와 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 수신하도록 구성된다.

Description

유도성 전력 전달 시스템들에서의 디바이스 정렬 및 식별{DEVICE ALIGNMENT AND IDENTIFICATION IN INDUCTIVE POWER TRANSFER SYSTEMS}
본 개시물은 일반적으로, 무선 전력 전달에 관한 것이고, 보다 구체적으로, 원격 시스템들, 이를 테면 배터리들을 포함하는 차량들로의 무선 전력 전달을 위한 그리고 무선 전력 전달 디바이스들을 정렬하고 식별하기 위한 디바이스들, 시스템들, 및 방법들에 관한 것이다.
에너지 저장 디바이스, 이를 테면 배터리로부터 수신된 전기로부터 유도되는 운동 전력을 포함하는원격 시스템들, 이를 테면, 차량들이 도입되어 왔다. 예를 들어, 하이브리드 전기 차량들은 차량들을 충전하기 위해 차량 브레이킹 및 통상의 모터들로부터 전력을 이용하는 온보드 충전기들을 포함한다. 전기 단독 차량들은 일반적으로 다른 소스들로부터 배터리들을 충전하기 위한 전기를 수신한다. 배터리 전기 차량들 (전기 차량들) 은 종종, 일부 유형의 유선 교류 전류 (AC), 이를 테면 가정용 또는 상업용 AC 공급 소스들을 통하여 충전되도록 제안된다. 유선 충전 접속들은 전력 공급 장치에 물리적으로 접속되는 케이블들 또는 다른 유사한 커넥터들을 요구한다. 케이블들 및 유사한 커넥터들은 종종 불편하거나 다루기 힘들고 다른 단점들을 갖는다. 전기 차량들을 충전하는데 이용되도록 자유 공간에서 (예를 들어, 무선 필드를 통하여) 전력을 전달할 수 있는 무선 전력 충전 시스템들은 유선 충전 솔루션들의 결점들 중 일부를 극복할 수도 있다. 이에 의해, 전기 차량들을 충전하기 위하여 효율적이고 안전하게 전력을 전달하는 무선 전력 충전 시스템들 및 방법들이 요구된다.
유도성 전력 전달 (Inductive power transfer; IPT) 시스템들은 에너지의 무선 전달을 위한 일 수단이다. IPT 에서, 프라이머리 (또는 "베이스") 전력 디바이스는 전력을 세컨더리 (또는 "픽업") 전력 수신기 디바이스에 전달한다. 각각의 송신기 및 수신기 전력 디바이스들은 인덕터들, 통상적으로 전류 전달 매체의 코일 또는 권선들을 포함한다. 프라이머리 인덕터에서의 교류는 변동하는 전자기장을 생성한다. 세컨더리 인덕터가 프라이머리 인덕터에 근접하여 배치될 때, 변동하는 전자기장은 세컨더리 인덕터에 기전력 (electromotive force; EMF) 을 유도하고 이에 의해 전력을 세컨더리 전력 수신기 디바이스에 전달한다.
첨부된 청구항들의 범위 내의 시스템들, 방법들, 및 디바이스들의 다양한 실시형태들은 여러 양상들을 각각 가지며, 이중 어느 하나도 단독으로 본원에서 설명되는 바람직한 속성들을 담당한다. 첨부된 청구항들의 범위를 벗어나지 않으면서 일부 두드러진 특징들이 본원에서 설명된다.
본원 명세서에서 설명되는 본질의 하나 이상의 구현예들의 상세는 첨부된 도면 및 하기의 상세한 설명에서 설명된다. 다른 특징들, 양태들, 및 이점들은 상세한 설명, 도면들, 및 특허청구범위로부터 명확해질 것이다. 첨부된 도면에서 상대적인 크기들은 일정한 축척으로 그려지지 않을 수도 있음을 주목해야 한다.
본 개시물의 일 양태는 제 1 유도성 소자, 전력 공급 장치 및 통신 수신기를 포함하는 무선 전력 수신기를 제공한다. 제 1 유도성 소자는 제 2 유도성 소자를 포함하는 무선 전력 송신기에 의해 생성된 제 1 전자기장으로부터의 무선 전력을 수신하도록 구성된다. 전력 공급 장치는 제 2 전자기장을 생성하고 제 2 유도성 소자에 전류를 유도하기 위해 제 1 유도성 소자에 전류를 공급하도록 구성된다. 통신 수신기는 제 2 유도성 소자에 유도된 전류에 기초하여 제 1 유도성 소자와 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 수신하도록 구성된다.
다른 양태에서, 본 개시물은 제 1 유도성 소자, 검출기 및 통신 송신기를 포함하는 무선 전력 송신기를 제공한다. 제 1 유도성 소자는 제 2 유도성 소자를 포함하는 무선 전력 수신기에 무선 전력을 전달하기 위한 제 1 전기장을 생성하도록 구성된다. 검출기는 제 1 유도성 소자에 유도된 전류를 검출하고, 유도된 전류에 기초하여 제 1 유도성 소자와 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 결정하도록 구성된다. 유도된 전류는 제 2 유도성 소자에서의 전류에 의해 생성된 제 2 전자기장에 의해 제 1 유도성 소자에 유도된다. 통신 송신기는 무선 전력 수신기에 표시를 송신하도록 구성된다.
추가의 양태에서, 본 개시물은 무선 전력 수신기를 동작시키는 방법을 제공한다. 본 방법은 전자기장을 생성하고 제 2 유도성 소자에 전류를 유도하기 위해 제 1 유도성 소자에 전류를 공급하는 단계; 및 제 2 유도성 소자에 유도된 전류에 기초하여 제 1 유도성 소자와 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 수신하는 단계를 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 개시물은 무선 전력 송신기를 동작시키는 방법을 제공한다. 본 방법은 제 1 유도성 소자에 유도된 전류를 검출하는 단계로서, 유도된 전류는 제 2 유도성 소자에서의 전류에 의해 생성된 전자기장에 의해 제 1 유도성 소자에 유도되고, 무선 전력 수신기는 제 2 유도성 소자를 포함하는, 검출하는 단계; 유도된 전류에 기초하여 제 1 유도성 소자와 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 결정하는 단계; 및 표시를 무선 전력 수신기에 송신하는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 본 개시물은 무선 전력 수신기를 제공하며, 무선 전력 수신기는 제 2 유도성 소자를 포함하는 무선 전력 송신기에 의해 생성된 제 1 전자기장으로부터의 무선 전력을 수신하기 위한 수단; 제 2 전자기장을 생성하고 제 2 유도성 소자에 전류를 유도하기 위해 제 1 전자기장으로부터의 무선 전력을 수신하기 위한 수단에 전류를 공급하기 위한 수단; 및 제 2 유도성 소자에 유도된 전류에 기초하여 제 1 유도성 소자와 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 수신하기 위한 수단을 포함한다.
추가의 양태에서, 본 개시물은 무선 전력 송신기를 제공하며, 무선 전력 송신기는 제 2 유도성 소자를 포함하는 무선 전력 수신기에 무선 전력을 전달하기 위한 제 1 전자기장을 생성하기 위한 수단; 제 1 전자기장을 생성하기 위한 수단에 유도된 전류를 검출하기 위한 수단으로서, 유도된 전류는 제 2 유도성 소자에서의 전류에 의해 생성된 제 2 전자기장에 의해 제 1 전자기장을 생성하기 위한 수단에 유도되는, 검출하기 위한 수단; 유도된 전류에 기초하여 제 1 전자기장을 생성하기 위한 수단과 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 결정하기 위한 수단; 및 표시를 무선 전력 수신기에 송신하기 위한 수단을 포함한다.
다른 양태에서, 본 개시물은 명령들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 제공하며, 명령들은 실행시, 프로세서로 하여금, 제 1 전자기장을 생성하고 제 2 유도성 소자에 전류를 유도하기 위해 제 1 유도성 소자에 전류를 공급하는 단계; 제 2 유도성 소자에 유도된 전류에 기초하여 제 1 유도성 소자와 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 수신하는 단계; 및 제 2 유도성 소자에 의해 생성된 제 2 전자기장으로부터의 무선 전력을 제 1 유도성 소자에 의해 수신하는 단계를 포함하는 방법을 수행하게 한다.
추가의 양태에서, 본 개시물은 명령들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 제공하며, 명령들은 실행시 프로세서로 하여금, 제 1 유도성 소자에 유도된 전류를 검출하는 단계로서, 유도된 전류는 제 2 유도성 소자에서의 전류에 의해 생성된 제 1 전자기장에 의해 제 1 유도성 소자에 유도되고, 무선 전력 수신기는 제 2 유도성 소자를 포함하는, 검출하는 단계; 유도된 전류에 기초하여 제 1 유도성 소자와 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 결정하는 단계; 표시를 무선 전력 수신기에 송신하는 단계; 및 제 2 유도성 소자에 무선 전력을 전달하기 위하여 제 2 전자기장을 생성하는 단계를 포함하는 방법을 수행하게 한다.
또 다른 양태에서, 본 개시물은 제 1 유도성 소자 및 전력 공급 장치를 포함하는 무선 전력 수신기를 제공한다. 제 1 유도성 소자는 제 2 유도성 소자를 포함하는 무선 전력 송신기에 의해 생성된 제 1 전자기장으로부터의 무선 전력을 수신하도록 구성된다. 전력 공급 장치는, 무선 전력 수신기가 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하기에 적합한 포지션에 있음을 무선 전력 송신기가 결정하도록, 제 2 전자기장을 생성하여 제 2 유도성 소자에 전류를 유도하기 위해 제 1 유도성 소자에 전류를 공급하고, 무선 전력 송신기가 선택적으로 제 1 유도성 소자로부터 전력을 수신하거나 또는 제 1 유도성 소자에 전력을 제공하도록 구성된다.
도 1 은 예시적인 실시형태에 따라 전기 차량을 충전하기 위한 예시적인 무선 전력 전달 시스템의 다이어그램이다.
도 2 는 도 1 의 무선 전력 전달 시스템의 예시적인 코어 컴포넌트들의 개략도이다.
도 3 은 도 1 의 무선 전력 전달 시스템의 예시적인 코어 및 보조 컴포넌트들을 나타내는 다른 기능블록도이다.
도 4 는 예시적인 실시형태에 따른 무선 전력 전달 시스템의 다이어그램이다.
도 5 는 예시적인 실시형태에 따른 다른 무선 전력 전달 시스템의 다이어그램이다.
도 6a 는 예시적인 실시형태에 따라 무선 전력 전달 시스템을 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 6b 는 예시적인 실시형태에 따라 무선 전력 전달 시스템을 동작시키는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 7 은 일 실시형태에 따른 무선 전력 전달 시스템의 예시적인 컴포넌트들의 개략도이다.
도 8 은 다른 실시형태에 따른 무선 전력 전달 시스템의 예시적인 컴포넌트들의 개략도이다.
도 9 는 다른 예시적인 실시형태에 따른 무선 전력 전달 시스템의 간략화된 개략도이다.
도 10, 도 11, 도 12, 도 13, 도 14, 도 15, 도 16, 도 17 및 도 18 은 추가의 예시적인 실시형태들에 따른 무선 전력 전달 시스템의 예시적인 컴포넌트들의 개략도들이다.
도 19 는 무선 전력 수신기를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 20 은 예시적인 무선 전력 수신기의 기능블록도이다.
도 21 은 무선 전력 송신기를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 22 는 예시적인 무선 전력 송신기의 기능블록도이다.
도면들에 예시된 여러 특징들은 일정 축척으로 도시되지 않을 수도 있다. 이에 따라, 도시된 특징들의 치수들은 명확함을 위해 임의로 확장될 수도 있거나 축소될 수도 있다. 추가로, 도면들 중 일부는 소정의 시스템, 방법 또는 디바이스의 컴포넌트들 모두를 도시한 것은 아닐 수도 있다. 마지막으로, 또한, 유사한 참조 부호들은 명세서 및 도면들에 걸쳐 유사한 특징들을 표기하는데 이용될 수도 있다.
첨부된 도면과 연계하여 하기에 설명되는 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 구체예의 설명으로서 의도된 것으로, 본 발명이 실시될 수 있는 실시형태들만을 나타내려고 의도된 것은 아니다. 본원 설명에 통해 나오는 용어 "예시적인"은 "실시예, 사례, 또는 실례로서 기능하는"을 의미하며, 다른 예시적인 실시형태보다 더 선호되거나 유익한 것으로 이해되어져서는 안된다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태의 완전한 이해를 제공하기 위한 목적으로 특정 세부사항들을 포함한다. 본 발명의 실시형태들은 이들 특정 세부사항들 없이도 실시될 수도 있다. 일부 경우들에 있어서, 공지의 구조들 및 디바이스들은, 본원에서 제시되는 예시적인 실시형태들의 신규성을 모호하게 하는 것을 피하기 위해 블록도의 형태로 도시된다.
유도성 전력 전달 (inductive power transfer; IPT) 시스템들은 프라이머리 및 세컨더리 인덕터들이 정렬될 때 최적으로 전력을 전달할 수도 있다. 따라서, 전기 차량 무선 전력 충전 시스템은 충전을 시작하기 전에 인덕터들의 정렬을 최적화하도록 차량이 포지셔닝되는 것을 보장하기 위한 시스템을 포함하는 것이 바람직하다.
준최적의 전력 전달 뿐만 아니라, 세컨더리 인덕터를 올바르게 정렬하기 전에 충전하기 위하여 프라이머리 인덕터가 에너지활성화될 때 안전성 위험이 있을 수도 있다. 예를 들어, 전기 차량 충전 시스템은 프라이머리 인덕터가 하우징된 지상 탑재식 전력 디바이스들을 포함할 수도 있으며 이 전력 디바이스들은 주변 행인들에 쉽게 접근가능하고 데브리스 등이 디바이스 근처에 또는 디바이스 상에 놓여져 개방될 수도 있다. 인식되든 실제하든지 간에 인간들 또는 동물들이 전자기장들에 대해 노출하는 위험이 있을 수도 있다. 또한, 무선 전력 전달 베이스 디바이스에 놓이는 몇몇 유형들의 재료들은 점화에 취약할 수도 있다. 픽업 전력 디바이스 없는 차량이 에너지활성화된 프라이머리 디바이스 상에 포지셔닝되면, 위험할 수도 있는 차량 부분들의 가열이 발생할 수도 있다. 그 결과, 일부 나라들 또는 지역들에서는 전기 차량 충전 시스템들이 법적으로 준수해야 할 필요가 있는 안전성 표준들을 부가할 수도 있다. 따라서, 상당한 비용과 복잡성 없이 무선 전력 전달 시스템들에서 이러한 위험들을 최소화하도록 하는 것이 바람직할 수도 있다.
베이스 차량 디바이스들은 디바이스 근처에서 데브리스의 존재나 물체의 이동을 검출하기 위한 센서들이 탑재될 수도 있고, 포지티브 검출이 행해지면 에너지활성화되는 것이 보류된다. 그러나, 일부 경우들에서, 센서들은 추가적인 컴포넌트의 비용 및 복잡도를 수반하고 에러를 발생시키기 쉽다.
전기 차량 IPT 시스템들은 다양한 정렬 시스템들을 이용하여 전기 차량과 충전 디바이스 인덕터들을 정렬시킨 다음, 그 정렬이 충전 디바이스에 대해 실현되었음을 통지하여, 이에 따라 디바이스가 안전하게 에너지활성화하게 한다. 예를 들어, 정렬 시스템들은 운전자 또는 차량 안내 시스템에게 피드백을 제공하는, 기계적 가이드들, 센서들, 또는 무선 통신 링크들 (예를 들어, RF 통신, 블루투스 등) 을 포함할 수도 있다. 적절한 정렬이 실현되면, 신호가 충전 디바이스에 다시 전송되고 이는 그 후 안전하게 에너지활성화할 수 있다. 그러나, 일부 경우들에서, 이러한 정렬 메카니즘들은 정렬을 위한 추가적인 컴포넌트를 위한 필요성 때문에 무선 전력 전달 시스템에 복잡성 및 비용을 추가한다.
유사한 시스템들은 차량이 예를 들어, 각각의 주차 공간에 충전 디바이스들을 갖는 충전 로트에서 충전 디바이스들 중 어느 것으로부터 전력을 수신할지의 선택을 갖는 상황에서 다수의 충전 디바이스들 중 어느 충전 디바이스를 에너지활성화할지를 선택하는데 이용될 수도 있다. 일부 경우들에서 일부 통신 디바이스들을 이용하여 행하는 것이 곤란할 수도 있는 에너지활성화할 정확한 충전 디바이스를 선택하기 위해 차량의 포지션을 정확하게 특정하는 것이 이용될 수도 있다.
무선 전력 전달 시스템들은 무선 전력 링크를 이용하여, 추가적인 특정 통신 안테나들 없이 송신기와 수신기 디바이스들 사이에서 통신할 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 수신기 디바이스에 의해 검출될 수도 있는 미리 정의된 간격들에서 무선 전력 경로에 대한 증폭 시프트 키잉을 실행시킬 수도 있다. 베이스 디바이스는 수신기 디바이스의 존재에 의해 영향을 받는 부하 감지 회로를 포함하여 이를 검출할 수도 있다. 그러나, 일부 경우들에서, 이러한 시스템들은 전기 차량이 존재하지 않는 경우에도 충전 디바이스의 주기적 에너지활성화를 어느 정도 수반하며, 이는 안전성 관점에서 바람직하지 않을 수도 있다.
도 1 은 예시적인 실시형태에 따라 전기 차량 (112) 을 충전하기 위한 예시적인 무선 전력 전달 시스템 (100) 의 다이어그램이다. 무선 전력 전달 시스템 (100) 은 베이스 무선 전력 충전 시스템 (102a) 근처에 전기 차량 (112) 이 주차되어 있는 동안 전기 차량 (112) 의 충전을 실시한다. 두개의 전기 차량들에 대한 공간들은 대응하는 베이스 무선 전력 충전 시스템 (102a 및 102b) 상에 주차되는 주차 영역에 예시되어 있다. 일부 실시형태들에서, 로컬 분배 센터 (130) 가 전력 백본 (132) 에 접속될 수도 있고 전력 링크 (110) 를 통하여 베이스 무선 전력 충전 시스템 (102a) 에 교류 전류 (AC) 또는 직류 전류 (DC) 를 제공하도록 구성될 수도 있다. 베이스 무선 전력 충전 시스템 (102a) 은 또한 전력을 무선으로 전달하거나 수신하기 위한 베이스 시스템 유도성 코일 (104a) 을 포함한다. 전기 차량 (112) 은 베터리 유닛 (118), 전기 차량 유도성 코일 (116) 및 전기 차량 충전 시스템 (114) 을 포함할 수도 있다. 전기 차량 유도성 코일 (116) 은 예를 들어, 베이스 시스템 유도성 코일 (104a) 에 의해 생성된 전자기장의 영역을 통하여 베이스 시스템 유도성 코일 (104a) 과 상호작용할 수도 있다.
일부 예시적인 실시형태들에서, 전기 차량 유도성 코일 (116) 이 베이스 시스템 유도성 코일 (104a) 에 의해 만들어진 에너지 필드에 위치되어 있을 때 전기 차량 유도성 코일 (116) 은 전력을 수신할 수도 있다. 필드는 베이스 시스템 유도성 코일 (104a) 에 의해 출력된 에너지가 전기 차량 유도성 코일 (116) 에 의해 캡쳐될 수도 있는 영역에 대응한다. 일부 경우들에서, 필드는 베이스 시스템 유도성 코일 (104a) 의 "근접장 (near field)" 에 대응할 수도 있다. 근접장은 베이스 시스템 유도성 코일 (104a) 로부터 멀리 전력을 방사하지 않는 베이스 시스템 유도성 코일 (104a) 에서의 전하들과 전류들로부터 강한 반응성 필드들이 발생하는 영역에 대응할 수도 있다. 일부 경우들에서, 근접장은 베이스 시스템 유도성 코일 (104a) 의 (이와 반대로 전기 차량 유도성 코일 (116) 에 대하여) 파장의 약 1/2π 내에 있는 영역에 대응할 수도 있다.
로컬 분배 센터 (130) 는 통신 백홀 (134) 을 통하여 외부 소스들 (예를 들어, 전력 그리드) 과, 통신 링크 (108) 를 통하여 베이스 무선 전력 충전 시스템 (102a) 과 통신하도록 구성될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 전기 차량 유도성 코일 (116) 은 베이스 시스템 유도성 코일 (104a) 과 정렬될 수도 있으며, 이에 따라 운전자가 베이스 시스템 유도성 코일 (104a) 에 대하여 정확하게 전기 차량 (112) 을 포지셔닝함으로써 간단히 근접장 영역 내에 배치될 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 운전자는 전기 차량 (112) 이 무선 전력 전달을 위해 적절하게 배치될 때를 결정하기 위해 시각적 피드백, 청각적 피드백 또는 이들의 조합을 제공받을 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 전기 차량 (112) 은 오토파일롯 시스템에 의해 포지셔닝될 수도 있는데 이 시스템은 정렬 에러가 허용오차값에 도달할 때까지 전기 차량 (112) 을 앞뒤로 (예를 들어, 지그재그 이동들로) 이동시킬 수도 있다. 예를 들어, 전기 차량 (112) 에 서보 스티어링 휠, 초음파 센서들, 및 차량 조정을 위한 인텔리전스가 탑재된 경우, 이는 운전자 개입없이 또는 최소한의 운전자 개입으로 전기 차량 (112) 에 의해 자동으로 그리고 자율적으로 수행될 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 전기 차량 유도성 코일 (116), 베이스 시스템 유도성 코일 (104a), 또는 이들의 조합은 유도성 코일들 (116 및 104a) 을 서로에 대해 배치 및 이동시켜 이들을 보다 정확하게 배향시키고 이들 사이에서의 보다 효율적인 커플링을 전개하기 위한 기능을 가질 수도 있다.
베이스 무선 전력 충전 시스템 (102a) 은 여러 로케이션들에 위치될 수도 있다. 예들로서, 일부 적절한 로케이션들은 전기 차량 (112) 의 댁내 주차 영역, 통상의 정유계열 충전소들 이후에 모델링된 전기 차량 무선 충전을 위하여 예약된 주차 영역들, 및 쇼핑 센터 및 근무처와 같은 다른 로케이션들에서의 파킹 로트들을 포함한다.
전기 차량들을 무선으로 충전하는 것은 다수의 이점들을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 사실상 운전자의 개입과 조작들 없이 충전이 자동으로 수행될 수도 있어 이에 의해 유저에 대한 편리함을 개선시킨다. 또한 전기적 접촉들에 노출되지 않을 수도 있고 기계적 마모도 없어 무선 전력 전달 시스템 (100) 의 신뢰도를 개선시킨다. 케이블들 및 커넥터들과의 조작들이 필요하지 않을 수도 있으며, 실외 환경에서 수분이나 물에 노출될 수도 있는 케이블들, 플러그들, 또는 소켓들이 없을 수도 있어, 이에 의해 안전성을 개선시킨다. 또한 소켓들, 케이블들, 및 플러그들이 가시적이거나 액세스가능하지 않을 수도 있어, 이에 의해 전력 충전 디바이스들의 가능성있는 파손들을 감소시킨다. 추가로, 전기 차량 (112) 은 전력 그리드를 안정화시키도록 분산형 저장 디바이스들로서 이용될 수도 있기 때문에, 도킹 투 그리드 솔루션을 이용하여 차량 대 그리드 (Vehicle-to-Grid; V2G) 동작에 대한 차량들의 이용가능성을 증가시킬 수도 있다.
도 1 을 참조로 설명된 바와 같이, 무선 전력 전달 시스템 (100) 은 또한 심미적이고 그리고 방해요소가 없는 이점들을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 차량들 및/또는 정류소들에 방해요소일 수도 있는 충전 컬럼들 및 케이블들이 없을 수도 있다.
차량 대 그리드 능력의 추가적인 확장으로서, 무선 전력 송신 및 수신 능력들은 예를 들어, 에너지 부족시에 베이스 무선 전력 충전 시스템 (102a) 이 전력을 전기 차량 (112) 에 전달하고 전기 차량 (112) 이 전력을 베이스 무선 전력 충전 시스템 (102a) 에 전달하도록 가역적으로 구성될 수도 있다. 이 능력은 재생 에너지 제조 (예를 들어, 바람이나 태양)전기 차량들이 에너지 부족시에 전체적인 분배 시스템에 전력을 기여하는 것을 허용함으로써 전력 분배 그리드를 안정화시키는데 유용할 수도 있다.
도 2 는 도 1 의 무선 전력 전달 시스템 (100) 의 예시적인 코어 컴포넌트들의 개략도이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 인덕턴스 (L1) 를 갖는 베이스 시스템 유도성 코일 (204) 을 포함하는 베이스 시스템 송신 회로 (206) 를 포함할 수도 있다. 무선 전력 전달 시스템 (200) 은 인덕턴스 (L2) 를 갖는 전기 차량 유도성 코일 (216) 을 포함하는 전기 차량 수신 회로 (222) 를 더 포함한다. 여기에 설명된 실시형태들은 프라이머리와 세컨더리 양쪽이 공동 공진 주파수로 튜닝되면 자기적 또는 전자기적 근접장을 통하여 프라이머리 구조 (송신기) 로부터 세컨더리 구조 (수신기) 로 에너지를 효율적으로 커플링할 수 있는 공진 구조를 형성하는 용량적으로 로딩된 와이어 루프들 (즉, 멀티턴 코일들) 을 이용할 수도 있다.
공진 주파수는 유도성 코일 (예를 들어, 베이스 시스템 유도성 코일 (204)) 을 포함하는 송신 회로의 인덕턴스 및 커패시턴스에 기초할 수도 있다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 인덕턴스는 일반적으로 유도성 코일의 인덕턴스일 수도 있는 한편, 커패시턴스는 원하는 공진 주파수에서 공진 구조를 형성하기 위해 유도성 코일에 추가될 수도 있다. 일 예로서, 커패시터는 전자기장을 생성하는 공진 회로 (예를 들어, 베이스 시스템 송신 회로 (206)) 를 형성하도록 유도성 코일과 직렬로 추가될 수도 있다. 따라서, 더 큰 직경의 유도성 코일들에서는, 코일의 직경 또는 인덕턴스가 증가함에 따라, 공진을 유도하기 위한 커패시턴스의 값이 감소할 수도 있다. 인덕턴스는 또한 유도성 코일의 턴들의 수에 의존할 수도 있다. 또한, 유도성 코일의 직경이 증가함에 따라, 근접장의 효율적인 에너지 전달 영역은 증가할 수도 있다. 다른 공진 회로들이 가능하다. 다른 예로서, 커패시터는 유도성 코일 (예를 들어, 병렬 공진 회로) 의 두개의 단자들 사이에 병렬로 배치될 수도 있다. 또한, 유도성 코일은 유도성 코일의 공진을 개선시키기 위해 고품질 (Q) 팩터를 갖도록 설계될 수도 있다.
코일들은 전기 차량 유도성 코일 (216) 과 베이스 시스템 유도성 코일 (204) 에 이용될 수도 있다. 에너지를 커플링하기 위한 공진 구조들을 이용하는 것은 "자기 커플링된 공진", "전자기 커플링된 공진", 및/또는 "공진 유도" 로 지칭될 수도 있다. 무선 전력 전달 시스템 (200) 의 동작은 무선 전력 충전 시스템 (202) 으로부터 전기 차량 (112) 의 전기 차량 충전 시스템 (214) 으로의 전력 전달에 기초하여 설명되지만 이들에 제한되지 않는다. 예를 들어, 전기 차량 (112) 은 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 에 전력을 전달할 수도 있다.
도 2 를 참조하여 보면, 전력 공급 장치 (208)(예를 들어, AC 또는 DC) 는 전기 차량 (112) 에 에너지를 전달하기 위하여 전력 (PSDC) 를 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 에 공급한다. 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 은 베이스 충전 시스템 전력 컨버터 (236) 를 포함한다. 베이스 충전 시스템 전력 컨버터 (236) 는 회로, 이를 테면, 적절한 전압 레벨에서 표준 메인 AC 를 DC 전력으로 전력 변환하도록 구성된 AC/DC 컨버터, 및 AC 전력을 무선 고전력 전달에 적합한 동작 주파수에서의 전력으로 변환하도록 구성된 DC/저주파 (LF) 변환기를 포함할 수도 있다. 베이스 충전 시스템 전력 컨버터 (236) 는 전력 (P1) 을 베이스 충전 시스템 튜닝 회로 (205) 를 포함하는 베이스 시스템 송신 회로 (206) 에 공급하는데 베이스 충전 시스템 튜닝 회로는 원하는 주파수에서 전자기장을 방사하기 위해 베이스 시스템 유도성 코일 (204) 과 직렬 또는 병렬 구성으로 또는 양쪽 모두의 조합으로 된 리액티브 튜닝 성분들로 구성될 수도 있다. 커패시터 (C1) 는 원하는 주파수에서 공진하는 베이스 시스템 유도성 코일 (204) 과 함께 공진 회로를 형성하도록 제공될 수도 있다.
베이스 시스템 유도성 코일 (204) 을 포함하는 베이스 시스템 송신 회로 (206) 및 전기 차량 유도성 코일 (216) 을 포함하는 전기 차량 수신 회로 (222) 양쪽 모두는 실질적으로 동일한 주파수들로 튜닝될 수도 있고, 베이스 시스템 유도성 코일 (204) 과 전기 차량 유도성 코일 (216) 중 하나에 의해 송신되는 전자기장의 근접장 내에 포지셔닝될 수도 있다. 이 경우에, 베이스 시스템 유도성 코일 (204) 및 전기 차량 유도성 코일 (216) 은 서로 커플링하게 이루어질 수도 있어, 전력이 전기 차량 충전 시스템 튜닝 회로 (221) 및 전기 차량 유도성 코일 (216) 을 포함하는 전기 차량 수신 회로 (222) 로 전달될 수도 있다. 전기 차량 충전 시스템 튜닝 회로 (221) 는 원하는 주파수에서 공진하는 전기 차량 유도성 코일 (216) 과 함께 공진 회로를 형성하도록 제공될 수도 있다. 코일 분리를 가져오는 상호 커플링 계수는 성분 k(d) 으로 나타내어진다. 등가 저항들 (Req,1 및 Req,2) 은 유도성 코일들 (204 및 216) 및 이 실시형태에서 베이스 충전 시스템 튜닝 회로 (205) 와 전기 차량 충전 시스템 튜닝 회로 (221) 에 각각 제공될 수도 있는 임의의 안티리액턴스 커패시터들에 고유할 수도 있는 손실들을 나타낸다. 전기 차량 유도성 코일 (216) 및 전기 차량 충전 시스템 튜닝 회로 (221) 를 포함하는 전기 차량 수신 회로 (222) 는 전력 (P2) 을 수신하고 전기 차량 충전 시스템 (214) 의 전기 차량 전력 컨버터 (238) 에 전력 (P2) 을 제공한다.
전기 차량 전력 컨버터 (238) 는 예를 들어, 동작 주파수에서의 전력을, 전기 차량 배터리 유닛 (218) 의 전압 레벨에 매칭하는 전압 레벨에서 DC 전력으로 다시 변환하도록 구성되는 LF/DC 컨버터를 포함할 수도 있다. 전기 차량 전력 컨버터 (238) 는 전기 차량 배터리 유닛 (218) 을 충전하기 위해 변환된 전력 (PLDC) 을 제공할 수도 있다. 본 개시물에 설명된 바와 같이, 전력 공급 장치 (208), 충전 시스템 전력 컨버터 (236) 및 베이스 시스템 유도성 코일 (204) 은 정지형일 수도 있고, 여러 로케이션들에 위치될 수도 있다. 배터리 유닛 (218), 전기 차량 전력 컨버터 (238), 및 전기 차량 유도성 코일 (216) 은 전기 차량 (112) 의 부분 또는 배터리 팩 (도시 생략) 의 부분인 전기 차량 충전 시스템 (214) 에 포함될 수도 있다. 전기 차량 충전 시스템 (214) 은 또한, 전기 차량 유도성 코일 (216) 을 통하여 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 으로 전력을 무선으로 제공하여 그리드에 다시 전력을 피드하도록 구성될 수도 있다. 각각의 전기 차량 유도성 코일 (216) 및 베이스 시스템 유도성 코일 (204) 은 동작 모드에 기초하여 송신 또는 수신 유도성 코일들로서 역할을 할 수도 있다.
도시되지 않았지만, 무선 전력 전달 시스템 (200) 은 무선 전력 전달 시스템 (200) 으로부터 전기 차량 배터리 유닛 (218) 또는 전력 공급 장치 (208) 를 안전하게 접속해제하기 위한 부하 접속해제 유닛 (load disconnect unit; LDU) 을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 긴급 또는 시스템 장애의 경우에, LDU 는 무선 전력 전달 시스템 (200) 으로부터 부하를 접속해제하도록 트리거링될 수도 있다. LDU 는 배터리에 대한 충전을 관리하기 위한 배터리 관리 시스템에 더하여 제공될 수도 있거나 또는 이는 배터리 관리 시스템의 일부일 수도 있다.
추가로, 전기 차량 충전 시스템 (214) 은 전기 차량 전력 컨버터 (238) 에 대한 전기 차량 유도성 코일 (216) 을 선택적으로 접속 및 접속 해제하기 위한 스위칭 회로 (도시 생략) 를 포함할 수도 있다. 전기 차량 유도성 코일 (216) 을 접속 해제하는 것은 충전을 중단시킬 수도 있고, 또한 (송신기로서 역할을 하는) 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 에 의해 "보여지는" 대로 "부하"를 조정할 수도 있고 이는 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 으로부터 (수신기로서 역할을 하는) 전기 차량 충전 시스템 (214) 을 디커플링하는데 이용될 수도 있다. 부하 변화들은 송신기가 부하 센싱 회로를 포함하는 경우에 검출될 수도 있다. 따라서, 송신기, 이를 테면, 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 은 수신기들, 이를 테면, 전기 차량 충전 시스템 (214) 가 베이스 시스템 유도성 코일 (204) 의 근접장에 존재할 때를 결정하기 위한 메카니즘을 가질 수도 있다.
동작시, 에너지가 차량 또는 배터리를 향하여 전달한다고 가정하면, 입력 전력은 전력 공급 장치 (208) 로부터 제공되어, 베이스 시스템 유도성 코일 (204) 이 에너지 전달을 제공하는 필드를 생성한다. 전기 차량 유도성 코일 (216) 은 방사된 필드에 커플링하고, 전기 차량 (112) 의 배터리 유닛 (218) 또는 전기 차량 충전 시스템 (214) 에 의한 소모 또는 저장을 위한 출력 전력을 생성한다. 위에 설명된 바와 같이, 일부 실시형태들에서, 베이스 시스템 유도성 코일 (204) 및 전기 차량 유도성 코일 (216) 은, 전기 차량 유도성 코일 (216) 의 공진 주파수와 베이스 시스템 유도성 코일 (204) 의 공진 주파수가 매우 비슷하거나 또는 실질적으로 동일할 때이도록 하는 상호 공진 관계에 따라 구성된다. 전기 차량 유도성 코일 (216) 이 베이스 시스템 유도성 코일 (204) 의 근접장에 위치될 때, 베이스 무선 전력 충전 시스템 (202) 과 전기 차량 충전 시스템 (214) 사이의 전송 손실이 최소화된다.
전자기파에서의 에너지의 대부분을 원거리장으로 전파하기 보다는 송신 유도성 코일의 근접장에서 에너지의 대부분을 수신 유도성 코일에 커플링하는 것에 의해 효율적인 에너지 전달이 발생할 수도 있다. 근접장에 있을 때, 커플링 모드는 송신 유도성 코일과 수신 유도성 코일 사이에 확립될 수도 있다. 이 근접장 커플링이 발생할 수도 있는 유도성 코일들 주변의 영역은 여기에서는 근접장 커플링 모드로서 지칭될 수도 있다.
도시되지 않았지만, 베이스 충전 시스템 전력 컨버터 (236) 및 전기 차량 전력 컨버터 (238) 는 양쪽 모두 오실레이터, 드라이버 회로, 이를 테면, 전력 증폭기, 필터, 및 무선 전력 유도성 코일과의 효율적인 커플링을 위한 매칭 회로를 포함할 수도 있다. 오실레이터는 조정 신호에 응답하여 조정될 수도 있는 원하는 주파수를 생성하도록 구성될 수도 있다. 오실레이터 신호는 제어 신호들에 응답하는 증폭 량을 갖는 전력 증폭기에 의해 증폭될 수도 있다. 필터 및 매칭 회로는 고조파들, 또는 다른 원하지 않는 주파수들을 필터링 제거하고 전력 변환 모듈의 임피던스를 무선 전력 유도성 코일에 매칭하기 위해 포함될 수도 있다. 전력 변환기들 (236 및 238) 은 또한 하나 이상의 배터리들을 충전시키기 위해 적절한 전력 출력을 생성하도록 정류기 및 스위칭 회로를 포함할 수도 있다.
전기 차량 유도성 코일 (216) 및 베이스 시스템 유도성 코일 (204) 은 여기에서 "루프" 안테나들, 그리고 보다 구체적으로 멀티턴 루프 안테나들로 지칭되거나 또는 구성될 수도 있다. 유도성 코일들 (204 및 216) 은 또한 여기에서 "자기" 안테나들로서 지칭될 수도 있거나 구성될 수도 있다. 용어 "코일들" 은 다른 "코일" 에 커플링하기 위한 에너지를 무선으로 출력하거나 수신할 수도 있는 컴포넌트를 지칭하고자 한다. 코일은 또한 전력을 무선으로 출력하거나 수신하도록 구성되는 유형의 "안테나" 로서 지칭될 수도 있다. 루프 (예를 들어, 멀티턴 루프) 안테나들은 공심 또는 물리적 코어, 이를 테면 페라이트 코어를 포함하도록 구성될 수도 있다. 공심 루프 안테나는 코어 영역 내에서의 다른 컴포넌트들의 배치를 허용할 수도 있다. 강자성 또는 페리자성 재료들을 포함하는 물리적 코어 안테나들은 보다 강력한 전자기장 및 개선된 커플링의 전개를 허용할 수도 있다.
송신기와 수신기 사이의 효율적인 에너지 전달은 송신기와 수신기 사이의 매칭된 또는 거의 매칭된 공진을 발생시킬 수도 있다. 추가로, 송신기와 수신기 사이의 공진이 매칭되지 않는 경우에는, 에너지는 보다 낮은 효율로 전달될 수도 있다. 에너지 전달은 송신 유도성 코일로부터의 에너지를 자유 공간으로 전파하기 보다는, 송신 유도성 코일로부터의 근접장으로부터의 에너지를, 근접장이 확립된 영역 내에 (예를 들어, 공진 주파수의 미리 정해진 주파수 범위 내에 또는 근접장의 미리 정해진 거리 내에) 존재하는 수신 유도성 코일로 커플링하는 것에 의해 발생한다.
일부 실시형태들에 따르면, 서로의 근접장에 있는 두개의 유도성 코일들 사이에서 전력을 커플링하는 것이 개시된다. 근접장은 전자기장들이 존재하지만 유도성 코일로부터 멀리 전파하거나 방사하지 못할 수도 있는 유도성 코일 주변의 영역에 대응할 수도 있다. 근접장 커플링 모드 영역들은 유도성 코일의 물리적 볼륨 근처에, 통상적으로 파장의 미소부분 내에 있는 볼륨에 대응할 수도 있다. 일부 실시형태들에 따르면, 특정 실시형태들에서의 자기적 근접장 증폭들이 전기 타입 안테나 (예를 들어, 미소 다이폴) 의 전기적 근접장에 비하여, 자기 타입 코일들에 대해 더 높아지는 경향을 띠기 때문에 전자기 유도성 코일들, 이를 테면, 단일 및 멀티 턴 루프 안테나들이 소신 및 수신 양쪽 모두를 위해 이용된다. 이는 페어 사이에서 가능성있게 더 높은 커플링을 허용한다. 추가로, "전기" 안테나 (예를 들어, 다이폴들 및 모노폴들) 또는 자기 및 전기 안테나들의 조합이 이용될 수도 있다.
도 4 및 도 5 는 예시적인 실시형태들에 따른 무선 전력 전달 시스템들 (400 및 500) 각각의 다이어그램들이다. 도 4 에서, 복수의 자동차 주차 공간들 (401) 각각은 이들과 연관되어, 예를 들어, 주차 공간 내의 지상에 탑재된 무선 전력 전달 송신기 디바이스들 (402) 을 갖는다. 송신기 디바이스들 (402) 은 통신 수단 (404) 에 커플링된 단일의 전력 공급 장치 (403) 에 접속된다. 예를 들어, 전기 차량 (406) 을 주차 공간들 (401) 중 하나로 구동하여 송신기 및 수신기 디바이스들의 인덕터들을 정렬하여 전력이 유도성 전력 전달에 의해 전달될 수 있도록 함으로써, 송신기 디바이스들 (402) 이 전기 차량 (406) 과 연관된 무선 전력 송신 수신 디바이스 (405) 를 충전시키기에 적합하게 된다.
도 5 에 도시된 시스템에서, 각각의 자동차 주차 공간 (501) 은 이와 연관된 무선 전력 전달 송신기 디바이스 (502) 를 갖고 각각의 송신기 디바이스 (502) 는 자신의 전력 공급 장치 (503) 에 접속되며, 그 각각은 통신 수단 (504) 에 커플링된다.
이하, 도 4 및 도 5 에 도시된 무선 전력 전송 시스템들의 동작을 도 6a 및 도 6b 를 참조로 설명하며, 도 6a 및 도 6b 는 예시적인 실시형태들에 따른 무선 전력 송신 시스템을 동작시키는 방법 600 및 610 을 각각 나타내는 흐름도이다. 방법들 600 및 610 은 무선 전력 전달 수신기 및 송신기 디바이스들을 동작시키는 방법들을 포함하고 있음을 이해할 것이다.
도 6a 의 방법 600 에 있어서, 블록 601 에서, 전기 차량 (406 또는 506a) 은 무선 전력 전달 시스템 (400 또는 500) 의 충전 장치에 각각 접근한다. 블록 602 에서, 전기 차량 또는 그 운전자는 충전 장치의 존재를 검출할 수도 있다. 운전자는 충전 장치가 주차 공간들 (401 또는 501) 에 존재한다는 시각적 표시자, 이를 테면, 지면 위에 놓인 전력 송신기 디바이스 (402 또는 502) 의 표지판 또는 사이트를 볼 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 무선 통신들은 충전 시스템의 존재를 차량 (406 또는 506a) 에 통지할 수도 있다. 이러한 무선 통신들은, 예를 들어, GPS를 이용한 위치; 전력 공급 통신 디바이스 (404 또는 405) 로부터의 신호의 신호 강도 중 어느 하나 이상을 결정하는 것, 또는 근접도를 결정하는 임의의 다른 방법을 포함할 수도 있다. 일 예에서, 차량 (406 또는 506a) 은 전력 공급 통신 수단 (404 또는 504) 과 또는 대안으로서 송신 디바이스들 (402 또는 502) 과 연관된 다른 통신 시스템들과 무선으로 통신가능할 수도 있다. 임의의 적절한 통신 수단으로는 예를 들어, RF 통신, 블루투스, 지그비, 셀룰라 등이 이용될 수도 있다.
충전 시스템이 검출될 때, 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 는 예를 들어, 도 5 에 도시된 차량 (506b) 의 수신기 디바이스 (505a) 에서와 같이 에너지활성화될 수도 있다. 적절한 충전 시스템의 검출 뿐만 아니라 수신기 디바이스가 에너지활성화하는 것을 허용하는 것에 대한 적절한 구속요건들이 주어질 수도 있다. 예를 들어, 차량의 속도, 충전 시스템까지의 근접도, 또는 유저 개입이 차량 IPT 디바이스의 에너지활성화를 통제하여, 안전도를 증가시키고, 위험한 상황들에서 에너지활성화된 IPT 디바이스들에 의해 야기될 수 있는 가능성있는 부작용들을 감소시킬 수도 있다. 자동화된 수단을 통하여 검출되는 경우, 차량은 예를 들어, 적절한 시각적 또는 청각적 메시지 또는 표시자에 의해 충전 시스템의 존재를 운전자에게 표시할 수도 있다.
블록 603 에서, 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 는 주차 공간들 중 운전자가 자유롭게 선택할 수도 있는 하나의 주차 공간의 송신기 디바이스 (402 또는 502) 와의 예비 정렬로 이동된다. 이 단계는 운전자가 선택된 운전 공간으로 차량 (406 또는 506b) 을 운전하는 것을 포함할 수도 있다. 운전자는 대략적인 정렬을 위한 시각적 또는 물리적 정렬 가이드들, 예를 들어, 주차 공간 (401, 501) 과 연관된 마킹들, 휠 가이드들 등을 이용할 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 차량 (406 또는 506a) 은 차량을 자동으로 정렬시키기 위한 정렬 시스템을 포함할 수도 있다. 블록 603 에서의 예비 정렬의 종료에 의해, 송신기 디바이스에 대한 액세스가 차량으로 인하여 제약되도록, 차량 (406 또는 506a) 이 송신기 디바이스 (402 또는 502) 를 통하여 일반적으로 포지셔닝될 수도 있다.
블록 604 에서, 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 는 아직 에너지활성화되지 않았다면 에너지활성화된다. 교류 전류가 무선 전력 전달 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 의 세컨더리 인덕터에서 생성된다. 전류는 예를 들어, 차량 (406 또는 506a) 에 탑재된 전력 공급 장치에 의해 시스템의 세컨더리 또는 수신기 측에서의 전력 공급 장치에 의해 생성된다.
예비 정렬의 단계가 블록 603 에서 충분하게 수행되어 송신기 디바이스 (402 또는 502) 와 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 사이의 유도성 전력 전달이 실시되었다면, 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 의 세컨더리 인덕터가 송신기 디바이스 (402 또는 502) 의 프라이머리 인덕터에 전류를 유도한다.
여기에서는 용어 "송신기", "수신기", 프라이머리" 및 "세컨더리" 등은 전력 공급 장치로부터 전기 차량으로, 예를 들어, 송신기 또는 프라이머리 디바이스로부터 수신기 또는 세컨더리 디바이스로 무선 전력을 전달하는데 이용될 때 무선 전력 전달 시스템의 컴포넌트들의 통상의 사용들을 지칭하는데 이용됨을 이해할 것이다. 그러나, 본 개시물은 일부 실시형태들에서 예를 들어, 송신기 및 수신기 디바이스들의 정렬을 개선시키거나 어느 송신기 디바이스가 수신기 디바이스에 전력을 전달하기에 적절하게 배치되었는지를 식별하는 프로세스의 부분으로서 반대 방향으로, 미소량일 수도 있는 약간의 전력을 전달하는 이들 컴포넌트들의 이용을 설명한다. 따라서, "송신기"는 또한 전력을 수신하는데 이용될 수도 있고 "수신기"는 또한 전력을 송신하는데 이용될 수도 있다. 이들의 용어의 이용은 이해를 쉽게 하기 위해 시스템의 특정 컴포넌트들의 동작의 통상적인 면을 지칭하고 있는 경우에도, 실시형태들을 이러한 컴포넌트들의 임의의 특정 동작으로 제한하지 않는다.
수신기 디바이스 (405 또는 505a) 의 인덕터에서의 전류의 생성에 후속하여, 인덕터들이 적절하게 서로 가깝다면, 송신기 디바이스 (402 또는 502) 의 인덕터에 전류가 유도된다. 블록 605 에서, 송신기 인덕터에 유도된 전류가 검출되지 않으면, 블록 603 에서의 예비 정렬이 다시 수행될 수도 있다. 예를 들어, 운전자는 정렬을 조정하도록 통지받을 수도 있거나 또는 정렬 시스템이 예비 정렬을 다시 시도하도록 자동으로 활성화될 수도 있다. 블록 605 에서 송신기 인덕터에서 유도성 전류가 검출되면, 이는 인덕터들이 이들 사이에 무선 전력 전달을 위한 적절한 포지션에 있음을 표시한다.
블록 606 에서, 무선 전력 전달 시스템은 두개의 인덕터들 사이의 정렬의 미세 튜닝을 수행할 수도 있다. 이는 자동화 프로세스일 수도 있으며, 정렬을 자동화가능하게 하는 시스템의 일 예는 도 3 에 대하여 설명된다. 이 단계는 예를 들어, 정렬이 최적화되었고 정렬 임계값에 도달하였거나 프라이머리와 세컨더리 인덕터들 사이의 임계 커플링 레벨에 도달하였다면 완료될 수도 있다. 두개의 인덕터들 사이의 최적의 정렬은 전력 공급 장치로부터 전기 차량으로의 전력의 전달의 효율을 최적화하는데 바람직할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 블록 606 에서의 추가의 정렬 프로세스는 수행되지 않을 수도 있다.
블록 607 에서, 전력 공급 장치로부터 전기 차량으로의 전력의 공급이 개시된다. 이 단계에서, 전기 차량 (406 또는 506a) 은 무선 전력 전달 시스템의 통상의 충전 동작을 이용하여 충전된다.
여기에 설명된 방법은 복수의 송신기 디바이스들 (402) 을 서빙하는 하나의 전력 공급 장치 (403) 를 포함하는 도 4 에 도시된 바와 같은 시스템, 또는 송신기 디바이스 (502) 마다 전력 공급 장치 (503) 를 포함하는 도 5 에서와 같은 시스템을 포함한 무선 전력 전달 시스템들에서 안전하고 효율적으로 무선 전력 전달이 동작하는 것을 허용할 수도 있다.
도 4 및 도 5 에 도시된 무선 전력 전달 시스템들에 있어서, 전력 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 가 디바이스들 사이에서 무선으로 전력이 전달되기에 적합한 포지션에 있을 때, 전력 송신기 디바이스 (402 또는 502) 에 전력이 공급될 수도 있다. 이러한 포지션은 차량이 송신기 디바이스에 대해 포지셔닝되는 것을 포함할 수도 있으며, 이에 따라, 보행자들 또는 동물들이 송신기 디바이스 근처로 가게 되어 가능성있는 위험한 전자기장에 노출되는 기회들을 감소 또는 제거한다.
예시적인 방법 600 은 차량의 운전자가 이들이 주차하기를 선호하는 주차 공간 어느 것이나 선택하는 것을 허용할 수도 있고 시스템은 선택된 주차 공간에서 송신기 디바이스를 에너지활성화할 수도 있다. 일부 시스템들에서, 운전자는 (예를 들어, 공간이 에너지활성화될 송신기 디바이스와 연관되어 있기 때문에) 어느 주차 공간에 주차할지를 말할 수도 있거나 또는 복수의 송신기 디바이스들은 어느 주차 공간이 선택되었음을 결정하기 위해 활성화될 수도 있다.
예시적인 방법 600 의 다른 이점은 정렬 및 송신기 디바이스 검출/선택이 자체적인 전력 전달 장치 이외의 추가적인 정렬 시스템들의 이용 없이도 수행될 수 있다는 것일 수도 있다. 또한, 시스템의 비용 또는 복잡도를 추가할 수도 있고 일부 경우에 부정확할 수도 있는 추가적인 정렬 시스템들, 이를 테면, GPS 또는 RFID 의 이용 없이 다수의 차량들이 한번에 정렬될 수 있다.
수신기 디바이스들이 송신기 디바이스에 대해 적절하게 위치될 때까지 송신기 디바이스를 에너지활성화하지 않는 또 다른 이점은 비 IPT 차량들이 차량 본체의 부분들에 작용하지 않은 자기장들에 의해 야기되는 국소화된 가열의 위험 없이 송신기 디바이스들 근처에 주차할 수도 있다는 것이다. 송신기 디바이스에 부정확하게 주차한 전기 차량 충전에 의해 야기되는 유사한 위험들이 또한 감소된다.
일부 실시형태들, 특히 다수의 차량들이 충전 디바이스들과 동시에 정렬할 수도 있는 시스템들에서, 어느 차량이 어느 충전 디바이스에 접근 또는 연관되는지를 시스템이 식별할 수 있다는 이점이 있을 수도 있다. 이를 위하여, 제어기는 수신기 측에 대한 전류의 생성을 제어하도록 동작가능할 수도 있다. 예를 들어, 생성된 전류는 변조, 인터럽트, 또는 달리 일부 방식으로 변조될 수도 있다. 이어서, 송신기 디바이스에 유도된 전류는 그 변조를 반영하고, 어느 수신기 디바이스가 어느 송신기 디바이스에 유도적으로 커플링되는지를 시스템이 식별하는 것을 허용한다. 각각의 수신기 디바이스는 고유한 방식으로, 예를 들어, 고유한 변조 시그너쳐를 이용하여 전류를 변조할 수도 있다. 이는 복수의 충전 디바이스들 각각에 대한 전력 공급 장치가 이들이 연관되어 있는 차량들의 요건들에 기초하여 정확하게 제어되는 것을 허용할 수도 있다.
도 6b 의 방법 610 에 있어서, 블록 611 에서, 전기 차량 (406 또는 506a) 은 무선 전력 전달 시스템 (400 또는 500) 의 충전 장치에 각각 접근한다. 블록 612 에서, 전기 차량 (406 또는 506a) 또는 그 운전자는 충전 장치의 존재를 검출할 수도 있다. 운전자는 충전 장치가 주차 공간들 (401 또는 501) 에 존재한다는 시각적 표시자, 이를 테면, 지면 위에 놓인 전력 송신기 디바이스 (402 또는 502) 의 표지판 또는 사이트를 볼 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 무선 통신들은 충전 시스템의 존재를 차량 (406 또는 506a) 에 통지할 수도 있다. 이러한 무선 통신들은, 예를 들어, GPS를 이용한 위치; 전력 공급 통신 디바이스 (404 또는 405) 로부터의 신호의 신호 강도 중 어느 하나 이상을 결정하는 것, 또는 근접도를 결정하는 임의의 다른 방법을 포함할 수도 있다. 일 예에서, 차량 (406 또는 506a) 은 전력 공급 통신 수단 (404 또는 504) 과 또는 대안으로서 송신 디바이스들 (402 또는 502) 과 연관된 다른 통신 시스템들과 무선으로 통신가능할 수도 있다. 임의의 적절한 통신 수단으로는 예를 들어, RF 통신, 블루투스, 지그비, 셀룰라 등이 이용될 수도 있다.
충전 시스템이 검출될 때, 전류가 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 의 세컨더리 인덕터에서 생성될 수도 있다. 일부 양태들에서, 차량 (406 또는 506a) 은 송신기 디바이스들 (402 또는 502) 에 이를 테면, 전력 공급 통신 수단 (404 또는 504) 을 통하여, 세컨더리 인덕터가 에너지활성화되기 전에 차량 (406 또는 506a) 이 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 의 세컨더리 인덕터를 활성화하려 한다고 통지할 수도 있다.
수신기 디바이스 (405 또는 505a) 의 인덕터에서의 전류의 생성에 후속하여, 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 의 인덕터가 송신기 디바이스 (402 또는 502) 의 프라이머리 인덕터에 적절하게 가까이 있다면, 송신기 디바이스 (402 또는 502) 의 인덕터에 전류가 유도될 수도 있다. 블록 613 에서, 송신기 디바이스 (402 또는 502) 는 프라이머리 인덕터에 대한 세컨더리 인덕터의 거리를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 송신기 디바이스 (402 또는 502) 는 세컨더리 인덕터와 프라이머리 인덕터 사이의 거리의 표시를 결정하기 위해 프라이머리 인덕터에 유도된 전류의 크기를 측정할 수도 있다. 표시는 유도된 전류의 크기를 표시하는 값, 이를 테면, 암페어 단위의 전류 측정값, 또는 임계 전류에 대한 전류의 양 또는 백분율일 수도 있다. 한편, 유도된 전류가 검출되지 않거나 또는 검출된 전류가 최소 전류 레벨 미만이면, 프라이머리 인덕터에 대한 세컨더리 인덕터의 포지션을 결정하기 전에, 송신기 디바이스 (402 또는 502) 는 운전자에게 정렬을 조정하도록 통지할 수도 있고, 정렬 시스템은 더 가까운 포지셔닝을 시도하도록 자동으로 활성화될 수도 있다.
블록 614 에서, 송신기 디바이스 (402 또는 502) 는 세컨더리 인덕터와 프라이머리 인덕터 사이의 거리의 표시를 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 또는 주차 공간의 다른 디바이스 또는 구조물에 송신할 수도 있다. 블록 615 에서, 운전자 또는 정렬 시스템은 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 를 송신기 디바이스 (402 또는 502) 와 보다 가깝게 정렬시키라는 표시에 기초하여 차량 (406 또는 506a) 의 포지션을 조정할 수도 있고, 특히 세컨더리 인덕터를 프라이머리 인덕터에 정렬시킬 수도 있다. 차량 (406 또는 506a) 또는 주차 공간 근처의 다른 디바이스 또는 구조물은 운전자에 대한 표시에 기초하여 정보의 디스플레이를 용이하게 하기 위해, 디스플레이, 이를 테면, 하나 이상의 신호등들, 또는 디스플레이 스크린들을 포함할 수도 있다. 디스플레이는 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 를 송신기 디바이스 (402 또는 502) 와 정렬시키는 것을 보조하기 위해 이를 테면 좌측으로, 우측으로 또는 앞으로 등으로 진행하도록 차량 (406 또는 506a) 에 대한 진행 방향을 통신할 수도 있다. 일부 양태들에서, 디스플레이는 차량 (406 또는 506a) 의 다른 기능들을 보조 또는 수행하는데 이용되는 차량 (406 또는 506a) 에 포함된 그래픽 유저 인터페이스일 수도 있다.
블록 616 에서, 송신기 디바이스 (402 또는 502) 는 세컨더리 인덕터 및 프라이머리 인덕터가 적절하게 정렬되는지의 여부를 결정할 수도 있다. 인덕터들이 적절하게 정렬되지 않았다면, 방법 610 은 블록 613 으로 이동하고, 송신기 (402 또는 502) 는 다시 프라이머리 인덕터에 대한 세컨더리 인덕터의 거리를 결정할 수도 있다. 차량 (406 또는 506a) 의 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 가 이동될 수도 있어 세컨더리 인덕터가 이동할 수도 있기 때문에, 결정된 거리는 이전 거리 결정으로부터 업데이트될 수도 있다. 블록 614 에서, 업데이트된 거리의 표시는 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 또는 주차 공간 근처의 다른 디바이스 또는 구조물로 송신될 수도 있다. 블록 615 에서, 운전자 또는 정렬 시스템은 업데이트된 표시에 기초하여 차량 (406 또는 506a) 의 포지션을 조정할 수도 있다. 따라서, 송신기 디바이스 (402 또는 502) 는 세컨더리 인덕터와 프라이머리 인덕터 사이의 표시를 연속적으로 결정할 수도 있고 그 표시를 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 또는 주차 공간 근처의 다른 디바이스 또는 구조물로 송신할 수도 있다. 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 또는 주차 공간 근처의 다른 디바이스 또는 구조물은 이어서 표시를 연속적으로 수신할 수도 있고, 차량 (406 또는 506a) 의 정렬이 조정될 수도 있어, 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 및 송신기 디바이스 (402 또는 502) 가 보다 가깝게 정렬된다.
대안으로서, 블록 616 에서, 인덕터들이 적절하게 정렬되면, 방법 610 은 블록 617 으로 이동하고, 송신기 디바이스 (402 또는 502) 의 전력 공급 장치로부터 차량 (406 또는 506a) 으로의 전력의 공급이 개시된다. 이 단계에서, 차량 (406 또는 506a) 은 무선 전력 전달 시스템의 통상의 충전 동작을 이용하여 충전된다.
일부 예들에서, 하나 이상의 송신기 디바이스들 (402 또는 502) 이 방법 610 의 하나 이상의 블록들, 이를 테면, 블록들 613 또는 616 을 수행하는데 이용될 수도 있다. 예를 들어, 블록 613 에서, 무선 전력 전달 시스템들 (400 또는 500) 의 두개의 송신기 디바이스들 (402 또는 502) 은 블록 615 에서 차량 정렬을 보조하기 위하여 차량 (406 또는 506a) 까지의 두개의 거리들을 결정하는데 이용될 수도 있다. 추가로, 일부 양태들에서, 방법 610 은 바람직하게, 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 가 송신기 디바이스 (402 또는 502) 에 대한 수신기 디바이스의 거리 또는 포지션을 직접 결정 또는 측정하지 않게 할 수도 있고 오히려 송신기 디바이스 (402 또는 502) 와의 통신들을 통하여 그 거리 또는 포지션을 간접적으로 결정하게 할 수도 있다. 대안으로서, 방법 610 은 바람직하게, 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 를 송신기 디바이스 (402 또는 502) 와 정렬시키는 것을 보조하도록 수신기 디바이스 (405 또는 505a) 가 송신기 디바이스 (402 또는 502) 로부터 보조적인 거리 또는 포지션 정보를 수신하게 할 수도 있다.
이하, 송신기 및 수신기 인덕터들의 정렬이 자동으로 수행될 수도 있는 무선 전력 전달 시스템의 예시적인 컴포넌트들을 설명한다.
도 3 은 도 1 의 무선 전력 전달 시스템 (100) 의 예시적인 코어 및 보조 컴포넌트들을 나타내는 다른 기능블록도이다. 무선 전력 전달 시스템 (300) 은 통신 링크 (376), 안내 링크 (366), 및 베이스 시스템 또는 송신기 인덕터 (304) 및 차량 또는 수신기 인덕터 (316) 에 대한 정렬 시스템들 (352, 354) 을 예시한다. 도 2 를 참조로 위에 설명된 바와 같이, 그리고 도 3 에서 에너지 흐름이 전기 차량을 향할 때의 시스템의 이용을 참조하면, 베이스 충전 시스템 전력 인터페이스 (334) 는 전력 소스, 이를 테면, AC 또는 DC 전력 공급 장치로부터 충전 시스템 전력 컨버터 (336) 에 전력을 제공하도록 구성될 수도 있다. 베이스 충전 시스템 전력 컨버터 (336) 는 베이스 시스템 유도성 코일 (304) 을 공진 주파수 또는 그 근처에서 여기시키기 위해 베이스 충전 시스템 전력 인터페이스 (334) 로부터 AC 또는 DC 전력을 수신할 수도 있다. 전기 차량 인덕터 (316) 는 근접장 커플링 모드 영역에 있을 때 근접장 커플링 모드 영역으로부터 에너지를 수신하여 공진 주파수 근처에서 발진할 수도 있다. 전기 차량 전력 컨버터 (338) 는 전기 차량 유도성 코일 (316) 로부터의 발진 신호를, 전기 차량 인터페이스 (340) 를 통하여 배터리를 충전시키는데 적절한 전력 신호로 변환할 수도 있다.
베이스 무선 전력 충전 시스템 (302) 은 베이스 충전 시스템 제어기 (342) 를 포함하고, 전기 차량 충전 시스템 (314) 은 전기 차량 제어기 (344) 를 포함한다. 베이스 충전 시스템 제어기 (342) 는 다른 시스템들로의 이를 테면 예를 들어, 컴퓨터 및 전력 분배 센터 또는 스마트 전력 그리드로의 베이스 충전 시스템 통신 인터페이스 (360) 를 포함할 수도 있다. 전기 차량 제어기 (344) 는 다른 시스템들로의 이를 테면 예를 들어, 차량의 온보드 컴퓨터, 다른 배터리 충전 제어기, 차량들 내의 다른 전자 시스템들, 및 원격 전자 시스템들로의 전기 차량 통신 인터페이스 (368) 를 포함할 수도 있다.
베이스 충전 시스템 제어기 (342) 및 전기 차량 제어기 (344) 는 별도의 통신 채널들을 가진 특정 애플리케이션을 위한 서브시스템들 또는 모듈들을 포함할 수도 있다. 이들 통신 채널들은 별도의 물리적 채널들 또는 별도의 논리 채널들일 수도 있다. 일 예로서, 베이스 충전 정렬 시스템 (352) 은 베이스 시스템 유도성 코일 (304) 및 전기 차량 유도성 코일 (316) 을 자동으로 및/또는 오퍼레이터 보조로 보다 가깝게 정렬시키기 위한 피드백 메카니즘을 제공하도록 정렬 링크 (356) 를 통하여 전기 차량 정렬 시스템 (354) 과 통신할 수도 있다. 이와 유사하게, 베이스 충전 안내 시스템 (362) 은 베이스 시스템 유도성 코일 (304) 과 전기 차량 유도성 코일 (316) 을 정렬시키는데 있어서 정전기 차량을 자동으로 및/또는 운전자 보조로 안내하도록 피드백 메카니즘을 제공하기 위해 안내 링크 (366) 를 통하여 전기 차량 안내 시스템 (364) 과 통신할 수도 있다. 또한, 베이스 무선 전력 충전 시스템 (302) 과 전기 차량 충전 시스템 (314) 사이에서 다른 정보를 통신하기 위하여 베이스 충전 통신 시스템 (372) 과 전기 차량 통신 시스템 (374) 에 의해 지원되는 별도의 범용 통신 링크들 (예를 들어, 채널들) 이 있을 수도 있다. 이 정보는 무선 전력 충전 시스템 (302) 과 전기 차량 충전 시스템 (314) 양쪽 모두의 전기 차량 특성들, 배터리 특성들, 충전 상태, 및 전력 능력들 뿐만 아니라, 전기 차량에 대한 유지보수 및 진단 데이터에 대한 정보를 포함할 수도 있다. 이들 통신 채널들은 별도의 물리적 통신 채널들, 이를 테면, 예를 들어, 블루투스, 지그비, 셀룰라 등일 수도 있다.
전기 차량 제어기 (344) 는 또한 마이크로웨이브 또는 초음파 레이더 원리들에 기초한 주차 지원 시스템, 준자동 주차 동작을 수행하도록 구성된 브레이크 시스템, 및 더 높은 주차 정확도를 제공할 수도 있는 초자동화 주차 '파크 바이 와이어'를 지원하도록 구성된 스티어링 휠 서보 시스템을 포함할 수도 있으며, 이에 따라 베이스 무선 전력 충전 시스템 (302) 과 전기 차량 충전 시스템 (314) 에서의 기계적 수평 유도성 코일 정렬을 위한 필요를 감소시킨다. 또한, 전기 차량 제어기 (344) 는 전기 차량 (112) 의 전자 장치들과 통신하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 전기 차량 제어기 (344) 는 시각적 출력 디바이스들 (예를 들어, 대시보드 디스플레이), 청각적/오디오 디바이스들 (예를 들어, 부저, 스피커들), 기계적 입력 디바이스들 (예를 들어, 키보드, 터치스크린 및 포인팅 디바이스들, 이를 테면, 조이스틱, 트랙볼 등), 및 오디오 입력 디바이스들 (예를 들어, 전자 음성 인식을 가진 마이크로폰) 과 통신하도록 구성될 수도 있다.
또한, 무선 전력 전달 시스템 (300) 은 검출 및 센서 시스템들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 전달 시스템 (300) 은 운전자 또는 차량을 충전 스폿으로 적절하게 안내하도록 시스템들에 이용하기 위한 센서들, 요구되는 분리/커플링으로 유도성 코일들을 상호 정렬시키는 센서들, 전기 차량 유도성 코일 (316) 이 특정 높이 및/또는 포지션으로 이동하는 것을 방해할 수도 있는 물체들을 검출하는 센서들, 및 신뢰성있고 데미지 없고 안전한 시스템 동작을 수행하도록 시스템들에 이용하기 위한 안전 센서들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 안전 센서는 안전 반경을 넘어서 무선 전력 송신기/수신기 디바이스들 (304, 316) 에 접근하는 동물들 또는 아이들의 존재의 검출을 위한 센서, (예를 들어, 유도성 가열로 인하여) 가열될 수도 있는 베이스 시스템 유도성 코일 (304) 근처에 금속 물체들의 검출, 위험한 이벤트들, 이를 테면, 베이스 시스템 인덕터 (304) 에 대한 고온 물체들의 검출, 및 베이스 무선 전력 충전 시스템 (302) 및 전기 차량 충전 시스템 (314) 컴포넌트들의 온도 모니터링을 위한 센서를 포함할 수도 있다.
베이스 무선 전력 충전 시스템 (302) 과 전기 차량 충전 시스템 (314) 사이의 통신을 위하여, 무선 전력 전달 시스템 (300) 은 대역내 시그널링 및 RF 데이터 모뎀 (예를 들어, 라이센싱되지 않은 대역에서의 무선을 통한 이더넷) 양쪽 모두를 이용할 수도 있다. 대역외 통신은 차량 유저/소유자에게 값 추가 서비스들의 할당에 충분한 대역폭을 제공할 수도 있다. 무선 전력 캐리어의 낮은 깊이 진폭 또는 위상 변조는 최소의 간섭으로 대역내 시그널링 시스템으로서 서빙할 수도 있다.
추가로, 일부 통신은 특정 통신 안테나들을 이용하지 않고 무선 전력 링크를 통하여 수행될 수도 있다. 예를 들어, 무선 전력 인덕터들 (304 및 316) 은 또한 무선 통신 송신기들로서 역할을 하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 베이스 무선 전력 충전 시스템 (302) 의 일부 실시형태들은 무선 전력 경로에 대한 키잉 타입 프로토콜을 실행시키는 제어기 (도시 생략) 를 포함할 수도 있다. 미리 정의된 프로토콜에 의한 미리 정의된 간격들에서의 송신 전력 레벨의 키잉 (증폭 시프트 키잉) 에 의해, 수신기는 송신기로부터의 시리얼 통신을 검출할 수도 있다. 베이스 충전 시스템 전력 컨버터 (336) 는 베이스 시스템 유도성 코일 (304) 에 의해 생성된 근접장의 근방에 액티브 전기 차량 수신기들의 존재 또는 부재를 검출하기 위한 부하 감지 회로 (도시 생략) 를 포함할 수도 있다. 예로서, 부하 감지 회로는 전력 증폭기로 흐르는 전류를 모니터링하며 이는 베이스 시스템 유도성 코일 (304) 에 의해 생성된 근접장 근방의 액티브 수신기들의 존재 또는 부재에 의해 영향을 받는다. 전력 증폭기에 대한 부하에서의 변화들의 검출은, 에너지를 전송하기 위해, 액티브 수신기와의 통신을 위해 또는 이들의 조합을 위해 오실레이터를 인에이블시킬지의 여부를 결정하는데 있어 이용하기 위하여 베이스 충전 시스템 제어기 (342) 에 의해 모니터링될 수도 있다.
이하, 예시적인 실시형태들에 따른 무선 전력 전달 시스템들에 이용하기에 적합한 복수의 예시적인 회로들을 설명한다.
도 7 은 일 실시형태에 따른 무선 전력 전달 시스템 (700) 의 예시적인 컴포넌트들의 개략도이다. 전력 공급 장치 (701) 는 도 7 의 실시형에서 충전가능 배터리 (704) 에 의해 나타내어지는 부하에 전력을 제공한다. 전력은 유도성 소자 (705 및 706) 를, 예를 들어, 유도성 코일을 각각 포함하는, 무선 전력 전달 송신기 디바이스 (702) 와 무선 전력 전달 수신기 디바이스 (703) 사이의 유도성 전력 전달에 의해 부하에 전달된다. 수신기 디바이스 (703) 에서의 회로는 세컨더리 인덕터 (706) 양단에 병렬로 접속된 용량 소자 (707) 를 포함하는 병렬 튜닝된 공진 회로이다. 정류기 (708) 는 세컨더리 인덕터 (706) 에 유도된 교류 전류를 배터리 (704) 에 공급되는 직류 전류로 변환한다. 직류 전류 유도성 소자 (709) 는 또한 정류기 (708) 와 배터리 (704) 사이에 커플링될 수도 있다.
무선 전력 전달 시스템 (700) 은 또한 수신기 측 보조 전력 공급 장치 (711) 를 포함하는 보조 회로 (710) 를 더 포함한다. 보조 전력 공급 장치 (711) 는 예를 들어, 12V 배터리를 포함할 수도 있다. 보조 전력 공급 장치 (711) 는 세컨더리 인덕터 (706) 에 직렬로 접속된 전력 트랜스포머 (712) 에 의해, 전력 수신기 디바이스 (703) 에서의 회로 내에 전류를 공급 또는 주입하는 것에 의해 세컨더리 인덕터 (706) 에 전류를 생성하도록 동작가능하다. 전류 트랜스포머 (712) 와 보조 전력 공급 장치 (711) 사이에는 디바이스, 예를 들어, 이를 테면 전력 공급 장치 (711) 가 전력을 선택적으로 수신 또는 제공하는 것을 허용하기 위한 예시된 H 브리지 (713) 가 접속되어 있다.
배터리 (704) 의 충전 동안에, 전력은 송신기 디바이스 (702) 로부터 수신기 디바이스 (703) 로 이어서 배터리 (704) 로 전달된다. 전력은 또한, 예를 들어, 보조 전력 공급 장치 (711) 를 충전하기 위해 또는 보조 시스템들, 이를 테면, 무선 전력 전달 수신기 디바이스 (703) 의 내부 전자 장치들에 전력을 제공하기 위해 전류 트랜스포머 (712) 를 통하여 보조 전력 공급 장치 (711) 에 전달될 수도 있다.
정렬 또는 디바이스 검출/식별 목적을 위해 수신기 디바이스 (703) 를 이용하는 경우에, 튜닝 회로 내에 전류를 주입하고 이에 의해 세컨더리 인덕터 (706) 를 에너지활성화하기 위해 전력이 보조 전력 공급 장치 (711) 로부터 공급될 수도 있다. 이는 송신기 디바이스 (702) 의 프라이머리 인덕터 (705) 내에 전류를 유도하며, 이는 전력 공급 장치 (701)에 의해 검출될 수도 있고 인덕터 정렬 또는 디바이스 검출/식별이 발생가능하게 한다. 전류 트랜스포머 (712) 의 턴들의 비의 적절한 선택은 송신기 디바이스 (702) 에 미소 전류를 생성하기 위한 목적을 위하여, 저전압을 갖는 보조 전력 공급 장치 (711), 이를 테면, 12V 배터리로부터 전력이 제공되는 것을 허용한다.
H 브리지 (713) 에서의 스위치들은 두개의 스테이트들과, 대응하는 두개의 동작 모드들 사이에서 스위칭되어 전압이 원하는 방향으로 인가될 수 있게 할 수도 있다. 스위치들은 적절한 제어 시스템 (도시 생략) 에 의해 제어될 수도 있다.
도 8 은 일 실시형태에 따른 무선 전력 전달 시스템 (800) 의 예시적인 컴포넌트들의 개략도이다. 도 8 은 일 실시형태에 따른 무선 전력 전달 송신기 디바이스 (801) 의 컴포넌트들을 나타낸다. 예비 정렬 단계 동작 동안, 전력 수신기 디바이스 (802) 에서의 유도성 소자 (803) 는 도 7 에 대하여 설명된 것과 유사한 방식으로 전류에 의해 에너지활성화될 수도 있다. 그 결과, 전류가 전력 송신기 디바이스 (801) 의 유도성 소자 (804) 에 유도된다. 송신기 디바이스 (801) 는 예를 들어, 유도성 소자 (804) 와 직렬로 튜닝 커패시터 (805) 를 배치함으로써 형성될 수도 있는 공진 유도성 회로를 포함한다. 튜닝 회로는 예를 들어, 네개의 MOSFET들 (808H) 로 형성되는 H 브리지 (806) 에 의해 전력 공급 장치 (807) 에 커플링될 수도 있다.
튜닝 회로에는 전류 측정 디바이스 (809) 가 커플링되며 이 디바이스는 예를 들어, 도 8 에 도시된 실시형태에서와 같이 전류 트랜스포머 (810) 에 의해 임의의 적절한 방식으로 커플링될 수도 있다.
무선 전력 전달 시스템 (800) 은 수신기 유도성 소자 (803) 의 전류에 의해 유도된 전력 송신기 디바이스 (801) 의 전류를 측정하게 할 수 있다. 전류 측정 디바이스 (809) 에 의해 측정되면, 적절한 신호들은 시스템 제어기 디바이스로 전송되며, 이는 예를 들어, 도 6a 에 대하여 논의된 예시적인 방법 600 에 따라 정렬 강화 프로세스를 개시시키거나 또는 충전을 시작시킬 수도 있다.
바람직하게, 도 8 에 도시된 전력 송신기 디바이스 (801) 의 부분들은 기존의 무선 전력 전달 시스템에 이용될 수도 있다. 유도된 전류가 측정되어지도록, 전류 측정 디바이스 (809) 가 추가될 수도 있고 이는 간단한 변경을 수반할 수도 있다. 유도된 전류가 흐르기 위해, MOSFET들 (808) 중 두개는 폐쇄되어 단락 회로 전류 경로가 형성될 수도 있고, 예를 들어, 트랜지스터들 (808a 및 808b) 이 폐쇄될 수도 있거나 또는 트랜지스터들 (808c 및 808d) 이 폐쇄될 수도 있다. 따라서, 시스템 제어기는 H 브리지 (806) 의 구성을 제어할 수도 있다.
도 7 및 도 8 에 예시된 시스템들 및 회로들은 본 개시물에 설명된 시스템들 및 방법들이 실행될 수도 있고 이들의 이점들이 실현될 수도 있는 예들을 나타낸다. 보조 전력 공급 장치 (711) 를 전력 수신기 회로에 접속하기 위해 전류 트랜스포머 (712) 를 사용하는 한 이점은 전류 트랜스포머가 또한 다른 목적들, 이를 테면, 전류 센싱을 위해 이용될 수도 있다는 점이다. 보조 전력 공급 장치는 또한 메인 전력 실패의 이벤트에 유용할 수도 있어, 일부 전력이 전력 수신기 디바이스의 제어 시스템들에 이용가능하고 제어된 방식으로 시스템을 셧다운할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 도 7 에 도시된 정류기 (708) 는 단락될 수도 있어, 수신기 회로 내에 전류를 주입하기 위한 복잡도를 간단하게 한다. 예를 들어, 단락 스위치가 정류기 (708) 양단에 걸쳐 배치될 수도 있거나 또는 제어가능 정류기가 "단락" 모드에 이용될 수도 있다. 정류기 (708) 가 단락되면, 튜닝 커패시터 (707) 도 또한 단락되며, 그 결과적인 등가 회로는 다른 예시적인 실시형태에 따른 무선 전력 전달 시스템 (700) 의 단순 개략도인 도 9 에 도시되어 있다. 시스템 (900) 에서, 회로 경로 (901) 는 도 7 에 도시된 정류기와 튜닝 커패시터 양쪽 모두를 단락시킨다.
튜닝 커패시터를 단락시키는 것은 공진 유도성 회로의 튜닝에 영향을 주어, 송신기 및 수신기 디바이스들 (902 및 903) 에서의 유도성 소자들 사이에 전력 전달의 효율에 영향을 줄 수도 있다. 보상을 위해, 튜닝 회로 (904) 는 보조 회로 (908) 에서의 H 브리지 (907) 와 전류 트랜스포머 (905) 사이에 접속될 수도 있다. 튜닝 회로 (904) 는 단락 회로를 적절하게 공진 근처로 다시 튜닝하고 이에 따라 높은 레벨의 효율을 달성하기 위해 리액티브 소자들의 배치를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 튜닝 회로 (904) 의 소자들은 최초의 비단락 회로의 동작 주파수로 수신기 회로를 튜닝시키도록 선택될 수도 있다. 상이한 모드에서 시스템의 동작 주파수들을 동일하게 유지시키지만, 예를 들어 단락 또는 개방 스위치를 이용하여 정상 동작 동안에 튜닝 회로 (904) 를 바이패스하는 것이 바람직할 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 튜닝 회로 (904) 의 소자들은 수신기 회로를 상이한 동작 주파수에서의 공진으로 튜닝할 수도 있다. 상이한 공진 주파수의 한 이점은 예를 들어, 전력이 도 7 에 도시된 전력 공급 장치 (701) 로부터 부하 (704) 로 전달될 때, 튜닝 회로 (904) 가 전력 전달 시스템의 정상 동작에 거의 영향을 주지 않을 수도 있다는 점이다.
도 10 은 다른 실시형태에 따른 무선 전력 전달 시스템 (1000) 의 예시적인 컴포넌트들의 개략도이다. 시스템 (1000) 은 도 7 에 도시된 전력 전달 시스템 (700) 과 유사하고 유사한 방식으로 동작할 수도 있다. 이하, 시스템 (700) 과 상이할 수도 있는 이들 특징들을 설명한다.
시스템 (1000) 에서, 보조 전력 공급 장치 (1011) 는 튜닝 커패시터 (1007) 와 병렬로 접속된 전압 트랜스포머 (1012) 에 의해 전력 수신기 디바이스 (1003) 의 공진 회로에 커플링된다. 전압 트랜스포머 (1012) 는 정렬 또는 검출/식별 모드 동안에 수신기 디바이스 (1003) 내에 전류를 주입하기 위해 H 브리지 (1013) 에 의해 구동된다. 또한, 전압 트랜스포머 (1012) 의 턴들의 비는 송신기 디바이스 (1002) 에 미소 전류를 생성하기 위한 목적들을 위하여 저전압, 이를 테면 12V 를 갖는 보조 전력 공급 장치 (1011) 로부터 전력이 제공되는 것을 허용하도록 선택될 수도 있다.
전압 트랜스포머를 이용하여 보조 전력 공급 장치를 커플링하여 전류를 전력 수신기 디바이스에 주입하는 것은 일부 환경에서는 이점들을 가질 수도 있다. 일부 회로 토폴로지들은 보조 회로에 의해 출력될 수도 있는 비교적 더 낮은 범위의 전압들을 수반할 수도 있다. 출력 전류는 부하에 따라 변할 수도 있는 한편 출력 전압은 일반적으로, 통상의 배터리 유형들의 화학물질로 인하여 출력 전류에서의 변동에 비해 미세하게만 변동할 수도 있는 보조 배터리 전압에 비례한다. 이는 전압 트랜스포머를 포함하는 실시형태를 보다 적절하게 할 수도 있다.
도 11 은 다른 실시형태에 따른 무선 전력 전달 시스템 (1100) 의 예시적인 컴포넌트들의 개략도이다. 시스템 (1100) 에서, 수신기 디바이스 (1103) 의 유도성 소자 (1106) 에 전류를 생성하기 위한 수단은 전기 차량 배터리 (1104) 를 포함하고 도 7 및 도 10 에 도시된 시스템들에서와 같이 보조 전력 공급 장치가 없을 수도 있다. 가역 정류기 (1115) 는 배터리 (1104) 를 공진 수신기 회로에 커플링하여, 수신기 인덕터 (1106) 에 유도된 교류 전류를 정류한다. 가역 정류기 (1115) 는 H 브리지의 형태를 취할 수도 있어, 배터리 (1104) 가 선택적으로 전력을 수신기 유도성 소자 (1106) 로부터 수신하거나 또는 전력을 수신기 유도성 소자에 제공할 수 있다. 도 11 에 도시된 실시형태에서, H 브리지 (1115) 는 네개의 MOSFET들 (1116) 로 형성된다. 다른 실시형태들에서, 다른 스위칭 소자들이 이용될 수도 있다.
도 11 에 도시된 무선 전력 전달 수신기 디바이스 (1103) 의 회로는 도 8 에 도시된 무선 전력 전달 송신기 디바이스 (801) 의 회로와 유사하다. 수신기 디바이스 (1103) 의 회로는 배터리 (1104) 를 충전시키고 배터리 (1104) 로부터 전력 그리드 내에 전력을 다시 전달하도록 두개의 방향들 양쪽 모두에서 전력 전달을 수행할 수 있다. 그러나, 예시적인 방법들에 따르면, 배터리 (1104) 는 또한 정렬 및 송신기 검출/식별의 목적들을 위하여 송신기 디바이스 (1102) 에 다시 전력을 공급할 수 있다.
일 실시형태에서, H 브리지 (1115) 와 배터리 (1104) 사이에 접속된 DC 인덕터 (1109) 는 정렬/식별 모드 동안에 배터리 (1104) 가 전류를 수신기 인덕터 (1106) 에 주입할 때 회로로부터 접속해제될 수도 있다. 예를 들어, MOSFET 또는 다른 단락 스위치는 DC 인덕터 (1109) 양단에 걸쳐 접속되어 시스템 제어기 디바이스 (도시 생략) 에 의해 제어될 수도 있다.
도 11 에 도시된 수신기 디바이스 (1103) 의 실시형태의 한 이점은 수신기 디바이스 (1103) 가, 여기에 개시된 예시적인 방법들을 수행하지 못할 수도 있는 다른 수신기 디바이스에 비해 보다 적은 추가적인 컴포넌트들을 요구할 수도 있다는 점이다. 예를 들어, 도 11 의 시스템 (1100) 은 세컨더리 인덕터 (1106) 내에 전류를 제공하도록 차량 배터리 (1104) 를 이용할 수도 있고, 이에 따라 일부 양태들에서, 보조 전력 공급 장치의 복잡성 및 비용을 회피할 수도 있다.
도 7, 도 10 및 도 11 에 개시된 시스템들에서, 정렬 또는 송신기 검출/식별을 수행할 때 송신기 디바이스에 다시 전달되는 전력의 양은 전력 공급 장치 내에 다시 이용가능 전력을 전달하는 프로세스 동안에 전달되는 전력의 양보다 상당히 적을 수도 있다. 이용가능 전력보다는 작은 검출가능 신호만이 전달될 수도 있다. 이에 의해, 이들 목적을 위한 시스템의 컴포넌트들은 이들이 역방향으로 전력을 전달하는데 이용되었던 것과 상이하게 등급화될 수도 있고, 이는 보다 저렴한 컴포넌트 유형인 트랜지스터들 및/또는 다이오드들이 이용되게 할 수도 있다.
도 12, 도 13 및 도 14 는 각각 추가의 실시형태들에 따른, 무선 전력 전달 시스템들 (1200, 1300, 및 1400) 의 예시적인 컴포넌트들의 개략도들이다. 시스템들 (1200, 1300, 및 1400) 은 각각 도 7, 도 10 및 도 11 에 도시된 시스템들 (700, 1000 및 1100) 과 유사하지만, 시스템들 (1200, 1300, 및 1400) 은 병렬 튜닝 대신에, 직렬 튜닝을 이용하는 공진 회로들을 예시한다. 이에 의해, 전력 수신기 회로들 (1203, 1303 및 1403) 각각은 각각 전력 수신기 회로들 (1203, 1303 및 1403) 의 유도성 소자 (1206, 1306 및 1406) 와 직렬로 된 튜닝 커패시터 (1207, 1307 및 1407) 를 포함한다.
도 15, 도 16 및 도 17 은 각각 추가의 실시형태들에 따른, 무선 전력 전달 시스템들 (1500, 1600, 및 1700) 의 예시적인 컴포넌트들의 개략도들이다. 시스템 (1500) 은 보조 전력 공급 장치가 전류 트랜스포머 (1512) 에 의해 수신기 디바이스 (1503) 에 접속되는 점에서 시스템들 (700 및 1200) 과 유사하다. 시스템 (1600) 은 보조 전력 공급 장치가 전압 트랜스포머 (1612) 에 의해 수신기 디바이스 (1603) 에 접속되는 점에서 시스템들 (1000 및 1300) 과 유사하다. 시스템 (1700) 은 배터리 (1704) 가 가역 정류기 (1715) 를 통하여 수신기 회로 (1703) 내에 전류를 다시 주입하는데 사용될 수도 있다는 점에서 시스템들 (1100 및 1400) 과 유사하다. 시스템들 (1500, 1600, 및 1700) 이 유사 시스템들과 상이한 경우는 수신기 디바이스들에서의 공진 회로들이, 수신기 인덕터 (1506, 1606, 1706) 와 각각 직렬로 그리고 병렬로 접속되는 AC 튜닝 인덕터 (1520, 1620, 1720) 및 커패시터 (1507, 1607, 1707) 를 이용하여 세컨더리 회로의 튜닝이 실현되는 LCL 튜닝된 회로들이라는 점이다.
도 18 은 대안의 실시형태에 따른 무선 전력 전달 시스템 (1800) 의 예시적인 컴포넌트들의 개략도이다. 도 8 에 도시된 시스템 (800) 과 유사하게, 시스템 (1800) 은 전류 트랜스포머 (1810) 에 의해 공진 회로에 커플링되는 전류 측정 디바이스 (1809) 를 갖는 무선 전력 전달 송신기 디바이스 (1801) 의 예시적인 구성부분을 나타낸다. 송신기 디바이스 (1801) 에서의 공진 회로는 LCL 튜닝된 공급 공진 인덕터 (1804) 를 포함하며, 인덕터 (1804) 는 튜닝 커패시터 (1821) 및 AC 튜닝 인덕터 (1820) 와 병렬로 접속되어 있다.
도 19 는 무선 전력 수신기를 동작시키는 예시적인 방법 1900 의 흐름도이다. 방법 1900 는 예를 들어, 도 3 의 전기 차량 충전 시스템 (314) 및 도 7 의 무선 전력 전달 수신기 디바이스 (703) 를 이용하여 수행될 수도 있다. 방법 1900 이 도 3 및 도 7 의 무선 전력 전달 시스템들 (300 및 700) 의 소자들에 대하여 아래 설명되어 있지만, 다른 컴포넌트들도 하나 이상의 단계들을 수행하는데 이용될 수도 있다.
블록 1905 에서, 무선 전력 수신기의 하나의 유도성 소자에 전류를 공급하여, 전자기장을 생성하고 무선 전력 송신기의 다른 유도성 소자에 전류를 유도한다. 무선 전력 송신기는 다른 유도성 소자에 유도된 전류에 기초하여 하나의 유도성 소자와 다른 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 결정하도록 구성될 수도 있다. 보조 회로 (710) 가 전류를 공급하도록 구성될 수도 있다. 세컨더리 인덕터 (706) 는 한 유도성 소자에 대응할 수도 있고 프라이머리 인덕터 (705) 는 다른 유도성 소자에 대응할 수도 있다.
블록 1910 에서, 무선 전력 수신기에서 무선 전력 송신기로부터 유도성 소자들 사이의 거리의 표시를 수신한다. 표시는 안내 링크 (366) 및/또는 정렬 링크 (356) 를 통하여 수신될 수도 있다.
도 20 은 예시적인 무선 전력 수신기 (2000) 의 기능블록도이다. 무선 전력 수신기 (2000) 는 전력 공급 장치 (2005), 유도성 소자 (2010) 및 통신 수신기 (2015) 를 포함한다. 전력 공급 장치 (2005) 는 도 19 의 블록 1905 에 대하여 설명된 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수도 있다. 전력 공급 장치 (2005) 는 예를 들어, 도 7 의 보조 회로 (710) 에 대응할 수도 있다. 유도성 소자 (2010) 는 예를 들어, 도 7 의 세컨더리 인덕터 (706) 에 대응할 수도 있다. 통신 수신기 (2015) 는 도 19 의 블록 1910 에 대하여 설명된 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수도 있다. 통신 수신기 (2015) 는 예를 들어, 도 3 의 전기 차량 안내 시스템 (364) 또는 전기 차량 정렬 시스템 (354) 에 대응할 수도 있다.
또한, 일 양태에서, 전류를 공급하기 위한 수단은 전력 공급 장치 (2005) 를 포함할 수도 있다. 다른 양태에서, 무선 전력을 전자기장으로부터 수신하기 위한 수단은 유도성 소자 (2010) 를 포함할 수도 있다. 추가의 양태에서, 인덕터들 사이의 거리의 표시를 수신하기 위한 수단은 통신 수신기 (2015) 를 포함할 수도 있다.
도 21 은 무선 전력 송신기를 동작시키는 예시적인 방법 2100 의 흐름도이다. 방법 2100 은 예를 들어, 도 3 의 베이스 무선 전력 충전 시스템 (302) 또는 도 8 의 무선 전력 전달 송신기 디바이스 (801) 를 이용하여 수행될 수도 있다. 방법 2100 이 도 3 및 도 8 의 무선 전력 전달 시스템들 (300 및 800) 의 소자들에 대하여 아래 설명되어 있지만, 다른 컴포넌트들도 하나 이상의 단계들을 수행하는데 이용될 수도 있다.
블록 2105 에서, 무선 전력 송신기의 하나의 유도성 소자에서 유도성 전류를 검출한다. 유도성 전류는 무선 전력 수신기의 다른 유도성 소자에 의해 생성된 전자기장에 의해 하나의 유도성 소자에 유도된다. 전류 측정 디바이스 (809) 는 하나의 유도성 소자에 유도된 전류를 검출하도록 구성될 수도 있다. 유도성 소자 (804) 는 하나의 유도성 소자에 대응할 수도 있고 유도성 소자 (803) 는 다른 유도성 소자에 대응할 수도 있다.
블록 2110 에서, 하나의 유도성 소자에 유도된 전류에 기초하여 하나의 유도성 소자와 다른 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 결정한다. 베이스 충전 시스템 제어기 (342) 는 예를 들어, 거리의 표시를 결정하도록 구성될 수도 있다.
블록 2115 에서, 표시는 무선 전력 수신기에 송신된다. 표시는 예를 들어, 베이스 충전 안내 시스템 (362) 또는 정렬 시스템 (352) 에 의해 안내 링크 (366) 또는 정렬 링크 (356) 를 통하여 송신될 수도 있다.
도 22 는 예시적인 무선 전력 송신기 (2200) 의 기능블록도이다. 무선 전력 송신기 (2200) 는 검출기 (2205), 유도성 소자 (2210), 제어기 (2215) 및 통신 송신기 (2220) 를 포함한다. 검출기 (2005) 는 도 21 의 블록 2105 에 대하여 설명된 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수도 있다. 검출기 (2205) 는 도 8 의 전류 측정 디바이스 (809) 에 대응할 수도 있다. 유도성 소자 (2210) 는 도 8 의 유도성 소자 (804) 에 대응할 수도 있다. 제어기 (2215) 는 도 21 의 블록 2110 에 대하여 설명된 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수도 있다. 제어기 (2215) 는 도 3 의 베이스 충준 시스템 제어기 (342) 에 대응할 수도 있다. 통신 송신기 (2220) 는 도 21 의 블록 2115 에 대하여 설명된 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수도 있다. 통신 송신기 (2220) 는 도 3 의 베이스 충전 정렬 시스템 (352) 또는 베이스 충전 안내 시스템 (362) 에 대응할 수도 있다.
또한, 일 양태에서, 유도성 소자에 유도된 전류를 검출하기 위한 수단은 검출기 (2205) 를 포함할 수도 있다. 다른 양태에서, 전자기장을 생성하기 위한 수단은 유도성 소자 (2210) 를 포함할 수도 있다. 추가의 양태에서, 인덕터들 사이의 거리의 표시를 결정하기 위한 수단은 제어기 (2215) 를 포함할 수도 있다. 또 다른 양태에서, 표시를 송신하기 위한 수단은 통신 송신기 (2220) 를 포함할 수도 있다.
각각의 무선 전력 전달 시스템이 동작하도록 기대되는 환경에 따라 대안의 실시형태들에서 적절한 회로들이 이용될 수도 있음이 이해될 것이다. 이 개시물은 유도성 전력 전달 회로와 함께 튜닝 리액티브 소자들의 임의의 특정 구성으로 제한되지 않고, 병렬 튜닝된, 직렬 튜닝된 및 LCL 튜닝된 공진 회로들이 여기서는 단지 예로서 제공된다. 또한, 본 개시물은 수신기 인덕터에서 전류를 생성하기 위한 임의의 특정 수신기 측 수단으로 제한되지 않고 전압 트랜스포머, 전류 트랜스포머 및 가역 정류기 기술들이 여기서는 단지 예로서 제공된다.
전력을 무선으로 전달하는 것은 전기장들, 자기장들, 전자기장들과 연관된 임의의 형태의 에너지 또는 물리적 전기 도체들의 이용 없이 송신기로부터 수신기로 송신되는 다른 것들을 지칭할 수도 있다 (예를 들어, 전력이 자유 공간을 통해 전송될 수도 있다). 무선 필드 (예를 들어, 자기장) 내로 출력되는 전력은 전력 전달을 달성하기 위한 "수신 코일"에 의해 수신되거나 캡쳐되거나 또는 커플링될 수도 있다.
여기에서 원격 시스템을 설명하기 위해 전기 차량이 이용되며, 이 예는 운동 능력들의 일부로서 충전가능 에너지 저장 디바이스 (예를 들어, 하나 이상의 재충전기능 전기화학 전지들 또는 다른 유형의 배터리) 로부터 유도되는 전력을 포함하는 차량이다. 예로서, 일부 전기 차량들은 차량 배터리를 충전하거나 또는 직접적인 운동을 위한 통상의 연소기관을 포함하는 하이브리드 전기 차량들일 수도 있다. 다른 전기 차량들은 전기 차량으로부터의 모든 운동 능력을 이끌 수도 있다. 전기 차량은 자동차로 제한되지 않고 모터사이클들, 카트들, 스쿠터들 등을 포함할 수도 있다. 비제한적인 예로서, 원격 시스템은 여기에서 전기 차량 (EV) 의 형태로 설명된다. 또한, 충전가능 에너지 저장 디바이스를 이용하여 적어도 부분적으로 급전될 수도 있는 다른 원격 시스템들 (예를 들어, 전자 디바이스들, 이를 테면, 개인 컴퓨팅 디바이스들 등) 이 또한 고려된다.
위에서 설명된 방법들의 다양한 동작들은 다양한 하드웨어 및/또는 스프트웨어 컴포넌트(들), 회로들, 및/또는 모듈(들) 과 같은, 동작들을 수행할 수 있는 임의의 적절한 수단에 의해 수행될 수도 있다. 일반적으로, 도면들에서 도시된 임의의 동작들은 그 동작들을 수행할 수 있는 대응하는 기능적 수단에 의해 수행될 수도 있다.
정보 및 신호들은 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 이용하여 표현될 수도 있다. 예를 들면, 상기 설명을 통해 참조될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 자기 입자들, 광학 필드들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수도 있다.
본원에서 개시된 실시형태들과 연계하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 양자 모두의 조합들로서 구현될 수도 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 교환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들을 그들의 기능적 관점에서 일반적으로 위에서 설명하였다. 그러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들에 따라 달라진다. 설명된 기능성은 각각의 특정 애플리케이션에 대한 다양한 방식들로 구현될 수도 있으나, 이러한 구현 결정들이 본 발명의 실시형태들의 범위를 벗어나게 하는 것으로 해석되어져서는 안된다.
본원에서 개시된 실시형태들과 연계하여 설명된 다양한 예시적인 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (Digital Signal Processor; DSP), 주문형 반도체 (Application Specific Integrated Circuit; ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (Field Programmable Gate Array; FPGA) 또는 다른 프로그래머블 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본원에서 개시된 기능들을 수행하도록 디자인된 이들의 임의의 조합에 의해 구현되거나 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 다르게는, 상기 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들면, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 연계한 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로 구현될 수도 있다.
본원에서 개시된 실시형태들과 연계하여 설명된 방법 또는 알고리즘 및 기능들의 단계들은 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 이들 둘의 조합에서 직접적으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 유형의 컴퓨터 판독 가능한 매체 상에 저장되거나 또는 전송될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Randdom Access Memory), 플래시 메모리, ROM(Read Only Memory), EPROM(Electrically Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 레지스터, 하드디스크, 리무버블 디스크, CD-ROM, 또는 종래 기술에서 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체 내에 있을 수도 있다. 저장 매체는 프로세서에 커플링되어, 프로세가 저장 매체로부터 정보를 판독하거나 저장 매체에 정보를 기록할 수 있다. 대안에서, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다. 본원에서 사용된 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는 컴팩트 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광학 디스크, DVD (digital versatile disc), 플로피 디스크, 및 블루 레이 디스크를 포함하며, 여기서 디스크 (disk) 들은 보통 데이터를 자기적으로 재생하는데 반해, 디스크 (disck) 들은 레이저를 이용하여 데이터를 광학적으로 재생한다. 위의 조합들도 컴퓨터 판독가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다. 프로세서와 저장 매체는 ASIC 내에 있을 수도 있다. ASIC 는 사용자 단말기 내에 있을 수도 있다. 대안에서, 프로세서와 저장 매체는 사용자 단말기에서 개별 컴포넌트들로 있을 수도 있다.
본 개시물을 요약할 목적으로, 본 발명들의 소정의 양상들, 이점들, 및 신규한 특징들이 본원에 설명되었다. 반드시 모든 이러한 이점들이 본 발명의 임의의 특정 실시형태에 따라 달성될 필요가 없을 수도 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 반드시 본원에 사상되거나 제시된 다른 이점들을 달성하지 않으면서도 본원에 사상된 일 이점 또는 한 그룹의 이점들을 달성하거나 최적화하는 방식으로 구현되거나 이해될 수도 있다.
이들 예시적인 실시형태들의 여러 수정예들이 당업자에게는 자명할 것이며, 본원에서 정의된 일반적인 원칙들은 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본원에서 보여진 예시적인 구체예들로 제한되도록 의도된 것은 아니며 본원의 개시된 원칙들과 신규의 특징들과 일치하는 광의의 범위를 제공하기 위한 것이다.

Claims (41)

  1. 무선 전력 수신기로서,
    제 2 유도성 소자를 포함하는 무선 전력 송신기에 의해 생성된 제 1 전자기장으로부터의 무선 전력을 수신하도록 구성되는 제 1 유도성 소자;
    제 2 전자기장을 생성하고 상기 제 2 유도성 소자에 전류를 유도하기 위해 상기 제 1 유도성 소자에 전류를 공급하도록 구성되는 전력 공급 장치; 및
    상기 제 2 유도성 소자에 유도된 상기 전류에 기초하여 상기 제 1 유도성 소자와 상기 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 수신하도록 구성되는 통신 수신기를 포함하는, 무선 전력 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신기가 상기 무선 전력 수신기로의 무선 전력 전달을 개시하기 전에 상기 표시에 기초하여 상기 무선 전력 수신기를 상기 무선 전력 송신기와 정렬시키도록 구성되는 정렬 제어기를 더 포함하는, 무선 전력 수신기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 표시는 상기 유도된 전류의 크기를 나타내는 값을 포함하는, 무선 전력 수신기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 전자기장을 생성하도록 상기 전력 공급 장치가 상기 제 1 유도성 소자에 전류를 공급하기 전에 상기 무선 전력 송신기에 통지하도록 구성되는, 무선 전력 수신기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시를 디스플레이하도록 구성되는 디스플레이를 더 포함하는, 무선 전력 수신기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 상기 무선 전력 수신기를 상기 무선 전력 송신기와 정렬시키는 것을 보조하도록 구성되는 유저 인터페이스를 포함하는, 무선 전력 수신기.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 수신기는 또한 상기 무선 전력 송신기로부터 상기 표시를 연속적으로 수신하도록 구성되는, 무선 전력 수신기.
  8. 무선 전력 송신기로서,
    제 2 유도성 소자를 포함하는 무선 전력 수신기에 무선 전력을 전달하기 위한 제 1 전기장을 생성하도록 구성되는 제 1 유도성 소자;
    상기 제 1 유도성 소자에 유도된 전류를 검출하고, 상기 유도된 전류에 기초하여 상기 제 1 유도성 소자와 상기 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 결정하도록 구성되는 검출기로서, 상기 유도된 전류는 상기 제 2 유도성 소자에 의해 생성된 제 2 전자기장에 의해 상기 제 1 유도성 소자에 유도되는, 상기 검출기; 및
    상기 무선 전력 수신기에 상기 표시를 송신하도록 구성되는 통신 송신기를 포함하는, 무선 전력 송신기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 검출기는 또한 상기 유도된 전류의 크기를 측정하도록 구성되고, 상기 표시는 상기 유도된 전류의 측정된 상기 크기를 나타내는 값을 포함하는, 무선 전력 송신기.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신기로부터 통지를 수신하도록 구성되는 통신 수신기를 더 포함하고, 상기 통지는 상기 제 2 전자기장을 생성하도록 상기 전류가 상기 제 2 유도성 소자에 공급되기 전에 상기 무선 전력 송신기에 통지하는, 무선 전력 송신기.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 송신기는 또한 상기 무선 전력 수신기에 상기 표시를 연속적으로 송신하도록 구성되는, 무선 전력 송신기.
  12. 무선 전력 수신기를 동작시키는 방법으로서,
    전자기장을 생성하고 무선 전력 송신기의 제 2 유도성 소자에 전류를 유도하기 위해 제 1 유도성 소자에 전류를 공급하는 단계;
    상기 제 2 유도성 소자에 유도된 상기 전류에 기초하여 상기 제 1 유도성 소자와 상기 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 수신하는 단계를 포함하는, 무선 전력 수신기를 동작시키는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신기가 상기 무선 전력 수신기로의 무선 전력 전달을 개시하기 전에 상기 표시에 기초하여 상기 무선 전력 수신기를 상기 무선 전력 송신기와 정렬시키는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신기를 동작시키는 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 표시는 상기 유도된 전류의 크기를 나타내는 값을 포함하는, 무선 전력 수신기를 동작시키는 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자기장을 생성하도록 상기 제 1 유도성 소자에 상기 전류를 공급하기 전에 상기 무선 전력 송신기에 통지하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신기를 동작시키는 방법.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신기를 동작시키는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 표시를 디스플레이하는 단계는, 상기 무선 전력 수신기를 상기 무선 전력 송신기와 정렬시키는 것을 보조하도록 유저 인터페이스 상에 상기 표시를 디스플레이하는 단계를 포함하는, 무선 전력 수신기를 동작시키는 방법.
  18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신기로부터 상기 표시를 연속적으로 수신하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 수신기를 동작시키는 방법.
  19. 무선 전력 송신기를 동작시키는 방법으로서,
    제 1 유도성 소자에 유도된 전류를 검출하는 단계로서, 상기 유도된 전류는 제 2 유도성 소자에서의 전류에 의해 생성된 전자기장에 의해 상기 제 1 유도성 소자에 유도되고, 무선 전력 수신기가 상기 제 2 유도성 소자를 포함하는, 상기 검출하는 단계;
    상기 유도된 전류에 기초하여 상기 제 1 유도성 소자와 상기 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 결정하는 단계; 및
    상기 무선 전력 수신기에 상기 표시를 송신하는 단계를 포함하는, 무선 전력 송신기를 동작시키는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 유도된 전류의 크기를 측정하는 단계를 더 포함하고, 상기 표시는 상기 유도된 전류의 측정된 상기 크기를 나타내는 값을 포함하는, 무선 전력 송신기를 동작시키는 방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신기로부터 통지를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 통지는 상기 제 2 전자기장을 생성하도록 상기 전류가 상기 제 2 유도성 소자에 공급되기 전에 상기 무선 전력 송신기에 통지하는, 무선 전력 송신기를 동작시키는 방법.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신기에 상기 표시를 연속적으로 송신하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 송신기를 동작시키는 방법.
  23. 무선 전력 수신기로서,
    무선 전력 송신기의 제 2 유도성 소자를 포함하는 무선 전력 송신기에 의해 생성된 제 1 전자기장으로부터의 무선 전력을 수신하기 위한 수단;
    제 2 전자기장을 생성하고 상기 제 2 유도성 소자에 전류를 유도하기 위해 상기 제 1 전자기장으로부터의 무선 전력을 수신하기 위한 수단에 전류를 공급하기 위한 수단; 및
    상기 제 2 유도성 소자에 유도된 상기 전류에 기초하여, 상기 무선 전력을 수신하기 위한 수단과 상기 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 수신하기 위한 수단을 포함하는, 무선 전력 수신기.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 무선 전력 송신기가 상기 무선 전력 수신기로의 무선 전력 전달을 개시하기 전에 상기 표시에 기초하여 상기 무선 전력 수신기를 상기 무선 전력 송신기와 정렬시키기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 전력 수신기.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신기를 상기 무선 전력 송신기와 정렬시키는 것을 보조하기 위해 상기 표시를 디스플레이하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 전력 수신기.
  26. 무선 전력 송신기로서,
    제 1 전기장을 생성하기 위한 수단으로서, 제 2 유도성 소자를 포함하는 무선 전력 수신기에 무선 전력을 전달하기 위한, 상기 제 1 전기장을 생성하기 위한 수단;
    상기 제 1 전자기장을 생성하기 위한 수단에 유도된 전류를 검출하기 위한 수단으로서, 상기 유도된 전류는 상기 제 2 유도성 소자에서의 전류에 의해 생성된 제 2 전자기장에 의해, 상기 제 1 전자기장을 생성하기 위한 수단에 유도되는, 상기 검출하기 위한 수단;
    상기 유도된 전류에 기초하여, 상기 제 1 전자기장을 생성하기 위한 수단과 상기 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 결정하기 위한 수단; 및
    상기 무선 전력 수신기에 상기 표시를 송신하기 위한 수단을 포함하는, 무선 전력 송신기.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 유도된 전류의 크기를 측정하기 위한 수단을 더 포함하고, 상기 표시는 상기 유도된 전류의 측정된 상기 크기를 나타내는 값을 포함하는, 무선 전력 송신기.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 무선 전력 수신기로부터 통지를 수신하기 위한 수단을 더 포함하고, 상기 통지는 상기 제 2 전자기장을 생성하도록 상기 전류가 상기 제 2 유도성 소자에 공급되기 전에 상기 무선 전력 송신기에 통지하는, 무선 전력 송신기.
  29. 명령들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 명령들은 실행될 때 프로세서로 하여금,
    제 1 전자기장을 생성하고 무선 전력 송신기의 제 2 유도성 소자에 전류를 유도하기 위해 제 1 유도성 소자에 전류를 공급하는 단계;
    상기 제 2 유도성 소자에 유도된 상기 전류에 기초하여 상기 제 1 유도성 소자와 상기 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 수신하는 단계; 및
    상기 제 2 유도성 소자에 의해 생성된 제 2 전자기장으로부터의 무선 전력을 상기 제 1 유도성 소자에 의하여 수신하는 단계를 포함하는 방법을 수행하게 하는, 명령들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  30. 명령들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 명령들은 실행될 때 프로세서로 하여금,
    제 1 유도성 소자에 유도된 전류를 검출하는 단계로서, 상기 유도된 전류는 제 2 유도성 소자에서의 전류에 의해 생성된 제 1 전자기장에 의해 상기 제 1 유도성 소자에 유도되고, 무선 전력 수신기가 상기 제 2 유도성 소자를 포함하는, 상기 검출하는 단계;
    상기 유도된 전류에 기초하여 상기 제 1 유도성 소자와 상기 제 2 유도성 소자 사이의 거리의 표시를 결정하는 단계; 및
    상기 무선 전력 수신기에 상기 표시를 송신하는 단계; 및
    상기 제 2 유도성 소자에 무선 전력을 전달하기 위한 제 2 전자기장을 생성하는 단계를 포함하는 방법을 수행하게 하는, 명령들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
  31. 무선 전력 수신기로서,
    제 2 유도성 소자를 포함하는 무선 전력 송신기에 의해 생성된 제 1 전자기장으로부터의 무선 전력을 수신하도록 구성되는 제 1 유도성 소자; 및
    전력 공급 장치를 포함하고,
    상기 전력 공급 장치는,
    상기 무선 전력 수신기가 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하기에 적합한 포지션에 있음을 상기 무선 전력 송신기가 결정하도록, 제 2 전자기장을 생성하여 상기 제 2 유도성 소자에 전류를 유도하기 위해 상기 제 1 유도성 소자에 전류를 공급하고;
    선택적으로 상기 제 1 유도성 소자로부터 전력을 수신하거나 또는 상기 제 1 유도성 소자에 상기 전력을 제공하도록 구성되는, 무선 전력 수신기.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 전력 공급 장치를 상기 제 1 유도성 소자에 접속하는 H 브리지를 더 포함하는, 무선 전력 수신기.
  33. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서,
    상기 전력 공급 장치는 상기 무선 전력 송신기로부터 상기 무선 전력 수신기로의 무선 전력 전달 동안에 전력을 수신하도록 구성되는 배터리를 포함하는, 무선 전력 수신기.
  34. 제 31 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 공급 장치는 보조 전력 공급 장치를 포함하는, 무선 전력 수신기.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 보조 전력 공급 장치를 상기 제 1 유도성 소자를 포함하는 회로에 커플링하도록 구성되는 트랜스포머를 더 포함하는, 무선 전력 수신기.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 트랜스포머는 전압 트랜스포머를 포함하는, 무선 전력 수신기.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 트랜스포머는 전류 트랜스포머를 포함하는, 무선 전력 수신기.
  38. 제 34 항에 있어서,
    상기 보조 전력 공급 장치는 튜닝 회로를 포함하는, 무선 전력 수신기.
  39. 무선 전력 수신기로서,
    제 2 유도성 소자를 포함하는 무선 전력 송신기에 의해 생성된 제 1 전자기장으로부터의 무선 전력을 수신하기 위한 수단;
    상기 무선 전력 수신기가 상기 무선 전력 송신기로부터 무선 전력을 수신하기에 적합한 포지션에 있음을 상기 무선 전력 송신기가 결정하도록, 제 2 전자기장을 생성하여 상기 제 2 유도성 소자에 전류를 유도하기 위해, 상기 무선 전력을 수신하기 위한 수단에 전류를 공급하기 위한 수단; 및
    선택적으로 상기 무선 전력을 수신하기 위한 수단으로부터 전력을 수신하거나 또는 상기 무선 전력을 수신하기 위한 수단에 전력을 제공하기 위한 수단을 포함하는, 무선 전력 수신기.
  40. 제 39 항에 있어서,
    선택적으로 전력을 수신하거나 또는 상기 전력을 제공하기 위한 수단은 H 브리지를 포함하는, 무선 전력 수신기.
  41. 제 39 항 또는 제 40 항에 있어서,
    상기 전류를 공급하기 위한 수단은 보조 전력 공급 장치를 포함하는, 무선 전력 수신기.
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