KR20150067749A - 와이어링 하네스 및 무선 전력 전송 시스템 - Google Patents

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KR20150067749A
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wiring harness
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KR1020147029391A
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English (en)
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그랜트 안소니 코빅
존 탈봇 보이즈
보히멘 에드워드 밴
마이클 르 갈라이스 키신
니콜라스 아쏠 킬링
조나단 비버
Original Assignee
오클랜드 유니서비시즈 리미티드
그랜트 안소니 코빅
조나단 비버
보히멘 에드워드 밴
마이클 르 갈라이스 키신
존 탈봇 보이즈
니콜라스 아쏠 킬링
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Publication date
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Abstract

본 개시는 무선 전력 전송 및 특히 전기 자동차들과 같은 원격 시스템으로의 무선 전력 전송에서의 사용을 위한 방법들 및 장치를 제공한다. 일 양상에서, 무선 전력 전송 시스템은 제1 커넥터 부분을 포함한 무선 전력 전송 디바이스; 제2 커넥터 부분을 포함한 전기 디바이스; 및 케이블, 상기 제1 커넥터 부분에 착탈 가능하게 연결되도록 구성된 케이블의 일 단부에서의 제1 단부 커넥터 부분, 및 제2 커넥터 부분에 착탈 가능하게 연결되도록 구성된 케이블의 다른 단부에서의 제2 단부 커넥터 부분을 포함한 와이어링 하네스를 포함한다. 또 다른 양상에서, 와이어링 하네스는 각각이 복수의 도전성 필라멘트들을 포함한, 복수의 케이블들; 및 각각 오목 단부를 포함한 복수의 핀들을 포함하는 커넥터 부분을 포함하며, 각각의 케이블의 단부는 각각의 오목 단부들로 납땜된다.

Description

와이어링 하네스 및 무선 전력 전송 시스템{A WIRING HARNESS AND WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM}
기술 분야는 일반적으로 무선 전력 전송에 관한 것이며, 보다 구체적으로 배터리들을 포함한 차량들과 같은 원격 시스템들로의 무선 전력 전송과 관련 있는 디바이스들, 시스템들, 및 방법들에 관한 것이다. 특히, 기술 분야는 무선 전력 전송 시스템들, 및 보다 구체적으로 유도 전력 전송(IPT) 시스템들에서 사용된 와이어링 하네스를 위한 배열들에 관한 것이다.
배터리와 같은 에너지 저장 디바이스로부터 수신된 전기로부터 도출된 운동(locomotion) 전력을 포함하는 차량들과 같은 원격 시스템들이 도입되어 왔다. 예를 들면, 하이브리드 전기 자동차들은 차량들을 충전하기 위해 차량 제동기 및 종래의 모터들로부터의 전력을 사용하는 차량 탑재형 충전기들을 포함한다. 단지 전기인 차량들은 일반적으로 다른 소스들로부터 배터리들을 충전하기 위한 전기를 수신한다. 배터리 전기 자동차들(전기 자동차들)은 종종 가정 또는 상업용 유선 교류(AC) 공급 소스들과 같은 몇몇 유형의 AC를 통해 충전되도록 제안된다. 유선 충전 연결들은 물리적으로 전원 공급 장치에 연결되는 케이블들 또는 다른 유사한 커넥터들을 요구한다. 케이블들 및 유사한 커넥터들은 때때로 불편하거나 또는 다루기 힘들 수 있으며 다른 결점들을 가질 수 있다. 자유 공간에서(예로서, 무선 필드를 통해) 전기 자동차들을 충전하기 위해 사용될 전력을 전송할 수 있는 무선 충전 시스템들은 유선 충전 해결책들의 결함들 중 일부를 극복할 수 있다. 이와 같이, 전기 자동차들을 충전하기 위해 전력을 효율적으로 및 안전하게 전송하는 무선 충전 시스템들 및 방법들이 바람직하다.
무선 전력 전송 시스템들은 베이스 및 픽업 전력 디바이스들 사이에서 전력을 전송하기 위해 유도 전력 전송(IPT)을 이용할 수 있다. 베이스 및 픽업 디바이스들은 통상적으로 전원 공급과 같은 기능들을 수행하거나 또는 배터리들을 충전하는 별개의 구성요소들을 갖고, 각각의 베이스 및 픽업 시스템들의 일부를 형성한다. 일반적으로 제한된 공간을 갖거나, 또는 최소 시각적 영향이 바람직한 위치들에서의 설치를 보조하기 위해 그것들의 물리적 발자국(footprint)를 최소화하도록 이들 구성요소들을 물리적으로 분리하는 것이 바람직하다.
지금까지, 각각의 베이스 및 픽업 측면들의 구성요소들 사이에서의 연결은 제조 동안 구성요소들 사이에서의 하드와이어드 케이블들의 형태로 영구적인 물리적 상호연결을 제공함으로써 달성되어왔다. 이것은 전력 전송 시스템의 요구된 효율성을 달성하기 위해, 이러한 연결들을 위해 요구된 케이블의 특징과 함께, 구성요소들 사이에서 송신된 신호들의 높은 전력 및 고 주파수로 인해 필요하다.
그러나, 이러한 배열은 시스템들의 제조, 설치, 또는 보수에 관하여 이상적이지 않다. 무선 전력 전송 시스템의 구성요소들의 각각이 개별적으로 제조되며 설치되고, 그 뒤에 요구된 대로 함께 연결되는 것이 일반적으로 바람직하다.
개시된 실시예들의 목적은 앞서 말한 문제점들 중 적어도 하나를 다루거나 또는 적어도 유용한 선택을 대중에게 제공하는 것이다.
첨부된 청구항들의 범위 내에서의 시스템들, 방법들, 및 디바이스들의 다양한 구현들 각각은 여러 개의 양상들을 가지며, 그 중 어떤 단일의 것도 본원에 설명된 바람직한 속성들에 단독으로 책임이 있지 않다. 첨부된 청구항들의 범위를 제한하지 않고, 몇몇 주요한 특징들이 본원에 설명된다.
본 명세서에 설명된 주제의 하나 이상의 구현들의 세부사항들이 이하의 첨부한 도면들 및 설명에 제시된다. 다른 특징들, 양상들, 및 이점들이 설명, 도면들, 및 청구항들로부터 명백해질 것이다. 다음의 도면들의 상대적인 치수들은 일정한 비율로 그려지지 않을 수 있다는 것을 주의하자.
개시의 일 양상은 무선 전력 전송 시스템을 제공한다. 상기 시스템은 제1 커넥터 부분을 포함할 수 있는, 무선 전력 전송 디바이스를 포함할 수 있다. 상기 시스템은 제2 커넥터 부분을 포함할 수 있는, 전기 디바이스를 더 포함할 수 있다. 상기 시스템은 케이블, 및 상기 케이블의 일 단부에서의 제1 단부 커넥터 부분을 포함할 수 있는 와이어링 하네스를 포함할 수 있다. 상기 제1 단부 커넥터 부분은 상기 제1 커넥터 부분에 착탈 가능하게 연결되도록 구성될 수 있다. 상기 와이어링 하네스는 상기 케이블의 다른 단부에 제2 단부 커넥터 부분을 포함할 수 있다. 상기 제2 단부 커넥터 부분은 상기 제2 커넥터 부분에 착탈 가능하게 연결되도록 구성될 수 있다. 상기 전기 디바이스는 배터리 충전 시스템을 포함할 수 있다. 상기 전기 디바이스는 전원 공급 장치를 포함할 수 있다.
또 다른 양상은 무선 전력 전송 시스템을 위한 와이어링 하네스에 관한 것이다. 상기 와이어링 하네스는 복수의 케이블들을 포함할 수 있다. 각각의 케이블은 복수의 도전성 필라멘트들을 포함할 수 있다. 상기 와이어링 하네스는 상기 케이블들의 제1 단부에 연결된 제1 커넥터 부분을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 커넥터 부분은 복수의 핀들을 포함할 수 있다. 각각의 핀은 오목 단부를 포함할 수 있다. 상기 케이블들의 각각의 일 단부는 각각의 오목 단부들로 납땜될 수 있다. 각각의 케이블은 리츠 와이어를 포함할 수 있다. 각각의 핀은 적어도 23A(rms)에 대해 정격일 수 있다. 각각의 핀은 적어도 830V(rms)에 대해 정격일 수 있다. 각각의 핀은 구리로 만들어질 수 있다. 각각의 핀은 원통형 접촉 표면을 포함할 수 있다. 상기 원통형 접촉 표면은 직경이 적어도 실질적으로 4 mm일 수 있다. 상기 케이블들 중 적어도 두 개는 제1 지정을 가질 수 있으며, 상기 케이블들 중 적어도 두 개는 제2 지정을 가질 수 있다. 상기 제1 지정 및 상기 제2 지정의 케이블들 사이에서의 전압 절연이 동일한 지정의 케이블들 사이에서의 것보다 크도록 상기 제1 커넥터 부분이 상기 핀들을 수용하도록 구성될 수 있다. 상기 제1 커넥터 부분은 상기 핀들 사이에 어떤 도전성 루프들도 갖지 않도록 구성될 수 있다.
또 다른 양상은 무선 전력 전송 시스템을 위한 와이어링 하네스를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 각각 복수의 도전성 필라멘트들을 포함한 복수의 케이블들에 대해, 복수의 종단된 케이블들을 형성하기 위해 상기 각각의 도전성 필라멘트들을 함께 납땜하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 각각의 종단된 케이블을 제1 커넥터 부분의 핀의 각각의 오목 단부에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 도전성 필라멘트들이 상기 핀들로 납땜되도록 각각의 종단된 케이블에 열을 가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 도전성 필라멘트들을 납땜하는 단계는 상기 케이블의 상기 도전성 필라멘트들을 동시에 납땜 포트로 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 납땜 포트의 온도는 실질적으로 섭씨 350도 내지 실질적으로 섭씨 500도의 범위 내에서 유지될 수 있다. 상기 납땜 포트의 온도는 실질적으로 섭씨 450도에서 유지될 수 있다.
앞서 언급되고 관련된 목표들의 성취를 위해, 하나 이상의 실시예들이 이후 완전히 설명되며 특히 청구항에 나타내어진 특징들을 포함한다. 다음의 설명 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 실시예들의 특정한 예시적인 양상들을 상세히 제시한다. 이들 양상들은, 그러나, 다양한 실시예들의 원리들이 이용될 수 있으며 설명된 실시예들이 모든 이러한 양상들 및 그것들의 등가물들을 포함하도록 의도되는 다양한 방식들 중 단지 몇 개만을 나타낸다.
모두 그것의 신규 양상들에서 고려되어야 하는, 본 발명의 추가 양상들이 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명이 예시적인 일 실시예에 따라, 전기 자동차를 충전하기 위한 예시적인 무선 전력 전송 시스템의 다이어그램이다.
도 2는 도 1의 무선 전력 전송 시스템의 예시적인 핵심 구성요소들의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 서브세트의 예시이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 와이어링 하네스 및 무선 전력 전송 디바이스 사이에서의 연결의 예시이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른, 케이블 및 핀 사이에서의 연결의 예시이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른, 와이어링 하네스를 제조하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른, 와이어링 하네스의 커넥터에서의 사용을 위한 인서트의 예시이다.
도 8은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른, 커넥터의 예시이다.
도면들에 예시된 다양한 특징들은 일정한 비율로 그려지지 않을 수 있다. 따라서, 다양한 특징들의 치수들은 명료함을 위해 임의로 확대되거나 또는 축소될 수 있다. 또한, 도면들 중 일부는 주어진 시스템, 방법 또는 디바이스의 구성요소들의 모두를 묘사하지 않을 수 있다. 마지막으로, 유사한 참조 번호들은 명세서 및 도면들 전체에 걸쳐 유사한 특징들을 나타내기 위해 사용될 수 있다.
첨부된 도면들에 관련하여 이하에 제시된 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예들의 설명으로서 의도되며 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시예들을 표현하는 것으로 의도되지 않는다. 본 설명 전체에 걸쳐 사용된 용어"대표적인(exemplary)"은 "일 예, 사례, 또는 예시로서 작용하는"을 의미하며, 반드시 임의의 다른 실시예들에 비해 선호되거나 또는 유리한 것으로서 해석되는 것은 아니어야 한다. 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 세부사항들을 포함한다. 몇몇 사례들에서, 몇몇 디바이스들은 블록도 형태로 도시된다.
전력을 무선으로 전송하는 것은 전기장들, 자기장들, 전자기장들과 연관된 임의의 형태의 에너지를 전송하는 것 또는 물리적 전기적 도체들의 사용 없이 송신기로부터 수신기로 전송하는 것을 나타낼 수 있다(예로서, 전력은 자유 공간을 통해 전송될 수 있다). 무선 필드(예로서, 자기장)로 출력된 전력은 전력 전송을 달성하기 위해 수신되거나, "수신 코일"에 의해 포획되거나, 또는 그것에 의해 결합될 수 있다.
전기 자동차는, 그 일 예가 충전 가능한 에너지 저장 디바이스(예로서, 하나 이상의 재충전 가능한 전기화학적 전지들 또는 다른 유형의 배터리)로부터 도출된 전기 전력을, 운동 능력들의 일부로서 포함하는 차량인, 원격 시스템을 설명하기 위해 본원에서 사용된다.. 비-제한적인 예들로서, 몇몇 전기 자동차들은 전기 모터들 외에, 직접 운동을 위한 또는 차량의 배터리를 충전하기 위해 종래의 연소 기관을 포함하는 하이브리드 전기 자동차들일 수 있다. 다른 전기 자동차들은 전기 전력으로부터 모든 운동 능력을 인출할 수 있다. 전기 자동차는 자동차에 제한되지 않으며, 오토바이들, 카트들, 스쿠터들 등을 포함할 수 있다. 예로서 그리고 제한 없이, 원격 시스템은 전기 자동차(EV)의 형태로 본원에 설명된다. 더욱이, 충전 가능한 에너지 저장 디바이스를 사용하여 적어도 부분적으로 동력을 공급받을 수 있는 다른 원격 시스템들이 또한 고려된다(예로서, 개인 컴퓨팅 디바이스들 등과 같은 전자 디바이스들).
도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른, 전기 자동차(112)를 충전하기 위한 예시적인 무선 전력 전송 시스템(100)의 다이어그램이다. 무선 전력 전송 시스템(100)은 전기 자동차(112)가 베이스 무선 충전 시스템(102a) 근처에 주차하는 동안 전기 자동차(112)의 충전을 가능하게 한다. 주차 영역에서 대응하는 베이스 무선 충전 시스템(102a, 102b)위에 주차될 두 대의 전기 자동차들을 위한 공간들이 예시된다. 몇몇 실시예들에서, 로컬 분배 센터(130)가 전력 백본(132)에 연결되고 전력 링크(110)를 통해 교류(AC) 또는 직류(DC) 공급을 베이스 무선 충전 시스템(102a)에 제공하도록 구성될 수 있다. 베이스 무선 충전 시스템(102a)은 또한 전력을 무선으로 전송하거나 또는 수신하기 위해 베이스 시스템 유도 코일(104a)을 포함한다. 전기 자동차(112)는 배터리 유닛(118), 전기 자동차 유도 코일(116), 및 전기 자동차 무선 충전 시스템(114)을 포함할 수 있다. 전기 자동차 유도 코일(116)은 예를 들면, 베이스 시스템 유도 코일(104a)에 의해 발생된 전자기장의 영역을 통해 베이스 시스템 유도 코일(104a)과 상호 작용할 수 있다.
몇몇 예시적인 실시예들에서, 전기 자동차 유도 코일(116)은 전기 자동차 유도 코일(116)이 베이스 시스템 유도 코일(104a)에 의해 생성된 에너지 필드에 위치될 때 전력을 수신할 수 있다. 상기 필드는 베이스 시스템 유도 코일(104a)에 의해 출력된 에너지가 전기 자동차 유도 코일(116)에 의해 포획될 수 있는 영역에 대응한다. 몇몇 경우들에서, 필드는 베이스 시스템 유도 코일(104a)의 "근거리 장"에 대응할 수 있다. 근거리-장은 베이스 시스템 유도 코일(104a)로부터 멀리 전력을 방사하지 않는 베이스 시스템 유도 코일(104a)에서의 전류들 및 전하들로부터 비롯되는 강한 반응 필드들이 있는 영역에 대응할 수 있다. 몇몇 경우들에서, 근거리-장은 이하에 추가로 설명될 바와 같이 베이스 시스템 유도 코일(104a)의 파장의 약 1/2π 내에 있는 영역에 대응할 수 있다(반대로, 전기 자동차 유도 코일(116)에 대해서도 같음).
로컬 분배(130)는 통신 백홀(134)을 통해 외부 소스들(예로서, 전력 그리드)과, 그리고 통신 링크(108)를 통해 베이스 무선 충전 시스템(102a)과 통신하도록 구성될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 전기 자동차 유도 코일(116)은 베이스 시스템 유도 코일(104a)과 정렬될 수 있으며 그러므로 간단히 드라이버에 의해 베이스 시스템 유도 코일(104a)에 대하여 전기 자동차(112)를 적절히 정렬시키는 근거리-장 영역 내에 배치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 드라이버는 전기 자동차(112)가 무선 전력 전송을 위해 적절히 배치될 때를 결정하기 위해 시각적 피드백, 청각적 피드백, 또는 그것의 조합들을 제공받을 수 있다. 또다른 실시예들에서, 전기 자동차(112)는 정렬 오류가 용인할 수 있는 값에 도달할 때까지 전기 자동차(112)를 앞뒤로(예로서, 지그-재그 움직임들로) 움직일 수 있는, 오토파일럿 시스템에 의해 위치될 수 있다. 이것은 전기 자동차(112)가 서보 스티어링 휠, 초음파 센서들, 및 차량을 조정하기 위한 지능을 구비할 경우에, 단지 최소 드라이버 간섭만 가지거나 드라이버 간섭 없이 전기 자동차(112)에 의해 자동으로 및 자체적으로 수행될 수 있다. 다른 여전히 실시예들에서, 전기 자동차 유도 코일(116), 베이스 시스템 유도 코일(104a), 또는 그것의 조합은 그것들을 보다 정확하게 지향시키며 그 사이에 보다 효율적인 결합을 발달시키기 위해 서로에 대하여 유도 코일들(116, 104a)을 옮겨 놓으며 이동시키기 위한 기능을 가질 수 있다.
베이스 무선 충전 시스템(102a)은 다양한 위치들에 위치될 수 있다. 비-제한적인 예들로서, 몇몇 적절한 위치들은 전기 자동차(112) 소유자의 집에서의 주차 영역, 석유-기반 충전소들 후에 만들어진 전기 자동차 충전을 위해 예약된 주차 영역들, 및 쇼핑 센터들 및 근무 장소들과 같은 다른 위치들에서의 주차장들을 포함한다.
전기 자동차들을 무선으로 충전하는 것은 다수의 이득들을 제공할 수 있다. 예를 들면, 충전은 자동으로, 사실상 운전자 개입 및 조작들 없이 수행될 수 있으며 그에 의해 사용자에 대한 편의성을 향상시킨다. 또한 어떤 노출된 전기 접촉들 및 어떤 기계적 마모도 없을 수 있으며, 그에 의해 무선 전력 전송 시스템(100)의 신뢰성을 개선한다. 뿐만 아니라, 전기 자동차(112)가 전력 그리드를 안정화시키기 위해 분배된 저장 디바이스들로서 사용될 수 있기 때문에, 도킹-투-그리드(docking-to-grid) 해결책이 차량-대-그리드(V2G) 동작을 위한 차량들의 가용성을 증가시키기 위해 사용될 수 있다.
도 1을 참조하여 설명된 바와 같이 무선 전력 전송 시스템(100)은 또한 심미적 및 비-방해적 이점들을 제공할 수 있다. 예를 들면, 차량들 및/또는 보행자들에게 방해가 될 수 있는 임의의 충전 컬럼들 및 케이블들이 없을 수 있다.
차량-대-그리드 능력의 추가 설명으로서, 무선 전력 송신 및 수신 능력들은 예로서 전력 백본(132)에서의 에너지 부족의 시기에, 베이스 무선 충전 시스템(102a)이 전기 자동차(112)에 전력을 전송할 수 있으며 전기 자동차(112)가 또한 베이스 무선 충전 시스템(102a)에 전력을 전송할 수 있도록 상호적이도록 구성될 수 있다. 이러한 능력은 전기 자동차들로 하여금 과 수요에 의해 야기된 에너지 부족 또는 가변적인 부족 또는 재생 가능한 에너지 생산(예로서, 바람 또는 태양) 시기에 전체 분배 시스템에 전력을 기여하도록 허용함으로써 전력 분배 그리드를 안정화시키기에 유용할 수 있다.
도 2는 도 1의 무선 전력 전송 시스템(100)의 예시적인 핵심 구성요소들의 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 무선 전력 전송 시스템(200)은 인덕턴스(L1)를 가진 베이스 시스템 유도 코일(204)을 포함한 베이스 시스템 송신 회로(206)를 포함할 수 있다. 무선 전력 전송 시스템(200)은 인덕턴스(L2)를 가진 전기 자동차 유도 코일(216)을 포함한 전기 자동차 수신 회로(222)를 더 포함한다. 본원에 설명된 실시예들은 1차 및 2차 양쪽 모두가 공통 공진 주파수로 동조된다면 자기 또는 전자기 근거리 장을 통해 1차 구조(송신기)로부터 2차 구조(수신기)로 에너지를 효율적으로 결합할 수 있는 공진 구조를 형성하는 용량성 부하 와이어 루프들(즉, 다중-턴 코일들)을 사용할 수 있다. 코일들은 전기 자동차 유도 코일(216) 및 베이스 시스템 유도 코일(204)을 위해 사용될 수 있다. 에너지를 결합하기 위해 공진 구조들을 사용하는 것은 "자기 결합 공진", "전자기 결합 공진" 및/또는 "공진 유도"로서 불리울 수 있다. 무선 전력 전송 시스템(200)의 동작은 베이스 무선 전력 충전 시스템(202)에서 전기 자동차(112)로의 전력 전송에 기초하여 설명될 것이지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 위에서 논의된 바와 같이, 전기 자동차(112)는 베이스 무선 충전 시스템(102a)에 전력을 전송할 수 있다.
도 2를 참조하면, 전원 공급 장치(208)(예로서, AC 또는 DC)는 전기 자동차(112)에 에너지를 전송하기 위해 베이스 무선 전력 충전 시스템(202)에 전력(PSDC)을 공급한다. 베이스 무선 전력 충전 시스템(202)은 베이스 충전 시스템 전력 변환기(236)를 포함한다. 베이스 충전 시스템 전력 변환기(236)는 표준 주 AC에서 적절한 전압 레벨에서의 DC 전력으로 전력을 변환하도록 구성된 AC/DC 변환기, 및 DC 전력을 무선 고 전력 전송에 적절한 동작 주파수에서의 전력으로 변환하도록 구성된 DC/저 주파수(LF) 변환기와 같은 회로를 포함할 수 있다. 베이스 충전 시스템 전력 변환기(236)는 원하는 주파수에서 전자기장을 방출하기 위해 베이스 시스템 유도 코일(204)과 직렬 또는 병렬 구성 또는 양쪽 모두의 조합에서의 반응성 동조 구성요소들로 이루어질 수 있는 베이스 충전 시스템 동조 회로(205)를 포함한 베이스 시스템 송신 회로(206)에 전력(P1)을 공급한다. 일 실시예에서, 커패시터는 원하는 주파수에서 공진하는 베이스 시스템 유도 코일(204)을 가진 공진 회로를 형성하기 위해 제공될 수 있다.
베이스 시스템 유도 코일(204)을 포함한, 베이스 시스템 송신 회로(206), 및 전기 자동차 유도 코일(216)을 포함한 전기 자동차 수신 회로(222)는 실질적으로 동일한 주파수들로 동조될 수 있으며 베이스 시스템 유도 코일(204) 및 전기 자동차 유도 코일(116) 중 하나에 의해 송신된 전자기장의 근거리-장 내에 위치될 수 있다. 이러한 경우에, 베이스 시스템 유도 코일(204) 및 전기 자동차 유도 코일(216)은 전력이 전기 자동차 충전 시스템 동조 회로(221) 및 전기 자동차 유도 코일(216)을 포함한 전기 자동차 수신 회로(222)에 전송될 수 있도록 서로에 대해 결합될 수 있다. 전기 자동차 충전 시스템 동조 회로(221)는 원하는 주파수에서 공진하는 전기 자동차 유도 코일(216)을 가진 공진 회로를 형성하기 위해 제공될 수 있다. 코일 분리시 발생하는 상호 결합 계수는 k(d)로 다이어그램에 표현된다. 등가 저항들(Req ,1 및 Req ,2)은 유도 코일들(204, 및 216)에 내재될 수 있는 손실들 및 몇몇 실시예들에서, 각각 베이스 충전 시스템 동조 회로(205) 및 전기 자동차 충전 시스템 동조 회로(221)에 제공될 수 있는 임의의 반-리액턴스 커패시터들을 표현한다. 전기 자동차 유도 코일(216) 및 전기 자동차 충전 시스템 동조 회로(221)를 포함한, 전기 자동차 수신 회로(222)는 전력(P2)을 수신하며 전력(P2)을 전기 자동차 충전 시스템(214)의 전기 자동차 전력 변환기(238)에 제공한다.
전기 자동차 전력 변환기(238)는 다른 것들 중에서, 동작 주파수에서의 전력을 다시 전기 자동차 배터리 유닛(218)의 전압 레벨에 매칭되는 전압 레벨에서의 DC 전력으로 변환하도록 구성된 LF/DC 변환기를 포함할 수 있다. 전기 자동차 전력 변환기(238)는 전기 자동차 배터리 유닛(218)을 충전하기 위해 변환된 전력(PLDC)을 제공할 수 있다. 전원 공급 장치(208), 베이스 충전 시스템 전력 변환기(236), 및 베이스 시스템 유도 코일(204)은 정지되며 위에서 논의된 바와 같은 다양한 위치들에 위치될 수 있다. 배터리 유닛(218), 전기 자동차 전력 변환기(238), 및 전기 자동차 유도 코일(216)은 전기 자동차(112)의 일부 또는 배터리 팩(도시되지 않음)의 일부인 전기 자동차 충전 시스템(214)에 포함될 수 있다. 전기 자동차 충전 시스템(214)은 또한 그리드로 다시 전력을 공급하기 위해 전기 자동차 유도 코일(216)을 통해 베이스 무선 전력 충전 시스템(202)으로 전력을 무선으로 제공하도록 구성될 수 있다. 전기 자동차 유도 코일(216) 및 베이스 시스템 유도 코일(204)의 각각은 동작의 모드에 기초하여 유도 코일들을 송신하거나 또는 수신하도록 동작할 수 있다.
뿐만 아니라, 전기 자동차 충전 시스템(214)은 전기 자동차 전력 변환기(238)에 전기 자동차 유도 코일(216)을 선택적으로 연결 및 연결해제하기 위한 스위칭 회로(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 전기 자동차 유도 코일(216)을 연결 해제하는 것은 충전을 중단할 수 있으며 또한 베이스 무선 충전 시스템(202)으로부터 (수신기로서 동작하는)전기 자동차 충전 시스템(214)을 결합해제하기 위해 사용될 수 있는, (송신기로서 동작하는)베이스 무선 충전 시스템(102a)에 의해 "보여지는" 바와 같이 "부하"를 조정할 수 있다. 부하 변화들은 송신기가 부하 감지 회로를 포함한다면 검출될 수 있다. 따라서, 베이스 무선 충전 시스템(202)과 같은 송신기는 전기 자동차 충전 시스템(214)과 같은 수신기들이 베이스 시스템 유도 코일(204)의 근거리-장에 존재할 때를 결정하기 위한 메커니즘을 가질 수 있다.
전술된 바와 같이, 동작 시, 에너지가 차량 또는 배터리를 향해 전송한다고 가정하면, 입력 전력은 베이스 시스템 유도 코일(204)이 에너지 전송을 제공하기 위한 필드를 생성하도록 전원 공급 장치(208)로부터 제공된다. 전기 자동차 유도 코일(216)은 방사 필드에 결합하며 전기 자동차(112)에 의한 소비 또는 저장을 위한 출력 전력을 생성한다. 전술된 바와 같이, 몇몇 실시예들에서, 베이스 시스템 유도 코일(204) 및 전기 자동차 유도 코일(216)은 전기 자동차 유도 코일(216)의 공진 주파수 및 베이스 시스템 유도 코일(204)의 공진 주파수가 매우 가깝거나 또는 실질적으로 동일하도록 상호 공진 관계에 따라 구성된다. 베이스 무선 전력 충전 시스템(202) 및 전기 자동차 충전 시스템(214) 사이에서의 송신 손실들은 전기 자동차 유도 코일(216)이 베이스 시스템 유도 코일(204)의 근거리-장에 위치될 때 최소이다.
서술된 바와 같이, 효율적인 에너지 전송은 전자기 파동에서의 에너지의 대부분을 원거리-장에 전파하기보다는 송신 유도 코일의 근거리 장에서의 에너지의 많은 부분을 수신 유도 코일에 결합함으로써 발생한다. 근거리 장에 있을 때, 결합 모드는 송신 유도 코일 및 수신 유도 코일 사이에서 수립될 수 있다. 이러한 근거리 장 결합이 발생할 수 있는 유도 코일 주변에서의 면적은 본원에서 근거리 장 결합 모드 영역으로서 불린다.
개시된 실시예들 전체에 걸쳐 설명된 바와 같이 전기 자동차 유도 코일(216) 및 베이스 시스템 유도 코일(204)은 "루프" 안테나들, 보다 구체적으로 다중-턴 루프 안테나들로 불릴 수 있거나 또는 "루프" 안테나들로구성될 수 있다. 유도 코일들(204, 및 216)은 또한 본원에서 "자기" 안테나들로서 불릴 수 있거나, 또는 자기" 안테나들로구성될 수 있다. 용어"코일들"은 또 다른 "코일"에 결합하기 위한 에너지를 무선으로 출력하거나 또는 수신할 수 있는 구성요소를 나타내도록 의도된다. 코일은 또한 전력을 무선으로 출력하거나 또는 수신하도록 구성되는 유형의 "안테나"로서 불리울 수 있다. 루프(예로서, 다중-턴 루프) 안테나들은 페라이트 코어와 같은 물리적 코어 또는 공심(air core)을 포함하도록 구성될 수 있다. 공심 루프 안테나는 코어 영역 내에서의 다른 구성요소들의 배치를 허용할 수 있다. 강자성 재료들을 포함한 물리적 코어 안테나들은 보다 강력한 전자기장의 발달 및 개선된 결합을 허용할 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 송신기 및 수신기 사이에서의 에너지의 효율적인 전송이 송신기 및 수신기 사이에서의 매칭된 또는 거의 매칭된 공진 동안 발생한다. 그러나, 송신기 및 수신기 사이에서의 공진이 매칭되지 않을 때조차, 에너지는 보다 낮은 효율로 전송될 수 있다. 에너지의 전송은 송신 유도 코일로부터 자유 공간으로 에너지를 전파하기보다는, 송신 유도 코일의 근거리 장으로부터 이러한 근거리 장이 수립되는 영역 내에(예로서, 공진 주파수의 미리 결정된 주파수 범위 내에, 또는 근거리-장 영역의 미리 결정된 거리 내에) 존재하는 수신 유도 코일로 에너지를 결합함으로써 발생한다.
공진 주파수는 전술된 바와 같이 유도 코일(예로서, 베이스 시스템 유도 코일(204))을 포함한 송신 회로의 인덕턴스 및 커패시턴스에 기초할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 인덕턴스는 일반적으로 유도 코일의 인덕턴스일 수 있는 반면, 커패시턴스는 원하는 공진 주파수에서 공진 구조를 생성하기 위해 유도 코일에 부가될 수 있다. 비-제한적인 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 커패시터는 직렬-동조 공진 회로로서 불리울 수 있는, 전자기장을 생성하는 공진 회로(예로서, 베이스 시스템 송신 회로(206))를 생성하기 위해 유도 코일과 직렬로 부가될 수 있다. 따라서, 보다 큰 직경 유도 코일들을 위해, 공진을 유도하기 위한 커패시턴스의 값은 코일의 직경 또는 인덕턴스가 증가함에 따라 감소할 수 있다. 인덕턴스는 또한 유도 코일의 턴들의 수에 의존할 수 있다. 더욱이, 유도 코일의 직경이 증가할수록, 근거리 장의 효율적인 에너지 전송 면적은 증가할 수 있다. 다른 공진 회로들이 가능하다. 또 다른 비 제한적인 예로서, 커패시터는 유도 코일의 두 개의 단자들(예로서, 대안적으로 병렬-동조 공진 회로로서 불리울 수 있는 병렬 공진 회로) 사이에 병렬로 위치될 수 있다. 더욱이, 유도 코일은 유도 코일의 공진을 개선하기 위해 고 품질(Q) 인자를 갖도록 설계될 수 있다.
도 1 및 도 2의 베이스 무선 충전 시스템(102a), 베이스 시스템 송신 회로(206), 전기 자동차 코일(116), 및 전기 자동차 수신 회로(222)가 본원에 개별적으로 총칭하여 무선 전력 전송 디바이스, 또는 보다 구체적으로 유도 전력 전송 디바이스로서 불리울 수 있는 것의 예들을 제공한다. 특히 도 1에 의해, 예시된 바와 같이, 연결된 무선 전력 전송 디바이스로부터 바람직하게는 원격에 위치되는, 각각, 로컬 분배 센터(130), 베이스 충전 전력 변환기(236), 전기 자동차 무선 충전 시스템(114), 및 전기 자동차 변환기(236)와 같은 다른 전기 디바이스들에 이것들을 연결하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 예시적인 무선 전력 전송 시스템(300)의 서브세트의 다이어그램이다. 베이스 무선 충전 시스템(301)의 형태로 무선 전력 전송 디바이스는 케이블(304)을 포함한 와이어링 하네스(303)에 의해 전원 공급 장치(302)의 형태로 전기 디바이스에 연결된다. 와이어링 하네스에 대한 참조는 착탈 가능한 커넥터들에 의해, 전기 디바이스들, 통상적으로 모듈러 디바이스들을 상호 연결하도록 구성된 하나 이상의 도전성 케이블들의 모음을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
베이스 무선 충전 시스템(301) 및 전원 공급 장치(302) 각각은 소켓(305a, 305b)을 포함한다. 커넥터(306a, 306b)는 케이블(304)의 각각의 단부에 제공되며, 각각은 각각의 소켓들(305a, 305b)에 의해 수신되도록 구성된다.
연결 가능하도록 무선 전력 전송 시스템의 구성요소들을 구성함으로써, 제조의 용이함이, 특히 차량 또는 충전 위치에서의 설치에 관하여 개선될 수 있다. 구성요소들은 하드와이어드 케이블링이 엉키거나 또는 동일하게 움직임이 제한되는 위험 없이, 보다 쉽게 교묘히 위치로 이동되며, 그 뒤에 와이어링 하네스와 연결될 수 있다. 이것은 특히 제품 라인에 중요할 수 있으며, 본원에서 조립의 속도는 그 외 영구적으로 상호 연결되는 구성요소들의 복잡도에 의해 제한될 수 있다.
착탈 가능한 연결들은 또한 시스템의 개개의 구성요소들이 보다 쉽게 제조될 수 있게 하여, 설치 이전에 영구적인 물리적 연결을 생성하는 단계를 제거한다. 이것은 특히 구성요소들이 상이한 설비들에서 제조되는 경우에 유용할 수 있다. 무선 전력 전송 시스템의 저장 및 수송은 또한 영구적인 물리적 연결들이 이루어지는 전력 전송 시스템과 비교하여 간소화될 수 있다. 그것은 또한, 다른 구성요소들을 방해하지 않고 시스템으로부터 연결 해제될 수 있는, 개개의 구성요소들의 진행 중인 복구 또는 교체를 도울 수 있다.
예시적인 무선 전력 전송 시스템(300)의 서브세트는 보다 넓은 무선 전력 전송 시스템의 베이스 측면을 참조하여 설명되지만, 본 발명은 전기 자동차 또는 시스템의 수신기 측면에 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
일 실시예에서, 무선 전력 전송 디바이스 및 다른 전기 디바이스를 연결하기 위해 사용된 케이블링은 리츠 와이어이다. 리츠 와이어는 본 발명에 사용된 바와 같이 고 주파수 교류들에서의 사용을 위한 보다 적절한 유형들의 와이어 중 하나인 것으로 고려된다. 리츠 와이어는 얇은 와이어 스트랜드들의 형태로 많은 도전성 필라멘트들을 포함한 절연 시스로 이루어지며, 그 각각은 에나멜 또는 폴리우레탄과 같은 재료를 사용하여 개별적으로 절연되며 그 후 함께 꼬아지거나 또는 직조된다. 다수의 스트랜드들은 전류가 이동할 수 있는 많은 코어들을 가짐으로써 고 주파수에서 발생할 수 있는 표피 효과를 효과적으로 무효화한다.
일 실시예에서, 케이블들 자체는 그것들을 통과하는 전류에 의해 생성된 외부 필드를 최소화하기 위해 인터레이싱될 수 있다. 이러한 인터레이싱을 위한 패턴은 사용된 케이블들의 수 및 상기 케이블들의 전류 흐름의 방향에 의존적일 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
리츠 와이어가 몇몇 실시예들에 따라 사용될 수 있다고 고려되지만, 대안적인 형태들의 전기 와이어가 케이블을 위해 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
리츠 와이어는 커넥터로의 연결에 관하여 몇몇 어려움들을 보여준다. 각각의 개개의 스트랜드는 개별적으로 절연되기 때문에, 먼저 리츠 와이어 사용의 이득에 액세스하기 위해 각각의 스트랜드 및 커넥터 사이에 도전성 경로를 생성하는 것은 어렵다. 압착형 커넥터들은 그것들이 인가되는 와이어들 상에 기계적 응력을 인가한다. 리츠 와이어의 경우에, 스트랜드들은 비교적 연약하며, 벤딩(bending)에 대해 손상되기 쉽다. 차량에서와 같이, 고 레벨들의 진동에 영향을 받기 쉬운 환경에서, 크림핑은 진동들에 의해 야기된 시간에 걸친 극히 작은 벤딩으로 인해 실패하는 스트랜드들에서의 약점을 생성할 수 있다. 뿐만 아니라, 이러한 커넥터들은 외부 스트랜드들과는단지 접촉할 수 있으며, 내부 스트랜드들과의 전기적 연결성을 생성하기 위해 스트랜드들의 압축에 의존한다. 스트랜드들 사이에 공극들을 생성할 뿐만 아니라, 스트랜드 대 스트랜드 인터페이스에 대한 이러한 의존은 스트랜드들이 구부려지거나 또는 그 외 손상된다면 보다 낮은 정도의 연결을 야기할 수 있다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 무선 전력 전송 디바이스에서 와이어링 하네스의 일 단부에서의 수 커넥터 부분 또는 플러그(400), 및 대응하는 암 커넥터 부분 또는 소켓(401)의 예시이다. 와이어링 하네스는 6개의 리츠 와이어 케이블들(402)을 포함하며, 그 중 3개가 도 4에 도시된다. 플러그(400)는 하우징(403), 인서트(404), 및 인서트(404)에 의해 수용된 핀들(405)을 포함한다. 케이블들(402)은 글랜드(gland)(407)를 통해 하우징(403)에 들어가기 전에 시스(406)에 의해 보호된다. 케이블들(402)은 각각 도 5에 의해 예시된 방식으로 각각의 핀들(405)에 연결될 수 있다.
도 5는 핀(502)으로의 리츠 와이어 케이블(501)의 연결의 예시를 제공한다. 도 6은 도 4에 예시된 것과 같이, 와이어링 하네스를 제조하는 예시적인 방법론(600)을 위한 흐름도이다. 방법론(600)을 설명하는 프로세스에서 도 3, 도 4, 및 도 5에 대한 참조가 이루어질 것이다.
단계(601)에서, 케이블(501)의 절연(503)이 제거되어, 에나멜(505)로 코팅된 개개의 스트랜드들(504)을 노출시킨다. 단계(603)에서, 케이블(501)은 그것들을 전기적으로 상호 연결하기 위해 각각의 스트랜드(504)로부터 에나멜 코팅(505)을 벗기고 땜납(506)으로 하여금 스트랜드들(504) 사이에서의 갭들을 통해 침투하게 하는 실질적으로 섭씨 450도로 가열된 땜납을 포함한 납땜 포트(예시되지 않음)로 스트랜드들(504)을 동시에 담금으로써 종단된다. 땜납의 온도는 에나멜 코팅의 재료 특성들에 의존하여 변할 수 있지만, 섭씨 350 내지 500도의 범위 내에 있는 것으로 예상된다는 것이 이해되어야 한다.
일 실시예에서, 온도 제한 요소, 예를 들면, 댐 외피가 단계(603)에서 땜납에 스트랜드들을 담그기 전에 단계(602)에서 케이블에 적용될 수 있다. 케이블을 냉각시킴으로써, 납땜 포트에서 케이블 절연(503) 및 에나멜 코팅(505)으로의 열 전송이 제한될 수 있어서, 이것들이 용해되며 융합되는 정도를 최소화한다.
핀(502)은 종단된 케이블(501)이 단계(604)에서 삽입되는 원통형 용기(507)의 형태로, 케이블(501)의 납땜된 단부를 수용하기 위한 오목 단부를 포함한다. 열이 그 후 단계(605)에서 스트랜드들(504) 또는 용기(507)에 인가되어, 땜납이 스트랜드들(504) 및 핀(502) 사이에서의 연속 연결성 경로를 용해시키며 생성되게 한다.
핀(502)은 직경이 실질적으로 4 밀리미터들인 원통형 접촉 표면(509)을 가진 수 부분(508)을 포함한다. 이러한 원형 외부 표면은 와전류들의 효과들 및 케이블들을 통과하는 AC 신호에 의해 야기된 근접 효과들을 감소시키도록 작용한다. 고 주파수들, 예를 들면, 20kHz에서, 구리에서의 표피 깊이는 0.46 밀리미터이다. 넓은 둘레를 가진 핀은 고 레벨들의 전류가 이러한 주파수들에서 케이블을 통과할 수 있게 할 것이다. 원통형 접촉 표면은 또한 수 부분(508) 및 무선 전력 전송 디바이스(예시되지 않음)의 대응하는 커넥터 부분의 핀의 대응하는 암 부분 사이에서의 연결의 정도를 최대화한다. 이러한 최대화된 연결은 커넥터를 통해 전기 전류의 통로에서의 보다 큰 효율성을 허용한다. 일 실시예에서, 핀(502)은 또한, 비록 이것이 제한하는 것으로 의도되지 않지만, 구리와 같은 고 도전성 재료로 만들어진다. 일 실시예에서, 각각의 핀(502) 및 케이블(501)은 830V(rms)에서 대략 23A(rms)로 정격일 수 있으며, 본원에서 와이어링 하네스가 연결되는 디바이스의 임피던스는 대략 12 오옴이다. 이들 정격들은 단지 예로 제공되었다는 것이 이해되어야 한다.
일 실시예에서, DC 인가에서의 사용을 위해 의도된 부품 번호(09 32 000 6108)를 가진 HartingTM의해 생산된 핀을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 일반적으로, 위에서 논의된 속성들을 가진 임의의 핀은 본 발명의 고 주파수, 고 전류 환경에서의 사용에 적합할 수 있다. 커넥터의 와이어링 하네스 측 부분의 핀은 수 부분을 갖는 것에 제한되지 않으며, 구성은 역전될 수 있거나 또는 그 조합일 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 4로 돌아가면, 단계(606)에서, 각각의 핀(405)은 인서트(404)에 의해 수용되며, 이것은 그것들은 하우징(403)에 대한 위치에 유지한다. 하우징(403)은 인서트(404) 및 글랜드(407) 사이에 공간(408)을 가진다. 리츠 와이어 케이블들(402)을 종단시키는 프로세스에서, 열은 개개의 스트랜드들 상에서의 에나멜 코팅이 케이블(402)의 짧은 길이를 따라 용해되게 하여, 딱딱한 섹션을 생성한다. 이러한 딱딱한 섹션 내에서의 스트랜드들은 보다 불안정하며, 따라서 케이블(402)이 구부러진다면 손상되기 더 쉽다. 하우징(403) 내에 딱딱한 섹션을 포함하는 것은 설치 동안 와이어링 하네스를 교묘히 이동시키는 동안 핀들(405)에서의 또는 그것에 인접한 케이블의 단단한 섹션의 벤딩 또는 예를 들면 진동들에 의해 야기될 수 있는 시간에 따른 아주 작은 벤딩을 방지하거나 또는 적어도 완화시킨다.
소켓(401)은 무선 전력 전송 시스템에서 사용되기 위해 무선 전력 전송 디바이스, 또는 전기 디바이스에 장착되며, 플러그(400)의 수 핀들(405)을 수용하도록 구성된 암 핀들(409)을 포함한다. 암 핀들(409)은 제2 인서트(410)에 의해 수용되며, 이것은 결과적으로 소켓 하우징(411) 내에 장착된다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 도 4에 예시된 바와 같은 플러그인지 또는 소켓인지에 상관없이, 커넥터 부분에서의 사용을 위한 인서트(700)의 뷰 상에서의 면을 예시한다. 인서트(700)는 각각이 케이블(예시되지 않음)을 종단시키는 핀(예시되지 않음)을 수용하도록 구성되는, 6개의 애퍼처들(702a 내지 702f)을 가진 바디(701)를 포함한다.
무선 전력 전송 시스템은 쌍 케이블들을 포함할 수 있으며, 하나의 케이블은 송출 케이블로서 지정되며, 다른 하나는 복귀 케이블로서 지정된다. 송출 및 복귀 케이블들 사이에서 전압 절연을 최대화하는 것이 바람직하다. 커넥터의 물리적 크기를 최소화하면서 그렇게 하기 위해, 애퍼처들(702a 내지 702f)이 두 개의 세트들: 송출 애퍼처들(702a 내지 702c) 및 인입 애퍼처들(702d 내지 702f)로 분리된다. 세트 내에서의 애퍼처들 사이에서의 거리(703)는 세트들 사이에서의 거리(704)보다 적다.
뿐만 아니라, 인서트(700)의 바디(701)는 도전성 루프를 생성할 수 있는 애퍼처들의 세트 사이에서의 임의의 재료를 포함하지 않는다. 이것은 송출 및 인입 케이블들 사이에서의 와전류들의 유도로 인한 에너지 손실들을 감소시키는 것이다. 이것은 또한 커넥터들의 다른 구성요소들에 인가한다. 일 실시예에서, 바디(701)는 플라스틱으로 이루어지지만, 이것은 제한하는 것으로 의도되지 않으며 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있다.
도 8은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따라, 그 구성요소들이 도 4에 예시된 것들과 유사할 수 있는, 연결된 플러그(800) 및 소켓(801)의 외관을 예시한다. 플러그(800)는 소켓(801) 상에 장착된 래치(803)가 플러그(800) 및 소켓(801)을 함께 고정시키기 위해 잡는 돌출부(802)를 포함한다. 무선 전력 전송 시스템이 설치되는 환경은 - 예를 들면, 차량 상에 또는 차량들이 주행할 영역은 - 마찰에 의지하는 연결이 연결 해제되게 할 수 있는 충격 또는 진동들에 영향을 받기 매우 쉬울 수 있다. 돌출부 및 래치에 의해 제공된 기계적 파스너는 이러한 발생의 가능성을 최소화하기 위해 연결의 부가적인 정도를 제공한다. 다른 파스너들이 플러그(800) 및 소켓(801)을 고정시키기 위해 사용될 수 있으며, 예시된 래치 메커니즘은 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
전술된 방법들의 다양한 동작들은 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성요소(들), 회로들, 및/또는 모듈(들)과 같은, 동작들을 수행할 수 있는 임의의 적절한 수단들에 의해 수행될 수 있다. 일반적으로, 도면들에 예시된 임의의 동작들은 동작들을 수행할 수 있는 대응하는 기능적 수단에 의해 수행될 수 있다.
정보 및 신호들은 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 사용하여 표현될 수 있다. 예를 들면, 위의 설명 전체에 걸쳐 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령어들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기 파들, 자기장들 또는 입자들, 광학 필드들 또는 입자들, 또는 그것의 임의의 조합에 의해 표현될 수 있다.
본원에 개시된 실시예들에 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전기적 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양쪽 모두의 조합으로서 구현될 수 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 교환 가능성을 명확하게 예시하기 위해, 다양한 예시적인 구성요소들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 일반적으로 그것들의 기능에 관하여 전술되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는 전체 시스템에 부여된 특정한 적용 및 설계 제약들에 의존한다. 설명된 기능은 각각의 특정한 애플리케이션을 위한 가변 방식들로 구현될 수 있지만, 이러한 구현 결정들은 본 발명의 실시예들의 범주로부터 벗어나는 것을 야기하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본원에 개시된 실시예들에 관련하여 설명된 다양한 예시적인 블록들, 모듈들, 및 회로들은 본원에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램 가능한 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 구성요소들, 또는 그것의 임의의 조합을 갖고 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안으로, 프로세서는 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 기계일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예로서 DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 함께 하나 이상의 마이크로프로세서들 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다.
본원에 개시된 실시예들에 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘 및 기능들의 단계들은 하드웨어에 직접, 프로세서에 의해 실행된 소프트웨어 모듈에, 또는 둘의 조합으로 구체화될 수 있다. 소프트웨어로 구현된다면, 기능들은 유형의, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능한 매체 상에 하나 이상의 지시들 또는 코드로서 저장되거나 또는 그를 통해 송신될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리(RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리(ROM), 전기적으로 프로그램 가능한 ROM(EPROM), 전기적으로 삭제 가능한 프로그램 가능한 ROM(EEPROM), 레지스터들, 하드 디스크, 착탈 가능한 디스크, CD ROM, 또는 이 기술분야에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에 존재할 수 있다. 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터의정보를 판독하며 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록 프로세서에 결합된다. 대안으로, 저장 매체는 프로세서에 일체형일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 디스크 및 디스크는 콤팩트 디스크(CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다목적 디스크(DVD), 플로피 디스크 및 디스크(disk)들이 보통 자기적으로 데이터를 재생하는 블루 레이 디스크를 포함하는 반면, 디스크(disc)들은 레이저로 데이터를 광학적으로 재생한다. 위의 조합들은 또한 컴퓨터 판독 가능한 미디어의 범주 내에 포함되어야 한다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 존재할 수 있다. ASIC은 사용자 단말기에 존재할 수 있다. 대안으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기에서 이산 구성요소들로서 존재할 수 있다.
개시를 요약하는 목적들을 위해, 본 발명들의 특정한 양상들, 이점들 및 신규 특징들이 본원에 설명되었다. 본 발명의 임의의 특정한 실시예에 따라 이러한 이점들이 모두 달성될 필요가 있는 것은 아니라는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 본원에 교시되거나 또는 제안될 수 있는 바와 같은 다른 이점들을 달성할 필요 없이본원에 교시된 바와 같은 하나의 이점 또는 이점들의 그룹을 달성하거나 또는 최적화하는 방식으로 구체화되거나 또는 실행될 수 있다.
전술된 실시예들의 다양한 변형들은용이하게 명백해질 것이며, 본원에 정의된 일반적인 원리들이 본 발명의 사상 또는 범주로부터 벗어나지 않고 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본원에 도시된 실시예들에 제한적인 것으로 의도되지 않으며본원에 개시된 원리들 및 신규 특징들과 일치하는 가장 넓은 범주에 부합하도록 의도된다.
맥락이 달리 명확하게 요구하지 않는다면, 설명 및 청구항들 전체에 걸쳐, 용어들"포함하는(including, comprising)" 등은 배타적이거나 또는 완전한 의미와 대조적으로, 포괄적인 의미로 해석된다. 즉, "포함하지만 이에 제한되지 않는"의 의미로.
명세서 전체에 걸친 종래 기술의 임의의 논의는 결코 이러한 종래 기술이 널리 알려지거나 또는 당해 분야에서의 공통의 일반적인 지식의 일부를 형성한다는 허용으로서 고려되지 않아야 한다.

Claims (19)

  1. 무선 전력 전송 시스템으로서,
    제1 커넥터 부분을 포함한, 무선 전력 전송 디바이스;
    제2 커넥터 부분을 포함한 전기 디바이스; 및
    와이어링 하네스로서:
    케이블;
    상기 케이블의 일 단부에서의 제1 단부 커넥터 부분으로서, 상기 제1 단부 커넥터 부분은 상기 제1 커넥터 부분에 착탈 가능하게 연결되도록 구성되는 제1 단부 커넥터 부분; 및
    상기 제2 커넥터 부분에 착탈 가능하게 연결되도록 구성되는 상기 케이블의 다른 단부에서의 제2 단부 커넥터 부분을 포함하는 와이어링 하네스를 포함하는, 무선 전력 전송 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기 디바이스는 배터리 충전 시스템을 포함하는, 무선 전력 전송 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기 디바이스는 전원 공급 장치를 포함하는, 무선 전력 전송 시스템.
  4. 각각이 복수의 도전성 필라멘트들을 포함한, 복수의 케이블들;
    상기 케이블들의 제1 단부에 연결된 제1 커넥터 부분으로서, 상기 제1 커넥터 부분은 각각이 오목 단부를 포함하는 복수의 핀들을 포함하는 제1 커넥터 부분을 포함하되
    상기 케이블들의 각각의 일 단부는 상기 각각의 오목 단부들내에 납땜되는, 무선 전력 전송 시스템을 위한 와이어링 하네스.
  5. 청구항 4에 있어서,
    각각의 케이블은 리츠 와이어(litz wire)를 포함하는, 와이어링 하네스.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    각각의 핀은 적어도 23A(rms)에 대해 정격(rated)인, 와이어링 하네스.
  7. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 핀은 적어도 830V(rms)에 대해 정격인, 와이어링 하네스.
  8. 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 핀은 구리로 만들어지는, 와이어링 하네스.
  9. 청구항 4 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 핀은 원통형 접촉 표면을 포함하는,와이어링 하네스.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 원통형 접촉 표면은 직경이 적어도 실질적으로 4 mm인, 와이어링 하네스.
  11. 청구항 4 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이블들 중 적어도 두 개는 제1 지정(designation)을 가지며 상기 케이블들 중 적어도 두 개는 제2 지정을 갖고, 상기 제1 지정 및 상기 2 지정의 상기 케이블들 사이에서의 전압 절연(voltage isolation)이 동일한 지정의 상기 케이블들 사이에서의 것보다 크도록 상기 제1 지정 커넥터 부분이 상기 핀들을 수용하도록 구성되는, 와이어링 하네스.
  12. 청구항 4 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 커넥터 부분은 상기 핀들 사이에 어떤 도전성 루프들도 갖지 않도록 구성되는, 와이어링 하네스.
  13. 청구항 4 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 커넥터 부분은 상기 핀들에서 또는 핀들에 인접하여 상기 케이블들의 벤딩(bending)을 완화시키는 하우징을 포함하는, 와이어링 하네스.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 하우징은 소켓에 상기 제1 커넥터 부분을 고정시키기 위한 수단을 포함하는, 와이어링 하네스.
  15. 무선 전력 전송 시스템을 위한 와이어링 하네스를 제조하는 방법으로서,
    각각이 복수의 도전성 필라멘트들을 포함하는 복수의 케이블들에 대해, 복수의 종단된 케이블들을 형성하기 위해 상기 각각의 도전성 필라멘트들을 함께 납땜하는 단계;
    각각의 종단된 케이블을 제1 커넥터 부분의 핀 각각의 오목 단부에 삽입하는 단계; 및
    상기 도전성 필라멘트들이 상기 핀들에 납땜되도록 각각의 종단된 케이블에 열을 인가하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 시스템을 위한 와이어링 하네스를 제조하는 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    각각의 케이블을 종단시키는 단계는 상기 케이블의 상기 도전성 필라멘트들을 납땜 포트(solder pot)로 동시에 삽입하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 납땜 포트의 온도는 실질적으로 섭씨 350도 내지 실질적으로 섭씨 450도의 범위 내에서 유지되는, 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 납땜 포트의 온도는 실질적으로 섭씨 450도에서 유지되는, 방법.
  19. 청구항 15 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핀들에서 또는 핀들에 인접하여 상기 케이블들의 벤딩을 방지하는 하우징에 상기 핀들을 삽입하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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