KR20160045896A

KR20160045896A - 전기장치 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160045896A
Application number: KR1020167007866A
Authority: KR
Inventors: 청 구오; 페이윈 탕; 지에 판; 용 루오; 지앤핑 조우; 추안 허; 천 리우; 야오광 가오; 웨이 리우; 베이베이 치우; 징 왕; 지안쵄 리우; 지안? 리우; 린 츠
Original assignee: 지티이 코포레이션
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2016-04-27
Also published as: EP3038232B1; JP6291039B2; WO2015043250A1; US10050472B2; KR101865487B1; JP2016538808A; CN104518570A; CN105579278A; EP3038232A4; CN105579278B; EP3038232A1; US20160241084A1

Abstract

무선 전력 전송 시스템의 제어 방법 및 장치에 있어서, 상기 무선 전력 전송 시스템에는 송신 모듈과 수신 모듈이 포함되고, 비접촉 변압기 및 이의 보상회로 CT&C가 더 포함되며, 상기 제어 방법에는, 상기 송신 모듈과 상기 수신 모듈의 위치 관계 정보를 취득하는 단계; 상기 위치 관계 정보에 의하여 상기 송신 모듈의 코일 권수를 조절하여, 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키도록 하는 단계;가 포함된다. 상기 기술방안은 비기계 조절 장치를 통하여 무선 전력 전송 시스템의 안정적인 작동을 확보하고, 기계 조절 장치를 통하여 얼라인먼트 및 거리 조절을 진행할 필요없이도 무선 충전을 진행하도록 한다.

Description

전기장치 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법 및 장치{CONTROL METHOD AND DEVICE FOR WIRELESS POWER TRANSFER SYSTEM OF MOTOR DEVICE}

본 출원은 전기장치 무선 전력 전송 시스템의 제어 기술에 관한 것으로서, 특히 전기장치 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

무선 충전 기술의 지속적인 발전에 따라, 무선 충전 시스템을 이용하여 전기장치에 에너지를 제공하는 것은 전기장치 충전의 발전 방향으로 되고 있으며, 유선 충전 방식에 비하여 무선 충전은 현저한 우세를 갖는다.

도1은 무선 전력 전송 시스템(WPT, Wireless Power Transfer)의 기본 구조도로서, 도1에 도시된 바와 같이, 해당 시스템에는 전력 송신단 및 이의 제어회로(PT&C, Power Transmit & Control), 비접촉 변압기 및 이의 보상 회로(CT&C, Contactless Transformer & Compensation), 전력 수신단 및 이의 제어회로(PP&C, Power Pickup & Control)가 포함된다. 그 중에서, PT&C에는 역률 제어기와 풀 브리지 인버터가 포함되고, 그 중에서 풀 브리지 인버터가 인버터 브리지의 소프트 스위칭을 이용하는 것은 CT&C 후 CT&C를 포함하는 시스템에 대하여 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성 요구를 가지며; CT&C에는 송신 모듈과 수신 모듈이 포함되며; 송신 모듈은 자기 코어, 코일(1)과 커패시터(C1)가 직렬 연결되어 구성되고, 수신 모듈은 자기 코어, 코일(2)과 커패시터(C2)가 병렬 연결되어 구성되며; PP&C에는 정류기와 직류-직류 컨버터가 포함된다. 일반적으로, 무선 전력 전송 시스템을 이용하여 전기장치에 대하여 무선 충전을 진행할 때, CT&C의 송신 모듈은 지면 또는 지하에 설치되고, 수신 모듈은 전기장치 차체 아래쪽에 설치된다.

무선 전력 전송 시스템을 이용하여 전기장치에 대하여 충전을 진행할 때, 그 송신 모듈과 수신 모듈은 일정한 위치 관계를 만족시켜야만 시스템의 고효율적이고 안정적인 작동을 확보할 수 있다. 전기 자동차를 예로 들면, 도2는 송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계도로서, 도2에 도시된 바와 같이, 실제 응용 과정에 있어서, 운전자의 기술 차이와 전기 자동차 차체의 차이로 인하여, 전기 자동차가 정지 상태에서 충전을 진행할 때, 차체 아래의 수신 모듈(1)과 송신 모듈(2)이 X 축에서 a의 편차가 발생하고 Y 축에서 b의 편차가 발생하며 Z 축에서 c의 편차가 발생하므로, 무선 충전을 진행할 때 요구되는 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C 전압 이득 특성의 위치 관계를 만족시킨다고 확실하게 보장할 수 없다. 무선 전력 전송 시스템의 정상적인 충전을 구현하기 위하여, 현재 위치 탐지 시스템과 기계 조절 장치를 이용하고 있다. 즉 각 무선 전력 전송 시스템에 모두 하나의 위치 탐지 시스템과 하나의 기계 조절 장치를 설치하여 송신 모듈의 높이와 전후 좌우 위치를 조절하는 것으로서, 위치 탐지 시스템을 통하여 송신 모듈과 수신 모듈 사이의 위치 관계를 확정하고, 기계 조절 장치를 통하여 수신 모듈과 송신 모듈의 위치 관계를 조절하여 무선 충전의 요구를 만족시킨다.

무선 충전 과정에 있어서, 장기적으로 관련 기술의 기계 조절 장치를 사용하면 고장이 발생할 때 유지보수가 어려운 문제가 존재한다. 그리고 기계 조절 장치를 차체에 설치하여 수신 모듈의 위치를 조절하면 유지보수 문제가 여전히 매우 어려우며; 또한 차체의 산업 설계 상에서 더욱 많은 원가를 증가하여야 한다.

상기 설명을 통해 알 수 있는 바와 같이, 전기장치에서 무선 전력 전송 시스템을 이용하여 무선 충전을 진행할 때, 무선 전력 전송 시스템이 기계 조절 장치의 장기적인 사용을 통해 송신 모듈의 위치를 조절할 때, 유지보수가 어려운 문제가 존재한다.

본 발명의 실시예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법을 제공하여, 비기계 조절 장치를 통하여 무선 전력 전송 시스템의 안정적인 작동을 확보하고, 기계 조절 장치를 통하여 얼라인먼트 및 거리 조절을 진행할 필요없이도 무선 충전을 진행하도록 하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 하기 기술방안을 이용한다.

무선 전력 전송 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 무선 전력 전송 시스템에는 송신 모듈과 수신 모듈이 포함되고, 비접촉 변압기 및 이의 보상회로 CT&C가 더 포함되며, 상기 제어 방법에는,

상기 송신 모듈과 상기 수신 모듈의 위치 관계 정보를 취득하는 단계;

상기 위치 관계 정보에 의하여 상기 송신 모듈의 코일 권수를 조절하여, 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키도록 하는 단계가 포함된다.

선택적으로, 상기 송신 모듈과 수신 모듈 코일은 모두 평면화 분포식의 와인딩 배치 방식을 이용하는 바, 와인딩은 두 구간으로 나누어 각각 감고, 순방향으로 직렬 연결하며, 두 구간의 권수 합이 상기 송신 모듈 또는 상기 수신 모듈의 총 권수이다.

선택적으로, 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키도록 하는 단계에는,

상기 무선 전력 전송 시스템 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 각이 0이 되도록 하고, 또한 CT&C의 전압 이득이 정해진 이득과 같아지도록 하는 것이 포함된다.

선택적으로, 상기 송신 모듈과 상기 수신 모듈의 위치 관계 정보를 취득하기 전에,

송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계 정보와 상기 송신 모듈의 코일 권수의 맵핑 관계를 생성하고, 맵핑 관계표를 생성하는 단계가 더 포함된다.

선택적으로, 상기 위치 관계 정보에 의하여 상기 송신 모듈의 코일 권수를 조절하는 단계에는,

상기 맵핑 관계 중에 상기 위치 관계 정보가 포함되는지 여부를 판단하며,

만일 포함되지 않는다면, 송신 모듈 코일의 최외측으로부터 점차적으로 코일을 단락시키고, 한 바퀴의 코일을 단락시킬 때마다 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키는지 판단하고, 만족시킨다면 조절을 완성하는 단계;

상기 위치 관계 정보와 상응한 송신 모듈의 코일 권수를 상기 맵핑 관계표에 기입하는 단계;가 포함된다.

선택적으로, 상기 조절 후의 송신 모듈 코일 권수는 두 구간의 코일 권수차가 0 또는 1이 되도록 한다.

선택적으로, 상기 방법에는 또한,

상기 맵핑 관계 중에 상기 위치 관계 정보가 포함되고, 또 상기 취득한 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈 코일 권수가 상기 무선 전력 전송 시스템으로 하여금 정상적인 충전을 구현할 수 있도록 한다고 판단되면, 맵핑 관계에 의하여 직접 송신 모듈의 코일 권수를 해당 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈의 코일 권수로 조절하는 단계;

상기 맵핑 데이터 장치 중에 상기 위치 관계 정보가 포함되나, 상기 취득한 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈 코일 권수가 상기 무선 전력 전송 시스템으로 하여금 정상적인 충전을 구현할 수 없도록 한다고 판단되면, 충전을 포기하는 단계가 포함된다.

무선 전력 전송 시스템의 제어 장치에 있어서, 상기 무선 전력 전송 시스템에는 송신 모듈과 수신 모듈이 포함되고, 비접촉 변압기 및 이의 보상회로 CT&C가 더 포함되며, 상기 제어 장치에는 보조 포지셔닝 장치와 권수 조절 장치가 포함되고,

상기 보조 포지셔닝 장치는 상기 수신 모듈의 위치를 확정하여 상기 송신 모듈과 상기 수신 모듈의 위치 관계 정보를 취득하고, 또한 상기 위치 관계 정보를 상기 권수 조절 장치로 송신하도록 구성되며;

상기 권수 조절 장치는 상기 위치 관계 정보를 수신하고, 상기 위치 관계 정보에 의하여 송신 모듈 코일 권수를 조절하여, 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키도록 구성된다.

선택적으로, 상기 권수 조절 장치는 코일 평면 중간점을 시작점으로 하는 사선 상에 설치된다.

선택적으로, 상기 송신 모듈과 수신 모듈 코일은 평면화 분포식의 와인딩 배치를 이용하며, 와인딩은 두 구간으로 나누어 각각 감고, 순방향으로 직렬 연결하며, 두 구간의 권수 합이 송신 모듈 또는 수신 모듈의 총 권수이다.

선택적으로, 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키도록 하는 것에는,

선택적으로, 상기 장치에는 맵핑 데이터 장치가 더 포함되고, 그 중에서,

상기 맵핑 데이터 장치는 송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계 정보와 송신 모듈의 코일 권수의 맵핑 관계를 생성하고, 맵핑 관계표를 생성하도록 구성된다.

선택적으로, 상기 권수 조절 장치는 하기 방식에 따라 상기 위치 관계 정보에 의하여 상기 송신 모듈의 코일 권수를 조절하도록 구성되고,

상기 맵핑 데이터 장치 중에 상기 위치 관계 정보가 포함되는지 여부를 판단하여, 만일 포함된다면, 상기 송신 모듈 코일의 최외측으로부터 점차적으로 코일을 단락시키고, 한 바퀴의 송신 모듈을 단락시킬 때마다 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키는지 판단하고, 만족시킨다면 조절을 완성하며;

상기 위치 관계 정보와 상응한 송신 모듈의 코일 권수를 상기 맵핑 관계표에 기입한다.

선택적으로, 상기 권수 조절 장치는,

상기 맵핑 관계 중에 상기 위치 관계 정보가 포함되고, 또한 상기 취득한 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈 코일 권수가 상기 무선 전력 전송 시스템으로 하여금 정상적인 충전을 구현할 수 있도록 한다고 판단되면, 맵핑 관계에 의하여 직접 송신 모듈의 코일 권수를 해당 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈의 코일 권수로 조절하며;

상기 맵핑 데이터 장치 중에 상기 위치 관계 정보가 포함되나, 상기 취득한 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈 코일 권수가 상기 무선 전력 전송 시스템으로 하여금 정상적인 충전을 구현할 수 없도록 한다고 판단되면, 충전을 포기하도록 구성된다.

그리고, 상기 기술방안은 위치 관계 정보와 송신 모듈 코일 권수의 맵핑 정보를 생성하는 것을 통하여, 위치 관계 정보가 맵핑 정보 중에 존재하는 데이터일 때, 충전 조건을 만족시키는 것은 직접 코일 권수를 이용하며; 충전 조건을 만족시키지 않는 것은 충전을 포기하며; 위치 관계 정보가 존재하지 않으면, 본 발명의 실시예의 방법에 따라 코일 권수를 조절하고, 또한 맵핑 정보를 업데이트시킨다. 이로써 충전 과정의 코일 조절 시간을 절약하고 시스템 작업 효율을 향상시킨다.

도면은 본 출원의 기술방안에 대해 더 이해하기 쉽도록 제공되는 것이며, 본 출원의 일부에 속하며, 본 발명의 예시적 실시예 및 이에 대한 설명은 본 발명을 설명하기 위한 것으로서, 본 발명을 제한하는 것이 아니다.
도1은 관련 기술의 무선 전력 전송 시스템 WPT의 기본 구조도.
도2는 관련 기술의 송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계도.
도3은 본 발명의 실시예에 의한 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법 흐름도.
도4는 본 발명의 실시예에 의한 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치 블럭도.
도5는 본 발명의 실시예에 의한 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치 코일 와인딩 배치 도면.
도6은 본 발명의 실시예에 의한 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치의 권수 조절 장치가 스위치 유형의 장치인 도면.

아래, 도면을 참조하여 본 출원의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 상충되지 않는 상황 하에서, 본출원 중의 실시예 및 실시예 중의 특징은 임의로 상호 결합될 수 있음을 유의해야 한다.

본 발명의 실시예에서는, 송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계 정보를 취득하는 단계;

위치 관계 정보에 의하여 송신 모듈의 코일 권수를 조절하여, 시스템이 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 비접촉 변압기 및 이의 보상회로 CT&C의 전압 이득 특성 조건을 만족시키도록 하는 단계가 포함되는 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법을 제공한다.

선택적으로, 상기 송신 모듈과 수신 모듈 코일은 모두 평면화 분포식의 와인딩 배치 방식을 이용하며, 와인딩은 두 구간으로 나누어 각각 감고, 순방향으로 직렬 연결하며, 두 구간의 권수 합이 송신 모듈 또는 수신 모듈의 총 권수이다.

선택적으로, 상기 방법은 전에, 위치 관계 정보와 송신 모듈 코일 권수의 맵핑 관계를 생성하는 단계가 더 포함된다.

선택적으로, 상기 송신 모듈의 코일 권수를 조절하는 단계에는, 상기 취득한 위치 관계 정보가 상기 맵핑 관계 중에 존재하는지 여부를 판단하고,

만일 존재하지 않는다면, 송신 모듈 코일의 최외측으로부터 점차적으로 코일을 단락시키고, 한 바퀴의 코일을 단락시킬 때마다 상기 시스템 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C의 전압 이득 특성에 의하여 충전 조건을 만족시키는지 판단하고, 충전 조건을 만족시키면 조절을 완성하는 단계;

상기 맵핑 관계를 업데이트시키는 단계가 포함된다.

선택적으로, 취득한 위치 관계 정보가 맵핑 관계 중에 존재한다고 판단하면,

맵핑 관계 중의 조절된 송신 모듈 코일 권수가 충전 위치 관계를 만족시키면, 직접 코일 권수를 이용하는 단계;

맵핑 관계 중의 조절된 송신 모듈 코일 권수가 충전 위치 관계를 만족시키지 않으면, 충전을 포기하는 단계가 더 포함된다.

한편, 본 발명에서는

수신 모듈의 위치를 확정하여 송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계 정보를 취득하고 권수 조절 장치로 송신하도록 구성되는 보조 포지셔닝 장치;

송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계 정보를 수신하고, 송신 모듈 코일 권수를 조절하여, 무선 충전에 필요한 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C 전압 이득 특성 요구를 만족시키도록 구성되는 권수 조절 장치가 포함되는 전기 자동차 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치를 더 제공한다.

선택적으로, 상기 장치에는 위치 관계 정보와 송신 모듈 코일 권수의 맵핑 관계를 생성하는 맵핑 데이터 장치가 더 포함된다

선택적으로, 상기 송신 모듈의 코일 권수를 조절하는 단계에는, 상기 취득한 위치 관계 정보가 상기 맵핑 데이터 장치 중에 존재하는지 여부를 판단하고,

만일 존재하지 않으면, 송신 모듈 코일의 최외측으로부터 점차적으로 코일을 단락시키고, 한 바퀴의 송신 모듈을 단락시킬 때마다 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C의 전압 이득 특성이 시스템 충전 조건을 만족시키는지 판단하고, 충전 조건을 만족시킨다면 조절을 완성하는 단계;

상기 맵핑 관계를 업데이트시키는 단계가 포함된다.

선택적으로, 취득한 위치 관계 정보가 맵핑 데이터 장치 중에 존재한다고 판단하면, 상기 장치는,

맵핑 데이터 장치 중의 조절된 송신 모듈 코일 권수가 충전 위치 관계를 만족하면, 직접 코일 권수를 이용하며;

맵핑 관계 중의 조절된 송신 모듈 코일 권수가 충전 위치 관계를 만족하지 않으면, 충전을 포기하는데 더 사용된다.

상기 기술방안의 전기 자동차 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법에는, 송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계 정보를 취득하는 단계; 위치 관계 정보에 의하여 송신 모듈의 코일 권수를 조절하여, 시스템으로 하여금 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C의 전압 이득 특성 조건을 만족하도록 하는 단계;가 포함된다. 본 발명의 실시예의 방법을 이용하여 점차적으로 코일 권수를 조절하면 충전 조건을 만족시키는 제어 출력을 구현할 수 있으며, 기계 조절 장치를 통하여 얼라인먼트 및 거리 조절을 진행할 필요없이 무선 충전을 진행할 수 있다.

무선 전력 전송 시스템이 무선 충전을 진행하는 과정에 있어서, 관련 기술에서 시스템의 송신 모듈의 송신 코일은 커패시터에 직렬 연결되고, 수신 모듈의 수신 코일은 커패시터에 병렬 연결되며, 시스템의 기타 조건이 변하지 않는 상황에서, 송신 모듈의 코일 권수를 단락시키면 전압 이득이 커지게 되며, 풀 브리지 인버팅 후의 입력 임피던스 각이 주파수의 변화율에 따라 커지기 때문에, 무선 충전을 진행하고자 할 때, 코일 권수를 조절하는 것을 통하여 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C 전압 이득 특성 요구를 만족시킨다.

도3은 본 발명의 실시예에 의한 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법 흐름도로서, 도3에 도시된 바와 같이, 전기장치의 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법에는 하기 단계가 포함된다.

단계(100): 송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계 정보를 취득하며;

위치 관계 정보는 송신 모듈과 수신 모듈의 X 축 편차량 a, Y 축 편차량 b와 Z 축 평차량 c를 통하여 확정하며, 그 중에서 편차량을 취득하는 방법은 무선 거리 측정, 레이저 거리 측정, 비디오 거리 측정 등 방식을 통하여 구현할 수 있다.

상기 단계 전, 본 발명의 실시예의 방법에는 또한, 송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계 정보와 송신 모듈의 코일 권수의 맵핑 관계를 생성하는 단계가 더 포함된다.

설명하여야 할 바로는, 송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계 정보와 송신 모듈의 코일 권수의 맵핑 관계를 생성하는 방법으로는, 전기장치를 충전해야 할 경우, 무선 전력 전송 시스템은 전기장치로 부하 배터리가 필요한 직류-직류의 컨버터 출력을 제공하여야 하며, 무선 전력 전송 시스템 작업의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C 전압 이득 특성은 다르게 된다. 송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계를 취득하면, 코일 권수를 조절하여 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C 전압 이득 특성 요구를 만족시켜야 하며, 다른 위치 관계 정보에 대하여 대응되게 점차적으로 코일 권수를 단락시키는 과정에 있어서, 이의 임피던스 각과 CT&C 전압 이득은 모두 부단히 변화하게 되고, 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족할 때까지 진행되는 바, 즉 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 각이 0으로 되고, CT&C의 전압 이득과 정해진 이득이 같아질 때, 무선 전력 전송 시스템이 정상적으로 충전을 진행할 수 있으며, 이때 위치 관계 정보와 코일 권수 사이에 맵핑 관계를 형성한다.

단계(101): 위치 관계 정보에 의하여 송신 모듈의 코일 권수를 조절하여, 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키도록 한다.

상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키도록 한다는 것은, 시스템 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 각이 0으로 되고, CT&C의 전압 이득과 정해진 이득이 같아지는 것을 말한다.

설명하여야 할 바로는, 송신 모듈의 코일 권수 조절을 진행하는 것은 주요하게 상기 송신 모듈 코일 권수 변화와 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C의 전압 이득 특성의 상응한 관계에 의하여 확정하며, 송신 모듈 코일 권수를 조절하는 것을 통하여 입력 임피던스 각이 풀 브리지 인버터 중의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성을 만족하도록 하고, CT&C 전압 이득이 시스템 중의 직류-직류 컨버터의 입력 전압 범위의 이득 특성 요구를 만족하도록 하는 것이다.

본 단계에서, 송신 모듈과 수신 모듈 코일은 평면화 분포식의 와인딩 배치 방식을 이용하며, 와인딩은 두 구간으로 나누어 각각 감고, 순방향으로 직렬 연결하며, 두 구간의 권수 합이 송신 모듈 또는 수신 모듈의 총 권수이다. 조절 후의 송신 모듈 코일 권수는 두 구간의 코일 권수차가 0 또는 1이 되도록 한다.

송신 모듈의 코일 권수를 조절하는 단계에는, 상기 맵핑 관계 중에 취득한 위치 관계 정보가 포함되는지 여부를 판단하여, 만일 포함된다면, 송신 모듈의 코일 권수를 조절하여 시스템이 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C의 전압 이득 특성 조건을 만족하도록 하는 바, 즉 송신 모듈의 코일이 최외측으로부터 점차적으로 코일을 단락시키고, 한 바퀴의 송신 모듈을 단락시킬 때마다 시스템 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족하는지 판단하고, 만족시킨다면 조절을 완성한다. 코일 권수 조절을 완성한 후, 상기 맵핑 관계를 업데이트시킨다.

본 발명의 실시예의 방법에는, 상기 맵핑 데이터 장치 중에 상기 취득한 위치 관계 정보가 포함되고, 또한 상기 취득한 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈 코일 권수가 시스템으로 하여금 정상적인 충전을 구현할 수 있도록 한다고 판단되면, 맵핑 관계에 의하여 직접 송신 모듈의 코일 권수를 해당 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈의 코일 권수로 조절하며; 상기 맵핑 데이터 장치 중에 상기 취득한 위치 관계 정보가 포함되나, 상기 취득한 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈 코일 권수가 시스템으로 하여금 정상적인 충전을 구현할 수 없도록 한다고 판단되면, 충전을 포기하는 단계가 포함된다.

선택적으로, 상기 전기장치는 전기 자동차이다.

도4는 본 발명의 실시예에 의한 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치 블럭도로서, 도4에 도시된 바와 같이,

수신 모듈의 위치를 확정하여 송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계 정보를 취득하고 권수 조절 장치로 송신하도록 구성되는 보조 포지셔닝 장치(401);

그 중에서, 위치 관계에는 X 축 편차량 a, Y 축 편차량 b와 Z 축 편차량 c가 포함되며;

송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계를 수신하고, 송신 모듈 코일 권수를 조절하여 송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계가 충전 조건을 만족시키도록 구성되는 권수 조절 장치(402);가 포함된다.

도5는 본 발명의 실시예에 의한 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치 코일 와인딩 배치 도면으로서, 도5에 도시된 바와 같이, 송신 모듈과 수신 모듈 코일은 평면화 분포식의 와인딩 배치를 이용하며, 와인딩은 두 구간으로 나누어 각각 감고, 순방향으로 직렬 연결하며, 두 구간의 권수 합이 송신 모듈 또는 수신 모듈의 총 권수이다.

권수 조절 장치는 코일 평면 중간점을 시작점으로 하는 사선 상에 설치된다.

송신 모듈의 코일 권수를 조절하는 방법으로는, 송신 모듈의 코일 권수를 조절하여, 이로 하여금 전력 전송 시스템 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C 전압 이득 특성을 만족시키도록 하는 것이다. 그리고, 송신 모듈 코일 권수를 조절하여 두 구간의 코일 권수차가 0 또는 1이 되도록 하여야 한다.

도6은 본 발명의 실시예에 의한 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치의 권수 조절 장치가 스위치 유형의 장치인 도면으로서, 도면에서는 스위치 유형의 장치를 이용하여 구현하는 것을 나타내고 있다. 스위치(1, 2, 3, 4)를 통하여 외부로부터 점차적으로 코일을 단락시키는 것을 구현한다.

본 발명의 실시예의 장치에는 위치 관계 정보와 코일 권수의 맵핑 정보를 생성하는 맵핑 데이터 장치(403)가 더 포함된다

송신 모듈의 코일 권수를 조절하는 방법으로는, 상기 맵핑 데이터 장치 중에 상기 취득한 위치 관계 정보가 포함되는지 여부를 판단하여, 만일 포함되지 않으면, 송신 모듈의 코일 권수를 조절하여, 시스템으로 하여금 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C 전압 이득 특성 조건을 만족시키도록 하는 것이다. 송신 모듈 코일의 최외측으로부터 도6의 기능을 갖는 스위치 또는 전자 소자를 이용하여 점차적으로 코일 권수를 축소시키고, 한 바퀴가 작아질 때마다 그의 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C의 전압 이득 특성이 충전 조건을 만족하는지 판단하고, 충전 조건을 만족할 경우 조절을 완성한다.

송신 모듈의 코일 권수를 조절하여, 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 CT&C 전압 이득 특성을 만족시키면, 맵핑 데이터 장치의 맵핑 관계 정보를 업데이트시킨다.

상기 장치는, 만일 상기 맵핑 데이터 장치 중에 상기 취득한 위치 관계 정보가 포함되고, 또한 상기 취득한 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈 코일 권수가 시스템으로 하여금 정상적인 충전을 구현할 수 있도록 한다고 판단되면, 맵핑 관계에 의하여 직접 송신 모듈의 코일 권수를 해당 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈의 코일 권수로 조절하며; 상기 맵핑 데이터 장치 중에 상기 취득한 위치 관계 정보가 포함되나, 상기 취득한 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈 코일 권수가 시스템으로 하여금 정상적인 충전을 구현할 수 없도록 한다고 판단되면, 충전을 포기한다.

표1은 본 발명의 실시예에 의한 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치의 저장 매칭 장치가 데이터를 기록하는 것이다. 표1에 표시된 바와 같이, 수신 모듈 위치가 저장 매칭 유닛에 데이터를 기록할 때, 직접 코일 권수를 설정하여 충전을 진행하며; 또한 수신 모듈 위치가 코일 권수를 조절하는 것을 통하여 충전을 진행할 수 없을 때, 수신 모듈 위치를 기록하고, 얻는 수신 모듈 위치가 저장 매칭 유닛 데이터일 때, 충전을 진행하지 않는다.

설명하여야 할 바로는, 무선 충전 과정 중의 송신 모듈의 코일 수량과 스위치 수량은 무선 충전 과정의 적응 요구에 의하여 디자인할 수 있으며, 그리고 코일 권수를 제어하는 스위치는 도6에 도시된 바와 같은 스위치가 아니라, 도6에 도시된 스위치를 갖는 전자 소자, 칩 등일 수 있으며, 모두 본 발명의 보호범위에 속한다.

이상에서는 본 출원을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 출원은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 출원의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예의 방법을 이용하여 점차적으로 코일 권수를 조절하면 충전 조건을 만족시키는 제어 출력을 구현할 수 있으며, 기계 조절 장치를 통하여 얼라인먼트 및 거리 조절을 진행할 필요없이 무선 충전을 진행할 수 있다. 그리고, 상기 기술방안은 위치 관계 정보와 송신 모듈 코일 권수의 맵핑 정보를 생성하는 것을 통하여, 위치 관계 정보가 맵핑 정보 중에 존재하는 데이터일 때, 충전 조건을 만족시키는 것은 직접 코일 권수를 이용하며; 충전 조건을 만족시키지 않는 것은 충전을 포기하며; 위치 관계 정보가 존재하지 않으면, 본 발명의 실시예의 방법에 따라 코일 권수를 조절하고, 또한 맵핑 정보를 업데이트시킨다. 이로써 충전 과정의 코일 조절 시간을 절약하고 시스템 작업 효율을 향상시킨다. 그러므로 본 발명은 아주 강한 산업상 활용성을 갖는다.

Claims

무선 전력 전송 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 무선 전력 전송 시스템은 송신 모듈과 수신 모듈을 포함하고, 비접촉 변압기 및 이의 보상회로 CT&C를 더 포함하며, 상기 제어 방법은,
상기 송신 모듈과 상기 수신 모듈의 위치 관계 정보를 취득하는 단계;
상기 위치 관계 정보에 의하여 상기 송신 모듈의 코일 권수를 조절하여, 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 송신 모듈과 수신 모듈 코일은 모두 평면화 분포식의 와인딩 배치 방식을 이용하며, 와인딩은 두 구간으로 나누어 각각 감고(enwinding), 순방향으로 직렬 연결하며, 두 구간의 권수 합이 상기 송신 모듈 또는 상기 수신 모듈의 총 권수인 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키도록 하는 단계는,
상기 무선 전력 전송 시스템 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 각이 0이 되도록 하고, 또한 CT&C의 전압 이득이 정해진 이득과 같아지도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법.
제3항에 있어서, 상기 송신 모듈과 상기 수신 모듈의 위치 관계 정보를 취득하기 전에,
송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계 정보와 상기 송신 모듈의 코일 권수의 맵핑 관계를 생성하고, 맵핑 관계표를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법.
제4항에 있어서, 상기 위치 관계 정보에 의하여 상기 송신 모듈의 코일 권수를 조절하는 단계는,
상기 맵핑 관계 중에 상기 위치 관계 정보가 포함되는지 여부를 판단하는 단계,
만일 포함되지 않는다면, 송신 모듈 코일의 최외측으로부터 점차적으로 코일을 단락시키고, 한 바퀴의 코일을 단락시킬 때마다 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키는지 판단하고, 만족시킨다면 조절을 완성하는 단계;
상기 위치 관계 정보와 상응한 송신 모듈의 코일 권수를 상기 맵핑 관계표에 기입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법.
제5항에 있어서, 상기 조절 후의 송신 모듈 코일 권수는 두 구간의 코일 권수차가 0 또는 1이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법.
제5항에 있어서, 상기 방법에는 또한,
상기 맵핑 관계 중에 상기 위치 관계 정보가 포함되고, 또 상기 취득한 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈 코일 권수가 상기 무선 전력 전송 시스템으로 하여금 정상적인 충전을 구현할 수 있도록 한다고 판단되면, 맵핑 관계에 의하여 직접 송신 모듈의 코일 권수를 해당 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈의 코일 권수로 조절하는 단계:
상기 맵핑 데이터 장치 중에 상기 위치 관계 정보가 포함되나, 상기 취득한 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈 코일 권수가 상기 무선 전력 전송 시스템으로 하여금 정상적인 충전을 구현할 수 없도록 한다고 판단되면, 충전을 포기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 방법.
무선 전력 전송 시스템의 제어 장치에 있어서, 상기 무선 전력 전송 시스템은 송신 모듈과 수신 모듈을 포함하고, 비접촉 변압기 및 이의 보상회로 CT&C를 더 포함하며, 상기 제어 장치는 보조 포지셔닝 장치와 권수 조절 장치를 포함하고,
상기 보조 포지셔닝 장치는 상기 수신 모듈의 위치를 확정하여 상기 송신 모듈과 상기 수신 모듈의 위치 관계 정보를 취득하고, 또한 상기 위치 관계 정보를 상기 권수 조절 장치로 송신하도록 구성되며;
상기 권수 조절 장치는 상기 위치 관계 정보를 수신하고, 상기 위치 관계 정보에 의하여 송신 모듈 코일 권수를 조절하여, 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치.
제8항에 있어서, 상기 권수 조절 장치는 코일 평면 중간점을 시작점으로 하는 사선 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치.
제8항에 있어서, 상기 송신 모듈과 수신 모듈 코일은 평면화 분포식의 와인딩 배치를 이용하는 바, 와인딩은 두 구간으로 나누어 각각 감고, 순방향으로 직렬 연결하며, 두 구간의 권수 합이 송신 모듈 또는 수신 모듈의 총 권수인 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치.
제8항에 있어서, 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키도록 하는 것은,
상기 무선 전력 전송 시스템 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 각이 0이 되도록 하고, 또한 CT&C의 전압 이득이 정해진 이득과 같아지도록 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치.
제11항에 있어서, 상기 장치는 맵핑 데이터 장치를 더 포함하며,
상기 맵핑 데이터 장치는 송신 모듈과 수신 모듈의 위치 관계 정보와 송신 모듈의 코일 권수의 맵핑 관계를 생성하고, 맵핑 관계표를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치.
제12항에 있어서, 상기 권수 조절 장치는,
상기 맵핑 데이터 장치 중에 상기 위치 관계 정보가 포함되는지 여부를 판단하여, 만일 포함된다면, 상기 송신 모듈 코일의 최외측으로부터 점차적으로 코일을 단락시키고, 한 바퀴의 송신 모듈을 단락시킬 때마다 상기 무선 전력 전송 시스템의 충전의 인버터 브리지 후의 입력 임피던스 특성과 상기 CT&C의 전압 이득 특성 조건이 충전 조건을 만족시키는지 판단하고, 만족시킨다면 조절을 완성하며;
상기 위치 관계 정보와 상응한 송신 모듈의 코일 권수를 상기 맵핑 관계표에 기입하는;
방식에 따라 상기 위치 관계 정보에 의하여 상기 송신 모듈의 코일 권수를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치.
제13항에 있어서, 상기 조절 후의 송신 모듈 코일 권수는 두 구간의 코일 권수차가 0 또는 1이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치.
제13항에 있어서, 상기 권수 조절 장치는,
상기 맵핑 관계 중에 상기 위치 관계 정보가 포함되고, 또 상기 취득한 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈 코일 권수가 상기 무선 전력 전송 시스템으로 하여금 정상적인 충전을 구현할 수 있도록 한다고 판단되면, 맵핑 관계에 의하여 직접 송신 모듈의 코일 권수를 해당 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈의 코일 권수로 조절하고;
상기 맵핑 데이터 장치 중에 상기 위치 관계 정보가 포함되나, 상기 취득한 위치 관계 정보에 대응되는 송신 모듈 코일 권수가 상기 무선 전력 전송 시스템으로 하여금 정상적인 충전을 구현할 수 없도록 한다고 판단되면, 충전을 포기하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 전송 시스템의 제어 장치.