KR20160126069A - 유도 전력 전송 패드를 이용한 유도 전력 전송 - Google Patents

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KR20160126069A
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시몬 벡슬러
로만 군트
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봄바디어 프리모베 게엠베하
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Abstract

본 발명은 고정부(2)와 가동부(3)를 포함하는 유도 전력 전송 패드(1), 특히 차량(43)에 유도 전력 전송하기 위한 전송 패드의 시스템(1, 11, 12)에 관한 것으로서, 가동부(3)는 일차 권선 구조(6)의 권선을 통해 전류가 흐르는 동안 자기장 또는 전자기장을 발생시키기 위한 일차 권선 구조(6)를 포함하고, 유도 전력 전송 패드(1)는 가동부(3)의 동작을 작동하기 위한 적어도 하나의 액추에이터(14; 44)를 포함하며, 가동부(3)는 수축 상태와 확장 상태 사이에서 이동하도록 적어도 하나의 액추에이터(14; 44)에 의해 적어도 제1 방향으로 이동가능하며,
- 고정부(2)는, 일차 권선 구조(6)가 자기장 또는 전자기장을 발생시키도록 일차 권선 구조(6)를 작동하도록 형성된 전기 및/또는 전자 장치인 작동 장치(38)들을 포함하고, 상기 작동 장치(38)들은 일차 권선 구조(6)와 전기적으로 연결되고 작동 중에 열을 발생시키며,
- 고정부(2)는, 작동 장치(38)들에 열적 결합되고 유도 전력 전송 패드(1)의 외부 환경으로 열을 전달하도록 형성된 냉각 장치(31)를 포함하며,
- 냉각 장치(31)는 수축 상태에서 가동부(3)에 의해 덮여지며 가동부(3)가 확장 상태로 이동될 때 가동부(3)는 냉각 장치(31)를 노출한다.

Description

유도 전력 전송 패드를 이용한 유도 전력 전송{INDUCTIVE POWER TRANSFER WITH INDUCTIVE POWER TRANSFER PAD}
본 발명은 특히 차량에 유도 전력 전송하기 위한 유도 전력 전송 패드 및 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 유도 전력 전송 패드를 작동시키는 방법에 관한 것이다.
전기 차량, 특히 궤도형 차량 및/또는 도로 차량은 유도 전력 전송에 의해 전송되는 에너지에 의해 작동될 수 있다. 이러한 차량은 차량의 트랙션 시스템 또는 트랙션 시스템의 일부일 수 있는 회로 장치를 포함할 수 있는데, 회로 장치는 자기장 또는 전자기장을 수신하며 자기 유도에 의해 전류를 생산하도록 형성된 수신 장치를 포함한다. 또한, 이러한 차량은 수신 장치에 의해 생산된 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하도록 형성된 정류기를 포함할 수 있다. DC는 트랙션 배터리를 충전하거나 전기 기계를 작동하기 위해 사용될 수 있다. 후자의 경우, DC는 인버터에 의해 AC로 변환될 수 있다.
유도 전력 전송은 두 세트의 권선 구조를 이용하여 실행된다. 제1 세트(일차 권선 구조)는 예컨대 지면에 설치되어 고정되고 도로변 전력 컨버터에 의해 공급될 수 있다. 제2 세트의 권선은 차량에 설치된다. 예컨대, 제2 세트의 권선(이차 권선 구조)은 차량에, 예를 들어 차량의 밑면에 부착될 수 있고, 전차의 경우에는 그 객차의 일부 아래에 부착될 수 있다. 자동차의 경우에는 차량 새시에 부착될 수 있다. 제2 세트의 권선 또는 일반적으로 이차 쪽의 장치는 종종 픽업 혹은 수신기로 지칭된다. 제1 세트의 권선과 제2 세트의 권선은 일차측에 전계 에너지로 변환하고, 전계 에너지를 전송하며 이차측에서 다시 전기 에너지를 변환함으로써 전기 에너지를 차량에 전송하는 고주파 변압기를 형성한다. 이것은 정적 상태(차량이 이동하지 않는 경우) 및 동적 상태(차량이 이동하는 경우)에서 실행될 수 있다. 고정된 일차측 유닛 이외에, 일차 권선 구조를 포함하는 가동부를 포함하는 이동 가동한 유닛이 또한 알려져 있다.
US 5,654,621호는 일차 요소 및 차량에 부착된 이차 요소를 구비한 유도 전송기를 교시하고 있는데, 여기에서 일차 요소는 기설정된 공간 면적을 갖는 세 개의 모든 공간 좌표에서 이동하도록 전력 구동된다.
DE 10 2010 042395 A1호는 차량의 배터리를 유도 충전하기 위한 시스템을 교시하고 있는데, 여기에서 일차 코일은 자동으로 배치될 수 있다.
DE 10 2007 033654 A1호는 일차 전도체와 이차 코일 사이에 거리를 감소시키는 구동 수단을 구비한 베이스 유닛을 교시하고 있다.
US 2010/0235006 A1호는 베이스, 시저 리프트(scissor lift), 받침대, 조인트 및 충전기를 포함하는 이동 가능한 자동 충전 장치를 교시하고 있다. 충전기는 물리적으로 또는 근접하는 것을 통해서 차량 리셉터클과 결합하도록 형성된다.
본 발명에 따른 유도 전력 전송 패드는 고정부 및 가동부를 포함한다. 가동부는 전류가 일차 권선 구조의 권선을 통해 흐르는 동안 자기장 또는 전자기장을 발생시키기 위한 일차 권선 구조를 포함한다. 적어도 하나의 액추에이터가 가동부를 동작시키며, 가동부는 수축 상태와 확장 상태 사이에 이동하도록 적어도 하나의 액추에이터에 의해 적어도 제1 방향으로 이동가능하다. 본 발명은 가동부가 언제나 동일한 위치에서 확장 상태가 되는 패드로 국한되지 않는다. 오히려, 예컨대 US 5,654,621호와 관련하여 전술한 바와 같이, 가동부는 공간적인 3 방향의 모든 방향으로 이동될 수 있다. 따라서, 확장 상태는 고정부에 대한 가동부의 다양한 위치들을 포함할 수 있다. 다른 한편으로, 가동부가 수축 상태에 있는 경우 가동부는 고정부에 대해 항상 동일한 위치 및 방위에 있는 것이 바람직하다.
일반적으로, 고정부는 일차 권선 구조가 자기장 또는 전자기장을 발생시키도록 일차 권선 구조를 작동하도록 형성된 전기 및/또는 전자 장치인, 작동 장치들을 포함한다. 작동 장치는 일차 권선 구조에 전기적으로 연결되고 작동하는 동안 열을 발생한다. 작동 장치의 예는 직류를 작동 중에 일차 권선 구조를 통해 흐르는 교류로 변환하기 위한 컨버터의 예컨대 IGBT와 같은 반도체 스위치이다. 대안으로, 컨버터는 낮은 주파수인 제1 주파수를 갖는 교류를 높은 주파수인 제2 주파수를 갖는 교류로 변환할 수 있다. 작동 장치의 다른 예는 일차 권선 구조의 인덕턴스 또는 인덕턴스들을 보상하기 위한 커패시터이다. 특히, 장치의 리액턴스는 커패시터에 의해 감소된다.
일차 권선 구조의 작동 중에, 작동 장치에 의해 발생한 열은 작동 장치로부터 멀리 보내져야 한다. 그렇지 않으면, 작동 장치가 오작동 또는 손상될 수 있다. 또한, 작동 장치의 작동 온도는 원활한 작동을 위한 최대치에 의해 제한될 수 있다.
더욱이, 유도 전력 전송 패드의 개략적인 작동 조건들이 고려되어야 한다. 유도 전력 전송 패드에 의해 에너지가 제공될 차량으로부터 먼지 및 액체가 낙하할 수 있다. 그러므로, 이러한 이물질은 패드의 표면을 덮을 수 있고 외부 환경으로의 열 전달을 약화시킬 수 있다.
제1 관점에서의 본 발명의 목적은 고정부와, 일차 권선 구조를 포함하는 가동부를 구비한 유도 전력 전송 패드를 제공하는 것이며, 여기에서 작동 장치로부터 외부 환경으로의 열 전달은 예컨대 이물질과 같은 외부 영향에도 불구하고 유지된다. 제1 관점에서의 본 발명의 다른 목적은 유도 전력 전송 패드 및 다른 시스템 구성 요소, 예컨대 유도 전력 전송 패드의 작동을 제어하는 제어 장치 및/또는 차량에 부착될 수 있는 이차측 수신 장치(픽업)를 포함하는 상응하는 시스템을 제공하는 것이다. 제1 관점에서의 본 발명의 또 다른 목적은 유도 전력 전송 패드를 작동하는 상응하는 방법을 제공하는 것이다.
제1 관점에서의 본 발명의 기본적인 기술사상에 따르면, 패드의 고정부는 작동 장치와 열적 결합되며 유도 전력 전송 패드의 외부 환경으로 열을 전달하도록 형성된 냉각 장치를 포함한다. 이러한 냉각 장치는 외부 환경으로의 열 전달을 향상시킨다.
가동부가 수축 상태에 있는 동안 외부 영향으로부터 냉각 장치를 보호하기 위하여, 냉각 장치는 수축 상태에서 가동부에 의해 덮여지며 가동부가 확장 상태로 이동될 때 가동부는 냉각 장치를 노출한다. 그러므로, 냉각 장치는 수축 상태에서 보호될 뿐만 아니라 외부 환경으로의 열 전달은 확장 상태에서 향상된다.
따라서, 고정부와 가동부를 포함하는 유도 전력 전송 패드, 특히 차량에 유도 전력 전송하기 위한 전송 패드의 시스템이 제공되는데, 가동부는 일차 권선 구조의 권선을 통해 전류가 흐르는 동안 자기장 또는 전자기장을 발생시키기 위한 일차 권선 구조를 포함하고, 상기 유도 전력 전송 패드는 가동부의 동작을 작동하기 위한 적어도 하나의 액추에이터를 포함하며, 가동부는 수축 상태와 확장 상태 사이에서 이동하도록 적어도 하나의 액추에이터에 의해 적어도 제1 방향으로 이동가능하며,
- 고정부는 일차 권선 구조가 자기장 또는 전자기장을 발생시키도록 일차 권선 구조를 작동하도록 형성된 전기 및/또는 전자 장치인 작동 장치를 포함하고, 상기 작동 장치는 일차 권선 구조와 전기적으로 연결되고 작동 중에 열을 발생시키며,
- 고정부는 작동 장치에 열적 결합되고 유도 전력 전송 패드의 외부 환경으로 열을 전달하도록 형성된 냉각 장치를 포함하며,
- 냉각 장치는 수축 상태에서 가동부에 의해 덮여지며 가동부가 확장 상태로 이동될 때 가동부는 냉각 장치를 노출한다.
또한, 고정부와 가동부를 포함하는 유도 전력 전송 패드, 특히 차량에 유도 전력 전송을 하기 위한 전송 패드의 시스템을 작동시키는 상응하는 방법이 제안되며, 가동부는 일차 권선 구조의 권선을 통해 전류를 전도하는 것에 의해 자기장 또는 전자기장을 발생시키도록 작동되는 일차 권선 구조를 포함하고, 가동부가 적어도 제1 방향으로 이동되고 가동부가 수축 상태와 확장 상태 사이에서 이동하도록,유도 전력 전송 패드의 액추에이터는 가동부의 동작을 작동하며,
- 일차 권선 구조에 전기적으로 연결되는 고정부의 작동 장치는, 일차 권선 구조가 자기장 또는 전자기장을 발생시키며 작동 중에 열을 발생시키도록 일차 권선 구조를 작동하고,
- 작동 장치에 열적 결합되는 고정부의 냉각 장치는, 유도 전력 전송 패드의 외부 환경으로 열을 전달하기 위해 사용되며,
- 냉각 장치는 수축 상태에서 가동부에 의해 덮여지며 가동부가 확장 상태로 이동될 때 가동부는 냉각 장치를 노출한다.
바람직한 실시예의 냉각 장치는 히트 싱크를 포함한다. 특히, 히트 싱크는 리브(rib) 및/또는 핀(fin)을 포함할 수 있다. 더욱 일반적으로 말하면, 히트 싱크는 동일한 체적 및 특히 동일한 기본 형태(예컨대 입방체)의 장치와 비교하여 증가된 표면을 갖도록 형성될 수 있다. 특히, 히트 싱크는 그 표면으로부터 돌출하는 복수의 돌출부를 구비한다.
히트 싱크를 사용함으로써, 히트 싱크로부터 대기 중으로 열이 효율적으로 전달된다. 돌출부(예를 들어, 리브 및/또는 핀)의 경우에, 열은 히트 싱크로부터 상응하게 형성된 표면을 통하여 외부 환경으로 전달된다.
냉각 장치는 둘 이상의 히트 싱크를 포함할 수 있다. 이 경우, 각 히트 싱크는 수축 상태에서 가동부에 의해 덮여지고 가동부가 확장 상태로 이동하면 노출된다.
가동부는 반드시 동일한 방식으로 이동할 필요는 없는 별개의 요소들을 포함할 수 있다. 예컨대, 일차 권선 구조를 포함하는 요소는 제1 방향으로 올려질 수 있는 한편, 냉각 장치를 덮는 추가적인 커버 요소는 다른 방향으로 이동 및/또는 냉각 장치로부터 멀어지게 경동(tilted)한다. 바람직하게는, 가동부의 다른 요소들의 동작이 운동학적으로 연결된다. 예컨대, 동일한 액추에이터 또는 결합된 액추에이터의 동일한 장치가 연계 동작을 작동하기 위하여 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에 따라, 작동 장치들 중의 적어도 하나는 하우징에 배치되고, 하우징의 외부 쉘은 제1 재료로 만들어진다. 냉각 장치는 하우징의 외부에 배치된다. 작동 장치들의 작동 중에, 열은 하우징의 외부 쉘을 통하여 연장하는 열 전도성 재료를 통해 작동 장치들 중의 적어도 하나로부터 냉각 장치로 전달되며, 열전도성 재료는 제1 재료보다 높은 열 전도도를 갖는다. 예컨대, 제1 재료는 플라스틱 재료이며 바람직하게는 전기 절연성을 갖는다. 열 전도성 재료는 높은 열 전도도를 갖는 예컨대 알루미늄 또는 구리와 같은 금속, 또는 열 전도도가 높은 다른 재료일 수 있다. 외부 쉘을 통하여 연장하는 열 전도성 재료로 실현되는 열 덕트를 포함하는 외부 쉘은 바람직하게는 수용된 작동 장치들의 액밀 하우징을 형성한다.
특히, 냉각 장치는 가동부가 확장 상태로 이동될 수 있는 제1 방향에 대해 횡단하는 방향으로 작동 장치의 옆에 배치될 수 있다. 특히, 냉각 장치는 고정부의 리세스에 배치될 수 있고 가동부는 수축 상태에서 리세스를 부분적으로 채울 수 있다. 냉각 장치 또는 냉각 장치의 일부는 리세스의 나머지 부분에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 베이스 플레이트, 리세스의 측벽 및 가동부는 수축 상태에서 리세스의 내부 체적을 완전히 덮을 수 있다. 또한, 이것은 냉각 장치가 전혀 없거나 리세스 내에 냉각 장치가 없는 경우의 바람직한 실시예이다.
냉각 장치가 작동 장치의 옆에 배치되고 가동부가 작동 장치와 냉각 장치를 연결하는 방향에 대해 횡단하는 제1 방향으로 이동가능하기 때문에, 가동부의 중첩 또는 돌출(특히 덮개의)은 수축 상태에서 냉각 장치를 덮을 수 있다. 비록 가능하기는 하지만, 가동부의 커버 섹션이 수축 상태에서 냉각 장치와 접촉하는 것이 필수적인 것은 아니다. 중첩 또는 돌출은 일차 권선 구조의 권선의 섹션 또는 섹션들을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 바람직한 실시예에서, 가동부의 하우징(특히 덮개)은 공급 라인들을 제외한 전체 일차 권선 구조를 포함한다.
특히, 제1 방향은 수직 방향이고 패드에 의해 에너지가 공급되는 동안 차량은 유도 전력 전송 패드 위에 위치될 수 있다. 가동부가 적어도 제1 방향에서 냉각 장치를 덮는 것이 바람직하다.
다른 관점의 본 발명과 조합되거나 개별적으로 실현될 수 있는 제2 관점의 본 발명에 따르면, 유도 전력 전송 패드는 유도 전력 전송 패드에 통합되며 고정부와 가동부 사이의 공간으로부터 이물질(예컨대, 먼지, 입자 또는 액체 물질 또는 이들의 조합)을 제거하도록 형성된 청소 장치(cleaning device)를 포함한다. IPT 패드를 작동하는 상응하는 방법에 따르면, 청소 장치는 상기 공간으로부터 이물질을 제거한다.
특히, 가동부가 수축 상태에 있을 때 공간은 가동부와 고정부의 조합에 의해 둘러싸이거나 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 반대로, 가동부가 확장 상태에 있을 때 공간은 둘러싸이지 않거나 더 적은 정도로 둘러싸인다. 이것은 가동부가 수축 상태로부터 확장 상태로 이동될 경우 공간이 이물질이 들어갈 가능성에 노출된다는 것을 의미한다.
통합된 청소 장치로 인해, 이물질은 공간으로부터 제거(또는 적어도 부분적으로 제거)된다. 그러므로, IPT 패드, IPT 패드를 포함하는 상응하는 IPT 시스템 및 상응하는 작동 방법은 외부 환경에 노출되는 동안 공간 내로 이물질이 들어가는 근본적인 문제를 해결한다.
바람직하게는, 청소 장치는 가동부가 확장 상태로부터 수축 상태로 이동하는 동안 공간으로부터 이물질을 제거하도록 자동으로 작동된다. 이것은 가동부가 수축 상태에 도달할 때 다시 보호되기 직전에 공간이 높은 수준으로 청소되는 장점을 갖는다.
특정 실시예에 따라, 청소 장치는 고정부와 가동부 사이의 공간의 적어도 일부에 공기 분출류(air blast)를 향하게 하도록 형성된 적어도 하나의 공기 배출구를 구비한 팽창 가능한 공기 체적을 갖는 벨로우즈(bellows)(아래에 설명하는 보호 벨로우즈 일 수 있는)를 포함한다. 팽창 가능한 공기 체적은 가동부가 수축 상태로부터 확장 상태로 이동하는 동안 팽창되고, 가동부가 확장 상태로부터 수축 상태로 이동하는 동안 수축된다.
이것은 공간을 청소하기 위하여 확장 상태로부터 수축 상태로 가동부의 동작을 이용하는 일 실시예이다. 추가로 또는 대안으로 실현될 수 있는 다른 옵션은 청소 장치가, 가동부 또는 액추에이터에 부착되고 고정부 및/또는 액추에이터의 표면으로부터 이물질을 쓸어내도록 배열된 청소 요소(예컨대 브러시)를 포함하는 것이다. IPT 패드를 작동하는 상응하는 방법에 따르면, 청소 장치는 이물질을 날려 버리고/버리거나 쓸어 버린다. 공기 분사를 이용하는 실시예와 유사하게, 비록 가동부의 동작을 이용하는 것이 바람직한 실시예 이지만, 이물질을 쓸어 버리는 것(즉, 이물질을 기계적으로 제거)을 포함하는 실시예는 확장 상태로부터 수축 상태로 가동부의 동작을 이용하는 것으로 국한되지 않는다. 어느 경우든지, 이러한 동작을 이용하는 것은 청소를 실행하기 위해 추가적인 액추에이터가 전혀 필요하지 않다는 장점을 갖는다.
벨로우즈의 일 실시예에 따르면, 팽창 가능한 공기 체적은 가동부와 고정부 사이의 구역을 충전한다. 보호 벨로우즈에 대한 상세한 내용은 이하에 설명된다. 보호 벨로우즈의 경우에, 액추에이터의 적어도 일부는 팽창 가능한 공기 체적 안에 배치된다. 그러므로, 이러한 액추에이터의 일부는 가동부가 수축 상태로부터 확장 상태로 이동되는 동안 공기 체적 안으로 들어가는 공기에 의해서 냉각될 수 있다. 가동부가 수축 상태로 다시 이동할 때, 가열된 공기의 적어도 일부가 공기 체적에서 나중에 밖으로 배출(제거)된다.
바람직한 실시예에 따르면, 팽창 가능한 공기 체적은 고정부보다 가동부에 더 가까이 위치되는 공기 유입구를 구비한다. 특히, 공기 유입구는 공기가 오염되지 않는 곳인 가동부의 밑면(예를 들어, 일차 권선 구조를 포함하는 하우징)에 가까이 배치될 수 있다. 특히, 벨로우즈에 의해 한정되는 공기 체적은 가동부의 하우징에 의해 덮여질 수 있고, 하우징은 공기 체적으로부터 제1 방향에 대해 횡단하는 방향으로 옆으로 돌출한다. 이 방식에서, 공기 유입구가 배치되는 구역은 이물질 형태인 오염물로부터의 보호에 의해서 추가로 보호된다.
추가로 또는 대안으로, 팽창 가능한 공기 체적의 적어도 하나의 공기 배출구가 가동부보다 고정부에 가까이 배치된다. 바람직하게는, 적어도 하나의 공기 배출구는 이물질을 청소할 공간 옆에 위치된다. 그러나, 공기 덕트가 공기 배출구에 연결되며 공기 배출구로부터 청소할 공간으로 공기를 안내하고 옵션으로 다시 보내도록 하는 것이 또한 가능하다.
고정부와 가동부 사이의 공간에 배치되며 청소되어야 하는 바람직한 대상은 제1 관점의 본 발명의 냉각 장치이다. 특히, 냉각 장치의 리브들 또는 핀들 사이의 공간 부분은 이물질로 오염될 수 있고, 이것은 냉각 장치로부터 주위 공기로의 열 전달을 악화시킬 것이다. 냉각 장치에 대해 공기를 송풍하는 것은 냉각 장치로부터 이물질을 청소하며, 또한 냉각 장치로부터 주위 공기로의 열 전달을 증가시킨다. 바람직하게는, 공기가 냉각 장치의 리브들 또는 핀들 사이의 공간에서 종방향으로 유동하는 방식이 되도록 공기 분출류가 향하게 한다.
옵션으로, 팽창 가능한 공기 체적의 공기 유입구 및/또는 공기 배출구에는 플랩 또는 플랩들의 조합과 같은 일방향 밸브가 제공될 수 있다.
벨로우즈는 박판, 특히 가요성 플라스틱으로 만들어질 수 있다.
다른 관점의 본 발명과 조합되거나 개별적으로 실현될 수 있는 제3 관점의 본 발명은, IPT 패드의 기능이 얼음 및 눈에 의해 방해받을 수 있다는 근본적인 문제에 기초한 것이다. 특히, 가동부 또는 액추에이터의 임의의 요소가 고정부에 동결될 수 있다. 그러므로, IPT 패드가 상기 IPT 패드를 가열하기 위한 가열기를 포함하는 것이 제안된다. 특히, 가동부가 수축 상태로부터 확장 상태로 이동되기 전에, 가열기가 작동한다. 이것은 가동의 동작을 방해하는 얼음을 녹일 것이다.
특히, 가열기는 자기장 또는 전자기장을 발생시키기 위하여 일차 권선 구조를 작동하도록 사용되는 작동 장치들 이외의 추가적인 가열기이다. 특히, 추가적인 전기 가열기(예컨대 적어도 하나의 열선을 포함하는 가열기)가 제공된다.
바람직하게는, 가동부가 수축 상태에 있을 때 가열기는 한쪽의 고정부와 다른 쪽의 가동부의 간극 또는 경계면에 배치된다. 가동부가 확장 상태로 이동할 때, 간극이 증가하거나 또는 가동부가 경계면에서 고정부와 접촉을 상실하게 될 것이다. 어느 경우든지, 간극 또는 경계면에서의 얼음이 제거될 수 있다(특히 녹을 것이다).
특히, IPT 패드는, 가동부가 수축 상태에 있으며 일차 권선 구조가 작동되지 않는 동안 가열기를 작동하도록 형성된다. 가열기를 작동하는 것은, 특히 일차 권선 구조가 작동하게 되는 확장 상태로 가동부가 놓이도록 액추에이터를 작동시키는 것을 준비시킨다. 다른 한편, 몇몇 상황에서는 일차 권선 구조가 수축 상태에서 작동하도록 하는 것이 또한 가능하다. 이 경우에, 가동부의 동작은 필요하지 않으며 일차 권선 구조가 작동 중에 또한 얼음을 녹일 수 있는 열을 발생시킬 수 있기 때문에, 추가 가열기를 작동하는 것이 필요하지 않을 수 있다.
바람직하게는, 패드 또는 주위 환경의 온도가 예컨대 0℃와 같은 문턱값 미만일 경우에만 가열기가 작동된다.
제3 관점의 본 발명의 부수적인 것일 수 있는 다른 관점에 따르면, 특히 고정부 및 액추에이터(특히 액추에이터의 가동 요소)가 예컨대 물과 같은 액체로부터 보호되어 전술한 근본적인 문제가 해결될 것이다.
특히 고정부가 수축 상태에서 가동부에 의해 점유되는 체적을 한정하고, 고정부가 그 하부에서 체적을 제한하는 경계부(예컨대 베이스 플레이트)를 포함하는 경우에, 경계부는 체적으로부터 유도 전력 전송 패드의 주위 환경으로 액체를 배출하도록 형성된 적어도 하나의 개구(특히, 관통공)를 구비할 수 있다. 따라서, 액체 및 특히 얼음이 녹은 물이 체적으로부터 경계부의 적어도 하나의 개구를 통해 주위 환경으로 배출될 수 있다.
고정부 및 가동부를 포함하는 장치에 대한 설명에서 용어 "패드"가 사용되고 있다. 이러한 이유로, "패드"가 일체형 블록에 국한되는 것은 아니다. 오히려, "패드"는 일차 권선 구조와 옵션으로 일차 권선 구조를 작동하기 위한 작동 장치를 포함하는 유닛에 대한 IPT 시스템의 기술 분야에서의 보편적인 표현이다.
전술한 바와 같이, 유도 전력 전송 패드 특히 차량에 유도 전력 전송을 하기 위한 전송 패드의 시스템이 제안된다. 유도 전력 전송 패드(IPT 패드)는 유도 전력 전송을 위한 일차측 유닛의 부분 또는 시스템의 장치일 수 있다.
더욱이, 유도 전력 전송 패드는 적어도 하나의 액추에이터를 포함하고, 가동부는 적어도 하나의 액추에이터에 의해 적어도 제1 방향(특히 수직 방향)으로 이동 가능하다. 본원 명세서에서, 용어 "액추에이터"는 가동부의 동작이 그에 의해 실행되는 모든 구성요소 또는 요소의 독립체일 수 있다.
그러므로 용어 "액추에이터"는 적어도 하나의 힘 발생 작동 장치, 작동 장치와 가동부를 기계적으로 결합하는 적어도 하나의 결합 장치, 및/또는 가동부의 이동을 안내하는 적어도 하나의 가이드를 포함할 수 있다. 결합 장치는 작동 장치에 의해 발생한 동작을 가동부의 동작으로 변환하도록 설계될 수 있다.
가동부는 수축 상태와 확장 상태 사이에서 이동 가능하다.
수축 상태에서, 가동부 특히 가동부의 하부 표면은 고정부 특히 IPT 패드의 고정부의 장착부의 제1 방향으로 전혀 거리를 두고 있지 않거나 최소 가능 거리를 가질 수 있다. 상응하게, 확장 상태에서 장착부의 가동부의 거리는 액추에이터에 의해 얻어질 수 있는 더 큰 거리, 특히 최대 가능 거리가 될 수 있다. 장착부(특히 베이스 플레이트)는 IPT 패드를 지지 구조물 특히 경로의 표면에 장착하기 위해 사용될 수 있다. 수축 상태 및 최대 가능 거리를 갖는 확장 상태는 기계적 요소, 예컨대 정지 요소 및/또는 액추에이터의 설계에 의해 원하는 대로 규정될 수 있다.
제1 방향은 작동 중에 일차 권선 구조에 의해 발생하는 전자기장의 주된 전파 방향과 평행하게 배향될 수 있다. 특히, 제1 방향은 IPT 패드의 장착부(특히 베이스 플레이트)의 표면 또는 지면과 같은 IPT 패드가 연결되는 표면에 수직으로 배향될 수 있다.
수축 상태에서, 가동부의 상부 표면은 고정부의 일부(예컨대 작동 장치의 하우징)의 상부 표면과 동일한 표면 내에 배치될 수 있다.
가동부는 일차 권선 구조가 그 안에 배열되는 하우징을 포함할 수 있다. 또한, 가동부는 일차 권선 구조 및 작동 장치 예컨대 고정부에 배열될 수 있는 인버터의 전원 연결을 위한 적어도 하나의 연결 단자를 포함할 수 있다.
가동부는 바람직하게는 일차 권선 구조와 동일한 하우징에 의해 수용되는, 적어도 하나의 물체 검출 장치를 포함할 수 있다. 특히, 물체 검출 장치는 이물질 특히 금속 물체, 및/또는 IPT 패드의 충전 공간 내의 차량을 검출할 수 있다. 특히, 물체 검출 장치는 충전할 차량과 같은 이동 물체를 검출 또는 모니터링 할 수 있다.
적어도 하나의 물체 검출 장치는 적어도 하나의 유도 감지 시스템을 포함할 수 있으며, 유도 감지 시스템은 하나 혹은 다중 검출 권선을 포함할 수 있다. 다중 검출 권선은 어레이 구조에 배열될 수 있으며, 어레이 구조는 전력 전송 패드의 충전 표면을 덮는다. 그러므로, 능동 검출(필드 발생 포함) 또는 수동 검출(passive detection)이 실행될 수 있다. 능동 검출의 경우, 하나 이상의 여기 권선(excitation winding)이 사용될 수 있다. 능동 물체 검출은 여기 권선에 의해 발생한 자기장의 특성을 모니터링 하는 것에 의해 실행될 수 있다. 수동 검출의 경우, 하나 이상의 수동 권선만이 사용된다. 수동 물체 검출은 수동 권선, 특히 인덕턴스의 특성을 모니터링 하는 것에 의해 실행될 수 있다. 적어도 하나의 물체 검출 장치(고정부 또는 가동부에서)는 RFID(raido frequency identification) 유닛을 포함할 수 있고, 차량 및 적용 가능하다면 전력 전송 패드에 대한 차량의 위치가 검출될 수 있다.
대안으로 또는 추가로, 물체 검출 장치는 화상 기반 물체 검출을 실행하는 수 있고, 예컨대 카메라와 같은 화상 캡처 장치를 포함할 수 있다.
더 일반적으로 말하면, 고정부 및/또는 가동부는 차량 검출 시스템을 포함할 수 있다. 차량 검출 시스템은 적어도 하나의 센서 및 적어도 하나의 센서의 출력 신호를 평가하기 위한 평가 유닛을 포함할 수 있다. 차량 검출 시스템은 IPT 패드의 주위에 차량이 있는지를 검출할 수 있다. 예컨대, 차량 검출 시스템은 차량을 검출하기 위한 유도형 센서(예컨대, 코일) 및/또는 용량형 센서를 포함한다.
고정부는 DC 연결 단자 및/또는 AC 연결 단자를 포함할 수 있고, 옵션으로 연결 단자에 전기적으로 결합되는 입력측과 일차 권선 구조에 전기적으로 결합되는 출력측을 포함하는 적어도 하나의 전류 컨버터(예를 들어 AC/AC 또는 DC/AC)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 고정부는 하우징을 포함할 수 있다. 컨버터는 하우징 내에 배열될 수 있다. 특히, 컨버터는 고정부의 하우징의 내부 체적 안에 배열될 수 있다. 고정부의 하우징은 IPT 패드의 더욱 큰 하우징의 일부일 수 있다.
예컨대, IPT 패드는 사유지의 주자장이나 차고 또는 자동차용 공용 주차 구역에 설치될 수 있고, IPT 패드는 연결 단자를 통해 가정 전력망(일반적으로 AC 전력망) 또는 임의의 출력 전압 수준으로 DC 배터리 전압을 제공하는 배터리 팩에 연결될 수 있다. 일반적으로 말하면, IPT 패드는 차량이 IPT 패드 위에 위치될 수 있는 지면에 설치될 수 있다.
특히, IPT 패드는, 3 kW 내지 20 kW 범위에서 전력이 예컨대 픽업으로 또한 지칭될 수 있는 상응하는 수신 장치를 포함하는 차량에 전송될 수 있도록 설계될 수 있다. 연결 단자에서의 입력 전압의 진폭은 230 V일 수 있으며 입력 전류는 16 A의 범위일 수 있다. 이것은 IPT 시스템의 이차측 픽업에 3 kW 내지 7 kW 범위에서 전력을 전송할 수 있게 한다. 대안으로, 예컨대 입력 전압의 진폭은 460 V일 수 있으며 입력 전류는 32 A의 범위일 수 있다. 이것은 픽업에 대략 20 kW의 전력을 전송할 수 있다.
옵션으로, 고정부는 컨버터의 작동을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함한다. 제어 유닛은 고정부의 하우징 내에 배열될 수 있다.
특히, 전력 전송 패드 예컨대 고정부 및/또는 가동부는 일차 권선 구조에 의해 발생되는 자기장 또는 전자기장의 자속(즉, 자기장 형상 배열)을 안내하기 위한 적어도 하나의 가이드 장치를 포함할 수 있다. 특히, 전력 전송 패드는 페라이트 장치를 포함할 수 있고, 페라이트 장치는 예컨대 하나 이상의 페라이트 봉이나 슬래브를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 고정부 및/또는 가동부는 일차 권선 구조의 인덕턴스를 보상하기 위한 보상 유닛을 포함한다. 보상 유닛은 예컨대 일차 권선 구조의 상 라인들에 직렬로 전기 연결될 수 있는 하나 이상의 보상 커패시터를 포함할 수 있다.
더욱이, IPT 패드 또는 IPT 패드에 연결된 장치(예컨대 벽-장착 장치)는 인간-기계-인터페이스(HMI) 및/또는 신호 송수신 장치를 포함할 수 있다. HMI는 예컨대 인버터의 작동을 제어하는 제어 유닛에 입력을 제공할 수 있다. HMI는 IPT 패드의 상황 예컨대 진행중인 충전 과정에 대한 정보를 사용자에게 보여주는 모니터 및/또는 디스플레이를 포함할 수 있다. 또한, IPT 패드는 터치 감응 디스플레이 및/또는 키보드와 같은 입력 장치를 포함할 수 있다. 신호 송수신 수단은 차량과 IPT 패드 간에 신호 및/또는 데이터를 전송하도록 설계될 수 있다.
일차 권선 구조는 자기장 또는 전자기장을 발생시킬 수 있는 임의의 배치구성을 가질 수 있다. 특히, 일차 권선 구조의 권선은 적어도 하나의 코일을 형성 및/또는 사행 경로를 가질 수 있다. 일차 권선 구조는 단상(one-phase) 또는 복상(multi-phase) 구조일 수 있다.
바람직하게는, 고정부 및/또는 가동부는 금속 차폐와 같은 차폐 요소를 포함한다. 차폐 요소는 일차 권선 구조에 의해 발생한 자기장으로부터 IPT 패드의 외부 구역을 차폐한다. 예컨대, 가동부 및/또는 고정부의 베이스 플레이트는 제1 방향에 대해 수직인 양 방향으로 연장하는 금속판을 포함할 수 있다.
특정 실시예에 따르면, 제1 방향이 수직 방향인 경우에 결합 장치는 시저 기어, 특히 시저 리프트를 포함한다. 가동부는 시저 기어의 일측에 그리고 고정부(특히 베이스 플레이트)는 타측에 기계적으로 연결될 수 있다. 이에 의해, 시저 기어는 제1 방향으로 가동부를 이동시킨다.
더 일반적으로 말하면, 액추에이터는 작동 장치에 의해 작동되는 경우 제1 방향으로 가동부를 이동시키기 위한 레버 메커니즘을 포함할 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 작동 장치는 피스톤/실리더 유닛(유압 또는 공압), 리니어 모터 및/또는 웜 드라이브에 결합된 전기 모터를 포함할 수 있다.
옵션으로, 가동부는 제1 방향 이외에 적어도 하나의 측방향으로 이동가능한 것일 수 있다. 측방향은 제1 방향에 대해 횡단하는(특히 수직인) 방향이다. 제1 방향 및 측방향은 가동부의 상부 표면에 대해 평행한 평면을 형성할 수 있다. 특히, 가동부는 운동의 성분이 제1 방향으로 연장하는 동시에 운동의 성분이 측방향으로 연장하도록 이동가능한 것일 수 있다.
특히, IPT 패드는 액추에이터의 적어도 일부를 보호하기 위한 보호 벨로우즈를 포함할 수 있다. 특히, 액추에이터의 적어도 일부 바람직하게는 모든 요소가 보호 벨로우즈의 내부 체적 안에 배열될 수 있다. 그러므로, 이물질이 내부 체적 안으로 들어가는 것이 차단되고 패드 가까이 있는 사람이 액추에이터와 간섭에 의해 다치는 것을 방지한다. 가동부, 특히 일차 권선 구조의 하우징이 보호 벨로우즈의 커버를 형성할 수 있고, 이 경우에는 그 내부 체적을 한정할 수 있다. 고정부, 특히 베이스 플레이트가 보호 벨로우즈의 커버를 형성할 수 있고, 이 경우에는 가동부에 의해 형성된 커버의 반대쪽에서 그 내부 체적을 한정한다. 벨로우즈는 내부 체적의 네 개의 측면을 따라 둘러싸서 내부 체적을 한정한다.
대안으로 또는 추가로, 가동부는 회전 가능하다. 특히, 가동부는 제1 방향 및/또는 제1 방향에 수직으로 연장하는 측방향으로 축선에 대해 회전될 수 있다. 그러므로, 이차 권선 구조에 대한 일차 권선 구조의 배향이 조정될 수 있고 전력 전송은 향상될 수 있다.
또한, 본 발명은 유도 전력 전송 시스템, 특히 차량에 유도 에너지를 전송하기 위한 유도 전력 전송 시스템(IPT 시스템)에 관한 것이다. IPT 시스템은 명세서에 설명된 실시예들 중 하나에 따른 IPT 패드를 포함한다. 또한, IPT 시스템은 IPT 패드의 일차 권선 구조에 의해 발생한 자기장 또는 전자기장을 수신하는 적어도 하나의 수신 장치(픽업)을 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 시스템을 작동하는 방법을 포함한다.
도 1은 유도 전력 전송 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 2는 수축 상태에서의 유도 전력 전송 패드의 사시도이다.
도 3은 확장 상태에서의 도 2에 도시된 유도 전력 전송 패드의 사시도이다.
도 4는 확장 상태에서의 다른 유도 전력 전송 패드의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 유도 전력 전송 패드의 다른 사시도이다.
도 6은 또 다른 유도 전력 전송 패드의 사시도이다.
도 7은 잭 형태의 리프팅 장치의 사시도이다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명의 예들이 설명될 것이다.
도 1은 고정부(2) 및 가동부(3)를 구비한 유도 전력 전송 패드(1)[IPT 패드(1)]를 포함하는 유도 전력 전송 시스템의 개략적인 측면도를 도시한다. 실선은 수축 상태에서의 가동부(3)를 가리키며 점선은 차량(43)의 밑면에 장착된 수신 장치(11)에 가까이 있는 확장 상태에서의 가동부(3)를 가리킨다. 전력 전송 패드(1)는 차량(43)을 위한 주행 표면일 수 있는 지면(7)에 놓여 있다. 도시된 실시예에서, 가동부(3)는 수직 방향으로 가동부(3)를 승강하기 위한 액추에이터(44)가 부착되는 플레이트 부재(4)로 구성된다.
플레이트 부재(4) 내에, 일차 권선 구조(6)가 배열된다. 옵션으로, 이물질 및/또는 차량 검출 시스템(도시 생략)의 적어도 일부가 플레이트 부재(4) 내에 배열될 수 있다.
고정부(2)는 하우징(10)을 포함하며, 하우징은 고정부(2)의 둘레방향 요소(45)와 함께 둘레방향 에지를 형성한다. 예시 목적을 위해, 도 1의 도면에서 주변 요소는 부분적으로 제외되어 있다. 둘레방향 에지에 의해 리세스(9)가 형성되며, 여기에서 가동부(3)는 수축 상태에서 리세스(9) 내에 적어도 일부가 배치된다. 액추에이터(44)는 가동부(3)와 고정부(2)의 베이스 플레이트(49) 사이의 공간에서 리세스(9) 내에 또한 배치된다.
도 1은 일차 권선 구조(4)를 작동시키기 위한 작동 장치(38)를 또한 도시하는데, 이에 의해 자기장 또는 전자기장을 발생시킨다. 작동 장치(38)는, 작동 장치(38)로부터 하우징(10)의 외부 쉘을 통하여 냉각 장치(31)까지 연장하는 열 전도성 재료(39)를 통해 리세스(9)에서 냉각 장치(31)와 열적 결합한다. 이것은 가동부(3)의 확장 상태에서 작동 장치(38)로부터 냉각 장치(31)를 통해 주위 환경으로 열 전달을 향상시킨다. 냉각 장치(31)는 표면을 증가시켜 외부 환경으로 열 전달을 증가시키기 위하여 리브(32)를 포함하는 히트 싱크를 구비한다.
벽(도시 생략)에 장착될 수 있는 제어 장치(12)가 케이블(47)을 통행 하우징(10) 내의 전기 및/또는 전자 장치에 연결된다.
도 2는 수축 상태에서 가동부(3)의 플레이트 부재(4)가 리세스(9)에 수용되어 있는, 도 1의 IPT 패드(1)와 같은 유도 전력 전송 패드의 사시도를 도시한다. 고정부(2)는 도 1에 도시된 작동 장치(38)와 같은 요소들을 수용하기 위한 하우징(10)을 구비한다. 하우징(10)과 함께 리세스(9)를 형성하는 다른 주변 요소(45)들은 완전하게 도시되어 있다. 고정부(2)의 하우징(10)의 상부 표면은 가동부(3)의 플레이트 부재(4)의 상부 표면(6)과 동일 평면 내에 배열된다.
케이블[예컨대, 도 1의 케이블(47)]을 연결하기 위한 연결 단자(13)는 하우징(10)의 측면에 배치된다. 이 방식에서, 하우징(10) 내의 전기 및/또는 전자 구성요소(예컨대, DC/AC 인버터의 구성요소)는 도 1에 도시된 제어 장치(12)와 같은 시스템의 외부 요소 또는 유닛에 연결될 수 있다. 하우징(10)은 가동부(3)의 동작을 작동시키는 액추에이터[예컨대 도 1에 개략적으로 도시된 액추에이터(44)]를 제어하기 위한 제어기(도시 생략)를 또한 포함할 수 있다. 또한, 일차 권선 구조(도시 생략)의 인덕턴스를 보상하기 위한 보상 요소(도시 생략)가 하우징(10) 내에 배열될 수 있다.
이 방식에서, 가동부(3)가 확장 상태로 리세스(9)의 밖으로 이동되더라도, 하우징(10)은 고정부(2)의 하우징(10) 내에 배열된 요소(예컨대 작동 장치)를 보호한다.
도 3은 도 2에 도시된 IPT 패드(1)의 사시도를 도시한다. 가동부(3)의 동작을 작동시키기 위한 액추에이터의 작동 장치가 리세스(9) 내에 배열될 수 있다. 플레이트 부재(4)는 그 바닥면에 다른 리세스를 포함할 수 있으며, 이 리세스는 작동 장치가 가동부(3)의 수축 상태에서 리세스에 의해 수용되도록 설계 및 배열된다. 액추에이터 장치의 결합 수단이 가동부(3), 즉 가동부(3)의 리프팅 메커니즘에 작동 장치를 결합한다. 도 3에 도시된 예에서, 리프팅 메커니즘은 4 개의 동작 가이드(17)(예컨대 가이드 레일)를 포함하며, 동작 가이드(17)는 리세스(9)의 측벽(18)들에 의해서 형성될 수 있다. 동작 가이드는 경사져 있고 위쪽으로 연장한다. 가동부(3)의 적어도 하나의 요소(도시 생략, 예컨대 베어링 요소)가 각 동작 가이드와 결합할 수 있으므로, 리프팅 메커니즘이 작동되는 동안 베어링 요소 및 이에 의한 가동부(3)의 동작이 안내된다. 작동 장치가 가동부(3)에 대해 수평 방향(x)으로 힘을 가하면, 가동부는 동작 가이드를 따라 위쪽으로 이동하고 이에 의해 올려진다. 리프팅 동작은 정지 요소, 예컨대 동작 가이드(예컨대 가이드 레일) 단부에 의해서 제한될 수 있다. 측벽(18)의 하부 섹션에는 액체를 내부로부터 주변 환경으로 배출할 수 있는 관통공(35)들이 있다.
도 4는 IPT 패드의 다른 실시예의 사시도를 도시한다. 다른 도면들에 사용된 것과 동일하거나 기능적으로 동일한 부분 및 요소에 대해서는 동일한 도면 부호가 사용된다. 가동부(3)는 상부 표면(6)을 구비한 플레이트 부재(4)를 포함한다. 가동부는 시저 리프트(19)로 설계된 리프팅 메커니즘에 연결된다[일부 부분, 즉 벨로우즈(5)의 좌측 부분, 왼쪽 측벽 및 전방 측벽의 상부 절반이 생략되어 있는 도 5의 확대도를 또한 참조]. 리프팅 메커니즘은 보호 벨로우즈(5) 내에 배열된다. 도 4에, 가동부(3)의 확장 상태가 도시되어 있다.
도 4 및 도 5에서, 리브를 구비한 히트 싱크 형태인 냉각 장치(31a, 31b)가 하우징(10) 옆에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 작동 장치(38a, 38b)는 하우징(10) 내에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 작동 장치(38b) 중의 적어도 하나는 도 1에 개략적으로 도시된 열 전도성 재료를 통해 이웃하는 냉각 장치(31a)에 연결된다.
도 5는 도 4에 도시된 전력 전송 패드(1)의 다른 사시도를 도시한다. 특히, 리프팅 메커니즘의 일부를 제공하는 시저 리프트(19)가 도시되어 있다. 시저 리프트(19)는 IPT 패드(1)의 리세스(9) 내에 배열된 작동 장치(14)에 의해 작동된다. 전력 케이블(20)은 플레이트 부재(4)에 통합된 일차 권선 구조(도시 생략)를 작동 장치(38), 특히 인버터의 AC 측과 연결한다. 시저 리프트(19)에 의해, 가동부(3)는 수직 방향(z)으로 승강될 수 있다.
도 5 우측의 측벽(18)의 하부에, 리세스(9)의 바닥으로부터 패드의 밖으로 액체를 배출할 수 있는 다수의 배출공(35) 중의 하나가 있다.
일반적으로, IPT 패드의 고정부의 배출공들은 사용자 또는 엔지니어가 물 또는 다른 액체를 사용하여 패드를 청소하는 것을 가능하게 한다. 바람직하게는, 액체-민감성의 모든 구성요소들은 예컨대 가동부 또는 고정부의 하우징에 의해 밀폐된다.
하우징(10)의 에지에 개략적으로 도시된 바와 같이, IPT 패드(1)는 IPT 패드(1)를 가열하기 위한 가열기(36)를 포함한다. 가열기는 가동부(수축 상태에서)의 플레이트 부재(4)에 간극을 한정하는 하우징의 표면을 따라 연장한다. 동일한 가열기 또는 추가적인 가열기가 고정부의 측벽(18)과 플레이트 부재(4) 사이에 간극을 따라 연장할 수 있다. 대안으로, 일차 권선 구조(6)가 고정부와 가동부 사이에서 얼음을 녹이기 위한 가열기로서 사용될 수 있다.
도 6은 IPT 패드의 다른 실시예의 사시도를 도시한다. 일차 권선 구조를 포함하는 플레이트 부재(도 1 내지 도 5에 도시된 플레이트 부재와 유사함)는 예시 목적을 위해 생략되어 있다. 도 6에서, 가동부(3)는 에어 리프트(21)를 포함하는데, 여기에서 병진 스테이지(22)는 에어 리프트(21)의 상단부에 배열된다. 병진 스테이지(22)는 측방향(x, y)으로 병진 이동이 실행될 수 있도록 설계 및 배열되고, 측방향(x)과 측방향(y)에 의해 구획되는 평면은 플레이트 부재(4)의 상부 표면(6)과 평행이다. 플레이트 부재(6)는 병진 스테이지(22)에 기계적으로 연결된다. 에어 리프트(21)는 도 4에 도시된 것과 동일한 방식으로 보호 벨로우즈(5)를 포함한다.
에어 리프트(21) 대신에, 수직 방향(z)으로 가동부(3)를 이동시키기 위하여 시저 리프트(19)(도 5 참조)가 사용될 수 있다.
도면에 도시된 IPT 패드는 가동부(3)의 제어되지 않은 동작, 특히 원치않는 하강을 회피하기 위한 안전 메커니즘을 또한 포함할 수 있다. 안전 메커니즘은 예컨대 가동부(3), 특히 플레이트 부재(4)와 고정부(2), 특히 베이스 플레이트(49) 사이에 배열되는 스프링 요소 및/또는 감쇠 요소를 포함할 수 있다. 예컨대, 액추에이터의 전력 공급이 고장 나면, 가동부는 제어된 방식으로 하강될 수 있다.
옵션으로, IPT 패드는 가동부(3), 특히 플레이트 부재(4)에 작용하는 힘을 감지하기 위한 힘 센서를 포함한다. 특히, 감지된 힘이 기설정된 문턱값을 초과하면, 가동부(3)의 이동이 정지될 수 있다. 이것은 승강 중에 가동부(3) 위 또는 아래에 물체 혹은 팔다리가 끼이는 경향을 감소시킨다. 힘 센서에 추가로 또는 대안으로, 가동부(3)의 동작 범위 내에서 물체를 검출하기 위하여 다른 물체 검출 수단이 사용될 수 있다.
도 7은 도 5에 도시된 실시예의 부분적인 사시도를 도시한다. 그러나, 도에서 완전히 제외되었던 측벽의 일부, 즉 하우징(10)에 속하는 부분이 도 7에 도시되어 있다. 또한, 벨로우즈(5)는 도면에 도시된 두 개의 측면 사이의 코너에서의 코너 섹션을 제외하고 거의 완전하게 도시되어 있다. 도시 생략된 코너 섹션은 시저 리프트가 배치되는 벨로우즈(5)의 내부 체적에 대한 이해를 제시한다.
벨로우즈(5)는 플레이트 부재(4)의 밑면에 배치되는 그 상부에 공기 유입공(52)을 포함한다. 공기 유입공(52)은 수평(측면) 방향으로 벨로우즈(5)를 초과하여 돌출하는 플레이트 부재(4)의 돌출부 아래에 배치된다. 가동부가 올려질 때, 벨로우즈(5) 안의 내부 체적은 확장(팽창)되고 공기가 공기 유입공(52)을 통해 내부 체적 안으로 흡입된다.
또한, 벨로우즈(5)는 그 바닥 단부에 배치된 공기 배출공(51)을 포함한다. 가동부가 하강될 때, 벨로우즈(5) 안의 내부 체적은 수축되고 공기는 공기 배출공(51)을 통해 내부 체적의 밖으로 분출한다. 도 7에 도시된 두 개의 공기 배출공(51)은 가까이 배치되고 냉각 장치(31a)를 향하여 배향된다. 그러므로, 공기는 냉각 장치(31a) 쪽으로 배출되며 공기가 이물질을 청소한다.
또한 도 7은 드레인 구멍 배열의 특별한 실시예를 도시한다. 드레인 구멍(35)은 하우징(10)의 측벽에 배치된다. 바람직하게는, 도시된 드레인 구멍(35)을 리세스(9)의 내부와 연결하는 리세스(9)에서의 수로가 있다. 이 방식에서, 드레인 능력은 증가된다. 추가적인 드레인 구멍이 리세스(9)의 측벽에 배치될 수 있다.

Claims (34)

  1. 고정부(2)와 가동부(3)를 포함하는 유도 전력 전송 패드(1), 특히 차량(43)에 유도 전력 전송하기 위한 전송 패드의 시스템(1, 11, 12)으로서, 가동부(3)는 일차 권선 구조(6)의 권선을 통해 전류가 흐르는 동안 자기장 또는 전자기장을 발생시키기 위한 일차 권선 구조(6)를 포함하고, 유도 전력 전송 패드(1)는 가동부(3)의 동작을 작동하기 위한 적어도 하나의 액추에이터(14; 44)를 포함하며, 가동부(3)는 수축 상태와 확장 상태 사이에서 이동하도록 적어도 하나의 액추에이터(14; 44)에 의해 적어도 제1 방향으로 이동가능하며,
    - 고정부(2)는, 일차 권선 구조(6)가 자기장 또는 전자기장을 발생시키도록 일차 권선 구조(6)를 작동하도록 형성된 전기 및/또는 전자 장치인 작동 장치(38)들을 포함하고, 상기 작동 장치(38)들은 일차 권선 구조(6)와 전기적으로 연결되고 작동 중에 열을 발생시키며,
    - 고정부(2)는, 작동 장치(38)들에 열적 결합되고 유도 전력 전송 패드(1)의 외부 환경으로 열을 전달하도록 형성된 냉각 장치(31)를 포함하며,
    - 냉각 장치(31)는 수축 상태에서 가동부(3)에 의해 덮여지며 가동부(3)가 확장 상태로 이동될 때 가동부(3)는 냉각 장치(31)를 노출하는, 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  2. 제1항에 있어서,
    냉각 장치(31)는 히트 싱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  3. 제2항에 있어서,
    히트 싱크는 리브(32) 및/또는 핀을 포함하며, 이에 의해 히트 싱크는 동일한 체적의 장치에 비해 증가된 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  4. 선행항들 중 한 항에 있어서,
    작동 장치(38)들 중의 적어도 하나는 하우징(10)에 배치되고, 하우징(10)의 외부 쉘은 제1 재료로 만들어지고, 냉각 장치(31)는 하우징(10)의 외부에 배치되고, 적어도 하나의 작동 장치는 하우징(10)의 외부 쉘을 통하여 연장하는 열 전도성 재료(39)를 통해 냉각 장치와 열적 결합되며, 열전도성 재료(39)는 제1 재료보다 높은 열 전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  5. 선행항들 중 한 항에 있어서,
    냉각 장치(31)는 가동부(3)가 확장 상태로 이동될 수 있는 제1 방향에 대해 횡단하는 방향으로 적어도 하나의 작동 장치의 옆에 배치되는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  6. 선행항들 중 한 항에 있어서,
    가동부(3)는 적어도 제1 방향에서 냉각 장치(31)를 덮는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  7. 고정부(2)와 가동부(3)를 포함하는 유도 전력 전송 패드(1), 특히 차량(43)에 유도 전력 전송하기 위한 전송 패드의 시스템(1, 11, 12)으로서, 가동부(3)는 일차 권선 구조(6)의 권선을 통해 전류가 흐르는 동안 자기장 또는 전자기장을 발생시키기 위한 일차 권선 구조(6)를 포함하고, 유도 전력 전송 패드(1)는 가동부(3)의 동작을 작동하기 위한 적어도 하나의 액추에이터(14; 44)를 포함하며, 가동부(3)는 수축 상태와 확장 상태 사이에서 이동하도록 적어도 하나의 액추에이터(14; 44)에 의해 적어도 제1 방향으로 이동가능하며,
    유도 전력 전송 패드(1)는, 유도 전력 전송 패드(1)에 통합되며 고정부(2)와 가동부(3) 사이의 공간으로부터 이물질을 제거하도록 형성된 청소 장치(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  8. 선행항에 있어서,
    청소 장치(5)는, 가동부(3)가 확장 상태로부터 수축 상태로 이동하는 동안 고정부(2)와 가동부(3) 사이의 공간으로부터 이물질을 제거하도록 자동으로 작동되는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  9. 선행항에 있어서,
    청소 장치(5)는 고정부(2)와 가동부(3) 사이의 공간의 적어도 일부에 공기 분출류를 향하게 하도록 형성된 적어도 하나의 공기 배출구를 구비한 팽창 가능한 공기 체적을 갖는 벨로우즈를 포함하며, 팽창 가능한 공기 체적은 가동부(3)가 수축 상태로부터 확장 상태로 이동하는 동안 팽창되고, 가동부(3)가 확장 상태로부터 수축 상태로 이동하는 동안 수축되는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  10. 선행항에 있어서,
    팽창 가능한 공기 체적은 가동부(3)와 고정부(2) 사이의 구역을 충전하는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  11. 선행항에 있어서,
    팽창 가능한 공기 체적은 고정부(2)보다 가동부(3)에 더 가까이 위치되는 공기 유입구를 구비하는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  12. 제8항 내지 제11항 중 한 항에 있어서,
    청소 장치는, 가동부(3) 또는 액추에이터(14; 4)에 부착되고 고정부(2) 및/또는 액추에이터(14; 44)의 표면으로부터 이물질을 쓸어내도록 배열된 청소 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  13. 제7항 내지 제12항 중 한 항에 있어서,
    고정부(2)와 가동부(3) 사이의 공간에 냉각 장치(31)를 포함하며, 청소 장치(5)는 냉각 장치(31)로부터 이물질을 제거하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  14. 고정부(2)와 가동부(3)를 포함하는 유도 전력 전송 패드(1), 특히 차량(43)에 유도 전력 전송하기 위한 전송 패드의 시스템(1, 11, 12)으로서, 가동부(3)는 일차 권선 구조(6)의 권선을 통해 전류가 흐르는 동안 자기장 또는 전자기장을 발생시키기 위한 일차 권선 구조(6)를 포함하고, 유도 전력 전송 패드(1)는 가동부(3)의 동작을 작동하기 위한 적어도 하나의 액추에이터(14; 44)를 포함하며, 가동부(3)는 수축 상태와 확장 상태 사이에서 이동하도록 적어도 하나의 액추에이터(14; 44)에 의해 적어도 제1 방향으로 이동가능하며,
    유도 전력 전송 패드(1)가 상기 유도 전력 전송 패드(1)를 가열하기 위한 가열기(36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  15. 선행항에 있어서,
    가열기는, 일차 권선 구조(1)가 자기장 또는 전자기장을 발생시키도록 일차 권선 구조(6)를 작동하도록 형성된 전기 및/또는 전자 장치인 작동 장치(38)들 이외의 추가적인 가열기인 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  16. 선행하는 두 청구항들 중 한 항에 있어서,
    유도 전력 전송 패드는, 가동부(3)가 수축 상태에 있으며 일차 권선 구조(6)가 작동되지 않는 동안 가열기를 작동하도록 형성된 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  17. 선행하는 세 청구항들 중 한 항에 있어서,
    고정부(2)는 수축 상태에서 가동부(3)에 의해 점유되는 체적을 한정하고, 고정부(2)가 그 하부에서 체적을 제한하는 경계부를 포함하며, 상기 경계부는 상기 체적으로부터 유도 전력 전송 패드(1)의 주위 환경으로 액체를 배출하도록 형성된 적어도 하나의 개구(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드.
  18. 고정부(2)와 가동부(3)를 포함하는 유도 전력 전송 패드(1), 특히 차량(43)에 유도 전력 전송하기 위한 전송 패드의 시스템(1, 11, 12)을 작동하는 방법으로서, 가동부(3)는 일차 권선 구조(6)의 권선을 통해 전류를 전도시킴으로써 자기장 또는 전자기장을 발생하도록 작동되는 일차 권선 구조(6)를 포함하고, 가동부(3)가 적어도 제1 방향으로 이동되고 가동부(3)가 수축 상태와 확장 상태 사이에서 이동하도록 유도 전력 전송 패드(1)의 액추에이터(14; 44)는 가동부(3)의 동작을 작동하며,
    - 일차 권선 구조에 전기적으로 연결되는 고정부(2)의 작동 장치(38)들은, 일차 권선 구조(6)가 자기장 또는 전자기장을 발생시키며 작동 중에 열을 발생시키도록 일차 권선 구조(6)를 작동하고,
    - 작동 장치(38)들에 열적 결합되는 고정부(2)의 냉각 장치(31)는, 유도 전력 전송 패드(1)의 외부 환경으로 열을 전달하기 위해 사용되며,
    - 냉각 장치(31)는 수축 상태에서 가동부(3)에 의해 덮여지며 가동부(3)가 확장 상태로 이동될 때 가동부(3)는 냉각 장치(31)를 노출하는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    히트 싱크가 냉각 장치(31)로서 사용되는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    열은, 히트 싱크로부터 리브(32) 및/또는 핀을 포함하며 이에 의해 동일한 체적의 장치에 비해 증가된 표면을 갖는 히트 싱크의 표면을 통해 외부 환경으로 전달되는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  21. 제17항 내지 제20항 중 한 항에 있어서,
    작동 장치(38)들 중의 적어도 하나는 하우징(10)에 배치되고, 하우징(10)의 외부 쉘은 제1 재료로 만들어지고, 냉각 장치(31)는 하우징(10)의 외부에 배치되고, 적어도 하나의 작동 장치(38)로부터 열은 하우징(10)의 외부 쉘을 통하여 연장하는 열 전도성 재료를 통해 냉각 장치(31)로 전도되며, 열전도성 재료는 제1 재료보다 높은 열 전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  22. 제17항 내지 제21항 중 한 항에 있어서,
    냉각 장치(31)는 가동부(3)가 확장 상태로 이동될 수 있는 제1 방향에 대해 횡단하는 방향으로 적어도 하나의 작동 장치(38)의 옆에 배치되는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  23. 제17항 내지 제22항 중 한 항에 있어서,
    냉각 장치(31)는 수축 상태에서 적어도 제1 방향으로 가동부(3)에 의해 덮여지는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  24. 고정부(2)와 가동부(3)를 포함하는 유도 전력 전송 패드(1), 특히 차량(43)에 유도 전력 전송하기 위한 전송 패드의 시스템(1, 11, 12)을 작동하는 방법으로서, 가동부(3)는 일차 권선 구조(6)의 권선을 통해 전류를 전도시킴으로써 자기장 또는 전자기장을 발생하도록 작동되는 일차 권선 구조(6)를 포함하고, 가동부(3)가 적어도 제1 방향으로 이동되고 가동부(3)가 수축 상태와 확장 상태 사이에서 이동하도록 유도 전력 전송 패드(1)의 액추에이터(14; 44)는 가동부(3)의 동작을 작동하며,
    유도 전력 전송 패드(1)에 통합된 청소 장치(5)가 고정부(2)와 가동부(3) 사이의 공간으로부터 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  25. 선행항에 있어서,
    청소 장치(5)는, 가동부(3)가 확장 상태로부터 수축 상태로 이동하는 동안 고정부(2)와 가동부(3) 사이의 공간으로부터 이물질을 제거하도록 자동으로 작동되는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  26. 선행항에 있어서,
    청소 장치(5)는 고정부(2)와 가동부(3) 사이의 공간의 적어도 일부에 공기 분출류를 향하게 하도록 형성된 적어도 하나의 공기 배출구를 구비한 팽창 가능한 공기 체적을 갖는 벨로우즈를 사용하며, 팽창 가능한 공기 체적은 가동부(3)가 수축 상태로부터 확장 상태로 이동하는 동안 팽창되고, 가동부(3)가 확장 상태로부터 수축 상태로 이동하는 동안 수축되는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  27. 선행항에 있어서,
    팽창 가능한 공기 체적은 가동부(3)와 고정부(2) 사이의 구역을 충전하는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  28. 선행항에 있어서,
    공기는 고정부(2)보다 가동부(3)에 더 가까이 위치되는 공기 유입구를 통해 팽창 가능한 공기 체적 내로 흡입되는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  29. 제25항 내지 제28항 중 한 항에 있어서,
    청소 장치는, 고정부(2) 및/또는 액추에이터(14; 44)의 표면으로부터 이물질을 쓸어내기 위하여 가동부(3) 또는 액추에이터(14; 4)에 부착된 청소 요소를 사용하는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  30. 제24항 내지 제29항 중 한 항에 있어서,
    청소 장치(5)는, 고정부(2)와 가동부(3) 사이의 공간에서 냉각 장치(31)로부터 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  31. 고정부(2)와 가동부(3)를 포함하는 유도 전력 전송 패드(1), 특히 차량(43)에 유도 전력 전송하기 위한 전송 패드의 시스템(1, 11, 12)을 작동하는 방법으로서, 가동부(3)는 일차 권선 구조(6)의 권선을 통해 전류를 전도시킴으로써 자기장 또는 전자기장을 발생하도록 작동되는 일차 권선 구조(6)를 포함하고, 가동부(3)가 적어도 제1 방향으로 이동되고 가동부(3)가 수축 상태와 확장 상태 사이에서 이동하도록 유도 전력 전송 패드(1)의 액추에이터(14; 44)는 가동부(3)의 동작을 작동하며,
    가열기(36)가 유도 전력 전송 패드(1)를 가열하는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  32. 선행항에 있어서,
    가열기는, 일차 권선 구조(1)가 자기장 또는 전자기장을 발생시키도록 일차 권선 구조(6)를 작동하도록 형성된 전기 및/또는 전자 장치인 작동 장치(38)들 이외의 추가적인 가열기인 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  33. 선행하는 두 청구항들 중 한 항에 있어서,
    가열기는, 가동부(3)가 수축 상태에 있으며 일차 권선 구조(6)가 작동되지 않는 동안 작동되는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
  34. 선행하는 세 청구항들 중 한 항에 있어서,
    고정부(2)는 수축 상태에서 가동부(3)에 의해 점유되는 체적을 한정하고, 하부에서 체적을 제한하는 경계부의 적어도 하나의 개구(35)를 통해서 액체가 상기 체적으로부터 유도 전력 전송 패드(1)의 주위 환경으로 배출되는 것을 특징으로 하는 유도 전력 전송 패드 작동 방법.
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