KR20190009237A - Wireless power pickup apparatus having a plurality of electrically independent coils and method of controlling the same - Google Patents

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Abstract

The present invention discloses a novel form of a power collection apparatus including independently controllable four coils. In addition, the present invention discloses a power supply apparatus including independently controllable four coils. Provided are power supply and power collection systems with increased remote wireless power transmission efficiency while satisfying the standard compatibility by the power supply apparatus and the power collection apparatus. The power supply apparatus is compatible with various kinds of conventional power collection systems. In addition, compatibility with a new power collection system to be developed in the future can be expanded by changing a feed flux pattern. The power collection system is compatible with various kinds of conventional power supply systems. Moreover, compatibility with a new power supply system to be developed in the future can be expanded. It has been confirmed that, if one wireless power supply system includes the power supply apparatus and the power collection apparatus, effects of each apparatus overlapped to make the system further resistant to deviation.

Description

전기적으로 독립적인 복수개의 코일을 갖는 무선 집전장치 및 이의 제어방법 {Wireless power pickup apparatus having a plurality of electrically independent coils and method of controlling the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a wireless power collecting apparatus having a plurality of electrically independent coils, and a control method thereof.

본 발명은 복수개의 코일을 구비하는 무선 집전장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 각각 전기적으로 분리되고 독립적으로 제어가능한 4개의 코일을 구비하는 무선 집전장치 및 이를 제어하여 임의의 급전장치로부터 발생한 다양한 패턴의 자기장을 효과적으로 수신할 수 있도록 하는 무선 집전장치 제어방법에 관한 것이다. 또한, 이들 급전장치와 집전장치를 이용하여 위치 편차가 발생했을 때 모드 전환을 통해 자기장의 형상을 바꿔줌으로써 전력전달을 더욱 효과적으로 할 수 있는 무선충전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power collecting apparatus having a plurality of coils and a control method thereof, and more particularly, to a wireless power collecting apparatus having four coils electrically separated and independently controllable, And more particularly, to a wireless power collecting apparatus control method for efficiently receiving a magnetic field of various patterns generated from an apparatus. The present invention also relates to a wireless charging system capable of more effectively transmitting electric power by changing the shape of a magnetic field through mode switching when positional deviation occurs using these power supply devices and current collectors.

종래의 원형 코일을 구비한 집전 시스템과 급전 시스템에 기초한 무선전력전송 방식은 원거리 충전, 즉, 집전 시스템과 급전 시스템 사이에 편차가 발생할 경우에 무선전력전송의 효율이 크게 떨어져 충전이 어려운 문제가 있다. 또한, 종래의 무선전력전송 시스템의 급전 시스템과 집전 시스템은 다른 종류의 급전 시스템 및 집전 시스템과의 호환성이 거의 없거나 크게 떨어지는 경향을 나타냈다. 이에 따라, 다른 종류의 집전 시스템이 급전 시스템으로부터 무선으로 전력을 전송받아 충전하고자 할 경우 충전의 용량과 효율이 표준에서 요구되는 것에 미치지 못한다는 문제가 있었다.The conventional power generation system based on the circular coil and the power supply system based on the power supply system have a problem in that the efficiency of the wireless power transmission is greatly reduced and charging is difficult when a variation occurs between the power supply system and the power collection system . In addition, the power supply system and the power collecting system of the conventional wireless power transmission system show little or no compatibility with other types of power supply system and power collecting system. Accordingly, there has been a problem in that, when another type of current collecting system receives electric power from a power supply system via radio, the capacity and efficiency of charging can not reach the required level in the standard.

이러한 문제를 해결하기 위한 방안의 하나로서, 최근 독립적으로 전류 제어가 가능한 2개의 급전코일을 사용하여 원거리 충전 및 기존 표준 공간 내에서 일정 이상의 호환성이 있는 급전 시스템이 제안되었으나, 무선전력전송 호환성 표준의 정위치 및 편차 시에 종래의 원형 코일을 구비하는 급전 시스템에 비해 다소 낮은 호환 성능을 보이는 것으로 판단되고 있다. 제안된 급전코일 및 집전 코일의 형태는 2개의 급전코일이 나란하게 배열된 DD형, 나란하게 배열된 2개의 급전코일에 추가로 1개의 원형 코일이 중첩되어 배치되는 DDQ형, 및 2개의 급전코일이 나란하지만 서로 부분적으로 중첩되게 배치되는 BP형 등이 있다. 이러한 급전코일들을 구비하는 급전장치와 집전 코일들을 구비하는 집전장치에 대하여는 Adeel Zaheer 외 3인, Investigation of Multiple Decoupled Coil Primary Pad Topologies in Lumped IPT Systems for Interoperable Electric Vehicle Charging, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, VOL. 30, NO. 4, APRIL 2015 에서 설명되어 있다. 해당 문헌에서 제안된 급전장치에 대응되는 집전 장치는 2개의 나란하게 배열된 집전 코일을 구비(DD형 집전 코일)하고 있다.As one of the measures for solving such a problem, recently, there has been proposed a power supply system that has two power supply coils capable of independently controlling the current and has a constant charging capacity and compatibility with each other in the existing standard space. However, It is judged that it has somewhat low compatibility performance with respect to the power supply system having the conventional circular coil at the correct position and deviation. The shape of the proposed feed coil and the current collecting coil are DD type in which two feeding coils are arranged side by side, DDQ type in which one circular coil is superimposed on two feeding coils arranged side by side, And a BP type in which they are partially overlapped with each other. For example, Adeel Zaheer et al., Investigation of Multiple Decoupled Coil Primary Pad Topologies in Lumped IPT Systems for Interoperable Electric Vehicle Charging, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, Vol. 30, NO. 4, APRIL 2015. The power collecting apparatuses corresponding to the power feeding apparatus proposed in this document are provided with two power collecting coils arranged side by side (DD type power collecting coils).

이에 따라, 표준에서 요구하는 용량과 효율을 만족하면서도 종래의 원형 코일을 구비하는 급전 시스템이 가지지 못한 원거리 충전이 가능한 급전 시스템이 요구된다. 또한, 예를 들어 DD형 집전 코일과 같이 새로 제안되는 집전 시스템에 대응하여 효율적인 무선전력전송이 가능한 급전 시스템이 요구된다.Accordingly, there is a demand for a power supply system capable of satisfying the capacity and efficiency required by the standard, and capable of long-distance charging that the conventional power supply system having a circular coil does not have. Further, there is a demand for a power supply system capable of efficient wireless power transmission in correspondence with a newly proposed current collecting system such as DD type current collecting coil.

또한, 표준에서 요구하는 용량과 효율을 만족하는 동시에 종래의 원형 코일을 구비하는 급전 장치가 형성한 자기장을 큰 편차가 존재하는 경우에도 효과적으로 무선으로 전력을 전송받을 수 있는 집전 장치가 요구된다.In addition, there is a need for a current collector capable of satisfactorily satisfying the capacity and efficiency required in the standard, and capable of effectively receiving power wirelessly even in the presence of a large deviation of a magnetic field formed by a power supply device having a conventional circular coil.

Adeel Zaheer 외 3인, Investigation of Multiple Decoupled Coil Primary Pad Topologies in Lumped IPT Systems for Interoperable Electric Vehicle Charging, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, VOL. 30, NO. 4, APRIL 2015Adeel Zaheer et al., Investigation of Multiple Decoupled Coil Primary Pad Topologies in Lumped IPT Systems for Interoperable Electric Vehicle Charging, IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, Vol. 30, NO. 4, APRIL 2015

본 발명은 표준 호환성을 만족하면서 동시에 큰 편차가 존재하는 경우에도 무선전력전송의 효율이 개선된 무선 급전장치 및 무선 집전장치 그리고 이러한 무선 급전장치와 무선 집전장치가 통합된 무선전력전달시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a wireless power feeding device and a wireless power collecting device with improved efficiency of wireless power transmission while satisfying standard compatibility and at the same time in the presence of a large deviation and a wireless power transmitting system in which such wireless power feeding device and wireless power collecting device are integrated .

또한, 기존의 다양한 종류의 무선 급전장치와의 호환성이 있을 뿐만 아니라, 집전코일 간의 연결 상태를 변경하거나 집전코일에 흐르는 전류의 위상을 제어함으로써 다른 분야 또는 추후 개발될 새로운 무선 급전장치와의 호환성 확장이 가능한 무선 집전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition to compatibility with existing various types of wireless feeding devices, it is also possible to change the connection state between the current collecting coils or to control the phase of the current flowing in the current collecting coils, thereby expanding compatibility with other fields or a new wireless feeding device And an object of the present invention is to provide a wireless power collecting apparatus capable of such a wireless power collecting apparatus.

전술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 따라, 인접하는 다른 집전코일과 부분적으로 중첩되도록 배치되며, 전기적으로 서로 독립된 4개의 집전코일을 구비하는 무선 집전장치를 제어하는 방법으로서, (a) 상기 4개의 집전코일의 상태를 감지하는 단계; (b) 상기 단계 (a)에서 감지된 각 집전코일의 상태를 포함하는 정보에 기초하여, 상기 무선 집전장치의 위치를 판단하는 단계; (c) 상기 단계 (b)에서 판단된 상기 무선 집전장치의 위치를 포함하는 정보에 기초하여 각 집전코일의 작동모드를 결정하는 단계; 및 (d) 상기 단계 (c)에서 결정된 각 집전코일의 작동모드에 기초하여, 각 집전코일의 작동을 조정하는 단계를 포함하는 무선 집전장치 제어방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a wireless power collecting apparatus including four current collecting coils electrically isolated from each other, the method comprising: a) detecting a state of the four current collecting coils; (b) determining a position of the wire current collector based on information including a state of each of the current collecting coils detected in the step (a); (c) determining an operation mode of each of the current collecting coils based on information including the position of the current collector determined in the step (b); And (d) adjusting an operation of each of the current collecting coils based on an operation mode of each of the current collecting coils determined in the step (c).

본 발명의 다른 형태에 따라, 무선으로 전력을 전송받기 위한 집전장치로서, 인접하는 다른 집전코일과 부분적으로 중첩되도록 배치되며, 전기적으로 서로 독립된 적어도 4개의 집전코일; 상기 적어도 4개의 집전코일 각각에 발생하는 전류의 변화를 포함하는 정보가 입력으로 제공되는 경우 집전장치의 위치를 포함하는 정보를 출력시키는 집전장치 위치 판단부; 상기 4개의 집전코일의 작동을 개별적으로 제어하는 제어부로서, (a) 상기 4개의 집전코일의 상태를 감지하는 단계; (b) 상기 단계 (a)에서 감지된 각 집전코일의 상태를 포함하는 정보에 기초하여, 상기 무선 집전장치의 위치를 판단하는 단계; (c) 상기 단계 (b)에서 판단된 상기 무선 집전장치의 위치를 포함하는 정보에 기초하여 각 집전코일의 작동모드를 결정하는 단계; 및 (d) 상기 단계 (c)에서 결정된 각 집전코일의 작동모드에 기초하여, 각 집전코일의 작동을 조정하는 단계를 수행하는 제어부를 포함하는 무선 집전장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a current collecting device for receiving power wirelessly, comprising: at least four current collecting coils disposed to partially overlap with other adjacent current collecting coils and electrically independent from each other; A current collector position determination unit for outputting information including a position of the current collector when information including a change in current generated in each of the at least four current collectors is provided as an input; A control unit for individually controlling operations of the four current collecting coils, comprising: (a) sensing a state of the four current collecting coils; (b) determining a position of the wire current collector based on information including a state of each of the current collecting coils detected in the step (a); (c) determining an operation mode of each of the current collecting coils based on information including the position of the current collector determined in the step (b); And (d) a step of adjusting the operation of each of the current-collecting coils based on the operating mode of each of the current-collecting coils determined in the step (c).

본 발명의 또다른 형태에 따라, 무선으로 전력을 전송받기 위한 집전장치에서 사용되는 집전코일 장치로서, 각각 4각 형상을 가지고 서로 중첩하도록 배치되는 4개의 집전코일을 포함하되, 상기 4개의 집전코일은 전기적으로 서로 독립적이며, 상기 각 집전코일은 1.0 내지 1.25 사이의 종횡비를 갖고, 각 집전코일의 어느 한 변이 인접하는 다른 급전코일과 중첩되는 비율은 0.5 내지 0.8 사이인 무선 집전장치용 집전코일 장치가 제공된다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a current collecting coil device for use in a current collecting device for receiving power wirelessly, comprising four current collecting coils each having a quadrangular shape and arranged so as to overlap with each other, Wherein each of the current collecting coils has an aspect ratio of between 1.0 and 1.25, and a ratio of overlapping one of the current collecting coils with another adjacent one of the power feeding coils is between 0.5 and 0.8. Is provided.

본 발명에 따라, 기존의 다양한 종류의 무선 급전장치와 호환성이 있을 뿐만 아니라, 집전코일간 연결상태를 변경하거나 각 집전코일에 흐르는 전류의 위상을 제어함으로써 다른 분야 또는 추후 개발될 새로운 무선 급전장치와의 호환성 확장이 가능한 집전장치가 제공된다.According to the present invention, not only is it compatible with existing various types of wireless feeding devices, but also by changing the connection state between the current collecting coils or controlling the phase of the current flowing in each of the current collecting coils, A current collecting device capable of expanding compatibility with the present invention is provided.

또한, 본 발명에 따라, 표준 호환성을 만족하면서도 원거리 무선전력전송 효율이 개선된 무선 급전장치와, 표준 호환성을 만족하면서도 원거리 무선전력전송 효율이 개선된 무선 집전장치가 제공된다. 또한, 본 발명에 따른 무선 급전장치와 무선 집전장치가 결합되어 그 효과가 극대화된 무선전력전송 시스템이 제공된다. Also, according to the present invention, there is provided a wireless power feeding device improved in the remote wireless power transmission efficiency while satisfying the standard compatibility, and a wireless power collecting device improved in the remote wireless power transmission efficiency while satisfying the standard compatibility. Also, a wireless power transmission system in which a wireless power supply device and a wireless power collecting device according to the present invention are combined to maximize the effect is provided.

도 1은 종래의 표준 급전장치가 가로 방향으로 길게 배치된 경우 표준 집전장치의 위치 편차에 따른 유도기전력을 나타내는 도면.
도 2는 종래의 표준 급전장치가 세로 방향으로 길게 배치된 경우 표준 집전장치의 위치 편차에 따른 유도기전력을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 급전장치의 개략도.
도 4는 도 3에 도시된 급전장치의 급전코일 장치의 평면도 및 정면도.
도 5는 도 3에 도시된 급전장치의 공진 커패시터 모듈을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 도 3에 도시된 급전장치의 급전코일 장치의 작동모드를 나타내는 도면으로서, 도시된 급전코일 장치의 각 급전코일은 정사각형임.
도 7는 도 3에 도시된 급전장치의 급전코일 장치의 작동모드를 나타내는 도면으로서, 도시된 급전코일 장치의 각 급전코일은 직사각형임.
도 8은 도 3에 도시된 본 발명에 따른 급전코일 장치에서 급전코일 장치의 종횡비와 중첩 정도에 따른 유도기전력의 변화를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 집전장치를 나타내는 도면.
도 10은 도 9에 도시된 집전장치의 집전코일 장치를 나타내는 도면.
도 11은 도 10에 도시된 집전코일 장치의 1개의 집전코일을 도시한 도면.
도 12는 도 10에 도시된 집전코일의 작동모드를 설명하기 위한 도면.
도 13a는 표준 급전장치에 대하여 중심에서 y-방향으로 벗어난 위치에 본 발명에 따른 집전장치가 배치되는 경우 집전코일의 작동모드를 설명하기 위한 도면
도 13b는 표준 급전장치에 대하여 중심에서 x-방향으로 벗어난 위치에 본 발명에 따른 집전장치가 배치되는 경우 집전코일의 작동모드를 설명하기 위한 도면.
도 13c는 표준 급전장치에 대하여 중심에서 대각선 방향으로 벗어난 위치에 본 발명에 따른 집전장치가 배치되는 경우 집전코일의 작동모드를 설명하기 위한 도면.
도 14는 본 발명에 따른 집전장치가 표준 급전장치의 중심 위치로부터 벗어나는 경우 집전장치에 유도되는 기전력을 나타내는 그래프.
도 15는 본 발명에 따른 급전장치에서 집전장치의 위치를 파악하기 위한 방법을 설명하는 순서도.
도 16은 도 15에서 단계 S120의 세부 단계의 순서도.
도 17은 본 발명에 따른 집전장치에서 자신의 위치를 파악하기 위한 방법을 설명하는 순서도.
도 18은 본 발명에 따른 급전장치와 본 발명에 따른 집전장치를 조합하여 사용하는 경우 집전장치의 위치 편차에 따른 유도기전력의 변화를 나타내는 그래프.
도 19a는 본 발명에 따른 집전장치가 올모드 상태일 경우, 본 발명에 따른 급전장치의 위치 편차에 따른 집전장치의 작동모드 변화를 나타내는 도면.
도 19b는 본 발명에 따른 집전장치가 올모드 상태일 경우, 본 발명에 따른 급전장치의 위치 편차에 따른 집전장치의 작동모드 변화를 나타내는 도면.
도 19c는 본 발명에 따른 집전장치의 작동모드가 변화할 때 본 발명에 따른 급전장치의 위치 편차에 따른 집전장치의 작동모드 변화를 나타내는 도면.
도 19d는 본 발명에 따른 집전장치의 작동모드가 변화할 때 본 발명에 따른 급전장치의 위치 편차에 따른 집전장치의 작동모드 변화를 나타내는 도면.
도 20은 표준 급집전 시스템과 본 발명에 따른 급집전 시스템의 위치에 따른 편차를 나타내는 도면.
도 21은 도 5에 도시된 공유 커패시터 모듈을 사용하는 경우, 급전코일의 각 모드에서의 스위치의 작동을 설명하기 위한 도면.
1 is a diagram showing an induced electromotive force according to a positional deviation of a standard power collector when a conventional standard power feeder is arranged long in the lateral direction.
2 is a diagram showing an induced electromotive force according to a positional deviation of a standard power collector when a conventional standard power feeder is arranged long in the longitudinal direction.
3 is a schematic diagram of a power feeding device according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a plan view and a front view of the power supply coil device of the power supply device shown in Fig. 3; Fig.
Fig. 5 schematically shows a resonant capacitor module of the feed device shown in Fig. 3; Fig.
Fig. 6 is a diagram showing an operation mode of the power supply coil device of the power supply device shown in Fig. 3. Each of the power supply coils of the illustrated power supply coil device is square.
Fig. 7 is a view showing an operation mode of the power supply coil apparatus of the power supply apparatus shown in Fig. 3. Each power supply coil of the illustrated power supply coil apparatus is rectangular.
FIG. 8 is a view showing a change in induced electromotive force according to the aspect ratio and degree of superimposition of the feed coil device in the feed coil device according to the present invention shown in FIG. 3; FIG.
9 is a view showing a current collector according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing a current-collecting coil device of the current-collecting device shown in Fig.
Fig. 11 is a view showing one current-collecting coil of the current-taking coil device shown in Fig. 10; Fig.
12 is a view for explaining an operation mode of the current-collecting coil shown in Fig. 10; Fig.
13A is a view for explaining the operation mode of the current collecting coil when the current collecting device according to the present invention is disposed at a position deviated in the y-direction from the center with respect to the standard power feeding device;
13B is a view for explaining an operation mode of the current collecting coil when the current collecting device according to the present invention is disposed at a position deviated from the center in the x-direction with respect to the standard power feeding device.
13C is a view for explaining an operation mode of the current collecting coil when the current collecting device according to the present invention is disposed at a position deviated diagonally from the center with respect to the standard power feeding device.
14 is a graph showing an electromotive force induced in the current collector when the current collector according to the present invention deviates from the center position of the standard power feeder.
15 is a flowchart for explaining a method for locating a current collector in a feeder according to the present invention;
FIG. 16 is a flowchart of the detailed steps of step S120 in FIG. 15; FIG.
17 is a flowchart for explaining a method for grasping the position of the power collecting apparatus according to the present invention.
18 is a graph showing a change in induced electromotive force according to a positional deviation of the current collector when the current-feeding device according to the present invention and the current-collecting device according to the present invention are used in combination.
19A is a diagram showing a change in operation mode of the power collector according to a positional deviation of the power feeding device according to the present invention when the current collecting device according to the present invention is in the all mode.
FIG. 19B is a diagram illustrating a change in the operating mode of the power collector according to the positional deviation of the power feeding device according to the present invention when the current collecting device according to the present invention is in the all mode. FIG.
19c is a diagram showing a change in the operation mode of the current collector according to the positional deviation of the power supply device according to the present invention when the operation mode of the current collector according to the present invention changes.
19D is a diagram showing a change in the operation mode of the current collector according to the positional deviation of the feeder according to the present invention when the operation mode of the current collector according to the present invention changes.
20 is a view showing a deviation according to a position of a standard power collecting system and a power collecting system according to the present invention;
Fig. 21 is a view for explaining the operation of the switch in each mode of the power supply coil when the shared capacitor module shown in Fig. 5 is used; Fig.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서는 구체적인 사항들이 나타나 있는데 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. It is self-evident. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.

급전장치Feeding device

급전장치의 구성Configuration of the feeding device

도 1에는 표준에 따른 급집전 시스템에서 급전 장치(1)를 가로로 길게 배치시킨 후 집전 장치(2)를 급전 장치(1)의 중심에 대하여 x-방향 및 y-방향으로 이동시키며 집전 장치(2)에 유도되는 전압을 시뮬레이션으로 계산한 결과가 나타나 있으며, 도 2에는 표준에 따른 급집전 시스템에서 급전 장치(1)를 세로로 길게 배치시킨 후 집전 장치(2)를 급전 장치(1)의 중심에 대하여 x-방향 및 y-방향으로 이동시키며 집전 장치(2)에 유도되는 전압을 시뮬레이션으로 계산한 결과가 나타나 있다. 도 1 및 도 2의 테이블에서 적색 글자로 표시된 구간은 집전 장치(2)에 역기전력이 생성된 것을 의미한다.1, the power feeding device 1 is arranged long in the power feeding system according to the standard, and then the power collecting device 2 is moved in the x-direction and the y-direction with respect to the center of the power feeding device 1, 2 shows a result obtained by simulating the voltage applied to the power feeding device 1 in the power feeding system 1 according to the standard. And the voltage induced in the current collector 2 is calculated by simulating moving in the x-direction and the y-direction with respect to the center. In the table of FIG. 1 and FIG. 2, a period indicated by a red letter means that a counter electromotive force is generated in the current collector 2.

한편, 주차 영역에 관한 표준은 국가별로 상이하지만, 폭은 2.0m에서 2.6m 사이이며, 길이는 약 5m에서 6m 사이로 규정되어 있다. 또한, 일반적으로 차량의 폭은 소형차의 경우 약 1.6m에서 준준형차량의 경우 약 1.8m 정도의 크기를 갖는다. 이에 따라, 무선전력전송을 받아 차량의 배터리를 충전하고자 할 때, 급전장치와 집전장치는 약 0.1m에서 0.5m 사이의 편차가 발생할 수 있다.On the other hand, the standard for the parking area varies from country to country, but the width is between 2.0m and 2.6m and the length is between 5m and 6m. Generally, the width of the vehicle is about 1.6 m in the case of a compact car and about 1.8 m in the case of a quasi-submersible vehicle. Accordingly, when the battery of the vehicle is to be charged with the wireless power transmission, a deviation of about 0.1 m to 0.5 m may occur between the power supply device and the power collecting device.

따라서, 표준에 따른 급집전 시스템에서 급전 장치의 위치와 집전 장치의 위치에 편차가 발생하는 경우, 편차가 작더라도 유도되는 전력이 크게 감소되며, 편차가 큰 경우에는 역기전력이 발생하는 문제가 발생함을 알 수 있다.Therefore, when a deviation occurs between the position of the power feeding device and the position of the power collecting device in the power feeding system according to the standard, the induced power is greatly reduced even if the deviation is small, and a back electromotive force occurs when the deviation is large .

도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 4개의 코일을 구비하는 급전코일 장치(110) 및 이를 이용하는 급전장치(100)가 개략적으로 도시되어 있다. 급전장치(100)는 4개의 급전코일(111, 112, 113, 114)을 구비하는 급전코일 장치(110), 공진 커패시터 모듈(130), 인버터(140) 및 각 코일(111, 112, 113, 114)을 공진 커패시터 모듈(130)을 경유하여 인버터(140)와 연결하는 4개의 스위치(121,1 22, 123, 124)를 포함한다.FIG. 3 schematically shows a power feeding coil device 110 having four coils according to an embodiment of the present invention and a power feeding device 100 using the same. The power supply apparatus 100 includes a power supply coil unit 110 having four power supply coils 111, 112, 113 and 114, a resonant capacitor module 130, an inverter 140, and coils 111, 112, 113, 114, and 124 to the inverter 140 via the resonant capacitor module 130. The switches 140,

도 4에는 도 3에 도시된 급전코일 장치(110)의 일 예가 도시되어 있다. 동일한 참조부호는 동일한 요소를 나타내며, 참조부호 15는 급전 코어(115)를 나타낸다. 도 4에 도시된 4개의 급전코일(111, 112, 113, 114)은 각각 대체로 4각 형상을 가지며, 코일이 형성하는 내부 면적이 부분적으로 서로에 대해 중첩되도록 배치된다. 또한, 각 코일은 동일한 크기를 갖는 정사각형 형태를 갖는다. 그러나, 급전코일의 형태는 반드시 정사각형에 한정되지 않으며 요구되는 자속 패턴에 대응하여 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 실시예에서는 각 코일이 서로 동일한 방식으로 중첩되어 있으나, 요구되는 자속 패턴에 대응하여 중첩되는 방식은 다양하게 변경될 수 있다. 급전코일 장치(110)의 4개의 급전코일은 급전 코어(115) 상에서 제3 급전코일(113), 제2 급전코일(112), 제1 급전코일(111) 및 제4 급전코일(114)의 순서로 적층되어 배치된다. 각 코일 사이의 공간에는 급전코일의 형상을 유지하기 위한 형상 유지 부재(도시되지 않음)가 배치될 수 있다. 급전코일의 배치는 다른 방식으로 이루어질 수 있음은 자명하다.Fig. 4 shows an example of the feed coil device 110 shown in Fig. The same reference numerals denote the same elements, and reference numeral 15 denotes a power feeding core 115. [ Each of the four feeding coils 111, 112, 113, and 114 shown in FIG. 4 has a substantially quadrangular shape, and the inner areas formed by the coils are partially overlapped with each other. Further, each coil has a square shape having the same size. However, the form of the power supply coil is not necessarily limited to a square, and may be variously changed corresponding to a required magnetic flux pattern. In the embodiment shown in FIG. 4, the coils are superimposed in the same manner, but the superposition method corresponding to the desired magnetic flux pattern can be variously changed. Four feeding coils of the feeding coil unit 110 are connected to the feeding cores 115 of the third feeding coil 113, the second feeding coils 112, the first feeding coils 111 and the fourth feeding coils 114 Are stacked in this order. A shape retaining member (not shown) for retaining the shape of the power supply coil may be disposed in the space between the coils. It is clear that the arrangement of the feeding coils can be done in other ways.

각 급전코일(111, 112, 113, 114)은 스위치(121, 122, 123, 124)를 매개로 하여 인버터(40)와 연결된다. 일 예로서, 각 스위치(121, 122, 123, 124)는 각 급전코일(111, 112, 113, 114)에 공급되는 전력의 방향을 절환하거나 차단할 수 있도록 형성된다. 이에 따라, 각 코일(111, 112, 113, 114)에는 각각의 스위치의 절환 작동에 의하여 위상이 동일하거나 반대인 고주파 전력이 제공될 수 있으며, 전력의 공급이 차단될 수도 있다. 각 급전코일(111, 112, 113, 114)과 인버터(140)는 공진 커패시터 모듈(130)을 매개로 연결된다.Each of the power supply coils 111, 112, 113 and 114 is connected to the inverter 40 via switches 121, 122, 123 and 124. For example, each of the switches 121, 122, 123, and 124 may be configured to switch or cut off the direction of power supplied to each of the power feed coils 111, 112, 113, and 114. Accordingly, high-frequency power having the same or opposite phase can be provided to each of the coils 111, 112, 113, and 114 by the switching operation of the respective switches, and the supply of power may be interrupted. The power feeding coils 111, 112, 113, 114 and the inverter 140 are connected to each other through the resonance capacitor module 130.

도 5에는 공진 커패시터 모듈(130)의 일 예 및 각 급전코일(111, 112, 113, 114)과 공진 커패시터 모듈(130) 사이의 전기적인 연결 관계가 개략적으로 도시되어 있다. 도 5에서 각 급전코일(111, 112, 113, 114)과 스위치(SW1, SW2, SW3, SW4)는 도 3에 도시된 바와 다른 방식으로 연결된다. 공진 커패시터 모듈(30) 내부의 스위치(SWA, SWB, SWC)는 전기적으로 제어될 수 있다. 각 급전코일(111, 112, 113, 114)의 개별적인 작동에 따른 급전장치(100)의 여러 작동모드에 대하여는 뒤에서 구체적으로 설명한다.5 schematically shows an example of the resonant capacitor module 130 and the electrical connection between the power feed coils 111, 112, 113 and 114 and the resonant capacitor module 130. As shown in FIG. In FIG. 5, the power feed coils 111, 112, 113 and 114 and the switches SW1, SW2, SW3 and SW4 are connected in a manner different from that shown in FIG. The switches SWA, SWB, and SWC in the resonant capacitor module 30 can be electrically controlled. Various operation modes of the power feeding device 100 according to the individual operation of each of the power feeding coils 111, 112, 113 and 114 will be described later in detail.

급전코일의 작동모드Operating mode of the feeding coil

도 6에는 본 발명의 일 예에 따른 급전코일 장치(110)의 중심 지점에 대하여 x-방향 및 y-방향으로 표준 집전장치의 위치를 변화시켜 가면서 가장 유리한 유도기전력이 발생되는 경우에 각 급전코일(111, 112, 113, 114)에 인가되는 전류의 방향을 나타냈다. 구체적으로, 표준 집전장치에 유도되는 기전력의 방향이 반대가 되는 구간이나 유도기전력이 발생하지 않는 사구간이 존재하지 않도록 각 급전코일에 공급되는 전류의 방향을 제어하였다. 6, when the most advantageous induced electromotive force is generated while changing the position of the standard power collecting device in the x-direction and the y-direction with respect to the center point of the feed coil device 110 according to an exemplary embodiment of the present invention, (111, 112, 113, 114). Specifically, the direction of the current supplied to each of the power supply coils is controlled so that there is no section in which the direction of the electromotive force induced in the standard current collector is reversed, or a section in which no induced electromotive force is generated.

도 6의 표에서 4자리의 숫자는 각 급전코일에 인가된 전류의 방향을 의미하며, 제1 급전코일부터 제4 급전코일까지 순차적으로 표시되어 있다. 즉, 예를 들어, (1 1 -1 -1)은 제1 급전코일(111)과 제2 급전코일(112)에는 시계방향의 전류가 인가되고, 제3 급전코일(113)과 제4 급전코일(114)에는 반시계방향의 전류가 인가되는 것을 나타낸다.In the table of FIG. 6, the four-digit number indicates the direction of the current applied to each power-feeding coil, and is sequentially displayed from the first power-feeding coil to the fourth power-feeding coil. That is, for example, (1 1 -1 -1) indicates that a clockwise current is applied to the first feeding coil 111 and the second feeding coil 112, and the third feeding coil 113 and the fourth feeding And the coil 114 is applied with a counterclockwise current.

시뮬레이션을 통하여 확인된 모드를 유형별로 정리하면 다음 3가지가 존재한다: 쿼터모드, 하프모드, 올모드. 쿼터모드는 4개의 급전코일 중 어느 하나에 흐르는 전류의 방향이 다르고 나머지 3개의 급전코일에 흐르는 전류는 방향이 동일한 경우이며, 하프모드는 가로 또는 세로 방향으로 인접하는 급전코일끼리 서로 동일한 방향의 전류가 흐르는 경우이고, 올모드는 4개의 급전코일 모두에 동일한 방향의 전류가 흐르는 경우이다. 각 모드에는 전기적으로 대칭인, 즉, 각 코일에 흐르는 전류의 방향이 반대인 경우가 존재한다. 따라서, 급전코일의 작동모드는 쿼터모드 8개, 하프모드 4개, 올모드 2개로서 총 14개의 작동모드가 존재한다.There are three types of modes identified by simulation: Quarter mode, Half mode, All mode. In the quarter mode, the direction of the current flowing in any one of the four feeding coils is different and the currents flowing in the remaining three feeding coils are in the same direction. In the half mode, the feeding coils adjacent to each other in the transverse or longitudinal direction And the all mode is a case where a current in the same direction flows in all of the four feeding coils. In each mode, there is a case where the direction of the electric current that is electrically symmetric, that is, the current flowing in each coil is opposite. Therefore, there are a total of 14 operation modes of the power supply coil, namely, 8 quad mode, 4 half mode, and 2 all modes.

급전코일이 직사각형 형태를 갖는 경우에는, 표준 집전장치에 가장 유리한 유도기전력을 발생시키기 위한 급전코일의 작동모드가 달라진다. 예를 들어, 도 7에는, 급전코일이 직사각형 형태를 갖는 경우에, 표준 집전장치에 유도되는 기전력의 방향이 반대가 되는 구간이나 유도기전력이 발생하지 않는 사구간이 존재하지 않도록 하기 위하여 각 급전코일에 공급되는 전류의 방향을 나타낸다. 도 6과 대비하면, 각 급전코일에 공급되는 전류의 방향이 달라짐을 알 수 있다.When the power supply coil has a rectangular shape, the operation mode of the power supply coil for generating the most advantageous induction electromotive force is different for the standard power collector. For example, in the case where the power supply coil has a rectangular shape, in order to prevent a section where the direction of the electromotive force induced in the standard power collector is reversed or a section where no induced electromotive force is generated, And the direction of the current supplied to the electrode. 6, it can be seen that the direction of the current supplied to each of the power feeding coils differs.

급전코일의 형태 및 배치The shape and arrangement of the feeding coil

앞의 도면들에서 도시된 급전코일은 정사각형 형태를 가지며, 부분적으로 서로 중첩되어 있다. 이하에서는 급전코일의 형태 및 중첩되는 면적에 따라 급전코일들에 의하여 발생되는 자기장의 변화에 대하여 설명한다.The feed coils shown in the preceding figures have a square shape and partially overlap each other. Hereinafter, the change of the magnetic field generated by the power supply coils according to the shape of the power supply coils and the overlapping area will be described.

도 8에는 급전코일의 종횡비 및 중첩정도를 변화시켜 가면서, 표준에 따른 집전장치에 유도되는 기전력을 시뮬레이션으로 계산한 결과가 테이블로 나타나 있다. 비교를 위하여, 종횡비가 변화하더라도 각 급전코일이 갖는 도전체의 질량은 동일하게 유지하였다. 중첩정도는 각 코일을 급전코일 장치(110)의 중심쪽으로 x-방향 및 y-방향으로 동일한 거리만큼 이동시킴으로써 변화시켰다.8 is a table showing results of simulations of electromotive force induced in the current collector according to the standard while varying the aspect ratio and degree of superimposition of the feed coils. For comparison, even if the aspect ratio changes, the masses of the conductors of the respective feed coils were kept the same. The degree of overlapping was changed by moving each coil by the same distance in the x-direction and the y-direction toward the center of the feed coil device 110.

시뮬레이션 결과를 정리하면 아래와 같다:The simulation results are summarized as follows:

중첩정도가 높아질수록 표준 집전장치가 급전장치의 중양과 일치하는 위치에 있을 때의 유도기전력은 높아지지만, 표준 집전장치의 위치 편차가 증가할 경우의 유도기전력의 감소 정도도 높아진다. The higher the degree of overlap, the higher the induced electromotive force when the standard collector is located at the position coincident with the middle of the feeder, but the lower the induced electromotive force when the position deviation of the standard collector increases.

종횡비와 관련하여, 종횡비가 크게 변화하지 않더라도 표준 집전장치에 유도되는 기전력은 크게 변화하는 것으로 나타난다.Regarding the aspect ratio, even if the aspect ratio does not change greatly, the electromotive force induced in the standard power collecting apparatus is greatly changed.

급전코일의 형태와 관련하여, 정사각형 형태보다는 약간 직사각형 형태인 경우가 유리한 것으로 판단된다. 그러나, 형태에 따라 표준 집전장치에 유도되는 기전력의 차이는 크지 않으며, 급전코일의 제작 여건 등을 고려한다면, 정사각형 형태를 갖는 것도 무방하다.Regarding the shape of the feeding coil, it is considered to be advantageous that the rectangular shape is slightly rectangular. However, the difference in the electromotive force induced in the standard power collector according to the shape is not large, and it is also possible to have a square shape in consideration of the manufacturing conditions of the power supply coil.

시뮬레이션에서 확인된 급전코일 장치(110)의 종횡비와 중첩정도를 기초로 도시된 실시예들에서의 각 변수의 범위를 계산해 보면 다음과 같다: 종횡비는 약 1.0에서 약 1.1 사이의 범위, 중첩정도는 각 급전코일의 내부 영역을 기준으로 약 0.25에서 약 0.55의 범위.The range of each variable in the illustrated embodiments based on the aspect ratio and overlapping degree of the feed coil device 110 identified in the simulation is as follows: The aspect ratio ranges from about 1.0 to about 1.1, A range of about 0.25 to about 0.55 relative to the inner area of each feed coil.

집전장치Current collector

집전장치의 구성Configuration of current collector

도 9에는 본 발명의 일 실시예에 따른 4개의 코일을 구비하는 집전코일 장치(210) 및 이를 이용하는 집전장치(200)가 개략적으로 도시되어 있다. 집전장치(200)는 4개의 집전코일(211, 212, 213, 214)을 구비하는 집전코일 장치(210), 정류기 모듈(230)을 구비한다. 각 집전코일(211, 212, 213, 214)은 각각 스위치(221, 222, 223, 224)를 경유하여 정류기 모듈(230)과 연결된다. 정류기 모듈(230)은 직류 전력을 부하저항 또는 배터리(300)에 제공한다.FIG. 9 is a schematic view of a current collecting coil device 210 having four coils according to an embodiment of the present invention and a current collecting device 200 using the same. The current collector 200 includes a current collector unit 210 and a rectifier module 230 having four current collectors 211, 212, 213 and 214. The current collecting coils 211, 212, 213 and 214 are connected to the rectifier module 230 via the switches 221, 222, 223 and 224, respectively. Rectifier module 230 provides DC power to load resistance or battery 300.

도 10에는 도 9에 도시된 급전코일 장치(210)의 일 예가 도시되어 있다. 동일한 참조부호는 동일한 요소를 나타내며, 집전코어는 설명의 편의를 위해 도시되지 않았다. 도 10에 도시된 4개의 집전코일(211, 212, 213, 214)은 각각 대체로 4각 형상을 가지며, 코일이 형성하는 내부 면적이 부분적으로 서로에 대해 중첩되도록 배치된다. 또한, 각 코일은 동일한 크기를 갖는 직사각형 형태를 갖는다. 그러나, 집전코일의 형태는 반드시 직사각형에 한정되지 않으며 요구되는 자속 패턴에 대응하여 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 도 10에 도시된 실시예에서는 각 코일이 서로 동일한 방식으로 중첩되어 있으나, 요구되는 자속 패턴에 대응하여 중첩되는 방식은 다양하게 변경될 수 있다. Fig. 10 shows an example of the feed coil device 210 shown in Fig. The same reference numerals denote the same elements, and the current collecting cores are not shown for convenience of explanation. Each of the four current collecting coils 211, 212, 213, and 214 shown in FIG. 10 has a substantially quadrangular shape, and the internal areas formed by the coils are partially overlapped with each other. Further, each of the coils has a rectangular shape having the same size. However, the shape of the current-collecting coil is not necessarily limited to a rectangle, and may be variously changed corresponding to a required magnetic flux pattern. In the embodiment shown in FIG. 10, the coils are superimposed on each other in the same manner, but the superposition method corresponding to the desired magnetic flux pattern can be variously changed.

도 11에는 집전코일 장치(210)의 4개의 집전코일 중 하나의 코일(210)이 도시되어 있다. 직사각형 형태를 갖는 집전코일(210)은 2개의 짧은 변 중의 어느 한쪽에 오목하게 형성된 부분(210a)을 구비한다. 이 오목한 부분(210a)은 다른 집전코일과 중첩되는 위치에 형성됨으로써, 4개의 집전코일이 서로 중첩되더라도 집전코일 장치(210)의 높이가 높아지지 않도록 한다. 집전코일 장치(210)는 차량의 아래쪽에 배치되므로, 높이가 낮을수록 유리하다.In Fig. 11, one coil 210 of the four current-collecting coils of the current-collector unit 210 is shown. The current collecting coil 210 having a rectangular shape has a portion 210a recessed in one of two short sides. This concave portion 210a is formed at a position overlapping with other current collecting coils so that the height of the current collecting coil device 210 is not increased even if the four current collecting coils overlap each other. Since the current-collecting coil device 210 is disposed on the lower side of the vehicle, the lower the height, the better.

각 집전코일(211, 212, 213, 214)은 스위치(221, 222, 223, 224)를 매개로 하여 정류기 모듈(2300)과 연결된다. 일 예로서, 각 스위치(221, 222, 223, 224)는 각 집전코일(211, 212, 213, 214)로부터 출력되는 전력의 방향을 절환할 수 있도록 형성된다. 각각의 스위치의 절환 작동에 의하여 각 집전코일(211, 212, 213, 214)로부터 출력되는 전력은 위상이 동일하거나 반대로 출력될 수 있다. 급전코일의 경우와 달리, 집전코일로부터 출력되는 전력이 차단되는 경우는 없다.The current collecting coils 211, 212, 213 and 214 are connected to the rectifier module 2300 via switches 221, 222, 223 and 224, respectively. For example, each of the switches 221, 222, 223, and 224 is formed so as to switch the direction of power output from each of the current collecting coils 211, 212, 213, and 214. The power output from each of the current collecting coils 211, 212, 213, and 214 can be output in the same or opposite phases by the switching operation of the respective switches. Unlike the case of the power feeding coil, the power output from the power collecting coil is not cut off.

집전코일의 작동모드Operation mode of current collecting coil

도 12에는 본 발명의 일 예에 따른 집전코일 장치(210)의 가능한 모든 작동모드가 도시되어 있다. 쿼터모드는 4개의 집전코일 중 어느 하나에 유도되는 전류의 방향이 다르고 나머지 3개의 집전코일에 유도되는 전류는 방향이 동일한 경우이며, 하프모드는 가로 또는 세로 방향으로 인접하는 집전코일끼리 서로 동일한 방향의 전류가 유도되는 경우이고, 올모드는 4개의 집전코일 모두에 동일한 방향의 전류가 유도되는 경우이다. 도시된 각 모드에는 전기적으로 대칭인, 즉, 각 코일에 흐르는 전류의 방향이 반대인 경우가 존재한다. 따라서, 집전코일의 작동모드는 쿼터모드 8개, 하프모드 4개, 올모드 2개로서 총 14개의 작동모드가 존재한다.Fig. 12 shows all possible operation modes of the current-sourcing coil device 210 according to an example of the present invention. In the quarter mode, currents induced in any one of the four current collectors are different, and currents induced in the other three current collectors are in the same direction. In the half mode, the current collectors adjacent to each other in the transverse or longitudinal direction are arranged in the same direction Current mode is induced, and the all mode is a case where a current in the same direction is induced in all of the four current-collecting coils. In each of the illustrated modes, there is a case where the directions of the electric currents flowing in the respective coils are opposite to each other. Therefore, the operation mode of the current-collecting coil is fourteen operating modes including eight quartz modes, four half modes, and two all modes.

도 13a 내지 13c에는, 시뮬레이션으로 계산하여 확인된, 표준 급전장치로부터 본 발명에 따른 집전코일의 위치에 따른 가장 높은 기전력이 유도되는 작동모드들이 도시되어 있다. 도면들에서, Z2min과 Z2max는 집전코일이 급전코일로부터 수직방향으로 떨어진 정도를 나타내며, 괄호 안의 숫자는 집전코일이 급전코일의 중심으로부터 x-방향 및 y-방향으로 떨어진 거리를 mm 단위로 나타낸 것이다.13A to 13C show operation modes in which the highest electromotive force according to the position of the current collector coil according to the present invention is derived from a standard power feeding device, which is calculated and confirmed by simulation. In the figures, Z2min and Z2max denote the degree to which the current-collecting coil is vertically offset from the feed coil, and the numbers in parentheses indicate the distance in mm that the current-collecting coil has fallen in the x- and y- directions from the center of the feed coil .

도 13a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 집전코일이 Z2min의 수직위치를 유지하면서 표준 급전코일의 중심으로부터 y-방향으로 멀어짐에 따라, 집전코일의 작동모드는 올모드-하프모드-쿼터모드 순으로 변경된다. 이러한 경향은 Z2max의 수직위치에서도 대체로 동일하며, 다만 (0,275) 지점에서 쿼터모드를 나타낸다.13A, as the current-collecting coil according to the present invention is moved away from the center of the standard feed coil in the y-direction while maintaining the vertical position of Z2min, the operation mode of the current-collecting coil is the all-mode- . This trend is largely the same at the vertical position of Z2max, but at quarter point (0,275).

도 13b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 집전코일이 Z2min의 수직위치를 유지하면서 표준 급전코일의 중심으로부터 x-방향으로 멀어짐에 따라, 집전코일의 작동모드는 올모드-쿼터모드-하프모드 순으로 변경된다. Z2max의 수직위치에서는, 올모드에서 쿼터모드로 변경된다.13B, as the current-collecting coil according to the present invention is moved away from the center of the standard feed coil in the x-direction while maintaining the vertical position of Z2min, the operation mode of the current-collecting coil is all-quarter- . At the vertical position of Z2max, the all mode is changed to the quota mode.

도 13c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 집전코일이 Z2min의 수직위치를 유지하면서 표준 급전코일의 중심으로부터 대각선 방향으로 멀어짐에 따라, 집전코일의 작동모드는 올모드(+)-하프모드-올모드(-) 순으로 변경된다. Z2max의 수직위치에서는, 올모드-쿼터모드-하프모드-쿼터모드 순으로 변경된다.As shown in Fig. 13C, as the current-collecting coil according to the present invention moves away from the center of the standard feed coil while maintaining the vertical position of Z2min, the operation mode of the current-collecting coil is the all-mode (+ (-) mode. In the vertical position of Z2max, all mode - quarter mode - half mode - quarter mode are changed in order.

도 14에는 표준 급전코일에 대하여 본 발명에 따른 집전코일이 x-축 및 y-방향으로의 각 위치에서 집전코일의 모드에 따라 유도되는 기전력을 시뮬레이션으로 계산한 결과를 그래프로 도시하였다. 도시된 바와 같이, 집전코일이 올모드로 유지되는 경우에는 집전코일에 유도되는 기전력이 0이 되는 사구간이 나타난다. 그러나, 집전코일의 모드를 적절히 변경하는 경우에는 사구간이 나타나지 않음을 알 수 있다.FIG. 14 is a graph showing a simulation result of the electromotive force induced in accordance with the mode of the current-collecting coil at each position in the x-axis and y-direction of the current-collecting coil according to the present invention with respect to the standard feed coil. As shown in the figure, when the current-collecting coil is maintained in the all-mode, a period of time in which the electromotive force induced in the current-collecting coil becomes zero appears. However, when the mode of the current-collecting coil is appropriately changed, it can be seen that the dead time does not appear.

집전코일의 형태 및 배치The shape and arrangement of the current collecting coil

앞의 도면들에서 도시된 집전코일은 직사각형 형태를 가지며, 부분적으로 서로 중첩되어 있다. 집전코일의 중첩정도를 변화시키면 중첩정도가 높아질수록 집전코일이 급전장치의 중양과 일치하는 위치에 있을 때의 유도기전력은 높아지지만, 집전장치의 위치 편차가 증가할 경우의 유도기전력의 감소 정도도 높아진다. 종횡비와 관련하여, 종횡비가 크게 변화하지 않더라도 집전코일에 유도되는 기전력은 크게 변화한다.The current collecting coils shown in the preceding drawings have a rectangular shape and partially overlap each other. When the degree of overlapping of the current collecting coils is changed, the induced electromotive force is increased when the current collecting coils are positioned at the position where the current collecting coils coincide with the midpoint of the feed device, but the degree of decrease in the induced electromotive force . Regarding the aspect ratio, even if the aspect ratio does not change greatly, the electromotive force induced in the current-collecting coil largely changes.

도시된 실시예에서 집전코일은 직사각형 형태를 갖지만, 정사각형 형태를 가질 수도 있다. 다만, 시뮬레이션 결과 집전코일의 내부 영역이 일정 부분 중첩되는 것이 유리하다는 점을 발견하였다. 이러한 점을 고려하여 집전코일의 종횡비와 중첩정도를 파악한 바를 정리하면, 대략 1-1.25 사이의 종횡비를 갖고, 중첩되는 정도는 집전코일의 긴 변을 기준으로 집전코일의 내부 영역이 중첩되는 정도가 대략 0.35-0.65 사이인 것이 바람직하다.In the illustrated embodiment, the current collecting coil has a rectangular shape, but may have a square shape. However, as a result of the simulation, it has been found that it is advantageous that the internal region of the current collecting coil is overlapped with a certain portion. Considering this point, the aspect ratio and overlap degree of the current collecting coil are summarized as follows. The aspect ratio of the current collecting coil is about 1-1.25, and the degree of overlapping is such that the internal area of the current collecting coil overlaps the long side of the current collecting coil And is preferably between approximately 0.35 and 0.65.

제어방법Control method

급전장치 제어방법Feeding device control method

도 15 및 16에는 본 발명에 따른 4개의 급전코일을 구비하는 급전장치를 제어하는 방법이 도시되어 있다.15 and 16 show a method of controlling a power supply apparatus having four power supply coils according to the present invention.

도 15에 도시된 바와 같이, 급전장치의 제어방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다: 4개의 급전코일 각각이 동일한 방향으로 동일한 크기의 자기장을 발생시키도록 급전코일에 전력을 공급하는 단계(S100), 인접한 집전장치의 위치를 파악하는 단계(S200), 및 인접한 무선 집전장치의 위치에 기초하여 각 급전코일의 작동모드를 결정하는 단계. 이와 같이 결정된 각 급전코일의 작동모드에 기초하여, 각 급전코일의 작동이 제어된다.As shown in Fig. 15, the control method of the power feeding device includes the following steps (S100): powering the power feed coils so that each of the four power feed coils generates a magnetic field of the same magnitude in the same direction, Determining a position of an adjacent power collecting device (S200), and determining an operating mode of each of the power feeding coils based on the position of the adjacent cooing device. Based on the determined operation mode of each of the power feeding coils, the operation of each of the power feeding coils is controlled.

단계 S200에서, 인접한 집전장치의 위치는 도 16에 도시된 방법에 의하여 다음과 같이 수행된다: 집전장치와 통신하여 집전장치의 종류를 포함하는 정보를 전송받는 단계(S210), 각 급전코일의 상태의 변화를 파악하는 단계(S220), 및, 파악된 각 급전코일의 상태의 변화를 포함하는 정보에 기초하여 기초하여 상기 인접한 무선 집전장치의 위치를 판단하는 단계(S230). 여기서, 각 급전코일의 상태의 변화에는 각 급전코일에 흐르는 전류의 변화, 인가되는 전압의 변화, 전력의 변화, 자기장의 변화 중의 적어도 하나가 포함된다. 단계 S230에서는 전송받은 집전장치의 종류를 포함하는 정보를 함께 고려하여 집전장치의 위치를 파악할 수 있다. In step S200, the positions of the adjacent power collecting apparatuses are performed as follows by the method shown in Fig. 16: receiving information including the type of the power collecting apparatus by communicating with the power collecting apparatus (S210) (S230) of determining the position of the adjacent power collector based on information including a change in the state of each of the power feed coils detected (S230). The change in the state of each of the power supply coils includes at least one of a change in current flowing in each of the power supply coils, a change in applied voltage, a change in electric power, and a change in magnetic field. In step S230, the position of the current collector can be grasped by considering the information including the type of the current collector transmitted.

집전장치가 복수개의 집전코일을 포함하는 경우에는, 전술한 단계 S210의 집전장치의 종류를 포함하는 정보에 급전장치가 형성한 자기장에 의하여 발생되는 각 집전코일의 상태, 즉, 전압, 전류, 전력, 자기장 등의 변화에 대한 정보가 포함될 수 있다. 이러한 집전코일의 상태 변화는 집전코일의 위치가 변화하지 않을 경우에 발생할 수 있고, 차량에 설치된 집전장치가 원거리에서 급전장치를 향하여 접근함에 따라 발생할 수도 있다. 차량이 접근함에 따라 집전코일의 상태가 변화하는 경우에는, 차량의 이동과 관련된 정보도 함께 급전장치로 전송될 수 있다.In the case where the current collector includes a plurality of current collecting coils, the information including the type of current collector in step S210 is added to the state of each current collecting coil generated by the magnetic field formed by the feeder, that is, , Magnetic field, and the like. Such a change in the state of the current-collecting coil may occur when the position of the current-collecting coil does not change, and may occur as the current-collecting device installed in the vehicle approaches from the remote to the power-feeding device. When the state of the current-collecting coil changes as the vehicle approaches, information related to the movement of the vehicle may also be transmitted to the power-feeding device.

집전장치와 통신이 이루어지지 않는 경우에는, 각 급전코일의 상태 변화에만 기초하여 집전장치의 위치를 판단할 수 있다.In the case where communication with the current collecting device is not performed, the position of the current collecting device can be determined based only on the state change of each of the power feeding coils.

단계 S230에서, 주어진 정보에 기초하여 집전장치의 위치를 파악하기 위하여 다양한 방법이 이용될 수 있다. 본 발명에서는, 시뮬레이션 또는 실험 데이터에 기초하여, 서포트 벡터 머신 등의 머신러닝 기법 또는 CNN, RNN과 같은 신경망 알고리즘을 이용한다.In step S230, various methods can be used to determine the position of the current collector based on the given information. In the present invention, based on simulation or experimental data, a machine learning technique such as a support vector machine or a neural network algorithm such as CNN or RNN is used.

신경망 알고리즘을 이용하는 경우를 예로써 설명하면, 인접한 집전장치에 의하여 급전장치의 각 급전코일에 발생하는 전류의 변화를 입력으로 포함하고 인접한 집전장치의 위치를 출력으로 포함하는 지도학습을 수행함으로써 집전장치 위치 판단부를 형성할 수 있다. 집전장치 위치 판단부는 급전장치의 각 급전코일에 발생하는 전류의 변화를 포함하는 정보가 입력으로 제공되는 경우 인접한 무선 집전장치의 위치를 포함하는 정보를 출력시킨다. 신경망 알고리즘의 입력에는 인접한 집전장치의 종류 및/또는 급전장치에 의하여 형성된 자기장에 의하여 변화하는 집전코일의 상태에 대한 정보도 포함될 수 있다.By using a neural network algorithm as an example, map learning including a change in current generated in each of the power supply coils of a power feeding device by an adjacent power collecting device as an input and including the position of an adjacent power collecting device as an output, A position determination unit can be formed. The current collector position determination unit outputs information including the position of the adjacent current collector when information including a change in current generated in each of the power feed coils of the feeder unit is provided as an input. The input of the neural network algorithm may also include information on the type of the adjacent current collector and / or the state of the current collector coil that changes due to the magnetic field formed by the feeder.

집전장치 제어방법Power collecting device control method

도 17에는 본 발명에 따른 집전장치에서 각 집전코일의 작동모드를 제어하는 방법이 도시되어 있다. 17 shows a method of controlling the operation mode of each of the current collecting coils in the current collector according to the present invention.

먼저 집전장치의 4개의 집전코일의 상태를 감지한다(S210). 이를 위해, 급전장치에는 사전에 전력이 공급되어 자기장이 형성되며, 이 자기장에 의하여 각 집전코일의 상태가 변화한다. 집전코일의 상태에는 전류, 전압, 전력, 자기장 중의 적어도 하나가 포함된다. 이러한 집전코일의 상태는 집전코일이 정지된 상태에서 파악되거나, 집전코일이 설치된 차량이 원거리에서 급전장치로 접근하는 동안 연속적으로 파악될 수 있다.First, the state of the four current-collecting coils of the current collector is sensed (S210). To this end, electric power is supplied to the power-feeding device in advance to form a magnetic field, and the state of each current-collecting coil is changed by the magnetic field. The state of the current-collecting coil includes at least one of current, voltage, electric power, and magnetic field. The state of the current-collecting coil can be grasped while the current-collecting coil is stopped, or can be grasped continuously while the vehicle with the current-collecting coil is approaching the power-feeding device from a long distance.

다음으로, 단계 S210에서 감지된 각 집전코일의 상태에만 기초하거나 추가적인 정보를 함께 고려하여 집전장치의 위치를 판단한다(S220). 추가적인 정보에는, 급전장치의 종류 등의 정보가 포함된다.Next, the position of the current collector is determined based on only the state of each of the current collecting coils sensed in step S210 or considering additional information (S220). The additional information includes information such as the type of the feeding device.

집전장치의 위치가 파악되면, 그 정보 또는 추가적인 정보를 함께 이용하여 각 집전코일의 작동모드를 결정한다(S230). 여기서 추가적인 정보에는, 급전장치가 작동모드의 전환이 가능한 종류의 것일 경우, 급전장치의 작동모드에 대한 정보가 포함될 수 있다. 급전장치의 작동모드에 따라 집전코일의 상태가 달라지기 때문이다.When the position of the current collector is determined, the operation mode of each current collector coil is determined using the information or the additional information (S230). Here, the additional information may include information on the operating mode of the feed device if the feed device is of a type capable of switching the operation mode. This is because the state of the current-collecting coil changes depending on the operation mode of the power-feeding device.

각 집전코일의 작동모드가 결졍되면, 이에 따라 각 집전코일의 작동을 제어한다.When the operation mode of each current-collecting coil is determined, the operation of each current-collecting coil is controlled accordingly.

단계 S210에서, 집전장치의 위치를 파악하기 위하여, 집전장치는 집전장치 위치 파악부를 구비할 수 있다. 집전장치 위치 파악부는 급전장치 위치 파악부와 마찬가지로 머신러닝 또는 신경망 알고리즘을 이용한다. In step S210, in order to determine the position of the current collector, the current collector may be provided with a current collector positioning unit. The power collector position locating part uses a machine learning or neural network algorithm like the power supply position locating part.

예를 들어 신경망 알고리즘을 이용하는 경우, 시뮬레이션 또는 실험 데이터에 기초하여, 집전장치의 각 집전코일의 상태를 입력으로 포함하고 무선 집전장치의 위치를 출력으로 포함하는 지도학습을 수행한다. 학습된 신경망 알고리즘을 이용하여, 집전장치의 각 집전코일의 상태를 포함하는 정보가 입력으로 제공되는 경우 무선 집전장치의 위치를 포함하는 정보를 출력시킨다.For example, when a neural network algorithm is used, map learning is performed based on simulation or experiment data, including the state of each current-collecting coil of the current collector as an input and the position of the current collector as an output. And uses the learned neural network algorithm to output information including the position of the wireless power collecting apparatus when information including the state of each current collecting coil of the current collecting apparatus is provided as an input.

급전장치 및 집전장치의 제어Control of feeder and current collector

도 18에는, 본 발명에 따른 급전장치와 본 발명에 따른 집전장치를 함께 이용하는 경우에 각 장치의 작동모드에 따라 집전장치에 발생되는 유도기전력을 도시하고 있다.FIG. 18 shows the induced electromotive force generated in the current collector according to the operation mode of each device when the current-feeding device according to the present invention and the current-collecting device according to the present invention are used together.

도시된 바와 같이, 급전장치와 집전장치가 모두 올모드로 고정된 상태에서는 집전장치의 위치에 따라 유도기전력이 발생하지 않는 사구간이 존재한다. 급전장치를 올모드로 고정시키고 집전장치만 작동모드를 전환시키는 경우에는 사구간은 존재하지 않는다. 급전장치의 작동모드를 전환시키는 경우, 집전장치에 발생되는 유도기전력은 더욱 증가하며, 급전장치와 집전장치의 작동모드를 모두 전환시키는 경우, 집전장치의 유도기전력이 다소 증가한다.As shown in the figure, in a state where both the feeding device and the current collecting device are fixed in the all mode, there is a period where induction electromotive force is not generated according to the position of the current collecting device. If the feed device is fixed in all mode and only the current collector is switched to the operation mode, there is no interval. When switching the operating mode of the power feeding device, the induced electromotive force generated in the current collecting device is further increased, and the induced electromotive force of the current collecting device is somewhat increased when switching between the operating mode of the power feeding device and the power collecting device.

도 19a 내지 19d에는 급전장치의 작동모드가 전환하는 경우와 전환하지 않는 경우, 집전장치의 위치와 작동모드에 어떤 영향을 미치는지 도시되어 있다.Figs. 19A to 19D show how the operation mode of the power feeding device is switched, and when it does not, how it affects the position and operation mode of the power collecting device.

도 19a 및 19b를 참조하면, 급전장치가 모두 올모드 상태인 경우로서, 집전장치가 x-방향 또는 y-방향으로 각각 300mm, 375mm 벗어난 위치에서 하프모드 또는 쿼터모드로 작동되며, 대각선 방향으로 벗어난 경우에는 쿼터모드 또는 올모드로 작동된다. 이에 반해, 도 19c 및 19d를 참조하면, x-방향 또는 y-방향으로 300mm 벗어난 위치에서 집전장치는 모두 올모드로 작동하며, 375mm 벗어나는 경우에는 하프모드 또는 올모드로 작동된다.Referring to Figs. 19A and 19B, when the power feeding devices are all in the all mode state, the current collecting device is operated in a half mode or a quarter mode at positions 300 mm and 375 mm apart in the x- or y-direction, respectively, In this case, it operates in quota mode or all mode. On the other hand, referring to Figs. 19C and 19D, in the position deviated by 300 mm in the x-direction or the y-direction, all of the current collectors operate in the all mode and operate in the half mode or the all mode when they deviate from 375 mm.

도 19a 내지 도 19d를 참조하면, 급전장치가 작동모드를 전환하는 경우에 집전장치에 유도되는 기전력의 크기가 증가함을 알 수 있다.19A to 19D, it can be seen that the magnitude of the electromotive force induced in the current collector increases when the power supply apparatus switches the operation mode.

도 20에는 표준 급전장치 및 표준 집전장치의 조합의 경우와 본 발명에 따른 급전장치 및 본 발명에 따른 집전장치의 조합에 대해 각각 집전장치에 유도되는 기전력을 시뮬레이션으로 계산한 결과가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 장치의 경우, 급전장치와 집전장치의 작동모드를 모두 전환시킨 결과이다.Fig. 20 shows simulation results of the electromotive force induced in the power collecting device for each combination of the standard feeding device and the standard power collecting device and the combination of the power feeding device according to the present invention and the power collecting device according to the present invention. In the case of the device according to the present invention, it is a result of switching both the operation mode of the power supply device and the power collecting device.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 급전장치와 본 발명에 따른 집전장치를 이용하는 경우, 표준에 따른 급전장치와 집전장치를 이용하는 경우에 비하여, 집전장치의 위치에 편차가 발생하더라도 집전장치에 유도되는 기전력은 여전히 높게 나타난다. 따라서, 본 발명에 따라, 집전장치의 위치 편차에 강인한 무선 급집전 시스템을 얻을 수 있다.As shown in the drawing, in the case of using the current-feeding device according to the present invention and the current-collecting device according to the present invention, compared to the case of using the current-feeding device and current-collecting device according to the standard, EMF is still high. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a wireless power feeding system robust against positional deviation of the power collecting device.

도 21에는 도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 급전장치에서 각 급전코일의 작동모드를 전환하기 위하여 각각의 스위치를 어떻게 작동시키는지 여부가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 올모드로 작동하기 위해서는, SWA, SW2, SW4가 닫히고 나머지 스위치는 열리며, 하프모드로 작동하기 위해서는, SWB, SW1, SW4가 닫히고 나머지 스위치가 열리고, 쿼터모드로 작동하기 위해서는, SWC, SW2, SW3이 닫히고 나머지 스위치가 열린다.FIG. 21 shows how each of the switches is operated to switch the operation mode of each of the power supply coils in the power supply apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. As shown in the figure, in order to operate in the all mode, SWA, SW2 and SW4 are closed and the remaining switches are opened. In order to operate in the half mode, SWB, SW1 and SW4 are closed and the remaining switches are opened. , SWC, SW2, SW3 are closed and the remaining switches are opened.

도 21에 도시된 공진 커패시터 모듈은 급전장치만이 아니라 집전장치에도 적용가능하다. 즉, 각 집전코일과 정류기 모듈 사이에 도시된 바와 같은 공진 커패시터 모듈과 스위치가 포함될 수 있다.The resonant capacitor module shown in Fig. 21 is applicable not only to the power supply device but also to the current collecting device. That is, resonant capacitor modules and switches as shown between each current collecting coil and the rectifier module may be included.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

예를 들어, 급전코일에 공급되는 전류의 위상은 스위치의 전환에 의하여 180도 만큼씩 변화하는 것으로 설명되었지만, 반드시 이에 한정되지 않으며, 위상천이기를 이용하여 전류의 위상을 연속적으로 변화시킬 수도 있다. 마찬가지로, 집전코일로부터 출력되는 전류의 위상이 스위치에 의하여 180도 만큼씩 변화하는 것으로 설명되었으나, 위상천이기를 이용하여 출력되는 전류의 위상을 연속적으로 변화시킬 수도 있다.For example, it has been described that the phase of the current supplied to the power supply coil is changed by 180 degrees by switching the switch. However, the present invention is not limited to this, and the phase of the current may be continuously changed using the phase shifter. Similarly, although it has been described that the phase of the current output from the current-collecting coil is changed by 180 degrees by the switch, it is also possible to continuously change the phase of the current output using the phase shifter.

100: 급전장치
110: 급전코일 장치
111: 제1 급전코일
112: 제2 급전코일
113: 제3 급전코일
114: 제4 급전코일
115: 급전 코어
121: 제1 급전코일 스위치
122: 제2 급전코일 스위치
123: 제3 급전코일 스위치
124: 제4 급전코일 스위치
130: 공진 커패시터 모듈
140: 인버터
200: 집전장치
210: 집전코일 장치
211: 제1 집전코일
212: 제2 집전코일
213: 제3 집전코일
214: 제4 집전코일
221: 제1 집전코일 스위치
222: 제2 집전코일 스위치
223: 제3 집전코일 스위치
224: 제4 집전코일 스위치
230: 정류기 모듈
300: 부하
100: Feeding device
110: power supply coil device
111: first feeding coil
112: a second feed coil
113: third feeding coil
114: fourth feeding coil
115: power supply core
121: first feed coil switch
122: a second feed coil switch
123: Third feed coil switch
124: Fourth feeding coil switch
130: resonant capacitor module
140: Inverter
200: current collector
210: current collecting coil device
211: first collecting coil
212: second current collecting coil
213: Third collecting coil
214: Fourth current collecting coil
221: first current collecting coil switch
222: second current collecting coil switch
223: Third collecting coil switch
224: Fourth current collecting coil switch
230: Rectifier module
300: load

Claims (11)

인접하는 다른 집전코일과 부분적으로 중첩되도록 배치되며, 전기적으로 서로 독립된 4개의 집전코일을 구비하는 무선 집전장치를 제어하는 방법으로서,
(a) 상기 4개의 집전코일의 상태를 감지하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)에서 감지된 각 집전코일의 상태를 포함하는 정보에 기초하여, 상기 무선 집전장치의 위치를 판단하는 단계;
(c) 상기 단계 (b)에서 판단된 상기 무선 집전장치의 위치를 포함하는 정보에 기초하여 각 집전코일의 작동모드를 결정하는 단계; 및
(d) 상기 단계 (c)에서 결정된 각 집전코일의 작동모드에 기초하여, 각 집전코일의 작동을 조정하는 단계
를 포함하는 무선 집전장치 제어방법.
A method for controlling a wireless power collecting apparatus including four current collecting coils electrically isolated from each other, the power collecting apparatus being partially overlapped with other adjacent current collecting coils,
(a) detecting a state of the four current collecting coils;
(b) determining a position of the wire current collector based on information including a state of each of the current collecting coils detected in the step (a);
(c) determining an operation mode of each of the current collecting coils based on information including the position of the current collector determined in the step (b); And
(d) adjusting an operation of each of the current collecting coils based on an operation mode of each of the current collecting coils determined in the step (c)
And a control unit for controlling the wireless power collecting apparatus.
청구항 1에 있어서,
상기 무선 집전장치는, 시뮬레이션 또는 실험 데이터에 기초하여, 딥러닝 알고리즘을 이용하며 무선 집전장치의 각 집전코일의 상태를 입력으로 포함하고 무선 집전장치의 위치를 출력으로 포함하는 지도학습을 수행함으로써, 무선 집전장치의 각 집전코일의 상태를 포함하는 정보가 입력으로 제공되는 경우 무선 집전장치의 위치를 포함하는 정보를 출력시키는, 집전장치 위치 판단부를 구비하며,
상기 단계 (b)에서, 상기 집전장치 위치 판단부에 의하여 상기 무선 집전장치의 위치가 판단되는
것을 특징으로 하는 무선 집전장치 제어방법.
The method according to claim 1,
The wireless power collecting apparatus uses a deep learning algorithm based on the simulation or experiment data and performs map learning including the state of each current collecting coil of the wireless power collecting apparatus as an input and the position of the wireless power collecting apparatus as an output, And outputting information including the position of the wireless power collecting apparatus when information including the state of each of the collecting coils of the wireless power collecting apparatus is provided as an input,
In the step (b), if the position of the wireless power collecting apparatus is determined by the current collecting unit position determining unit
And a control unit for controlling the power supply unit.
청구항 2에 있어서,
상기 단계 (b)에서, 상기 무선 집전장치의 위치를 파악하기 위한 정보에는 상기 무선 급전장치의 종류가 포함되는
것을 특징으로 하는 무선 집전장치 제어방법.
The method of claim 2,
In the step (b), the information for grasping the position of the wireless power collecting apparatus includes the type of the wireless power feeding apparatus
And a control unit for controlling the power supply unit.
청구항 3에 있어서,
상기 집전장치 위치 판단부의 지도학습시 제공되는 입력으로 상기 무선 집전장치의 종류가 포함되는
것을 특징으로 하는 무선 집전장치 제어방법.
The method of claim 3,
Wherein the type of the wireless power collecting apparatus is included as an input provided in the map learning of the current collector position determining unit
And a control unit for controlling the power supply unit.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 (c) 이전에, 상기 무선 급전장치로 급전모드를 전환하도록 요청하는 단계를 포함하며,
상기 단계 (c)에서, 상기 각 집전코일의 작동모드를 결정하기 위해서, 상기 무선 급전장치의 급전모드에 대한 정보를 추가로 이용하는
것을 특징으로 하는 무선 집전장치 제어방법.
The method according to claim 1,
Before said step (c), requesting said wireless power feeding apparatus to switch the power feeding mode,
Wherein, in the step (c), in order to determine an operating mode of each of the current collecting coils, information on a power feeding mode of the wireless power feeding apparatus is additionally used
And a control unit for controlling the power supply unit.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 (c)에서, 상기 각 집전코일의 작동모드는, 상기 집전장치에 유도되는 유도기전력이 영(0)이 되지 않도록 결정되는
것을 특징으로 하는 무선 집전장치 제어방법.
The method according to claim 1,
In the step (c), the operating mode of each of the current-collecting coils is determined such that the induced electromotive force induced in the current-collecting device does not become zero
And a control unit for controlling the power supply unit.
무선으로 전력을 전송받기 위한 집전장치로서,
인접하는 다른 집전코일과 부분적으로 중첩되도록 배치되며, 전기적으로 서로 독립된 적어도 4개의 집전코일;
상기 적어도 4개의 집전코일 각각에 발생하는 전류의 변화를 포함하는 정보가 입력으로 제공되는 경우 집전장치의 위치를 포함하는 정보를 출력시키는 집전장치 위치 판단부;
상기 4개의 집전코일의 작동을 개별적으로 제어하는 제어부로서, 상기 집전장치의 위치를 판단하고, 판단된 상기 집전장치의 위치를 포함하는 정보에 기초하여 상기 각 집전코일의 작동모드를 결정하며, 결정된 상기 각 집전코일의 작동모드에 기초하여 상기 각 집전코일의 작동을 조정하는 제어부
를 포함하는 무선 집전장치.
A power collecting device for receiving power wirelessly,
At least four current collecting coils disposed to partially overlap with other adjacent current collecting coils and electrically independent from each other;
A current collector position determination unit for outputting information including a position of the current collector when information including a change in current generated in each of the at least four current collectors is provided as an input;
A control unit for individually controlling operations of the four current collecting coils, wherein the control unit determines the position of the current collecting unit, determines an operation mode of each of the current collecting coils based on information including the determined position of the current collecting unit, A control unit for adjusting an operation of each of the current collecting coils based on an operation mode of each of the current collecting coils,
And the wireless power collecting device.
청구항 7에 있어서,
상기 집전장치 위치 판단부는, 시뮬레이션 또는 실험 데이터에 기초하여, 딥러닝 알고리즘을 이용하며 집전장치의 각 집전코일의 상태를 입력으로 포함하고 집전장치의 위치를 출력으로 포함하는 지도학습을 수행함으로써, 집전장치의 각 집전코일의 상태를 포함하는 정보가 입력으로 제공되는 경우 집전장치의 위치를 포함하는 정보를 출력시키는
것을 특징으로 하는 무선 집전장치.
The method of claim 7,
Wherein the current collector position determination unit performs a map learning based on simulation or experiment data using a deep learning algorithm and including a state of each current collecting coil of the current collector as an input and a position of the current collector as an output, Outputting information including the position of the current collector when information including the state of each current-collecting coil of the apparatus is provided as an input
And the wireless power collecting device.
청구항 8에 있어서,
인접한 급전장치와 통신하기 위한 통신부를 더 포함하는
것을 특징으로 하는 무선 집전장치.
The method of claim 8,
Further comprising a communication unit for communicating with the adjacent power supply device
And the wireless power collecting device.
청구항 7에 있어서,
상기 각 집전코일의 작동모드는, 상기 집전장치에 유도되는 유도기전력이 영(0)이 되지 않도록 결정되는
것을 특징으로 하는 무선 집전장치.
The method of claim 7,
The operating mode of each of the current collecting coils is determined so that the induced electromotive force induced in the current collecting device does not become zero
And the wireless power collecting device.
무선으로 전력을 전송받기 위한 집전장치에서 사용되는 집전코일 장치로서,
각각 4각 형상을 가지고 서로 중첩하도록 배치되는 4개의 집전코일
을 포함하되,
상기 4개의 집전코일은 전기적으로 서로 독립적이며, 상기 각 집전코일은 1.0 내지 1.25 사이의 종횡비를 갖고, 각 집전코일의 어느 한 변이 인접하는 다른 급전코일과 중첩되는 비율은 0.5 내지 0.8 사이인
무선 집전장치용 집전코일 장치.
A current collecting coil device used in a current collecting device for receiving power wirelessly,
The four collectors have a quadrangular shape and are arranged so as to overlap with each other.
≪ / RTI >
Wherein each of the four current collecting coils is electrically independent of each other and each of the current collecting coils has an aspect ratio of between 1.0 and 1.25 and a ratio of overlapping one of the current collecting coils with another adjacent one of the power feeding coils is between 0.5 and 0.8
A current collecting coil device for a wireless power collecting device.
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