KR20170106008A - Wireless power transfer pad and ground assembly having the same - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a wireless power transmission pad used for an electric car wireless power transmission and a ground assembly having the same. The wireless power transmission pad comprises: a primary coil with a rectangular shape having the X-width defined in the x-direction and the Y-width defined by the y-direction, and having a central space; a ferrite connected with the primary coil; and a housing supporting the primary coil and the ferrite. A first cross-section area with respect to a first part of the primary coil having the X-width is smaller than a second cross-section area with respect to a second part of the primary coil having the Y-width.

Description

무선 전력 전송 패드 및 이를 구비하는 그라운드 어셈블리{WIRELESS POWER TRANSFER PAD AND GROUND ASSEMBLY HAVING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a wireless power transmission pad and a ground assembly having the wireless power transmission pad.

본 발명은 무선 전력 전송 패드에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전기차 무선 전력 전송에 사용되는 무선 전력 전송 패드 및 이를 구비하는 그라운드 어셈블리에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless power transmission pad, and more particularly, to a wireless power transmission pad used in an electric vehicle wireless power transmission and a ground assembly having the wireless power transmission pad.

미국 자동차 기술 학회(SAE, Society of automobile engineers) J2954는 전기자동차용 자기유도방식을 이용하는 무선전력전송 시스템의 용량대별 성능, 상호 운용성, 정격출력을 낼 수 있는 수직 및 수평 이격 거리 기준, 송수신 패드 간 통신 방법, 동작 주파수, EMI(electromagnetic interference)/EMC(electromagnetic compatibility), 안정성과 같은 다양한 내용을 포함하고 있는 규격이다.J2954 is the capacity and performance of wireless power transmission system using magnetic induction method for electric vehicles, vertical and horizontal separation distance based on interoperability, rated output, transmission and reception pads It contains various contents such as communication method, operating frequency, EMI (electromagnetic interference) / electromagnetic compatibility (EMC), and stability.

이 규격은 성능뿐만 아니라, 용량대별 송수신 패드의 규격에 대해서도 제시하고 있기 때문에, 자동차 제조 업체들 대부분은 송수신 패드 제작 시, 규격에서 제시하는 송수신 패드의 구성 및 사이즈를 따르고 있다.Since this standard not only describes the performance but also the specification of the transmitting and receiving pads according to capacity, most automobile manufacturers follow the configuration and size of the transmitting and receiving pads presented in the specification when manufacturing the transmitting and receiving pads.

규격에서 제시하는 수치는 외형 사이즈를 제외하고는 절대적인 수치가 아니므로, 성능 측면에서의 극대화를 위하여 송수신 패드의 최적 구성 방안에 대한 고려가 필수적이다. 이와 같이, 무선 전력 전송 패드에 대한 최적 구성이 요구되고 있는 실정이다.Since the numerical values given in the specification are not absolute values except for the external size, it is necessary to consider the optimum configuration method of the transmitting and receiving pad in order to maximize the performance. Thus, there is a need for an optimum configuration for a wireless power transmission pad.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 무선 전력 전송 성능을 극대화할 수 있는 무선 전력 전송 패드를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a wireless power transmission pad capable of maximizing wireless power transmission performance.

본 발명의 다른 목적은 전술한 무선 전력 전송 패드를 구비하는 그라운드 어셈블리를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a ground assembly having the aforementioned wireless power transmission pad.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에서는, 이차 코일을 포함하는 수신 패드로 무선 전력을 전송하도록 준비되는 무선 전력 전송 패드로서, x-방향에서 정의된 X-폭과 y-방향에서 정의된 Y-폭을 구비하고 중앙 공간을 구비하는 직사각 형태의 일차 코일, 상기 일차 코일과 결합하는 페라이트, 및 상기 일차 코일과 상기 페라이트를 지지하는 하우징을 포함하고, 여기서 상기 X-폭을 가진 상기 일차 코일의 제1 부분에 대한 제1 단면적은, 상기 Y-폭을 가진 상기 일차 코일의 제2 부분에 대한 제2 단면적보다 작은, 무선 전력 전송 패드가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless power transmission pad prepared to transmit wireless power to a receiving pad including a secondary coil, the wireless power transmitting pad comprising: A primary coil of a rectangular shape having a Y-width and having a central space, a ferrite for coupling with the primary coil, and a housing for supporting the primary coil and the ferrite, wherein the primary coil Is smaller than a second cross-sectional area for the second portion of the primary coil having the Y-width.

여기서, 상기 제1 단면적과 상기 제2 단면적의 비율은 9/13일 수 있다.Here, the ratio of the first cross-sectional area to the second cross-sectional area may be 9/13.

여기서, 상기 X-폭은 80㎜보다 크고 100㎜보다 작으며, 상기 Y-폭은 120㎜보다 크고 140㎜보다 작을 수 있다. 상기 X-폭은 90㎜이고, 상기 Y-폭은 130㎜일 수 있다.The X-width may be greater than 80 mm and less than 100 mm, and the Y-width may be greater than 120 mm and less than 140 mm. The X-width may be 90 mm, and the Y-width may be 130 mm.

여기서, 상기 x-방향에서 정의된 상기 페라이트의 X-길이에 대한 상기 X-폭의 제1 비율과 상기 y-방향에서 정의된 상기 페라이트의 Y-길이에 대한 상기 Y-폭의 제2 비율은 0.21±0.07 범위에서 0.02 미만의 차이를 가질 수 있다.Here, the second ratio of the Y-width to the Y-length of the ferrite defined in the y-direction and the first ratio of the X-width to the X-length of the ferrite defined in the x- 0.0 > 0.21 < / RTI > 0.07.

여기서, 상기 x-방향에서 정의되는 상기 이차 코일의 X2-폭은 35㎜보다 크고 37㎜보다 작으며, 상기 y-방향에서 정의되는 상기 이차 코일의 Y2-폭은 35㎜보다 크고 37㎜보다 작을 수 있다.The X2-width of the secondary coil defined in the x-direction is greater than 35 mm and smaller than 37 mm, and the Y2-width of the secondary coil defined in the y-direction is greater than 35 mm and smaller than 37 mm .

여기서, 상기 직사각 형태의 일차 코일에서 Y-폭은 상기 일차 코일의 중앙 공간을 사이에 두고 y방향에서 배치되는 제1 Y-폭과 제2 Y-폭을 포함하고, 상기 제1 Y-폭의 크기와 상기 제2 Y-폭의 크기는 서로 다를 수 있다. 상기 제1 Y-폭과 상기 제2 Y-폭 중 어느 하나의 크기는 상기 X-폭과 동일할 수 있다.Here, the Y-width in the rectangular primary coil includes a first Y-width and a second Y-width disposed in the y-direction with the central space of the primary coil interposed therebetween, and the first Y- The size and the size of the second Y-width may be different. The size of either the first Y-width and the second Y-width may be the same as the X-width.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에서는, 이차 코일을 포함하는 수신 패드로 무선 전력을 전송하도록 준비되는 무선 전력 전송 패드로서, x-방향에서 정의된 X-폭과 y-방향에서 정의된 Y-폭을 구비하고 중앙 공간을 구비하는 직사각 형태의 일차 코일, 상기 일차 코일과 결합하는 페라이트, 및 상기 일차 코일과 상기 페라이트를 지지하는 하우징을 포함하고, 여기서 상기 X-폭을 가진 상기 일차 코일의 제1 부분에 대한 제1 단면적에서의 절연재료의 제1 면적은, 상기 Y-폭을 가진 상기 일차 코일의 제2 부분에 대한 제2 단면적에서의 절연재료의 제2 면적보다 작은, 무선 전력 전송 패드가 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided a wireless power transmission pad prepared to transmit wireless power to a receiving pad including a secondary coil, the wireless power transmission pad comprising: A primary coil of a rectangular shape having a Y-width and having a central space, a ferrite for coupling with the primary coil, and a housing for supporting the primary coil and the ferrite, wherein the primary coil Sectional area of the insulating material at a second cross-sectional area of the first portion of the primary coil having the Y-width is less than a second area of the insulating material at a second cross- A transfer pad is provided.

여기서, 상기 제1 부분의 단면 내에서 x-방향으로 배열되는 서로 인접한 두 코일들 사이의 평균 간격은 상기 제2 부분의 단면 내에서 y-방향으로 배열되는 서로 인접한 두 코일들 사이의 평균 간격보다 좁을 수 있다.Here, the average distance between two adjacent coils arranged in the x-direction in the cross section of the first part is smaller than the average distance between two coils adjacent to each other arranged in the y- It can be narrow.

여기서, 상기 제1 단면적과 상기 제2 단면적의 비율는 9/13일 수 있다.Here, the ratio of the first cross-sectional area to the second cross-sectional area may be 9/13.

여기서, 상기 페라이트는 상기 일차 코일을 감싸며 상기 일차 코일의 중앙 공간으로 돌출되는 구조를 구비할 수 있다.Here, the ferrite may have a structure that surrounds the primary coil and protrudes into a central space of the primary coil.

여기서, 무선 전력 전송 패드는, 금속성 실드를 더 포함하며, 상기 금속성 실드의 상부에는 제1 절연재료, 상기 페라이트, 제2 절연재료 및 상기 일차 코일의 적층 구조가 배치될 수 있다.Here, the wireless power transmission pad may further include a metallic shield, and a laminated structure of the first insulating material, the ferrite, the second insulating material, and the primary coil may be disposed on the metallic shield.

여기서, 상기 금속성 실드의 하부에 위치한 일부 제1 절연부재의 하부에서부터 상기 적층 구조 내 상기 일차 코일의 상부까지의 외형 두께 또는 수직 거리는 40㎜보다 작을 수 있다.Here, the outer shape thickness or vertical distance from the lower portion of the first insulating member located below the metallic shield to the upper portion of the primary coil in the laminated structure may be smaller than 40 mm.

여기서, 상기 제2 부분의 권선은 복층 구조를 구비할 수 있다.Here, the windings of the second portion may have a multi-layer structure.

여기서, 상기 복층 구조의 권선 내 코일들은 y-방향에서 일정한 간격으로 배열될 수 있다. 또한, 상기 복층 구조의 권선 내 제1 층의 서로 인접한 코일들과 제2 층의 서로 인접한 코일들은 서로 다른 평균 간격으로 배열될 수 있다. 또한, 상기 복층 구조의 권선 내 코일들은 y-방향에서 인접한 두 코일들 사이의 간격이 순차적으로 감소하거나 증가하도록 배열될 수 있다.Here, the coils in the multi-layered winding can be arranged at regular intervals in the y-direction. Further, adjacent coils of the first layer in the multi-layer structure winding and mutually adjacent coils of the second layer may be arranged at different average intervals. Further, the coils in the winding of the multi-layer structure can be arranged so that the interval between two coils adjacent in the y-direction sequentially decreases or increases.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에서는, 무선 전력 전송 시스템의 그라운드 어셈블리로서, 그리드 또는 전원 소스로부터의 전력을 변환하는 전력 변환 유닛, 및 상기 전력 변환 유닛에 결합하는 무선 전력 전송 패드를 포함하되, 상기 무선 전력 전송 패드는, x축 방향에서 정의된 X-폭과 y축 방향에서 정의된 Y-폭을 구비하고 중앙 공간을 구비하는 직사각 형태의 일차 코일, 및 상기 일차 코일에 결합하는 페라이트를 포함하고, 여기서 상기 X-폭을 가진 상기 일차 코일의 제1 부분에 대한 제1 단면적은 상기 Y-폭을 가진 상기 일차 코일의 제2 부분에 대한 제2 단면적보다 작은, 그라운드 어셈블리가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a ground assembly for a wireless power transmission system, comprising: a power conversion unit for converting power from a grid or a power source; and a wireless power transmission pad Wherein the wireless power transmission pad comprises: a rectangular-shaped primary coil having a X-width defined in the x-axis direction and a Y-width defined in the y-axis direction and having a central space, Wherein the first cross-sectional area for the first portion of the primary coil having the X-width is less than the second cross-sectional area for the second portion of the primary coil having the Y-width, do.

여기서, 상기 제1 단면적 내 절연재료의 제1 면적은, 상기 제2 단면적 내 절연재료의 제2 면적보다 작을 수 있다.Here, the first area of the insulating material within the first cross-sectional area may be smaller than the second area of the insulating material within the second cross-sectional area.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 전송 패드 및 이를 구비하는 그라운드 어셈블리를 이용할 경우에는, 무선 전력 전송 시스템에서 송수신 코일 간의 무선 전력 전송 성능을 극대화할 수 있다.In the case of using the wireless power transmission pad and the ground assembly having the same according to the embodiment of the present invention as described above, the wireless power transmission performance between the transmitting and receiving coils in the wireless power transmission system can be maximized.

또한, 외형 두께가 얇으면서 결합 성능이 우수한 송신 패드를 제공할 수 있고, 그에 의해 무선 전력 전송 시스템에서 무선 전력 전송 효율을 향상시킬 수 있다.Further, it is possible to provide a transmission pad having a thin outer shape and excellent coupling performance, thereby improving the wireless power transmission efficiency in a wireless power transmission system.

도 1은 본 실시예에 채용할 수 있는 SAE J2954에 규정된 x/y축에 대한 개념도이다.
도 2는 비교예에 따른 SAE J2954 규격의 송신 패드에 대한 구성도이다.
도 3은 비교예에 따른 SAE J2954 규격의 수신 패드에 대한 구성도이다.
도 4는 비교예에 따른 송수신 패드들 간의 결합 성능을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 패드(이하, 간략히 '송신 패드'라고 함)에 대한 평면도이다.
도 6은 도 5의 송신 패드에 대한 좌측면도이다.
도 7은 도 5의 송신 패드에 대한 정면도이다.
도 8은 도 7의 송신 패드의 부분 확대 정면도이다.
도 9는 도 5의 송신 패드의 코일 폭 조건을 획득하기 위한 실험 조건에 대한 예시도이다.
도 10은 도 9의 실험 조건 중 x축 이격 거리에 따른 결합 계수를 나타낸 그래프이다.
도 11은 도 9의 실험 조건 중 y축 이격 거리에 따른 결합 계수를 나타낸 그래프이다.
도 12는 도 9의 실험 조건 중 z축 이격 거리를 제1 거리로 고정한 상태에서의 x축 이격 결합 계수에 대한 그래프이다.
도 13은 도 9의 실험 조건 중 z축 이격 거리를 제1 거리로 고정한 상태에서의 y축 이격 결합 계수에 대한 그래프이다.
도 14는 도 9의 실험 조건 중 z축 이격 거리를 제2 거리로 고정한 상태에서의 x축 이격 결합 계수에 대한 그래프이다.
도 15는 도 9의 실험 조건 중 z축 이격 거리를 제2 거리로 고정한 상태에서의 y축 이격 결합 계수에 대한 그래프이다.
도 16은 도 5의 송신 패드를 D1-D1선에 의해 절단한 제1 단면에서의 일차 코일 부분과 D2-D2선에 의해 절단한 제2 단면에서의 일차 코일 부분을 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 도 16의 송신 패드의 제2 단면에서의 코일들에 배열 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 도 16의 송신 패드의 제2 단면에서의 코일들의 배열 구조의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 도 16의 송신 패드의 제2 단면에서의 코일들의 배열 구조의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 실시예에 채용할 수 있는 송신 패드의 일차 코일에 대한 인출선 구조를 설명하기 위한 예시도이다.
Fig. 1 is a conceptual diagram for the x / y axis defined in SAE J2954, which can be employed in this embodiment.
2 is a configuration diagram of a transmission pad according to a SAE J2954 standard according to a comparative example.
3 is a block diagram of a receiving pad according to a SAE J2954 standard according to a comparative example.
4 is a graph illustrating a coupling performance between the transmitting and receiving pads according to a comparative example.
5 is a plan view of a wireless power transmission pad (hereinafter simply referred to as a transmission pad) according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a left side view of the transmission pad of Figure 5;
Figure 7 is a front view of the transmission pad of Figure 5;
8 is a partially enlarged front view of the transmission pad of Fig.
FIG. 9 is an exemplary view of experimental conditions for obtaining the coil width condition of the transmission pad of FIG. 5; FIG.
10 is a graph showing the coupling coefficient according to the x-axis separation distance in the experimental conditions of FIG.
11 is a graph showing the coupling coefficient according to the y-axis separation distance in the experimental conditions of FIG.
12 is a graph of the x-axis spacing coupling coefficient in a state where the z-axis spacing distance is fixed at the first distance in the experimental conditions of Fig.
13 is a graph of the y-axis separation coupling coefficient in a state where the z-axis separation distance is fixed at the first distance in the experimental conditions of Fig.
FIG. 14 is a graph of the x-axis spacing coupling coefficient in a state where the z-axis spacing distance is fixed at the second distance in the experimental conditions of FIG.
15 is a graph of the y-axis separation coupling coefficient in a state where the z-axis separation distance is fixed at the second distance in the experimental conditions of Fig.
Fig. 16 is a view for explaining the primary coil portion in the first section cut by the D1-D1 line and the primary coil portion in the second section cut by the D2-D2 line in the transmission pad of Fig. 5 .
FIG. 17 is a view for explaining the arrangement structure of the coils in the second section of the transmission pad of FIG. 16; FIG.
18 is a view for explaining another embodiment of the arrangement structure of the coils in the second cross section of the transmission pad of Fig.
19 is a view for explaining another embodiment of the arrangement structure of the coils in the second section of the transmission pad of Fig.
20 is an exemplary view for explaining a lead wire structure for a primary coil of a transmission pad which can be employed in this embodiment.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이하에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and are herein described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all changes, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

'제1, 제2, A, B' 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. '및/또는' 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms 'first, second, A, B', etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term " and / or " includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

전자부품 또는 소자의 일단과 타단은 두 개의 단자들을 나타내는 것으로, 제1 단자 및 제2 단자로도 각각 언급될 수 있다.One end and the other end of the electronic component or element represent two terminals, which may also be referred to as a first terminal and a second terminal, respectively.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결된다'거나 '접속된다'고 언급되는 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결된다'거나 '직접 접속된다'고 언급되는 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다. When an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it should be understood that other elements may be present in the middle, or may be directly connected to the other element something to do. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, '포함한다', '가진다' 등과 관련된 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms related to 'comprising', 'having', and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

또한, 본 명세서에서 오해의 소지가 없는 한 어떤 문자의 첨자가 다른 첨자를 가질 때, 표시의 편의를 위해 첨자의 다른 첨자는 첨자와 동일한 크기로 표시될 수 있다.Also, in the present specification, when subscripts of certain characters have different subscripts, other subscripts of subscripts can be displayed with the same size as subscripts for convenience of display.

본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 포함한다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined herein, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art and are not to be construed as ideal or overly formal meanings unless explicitly defined herein.

본 명세서에 사용되는 일부 용어를 정의하면 다음과 같다.Some terms used in this specification are defined as follows.

전기차(Electric Vehicle, EV)는 49 CFR(code of federal regulations) 523.3 등에서 정의된 자동차(automobile)를 지칭할 수 있다. 전기차는 고속도로 이용 가능하고, 차량 외부의 전원공급원으로부터 재충전 가능한 배터리 등의 차량 탑재 에너지 저장 장치에서 공급되는 전기에 의해 구동될 수 있다. 전원공급원은 주거지나 공용 전기서비스 또는 차량 탑재 연료를 이용하는 발전기 등을 포함할 수 있다.An Electric Vehicle (EV) may refer to an automobile as defined in 49 CFR Code 523.3. The electric vehicle is freely available on the highway and can be driven by electricity supplied from an in-vehicle energy storage device such as a rechargeable battery from a power source outside the vehicle. The power source may include a residential or public electrical service or a generator utilizing vehicle-mounted fuel, and the like.

전기차(electric vehicle, EV)는 일렉트릭 카(electric car), 일렉트릭 오토모바일(electric automobile), ERV(electric road vehicle), PV(plug-in vehicle), xEV(plug-in vehicle) 등으로 지칭될 수 있고, xEV는 BEV(plug-in all-electric vehicle 또는 battery electric vehicle), PEV(plug-in electric vehicle), HEV(hybrid electric vehicle), HPEV(hybrid plug-in electric vehicle), PHEV(plug-in hybrid electric vehicle) 등으로 지칭되거나 구분될 수 있다.An electric vehicle EV can be referred to as an electric car, an electric automobile, an electric road vehicle (ERV), a plug-in vehicle (PV), a plug-in vehicle (xEV) XEV is a plug-in all-electric vehicle or battery electric vehicle, a plug-in electric vehicle (PEV), a hybrid electric vehicle (HEV), a hybrid plug-in electric vehicle (HPEV) hybrid electric vehicle, and the like.

플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)는 전력 그리드에 연결하여 량 탑재 일차 배터리를 재충전하는 전기차로 지칭될 수 있다.A Plug-in Electric Vehicle (PEV) can be referred to as an electric vehicle that is connected to a power grid and recharges a quantity-loaded primary battery.

플러그인 차량(Plug-in vehicle, PV)은 본 명세서에서 전기차 전력공급장치(electric vehicle supply equipment, EVSE)로부터 물리적인 플러그와 소켓을 사용하지 않고 무선 충전 방식을 통해 재충전 가능한 차량으로 지칭될 수 있다.A plug-in vehicle (PV) may be referred to herein as a rechargeable vehicle through a wireless charging scheme without the use of physical plugs and sockets from electric vehicle supply equipment (EVSE).

중량 자동차(Heavy duty vehicles; H.D. Vehicles)는 49 CFR 523.6 또는 CFR 37.3(bus)에서 정의된 네 개 이상의 바퀴를 가진 모든 차량을 지칭할 수 있다.Heavy duty vehicles (H.D. Vehicles) may refer to any vehicle with four or more wheels as defined in 49 CFR 523.6 or CFR 37.3 (bus).

경량 플러그인 전기차(Light duty plug-in electric vehicle)는 주로 공공 거리, 도로 및 고속도로에서 사용하기 위한 재충전 가능한 배터리나 다른 에너지 장치의 전류가 공급되는 전기 모터에 의해 추진력을 얻는 3개 또는 4개 바퀴를 가진 차량을 지칭할 수 있다. 경량 플러그인 전기차는 총 중량이 4.545㎏보다 작게 규정될 수 있다.A light duty plug-in electric vehicle is a light duty plug-in electric vehicle that can be recharged for use on public streets, roads and highways, or three or four wheels that get propelled by an electric motor powered by another energy device It can refer to a vehicle having an engine. Lightweight plug-in electric vehicles may be specified to have a total weight less than 4.545 kg.

무선 충전 시스템(Wireless power charging system, WCS)은 무선 전력 전송과 얼라인먼트 및 통신을 포함한 GA와 VA 간의 제어를 위한 시스템을 지칭할 수 있다.A wireless power charging system (WCS) may refer to a system for controlling between GA and VA, including wireless power transmission, alignment and communication.

무선 전력 전송(Wireless power transfer, WPT)은 유틸리티(Utility)나 그리드(Grid) 등의 교류 전원공급 네트워크에서 전기차로 무접촉 수단을 통해 전기적인 전력을 전송하는 것을 지칭할 수 있다.Wireless power transfer (WPT) can refer to the transfer of electrical power through contactless means to an electric vehicle in an AC power supply network, such as a utility or a grid.

유틸리티(Utility)는 전기적인 에너지를 제공하며 통상 고객 정보 시스템(Customer Information System, CIS), 양방향 검침 인프라(Advanced Metering Infrastructure, AMI), 요금과 수익(Rates and Revenue) 시스템 등을 포함하는 시스템들의 집합으로 지칭될 수 있다. 유틸리티는 가격표 또는 이산 이벤트(discrete events)를 통해 플러그인 전기차가 에너지를 이용할 수 있도록 한다. 또한, 유틸리티는 관세율, 계측 전력 소비에 대한 인터벌 및 플러그인 전기차에 대한 전기차 프로그램의 검증 등에 대한 정보를 제공할 수 있다.Utility provides electrical energy and is a set of systems that typically include a Customer Information System (CIS), an Advanced Metering Infrastructure (AMI), and a Rates and Revenue system. Lt; / RTI > The utility allows the plug-in electric vehicle to use energy through price tags or discrete events. The utility can also provide information on tariff rates, intervals for measured power consumption, and verification of electric vehicle programs for plug-in electric vehicles.

스마트 충전(Smart charging)은 EVSE 및/또는 플러그인 전기차가 차량 충전율이나 방전율을 그리드 용량이나 사용 비용 비율의 시간을 최적화하기 위해 전력 그리드와 통신하는 시스템으로 설명할 수 있다.Smart charging can be described as a system in which EVSE and / or plug-in electric vehicles communicate vehicle charge rates or discharge rates with the power grid to optimize the grid capacity or time of use ratio.

자동 충전(Automatic charging)은 전력을 전송할 수 있는 1차측 충전기 어셈블리(primary charger assembly)에 대하여 적절한 위치에 차량의 놓고 인덕티브 충전하는 동작으로 정의될 수 있다. 자동 충전은 필요한 인증 및 권한을 얻은 후에 수행될 수 있다.Automatic charging can be defined as the inductive charging operation of the vehicle in a proper position relative to the primary charger assembly capable of transmitting power. Automatic charging can be performed after obtaining the required authentication and authorization.

상호운용성(Interoperabilty)은 서로 상대적인 시스템의 성분들이 전체 시스템의 목적하는 동작을 수행하기 위해 함께 작동할 수 있는 상태를 지칭할 수 있다. 정보 상호운용성(Information interoperability)은 두 개 이상의 네트워크들, 시스템들, 디바이스들, 애플리케이션들 또는 성분들이 사용자가 거의 또는 전혀 불편함 없이 안전하고 효과적으로 정보를 공유하고 쉽게 사용할 수 있는 능력을 지칭할 수 있다.Interoperability can refer to a state in which the components of the system relative to each other can operate together to perform the desired operation of the overall system. Information interoperability can refer to the ability of two or more networks, systems, devices, applications or components to share and easily use information securely and effectively, with little or no inconvenience to the user .

유도 충전 시스템(Inductive charging system)은 두 파트가 느슨하게 결합된 트랜스포머를 통해 전기 공급 네트워크에서 전기차로 정방향에서 전자기적으로 에너지를 전송하는 시스템을 지칭할 수 있다. 본 실시예에서 유도 충전 시스템은 전기차 충전 시스템에 대응할 수 있다.An inductive charging system may refer to a system in which two parts transfer energy electronically in a forward direction from an electricity supply network to an electric vehicle via a loosely coupled transformer. In this embodiment, the induction charging system may correspond to the electric vehicle charging system.

유도 커플러(Inductive coupler)는 GA 코일과 VA 코일로 형성되어 전력이 전기적인 절연을 통해 전력을 전송하는 트랜스포머를 지칭할 수 있다.An inductive coupler may refer to a transformer that is formed of a GA coil and an VA coil and that transfers power through electrical isolation.

유도 결합(Inductive coupling)은 두 코일들 간의 자기 결합을 지칭할 수 있다. 두 코일은 그라운드 어셈블리 코일(Ground assembly coil)과 차량 어셈블리 코일(Vehicle assembly coil)을 지칭할 수 있다.Inductive coupling can refer to magnetic coupling between two coils. The two coils can refer to a ground assembly coil and a vehicle assembly coil.

그라운드 어셈블리(Ground assembly, GA)는 GA 코일과 다른 적절한 부품을 포함하여 그라운드 또는 인프라스트럭처(infrastructure) 측에 배치되는 어셈블리를 지칭할 수 있다. 다른 적절한 부품은 임피던스와 공진주파수를 제어하기 위한 적어도 하나의 부품, 자기 경로(magnetic path)를 강화하기 위한 페라이트 및 전자기 차폐 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, GA는 무선 충전 시스템의 전력 소스로서 기능하는 데 필요한 전력/주파수 변환 장치, GA 컨트롤러 및 그리드로부터의 배선과 각 유닛과 필터링 회로들, 하우징 등의 사이의 배선을 포함할 수 있다.A ground assembly (GA) may refer to an assembly disposed on the ground or infrastructure side, including a GA coil and other suitable components. Other suitable components may include at least one component for controlling the impedance and resonant frequency, ferrite and electromagnetic shielding material for enhancing the magnetic path. For example, the GA may include the power / frequency converter required to function as a power source for the wireless charging system, the GA controller, and the wiring from the grid and the wiring between each unit and the filtering circuits, the housing, and the like.

차량 어셈블리(Vehicle assembly, VA)는 VA 코일과 다른 적절한 부품을 포함하여 차량에 배치되는 어셈블리를 지칭할 수 있다. 다른 적절한 부품은 임피던스와 공진주파수를 제어하기 위한 적어도 하나의 부품, 자기 경로를 강화하기 위한 페라이트 및 전자기 차폐 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, VA는 무선 충전 시스템의 차량 부품으로서 기능하는 데 필요한 정류기/전력변환장치와 VA 컨트롤러 및 차량 배터리의 배선뿐 아니라 각 유닛과 필터링 회로들, 하우징 등의 사이의 배선을 포함할 수 있다.A vehicle assembly (VA) may refer to an assembly disposed in a vehicle, including a VA coil and other suitable components. Other suitable components may include at least one component for controlling the impedance and resonant frequency, ferrite and electromagnetic shielding material for enhancing the magnetic path. For example, the VA may include wiring between each unit and filtering circuits, housing, etc., as well as the wiring of the VA controller and the vehicle battery, as well as the rectifier / power converter required to function as a vehicle component of the wireless charging system .

전술한 GA는 프라이머리 디바이스(primary device, PD), 일차측 장치 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 VA는 세컨더리 디바이스(secondary device, SD), 이차측 장치 등으로 지칭될 수 있다.The aforementioned GA may be referred to as a primary device (PD), a primary device, and the like, and VA may be referred to as a secondary device (SD), a secondary device, and so on.

프라이머리 디바이스(Primary device)는 세컨더리 디바이스에 무접촉 결합을 제공하는 장치 즉, 전기차 외부의 장치일 수 있다. 프라이머리 디바이스는 일차측 장치로 지칭될 수 있다. 전기차가 전력을 받을 때, 프라이머리 디바이스는 전력을 전송하는 전원 소스로서 동작할 수 있다. 프라이머리 디바이스는 하우징과 모든 커버들을 포함할 수 있다.The primary device may be a device that provides contactless coupling to the secondary device, that is, a device external to the electric vehicle. The primary device may be referred to as a primary device. When the electric vehicle receives power, the primary device can operate as a power source for transmitting power. The primary device may include a housing and all covers.

세컨더리 디바이스(Secondary device)는 프라이머리 디바이스에 무접촉 결합을 제공하는 전기차 탑재 장치일 수 있다. 세컨더리 디바이스는 이차측 장치로 지칭될 수 있다. 전기차가 전력을 받을 때, 세컨더리 디바이스는 프라이머리 디바이스로부터의 전력을 전기차로 전달할 수 있다. 세컨더리 디바이스는 하우징과 모든 커버들을 포함할 수 있다.The secondary device may be an electric vehicle mounting device that provides contactless engagement with the primary device. The secondary device may be referred to as a secondary side device. When the electric vehicle receives electric power, the secondary device can transfer the electric power from the primary device to the electric car. The secondary device may include a housing and all covers.

그라운드 어셈블리 컨트롤러(GA controller)는 차량으로부터의 정보를 토대로 GA 코일에 대한 출력 전력 레벨을 조절하는 GA의 일부분일 수 있다.The ground assembly controller (GA controller) may be part of a GA that adjusts the output power level for the GA coil based on information from the vehicle.

차량 어셈블리 컨트롤러(VA controller)는 충전 동안 특정 차량용 파라미터를 모니터링하고 GA와의 통신을 개시하여 출력 전력 레벨을 제어하는 VA의 일부분일 수 있다.The vehicle assembly controller (VA controller) may be part of a VA that monitors specific vehicle parameters during charging and initiates communication with the GA to control the output power level.

전술한 GA 컨트롤러는 프라이머리 디바이스 통신제어기(Primary device communication controller, PDCC)로 지칭될 수 있고, VA 컨트롤러는 전기차 통신제어기(electric vehicle communication controller, VA 제어기)로 지칭될 수 있다.The GA controller described above may be referred to as a primary device communication controller (PDCC), and the VA controller may be referred to as an electric vehicle communication controller (VA controller).

마그네틱 갭(Magnetic gap)은 리츠선(litz wire)의 상부 또는 GA 코일의 마그네틱 재료의 상부의 가장 높은 평면과 상기 리츠선의 하부 또는 VA 코일의 마그네틱 재료의 가장 낮은 평면이 서로 정렬되었을 때 이들 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.The magnetic gap is the distance between the highest plane of the upper portion of the litz wire or the upper portion of the magnetic material of the GA coil and the lowest plane of the magnetic material of the VA coil, Vertical distance can be referred to.

주위 온도(Ambient temperature)는 직접적으로 햇빛이 비치지 않는 대상 서브시스템의 대기에서 측정된 그라운드 레벨 온도를 지칭할 수 있다.Ambient temperature can refer to the ground level temperature measured in the atmosphere of the target subsystem that is not directly exposed to sunlight.

차량 지상고(Vehicle ground clearance)는 도로 또는 도로포장과 차량 플로어 팬의 최하부 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.Vehicle ground clearance can refer to the vertical distance between the road or road pavement and the bottom of the vehicle floor pan.

차량 마그네틱 지상고(Vehicle magnetic ground clearance)는 리츠선의 바닥 최하위 평면 또는 차량에 탑재된 VA 코일의 절연 재료와 도로포장 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.Vehicle magnetic ground clearance can refer to the vertical distance between the bottom floor of the Litz wire or the insulating material of the VA coil mounted on the vehicle and the pavement.

차량 어셈블리(VA) 코일 표면 간격(Vehicle assembly coil surface distance)은 리츠선의 바닥 최하부의 평면 또는 VA 코일의 마그네틱 재료와 VA 코일의 최하위 외부 표면 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다. 이러한 거리는 보호 커버재 및 코일 포장재로 포장된 추가 아이템을 포함할 수 있다.Vehicle Assembly (VA) The Vehicle Assembly Coil Surface Distance can refer to the vertical distance between the plane bottom of the Litz wire or the magnetic material of the VA coil and the lowest outer surface of the VA coil. Such a distance may include additional items wrapped in a protective cover and coil wrapper.

전술한 VA 코일은 2차 코일(secondary coil), 차량 코일(vehicle coil), 수신 코일(receiver coil) 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 그라운드 어셈블리 코일(ground assembly coil, GA coil)은 1차 코일(primary coil), 송신 코일(transmit coil) 등으로 지칭될 수 있다.The aforementioned VA coil may be referred to as a secondary coil, a vehicle coil, a receiver coil, etc. Similarly, a ground assembly coil (GA coil) may be referred to as a primary coil A primary coil, a transmit coil, or the like.

노출 도전 부품(Exposed conductive component)은 사람에 의해 접촉될 수 있고 평상시 전기가 흐르지 않지만 고장 시에 전기가 흐를 수 있는 전기적인 장치(예컨대, 전기차)의 도전성 부품을 지칭할 수 있다.The exposed conductive component may refer to a conductive part of an electrical device (e.g., an electric vehicle) that can be contacted by a person and does not normally conduct electricity but can conduct electricity in the event of a failure.

유해 라이브 요소(Hazardous live component)는 어떤 조건하에서 유해한 전기 쇼크를 줄 수 있는 라이브 구성요소를 지칭할 수 있다.Hazardous live components can refer to live components that can give a hazardous electric shock under certain conditions.

라이브 요소(Live component)는 기본적인 용도에서 전기적으로 활성화되는 모든 도체 또는 도전성 부품을 지칭할 수 있다.A live component may refer to any conductor or conductive component that is electrically activated in a basic use.

직접 접촉(Direct contact)은 생물체인 사람의 접촉을 지칭할 수 있다.Direct contact can refer to human contact as an organism.

간접 접촉(Indirect contact)은 절연 실패로 사람이 노출된, 도전된, 혹은 전기가 흐르는 활성 성분에 접촉하는 것을 지칭할 수 있다.Indirect contact may refer to the contact of an exposed, electrically-conductive, or electrically-active active ingredient with a failure of insulation.

얼라인먼트(Alignment)는 규정된 효율적인 전력 전송을 위해 프라이머리 디바이스에 대한 세컨더리 디바이스의 상대적인 위치를 찾는 절차 및/또는 세컨더리 디바이스에 대한 프라이머리 디바이스의 상대적인 위치를 찾는 절차를 가리킬 수 있다. 본 명세서에서 얼라인먼트는 무선 전력 전송 시스템의 위치 정렬을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Alignment may refer to a procedure for locating the relative position of the secondary device with respect to the primary device and / or a procedure for locating the relative position of the primary device with respect to the secondary device for a defined efficient power transfer. Alignment herein may refer to, but is not limited to, alignment of a wireless power transmission system.

페어링(Pairing)은 전력을 전송할 수 있도록 배치된 단일 전용 그라운드 어셈블리(프라이머리 디바이스)와 차량(전기차)가 연관되는 절차를 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 페어링은 충전 스팟 또는 특정 그라운드 어셈블리와 차량 어셈블리 제어기의 연관 절차를 포함할 수 있다. 연관(Correlation/Association)은 두 피어 통신 실체들 사이의 관계 성립 절차를 포함할 수 있다.Pairing may refer to a procedure in which a vehicle (electric vehicle) is associated with a single dedicated ground assembly (primary device) arranged to transmit power. Pairing herein may include a procedure for associating a charge spot or a specific ground assembly with a vehicle assembly controller. Correlation / Association may involve establishing a relationship between two peer communication entities.

명령 및 제어 통신(Command and control communication)은 무선 전력 전송 프로세스의 시작, 제어 및 종료에 필요한 정보를 교환하는 전기차 전력공급장치와 전기차 사이의 통신을 지칭할 수 있다.Command and control communication may refer to communication between an electric vehicle and an electric vehicle, which exchanges information necessary to initiate, control, and terminate the wireless power transfer process.

하이 레벨 통신(High level communication)은 명령 및 제어 통신에서 담당하는 정보를 초과하는 모든 정보를 처리할 수 있다. 하이 레벨 통신의 데이터 링크는 PLC(Power line communication)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.High level communication can handle all information that exceeds the information in command and control communication. The data link of the high level communication can use PLC (Power line communication), but is not limited thereto.

저전력 기동(Low power excitation)은 정밀 포지셔닝과 페어링을 수행하기 위해 전기차가 프라이머리 디바이스를 감지하도록 그것을 활성화하는 것을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 그 역도 가능하다.Low power excitation may refer to activating an electric vehicle to sense a primary device to perform precise positioning and pairing, but is not so limited, and vice versa.

SSID(Service set identifier)는 무선랜 상에서 전송되는 패킷의 해더에 붙는 32-character로 이루어진 유니크한 식별자이다. SSID는 무선 장비에서 접속하려고하는 BSS(basic service set)를 구분해준다. SSID는 기본적으로 여러 개의 무선랜을 서로 구별해준다. 따라서 특정한 무선랜을 사용하려는 모든 AP(access point)와 모든 단말(terminal)/스테이션(station) 장비들은 모두 같은 SSID를 사용할 수 있다. 유일한 SSID를 사용하지 않는 장비는 BSS에 조인하는 것이 불가능하다. SSID는 평문으로 그대로 보여지기 때문에 네트워크에 어떠한 보안 특성도 제공하지 않을 수 있다.An SSID (service set identifier) is a unique identifier consisting of 32-characters attached to a header of a packet transmitted on a wireless LAN. The SSID identifies the basic service set (BSS) that the wireless device attempts to connect to. SSID basically distinguishes several wireless LANs from each other. Therefore, all APs and all terminal / station devices that want to use a particular wireless LAN can use the same SSID. Devices that do not use a unique SSID are not able to join the BSS. Because the SSID is shown as plain text, it may not provide any security features to the network.

ESSID(Extended service set identifier)는 접속하고자 하는 네트워크의 이름이다. SSID와 비슷하지만 보다 확장된 개념일 수 있다.Extended service set identifier (ESSID) is the name of the network to which you want to connect. It is similar to SSID but can be a more extended concept.

BSSID(Basic service set identifier)는 통상 48bits로 특정 BSS(basic service set)를 구분하기 위해 사용한다. 인프라스트럭쳐 BSS 네트워크의 경우, BSSID는 AP 장비의 MAC(medium access control)가 될 수 있다. 독립적인(independent) BSS나 애드훅(ad hoc) 네트워크의 경우, BSSID는 임의의 값으로 생성될 수 있다.A basic service set identifier (BSSID) is usually used to distinguish a specific basic service set (BSS) by 48 bits. In the case of an infrastructure BSS network, the BSSID may be medium access control (MAC) of the AP equipment. For an independent BSS or ad hoc network, the BSSID can be generated with any value.

충전 스테이션(charging station)은 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리와 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리를 관리하는 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리 제어기를 포함할 수 있다. 그라운드 어셈블리는 적어도 하나 이상의 무선통신기를 구비할 수 있다. 충전 스테이션은 가정, 사무실, 공공장소, 도로, 주차장 등에 설치되는 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리를 구비한 장소를 지칭할 수 있다.The charging station may include at least one ground assembly and at least one ground assembly controller for managing the at least one ground assembly. The ground assembly may include at least one wireless communication device. The charging station may refer to a place having at least one ground assembly installed in a home, office, public place, road, parking lot, and the like.

본 실시예에서 경부하(light load) 운전 또는 경부하 동작은 예를 들어, WPT 시스템에서 VA에 연결된 고전압 배터리의 충전 후반부에 배터리 충전을 위한 기설정된 정격 전압보다 낮은 충전 전압으로 고전압 배터리를 충전하는 동작을 포함할 수 있다. 또한, 경부하 동작은 가정용 충전기 등과 같은 저속 충전기를 사용하여 전기차의 고전압 배터리를 상대적으로 낮은 전압으로 저속 충전하는 경우를 포함할 수 있다.In the present embodiment, the light load operation or the light load operation is performed by, for example, charging the high voltage battery to a charging voltage lower than a predetermined rated voltage for charging the battery in the latter half of the high voltage battery connected to the VA in the WPT system Operation. In addition, the light load operation may include a case where the high-voltage battery of the electric vehicle is charged at a relatively low voltage at a low speed using a low-speed charger such as a household charger.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 실시예에 채용할 수 있는 SAE J2954에 규정된 x/y축에 대한 개념도이다.Fig. 1 is a conceptual diagram for the x / y axis defined in SAE J2954, which can be employed in this embodiment.

도 1에 도시한 바와 같이, 전기자동차의 무선 전력 전송 시스템에서는 송신 패드와 수신 패드의 구조나 위치를 정의하는데 있어서 오른손 좌표계를 이용할 수 있다.As shown in FIG. 1, in the wireless power transmission system of an electric vehicle, a right hand coordinate system can be used to define the structure and position of the transmission pad and the reception pad.

오른손 좌표계에서는, 차량(vehicle)의 앞쪽 방향 또는 전후 방향을 x축, 왼손쪽 차량의 운전자측(driver side for left hand side vehicle) 또는 차량의 좌우측을 y축, 차량의 위쪽 또는 위아래 방향을 z축, 그라운드 어셈블리(GA) 코일의 자기 중심(magnetic center)을 x=0 및 y=0, 그리고 그라운드 표면을 z=0으로 정의될 수 있다.In the right-handed coordinate system, the front direction or the back-and-forth direction of the vehicle is defined as the x-axis, the driver side for the left hand side vehicle or the left and right sides of the vehicle as the y- , The magnetic center of the ground assembly (GA) coil can be defined as x = 0 and y = 0, and the ground surface as z = 0.

도 2는 비교예에 따른 SAE J2954 규격의 송신 패드에 대한 구성도이다.2 is a configuration diagram of a transmission pad according to a SAE J2954 standard according to a comparative example.

도 2의 A-A 단면도(a)와 평면도(b)에 나타낸 바와 같이, 송신 패드는 GA 코일, 페라이트(ferrite), 알루미늄 플레이트 및 이들을 덮는 하우징으로 구성된다. B-B 단면 구조는 GA 코일의 중앙 공간의 x-방향에서의 길이가 240㎜인 것을 제외하고 A-A 단면도에 도시한 단면 구조와 실질적으로 동일하다.As shown in the cross-sectional view (A) and the plan view (b) of FIG. 2, the transmission pad is composed of a GA coil, a ferrite, an aluminum plate, and a housing covering them. The B-B cross-sectional structure is substantially the same as the cross-sectional structure shown in the A-A cross-sectional view except that the length in the x-direction of the central space of the GA coil is 240 mm.

GA 코일은 직사각형 구조를 구비하고, 직사각형 구조의 네 모서리들이 소정 반경으로 구부려진 형태를 가진다. GA 코일의 코일 폭은 x-방향과 y-방향에서 실질적으로 동일하다. 즉, 코일 폭은 x-방향 또는 y-방향에서 70㎜이다. 본 비교예에서 GA 코일은 직사각 형태로 22회 감긴 권선 형태로 예시되어 있다.The GA coil has a rectangular structure, and four corners of the rectangular structure have a shape bent to a predetermined radius. The coil width of the GA coil is substantially the same in the x-direction and the y-direction. That is, the coil width is 70 mm in the x-direction or y-direction. In this comparative example, the GA coil is illustrated in the form of a winding wound 22 times in a rectangular shape.

페라이트의 두께는 6㎜이고, 알루미늄 플레이트의 두께는 2㎜이다. 그리고 송신 패드의 외형 두께는 60㎜이고, 그라운드에서 GA 코일 상단까지의 수직 높이는 53㎜이다(SAE J2954 참조). 이러한 수직 높이는 다른 구조의 경우에 있어서 하우징 바닥에서 페라이트 상부까지의 수직 높이에 대응할 수 있다.The thickness of the ferrite is 6 mm, and the thickness of the aluminum plate is 2 mm. The external thickness of the transmission pad is 60 mm, and the vertical height from the ground to the top of the GA coil is 53 mm (see SAE J2954). This vertical height may correspond to a vertical height from the bottom of the housing to the top of the ferrite in the case of other structures.

도 3은 비교예에 따른 SAE J2954 규격의 수신 패드에 대한 구성도이다.3 is a block diagram of a receiving pad according to a SAE J2954 standard according to a comparative example.

도 3의 평면도(a), 중앙 단면도(b) 및 중앙 단면도의 부분 확대도(c)에 나타낸 바와 같이, 수신 패드는 VA 알루미늄, VA 페라이트, 차량 어셈블리(VA) 코일 및 절연성 VA 하우징으로 구성된다.As shown in plan view (a), central section (b) and partial enlargement (c) of the central cross-sectional view of FIG. 3, the receiving pad is comprised of VA aluminum, VA ferrite, vehicle assembly (VA) coil and insulating VA housing .

VA 코일은 정사각형 구조를 구비하고, 정사각형 구조의 네 모서리들이 소정 반경으로 구부려진 형태를 가진다. VA 코일의 최대 두께는 7.0㎜이고, 그 코일 폭은 x-방향과 y-방향에서 서로 동일하다. 코일 폭은 x-방향과 y-방향에서 각각 36㎜이다. 본 비교예에서 GA 코일은 직사각 형태로 16회 감긴 권선 형태로 예시되어 있다.The VA coil has a square structure, and four corners of the square structure have a shape bent to a predetermined radius. The maximum thickness of the VA coil is 7.0 mm, and the coil width is the same in the x-direction and the y-direction. The coil width is 36 mm in the x- and y-directions, respectively. In this comparative example, the GA coil is illustrated in the form of a wound wire wound sixteen times in a rectangular shape.

VA 페라이트의 두께는 6㎜이다. VA 페라이트는 VA 코일의 중앙 공간에 삽입되는 중앙부 돌출된 U형 구조를 구비할 수 있다.The thickness of the VA ferrite is 6 mm. The VA ferrite may have a central protruding U-shaped structure inserted into the center space of the VA coil.

절연성 AV 하우징은 VA 코일을 둘러싸고 VA 페라이트를 덮으면서 VA 페라이트와 VA 알루미늄 사이에 배치된다. VA 알루미늄은 알루미늄 언더바디 플레이트와 접하도록 배치된다.The insulating AV housing is placed between the VA ferrite and the VA aluminum, surrounding the VA coil and covering the VA ferrite. The VA aluminum is disposed in contact with the aluminum underbody plate.

수신 패드의 크기는 250㎜×250㎜이고 그 외형 두께는 알루미늄 언더바디 플레이트를 제외하고 20㎜이다.The size of the receiving pad is 250 mm x 250 mm, and the thickness of the receiving pad is 20 mm except for the aluminum underbody plate.

전술한 비교예의 송신 패드와 수신 패드의 치수와 간격을 정리하면 다음의 [표 1]과 같다.The dimensions and spacing of the transmission pad and the reception pad in the above-described comparative example are summarized in Table 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

도 4는 비교예에 따른 송수신 패드들 간의 결합 성능을 나타낸 그래프이다.4 is a graph illustrating a coupling performance between the transmitting and receiving pads according to a comparative example.

도 4를 참조하면, 비교예의 무선 전력 전송(wireless power transfer, WPT)에 있어서, Z-classes 1과 2(Z1 및 Z2)에 포함되는 송수신 코일들 간의 수직 이격 거리 50/170[㎜] 조건에서 수신 패드의 수평 이격 발생 시 SAE J2954 송수신 패드간 결합 성능을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, in the wireless power transfer (WPT) of the comparative example, the vertical separation distance between the transmitting and receiving coils included in the Z-classes 1 and 2 (Z1 and Z2) is 50/170 [mm] When the receiving pad is horizontally spaced, the coupling performance between SAE J2954 transceiver pads is shown.

비교예에서 제시하는 기준에 따라 수직 이격 거리 50㎜ 조건에서는 x축 및 y축 이격 시의 성능을 각각 최대 100㎜와 150㎜까지 평가하고, 수직 이격 거리 170㎜ 조건에서는 x축 및 y축 이격 시의 성능을 각각 최대 75㎜와 100㎜까지 평가하였다. 이때, 수신 패드는 SAE J2954에서 제시하는 수신 패드 조건 중 페라이트 형상을 평판형으로 변경한 것을 제외하고 모두 그대로 적용하였다. 각 축(x축, y축 및 z축)이 의미하는 바는 도 1에서 설명한 바와 같다.According to the criteria presented in the comparative example, the performance at the vertical spacing distance of 50 mm was evaluated to a maximum of 100 mm and 150 mm when the spacing between the x and y axes was 100 mm and 150 mm, respectively. Were evaluated to the maximum of 75 mm and 100 mm, respectively. At this time, the receiving pad is applied as it is, except that the ferrite shape is changed to the plate type among the receiving pad conditions shown in SAE J2954. The meaning of each axis (x axis, y axis and z axis) is as described in FIG.

조건별 결합 계수 분포에 대한 각 포인트별 값을 테이블로 나타내면 [표 2]와 같다.Table 2 shows the values of each point for the distribution of the coupling coefficient for each condition.

Figure pat00002
Figure pat00002

비교예를 통해 살펴본 바와 같이, 수직 이격 거리 50㎜ 조건에서 GA/VA 코일들 간의 결합 계수는 최대 0.222를 나타내고, x축 이격 시에는 이격 거리에 따라 현저하게 감소하는 경향을 나타내었다.As shown in the comparative example, the coupling coefficient between the GA / VA coils is 0.222 at the maximum vertical spacing of 50 mm, and the distance between the GA and VA coils tends to decrease with distance from the x-axis.

또한, 수직 이격 거리 170㎜ 조건에서 GA/VA 코일들 간의 결합 계수는 최대 0.080을 나타내고, x축/y축 이격 거리 75㎜/100㎜의 범위 내에서는 결합 계수가 크게 변하지 않는 경향을 나타내었다.Also, the coupling coefficient between GA / VA coils was 0.080 at the vertical separation distance of 170 mm, and the coupling coefficient did not change much within the range of x / y axis separation distance of 75 mm / 100 mm.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송 패드에 대한 평면도이다.5 is a plan view of a wireless power transmission pad in accordance with an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 무선 전력 전송 패드(이하, 간략히 '송신 패드'라고 함)(100)는, 일차 코일(10), 페라이트(20) 및 하우징을 포함한다. 송신 패드(100)는 금속성 실드(도 6의 30 참조)를 더 포함할 수 있다. 하우징은 절연성 부재로서 절연부재(40), 제1 절연재료 또는 제2 절연재료로 지칭될 수 있다.Referring to FIG. 5, a wireless power transmission pad (hereinafter simply referred to as a "transmission pad") 100 according to the present embodiment includes a primary coil 10, a ferrite 20, and a housing. The transmission pad 100 may further include a metallic shield (see 30 in FIG. 6). The housing may be referred to as an insulating member (40), a first insulating material, or a second insulating material as an insulating member.

일차 코일(10)은 송신 패드(100)를 x-방향과 y-방향에 의해 정의되는 x-y 평면에 평행한 바닥에 놓고 위에서 볼 때 x-방향에서 정의된 X-폭(x1)과 y-방향에서 정의된 Y-폭(y1)을 구비한 직사각 형태를 구비할 수 있다. 또한, 일차 코일(10)은 직사각 형태의 안쪽에 위치하는 중앙 공간(C1)을 구비할 수 있다.The primary coil 10 places the transmission pad 100 on a floor parallel to the xy plane defined by the x- and y-directions and defines an X-width (x1) defined in the x-direction and a y- And a Y-width (y1) defined in a rectangular shape. Further, the primary coil 10 may have a central space C1 located inside the rectangular shape.

X-폭(x1)은 x-방향으로 연장하는 직선과 중첩되는 일차 코일(10)의 제1 부분에 대한 폭이며, Y-폭(y1)은 y-방향으로 연장하는 직선과 중첩되는 일차 코일(10)의 제2 부분에 대한 폭일 수 있다.The X-width (x1) is the width for the first portion of the primary coil (10) overlapping with a straight line extending in the x-direction, and the Y- Lt; RTI ID = 0.0 > 10 < / RTI >

본 실시예에서, X-폭(x1)은 Y-폭(y1)보다 작다. X-폭(x1)은 Y-폭(y1)보다 약 0.7배보다 작을 수 있다. x-y 평면과 직교하는 z-방향에서 제1 부분의 두께과 제2 부분의 두께가 동일하면, X-폭(x1)을 가진 제1 부분의 제1 단면적은 Y-폭(y1)을 가진 제2 부분의 단면적보다 작다.In this embodiment, the X-width (x1) is smaller than the Y-width (y1). The X-width (x1) may be less than about 0.7 times the Y-width (y1). If the thickness of the first portion and the thickness of the second portion are the same in the z-direction orthogonal to the xy plane, the first cross-sectional area of the first portion with X-width (x1) .

다른 측면에서, 제1 단면적과 제2 단면적에는 실질적으로 동일한 개수의 코일들로 이루어진 권선의 단면이 존재하므로, 제1 단면적 내 권선의 코일들 사이의 절연재료의 면적(제1 면적)은 제2 단면적 내 권선의 코일들 사이의 절연재료의 면적(제2 면적)보다 작다.In other respects, since there is a section of the winding made up of substantially the same number of coils in the first cross-sectional area and the second cross-sectional area, the area (first area) of the insulating material between the coils of the windings in the first cross- (Second area) of the insulating material between the coils of the windings in the cross sectional area.

X-폭(x1)은 오차 범위를 고려하여 80㎜보다 크고 100㎜보다 작으며, Y-폭(y1)은 오차 범위를 고려하여 120㎜보다 크고 140㎜보다 작을 수 있다. 바람직하게, X-폭(x1)은 90㎜이고, Y-폭(y1)은 130㎜일 수 있다. 따라서, X-폭(x1)과 Y-폭(y1)의 비율(x1/y1)은 0.5715(4/7)보다 크고 0.8333(5/6)보다 작을 수 있다. 바람직하게, X-폭(x1)과 Y-폭(y1)의 비율(x1/y1)은 약 0.6923(9/13)일 수 있다.The X-width (x1) is greater than 80 mm and smaller than 100 mm in consideration of the error range, and the Y-width (y1) may be larger than 120 mm and smaller than 140 mm in consideration of the error range. Preferably, the X-width (x1) is 90 mm and the Y-width (y1) may be 130 mm. Therefore, the ratio (x1 / y1) of the X-width (x1) and the Y-width (y1) may be larger than 0.5715 (4/7) and smaller than 0.8333 (5/6). Preferably, the ratio (x1 / y1) of the X-width (x1) and the Y-width (y1) may be about 0.6923 (9/13).

전술한 송신 패드에 대응하여 수신 패드는 도 3에 도시한 구조와 치수를 가질 수 있다. 즉, 본 실시예의 송신 패드를 사용하는 무선 전력 전송 시스템의 수신 패드에 있어서, x-방향에서 정의된 이차 코일의 X2-폭은 35㎜보다 크고 37㎜보다 작으며, y-방향에서 정의된 이차 코일의 Y2-폭은 35㎜보다 크고 37㎜보다 작을 수 있다.Corresponding to the above-described transmission pad, the reception pad can have the structure and dimensions shown in FIG. That is, in the receiving pad of the wireless power transmission system using the transmission pad of this embodiment, the X2-width of the secondary coil defined in the x-direction is greater than 35 mm and smaller than 37 mm, The Y2-width of the coil may be greater than 35 mm and less than 37 mm.

페라이트(20)는 일차 코일(10)에 인접하게 배치되어 일차 코일(10)로부터 유도되는 자기에 의해 자화되고 수신 패드의 페라이트와 쌍을 이루어 높은 투자율을 구현할 수 있다. 페라이트(20)는 절연체에 가깝기 때문에 발열이 적다.The ferrite 20 is disposed adjacent to the primary coil 10 and is magnetized by the magnetism induced from the primary coil 10 and paired with the ferrite of the receiving pad to realize a high permeability. Since the ferrite 20 is close to the insulator, heat generation is small.

본 실시예에서 페라이트(20) 또는 페라이트 구조물은 MnZn 계열의 페라이트(PL-13)를 사용하여 평판형으로 제조될 수 있다. 물론, 페라이트(20)는 초투자율이 높고, 포화자속밀도 측면에서 만족되는 범위 내에서 다른 계열의 페라이트를 사용하여 제조 가능하다. 평판형 페라이트(20)를 사용하면, 바(bar) 형태의 페라이트를 사용할 경우에 바형 페라이트 사이로 누설되는 자속 성분이 발생하지 않아 바형 페라이트에 비해 손실 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다.In this embodiment, the ferrite 20 or the ferrite structure can be manufactured in the form of a plate using MnZn ferrite (PL-13). Of course, the ferrite 20 can be manufactured by using ferrites of different series within a range where the initial permeability is high and the saturation magnetic flux density is satisfied. When the flat plate type ferrite 20 is used, there is an advantage that a magnetic flux component leaking into the bar type ferrite is not generated when the bar type ferrite is used, so that the loss can be prevented as compared with the bar type ferrite.

페라이트(20)는 z축과 직교하는 x-y 평면에서 세로 길이(Xf)와 가로 길이(Yf)를 구비한 직사각형 모양을 구비한다. 페라이트(20)는 x-y 평면에서 일차 코일(10)과 중첩될 때 일차 코일(10)의 외곽선 가장자리 외측으로 일정 길이만큼 돌출되는 크기를 구비할 수 있다.The ferrite 20 has a rectangular shape having a vertical length Xf and a horizontal length Yf in an x-y plane orthogonal to the z-axis. The ferrite 20 may have a size protruding by a predetermined length outside the outline edge of the primary coil 10 when superimposed on the primary coil 10 in the x-y plane.

또한, 페라이트(20)는 일차 코일(10) 및 절연부재(40)와 적층되는 구조에서 절연부재(40)와의 결합을 강화하기 위한 결합구조(22)를 구비할 수 있다. 결합구조(22)는 페라이트(20)과 절연부재(40)의 경계에 배치되는 요철구조를 포함할 수 있다. 요철구조는 오목부, 볼록부 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The ferrite 20 may have a coupling structure 22 for enhancing coupling with the insulating member 40 in a structure in which the ferrite 20 is laminated with the primary coil 10 and the insulating member 40. The coupling structure 22 may include a concave-convex structure disposed at the boundary between the ferrite 20 and the insulating member 40. The concave-convex structure may include a concave portion, a convex portion, or a combination thereof.

본 실시예에서 결합구조(22)는 x-y 평면에 놓고 볼 때 페라이트(20)의 네 모서리들의 각 바닥 부분에서 두 개의 요철부가 서로 교차하는 # 형태를 구비할 수 있다. 요철부는 홈, 돌기 또는 이들 조합의 단면 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 페라이트(20)와 절연부재(40)의 적층 결합 구조는 x축, y축 및 z축 방향들 모두에서 견고해질 수 있다.In this embodiment, the joining structure 22 may have a shape in which two concave-convex portions cross each other at each bottom portion of the four corners of the ferrite 20 when viewed in the x-y plane. The concave and convex portion may have a cross-sectional structure of a groove, a projection, or a combination thereof. In this case, the laminated structure of the ferrite 20 and the insulating member 40 can be made solid in both the x-, y-, and z-axis directions.

절연부재(40)는 일차 코일(10), 페라이트(20) 및 금속성 실드를 지지하고 이들 사이를 전기적으로 절연할 수 있는 재료로 이루어진다. 절연부재(40)는 서로 적층되는 제1 절연부재와 제2 절연부재를 포함할 수 있다. 절연부재(40)는 에폭시 재료를 적어도 1회 이상 몰딩하여 형성될 수 있다.The insulating member 40 is made of a material that supports and electrically insulates the primary coil 10, the ferrite 20, and the metallic shield. The insulating member 40 may include a first insulating member and a second insulating member that are stacked on each other. The insulating member 40 may be formed by molding the epoxy material at least once.

본 실시예에서, 페라이트(20)는 제1 절연부재 상에 배치되고, 페라이트(20) 상에 제2 절연부재가 적층될 수 있다. 제2 절연부재 내에는 일차 코일이 내장될 수 있다.In this embodiment, the ferrite 20 is disposed on the first insulating member, and the second insulating member can be laminated on the ferrite 20. [ A primary coil may be embedded in the second insulating member.

한편, 전술한 실시예에서, 직사각 형태의 일차 코일에서 중앙 공간(C1)의 상하 방향(x-방향) 양측의 두 X-폭들은 서로 동일하고, 중앙 공간(C1)의 좌우 방향(y-방향) 양측의 두 Y-폭들은 서로 동일한 것으로 설명하였으나, 본 실시예는 그러한 구성으로 한정되지 않고, 두 X-폭들이 서로 다른 폭을 갖거나, 두 Y-폭들이 서로 다른 폭을 갖거나, 두 Y-폭들 중 어느 하나가 X-폭과 동일한 크기를 갖도록 구현될 수 있다. 이러한 변형 형태는, 본 실시예에서 제시하는 코일 폭 구조를 부분적으로 채용한 형태로서, 최적의 양태에 비해 성능은 조금 떨어질 수 있으나, 기존 기술이나 비교예의 경우에 비해 여전히 높은 결합 성능을 가질 수 있으므로, 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 이러한 송신 패드의 구조는 본 실시예로부터 예측가능하므로 그것에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.On the other hand, in the above-described embodiment, two X-widths on both sides in the vertical direction (x-direction) of the central space C1 in the rectangular primary coil are equal to each other, Although the two Y-widths of both sides are described as being equal to each other, the present embodiment is not limited to such a configuration, and two X-widths may have different widths, or two Y-widths may have different widths, One of the Y-widths may have the same size as the X-width. Such a modified form is a form in which the coil width structure shown in this embodiment is partially adopted. Although the performance may be slightly lower than that of the optimal embodiment, it is still possible to have a high coupling performance as compared with the conventional technique or the comparative example , And can be included in the scope of the present invention. The structure of such a transmission pad can be predicted from this embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

도 6은 도 5의 송신 패드에 대한 좌측면도이다.Figure 6 is a left side view of the transmission pad of Figure 5;

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 송신 패드(100)는, 제1 절연재료(42) 내에 배치되는 금속성 실드(30), 제1 절연재료(42) 상에 적층되는 페라이트(20), 페라이트(20) 상에 적층되는 제2 절연재료(44), 및 제2 절연재료(44) 내에 수용되는 일차 코일(10)의 적층 구조를 구비한다.6, the transmission pad 100 according to the present embodiment includes a metallic shield 30 disposed in a first insulation material 42, a ferrite 20 deposited on a first insulation material 42, A second insulating material 44 laminated on the ferrite 20 and a laminated structure of the primary coil 10 accommodated in the second insulating material 44. [

일차 코일(10)은 제1 코일층(11)과 제1 코일층(11)에 적층되는 제2 코일층(12)을 포함할 수 있다. 제1 코일층(11)이 x-y평면에 평행한 제1 평면에 접하도록 배열된다고 할 때, 제2 코일층(12)은 제1 평면을 z축 방향으로 수 ㎜ 평행 이동한 제2 평면에 접하도록 배열된다고 할 수 있다. 본 실시예에서, 제1 코일층(11)과 제2 코일층(12) 사이에는 수 ㎜ 두께의 제1 절연부재의 재료가 게재될 수 있다.The primary coil 10 may include a first coil layer 11 and a second coil layer 12 stacked on the first coil layer 11. [ When the first coil layer 11 is arranged so as to be in contact with a first plane parallel to the xy plane, the second coil layer 12 contacts the second plane which is parallel to the z- As shown in FIG. In this embodiment, a material of the first insulation member having a thickness of several millimeters may be placed between the first coil layer 11 and the second coil layer 12.

일차 코일(10)은 송신 패드(100)의 x-방향에서의 세로 길이(L1)에 대하여 2개의 X-폭(x1)을 가질 수 있다. 본 실시예에서 소정 길이(x2)의 중앙 공간 부분 양측에 배열되는 2개의 X-폭(x1)의 길이는 동일하다. 구현에 따라서, 2개의 X-폭들은 서로 다른 길이를 가질 수 있으나, 무선 전력 전송 성능의 향상을 위해 2개의 X-폭들 중 적어도 하나는 본 명세서에서 제안하는 코일 폭(x1)을 가져야 한다. X-폭에 대응하는 코일 폭(x1)은 80㎜보다 크고, 100㎜보다 작을 수 있으며, 바람직하게는 90㎜일 수 있다.The primary coil 10 may have two X-widths (x1) with respect to the longitudinal length L1 in the x-direction of the transmission pad 100. [ In this embodiment, the lengths of the two X-widths (x1) arranged on both sides of the central space portion of the predetermined length (x2) are the same. Depending on the implementation, the two X-widths may have different lengths, but at least one of the two X-widths must have the coil width x1 suggested herein for improved wireless power transmission performance. The coil width x1 corresponding to the X-width may be greater than 80 mm, less than 100 mm, and preferably 90 mm.

페라이트(20)는 직사각 형태의 일차 코일(10)보다 조금 큰 크기를 가질 수 있다. 송신 패드(100)를 x-y 평면에 놓고 제2 절연부재(44)를 투과하여 볼 수 있다고 가정할 때, 페라이트(20)는 x축의 양방향 모두에서 일차 코일(10)의 외곽선 외측에 소정 폭(x3)만큼 노출되는 부분을 가질 수 있다. 상기의 폭(x3)은 30㎜일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The ferrite 20 may have a size slightly larger than the rectangular primary coil 10. Assuming that the transmission pad 100 is placed on the xy plane and can be viewed through the second insulating member 44, the ferrite 20 is arranged outside the outline of the primary coil 10 in both directions of the x- ) As shown in FIG. The width x3 may be 30 mm, but is not limited thereto.

금속성 실드(40)는 알루미늄을 제조될 수 있다. 본 실시예에서 금속성 실드(40)를 위한 알루미늄 구조물은 순도 99% 이상의 순수 알루미늄을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 전기적 특성에서 거의 차이가 없는 한 다른 조성을 가지는 알루미늄을 적용 가능하다.The metallic shield 40 can be made of aluminum. In this embodiment, the aluminum structure for the metallic shield 40 may be pure aluminum having a purity of 99% or more. However, the present invention is not limited thereto, and aluminum having other compositions can be applied as long as there is little difference in electrical characteristics.

금속성 실드(40) 또는 이에 대응하는 알루미늄은 직사각 형태의 페라이트(20)보다 조금 큰 크기를 가질 수 있다. 송신 패드(100)를 x-y 평면에 놓고 제1 절연부재(42)를 투과하여 볼 수 있다고 가정할 때, 금속성 실드(40)는 x축의 양방향 모두에서 페라이트(20)의 외곽선 외측에 소정 폭(x4)만큼 노출되는 부분을 가질 수 있다. 상기의 폭(x4)은 20㎜일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The metallic shield 40 or its corresponding aluminum may have a size slightly larger than the rectangular ferrite 20. [ Assuming that the transmission pad 100 is placed on the xy plane and can be seen through the first insulating member 42, the metallic shield 40 is formed on the outside of the outline of the ferrite 20 in both directions of the x- ) As shown in FIG. The width x4 may be 20 mm, but is not limited thereto.

제1 절연부재(42)는 직사각 형태의 제2 절연부재(42)보다 조금 큰 크기를 가질 수 있다. 송신 패드(100)를 x-y 평면에 놓았을 때, 제1 절연부재(42)는 x축 양방향 모두에서 제2 절연부재(44)의 외곽선 외측에 소정 폭(x4)만큼 노출되는 부분을 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하면 제1 절연부재(42)와 제2 절연부재(44)의 적층 구조에서는 직사각 형태의 절연부재의 세로 길이가 z축 방향에서 달라지는 단차부를 가질 수 있다.The first insulating member 42 may have a size slightly larger than that of the second insulating member 42 having a rectangular shape. When the transmission pad 100 is placed on the xy plane, the first insulation member 42 may have a portion exposed by a predetermined width x4 outside the outline of the second insulation member 44 in both the x-axis direction . According to this structure, in the laminated structure of the first insulating member 42 and the second insulating member 44, the vertical length of the rectangular insulating member may have a stepped portion which is different in the z-axis direction.

도 7은 도 5의 송신 패드에 대한 정면도이다. 도 8은 도 7의 송신 패드의 A부분에 대한 확대 정면도이다.Figure 7 is a front view of the transmission pad of Figure 5; 8 is an enlarged front view of part A of the transmitting pad of Fig.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 송신 패드(100)에 있어서, 일차 코일(10)은 y-방향에서 정의되는 송신 패드(100)의 가로 길이(L2)에 대하여 2개의 Y-폭(y1)들을 가질 수 있다. 본 실시예에서 특정 가로 길이(y2)의 중앙 공간 양측에 배열되는 2개의 Y-폭(y1)들의 길이는 동일하다. 구현에 따라서, 2개의 Y-폭들은 서로 다른 길이를 가질 수 있으나, 무선 전력 전송 성능의 향상을 위해 2개의 Y-폭들 중 적어도 하나는 본 명세서에서 제안하는 코일 폭(y1)을 가져야 한다. Y-폭에 대응하는 코일 폭(y1)은 120㎜보다 크고, 140㎜보다 작을 수 있으며, 바람직하게는 130㎜일 수 있다.Referring to FIG. 7, in the transmission pad 100 according to the present embodiment, the primary coil 10 has two Y-widths (hereinafter referred to as " Y-widths & y1. In this embodiment, the lengths of the two Y-widths y1 arranged on both sides of the central space of the specific transverse length y2 are the same. Depending on the implementation, the two Y-widths may have different lengths, but at least one of the two Y-widths must have the coil width y1 suggested herein for improved wireless power transmission performance. The coil width y1 corresponding to the Y-width may be greater than 120 mm, less than 140 mm, and preferably 130 mm.

페라이트(20)는 직사각 형태의 일차 코일(10)보다 조금 큰 크기를 가질 수 있다. 송신 패드(100)를 x-y 평면에 놓고 제2 절연부재(44)를 투과하여 볼 수 있다고 가정할 때, 페라이트(20)는 y축 양방향 모두에서 일차 코일(10)의 외곽선 외측에 소정 폭(y3)만큼 노출되는 부분을 가질 수 있다. 상기의 폭(y3)은 30㎜일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The ferrite 20 may have a size slightly larger than the rectangular primary coil 10. The ferrite 20 is formed on the outer side of the outline of the primary coil 10 in both the y-axis directions with a predetermined width y3 (see FIG. 5), assuming that the transmission pad 100 is placed on the xy plane and viewed through the second insulating member 44. [ ) As shown in FIG. The width y3 may be 30 mm, but is not limited thereto.

금속성 실드(40)는 알루미늄으로 형성될 수 있고, 직사각 형태의 페라이트(20)보다 조금 큰 크기를 가질 수 있다. 송신 패드(100)를 x-y 평면에 놓고 제1 절연부재(42)를 투과하여 본다고 할 때, 금속성 실드(40)는 y축의 양방향 모두에서 페라이트(20)의 외곽선 외측에 소정 폭(x4)만큼 노출되는 부분을 가질 수 있다. 상기의 폭(x4)은 20㎜일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The metallic shield 40 may be formed of aluminum and may have a size slightly larger than that of the rectangular ferrite 20. The metallic shield 40 is exposed to the outside of the outline of the ferrite 20 by a predetermined width x4 in both directions of the y axis when the transmission pad 100 is placed on the xy plane and viewed through the first insulating member 42. [ . ≪ / RTI > The width x4 may be 20 mm, but is not limited thereto.

제1 절연부재(42)는 직사각 형태의 제2 절연부재(42)보다 조금 큰 크기를 가질 수 있다. 송신 패드(100)를 x-y 평면에 놓았을 때, 제1 절연부재(42)는 y축의 양방향에서 제2 절연부재(44)의 외곽선 외측에 소정 폭(x4)만큼 노출되는 부분을 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하면 제1 절연부재(42)와 제2 절연부재(44)의 적층 구조에서는 직사각 형태의 절연부재의 가로 길이가 z축 방향에서 달라지는 단차부를 가질 수 있다.The first insulating member 42 may have a size slightly larger than that of the second insulating member 42 having a rectangular shape. When the transmission pad 100 is placed on the xy plane, the first insulation member 42 may have a portion exposed by a predetermined width x4 outside the outline of the second insulation member 44 in both directions on the y axis. According to this structure, in the laminated structure of the first insulating member 42 and the second insulating member 44, the transverse length of the rectangular insulating member may have a stepped portion which is different in the z-axis direction.

또한, 도 7의 A 부분을 확대하여 도 8에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 송신 패드의 구체적인 치수를 예시할 수 있다.7, the specific dimensions of the transmission pad according to the present embodiment can be exemplified as shown in Fig.

즉, 제1 절연부재 내에 배치되는 금속성 실드(30)의 두께는 2㎜일 수 있고, 금속성 실드(30)를 포함한 제1 절연부재(42)의 상부와 하부 사이의 두께는 17㎜일 수 있으며, 여기서 금속성 실드(30)의 상부와 페라이트(20)의 하부 사이의 두께는 10㎜일 수 있다.That is, the thickness of the metallic shield 30 disposed in the first insulating member may be 2 mm, and the thickness between the upper portion and the lower portion of the first insulating member 42 including the metallic shield 30 may be 17 mm , Where the thickness between the top of the metallic shield 30 and the bottom of the ferrite 20 may be 10 mm.

또한, 페라이트(20)의 두께는 6㎜일 수 있고, 제1 절연부재(42)의 두께는 15㎜일 수 있으며, 제1 코일층(11)과 제2 코일층(12) 각각의 두께는 4㎜이고, 제1 코일층(11)과 제2 코일층(12) 사이에 배치되는 제2 절연부재(44)의 층간 재료의 두께는 2㎜일 수 있다. 제2 코일층(12)은 제2 절연부재(44)의 상부에 노출될 수 있다.The thickness of the ferrite 20 may be 6 mm and the thickness of the first insulating member 42 may be 15 mm and the thickness of each of the first coil layer 11 and the second coil layer 12 may be, And the thickness of the interlayer material of the second insulating member 44 disposed between the first coil layer 11 and the second coil layer 12 may be 2 mm. The second coil layer 12 may be exposed on the upper portion of the second insulating member 44.

본 실시예의 송신 패드(100)의 치수와 간격을 정리하여 예시하면 다음의 [표 3]과 같다.The dimensions and spacing of the transmission pad 100 of the present embodiment are summarized as follows.

Figure pat00003
Figure pat00003

전술한 구성에 의하면, 일차 코일(10), 제2 절연부재(44), 페라이트(20), 제1 절연부재(42) 및 금속성 실드(30)를 포함하는 적층 구조의 외형 두께는 약 38㎜가 된다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 송신 패드(100)는 제1 절연부재(42)의 하부로부터 일차 코일(10)의 상부 또는 제2 절연부재(42)의 상부까지의 수직 거리가 40㎜보다 작다. 이것은 비교예의 수직 거리 53㎜ 또는 60㎜에 비해 상당히 얇은 송신 패드를 제공할 수 있음을 나타낸다.The outer thickness of the laminated structure including the primary coil 10, the second insulating member 44, the ferrite 20, the first insulating member 42, and the metallic shield 30 is about 38 mm . The vertical distance from the lower portion of the first insulating member 42 to the upper portion of the primary coil 10 or the upper portion of the second insulating member 42 is smaller than 40 mm . This indicates that it is possible to provide a transmission pad which is considerably thinner than the vertical distance 53 mm or 60 mm of the comparative example.

또한, 본 실시예에 따른 송신 패드(100)는 X-폭(x1)과 Y-폭(y1)의 관계에 있어서 새로운 구조를 가진다.In addition, the transmission pad 100 according to the present embodiment has a new structure in the relationship of the X-width (x1) and the Y-width (y1).

즉, 본 실시예의 송신 패드(100)에 있어서, 일차 코일의 X-폭과 중앙 공간의 x-방향에서 세로 길이를 더한 제1 값(A)과, 일차 코일의 Y-폭과 중앙 공간의 y-방향에서의 가로 길이를 더한 제2 값(B)에 대한 제1 비율(B/A)을 구하고, 상기의 제1 값(A)과 상기의 제2 값(B)에서 제1 값(A)을 뺀 값(B-A)에 대한 제2 비율[A/(B-A)]을 구하면, 각각 약 1.414와 약 2.417로서 제1 비율과 제2 비율에서 1 이상의 큰 차이를 가진다. 이것은 본 실시예의 송신 패드의 구조가 기존의 송신 패드에서 A:(B-A)를 [1:1.618]의 황금 비율로 설계한 구조와 다름을 나타낸다.That is, in the transmission pad 100 of the present embodiment, the first value A obtained by adding the X-width of the primary coil and the vertical length in the x-direction of the center space, the Y- (B / A) with respect to the second value B obtained by adding the horizontal length in the - direction to the first value A and the second value B, (A / (BA)) with respect to the value BA obtained by subtracting the first ratio [A / (BA)] from the first ratio [A / (BA)] is about 1.414 and about 2.417. This indicates that the structure of the transmission pad of the present embodiment is different from that of the conventional transmission pad in that the ratio A: (B-A) is designed with a golden ratio of [1: 1.618].

또한, 본 실시예에 따른 송신 패드(100)는 코일 폭 자체의 조건 외에 코일 폭과 페라이트 길이의 관계에 있어서도 비교예와 다른 구조를 구비한다.In addition, the transmission pad 100 according to the present embodiment has a structure different from that of the comparative example in the relationship between the coil width and the ferrite length in addition to the condition of the coil width itself.

즉, 본 실시예에 따른 송신 패드(100)에 있어서, x-방향과 y-방향에서의 코일 폭과 페라이트 길이를 각각 비율로 나타내면, x-방향에서의 제1 비율은 0.204(90㎜/440㎜), y-방향에서의 제2 비율은 0.216(130㎜/600㎜)과 같다. 이러한 비율은 송신 패드의 외형 크기 및 페라이트 길이가 증가하거나 감소하게 될 경우에도 동일하게 적용할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 송신 패드(100)는 송신 패드나 페라이트의 길이 변화에 따라 일차 코일의 코일 폭을 변화시킴으로써 비슷한 양상의 우수한 결합 성능을 획득할 수 있다.That is, when the coil width and the ferrite length in the x-direction and the y-direction in the transmission pad 100 according to the present embodiment are respectively expressed as a ratio, the first ratio in the x-direction is 0.204 (90 mm / 440 Mm) and the second ratio in the y-direction is equal to 0.216 (130 mm / 600 mm). This ratio can be equally applied when the external size of the transmission pad and the ferrite length are to be increased or decreased. As described above, the transmission pad 100 according to the present embodiment can obtain excellent coupling performance in a similar manner by changing the coil width of the primary coil according to the length of the transmission pad or ferrite.

일례로, 본 실시예의 송신 패드(100)에 있어서, 페라이트(20)의 x-방향에서의 길이(세로 길이)를 나타내는 X-길이(Xf)와 이에 대응하는 x-방향에서의 코일 폭을 나타내는 X-폭(x1)의 제1 비율(x1/Xf)은 0.2보다 크고, 페라이트(20)의 y-방향에서의 길이(가로 길이)를 나타내는 Y-길이(Yf)와 이에 대응하는 y-방향에서의 코일 폭을 나타내는 Y-폭(y1)의 제2 비율(y1/Yf)은 0.2보다 크며, 제1 비율과 제2 비율은 0.21±0.07 범위에서 0.02 미만의 차이를 가질 수 있다.For example, in the transmission pad 100 of the present embodiment, the X-length Xf indicating the length (vertical length) of the ferrite 20 in the x-direction and the corresponding coil width in the x- The first ratio x1 / Xf of the X-width x1 is greater than 0.2 and the Y-length Yf indicating the length (width) in the y-direction of the ferrite 20 and the corresponding y- The second ratio y1 / Yf of the Y-width y1 representing the coil width in the first region is greater than 0.2, and the first ratio and the second ratio may have a difference of less than 0.02 in the range of 0.21 + 0.07.

전술한 바와 같이, 본 실시예에서는 비교예의 경우와 다른 코일 폭 조건에서 결합 성능을 극대화한 송신 패드를 제공할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a transmission pad in which coupling performance is maximized under a coil width condition different from that of the comparative example.

도 9는 도 5의 송신 패드의 코일 폭 조건을 획득하기 위한 실험 조건에 대한 예시도이다.FIG. 9 is an exemplary view of experimental conditions for obtaining the coil width condition of the transmission pad of FIG. 5; FIG.

도 9에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 따른 직사각 형태의 일차 코일을 구비하는 송신 패드에 대하여 무선 전력 전송을 위한 결합 성능을 극대화할 수 있는 일차 코일의 X-폭(x1) 즉 X축 폭과, Y-폭(y1) 즉 Y축 폭에 대한 최적 조건을 찾기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위해, 본 실시예에서는 25가지 코일 폭 조건에서 x축(x-방향에 대응함) 또는 y축(y-방향에 대응함) 이격 거리에 따른 결합 계수의 평가를 수행하였다.9, the X-width (x1) of the primary coil, that is, the X-axis width and the X-axis width of the primary coil, which can maximize the coupling performance for wireless power transmission to the transmission pad having the rectangular- , And the Y-width (y1), that is, the Y-axis width. For this purpose, in the present embodiment, evaluation of the coupling coefficient according to the x-axis (corresponding to the x-direction) or the y-axis (corresponding to the y-direction)

송수신 코일들 즉 일차 코일과 이차 코일 간 결합 성능을 극대화하기 위하여 조절 가능한 코일 구성 파라미터는 코일, 페라이트 및 알루미늄이 있다. 이러한 구성요소들 중 손실의 최소화를 위해 알루미늄은 규격에 대응하는 치수(2㎜)를 그대로 적용하고, 최대 결합 계수를 고려하여 페라이트의 두께는 규격에서 허용하는 최대 두께(6㎜)를 적용하였다.Adjustable coil configuration parameters include coil, ferrite, and aluminum to maximize coupling performance between the transmit and receive coils, ie, the primary and secondary coils. In order to minimize the loss of these components, aluminum has a dimension (2 mm) corresponding to the standard, and the maximum thickness (6 mm) of the ferrite is adopted in consideration of the maximum coupling factor.

또한, 코일의 턴 수, 코일의 직경, 코일 간 간격은 자기 공진이나 주파수 제어 등 시스템 설계 등에서 고려되나 송수신 코일들 간의 결합 성능에 대해서는 실질적인 영향을 미치지 않으므로 x축/y축 코일 폭에 대하여만 비교 평가를 수행하였다. 본 실시예에서는 X-폭과 Y-폭에 대한 각각의 5가지 조건 (50/70/90/110/130㎜), 총 25가지에 대해 코일 폭에 따른 결합 성능을 비교 평가하였다.The number of turns of the coils, the diameter of the coils, and the spacing between the coils are considered in the system design, such as magnetic resonance and frequency control, but they have no substantial effect on the coupling performance between the transmitting and receiving coils. Evaluation was carried out. In the present embodiment, the coupling performance according to the coil width was compared and evaluated for each of the five conditions (50/70/90/110/130 mm) for the X-width and the Y-width.

도 10은 도 9의 실험 조건 중 x축 이격 거리에 따른 결합 계수를 나타낸 그래프이다.10 is a graph showing the coupling coefficient according to the x-axis separation distance in the experimental conditions of FIG.

도 10에 나타낸 바와 같이, 수신 코일 즉 이차 코일의 x축 이격 시, 결합 계수 성능은 송신 코일 즉 일차 코일의 x축 코일 폭(예컨대, 90㎜)이 동일한 경우 y축 코일 폭을 증가시킬수록 결합 성능에서 우수한 양상을 나타내었다.10, when the receiving coil, i.e., the secondary coil, is spaced apart from the x-axis, the coupling coefficient performance increases as the y-axis coil width increases when the transmitting coil, that is, the x- And showed excellent performance.

그것은 일차 코일의 y축 폭이 증가함에 따라 일차 코일의 y-방향 내경과 이차 코일의 y-방향 내경이 거의 수직하게 위치하여 자속 쇄교에 유리한 구조가 되기 때문이다. 이러한 결합 계수 양상/경향은 일차 코일의 x축 코일 폭에 상관없이 y축 코일 폭의 변화에 따라 실질적으로 동일하게 변하는 것으로 관찰되었다.This is because as the y-axis width of the primary coil increases, the y-direction inner diameter of the primary coil and the y-direction inner diameter of the secondary coil are positioned substantially perpendicular to each other, which is advantageous for magnetic flux linkage. It was observed that this coupling coefficient aspect / tendency changes substantially the same with the variation of the y-axis coil width regardless of the x-axis coil width of the primary coil.

이와 같이, 본 실시예에서는 일차 코일의 y축 폭을 50㎜에서부터 20㎜씩 증가하여 130㎜까지 가변할 때, y축 코일 폭이 증가할수록 이격 발생에 따른 결합 계수가 상대적으로 큰 값에서 변동하는 것을 확인할 수 있다.As described above, in the present embodiment, when the y-axis width of the primary coil is varied from 50 mm to 20 mm to 130 mm, as the y-axis coil width increases, the coupling coefficient due to the spacing fluctuates from a relatively large value .

도 11은 도 9의 실험 조건 중 y축 이격 거리에 따른 결합 계수를 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing the coupling coefficient according to the y-axis separation distance in the experimental conditions of FIG.

도 11에 나타낸 바와 같이, 이차 코일의 y축 이격 시, 결합 계수 성능은 일차 코일의 y축 코일 폭(예컨대, 90㎜)이 동일한 경우, x축 코일 폭을 증가시킬수록 결합 성능에서 우수한 양상을 나타내었다.11, when the y-axis coil width (for example, 90 mm) of the primary coil is the same as that of the primary coil when the secondary coil is separated from the y-axis, the coupling coefficient performance increases as the x- Respectively.

그것은 일차 코일의 x축 폭이 증가함에 따라 일차 코일의 x-방향 내경과 이차 코일의 x-방향 내경이 거의 수직하게 위치하여 자속 쇄교에 유리한 구조가 되기 때문이다. 이러한 결합 계수 양상/경향은 일차 코일의 y축 코일 폭에 상관없이 x축 코일 폭의 변화에 따라 실질적으로 동일하게 변하는 것으로 관찰되었다.This is because, as the x-axis width of the primary coil increases, the x-direction inner diameter of the primary coil and the x-direction inner diameter of the secondary coil are positioned substantially perpendicular to each other, which is advantageous for flux linkage. It was observed that this coupling coefficient aspect / tendency changes substantially the same with the variation of the x-axis coil width regardless of the y-axis coil width of the primary coil.

이와 같이, 본 실시예에서는 일차 코일의 x축 폭을 50㎜에서부터 20㎜씩 증가하여 130㎜까지 가변할 때, x축 코일 폭이 증가할수록 이격 발생에 따른 결합 계수가 상대적으로 큰 값에서 변동하는 것을 확인할 수 있다.As described above, in the present embodiment, when the x-axis width of the primary coil is varied from 50 mm to 20 mm to 130 mm, as the x-axis coil width increases, the coupling coefficient due to the generation of the spacing varies from a relatively large value .

전술한 실시예에 있어서, 코일 폭이 30㎜인 경우는 코일을 감을 수 있는 공간이 너무 부족하여 인덕턴스를 확보하기 어렵고, 코일 폭이 150㎜인 경우는 수평 이격에 대한 성능이 상대적으로 너무 떨어져서 평가 범위에서 제외되었다.In the above-described embodiment, when the coil width is 30 mm, the space for winding the coil is too small to ensure the inductance. When the coil width is 150 mm, the performance against the horizontal spacing is relatively too low .

또한, 전술한 실시예의 예시 이외에 x축 코일 폭을 50㎜, 70㎜, 110㎜, 또는 130㎜로 고정하고 y축 코일 폭을 변경하거나, y축 코일 폭을 50㎜, 70㎜, 110㎜, 또는 130㎜로 고정하고 x축 코일 폭을 변경하는 실험을 모두 실시하였다. 실험 결과, x축 코일 폭이 90㎜이고, y축 코일 폭이 130㎜일 때 결합 성능이 가장 우수한 것으로 관찰되었다.In addition to the examples described above, the x-axis coil width may be fixed to 50 mm, 70 mm, 110 mm, or 130 mm to change the y-axis coil width, or the y-axis coil width to be 50 mm, 70 mm, Or 130 mm, and the x-axis coil width was changed. As a result, it was observed that the bonding performance was the best when the x-axis coil width was 90 mm and the y-axis coil width was 130 mm.

도 12는 도 9의 실험 조건 중 z축 이격 거리를 제1 거리로 고정한 상태에서의 x축 이격 결합 계수에 대한 그래프이다. 도 13은 도 9의 실험 조건 중 z축 이격 거리를 제1 거리로 고정한 상태에서의 y축 이격 결합 계수에 대한 그래프이다. 도 14는 도 9의 실험 조건 중 z축 이격 거리를 제2 거리로 고정한 상태에서의 x축 이격 결합 계수에 대한 그래프이다. 그리고 도 15는 도 9의 실험 조건 중 z축 이격 거리를 제2 거리로 고정한 상태에서의 y축 이격 결합 계수에 대한 그래프이다.12 is a graph of the x-axis spacing coupling coefficient in a state where the z-axis spacing distance is fixed at the first distance in the experimental conditions of Fig. 13 is a graph of the y-axis separation coupling coefficient in a state where the z-axis separation distance is fixed at the first distance in the experimental conditions of Fig. FIG. 14 is a graph of the x-axis spacing coupling coefficient in a state where the z-axis spacing distance is fixed at the second distance in the experimental conditions of FIG. And FIG. 15 is a graph of the y-axis separation coupling coefficient in a state where the z-axis separation distance is fixed at the second distance in the experimental conditions of FIG.

도 12 내지 도 15를 참조하면, 본 실시예에 있어서 x축과 y축의 코일 폭 비율이 0.204/0.217인 경우는 거의 모든 경우에서 결합 성능이 가장 우수하며, 수직 이격 거리 50㎜ 조건에서 y축 이격 시(도 13 참조)에는 최대 이격 거리(150㎜) 조건에서 결합 계수가 약 94% 수준을 나타내었다.12 to 15, when the coil width ratio of the x-axis and the y-axis is 0.204 / 0.217 in this embodiment, the coupling performance is the most excellent in almost all cases. In the case of the vertical separation distance of 50 mm, (See Fig. 13), the coupling coefficient was about 94% at the maximum separation distance (150 mm).

본 실시예에 의하면, 직사각형 모양의 송신 패드의 길이 방향(y-방향)에 대응하는 일차 코일의 코일 폭(Y-폭)(y1)을 송신 패드의 세로 방향(x-방향)에 대응하는 일차 코일의 코일 폭(X-폭)(x1)보다 넓게 설계함으로써, 직사각형 모양의 송신 패드 내 직사각형 모양의 일차 코일에서 이차 코일과의 결합 성능을 극대화할 수 있는 구조(송신 패드 구조)를 제공할 수 있다.According to the present embodiment, the coil width (Y-width) y1 of the primary coil corresponding to the longitudinal direction (y-direction) of the rectangular transmission pad is divided into the first It is possible to provide a structure (transmission pad structure) capable of maximizing the coupling performance with the secondary coil in the rectangular primary coil in the rectangular transmission pad by designing it to be wider than the coil width (X-width) have.

전술한 실시예에 의하면, 본 발명은 종래의 송신 패드 대비 아래와 같은 장점이 있다.According to the above-described embodiments, the present invention has the following advantages over the conventional transmission pad.

먼저, 전기차 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 전기차 주차 시, 초기 결합 계수가 커서 이격이 발생하지 않은 경우, 고효율 충전이 가능하며, 이격이 발생했을 경우에도 기존 구조에 비해 높은 효율 달성이 가능하다.First, in an electric vehicle wireless power transmission system, high efficiency charging can be performed when an initial coupling coefficient is large and no separation occurs during parking of an electric vehicle. Even when a separation occurs, high efficiency can be achieved compared with the existing structure.

또한, 주차로 인한 이격 발생 시에도 결합 계수의 변동폭이 크지 않아 제어 기법 적용 측면에서 용이하다.Also, the variation of the coupling coefficient is not large even when the parking is separated, which is easy in terms of the application of the control technique.

또한, 송수신 코일들 사이의 수직 이격 거리가 50㎜이고 송신 코일과 수신 코일의 중심축들 사이에 이격이 없는 조건에서 기존 규격 송신 패드 조건(x/y축 코일 폭 비율 0.167/0.117)보다 약 43%만큼 결합 성능이 우수하며, 최대 이격 거리 조건(y축 이격 거리 150㎜)에서는 94% 수준으로 결합 성능을 유지할 수 있다.Further, when the vertical separation distance between the transmitting and receiving coils is 50 mm and the distance between the center axes of the transmitting coil and the receiving coil is not equal to about 43 (m / s) %, And the coupling performance can be maintained at 94% at the maximum separation distance condition (y-axis separation distance of 150 mm).

또한, 송수신 코일들 사이의 수직 이격 거리가 170㎜이고 송신 코일과 수신 코일의 중심축들 사이에 이격이 없는 조건에서 기존 규격 송신 패드 조건보다 약 17%만큼 결합 성능이 우수하며, 최대 이격 거리 조건(y축 이격 거리 100㎜)에서 약 8%만큼 결합 성능이 우수한 송신 패드를 제공할 수 있다.In addition, the vertical separation distance between the transmitting and receiving coils is 170 mm and the coupling performance is excellent by about 17% compared to the conventional transmitting pad condition under the condition that there is no separation between the central axes of the transmitting coil and the receiving coil. (y-axis separation distance of 100 mm), it is possible to provide a transmission pad having excellent coupling performance by about 8%.

전술한 기술적 구성의 취지에서 Y-폭을 갖는 일차 코일의 제2 부분은 다양한 구조나 형태를 구비할 수 있다. 이러한 제2 부분 내 권선의 코일들의 배치 구조는 송신 패드의 형태에 따라 우수한 결합 성능을 제공하면서 설계 자유도를 높일 수 있는 장점을 가진다. 아울러, 제2 부분 내 권선의 코일들의 배치를 다르게 설계함으로써 무선 전력 전송을 위한 송수신 코일들 간의 마그네틱 결합에서 결합 성능을 실질적으로 동일하게 유지하면서 자기장의 형태를 변경할 수 있는 장점이 있다.The second portion of the primary coil having the Y-width in the above-described technical configuration may have various structures or shapes. The arrangement of the coils of the second in-section winding has an advantage that it can improve the degree of freedom of design while providing excellent coupling performance depending on the shape of the transmission pad. In addition, the arrangement of the coils of the second inner coil can be designed differently so that the shape of the magnetic field can be changed while keeping the coupling performance substantially the same in the magnetic coupling between the transmitting and receiving coils for wireless power transmission.

도 16은 도 5의 송신 패드를 D1-D1선에 의해 절단한 제1 단면에서의 일차 코일 부분과 D2-D2선에 의해 절단한 제2 단면에서의 일차 코일 부분을 비교하여 설명하기 위한 도면이다. 도 16에서는 서로 직교하는 단면들을 단면 배치 방향 표시와 함께 동일 평면상에 도시하고 있다.Fig. 16 is a diagram for explaining the primary coil portion in the first section cut by the D1-D1 line and the primary coil portion in the second section cut by the D2-D2 line in the transmission pad of Fig. 5 . In FIG. 16, cross-sections perpendicular to each other are shown on the same plane together with a cross-sectional placement direction indication.

도 16의 (a)와 (b)를 참조하면, 본 실시예에 따른 송신 패드에서 제1 단면상의 일차 코일(10)의 제1 부분에 대한 제1 단면적(10A)은, 제2 단면상의 일차 코일의 제2 부분에 대한 제2 단면적(10B)보다 작다. 여기서, 제1 단면적(10A) 내 권선의 코일들의 면적과 제2 단면적(10B) 내 권선의 코일들의 면적은 실질적으로 서로 동일하다. 즉, 제1 단면적(10A)은 50개의 코일들에 대한 원형 단면적들을 포함하고, 제2 단면적(10B)도 50개의 코일들에 대한 원형 단면적들을 포함할 수 있다. 권선의 코일 개수는 무선 전력 전송 시스템의 인덕턴스를 고려하여 변경될 수 있다.16A and 16B, the first cross-sectional area 10A for the first portion of the primary coil 10 on the first section in the transmission pad according to the present embodiment is smaller than the first cross- Sectional area 10B for the second portion of the coil. Here, the area of the coils of the windings in the first cross-sectional area 10A and the area of the coils of the windings in the second cross-sectional area 10B are substantially equal to each other. That is, the first cross-sectional area 10A includes circular cross-sectional areas for 50 coils, and the second cross-sectional area 10B may also include circular cross-sectional areas for 50 coils. The number of coils of the winding can be changed in consideration of the inductance of the wireless power transmission system.

이러한 본 실시예의 구성과 관련하여, 일반적인 송신 패드의 일차 코일 구조에서는 z-방향에서의 두께 또는 수직 길이에 여유가 있다고 가정할 때 일차 코일의 권선을 x-y 평면과 실질적으로 평행하게 배열하는 형태에서부터, 서로 다른 층수로 적층하거나 확장하는 형태를 가질 수 있다. 하지만, 이러한 일반적인 일차 코일 구조에 있어서도 x-방향에서 일차 코일의 제1 부분에 대한 단면적과 y-방향에서 일차 코일의 제2 부분에 대한 단면적은 통상 서로 실질적으로 동일하다. 여기서, 단면적은 제1 부분이나 제2 부분 내 인접한 코일들의 외곽선을 서로 연결한 단일 블록을 해당 단면적으로 정의할 수 있다.Regarding the structure of this embodiment, in the case of the primary coil structure of a general transmission pad, assuming that there is a margin in the thickness or the vertical length in the z-direction, from the form in which the windings of the primary coil are arranged substantially parallel to the xy plane, And may have the form of stacking or extending in different layers. However, even in this general primary coil structure, the cross-sectional area for the first part of the primary coil in the x-direction and the cross-sectional area for the second part of the primary coil in the y-direction are usually substantially equal to each other. Here, the cross-sectional area can define a single block connecting the outlines of adjacent coils in the first part or the second part to the cross-sectional area.

이와 같이, 본 실시예에서는 y-방향으로 길이 방향을 갖는 직사각 형태의 송신 패드에서 직사각 형태를 갖는 일차 코일의 y-방향에서의 코일 폭(Y-폭)을 x-방향에서의 코일 폭(X-폭) 대비 일정 비율로 크게 설계하여 Y-폭을 가진 제1 부분의 권선 블록과 X-폭을 가진 제2 부분의 권선 블록을 형성하고, 이러한 구조의 일차 코일을 통해 무선 전력 전송을 위한 결합 성능을 극대화할 수 있다.As described above, in this embodiment, in the rectangular transmission pad having the longitudinal direction in the y-direction, the coil width (Y-width) in the y-direction of the primary coil having the rectangular shape is defined as the coil width -Width) to form a winding block of a first part having a Y-width and a winding block of a second part having an X-width, Performance can be maximized.

도 17은 도 16의 송신 패드의 제2 단면에서의 코일들에 배열 구조를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 17 is a view for explaining the arrangement structure of the coils in the second section of the transmission pad of FIG. 16; FIG.

도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 송신 패드의 일차 코일(10)의 제2 부분은 제2 단면적(10B)의 권선 블록을 구비한다. 이러한 권선 블록의 제2 단면적(10B) 내에서 코일들(101)의 면적은 앞서 설명한 제1 단면적의 권선 블록 내 코일들의 면적과 동일하다. 다만, 본 실시예에 따른 제2 부분의 코일들(101)은 Y-폭(y1)을 유지하기 위해 y-방향에서 일정한 간격(d1)으로 배열될 수 있다.Referring to Fig. 17, the second portion of the primary coil 10 of the transmission pad according to the present embodiment has a winding block of a second cross-sectional area 10B. The area of the coils 101 in the second cross-sectional area 10B of this winding block is equal to the area of the coils in the winding block of the first cross-sectional area described above. However, the coils 101 of the second part according to the present embodiment may be arranged at a constant interval d1 in the y-direction to maintain the Y-width y1.

또한, 제2 단면적(10B) 내에서 코일들(101) 사이에는 절연재료(102)가 채워진다. 본 실시예에서 제2 단면적(10B) 내 절연재료(102)의 면적은 제1 단면적(도 16의 10A 참조) 내 절연재료의 면적보다 크다. 이것은 무선 전력 전송을 위한 코일 결합 성능을 극대화하기 위해 제1 부분에서의 코일 폭보다 제2 부분에서의 코일 폭을 일정 비율만큼 크게 하기 위한 것이다.In addition, the insulating material 102 is filled between the coils 101 in the second cross-sectional area 10B. In this embodiment, the area of the insulating material 102 in the second cross-sectional area 10B is larger than the area of the insulating material in the first cross-sectional area (see 10A in Fig. 16). This is intended to increase the coil width in the second portion by a certain percentage greater than the coil width in the first portion in order to maximize the coil coupling performance for wireless power transmission.

한편, 본 실시예에서는 제2 단면적 내 권선의 코일들을 y-방향에서 일정한 간격으로 배치하는 것으로 설명하나, 본 발명은 그러한 구성으로 한정되지 않고, y-방향에서 인접한 코일들 사이의 간격이 순차적으로 증가하거나 감소하도록 구현될 수 있다. 이 경우, 일차 코일의 중앙 공간 측으로 자기장을 집중시키거나 일차 코일의 외곽선 측으로 자기장을 집중시키는 것이 가능하다.On the other hand, in the present embodiment, the coils of the windings in the second cross sectional area are arranged at regular intervals in the y-direction. However, the present invention is not limited to such a configuration, and the spacing between adjacent coils in the y- Or < / RTI > In this case, it is possible to concentrate the magnetic field toward the center space side of the primary coil or concentrate the magnetic field toward the outline side of the primary coil.

도 18은 도 16의 송신 패드의 제2 단면에서의 코일들의 배열 구조의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.18 is a view for explaining another embodiment of the arrangement structure of the coils in the second cross section of the transmission pad of Fig.

도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 송신 패드의 일차 코일은 제2 부분에서 제1 층의 코일들과 제2 층의 코일들로 이루어진 복층 구조의 권선 형태를 가질 수 있다. 제1 층과 제2 층은 z-방향에서 적층될 수 있다.Referring to FIG. 18, the primary coil of the transmission pad according to the present embodiment may have a multi-layered winding form of the coils of the first layer and the coils of the second layer in the second portion. The first layer and the second layer may be laminated in the z-direction.

제1 층의 코일들 중 인접한 두 코일들 사이의 간격(d2)은 도 17을 참조하여 앞서 설명한 제2 부분 내 권선의 인접한 두 코일들 사이의 간격(d1)보다 작을 수 있다. 인접한 코일들 사이의 간격이 작으면, 간격이 작은 만큼 자기장의 세기를 크게 할 수 있다.The distance d2 between the adjacent two coils of the first layer may be smaller than the distance d1 between the adjacent two coils of the second portion inner winding described above with reference to Fig. If the distance between the adjacent coils is small, the intensity of the magnetic field can be increased as the gap is small.

또한, 제2 층의 코일들 중 인접한 두 코일들 사이의 간격(d3)은 도 17을 참조하여 앞서 설명한 제2 부분 내 권선의 인접한 두 코일들 사이의 간격(d1)보다 클 수 있다. 여기서, 간격은 평균 간격일 수 있다. 인접한 코일들 사이의 간격이 크면, 간격이 큰 만큼 자기장의 세기를 작게 할 수 있다.In addition, the distance d3 between the two adjacent coils of the second layer may be larger than the distance d1 between the adjacent two coils of the second in-portion coil described above with reference to Fig. Here, the interval may be an average interval. If the distance between the adjacent coils is large, the intensity of the magnetic field can be made small as the gap is large.

본 실시예에 의하면, 일차 코일은 제2 부분에서 서로 다른 개수로 배열되는 제1 층의 코일들과 제2 층의 코일들을 구비할 수 있으며, 그에 의해 높은 결합 성능을 확보하면서 코일 배치나 설계에 대한 자유도가 높은 송신 패드를 제공할 수 있다.According to the present embodiment, the primary coils can include coils of the first layer and the coils of the second layer, which are arranged in different numbers in the second portion, A transmission pad having a high degree of freedom can be provided.

도 19는 도 16의 송신 패드의 제2 단면에서의 코일들의 배열 구조의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.19 is a view for explaining another embodiment of the arrangement structure of the coils in the second section of the transmission pad of Fig.

도 19를 참조하면, 본 실시예에 따른 송신 패드의 일차 코일은 제2 부분에서 복층 구조를 가질 수 있다. 그 경우, 복층 구조의 제1 층과 제2 층의 코일들은 그 개수나 간격에서 서로 다르게 배치될 수 있다.Referring to FIG. 19, the primary coil of the transmission pad according to the present embodiment may have a multi-layer structure in the second portion. In that case, the coils of the first layer and the second layer of the multi-layer structure may be arranged differently in the number or spacing.

다만, 복수 구조에서 각 층마다 코일들의 서로 다른 길이(y0, y1), 개수 또는 간격으로 배치하는 경우에도, 적어도 하나의 층에 배열되는 코일들은 전술한 Y-폭(y1)을 가져야 한다.However, even when the coils are arranged at different lengths (y0, y1), numbers, or intervals for each layer in a plurality of layers, the coils arranged in at least one layer must have the Y-width y1 described above.

본 실시예에서 제2 단면적(10B1)은 앞서 설명한 제2 단면적(10B)에 비해 실질적으로 약간 감소할 수 있으나, Y-폭(y1)을 유지한다면 높은 결합 성능은 실질적으로 그대로 유지할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에서는 송신 패드의 제한된 외형 두께 또는 수직 길이 내에서 높은 결합 성능을 가지면서 다양한 코일 배치 구조를 채용할 수 있다.In this embodiment, the second cross-sectional area 10B1 may be substantially reduced compared to the second cross-sectional area 10B described above, but if the Y-width y1 is maintained, high bonding performance can be substantially maintained. As described above, in the present embodiment, various coil arrangement structures can be adopted while having high coupling performance within a limited outer thickness or vertical length of the transmission pad.

도 20은 본 실시예에 채용할 수 있는 송신 패드의 일차 코일에 대한 인출선 구조를 설명하기 위한 예시도이다.20 is an exemplary view for explaining a lead wire structure for a primary coil of a transmission pad which can be employed in this embodiment.

도 20을 참조하면, 본 실시예에 따른 송신 패드(100)는 한 쌍의 인출선(101, 102)을 구비할 수 있다. 인출선(101, 102)은 별도의 단자나 커넥터(103, 104)와 결합될 수 있다. 물론, 구현에 따라서 커넥터(103, 104)는 단일 하우징 내에서 일체로 배치되는 구조(105)를 가질 수 있다.Referring to FIG. 20, the transmission pad 100 according to the present embodiment may include a pair of lead lines 101 and 102. The lead wires 101 and 102 may be combined with separate terminals or connectors 103 and 104. [ Of course, depending on the implementation, the connectors 103 and 104 may have a structure 105 that is disposed integrally within a single housing.

전술한 인출선(101, 102)을 가진 송신 패드(100)는 직접 전력 변환 유닛의 전력 변환 회로에 연결될 수 있다. 또한, 구현에 따라서, 송신 패드(100)는 별도의 단자대나 커넥터 유닛과 결합하고, 단자대나 커넥터 유닛에 결합된 전력 변환 회로와 전기적으로 연결될 수 있다.The transmission pad 100 having the lead lines 101 and 102 described above can be connected to the power conversion circuit of the direct power conversion unit. Also, depending on the implementation, the transmission pad 100 may be coupled to a separate terminal block or connector unit, and may be electrically connected to a power conversion circuit coupled to the terminal block or connector unit.

한편, 무선 전력 전송 시스템에서 일차 코일과 이차 코일과의 마그네틱 결합을 위한 공진 네트워크에서는 보상 커패시터를 사용하게 된다. 본 실시예의 송신 패드에 있어서, 전술한 보상 커패시터는 송신 패드와 같은 공간에 배치하거나 별도 보드를 사용하여 구성할 수 있다. 여기서, 송신 패드와 같은 공간에 대한 배치는 송신 패드의 하우징 내부에 보상 커패시터를 내장하거나 하우징 외부에 보상 커패시터를 결합하는 배치 구조를 포함할 수 있다.On the other hand, in a wireless power transmission system, a compensation capacitor is used in a resonance network for magnetic coupling between a primary coil and a secondary coil. In the transmission pad of the present embodiment, the above-described compensation capacitor can be arranged in the same space as the transmission pad or can be configured using a separate board. Here, the layout for a space such as a transmission pad may include a layout structure in which a compensation capacitor is incorporated inside the housing of the transmission pad or a compensation capacitor is connected to the outside of the housing.

전술한 송신 패드는 무선 전력 전송 시스템의 그라운드 어셈블리에 포함될 수 있다.The transmission pad described above may be included in a ground assembly of a wireless power transmission system.

즉, 본 실시예에 따른 그라운드 어셈블리는 그리드 또는 전원 소스로부터의 전력을 변환하는 전력 변환 유닛, 및 전력 변환 유닛에 결합하는 무선 전력 전송 패드를 포함할 수 있다.That is, the ground assembly according to the present embodiment may include a power conversion unit for converting power from a grid or a power source, and a wireless power transmission pad for coupling to the power conversion unit.

무선 전력 전송 패드는, x-방향에서 정의된 X-폭과 y-축 방향에서 정의된 Y-폭을 구비하고 중앙 공간을 구비하는 직사각 형태의 일차 코일과, 일차 코일에 결합하는 페라이트를 포함할 수 있다.The wireless power transmission pad includes a rectangular primary coil having a central space with a defined Y-width in the x-direction and a Y-width defined in the y-axis direction and ferrite coupling to the primary coil .

여기서, X-폭을 가진 일차 코일의 제1 부분에 대한 제1 단면적은, Y-폭을 가진 일차 코일의 제2 부분에 대한 제2 단면적보다 작다. 또한, 제1 단면적 내 절연재료의 제1 면적은, 제2 단면적 내 절연재료의 제2 면적보다 작을 수 있다.Here, the first cross-sectional area for the first portion of the primary coil having the X-width is smaller than the second cross-sectional area for the second portion of the primary coil having the Y-width. Further, the first area of the insulating material within the first cross-sectional area may be smaller than the second area of the insulating material within the second cross-sectional area.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

Claims (20)

이차 코일을 포함하는 수신 패드로 무선 전력을 전송하도록 준비되는 무선 전력 전송 패드로서,
x-방향에서 정의된 X-폭과 y-방향에서 정의된 Y-폭을 구비하고 중앙 공간을 구비하는 직사각 형태의 일차 코일;
상기 일차 코일과 결합하는 페라이트; 및
상기 일차 코일과 상기 페라이트를 지지하는 하우징을 포함하고,
상기 X-폭을 가진 상기 일차 코일의 제1 부분에 대한 제1 단면적은, 상기 Y-폭을 가진 상기 일차 코일의 제2 부분에 대한 제2 단면적보다 작은, 무선 전력 전송 패드.
A wireless power transmission pad that is prepared to transmit wireless power to a receiving pad comprising a secondary coil,
a rectangular-shaped primary coil having an X-width defined in the x-direction and a Y-width defined in the y-direction and having a central space;
Ferrite bonding with the primary coil; And
And a housing for supporting the primary coil and the ferrite,
Wherein the first cross-sectional area for the first portion of the primary coil having the X-width is less than the second cross-sectional area for the second portion of the primary coil having the Y-width.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 단면적과 상기 제2 단면적의 비율은 9/13인, 무선 전력 전송 패드.
The method according to claim 1,
Wherein the ratio of the first cross-sectional area to the second cross-sectional area is 9/13.
청구항 1에 있어서,
상기 X-폭은 80㎜보다 크고 100㎜보다 작으며, 상기 Y-폭은 120㎜보다 크고 140㎜보다 작은, 무선 전력 전송 패드.
The method according to claim 1,
The X-width is greater than 80 mm and less than 100 mm, and the Y-width is greater than 120 mm and less than 140 mm.
청구항 3에 있어서,
상기 X-폭은 90㎜이고, 상기 Y-폭은 130㎜인, 무선 전력 전송 패드.
The method of claim 3,
The X-width is 90 mm, and the Y-width is 130 mm.
청구항 3에 있어서,
상기 x-방향에서 정의된 상기 페라이트의 X-길이에 대한 상기 X-폭의 제1 비율과 상기 y-방향에서 정의된 상기 페라이트의 Y-길이에 대한 상기 Y-폭의 제2 비율은 0.21±0.07 범위에서 0.02 미만의 차이를 가지는, 무선 전력 전송 패드.
The method of claim 3,
The second ratio of the Y-width to the Y-length of the ferrite defined in the y-direction and the first ratio of the X-width to the X-length of the ferrite defined in the x- 0.0 > 0.02. ≪ / RTI >
청구항 3에 있어서,
상기 x-방향에서 정의되는 상기 이차 코일의 X2-폭은 35㎜보다 크고 37㎜보다 작으며, 상기 y-방향에서 정의되는 상기 이차 코일의 Y2-폭은 35㎜보다 크고 37㎜보다 작은, 무선 전력 전송 패드.
The method of claim 3,
The X2-width of the secondary coil defined in the x-direction is greater than 35 mm and less than 37 mm, and the Y2-width of the secondary coil defined in the y-direction is greater than 35 mm and less than 37 mm. Power transmission pad.
청구항 1에 있어서,
상기 직사각 형태의 일차 코일에서 Y-폭은 상기 일차 코일의 중앙 공간을 사이에 두고 y방향에서 배치되는 제1 Y-폭과 제2 Y-폭을 포함하고, 상기 제1 Y-폭의 크기와 상기 제2 Y-폭의 크기는 서로 다른, 무선 전력 전송 패드.
The method according to claim 1,
The Y-width in the rectangular primary coil includes a first Y-width and a second Y-width disposed in the y-direction with the central space of the primary coil interposed therebetween, and the size of the first Y- And the second Y-width is different in size.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 Y-폭과 상기 제2 Y-폭 중 어느 하나의 크기는 상기 X-폭과 동일한, 무선 전력 전송 패드.
The method of claim 7,
The size of either the first Y-width and the second Y-width is equal to the X-width.
이차 코일을 포함하는 수신 패드로 무선 전력을 전송하도록 준비되는 무선 전력 전송 패드로서,
x-방향에서 정의된 X-폭과 y-방향에서 정의된 Y-폭을 구비하고 중앙 공간을 구비하는 직사각 형태의 일차 코일;
상기 일차 코일과 결합하는 페라이트; 및
상기 일차 코일과 상기 페라이트를 지지하는 하우징을 포함하고,
상기 X-폭을 가진 상기 일차 코일의 제1 부분에 대한 제1 단면적에서의 절연재료의 제1 면적은, 상기 Y-폭을 가진 상기 일차 코일의 제2 부분에 대한 제2 단면적에서의 절연재료의 제2 면적보다 작은, 무선 전력 전송 패드.
A wireless power transmission pad that is prepared to transmit wireless power to a receiving pad comprising a secondary coil,
a rectangular-shaped primary coil having an X-width defined in the x-direction and a Y-width defined in the y-direction and having a central space;
Ferrite bonding with the primary coil; And
And a housing for supporting the primary coil and the ferrite,
The first area of the insulating material in the first cross-sectional area for the first portion of the primary coil having the X-width is greater than the first area of the insulating material in the second cross-sectional area for the second portion of the primary coil having the Y- Is smaller than the second area of the second power supply pad.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 부분의 단면 내에서 x-방향으로 배열되는 서로 인접한 두 코일들 사이의 평균 간격은 상기 제2 부분의 단면 내에서 y-방향으로 배열되는 서로 인접한 두 코일들 사이의 평균 간격보다 좁은, 무선 전력 전송 패드.
The method of claim 9,
Wherein an average spacing between two adjacent coils arranged in the x-direction in the cross-section of the first portion is smaller than an average spacing between two adjacent coils arranged in the y-direction in the cross-section of the second portion, Wireless power transmission pad.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 단면적과 상기 제2 단면적의 비율는 9/13인, 무선 전력 전송 패드.
The method of claim 9,
Wherein the ratio of the first cross-sectional area to the second cross-sectional area is 9/13.
청구항 9에 있어서,
상기 페라이트는 상기 일차 코일을 감싸며 상기 일차 코일의 중앙 공간으로 돌출되는 구조를 구비하는, 무선 전력 전송 패드.
The method of claim 9,
Wherein the ferrite surrounds the primary coil and protrudes into a central space of the primary coil.
청구항 9에 있어서,
금속성 실드를 더 포함하며, 상기 금속성 실드의 상부에는 제1 절연재료, 상기 페라이트, 제2 절연재료 및 상기 일차 코일의 적층 구조가 배치되는, 무선 전력 전송 패드.
The method of claim 9,
Further comprising a metallic shield, wherein a laminated structure of a first insulating material, the ferrite, a second insulating material, and the primary coil is disposed on top of the metallic shield.
청구항 13에 있어서,
상기 금속성 실드의 하부에 위치한 일부 제1 절연부재의 하부에서부터 상기 적층 구조 내 상기 일차 코일의 상부까지의 외형 두께 또는 수직 거리는 40㎜보다 작은, 무선 전력 전송 패드.
14. The method of claim 13,
Wherein the outer thickness or vertical distance from a lower portion of the first insulating member located below the metallic shield to an upper portion of the primary coil in the laminated structure is less than 40 mm.
청구항 9에 있어서,
상기 제2 부분의 권선은 복층 구조를 구비하는, 무선 전력 전송 패드.
The method of claim 9,
Wherein the windings of the second portion comprise a multi-layer structure.
청구항 15에 있어서,
상기 복층 구조의 권선 내 코일들은 y-방향에서 일정한 간격으로 배열되는, 무선 전력 전송 패드.
16. The method of claim 15,
Wherein the coils in the windings of the multi-layer structure are arranged at regular intervals in the y-direction.
청구항 15에 있어서,
상기 복층 구조의 권선 내 제1 층의 서로 인접한 코일들과 제2 층의 서로 인접한 코일들은 서로 다른 평균 간격으로 배열되는, 무선 전력 전송 패드.
16. The method of claim 15,
Wherein adjacent coils of the first layer in the winding of the multi-layer structure and adjacent coils of the second layer are arranged at different average intervals.
청구항 15에 있어서,
상기 복층 구조의 권선 내 코일들은 y-방향에서 인접한 두 코일들 사이의 간격이 순차적으로 감소하거나 증가하도록 배열되는, 무선 전력 전송 패드.
16. The method of claim 15,
Wherein the coils in the windings of the multi-layer structure are arranged such that the spacing between the two coils adjacent in the y-direction sequentially decreases or increases.
무선 전력 전송 시스템의 그라운드 어셈블리로서,
그리드 또는 전원 소스로부터의 전력을 변환하는 전력 변환 유닛; 및
상기 전력 변환 유닛에 결합하는 무선 전력 전송 패드를 포함하되,
상기 무선 전력 전송 패드는, x축 방향에서 정의된 X-폭과 y축 방향에서 정의된 Y-폭을 구비하고 중앙 공간을 구비하는 직사각 형태의 일차 코일, 및 상기 일차 코일에 결합하는 페라이트를 포함하고,
상기 X-폭을 가진 상기 일차 코일의 제1 부분에 대한 제1 단면적은, 상기 Y-폭을 가진 상기 일차 코일의 제2 부분에 대한 제2 단면적보다 작은, 그라운드 어셈블리.
A ground assembly for a wireless power transmission system,
A power conversion unit for converting power from a grid or a power source; And
And a wireless power transmission pad coupled to the power conversion unit,
The wireless power transmission pad includes a rectangular primary coil having a central space and an X-width defined in the x-axis direction and a Y-width defined in the y-axis direction, and ferrite coupled to the primary coil and,
Wherein the first cross-sectional area for the first portion of the primary coil having the X-width is less than the second cross-sectional area for the second portion of the primary coil having the Y-width.
청구항 19에 있어서,
상기 제1 단면적 내 절연재료의 제1 면적은, 상기 제2 단면적 내 절연재료의 제2 면적보다 작은, 그라운드 어셈블리.
The method of claim 19,
Wherein a first area of the insulating material within the first cross sectional area is smaller than a second area of the insulating material within the second cross sectional area.
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