KR20170035920A - 위치 검출을 갖는 동적 전기 차량 충전을 위한 디바이스들, 시스템들, 및 방법 - Google Patents

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베른바르트 딤케
시몬 그라바르
니콜라스 에톨 킬링
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퀄컴 인코포레이티드
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Abstract

전기 차량을 무선으로 충전하는 시스템들, 방법들, 및 장치들이 기술된다. 하나의 양태에서, 전기 차량 (605) 을 무선으로 충전하는 방법이 개시된다. 방법은 적어도 하나의 코일을 포함하는 적어도 하나의 충전 회로 (615a-615d) 에 의해 전기 차량을 충전하기 위해 충분한 전력 레벨에서 무선 필드를 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 적어도 하나의 충전 회로에의 전기 차량의 도착 (610, 730) 을 검출하는 단계를 더 포함하고, 전기 차량의 도착의 검출은 적어도 하나의 코일을 통해 흐르는 전류의 레벨에 기초하여 결정된다. 방법은 적어도 하나의 충전 회로에의 전기 차량의 도착의 검출 시에 근접성 신호를 생성하는 단계를 더 포함한다.

Description

위치 검출을 갖는 동적 전기 차량 충전을 위한 디바이스들, 시스템들, 및 방법{DEVICES, SYSTEMS, AND METHOD FOR DYNAMIC ELECTRIC VEHICLE CHARGING WITH POSITION DETECTION}
본 출원은 일반적으로 전기 차량들과 같은 충전가능 디바이스들의 무선 전력 충전에 관한 것이다.
배터리와 같은 에너지 저장 디바이스로부터 수신된 전기로부터 도출된 운동 전력을 포함하는 충전가능 시스템들, 예컨대 차량들이 도입되었다. 예를 들어, 하이브리드 전기 차량들은 차량들을 충전하기 위해 차량 브레이킹 및 전통적 모터들로부터의 전력을 이용하는 온-보드 충전기들을 포함한다. 오로지 전기식인 차량들은 다른 소스들로부터 배터리들을 충전하기 위해 전기를 일반적으로 수신한다. 배터리 전기 차량들은 종종 일부 타입의 유선 교류 (alternating current; AC), 예컨대 가정용 또는 상업용 AC 공급 소스들을 통해 충전되도록 제안된다. 유선 충전 연결들은 파워 서플라이에 물리적으로 연결되는 케이블들 또는 다른 유사한 커넥터들을 요구한다. 케이블들 및 유사한 커넥터들은 때때로 불편하거나 또는 다루기 힘들고 다른 결점들을 가질 수도 있다. 유선 충전 솔루션들의 결점들 중 일부를 극복하기 위해 전기 차량을 충전하는데 이용되도록 자유 공간에서 (예를 들어, 무선 필드 (wireless field) 를 통해) 전력을 전송할 수 있는 무선 충전 시스템들을 제공하는 것이 바람직하다.
첨부된 청구범위의 범위 내의 시스템들, 방법들 및 디바이스들 중 여러 구현들 각각은 수개의 양태들을 가지며, 이들 양태들 중 하나의 양태가 단독으로 본 명세서에 기술된 의 바람직한 속성들을 책임지고 있는 것은 아니다. 첨부된 청구범위의 범위를 제한하는 일 없이, 일부 현저한 특징들이 여기에 기술된다.
본 명세서에 기술된 주제의 하나 이상의 구현들의 상세들이 첨부하는 도면 및 이하의 상세한 설명에서 진술된다. 다른 특징들, 양태들, 및 이점들은 상세한 설명, 도면, 및 청구범위로부터 분명해질 것이다. 다음의 도면들의 상대적인 치수들은 일정한 비율로 그려지지 않을 수도 있다.
여기에 기술된 주제의 하나의 양태는 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치를 기술한다. 장치는 전기 차량을 충전하기 위해 충분한 전력 레벨에서 무선 필드를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 충전 회로를 포함한다. 장치는 그 적어도 하나의 충전 회로에의 전기 차량의 도착을 검출한 때에 근접성 신호를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 근접성 디바이스를 더 포함한다. 그 도착의 검출은 충전 회로의 전기적 특성에서의 변화를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 기초한다. 그 변화는 충전 회로로부터의 전기 차량의 거리에서의 변화에 기초한다. 장치는 적어도 하나의 근접성 디바이스로부터 근접성 신호를 수신하는 것에 응답하여 적어도 하나의 충전 회로의 활성화 또는 활성화 해제를 제어하는 신호를 생성하도록 구성된 프로세서를 더 포함한다.
여기에 기술된 주제의 다른 양태는 전기 차량을 무선으로 충전하는 방법을 기술한다. 방법은 적어도 하나의 충전 회로에 의해 전기 차량을 충전하기 위해 충분한 전력 레벨에서 무선 필드를 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 그 적어도 하나의 충전 회로에의 전기 차량의 도착을 검출하는 단계를 더 포함하고, 전기 차량의 그 도착의 검출은 충전 회로의 전기적 특성에서의 변화를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 기초하며, 그 변화는 충전 회로로부터의 전기 차량의 거리에서의 변화에 기초한다. 방법은 적어도 하나의 충전 회로에의 전기 차량의 도착의 검출에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 충전 회로의 활성화 또는 활성화 해제를 제어하는 신호를 생성하는 단계를 더 포함한다.
여기에 기술된 주제의 다른 양태는 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치를 기술한다. 장치는 전기 차량을 충전하기 위해 충분한 전력 레벨에서 무선 필드를 생성하는 수단을 포함한다. 장치는 무선 필드를 생성하는 수단에의 전기 차량의 도착을 검출하는 수단을 더 포함하고, 전기 차량의 도착의 검출은 무선 필드를 생성하는 수단의 전기적 특성에서의 변화를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 기초하며, 그 변화는 무선 필드를 생성하는 수단으로부터의 전기 차량의 거리에서의 변화에 기초한다. 장치는 무선 필드를 생성하는 수단에의 전기 차량의 도착의 검출에 적어도 부분적으로 기초하여 무선 필드를 생성하는 수단의 활성화 또는 활성화 해제를 제어하는 신호를 생성하는 수단을 더 포함한다.
도 1 은 하나의 예시적인 구현에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 기능적 블록 다이어그램이다.
도 2 는 다른 예시적인 구현에 따른, 무선 전력 전송 시스템의 기능적 블록 다이어그램이다.
도 3 은 예시적인 구현들에 따른, 송신 또는 수신 안테나를 포함하는 도 2 의 송신 회로부 또는 수신 회로부의 일 부분의 개략 다이어그램이다.
도 4 는 충전 베이스 패드들이 좌측 레인에 설치되는, 우측 레인에서 도로를 따라 이동하는 전기 차량의 사시도를 도시한다.
도 5 는 충전 베이스 패드들 위에서 좌측 레인에서 도 4 의 도로를 따라 이동하는 전기 차량의 오버헤드 사시도를 도시한다.
도 6a 는 차량이 충전 베이스 패드 위에서 이동하기 전에 차량을 묘사하는 전기 차량을 충전하는 예시적인 동적 무선 충전 시스템의 다이어그램을 도시한다.
도 6b 는 충전 베이스 패드로부터 무선으로 전력을 수신하는 차량을 묘사하는 전기 차량을 충전하는 예시적인 동적 무선 충전 시스템의 다이어그램을 도시한다.
도 7 은 예시적인 동적 무선 충전 시스템의 기능적 블록 다이어그램을 도시한다.
도 8 및 도 9 는 도 7 의 동적 무선 충전 시스템에 따라 전기 차량을 충전하는 예시적인 방법의 플로우챠트를 도시한다.
도 10 은 2 개의 충전 베이스 패드들상의 전기 차량의 부하들의 그래프를 도시한다.
도 11 은 전기 차량을 무선으로 충전하는 방법의 플로우챠트를 나타낸다.
도 12 는 도 1 에 도시된 바와 같이 채용될 수도 있는 동적 무선 충전 시스템의 기능적 블록 다이어그램이다.
첨부된 도면과 관련하여 아래에 진술된 상세한 설명은 본 발명의 소정의 구현들의 설명으로서 의도되고, 본 발명이 실시될 수도 있는 유일한 구현들을 나타내도록 의도되지 않는다. 본 설명 전체에 걸쳐 사용된 용어 "예시적인" 은 "예, 예시, 또는 설명으로서 작용하는" 을 의미하고, 반드시 다른 예시적인 구현들에 비해 바람직하다거나 이로운 것으로서 해석되지는 않아야 한다. 상세한 설명은 개시된 구현들의 철저한 이해를 제공할 목적으로 특정의 상세들을 포함한다. 일부 예시들에서, 일부 디바이스들은 블록도 형태로 도시된다.
무선 전력 전송은 물리적인 전기 컨덕터들의 이용 없이 송신기로부터 수신기로 전기장들, 자기장들, 전자기장들, 또는 다른 것과 연관된 임의의 형태의 에너지를 전송하는 것을 지칭할 수도 있다 (예를 들어, 전력이 자유 공간을 통해 전송될 수도 있다). 무선 필드 (wireless field) (예를 들어, 자기장 또는 전자기장) 로 출력된 전력은 전력 전송을 달성하기 위해 "수신 안테나" 에 의해 수신되거나, 캡처되거나, 또는 커플링될 수도 있다.
전기 차량은 본 명세서에서 원격 시스템을 설명하기 위해 사용되며, 그 예는, 그의 모션 능력들의 부분으로서, 충전가능 에너지 저장 디바이스 (예를 들어, 하나 이상의 재충전가능 전기화학 전지들 또는 다른 타입의 배터리) 로부터 도출된 전력을 포함하는 차량이다. 제한이 아닌 예들로서, 일부 전기 차량은, 전기 모터들 이외에, 직접적인 운동을 위해 또는 차량의 배터리를 충전하기 위해 전통적인 연소 엔진을 포함하는 하이브리드 전기 차량들일 수도 있다. 다른 전기 차량들은 전력으로부터 모든 운동 능력을 인출할 수도 있다. 전기 차량은 자동차로 제한되지 않고 모터사이클들, 카트들, 스쿠터들 등을 포함할 수도 있다. 제한이 아닌 예로서, 원격 시스템은 본 명세서에서 전기 차량 (electric vehicle; EV) 의 형태로 설명된다. 더욱이, 충전가능 에너지 저장 디바이스를 이용하여 적어도 부분적으로 전력공급될 수도 있는 다른 원격 시스템들이 또한 고려된다 (예를 들어, 개인용 컴퓨팅 디바이스들과 같은 전자 디바이스들 등).
도 1 은 하나의 예시적인 구현에 따른, 무선 전력 전송 시스템 (100) 의 기능적 블록 다이어그램이다. 에너지 전송을 수행하기 위한 무선 (예를 들어, 자기 또는 전자기) 필드 (105) 를 생성하기 위해, 전력 소스 (이 도면에 도시되지 않음) 로부터 송신기 (104) 로 입력 전력 (102) 이 제공될 수도 있다. 수신기 (108) 는 무선 필드 (105) 에 커플링되고, 출력 전력 (110) 에 커플링된 디바이스 (이 도면에 도시되지 않음) 에 의한 저장 또는 소비를 위한 출력 전력 (110) 을 생성할 수도 있다. 송신기 (104) 및 수신기 (108) 양쪽은 거리 (112) 만큼 분리된다.
하나의 예시적인 구현에서, 송신기 (104) 및 수신기 (108) 는 상호 공진 관계에 따라 구성된다. 수신기 (108) 의 공진 주파수와 송신기 (104) 의 공진 주파수가 실질적으로 동일하거나 또는 매우 가까울 때, 송신기 (108) 와 수신기 (104) 사이의 송신 손실들은 최소이다. 이와 같이, 무선 전력 전송은, 매우 가까운 (예를 들어, 때때로 몇 밀리미터 내에 있는) 대형 안테나 코일들을 요구할 수도 있는 순수하게 유도성인 솔루션들과는 대조적으로 더 큰 거리에 걸쳐 제공될 수도 있다. 따라서, 공진 유도성 커플링 기법들은 다양한 거리들에 걸쳐 그리고 다양한 유도성 코일 구성들로 개선된 효율 및 전력 전송을 가능하게 할 수도 있다.
수신기 (108) 는 수신기 (108) 가 송신기 (104) 에 의해 생성된 무선 필드 (105) 에 위치될 때 전력을 수신할 수도 있다. 무선 필드 (105) 는 송신기 (104) 에 의해 출력된 에너지가 수신기 (108) 에 의해 캡처될 수도 있는 구역에 대응한다. 무선 필드 (105) 는 아래에 추가로 설명되는 바와 같이 송신기 (104) 의 "근거리장 (near-field)" 에 대응할 수도 있다. 송신기 (104) 는 수신기 (108) 에 에너지를 송신하기 위한 송신 안테나 또는 코일 (114) 을 포함할 수도 있다. 수신기 (108) 는 송신기 (104) 로부터 송신된 에너지를 수신 또는 캡처하기 위한 수신 안테나 또는 코일 (118) 을 포함할 수도 있다. 근거리장은, 전력을 송신 코일 (114) 로부터 멀리 최소로 방사하는, 송신 코일 (114) 에서의 전류들 및 전하들로부터 발생되는 강한 리액티브 (reactive) 필드들이 존재하는 구역에 대응할 수도 있다. 근거리장은 송신 코일 (114) 의 대략 하나의 파장 (또는 그 일부) 내에 있는 구역에 대응할 수도 있다.
상술된 바와 같이, 전자기파에서의 에너지의 대부분을 원거리장으로 전파하기보다는, 무선 필드 (105) 에서의 에너지의 많은 부분을 수신 코일 (118) 에 커플링함으로써, 효율적인 에너지 전송이 발생할 수도 있다. 무선 필드 (105) 내에 포지셔닝될 때, 송신 코일 (114) 과 수신 코일 (118) 사이에 "커플링 모드" 가 전개될 수도 있다. 이러한 커플링이 발생할 수도 있는, 송신 안테나 (114) 와 수신 안테나 (118) 주위의 영역은 본 명세서에서 커플링-모드 구역으로서 지칭된다.
도 2 는 다른 예시적인 구현에 따른, 무선 전력 전송 시스템 (200) 의 기능적 블록 다이어그램이다. 시스템 (200) 은 송신기 (204) 및 수신기 (208) 를 포함한다. 송신기 (204) 는 오실레이터 (222), 드라이버 회로 (224), 그리고 필터 및 정합 회로 (226) 를 포함할 수도 있는 송신 회로부 (206) 를 포함할 수도 있다. 오실레이터 (222) 는 주파수 제어 신호 (223) 에 응답하여 조정될 수도 있는 원하는 주파수에서 신호를 생성하도록 구성될 수도 있다. 오실레이터 (222) 는 그 오실레이터 신호를 드라이버 회로 (224) 에 제공할 수도 있다. 드라이버 회로 (224) 는, 예를 들어, 입력 전압 신호 (VD; 225) 에 기초하여 송신 안테나 (214) 의 공진 주파수에서 송신 안테나 (214) 를 구동하도록 구성될 수도 있다. 드라이버 회로 (224) 는 오실레이터 (222) 로부터 구형파를 수신하고 사인파를 출력하도록 구성된 스위칭 증폭기일 수도 있다.
필터 및 정합 회로 (226) 는 고조파들 또는 다른 원하지 않는 주파수들을 필터링하고, 송신기 (204) 의 임피던스를 송신 안테나 (214) 에 정합할 수도 있다. 송신 안테나 (214) 를 구동한 결과로서, 송신 안테나 (214) 는, 예를 들어, 전기 차량 (605) 의 배터리 (236) 를 충전하기에 충분한 레벨로 전력을 무선으로 출력하기 위해 무선 필드 (205) 를 생성할 수도 있다.
수신기 (208) 는 정합 회로 (232) 및 정류기 회로 (234) 를 포함할 수도 있는 수신 회로부 (210) 를 포함할 수도 있다. 정합 회로 (232) 는 수신 회로부 (210) 의 임피던스를 수신 안테나 (218) 에 정합할 수도 있다. 정류기 회로 (234) 는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 배터리 (236) 를 충전하기 위해 교류 (AC) 전력 입력으로부터 직류 (DC) 전력 출력을 생성할 수도 있다. 수신기 (208) 및 송신기 (204) 는 별도의 통신 채널 (219) (예를 들어, 블루투스, 지그비, 셀룰러 등) 상에서 부가적으로 통신할 수도 있다. 수신기 (208) 및 송신기 (204) 는 대안적으로, 무선 필드 (205) 의 특성들을 이용하여 대역내 시그널링을 통해 통신할 수도 있다.
수신기 (208) 는 송신기 (204) 에 의해 송신되고 수신기 (208) 에 의해 수신되는 전력의 양이 배터리 (236) 를 충전하기에 적절한지 여부를 결정하도록 구성될 수도 있다.
도 3 은 예시적인 구현들에 따른, 도 2 의 송신 회로부 (206) 또는 수신 회로부 (210) 의 일 부분의 개략 다이어그램이다. 도 3 에 예시된 바와 같이, 송신 또는 수신 회로부 (350) 는 안테나 (352) 를 포함할 수도 있다. 안테나 (352) 는 또한 "루프" 안테나 (352) 로서 지칭되거나 또는 구성될 수도 있다. 안테나 (352) 는 또한 "자기" 안테나 또는 유도 코일로서 본 명세서에서 지칭되거나 또는 구성될 수도 있다. 용어 "안테나" 는 일반적으로 다른 "안테나" 에 커플링하기 위해 에너지를 무선으로 출력하거나 또는 수신할 수도 있는 컴포넌트를 지칭한다. 안테나는 또한 전력을 무선으로 출력하거나 또는 수신하도록 구성되는 타입의 코일로서 지칭될 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 안테나 (352) 는 전력을 무선으로 출력 및/또는 수신하도록 구성되는 타입의 "전력 전송 컴포넌트" 의 일 예이다.
안테나 (352) 는 페라이트 코어 (이 도면에 도시되지 않음) 와 같은 물리적 코어 또는 에어 코어를 포함할 수도 있다.
명시된 바와 같이, 송신기 (104) (도 2 에서 참조되는 송신기 (204)) 와 수신기 (108) (도 2 에서 참조되는 수신기 (208)) 사이의 에너지의 효율적인 전송은 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 정합된 또는 거의 정합된 공진 동안 발생할 수도 있다. 그러나, 송신기 (104) 와 수신기 (108) 사이의 공진이 정합되지 않을 때에도, 에너지가 전송될 수도 있지만, 효율성이 영향받을 수도 있다. 예를 들어, 공진이 정합되지 않을 때 효율성은 보다 적을 수도 있다. 에너지의 전송은, 송신 코일 (114) 로부터의 에너지를 자유 공간으로 전파하기보다는, 송신 코일 (114) (도 2 에서 참조되는 송신 코일 (214)) 의 무선 필드 (105) (도 2 에서 참조되는 무선 필드 (205)) 로부터의 에너지를 무선 필드 (105) 의 부근에 상주하는 수신 코일 (118) (도 2 에서 참조되는 수신 코일 (218)) 에 커플링함으로써 발생한다.
루프 또는 자기 안테나들의 공진 주파수는 인덕턴스 및 커패시턴스에 기초한다. 인덕턴스는 단순히 안테나 (352) 에 의해 생성된 인덕턴스일 수도 있지만, 커패시턴스는 원하는 공진 주파수에서 공진 구조를 생성하기 위해 안테나의 인덕턴스에 부가될 수도 있다. 제한이 아닌 예로서, 커패시터 (354) 및 커패시터 (356) 가 송신 또는 수신 회로부 (350) 에 부가되어, 공진 주파수에서 신호 (358) 를 선택하는 공진 회로를 생성할 수도 있다. 이에 따라, 보다 큰 직경의 안테나들에 대해, 공진을 유지하는데 필요한 커패시턴스의 사이즈는 루프의 직경 또는 인덕턴스가 증가함에 따라 감소할 수도 있다.
더욱이, 안테나의 직경이 증가함에 따라, 근거리장의 효율적인 에너지 전송 영역이 증가할 수도 있다. 다른 컴포넌트들을 이용하여 형성된 다른 공진 회로들이 또한 가능하다. 다른 제한이 아닌 예로서, 커패시터는 회로부 (350) 의 2 개의 단자들 사이에 병렬로 배치될 수도 있다. 송신 안테나들에 대해, 안테나 (352) 의 공진 주파수에 실질적으로 대응하는 주파수를 갖는 신호 (358) 는 안테나 (352) 로의 입력일 수도 있다.
도 1 에서, 송신기 (104) 는, 송신 코일 (114) 의 공진 주파수에 대응하는 주파수를 갖는 시변 자기 (또는 전자기) 장을 출력할 수도 있다. 수신기 (108) 가 무선 필드 (105) 내에 있을 때, 시변 자기 (또는 전자기) 장은 수신 코일 (118) 에서 전류를 유도할 수도 있다. 상술된 바와 같이, 수신 코일 (118) 이 송신 코일 (114) 의 주파수에서 공진하도록 구성되는 경우, 에너지는 효율적으로 전송될 수도 있다. 수신 코일 (118) 에서 유도된 AC 신호는 로드 (load) 를 충전하거나 또는 전력공급하도록 제공될 수도 있는 DC 신호를 생성하기 위해 상술된 바와 같이 정류될 수도 있다.
일부 무선 차량 충전 시스템들에서, 충전되는 전기 차량은 고정되어, 즉 무선 충전 시스템에 가까이 또는 그 위에 정지되어, 전기 차량이 전하를 전송하기 위해 무선 충전 시스템에 의해 생성되는 무선 필드 내의 존재를 유지하도록 한다. 따라서, 전기 차량이 이러한 무선 충전 시스템에 의해 충전되고 있는 동안, 전기 차량은 수송에 이용되지 않을 수도 있다. 차량이 이동 중인 동안 전력을 전송할 수 있는 동적 무선 충전 시스템들은 고정식 무선 충전 스테이션들의 결점들 중 일부를 극복할 수도 있다.
이동 경로를 따라 선형적으로 배치된 복수의 충전 회로들을 포함하는 동적 무선 충전 시스템을 가진 도로 상에서, 전기 차량은 도로 상에서 이동하는 동안 복수의 충전 회로들 근처에서 이동할 수도 있다. 충전 회로는 무선 전력의 전송을 달성하는 회로 및 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 충전 회로는 충전 베이스 패드 및/또는 충전 코일들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 충전 패드 및/또는 충전 코일들은 전력을 무선으로 전송하기 위한 무선 필드를 생성할 수 있는 하나 이상의 코일들을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 충전 베이스 패드는 무선 전력을 전송하는 무선 필드를 생성하도록 구성되는 장치를 포함할 수도 있으며; 그 장치는 무선 필드를 생성할 수 있는 하나 이상의 유도 코일들 또는 다른 디바이스들을 포함할 수도 있다. 무선으로 전력을 전송하기 위해 무선 필드를 생성할 수 있는 임의의 구조가 여기에 기술된 시스템에서의 충전 베이스 패드로서 기능할 수도 있다. 전기 차량이 그의 범위를 연장시키거나 또는 추후에 충전할 필요를 감소시키기 위해, 이동하는 동안 전기 차량에 전력 공급하도록 그의 배터리들 또는 소스 에너지를 충전하기를 원한다면, 전기 차량은 동적 무선 충전 시스템이 전기 차량의 이동 경로를 따라 충전 베이스 패드들을 활성화시키는 것을 요구할 수도 있다. 이러한 동적 충전은 또한, 전기 차량 (605) 의 전기 운동 시스템 (예를 들어, 하이브리드/전기 차량 (605) 의 2 차 가솔린 엔진) 에 부가적으로 보조 또는 보충 모터 시스템들에 대한 필요성을 감소시키거나 또는 제거하도록 기능할 수도 있다. 이와 같이, 전기 차량의 이동 경로를 따라 충전 베이스 패드들을 효율적으로 및 효과적으로 활성화시키는 동적 무선 충전 시스템들 및 방법들이 필요하다.
도 4 는 600 으로 일반적으로 지칭된 동적 무선 충전 시스템의 충전 베이스 패드들이 좌측 레인에 설치되는, 우측 레인에서 도로 (625) 를 따라 이동하는 전기 차량 (605) 의 사시도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 전기 차량 (605) 은 도로 (625) 를 따라 이동하고 있다. 도면에서 도로 (625) 를 따른 이동의 방향은 페이지의 하부로부터 페이지의 상부로이다. 도 4 는 도로 (625) 에 대해 2 개의 이동 레인들, 즉 좌측 레인 (626) 및 우측 레인 (627) 을 도시한다. 전기 차량 (605) 은 우측 레인 (627) 에서 이동하고 있고, 좌측 레인 (626) 에 있는 충전 베이스 패드 (615a) 의 옆에 있다. 전기 차량 서포트 장비 (Electric Vehicle Support Equipment: EVSE) (620) 는 도로 (625) 로부터 떨어져서 지나가는 전기 차량들 (605) 로 신호를 브로드캐스트하거나 그들로부터 신호를 수신하는 것이 도시되어 있다. 좌측 레인 (626) 은 도로 (625) 의 중앙을 따라 잇달아 (end to end) 선형으로 위치된 복수의 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 을 포함하며, 충전 베이스 패드 (615a) 는 도로 (625) 를 따라 이동하는 차량에 의해 통과될 첫번째 것이고, 충전 베이스 패드 (615d) 는 통과될 마지막 것이다. 좌측 레인 (626) 은 또한 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 중에 위치된 하나 이상의 근접성 디바이스들 (610a-610c) 를 포함한다.
EVSE (620) 는 전기 차량 (605) 이 무슨 레인, 좌측 레인 (626) 또는 우측 레인 (627) 에 있는지에 관계 없이 도로 (625) 상의 지나가는 전기 차량 (605) 으로부터 충전 요청들을 수신하거나 도로 (625) 를 따른 지나가는 전기 차량 (605) 으로 동적 무선 충전 시스템 (600) 의 서비스들을 브로드캐스트할 수도 있다. EVSE (620) 는 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 로부터 충전을 수신하는 것이 허용되는지 (즉, 전기 차량 (605) 충전 회로가 동적 무선 충전 시스템 (600) 의 충전 회로와 양립가능한지, 또는 전기 차량 (605) 이 동적 무선 충전 시스템 (600) 에 의해 제공된 임의의 충전 서비스들에 대해 데빗팅될 승인된 어카운트를 가지는지) 여부를 결정하기 위해 체크할 수도 있다. 이러한 결정은 어카운트 정보, 차량 타입, 충전기 타입, 충전 요건들, 현재의 충전 시스템 동작, 충전 시스템에 대한 차량 속도 및 정렬 등을 포함하는 여러 엘리먼트들의 검증을 수반할 수도 있다. 이들 통신들은 충전 통신을 통해 또는 다른 통신 프로토콜들 및 방법들을 통해 수행될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, EVSE (620) 와의 인증 프로세스는 전기 차량 (605) 의 운전자의 개인용 디바이스들 (예를 들어, 셀 폰) 로 확장될 수도 있다. 전기 차량 (605) 이 충전을 수신하는 것이 허용되기 전에 동적 무선 충전 시스템 (600) 과 전기 차량 (605) 사이에 요구되는 임의의 협상들 또는 핸드셰이킹은 이들 통신들을 통해 발생할 수도 있다. 또한, 전기 차량 (605) 은 EVSE (620) 로 그것의 GPS 위치, 방향 벡터, 및 속도를 통신할 수도 있다. EVSE (620) 는 블루투스, LTE, Wi-Fi, DSRC, 또는 임의의 유사한 통신 방식을 통해 전기 차량 (605) 과 통신할 수도 있다.
전기 차량 (605) 이 충전을 수신하는 것이 허용되는 것으로 결정되는 경우, EVSE (620) 는 전기 차량 (605) 으로 또는 그 안의 오퍼레이터에게 도로 (625) 의 폭을 따른 전기 차량 (605) 의 정렬에 관한 추가적인 통신들 또는 시각적 표시자들 (이 도면에는 도시하지 않음) 을 제공할 수도 있다. 추가적으로, EVSE (620) 는 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 의 로케이션들의 표시자들을 제공할 수도 있다. 추가적인 통신들 또는 시각적 표시자들은 전기 차량 (605) 또는 그것의 오퍼레이터에게 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 이 설치되어 있는 좌측 레인 (626) 으로 전기 차량 (605) 을 어떻게 그리고 어디로 이동시켜야 하는지에 대해 지시할 수도 있다.
또, EVSE (620) 는 충전 베이스 패드 제어기 (630) (이 도면에서 도시하지 않음) 및 근접성 디바이스들 (610a-610c) 을 활성화할 수도 있다. 충전 베이스 패드 제어기 (630) 를 활성화하는 것은 충전 베이스 패드 제어기 (630) 에게 기능을 위해 필요한 전력을 제공하는 것을 포함한다. 다른 실시형태에서, 충전 베이스 패드 제어기 (630) 를 활성화하는 것은 충전 베이스 패드 제어기 (630) 가 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 을 제어하는 것을 가능하게 하는 신호를 제공하는 것을 포함할 수도 있다. 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 EVSE (620) 가 전기 차량 (605) 이 에너지를 저장하기 위해 충전하는 것이 허용된다고 결정하기 전에 활성화 해제되고, 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 이 무선 필드 (635) 를 부적절하게 생성하지 않는 것을 보장할 수도 있다.
근접성 디바이스들 (610a-610c) 을 활성화하는 것은 검출 신호를 제공하는 것으로서 기능하는데 필요한 전력을 근접성 디바이스들 (610a-610c) 에게 제공하는 것을 포함할 수도 있다. 근접성 디바이스 (610a-610c) 는 EVSE (620) 가 전기 차량 (605) 이 에너지를 저장하기 위해 충전하는 것이 허용된다고 결정하기 전에 활성화 해제될 수도 있다. 일 실시형태에서, 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 EVSE (620) 으로 통합될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 별개의 장비일 수도 있다. 일부 다른 실시형태에서, 근접성 디바이스들 (610a-610c) 은 충전 베이스 패드 제어기 (630) 에 의해 활성화될 수도 있다. 또, 일 실시형태는 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 이 설치되어 있는 레인을 떠나고 있는지 여부를 결정하기 위해 통신된 정보를 사용할 수도 있다.
근접성 디바이스들 (610a-610c) 은 그들이 전기 차량 (605) 의 존재를 검출할 때 신호를 제공할 수도 있다. 근접성 디바이스들 (610a-610c) 은, 도로 (625) 를 따라 이동하는 전기 차량들 (605) 이 전기 차량 (605) 과의 임의의 통신을 요구하지 않고 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 위를 지나가기 전에 근접성 디바이스들 (610a-610c) 중 하나에 의해 검출되도록 도로 (625) 의 경로를 따라 배치될 수도 있다. 근접성 디바이스 (610) 가 전기 차량 (605) 을 검출하는 경우, 그것은 다른 디바이스로 출력 신호를 생성할 수도 있다. 일 실시형태에서, 다른 디바이스는 EVSE (620) 일 수도 있다. 대안적인 실시형태에서, 근접성 시스템의 근접성 수신기 안테나는 전기 차량 (605) 상에 장착될 수도 있으며, 송신기는 도로 (625) 내에 또는 도로 (625) 옆에 나란히 설치된다. 그러한 실시형태에서, 전기 차량 (605) 은 전기 차량 (605) 이 근접성 송신기의 범위로 진입하는 경우 EVSE (620) 로 신호의 수신을 통신하여, 충전 베이스 패드들 (615) 의 다음 세트를 활성화하기 위해 로케이션 추정을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 근접성 송신기가 충전 베이스 패드들 (615) 앞에서 자기적 비컨 (magnetic beacon) 을 생성하고 있는 경우, 전기 차량 (605) 이 그 자기적 비컨의 범위로 진입하면, 근접성 수신기 안테나는 자기적 비컨을 검출하고 자기적 비컨의 전력 레벨에 기초하여 근접성 송신기로부터의 거리를 추정할 수도 있다. 전기 차량 (605) 은 충전 베이스 패드들 (615) 을 활성화하기 위해 그것의 추정된 로케이션을 통신할 수도 있거나, 또는 전기 차량 (605) 은 자기적 비컨이 180 도만큼 각도를 변화시킬 때 EVSE 로 통신을 생성하여, 전기 차량 (605) 이 근접성 송신기를 지나갔다고 나타낼 수도 있다. 다른 실시형태에서, 다른 디바이스는 충전 베이스 패드 제어기 (630) 일 수도 있다. 일 실시형태에서, 근접성 디바이스들 (610a-610d) 은 유도성 센서들일 수도 있으며, 여기서 유도성 부하가 다른 디바이스 (즉, EVSE) 로 통신되는 전기 차량 (605) 의 존재를 나타낸다. 다른 실시형태에서, 근접성 디바이스 (610) 는 도로를 따라 장착된 근접성 송신기 (도시하지 D않음) 일 수도 있으며, 근접성 수신기는 전기 차량 (605) 상에 장착된다 (도시하지 않음). 전기 차량 (605) 이 충전 패드들 (615) 에 접근함에 따라, 근접성 수신기는 근접성 송신기 근처에서 한번 신호를 생성할 수도 있다. 그 생성된 신호는 그 후 후속하는 충전 패드들을 활성화하기 위해 사용되기 위해 전기 차량 (605) 의 대략적인 로케이션 추정을 제공하기 위해 EVSE 로 통신될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 근접성 디바이스 (610) 는 무선 전력을 전달하고 있지 않는 충전 베이스 패드 (615) 일 수도 있다. 근접성 디바이스 (610a) 는 충전 베이스 패드 (615a) 앞에 위치될 수도 있다. 또, 근접성 디바이스 (610b) 는 충전 베이스 패드들 (615b 및 615c) 사이에 위치될 수도 있다. 일 실시형태에서, 근접성 디바이스 (610b) 는 근접성 디바이스 (610a) 를 지난 후에 좌측 레인 (626) 에 진입하는 임의의 전기 차량 (605) 의 검출을 제공할 수도 있다. 근접성 디바이스 (610c) 는 충전 베이스 패드 (615d) 후에 위치될 수도 있다. 근접성 디바이스 (610c) 는 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드 (615c) 를 지나가는 때를 나타낼 수도 있다. 일 실시형태에서, 추가적인 근접성 디바이스들 (610) (이 도면에서 도시하지 않음) 이 각각의 충전 베이스 패드 (615a-615d) 사이에 설치될 수도 있다. 더 많은 근접성 디바이스들 (610) 은 제 1 근접성 디바이스 (610) 및 제 1 충전 베이스 패드 (615a) 를 지난 후에 좌측 레인 (626) 에 진입하는 전기 차량 (605) 을 검출할 더 많은 기회들을 제공할 수도 있다.
근접성 디바이스들 (610a-610c) 로부터의 근접성 신호는 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 의 무선 필드들 (635a-635d) 내에 있는 동안 전기 차량 (605) 을 추적하거나 충전 베이스 패드 제어기 (630) 부하 프로파일 분석에 의해 결정된 바와 같은 위치 계산들을 검증하기 위해 사용될 수도 있다. 여기에 기술된 바와 같은 부하 프로파일 분석은 전기 차량 (605) 이 이동하고 있을 때 전기 차량 (605) 에 의해 야기된 충전 베이스 패드 (615) 에서의 전기적 특성 (예를 들어, 전류 흐름) 에서의 변화들의 검출 및 전기 차량 (605) 의 로케이션을 결정하기 위한 이들 검출된 변화들의 사용을 참조할 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 전기 차량 (605) 에 의해 야기된 충전 베이스 패드의 다른 전기적 특성들에서의 변화들을 검출함으로써 전기 차량 (605) 의 로케이션을 결정하는 다른 방법들이 수행될 수도 있다. 다른 전기적 특성들은 전압, 저항, 임피던스, 커패시턴스 등을 포함할 수도 있다.
다른 실시형태에서, 근접성 디바이스 (610) 는 전기 차량 (605) 에게 그것이 동적 무선 충전 시스템 (600) 에 의해 서비스되는 영역으로 진입하고 있다는 것을 알리기 위해 전기 차량 (605) 으로 통신되는 신호를 생성할 수도 있다. 그 신호는 EVSE (620), 충전 베이스 패드 제어기 (630) 를 통해, 근접성 디바이스 (610) 로부터 직접, 또는 도로 표지판들 및/또는 표시기들을 통해 전기 차량 (605) 으로 통신될 수도 있다. 그 신호는 임의의 통신 수단 (예를 들어, 자기적 비커닝, 셀룰러 통신들, Wi-Fi, RFID 등) 을 통해 통신될 수도 있다. 전기 차량 (605) 은 예를 들어 전기 차량 (605) 무선 충전 회로 및 전력 수신 패드 (606) 를 활성화하기 위해, 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 중 하나에 근접하거나 그 것의 위에 있다는 것을 나타내는 경보 또는 메시지를 오퍼레이터에게 제공하기 위해, 정렬 및 충전 위치 검출을 활성화하기 위해 등등의 다수의 목적들을 위해 통신되는 이러한 근접성 신호를 사용할 수도 있다.
충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 중 하나 이상의 활성화를 제어할 수도 있다. 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 근접성 디바이스들 (610a-610c) 중 하나가 좌측 레인 (626) 에서 전기 차량 (605) 을 검출하고 충전 베이스 패드 제어기 (630) 로 그러한 검출을 나타내는 신호를 전송할 때까지 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 을 활성화하지 않을 수도 있다. 이것은 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 이 부적절하게 활성화되지 않는 것, 즉 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 위에 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 로부터 충전을 수신하도록 허용되는 전기 차량 (605) 이 존재하지 않을 때 활성화되지 않는 것을 보장한다.
충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 전기 차량 (605) 으로 전력의 전송을 제공할 수도 있다. 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 충전 베이스 패드 제어기 (630) 에 의해 제공된 또는 입력 전력의 입력 신호를 수신하고, 무선 필드 (635a-635d) 내로 진입하는 디바이스, 예를 들어 전기 차량 (605) 으로 전력이 그것을 통해 무선으로 전송될 수도 있는 무선 필드 (635a-635d) 를 생성할 수도 있다. 충전 베이스 패드들 (615) 은 위의 도 3 을 참조하여 기술된 바와 같은 루프 안테나를 포함할 수도 있다.
충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 도로 (625) 를 따라 이동하는 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 위를 지나가도록 도로에 매설될 수도 있다. 그러한 예에서, 전기 차량 (605) 은 배터리 (이 도면에서 도시하지 않음), 충전 회로 (이 도면에서 도시하지 않음), 및 전력 수신 패드 (606) 와 도로 (625) 내의 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 사이에 최소 간섭 및 거리가 존재하도록 전기 차량 (605) 의 저부에 위치된 전력 수신 패드 (606) (이 도면에서 도시하지 않음) 를 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 도로 (625) 의 측면을 따라 또는 도로 (625) 위에 장착될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 배터리 및 충전 회로를 포함하는 전기 차량 (605) 은 그것이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 로부터 무선 전력을 수신할 수 있도록 위치된 전력 수신 패드 (606) 를 가질 수도 있다. 또 다른 실시형태들에서, 전기 차량 (605) 은 배터리를 포함하지 않고, 대신에 전기 차량 (605) 을 추진하기 위한 운동력을 생성하거나 차량 디바이스들에 전력을 공급하기 위해 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 로부터 수신된 에너지를 사용할 수도 있다. 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 그들이 전력 수신 패드 (606) 로의 무선 전력의 효율적인 전송을 최대화하도록 설계될 수도 있다.
일 실시형태에서, 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 의 사이즈는 반 미터 (0.5m) 의 직경일 수도 있다. 일부 다른 실시형태에서, 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 반 미터를 초과하는 직경일 수도 있다. 일부 다른 실시형태에서, 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 반 미터 미만인 직경일 수도 있다. 다른 실시형태에서, 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 비원형 형상, 예를 들어, 그러나 제한되지 않고, 직사각형, 팔각형, 타원형 등일 수도 있다. 통상의 기술자는 충전 베이스 패드들 (615) 의 사이즈가 전력 전송 요건들에 따라 변할 수도 있다는 것을 알 수도 있다. 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 의 사이즈는 어떤 사이즈가 소정 거리 내에서 전력 송신의 최대량을 위해 가장 효율적인 전력 전송을 제공하는지의 계산에 의해 확립될 수도 있다.
또, 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 전기 차량 (605) 상의 전력 수신 패드 (606) 가 도로 (625) 를 따라 이동하는 동안 적어도 하나의 충전 베이스 패드 (615) 로부터 무선 전력을 연속적으로 수신할 수 있도록 하는 각 패드 (615a-615d) 사이의 거리로 도로 (625) 를 따라 이격될 수도 있다. 일 실시형태에서, 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 사이에 공간이 없도록 그리고 따라서 전기 차량 (605) 이 무선 전력을 수신하지 않을 수도 있는 로케이션이 없도록 잇달아 도로 (625) 에 설치될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 각각 사이에 반 미터 (0.5m) 의 거리를 가지고 설치될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 충전 베이스 패드들 (615) 은 어떤 2 개의 무선 필드들 (635) 도 중첩하지 않도록 이격될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 서로와 중첩할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 이제 2 개의 무선 필드들 (635) 이 중첩하는 것을 보장함으로써 가장 효율적인 전송이 허용되도록 이격될 수도 있다.
도 5 는 충전 베이스 패드 (615b) 위에서 좌측 레인 (626) 에서 도 4 의 도로 (625) 를 따라 이동하는 전기 차량 (605) 의 오버헤드 사시도를 도시한다. 도 5 는 도 4 와 동일한 엘리먼트들을 도시하고, 이동의 방향은 페이지의 하부로부터 페이지의 상부로이다. 도 5 는 도 4 에 도시된 바와 같은 우측 레인 (627) 으로부터 이동한 후 충전 베이스 패드 (615b) 위에서 좌측 레인 (626) 에서 이동하는 전기 차량 (605) 을 도시한다.
EVSE (620) 가 전기 차량 (605) 이 충전을 수신하는 것이 허용된다고 결정했다면, EVSE (620) 는 상술된 바와 같이 충전 베이스 패드 제어기 (630) (이 도면에서 도시하지 않음) 를 활성화할 수도 있다. 충전 베이스 패드 제어기 (630) 또는 EVSE (620) 는 그 후 개개의 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 을 언제 활성화할지를 결정하기 위해 근접성 디바이스들 (610a-610c) 중 하나 이상을 활성화할 수도 있다. 전기 차량 (605) 이 근접성 디바이스 (610a) 를 지난 후에 우측 레인 (627) 으로부터 좌측 레인 (626) 으로 이동했기 때문에, 근접성 디바이스 (610a) 가 전기 차량 (605) 을 검출하지 않았기 때문에 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 중 임의의 것을 활성화하지 않았다. 따라서, 전기 차량 (605) 은 충전을 수신하고 있지 않고, 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 로부터 차량의 위치를 추정할 수 없다.
일단 근접성 디바이스들 (610a-610c) 이 활성화되었으면, 근접성 디바이스 (610b) (이 도면에서 도시하지 않음) 는 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드 (615b) 로부터 충전 베이스 패드 (615c) 로 이동함에 따라 전기 차량 (605) 을 검출할 수도 있다. 근접성 디바이스 (610b) 가 전기 차량 (605) 을 검출하는 경우, 그것은 전기 차량 (605) 의 검출을 나타내는 신호를 충전 베이스 패드 제어기 (630) 로 전송할 수도 있다. 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 그 신호를 수신하고 전기 차량 (605)이 그것, 여기서는 충전 베이스 패드 (615c) 위로 이동하는 것을 예상하고 차량의 경로에서의 제 1 충전 베이스 패드 (615) 를 활성화할 수도 있다. 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 전기 차량 (605) 으로부터 EVSE (620) 로 통신된 및/또는 근접성 디바이스들 (610a-610c) 로부터의 근접성 신호들로부터 결정된 차량 속도, 방향 벡터, 및 위치에 기초하여 충전 베이스 패드 (615c) 를 활성화해야할 시간을 결정할 수도 있다.
일단 전기 차량 (605) 이 활성화된 충전 베이스 패드 (615c) 위를 지나가면, 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615b 및 615c) 사이에서 천이하고 있고, 충전 베이스 패드들 (615c 및 615d) 사이에서 또한 천이하고 있는 때를 결정하기 위해 부하 프로파일 분석 또는 유사한 방법들을 사용할 수도 있다. 이하에서 상세히 기술되는 바와 같이, 부하 프로파일 분석은 충전 베이스 패드 제어기 (630) 가 후속하는 충전 베이스 패드 (615d) 를 활성화하고 이전의 충전 베이스 패드 (615c) 를 효율적인 방식으로 활성화 해제하는 것을 허용할 수도 있다.
도 6a 는 예시적인 구현에 따른, 전기 차량 (605) 을 충전하는 예시적인 동적 무선 충전 시스템 (600) 의 다이어그램을 도시한다. 도 6a 는 도로 (625) 를 따라 이동하는 전기 차량 (605) 의 측면도를 도시한다. 도로 (625) 를 따른 이동의 방향은 페이지의 좌측으로부터 우측으로이다. 동적 무선 충전 시스템 (600) 은 도로 (625) 상에서 이동하는 하나 이상의 전기 차량들 (605) 이 전기 차량 (605) 이 이동하면서 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 로부터 전력을 획득할 수 있도록 도로 (625) 를 따라 설치될 수도 있다. 동적 무선 충전 시스템 (600) 은 충전 베이스 패드 제어기 (630) 에 연결된 EVSE (620) 를 포함할 수도 있다. 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 하나 이상의 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 에 연결될 수도 있고, 이들 각각은 무선 필드 (635) 를 부적절하게 생성하지 않도록 활성화 해제된다. 추가적으로, 하나 이상의 근접성 디바이스들 (610a-610c) 은 EVSE (620) 또는 충전 베이스 패드 제어기 (630) 에 연결될 수도 있다. 추가적으로, 동적 무선 충전 시스템 (600) 은 적어도 하나의 도로 (625) 를 이용할 수도 있으며, 그것을 따라 동적 무선 충전 시스템 (600) 은 전력 수신 패드 (606) 를 통해 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 중 하나 이상으로부터 전력을 무선으로 획득할 수도 있는, 적어도 하나의 전력 수신 패드 (606) 를 갖는 적어도 하나의 전기 차량 (605) 에 설치될 수도 있다. 다른 실시형태에서, EVSE (620) 및 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 단일의 유닛으로 결합될 수도 있다.
동적 무선 충전 시스템 (600) 은 운동 중인 오브젝트, 예를 들어 전기 차량 (605) 에 무선 전력을 전송하는 기능을 한다. 일 실시형태에서, 동적 무선 충전 시스템 (600) 은 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 위에서 도로 (625) 를 따라 이동하는 전기 차량 (605) 의 배터리 (이 도면에서 도시하지 않음) 의 무선 충전을 가능하게 할 수도 있다. 위에서 논의된 바와 같이, EVSE (620) 는 동적 무선 충전 시스템 (600) 과 전기 차량 (605) 사이의 초기 통신들을 수행할 수도 있다. 일단 모든 허가들이 승인되었고 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 로부터 충전하는 것이 허용되는 것으로 결정되면, EVSE (620) 는 근접성 디바이스들 (610) 및 충전 베이스 패드 제어기 (630) 를 활성화할 수도 있다. 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 충전 베이스 패드 제어기 (630) 에 연결된 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 의 활성화 및 활성화 해제를 제어할 수도 있고, 전기 차량 (605) 이 운동 중에 있는 동안 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 로부터 무선 전력을 수신하는 전기 차량 (605) 의 위치를 추정하기 위해 그 연결된 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 의 부하 프로파일 분석을 수행할 수도 있다. 부하 프로파일 분석의 상세들은 이하에 논의될 것이다.
근접성 디바이스 (610) 는 무선 전력 전송이 가능한 전기 차량 (605) 또는 다른 전기 디바이스가 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 의 근처로 진입하는 때를 검출하도록 기능할 수도 있다. 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 적어도 하나의 무선 필드 (635a-635d) 을 통해 무선 충전할 수 있는 전기 차량 (605) 또는 다른 전기 디바이스로 무선 전력을 제공할 수도 있다. 도로 (625) 는 동적 무선 충전 시스템 (600) 을 위한 설치의 포인트로서 작용할 수도 있다. 전기 차량 (605) 은 전기적 힘을 이용하여 로케이션들 사이에서 사람들 또는 오브젝트들을 운송하는 기능을 할 수도 있다. 계속된 주행은 배터리 내에 포함된 전하를 배출할 수도 있다. 전기 차량 (605) 의 전력 수신 패드 (606) 는 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 에 의해 무선으로 송신된 전력을 수신하기 위해 사용될 수도 있다. 전력 수신 패드 (606) 는 충전 회로 (이 도면에서 도시하지 않음) 를 통해 배터리를 충전하기 위해 배터리에 또는 전기 차량 (605) 에 운동을 제공하는 전기 모터에 연결될 수도 있다.
충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 을 제어하여, 그들이 전기 차량 (605) 과 관련하여 원하는 대로 활성화 및 활성화 해제되도록 한다. 동적 무선 충전 시스템 (600) 은 적어도 하나의 충전 베이스 패드 (615) 에 활성화 및 활성화 해제 제어를 제공할 수도 있는 적어도 하나의 충전 베이스 패드 제어기 (630) 를 포함할 수도 있다. 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 충전 베이스 패드 제어기 (630) 가 제어하는 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 각각에 연결될 수도 있다. 대안적인 실시형태에서, 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는, EVSE (620) 제어기가 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 을 제어하도록 작용하고 각각의 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 이 EVSE (620) 에 직접 연결될 수 있도록 EVSE (620) 로 통합될 수도 있다.
또, 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 여기에서 논의된 부하 프로파일 분석을 위한 계산들을 수행할 수도 있다. 상기 부하 프로파일 분석은 충전 베이스 패드 제어기 (630) 가 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 위에서 도로 (625) 를 따라 이동하고 있고 무선 필드 (635a-635d) 를 통해 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 로부터 무선 전력을 수신하고 있는 동안 전기 차량 (605) 의 위치를 추정하는 것을 허용할 수도 있다. 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 전기 차량 (605) 의 부하 프로파일의 분석을 사용하여 전기 차량 (605) 의 위치를 결정할 수도 있다. 충전 베이스 패드 (615) 위의 전기 차량 (605) 의 위치를 결정하기 위해 부하 프로파일 분석을 사용하는 것은 더 큰 해상도, 정확성, 시스템의 강건성, 및 동적 무선 충전 시스템 (600) 의 실시간 위치 추정 능력을 제공할 수도 있다.
일 실시형태에서, 전기 차량 (605) 에 의해 사용된 수신기는 코일 안테나일 수도 있고, 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 코일 안테나를 포함할 수도 있다. 대안적인 실시형태에서, 전력 수신 패드 (606) 및 충전 베이스 패드 (615) 중 어느 것 또는 양자 모두는 도 3 을 참조하여 상술된 바와 같은 루프 안테나일 수도 있다.
도 6b 는 충전 베이스 패드 (615a) 로부터 무선으로 전력을 수신하는 전기 차량 (605) 을 묘사하는, 전기 차량 (605) 을 충전하는 예시적인 동적 무선 충전 시스템 (600) 의 다이어그램을 도시한다. 도 6b 는 도 6a 와 동일한 엘리먼트들 및 기능들의 사실상 전부를 도시한다.
도 6b 는 또한 활성화된 충전 베이스 패드들 (615a 및 615b) 에 의해 생성되는 무선 필드들 (635a-635b) 을 포함한다. 도시된 바와 같이, 충전 베이스 패드들 (615a 및 615b) 만이 현재 활성화되고 무선 필드들 (635a 및 635b) 을 생성하고 있다. 대안적인 실시형태에서, 충전 베이스 패드 (615a) 에 의해 생성된 무선 필드 (635a) 만이 도시되는 한편, 전기 차량 (605) 은 충전 베이스 패드 (615a) 위에만 있다. 도 6b 는 충전 베이스 패드 (615a) 위로 주행하는 전력 수신 패드 (606) 를 갖는 전기 차량 (605) 을 보여준다. 도시된 바와 같이, 전력 수신 패드 (606) 는 무선 필드 (635a) 내에 있고 동적 무선 충전 시스템 (600) 의 충전 베이스 패드 (615a) 로부터 무선으로 전력을 수신하고 있다. 전력 수신 패드 (606) 는 그 후 전기 차량 (605) 의 배터리 (이 도면에서 도시하지 않음) 를 충전하거나 전기 차량 (605) 의 모터에 전력을 제공하도록 그 수신된 전력을 지향시킨다. 전기 차량 (605) 의 오퍼레이터, 전기 차량 (605), 또는 동적 무선 충전 시스템 (600) 은 전기 차량 (605) 의 배터리를 충전할지 또는 전기 차량 (605) 의 모터에 직접 전력을 제공하기 위해 무선 전력을 사용할지 여부를 선택할 수도 있다.
무선 필드 (635) 의 세기는 무선 필드 (635) 내의 로케이션에 대해 변할 수도 있다. 충전 베이스 패드 (615) 의 중심 (무선 필드 (635) 의 중심) 위의 무선 필드 (635) 의 부분은 충전 베이스 패드 (615) 의 에지 (무선 필드 (635) 의 에지) 위의 무선 필드 (635) 의 세기보다 더 큰 세기일 수도 있다. 일 실시형태에서, 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 각각에 의해 생성된 무선 필드들 (635a-635d) 은 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 바로 위의 영역 외부로 연장될 수도 있다.
기존의 위치 검출 시스템들은 동적 무선 충전 시스템 (600) 에서의 사용을 위해 전기 차량 (605) 의 위치 또는 로케이션을 결정하기 위해 글로벌 네비게이션 위성 시스템 (GNSS), 또는 GPS 를 이용할 수도 있지만, 2 미터의 해상도로만 정확할 수도 있다. 또한, 그의 GNSS 또는 GPS 위치를 수신하고 그것을 EVSE (620) 로 통신하는 30 내지 75 mph 의 속도로 이동하는 전기 차량 (605) 에 대한 통신 시간 주기는 10 ms (마이크로초) (보다 가능하게는 50 ms) 를 요구할 수도 있고, 그것에 추가되는 상당한 양의 랜덤 지터를 가질 수도 있어, 해상도를 더욱 왜곡시킨다. 30-75 mph 로 이동하는 전기 차량 (605) 은 그 10 ms 통신 주기에서 13 cm 와 33 cm 사이에서 이동할 수도 있다. 따라서, 기존의 GNSS 및 GPS 위치 검출 시스템들의 해상도는 (2.33 미터 또는 충전 베이스 패드 (615) 의 길이의 466% 까지의 총 범위를 포함하는) GNSS/GPS 해상도의 잠재적인 에러 레이트에 의해 악화된, 13 cm 보다 더 양호한 임의의 것이 아닐 수도 있다. 0.5 m 의 직경을 갖는 충전 베이스 패드들 (615) 에 의해, 이러한 해상도는 전기 차량 (605) 을 최대 5 개의 충전 베이스 패드들 (615) 의 길이 근처에 전기 차량 (605) 을 배치할 수도 있으며, 따라서 동적 무선 충전 시스템 (600) 이 필요한 것보다 더 많은 충전 베이스 패드들 (615) 을 활성화하는 것을 요구하고 동적 무선 충전 시스템 (600) 을 덜 효율적이거나 다른 트래픽에 해롭게 만든다. 전기 차량 (605) 은 그것의 GNSS/GPS 위치를 결정하고 상기 위치를 상술된 통신 방법들을 통해 동적 무선 충전 시스템 (600) 으로 통신하는 장비를 유지한다.
노변 (roadside) 충전 시스템들의 기존의 위치 검출 시스템들의 대안적인 실시형태들은 약 50 cm (충전 베이스 패드 (615) 의 길이의 100%) 에서 위치 해상도를 제공할 수도 있는 도로에 매설된 근접성 디바이스들 (예를 들어, RF 디바이스들, 블루투스 LE 디바이스들, MAD 센서들, 자기적 비컨 센서 시스템들) 을 이용할 수도 있고, 이것은 전기 차량 (605) 이 무선 전력을 수신할 수 있는 것을 보장하기 위해 동적 무선 충전 시스템 (600) 이 최대 2 개의 충전 베이스 패드들 (615) 을 활성화할 것을 요구할 수도 있다. 이들 디바이스들을 이용하는 위치 검출 시스템들이 GNSS/GPS 기반 위치 검출 시스템들보다 더 정확할 수도 있지만, 그러한 시스템들은 동적 무선 충전 시스템 (600) 이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 위의 전기 차량 (605) 의 위치를 결정하기 위해 위치 검출 장비를 서포트하기 위한 특수한 하드웨어를 포함할 것을 요구할 수도 있다. 또, 이들 방법들 중 일부는 추가적인 장비가 전기 차량 (605) 상에 설치될 것을 요구할 수도 있어, 충전 시스템 (600) 및 전기 차량 (605) 양자 모두에 비용을 추가한다.
일부 실시형태들에서, 여기에 기술된 바와 같은 부하 프로파일 분석은 전기 차량의 위치, 속도 및/또는 벡터를 유익하게 결정하기 위해 사용될 수도 있다. 그 위치, 속도 및/또는 벡터 결정들은 도로 (625) 를 따라 소정 거리에 있는 후속하는 충전 베이스 패드들의 활성화를 스케쥴링하기 위해 사용될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 추가적인 충전 베이스 패드들은 원하는 대로 그 스케쥴링을 업데이트하고 그 스케쥴링이 정확하다는 것을 보장하기 위해 후속하는 베이스 패드들의 스케쥴링을 검증하기 위해 사용될 수도 있다. 대안적인 실시형태에서, 부하 프로파일 분석은 활성화들을 스케쥴링하는 것과는 대조적으로 인접하는 충전 베이스 패드들 (615) 을 즉시 활성화하기 위해 사용될 수도 있다.
부하 프로파일 분석은 충전 베이스 패드 (615) 상의 전기 차량 (605) 의 부하의 측정을 포함할 수도 있다. 이것은 충전 베이스 패드 (615) 상의 전류 인출 (draw) 을 측정함으로써 수행될 수도 있다. 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드 (615) 위에서 이동함에 따라, 충전 베이스 패드 (615) 상의 전류 인출의 양은 충전 베이스 패드 (615) 위의 전기 차량 (605) 의 위치에 따라 변동할 수도 있다. 예를 들어, 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드 (615) 바로 앞의 도로 (625) 위에 있는 경우, 충전 베이스 패드 (615) 상의 전류 인출은 약간일 수도 있고, 그 전류 인출의 양에 기초하여, 동적 무선 충전 시스템은 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드 (615) 에 접근하고 있고 충전 베이스 패드 (615) 바로 앞에 위치하고 있다는 것을 결정할 수도 있다. 대안적으로, 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드 (615) 의 중심 위에 있는 경우, 충전 베이스 패드 (615) 상의 전류 인출은 동적 무선 충전 시스템 (600) 이 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드 (615) 의 중심 위에 있다고 결정할 수 있는 그러한 값일 수도 있다. 이에 따라, 충전 베이스 패드 (615) 의 각각의 위치는 (EVSE (620), 위치 회로 (730), 부하 회로 (728), 제어기 (724), 또는 충전 베이스 패드 구동기 (726) 중 적어도 하나를 통해) 동적 무선 충전 시스템 (600) 이 충전 베이스 패드 (615) 위의 전기 차량 (605) 의 특정의 로케이션을 결정하는 것을 허용할 수도 있는 전류 측정에 기초한 별개의 부하 측정에 대응할 수도 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태에서, 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 위의 전기 차량 (605) 의 위치를 결정하기 위해 부하 프로파일 분석을 이용할 수도 있다. 충전 시스템 (600) 의 충전 베이스 패드 (615) 가 도로 (625) 를 따라 위치에 있어서 고정되고 전력 수신 패드 (606) 를 갖는 전기 차량 (605) 이 이동하고 있을 때, 활성의 충전 베이스 패드 (615) 상의 전력 수신 패드 (606) 를 갖는 전기 차량 (605) 의 부하 프로파일은 그것이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 에 의해 생성된 무선 필드 (635a-635d) 를 통해 이동함에 따라 변화할 것이다. 결과의 부하 프로파일은 충전 베이스 패드 (615) 상의 전류 인출과 관련하여 전기 차량 (605) 및 전력 수신 패드 (606) 의 위치를 상관시키고, 잠재적으로 1 cm 보다 더 양호한, 매우 정확한 위치를 제공할 수 있다. 충전 베이스 패드 (615) 는 25 us (마이크로초) 의 부하 결정 지속기간을 야기하는 40 kHz 의 주파수에서 무선 전력을 제공할 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 더 빠른 충전 주파수들은 더 짧은 지속기간들을 제공할 수도 있으며, 따라서 결과의 위치 검출을 더 정밀하게 만든다. 그러나, 100 us (마이크로초) 의 필터링된 전류 판독 사이클을 가정하면, 75 mph 에서 충전 베이스 패드 (615) 위에서 이동하는 전기 차량 (605) 의 위치 추정의 해상도는 .33 cm 또는 충전 베이스 패드 (615) 길이의 0.6% 만큼 작을 수도 있다. 따라서, 단지 하나의 충전 베이스 패드 (615) 가 전기 차량 (605) 및 전력 수신 패드 (606) 가 무선 전력을 수신하기 위해 충전 베이스 패드 (615) 에 의해 생성된 무선 필드 (635) 내에 있는 것을 보장하기 위해 활성화될 필요가 있을 수도 있다.
전력 수신 패드 (606) 를 갖는 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드 (615a) 위를 지남에 따라, 충전 베이스 패드 (615) 상의 부하는 충전 베이스 패드 (615) 의 무선 필드 (635) 내의 전력 수신 패드 (606) 의 로케이션에 기초하여 변동할 것이다. 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 전기 차량 (605) 로케이션에 대한 분석을 수행하기 위해 이러한 부하에서의 변화들의 표시들을 사용할 수도 있다. 그 부하는 발생하는 무선 전력 전송의 강도를 나타낼 수도 있다. 전기 차량 (605) 및 그것의 전력 수신 패드 (606) 가 먼저 활성의 충전 베이스 패드 (615) 위에 생성된 무선 필드 (635) 로 진입하는 경우, 충전 베이스 패드 (615) 상의 부하는 무선 필드 (635) 의 세기가 충전 베이스 패드 (615) 의 에지에서 낮은 경우 낮을 수도 있다. 전력 수신 패드 (606) 가 무선 필드 (635) 를 계속 통과함에 따라, 무선 필드 (635) 세기 및/또는 충전 베이스 패드 (615) 와 전력 수신 패드 (606) 사이의 커플링은 상승하고, 따라서 전기 차량 (605) 의 전력 수신 패드 (606) 의 부하는 전력 전송이 증가함에 따라 상승한다. 전기 차량 (605) 에 의해 충전 베이스 패드 (615) 에 제공된 부하는 전기 차량 (605) 의 전력 수신 패드 (606) 가 최대 무선 에너지 전송이 수행되고 있도록 충전 베이스 패드 (615a) 위에 센터링되는 경우 그것의 최대값에 있을 수도 있다. 전기 차량 (605) 및 전력 수신 패드 (606) 가 무선 필드 (635) 의 중심으로부터 멀리 및 그것의 에지를 향해 충전 베이스 패드 (615) 에 의해 생성된 무선 필드 (635) 를 통해 계속 이동함에 따라, 충전 베이스 패드 (615) 상의 부하는 강하하기 시작한다. 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 제 2 충전 베이스 패드 (615) 를 언제 활성화해야 하는지 및 제 1 충전 베이스 패드 (615) 를 언제 활성화 해제해야 하는지를 결정하기 위해 충전 베이스 패드 (615) 상의 부하를 모니터할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 더 평활한 전력 전송이 적어도 2 개의 충전 베이스 패드들 (615) 을 항상 활성으로 유지함으로써 달성될 수도 있다. 예를 들어, 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 위로 이동함에 따라, 전기 차량 (605) 이 활성의 충전 베이스 패드 (615d) 를 떠나기 시작함에 따라, 그리고 활성 베이스 패드 (615c) 가 그것의 전류를 낮춤에 따라, 충전 베이스 패드 (615b) 는 충전 베이스 패드 (615c) 가 활성화되고 그것의 전력을 상승시키기 시작함에 따라 풀 전력에서 활성일 수도 있다. 따라서, 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드 (615) 를 지남에 따라, 다음의 2 개의 계속적인 충전 베이스 패드들 (615) 은 이미 활성화되었을 수도 있다. 다른 실시형태에서, 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 충전 베이스 패드들 (615) 상의 부하들을 모니터하고, 평활하고 효율적인 전력 전송을 제공하기 위해 필요한 만큼의 수의 충전 베이스 패드들 (615) 을 활성화할 수도 있다. 일 실시형태에서, 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는, 예를 들어 제 2 충전 베이스 패드 (615b) 가 전기 차량 (605) 을 충전하기를 시작하고 제 3 충전 베이스 패드 (615c) 가 전기 차량 (605) 을 충전하기를 준비하기 위해 활성화될 때 제 1 충전 베이스 패드 (615a) 가 활성화된 상태를 유지하는 시간에 3 개 이상의 충전 베이스 패드들 (615) 을 활성화할 수도 있다.
충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 제 1 충전 베이스 패드 (615) 의 부하의 제 1 임계 레벨이 전력 수신 패드 (606) 를 갖는 전기 차량 (605) 이 제 1 충전 베이스 패드 (615) 의 무선 필드 (635) 를 빠져나가기 시작하는 것에 대응한다고 결정할 수도 있다. 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 또한 제 1 충전 베이스 패드 (615) 의 부하의 제 2 임계 레벨이 전력 수신 패드 (606) 를 갖는 전기 차량 (605) 이 제 1 충전 베이스 패드 (615) 의 무선 필드 (635) 를 완전히 빠져나간 것에 대응한다고 결정할 수도 있다. 일 실시형태에서, 제 1 충전 베이스 패드 (615) 상의 전기 차량 (605) 의 부하가 제 1 임계 레벨 아래로 강하하면, 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 위에서 또는 사이에서 이동하면서 무선 전력을 계속적으로 수신하고 있도록 제 2 충전 베이스 패드 (615) 를 활성화할 수도 있다. 또한, 전력 수신 패드 (606) 를 갖는 전기 차량 (605) 으로부터의 제 1 충전 베이스 패드 (615) 의 부하가 제 2 임계 레벨 아래로 계속 강하함에 따라, 충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 제 1 충전 베이스 패드 (615) 를 활성화 해제할 수도 있다. 일 실시형태에서, 제 1 및 제 2 임계 레벨들은 제조자에 의해 (EVSE 또는 충전 베이스 패드 제어기 (630) 의) 동적 무선 충전 시스템 (600) 메모리 내에 확립 및 저장될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 그 임계 레벨들은 메모리에 확립되고 저장된 임계 레벨들을 갖는 EVSE (620) 로부터 충전 베이스 패드 제어기 (630) 로 통신될 수도 있다. 일부 다른 실시형태에서, 임계 레벨들은 전기 차량 (605) 각각이 동적 무선 충전 시스템 (600) 에게 적절한 동작을 위한 연관된 파라미터들을 제공하도록 충전되고 있는 전기 차량 (605) 으로부터 충전 베이스 패드 제어기 (630) 로 통신될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 제 1 및 제 2 임계값들은 충전 베이스 패드 제어기 (630) 가 언제 제 1 충전 베이스 패드 (615) 를 활성화 해제하고 제 2 충전 베이스 패드 (615) 를 동시에 활성화해야 하는지를 나타내는 단일의 임계값으로 결합될 수도 있다.
충전 베이스 패드 제어기 (630) 는 제 2 충전 베이스 패드 (615) 를 언제 활성화해야 하는지를 결정하기 위해 제 1 충전 베이스 패드 (615) 로부터 전력 수신 패드 (606) 및 전기 차량 (605) 의 부하를 모니터할 수도 있다. 상술된 바와 같이, 부하 프로파일 분석은 센티미터 내의 전기 차량 (605) 의 위치를 결정하기 위해 사용될 수도 있다. 충전 베이스 패드들 (615) 의 활성화 및 활성화 해제의 그러한 정밀한 제어는 사람이나 비 전기 차량 (605) 이 무선 필드 내에 위치되는 경우 충전 베이스 패드들 (615) 이 활성화되지 않을 것 및 충전 베이스 패드들 (615) 이 그들이 전기 차량 (605) 으로 전력 전송을 제공하고 있지 않자마자 활성화해제될 것을 보장할 수도 있다.
도 7 은 예시적인 동적 무선 충전 시스템 (600) 의 기능적 블록 다이어그램을 도시한다. 도로 (625) 를 따라 주행하는 전기 차량 (605) 이 도시된다. 전기 차량 (605) 은 상부로부터 하부로 페이지를 따라 이동하고 있다. 전기 차량 (605) 은 동적 무선 충전 시스템 (600) 의 통신 회로 (732) 와 통신하고 있을 수도 있다. 통신 회로 (732) 는 제어기 회로 (724) 에 연결될 수도 있다. 제어기 회로 (724) 는 동적 무선 충전 시스템 (600) 내의 각 회로에 연결될 수도 있다. 제어기 회로 (724) 는 메모리 회로 (722) 에 연결될 수도 있다. 또, 제어기 회로 (724) 는 근접성 회로 (730) 에 연결될 수도 있다. 제어기 회로 (724) 는 또한 부하 회로 (728) 및 충전 베이스 패드 구동기 회로 (726) 에 연결된다. 부하 회로 (728) 및 충전 베이스 패드 구동기 회로 (726) 양자 모두는 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 에 연결된다. 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 은 도로 (625) 상의 전기 차량 (605) 의 경로를 따른다.
통신 회로 (732) 는 동적 무선 충전 시스템 (600) 과 전기 차량 (605) 사이의 및 동적 무선 충전 시스템 (600) 과 임의의 다른 외부 시스템들 또는 디바이스들 사이의 통신들을 수행할 수도 있다. 수행되는 통신들은 블루투스, LTE, Wi-Fi, 또는 임의의 방식의 양방향성 통신을 통하여 일 수도 있다. 통신 회로 (732) 는 지나가는 전기 차량들 (605) 에게 브로드캐스트할 수도 있거나 전기 차량들 (605) 로부터 충전 요청들을 수신할 수도 있다. 통신 회로 (732) 는 전기 차량들 (605) 을 검출할 수도 있다. 통신 회로 (732) 는 전기 차량 (605) 으로부터 속도, 로케이션, 및 벡터 정보를 수신할 수도 있다. 또한, 통신 회로 (732) 는 동적 무선 충전 시스템 (600) 으로부터 전기 차량 (605) 이 충전을 수신하는 것이 허용되는지를 결정하기 위해 정보 (즉, 전기 차량 (605) 충전 시스템에 관한 정보, 전력 요건들 등) 를 수신하기 위해 전기 차량 (605) 과 통신한다. 또, 통신 회로 (732) 는 시각적 표시기들을 활성화하거나 정렬 목적으로 전기 차량 (605) 으로 통신들을 제공할 수도 있다. 통신 회로 (732) 는 동적 무선 충전 시스템 (600) 의 EVSE (620), 근접성 디바이스 (610), 또는 충전 베이스 패드 제어기 (630) 에 대응할 수도 있다.
메모리 회로 (722) 는 부하 프로파일 분석으로부터 임계값들의 저장을 수행할 수도 있고, 동적 무선 충전 시스템 (600) 을 사용하는 것이 허용되고 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 로부터 충전을 수신하는 전기 차량들 (605) 로부터의 정보를 저장할 수도 있다. 이것은 빌링 정보, 시간 정보, 및 전기 차량 (605) 식별 정보를 포함할 수도 있다. 메모리 회로 (722) 는 동적 무선 충전 시스템 (600) 의 EVSE (620) 또는 충전 베이스 패드 제어기 (630) 에 대응할 수도 있다.
근접성 회로 (730) 는 전기 차량 (605) 의 존재의 결정을 수행할 수도 있다. 근접성 회로 (730) 는 제어기 (724) 또는 충전 베이스 패드 구동기 (726) 로 전기 차량 (605) 의 검출의 신호를 생성하고 및/또는 제공할 수도 있다. 근접성 회로 (730) 는 전기 차량 (605) 에 의해 영향받은 충전 베이스 패드들 (615) 에서의 전류 흐름을 모니터함으로써 전기 차량 (605) 을 검출할 수도 있다. 전류 흐름 (즉, 전기 차량 (605) 의 부하) 은 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615) 위에서 이동함에 따라 충전 베이스 패드 (615) 위의 전기 차량 (605) 위치에 관련하여 변동할 수도 있다. 이러한 근접성 회로 (730) 는 전기 차량 (605) 의 로케이션을 결정하기 위해 전기 차량 (605) 에 의해 야기된 충전 베이스 패드 (615) 에서의 전류 흐름에서의 변화들을 검출하는 하나의 실시형태일 수도 있다. 근접성 회로 (730) 는 다수의 근접성 디바이스들 (610) 또는 일부 실시형태들에서 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 을 가로지르는 전기 차량 (605) 의 이동을 추적할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 근접성 회로 (730) 는 전기 차량 (605) 으로부터 EVSE (620) 로 통신된 속도, 벡터, 및 위치 정보를 확인할 수도 있다. 근접성 회로 (730) 는 EVSE (620), 충전 베이스 패드 제어기 (630), 또는 근접성 디바이스 (610) 에 대응할 수도 있다.
충전 베이스 패드 구동기 회로 (726) 는 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 의 활성화 및 활성화 해제를 수행할 수도 있다. 충전 베이스 패드 구동기 회로 (726) 는 전기 차량 (605) 이 언제 충전 베이스 패드 (615) 위에 있을 수도 있는지의 결정에 기초하여 제어기 회로 (724) 로부터 신호를 수신할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 충전 베이스 패드 구동기 회로 (726) 는 근접성 회로 (730) 로부터 직접 전기 차량 (605) 검출 신호를 수신할 수도 있다. 이들 신호들에 응답하여, 충전 베이스 패드 회로 (715) 는 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 을 활성화하거나 활성화 해제할 수도 있다. 충전 베이스 패드 구동기 회로 (726) 는 EVSE (620) 또는 충전 베이스 패드 제어기 (630) 에 대응할 수도 있다. 하나의 근접성 디바이스 (610) 가 도 7 에 도시되지만, 다수의 근접성 디바이스들 (도시하지 않음) 이 도로 (625) 를 따라 상이한 위치들에서 도 7 에서 사용될 수도 있다.
도 8 및 도 9 는 동적 무선 충전 시스템에 따라 전기 차량 (605) 을 충전하는 예시적인 방법의 플로우챠트를 도시한다.
방법 (800) 의 블록 (805) 에서, (EVSE (620) 또는 충전 베이스 패드 제어기 (630) 와 같은) 디바이스는 전기 차량 (605) 과 통신할 수도 있다. 이러한 통신은 전기 차량 (605) 이 동적 무선 충전 시스템 (600) 으로부터 전력을 수신하는 것이 허용되는지를 결정하기 위한 초기 통신들을 포함할 수도 있다. 전기 차량 (605) 으로부터 동적 무선 충전 시스템 (600) 으로의 통신들은 그것의 속도, 벡터, 및 전기 차량의 로케이션 (GPS/GNSS) 을 포함할 수도 있다.
블록 (810) 에서, EVSE (620) 는 그것이 통신하고 있는 전기 차량이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 로부터 무선 충전을 수신하는 것이 허용되는지 여부를 결정할 수도 있다. 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 로부터 충전을 수신하는 것이 허용되는 것으로 결정되는 경우, 프로세스는 블록 (815) 으로 이동한다. 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들로부터 충전을 수신하는 것이 허용되지 않는 것으로 결정되는 경우, 프로세스는 블록 (805) 으로 리턴한다.
시스템이 블록 (815) 으로 계속하는 경우, EVSE (620) 는 근접성 디바이스들 (610a-610c) 및/또는 충전 베이스 패드 제어기 (630) 를 활성화할 수도 있다. 근접성 디바이스들 (610a-610c) 이 활성화된 후, 프로세스는 블록 (820) 으로 진행할 수도 있다. 블록 (820) 에서, 근접성 디바이스들 (610a-610c) 은 활성화되었고, 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 근처에서 이동하는 전기 차량 (605) 을 검출하기 위해 동작하고 있다. 근접성 디바이스들 (610a-610c) 중 하나가 전기 차량 (605) 을 검출하는 경우, 근접성 디바이스들 (610a-610c) 중 그 하나는 EVSE (620) 로 근접성 신호를 전송한다.
프로세스는 블록 (825) 으로 계속되며, 여기서 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 중 적어도 하나가 EVSE (620) 가 근접성 디바이스들 (610a-610c) 중 하나로부터 근접성 신호를 수신하는 것에 응답하여 활성화될 수도 있다. 그 후, 프로세스는 블록 (830) 에 도달하며, 여기서 부하 프로파일 분석이 수행된다. 부하 프로파일 분석은 충전 베이스 패드 (615a-615d) 를 활성화하는 것 및 활성화 해제하는 것을 제어하기 위해 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 중 하나로부터 무선 전력을 수신하고 있을 때 프로세스가 전기 차량 (605) 의 로케이션을 결정하는 것을 허용할 것이다.
블록 (835) 에서, 프로세스는, 블록 (830) 의 부하 프로파일 분석을 사용하여, 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615a 및 615b) 사이의 천이에 접근하고 있는지 여부를 결정한다. 전기 차량 (605) 이 그 천이에 접근하고 있는 경우, 프로세스는 블록 (840) 으로 이동한다. 전기 차량 (605) 이 블록 (835) 에서 결정된 바와 같이 그 천이에 접근하고 있지 않는 경우 (예를 들어, 부하가 결정된 임계값에 있는 경우), 프로세스는 블록 (830) 으로 돌아가 부하 프로파일 분석을 사용하여 전기 차량 (605) 로케이션을 결정한다. 일부 실시형태들에서, 천이의 포인트는 충전 베이스 패드(들) (615) 상의 임계 부하에 의해 결정될 수도 있다.
블록 (840) 에서, EVSE (620) 는 블록 (835) 이 전기 차량이 천이에 접근하고 있었다고 결정하는 경우 제 2 충전 베이스 패드 (615b) 를 활성화할 수도 있다. 그 후, 프로세스는 블록 (845) 로 진행하며, 여기서 프로세스는 다시 부하 프로파일 분석을 사용하여 전기 차량 (605) 위치를 결정한다. 이러한 결정 후에, 프로세스는 블록 (850) 으로 진행하여 제 1 충전 베이스 패드 (615a) 상의 부하가 제 2 임계값 아래에 있는지 여부를 결정한다. 그 부하가 제 2 임계값 아래에 있는 경우, 프로세스는 블록 (855) 으로 진행한다. 제 2 임계 레벨 아래에 있는 부하는 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드 (615a) 위의 영역을 떠나고 있다는 것을 표시할 수도 있다. 부하가 그 임계값 아래에 있지 않는 경우, 프로세스는 블록 (845) 을 반복하여 전기 차량 (605) 의 부하 및 따라서 제 1 충전 베이스 패드 (615a) 위의 그것의 위치를 결정한다.
일단 프로세스가 블록 (855) 에 도달하면, 프로세스는 도달되고 있는 제 2 임계값에 기인하여 제 1 충전 베이스 패드 (615a) 를 종료하고, 프로세스는 도 9 및 블록 (905) 으로 진행한다. 블록 (905) 에서, 프로세스는 제 2 충전 베이스 패드 (615b) 가 동적 무선 충전 시스템 (600) 에서 최종 충전 베이스 패드인지 여부를 결정한다. 그것이 최종 충전 베이스 패드인 경우, 프로세스는 블록 (910) 으로 진행한다. 그렇지 않은 경우, 프로세스는 블록 (830) 으로 진행하며, 제 2 충전 베이스 패드 (615b) 가 프로세스 (800) 의 목적 상 제 1 충전 베이스 패드 (615) 가 되고, 프로세스는 블록 (905) 에서 시스템에서의 최종 충전 패드에 도달할 때까지 프로세스 (800) 의 나머지 블록들을 통해 진행한다. 블록 (910) 에서, 프로세스는 제 2 충전 베이스 패드 (615b) 위의 현재의 로케이션을 결정하고, 블록 (915) 으로 진행한다. 블록 (915) 에서, 프로세스는 블록 (910) 으로부터의 부하가 임계값 아래에 있는지 여부를 결정한다. 이러한 임계값 아래로 떨어지는 부하는 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드 (615b) 의 에지에 접근하고 있다는 것을 나타낼 수도 있다. 부하가 임계값 아래에 있는 경우, 프로세스는 블록 (920) 으로 진행하며; 그렇지 않은 경우, 프로세스는 블록 (910) 에서 반복한다. 블록 (920) 에서, 프로세스는 임계값 아래로 떨어지는 부하에 응답하여 제 2 충전 베이스 패드 (615b) 를 활성화 해제하고, 프로세스는 종료한다.
도 10 은 2 개의 충전 베이스 패드들 (615) (예를 들어, 충전 베이스 패드들 (615a 및 615b)) 상의 전기 차량 (605) 의 부하들의 그래프를 도시한다. 그래프의 x-축은 (페이지를 가로질러 좌측에서 우측으로, 제로는 페이지의 좌측에 있음) 시간 (t) 이고, 한편 y-축은 (하부에 있는 제로로 시작하여, 페이지 위로 올라 가는 것이 도시된) 충전 베이스 패드로부터의 부하 신호를 도시한다. 챠트의 상부를 따라 전기 차량 (605) 이 x-축의 시간 (t) 동안 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 위에서 이동함에 따라 충전 베이스 패드들 (615a-615d) 과 관련하여 전기 차량 (605) 전력 수신 패드 (606) 위치의 시각적 가이드가 있다.
전기 차량 (605) 및 전력 수신 패드 (606) 가 충전 베이스 패드 (615a) 위에서 이동함에 따라, 부하 신호는 그들이 충전 베이스 패드 (615a) 에 의해 생성된 무선 필드 (635a) (이 도면에서 도시하지 않음) 로 진입함에 따라 제로로부터 상승한다. 그 후, 부하는 최대 부하까지 상승하고, 전기 차량 (605) 및 전력 수신 패드 (606) 가 무선 필드 (635a) 를 빠져나가고 충전 베이스 패드 (615b) 에 의해 생성된 무선 필드 (635b) (이 도면에서 도시하지 않음) 로 진입함에 따라 감소하기 시작한다. 시간 (t1) 에서, 전기 차량 (605) 및 전력 수신 패드 (606) 는 충전 베이스 패드 (615a) 에 의해 생성된 무선 필드 (635a) 내에만 존재한다. 따라서, 그래프는 충전 베이스 패드 (615a) 상의 부하가 그것의 최고치에 있는 것 그리고 충전 베이스 패드 (615b) 상에는 어떠한 부하도 없는 것을 보여준다. 그러나, 시간 (t2) 에서, 전기 차량 (605) 및 전력 수신 패드 (606) 는 충전 베이스 패드 (615b) 에 의해 생성된 무선 필드 (635b) 로 진입했다. 시간 (t2) 에서, 충전 베이스 패드 (615b) 상의 부하는 그것의 최대 레벨을 향해 상승하고 있는 반면, 충전 베이스 패드 (615a) 상의 부하는 제로를 향해 강하하고 있다. 이러한 프로세스는 최종 충전 베이스 패드를 지날 때까지 후속하는 충전 베이스 패드들 사이의 계속적인 천이들에 대해 반복된다. 일부 실시형태들에서, 상술된 부하 프로파일 분석은 전기 차량의 위치 및 속도 및/또는 벡터를 결정하기 위해 사용될 수도 있다. 위치 및 속도 및/또는 벡터 결정들은 도로 (625) 를 따라 소정 거리에서 후속하는 충전 베이스 패드들의 활성화를 스케쥴링하기 위해 사용될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 추가적인 충전 베이스 패드들은 스케쥴링이 정확한 것을 보장하기 위해 후속하는 베이스 패드들의 스케쥴링을 그리고 필요에 따라 그 스케쥴링을 업데이트하는 것을 검증하기 위해 사용될 수도 있다. 대안적인 실시형태에서, 부하 프로파일 분석은 활성화들을 스케쥴링하는 것과는 대조적으로 인접한 충전 베이스 패드들 (615) 을 즉시 활성화하기 위해 사용될 수도 있다.
도 11 은 전기 차량을 무선으로 충전하는 방법의 플로우챠트를 나타낸다. 일 실시형태에서, 동적 무선 충전 시스템 (600) 이 그 방법 (1100) 을 수행할 수도 있다. 다른 실시형태에서, EVSE (620) 가 그 방법 (1100) 을 수행할 수도 있다. 일부 다른 실시형태들에서, 방법 (1100) 의 여러 블록들은 동적 무선 충전 시스템 (600) 의 하나 이상의 컴포넌트들에 의해 수행될 수도 있다. 블록 (1105) 에서, 동적 무선 충전 시스템 (600), EVSE (620), 또는 동적 무선 충전 시스템 (600) 의 컴포넌트 (예를 들어, 충전 베이스 패드 제어기 (630)) 는 적어도 하나의 충전 베이스 패드 (615) (충전 회로) 에 의해 전기 차량 (605) 을 충전하기에 충분한 전력 레벨에서의 무선 필드를 생성한다. 그 무선 필드는 충전 베이스 패드 (615) 로부터 전기 차량 (605) 상의 수신 패드 (606) 까지 전력을 무선으로 송신하기 위해 사용될 수도 있다.
블록 (1110) 에서, 동적 무선 충전 시스템 (600) 은 적어도 하나의 충전 패드 (615) 에의 전기 차량 (605) 의 도착을 검출할 수도 있으며, 여기서 적어도 하나의 충전 베이스 패드 (615) 에의 전기 차량 (605) 의 도착의 검출은 충전 베이스 패드 (615) 의 전기적 특성에서의 변화에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다. 일부 다른 실시형태들에서, 적어도 하나의 충전 베이스 패드 (615) 에서의 전기 차량 (605) 의 검출은 전기 차량 (605) 이 근접성 디바이스의 감지 범위 내에 있을 때 동적 무선 충전 시스템 (600) 으로 신호를 생성하도록 구성된 근접성 디바이스에 의해 수행될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 충전 베이스 패드들 (615) 에의 전기 차량 (605) 의 도착을 검출하는 것은 충전 베이스 패드 (615) 에 의해 수행될 수도 있으며, 여기서 충전 베이스 패드 (615) 의 전기적 특성의 변화는 시스템이 전기 차량 (605) 이 동적 무선 충전 시스템 (600) 의 범위 내에 있다고 결정하기에 충분할 수도 있다. 더욱이, 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드 (615) 위를 이동할 때의 충전 베이스 패드 (615) 의 전기적 특성의 변화는 동적 무선 충전 시스템 (600) 이 전기 차량 (605) 이 충전 베이스 패드들 (615) 위를 이동함에 따라 충전 베이스 패드들 (615) 과 관련하여 전기 차량 (605) 의 위치를 추적하는 것을 허용할 수도 있다.
블록 (1115) 에서, 동적 무선 충전 시스템 (600) 은 적어도 하나의 충전 베이스 패드 (615) 에의 전기 차량 (605) 의 도착의 검출에 적어도 부분적으로 기초하여 적어도 하나의 충전 베이스 패드 (615) 의 활성화 또는 활성화 해제를 제어하는 신호를 생성할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 그 생성된 근접성 신호는 근접성 디바이스에 또는 근접성 디바이스 근처에 위치된 하나 이상의 충전 베이스 패드들 (615) 의 충전 기능들을 활성화하기 위해 사용될 수도 있다. 일부 다른 실시형태들에서, 근접성 신호는 충전 베이스 패드들 (615) 위의 전기 차량 (605) 의 로케이션을 추적하기 시작하기 위해 사용될 수도 있다.
도 12 는 도 1 에 도시된 바와 같이 채용될 수도 있는 동적 무선 충전 시스템 (600) 의 기능적 블록 다이어그램이다. 통상의 기술자들은 동적 무선 충전 시스템 (600) 이 도 12 에 도시된 단순화된 무선 동적 충전 시스템 (1200) 보다 더 많은 컴포넌트들을 가질 수도 있다는 것을 인정할 것이다. 도시된 동적 무선 충전 시스템 (1200) 은 청구범위의 범위 내의 구현들의 일부 현저한 특징들을 기술하기 위해 유용한 이들 컴포넌트들만을 포함한다. 동적 무선 충전 시스템 (1200) 은 무선 필드 생성 회로 (1205), 전기 차량 검출 회로 (1210), 및 근접성 신호 생성 회로 (1215) 를 포함할 수도 있다.
일부 양태들에서, 무선 필드 생성 회로 (1205), 전기 차량 검출 회로 (1210), 및/또는 근접성 신호 생성 회로 (1215) 중 하나 이상은 EVSE (620), 충전 베이스 패드 제어기 (630), 또는 상술된 동적 무선 충전 시스템 (600) 내의 임의의 다른 단일의 컴포넌트 중 하나 이상 내에서 구현될 수도 있다.
일부 구현들에서, 무선 필드 생성 회로 (1205) 는 블록 (1105) 을 참조하여 상술된 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수도 있다. 무선 필드 생성 회로 (1205) 는 충전 베이스 패드 (615), 충전 베이스 패드 제어기 (630/724), 또는 충전 베이스 패드 구동기 (726) 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 일부 구현들에서, 무선 필드를 생성하는 수단 및/또는 전력을 무선으로 송신하는 수단은 무선 필드 생성 회로 (1205) 를 포함할 수도 있다.
일부 구현들에서, 전기 차량 검출 회로 (1210) 는 블록 (1110) 을 참조하여 상술된 하나 이상의 기능들을 수행하도록 구성될 수도 있다. 전기 차량 검출 회로 (1210) 는 근접성 센서 (610), 충전 베이스 패드 제어기 (630), 충전 베이스 패드 (615), EVSE (620), 안테나 (734), 위치 회로 (730), 부하 회로 (728), 또는 통신 회로 (732) 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 일구 구현들에서, 전기 차량을 검출하는 수단, 및/또는 전기 차량의 존재를 검출하는 수단, 및/또는 전기 차량이 충전 베이스 패드들 (615) 의 범위 내에 있다고 결정하는 수단은 전기 차량 검출 회로 (1210) 를 포함할 수도 있다.
일부 구현들에서, 근접성 신호 생성 회로 (1215) 는 블록 (1115) 을 참조하여 상술된 하나 이상의 기능들을 수행하도록 구성될 수도 있다. 근접성 신호 생성 회로 (1215) 는 충전 베이스 패드 (615), 충전 베이스 패드 제어기 (630), EVSE (620), 근접성 디바이스 (610), 위치 회로 (730), 충전 베이스 패드 구동기 (726), 또는 안테나 (734) 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 일부 구현들에서, 근접성 신호를 생성하는 수단 및 전기 차량의 존재를 나타내는 신호를 생성하는 수단은 근접성 신호 생성 회로 (1215) 를 포함할 수도 있다.
상술된 방법들의 다양한 동작들은 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트(들), 회로들, 및/또는 모듈(들) 과 같은, 동작들을 수행하는 것이 가능한 임의의 적합한 수단에 의해 수행될 수도 있다. 일반적으로, 도면들에 예시된 임의의 동작들은 동작들을 수행하는 것이 가능한 대응하는 기능적 수단에 의해 수행될 수도 있다.
정보 및 신호들은 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 이용하여 표현될 수도 있다. 예를 들어, 상기 설명의 전반에 걸쳐 언급될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩 (chip) 들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기 장들 또는 입자들, 광학 장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 조합으로 표현될 수도 있다.
본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련되어 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 양쪽의 조합들로서 구현될 수도 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 상호교환가능성을 명확히 예시하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들을 그들의 기능성 관점에서 일반적으로 상술되었다. 이러한 기능성이 하드웨어로서 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들 및 특정 애플리케이션에 좌우된다. 설명된 기능성은 각각의 특정 애플리케이션에 대한 다양한 방법들로 구현될 수도 있지만, 이러한 구현 판정들은 본 발명의 실시형태들의 범위로부터의 벗어남을 야기시키는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련되어 설명된 다양한 예시적인 블록들, 모듈들, 및 회로들은 본 명세서에서 설명되는 기능들을 수행하도록 설계된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적 회로 (ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 다른 프로그래밍가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안적으로는, 그 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 협력하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로도 구현될 수도 있다.
본 명세서에 개시된 실시형태들과 관련되어 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들 및 기능들은 하드웨어로, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 이들 둘의 조합으로 직접 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 그 기능들은 유형의 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체 상에 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장되거나 또는 송신될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리 (ROM), 전기적으로 프로그래밍가능한 ROM (EPROM), 전기적으로 소거가능한 프로그래밍가능 ROM (EEPROM), 레지스터들, 하드 디스크, 착탈가능 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수도 있다. 저장 매체는, 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 정보를 저장 매체에 기입할 수 있도록 프로세서에 커플링된다. 대안으로, 저장 매체는 프로세서와 일체적일 수도 있다. 디스크 (disk) 및 디스크 (disc) 는, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 콤팩트 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다기능 디스크 (DVD), 플로피 디스크 및 블루레이 디스크를 포함하며, 여기서 디스크 (disk) 들은 데이터를 자기적으로 보통 재생하지만, 디스크 (disc) 들은 레이저로 데이터를 광학적으로 재생한다. 또한, 상기의 조합들도 컴퓨터 판독가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 에 상주할 수도 있다.
본 개시물을 요약할 목적으로, 본 발명들의 소정의 양태들, 이점들 및 신규한 피처들이 본 명세서에 설명되었다. 본 발명의 임의의 특정 실시형태에 따라 모든 이러한 이점들이 반드시 달성될 수도 있는 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에서 교시되거나 제안될 수도 있는 바와 같은 다른 이점들을 반드시 달성하는 일 없이 본 명세서에서 교시된 바와 같은 하나의 이점 또는 이점들의 그룹을 달성하거나 최적화하는 방식으로 구현되거나 수행될 수도 있다.
상술된 실시형태들의 다양한 변경들이 쉽게 명백할 것이며, 본 명세서에 정의된 일반 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어남이 없이 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에서 보여진 실시형태들로 제한되도록 의도된 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리들과 신규한 피처들에 부합하는 가장 넓은 범위를 부여받게 하려는 것이다.

Claims (30)

  1. 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치로서,
    상기 전기 차량을 충전하기 위해 충분한 전력 레벨에서 무선 필드를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 충전 회로;
    상기 적어도 하나의 충전 회로에의 상기 전기 차량의 도착을 검출한 때에 근접성 신호를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 근접성 디바이스로서, 상기 도착의 검출은 상기 적어도 하나의 충전 회로의 전기적 특성에서의 변화를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 기초하고, 상기 변화는 상기 적어도 하나의 충전 회로로부터의 상기 전기 차량의 거리에서의 변화에 기초하는, 상기 적어도 하나의 근접성 디바이스; 및
    상기 적어도 하나의 근접성 디바이스로부터 상기 근접성 신호를 수신하는 것에 응답하여 상기 적어도 하나의 충전 회로의 활성화 또는 활성화 해제를 제어하는 신호를 생성하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 전기 차량으로부터, 로케이션, 또는 속도, 또는 미리 결정된 로케이션에 대한 상기 전기 차량의 방향 벡터, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나에 대한 정보를 수신하도록 구성되는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 근접성 디바이스는 상기 적어도 하나의 충전 회로의 상기 전기적 특성에서의 상기 변화를 측정하고 상기 프로세서에게 통신하도록 구성되는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 또한 상기 전기 차량의 위치 및 이동 방향을 결정하도록 구성되고, 또한 상기 전기 차량의 상기 위치 앞의 그리고 상기 전기 차량의 상기 이동 방향을 따른 적어도 하나의 후속 충전 회로를 활성화하도록 구성되는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 적어도 하나의 충전 회로의 상기 전기적 특성에서의 상기 변화가 미리 결정된 임계량 위의 값을 나타내는 경우 상기 적어도 하나의 충전 회로에의 상기 전기 차량의 도착을 결정하도록 구성되는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 또한 상기 적어도 하나의 충전 회로의 상기 전기적 특성에서의 상기 변화가 미리 결정된 임계량 아래의 값을 나타내는 것을 검출하는 것에 기초하여 상기 적어도 하나의 충전 회로의 활성화 해제를 야기하는 신호를 생성하도록 구성되는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 또한 상기 적어도 하나의 충전 회로의 상기 전기적 특성에서의 상기 변화가 미리 결정된 임계 전류 레벨 아래의 값을 나타내는 것을 검출한 때에 상기 전기 차량의 위치가 더 이상 상기 적어도 하나의 충전 회로 위에 있지 않다고 결정하도록 구성되는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 충전 회로는 자기장을 생성하고, 상기 전기 차량에서의 수신 회로로 전력을 유도적으로 전송하도록 구성되는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기적 특성은 상기 적어도 하나의 충전 회로상의 전류 인출을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 충전 회로상의 상기 전류 인출의 레벨은 상기 적어도 하나의 충전 회로에 관련한 상기 전기 차량의 위치에 대응하는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기적 특성에서의 상기 변화는 상기 전기 차량이 도로를 따라 이동함에 따라 상기 적어도 하나의 충전 회로에 대한 상기 전기 차량의 근접성에 기초하여 변화하는 상기 적어도 하나의 충전 회로에 제공되는 부하에서의 변화를 나타내는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치.
  11. 전기 차량을 무선으로 충전하는 방법으로서,
    적어도 하나의 충전 회로에 의해 상기 전기 차량을 충전하기 위해 충분한 전력 레벨에서 무선 필드를 생성하는 단계;
    적어도 하나의 근접성 디바이스에 의해, 상기 적어도 하나의 충전 회로에의 상기 전기 차량의 도착을 검출하는 단계로서, 상기 전기 차량의 상기 도착의 검출은 상기 적어도 하나의 충전 회로의 전기적 특성에서의 변화를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 기초하며, 상기 변화는 상기 적어도 하나의 충전 회로로부터의 상기 전기 차량의 거리에서의 변화에 기초하는, 상기 전기 차량의 도착을 검출하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 충전 회로에의 상기 전기 차량의 상기 도착의 검출에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 적어도 하나의 충전 회로의 활성화 또는 활성화 해제를 제어하는 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전기 차량으로부터, 로케이션, 또는 속도, 또는 미리 결정된 로케이션에 대한 상기 전기 차량의 방향 벡터, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나에 대한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 근접성 디바이스에 의해, 상기 적어도 하나의 충전 회로의 상기 전기적 특성에서의 상기 변화를 측정하는 단계를 더 포함하는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 전기 차량의 위치 및 이동 방향을 결정하는 단계; 및
    상기 전기 차량의 상기 위치 앞의 그리고 상기 전기 차량의 상기 이동 방향을 따른 적어도 하나의 후속 충전 회로를 활성화하는 단계를 더 포함하는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 충전 회로의 상기 전기적 특성에서의 상기 변화가 미리 결정된 임계량을 초과하는 경우 상기 적어도 하나의 충전 회로에의 상기 전기 차량의 도착을 결정하는 단계를 더 포함하는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 충전 회로의 상기 전기적 특성에서의 상기 변화가 미리 결정된 임계량 아래로 떨어지는 것을 검출하는 것에 기초하여 상기 적어도 하나의 충전 회로의 활성화 해제를 야기하는 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 충전 회로의 상기 전기적 특성에서의 상기 변화가 미리 결정된 임계량 아래로 떨어지는 것을 검출하는 것에 기초하여 상기 전기 차량의 위치가 더 이상 상기 적어도 하나의 충전 회로 위에 있지 않다고 결정하는 단계를 더 포함하는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 충전 회로에 의해 상기 전기 차량을 충전하기 위해 충분한 전력 레벨에서 무선 필드를 생성하는 단계는 자기장을 생성하는 단계 및 상기 전기 차량에서의 수신 회로로 전력을 유도적으로 전송하는 단계를 포함하는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 전기적 특성은 상기 적어도 하나의 충전 회로상의 전류 인출을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 충전 회로상의 상기 전류 인출의 레벨은 상기 적어도 하나의 충전 회로에 관련한 상기 전기 차량의 위치에 대응하는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 방법.
  20. 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치로서,
    상기 전기 차량을 충전하기 위해 충분한 전력 레벨에서 무선 필드를 생성하는 수단;
    상기 무선 필드 생성 수단에의 상기 전기 차량의 도착을 검출하는 수단으로서, 상기 전기 차량의 상기 도착의 검출은 상기 무선 필드 생성 수단의 전기적 특성에서의 변화를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 기초하며, 상기 변화는 상기 무선 필드 생성 수단으로부터의 상기 전기 차량의 거리에서의 변화에 기초하는, 상기 전기 차량의 도착을 검출하는 수단; 및
    상기 적어도 하나의 무선 필드 생성 수단에의 상기 전기 차량의 상기 도착의 검출에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 무선 필드 생성 수단의 활성화 또는 활성화 해제를 제어하는 신호를 생성하는 수단을 포함하는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 무선 필드 생성 수단은 적어도 하나의 충전 회로를 포함하는, 전기 차량을 무선으로 충전하는 장치.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 무선 필드 생성 수단에의 상기 전기 차량의 도착을 검출한 때에 근접성 신호를 생성하는 수단은 적어도 하나의 근접성 디바이스를 포함하는, 시스템.
  23. 제 20 항에 있어서,
    근접성 신호를 생성하는 수단으로부터 근접성 신호를 수신하는 것에 응답하여 상기 무선 필드 생성 수단의 활성화 또는 활성화 해제를 제어하는 신호를 생성하는 수단은 적어도 하나의 프로세서를 포함하는, 시스템.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 전기 차량으로부터, 로케이션, 또는 속도, 또는 미리 결정된 로케이션에 대한 상기 전기 차량의 방향 벡터, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나에 대한 정보를 수신하는 수단을 더 포함하는, 시스템.
  25. 제 20 항에 있어서,
    근접성 신호를 생성하는 것에 응답하여 상기 무선 필드 생성 수단의 활성화 또는 활성화 해제를 제어하는 신호를 생성하는 수단은 상기 무선 필드 생성 수단의 전기적 특성에서의 변화를 측정하는 수단을 더 포함하는, 시스템.
  26. 제 20 항에 있어서,
    상기 전기 차량의 위치 및 이동 방향을 결정하는 수단; 및
    상기 전기 차량의 상기 위치 앞의 그리고 상기 전기 차량의 상기 이동 방향을 따른 상기 무선 필드 생성 수단을 활성화하는 수단을 더 포함하는, 시스템.
  27. 제 20 항에 있어서,
    상기 무선 필드 생성 수단의 전기적 특성에서의 상기 변화가 미리 결정된 임계량을 초과하는 경우 상기 무선 필드 생성 수단에의 상기 전기 차량의 도착을 결정하는 수단을 더 포함하는, 시스템.
  28. 제 20 항에 있어서,
    상기 무선 필드 생성 수단의 전기적 특성에서의 상기 변화가 미리 결정된 임계량 아래로 떨어지는 것을 검출한 때에 상기 무선 필드 생성 수단의 활성화 해제를 야기하는 신호를 생성하는 수단을 더 포함하는, 시스템.
  29. 제 20 항에 있어서,
    상기 무선 필드 생성 수단의 전기적 특성에서의 상기 변화가 미리 결정된 임계량 아래로 떨어지는 것을 검출한 때에 상기 전기 차량의 위치가 더 이상 상기 무선 필드 생성 수단 위에 있지 않다고 결정하는 수단을 더 포함하는, 시스템.
  30. 제 20 항에 있어서,
    상기 무선 필드 생성 수단은 자기장을 생성하고 상기 전기 차량에서의 수신 회로로 전력을 유도적으로 전송하는 수단을 포함하는, 시스템
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