KR20190047462A - Shielded wireless power transfering apparatus for electric vehicle - Google Patents
Shielded wireless power transfering apparatus for electric vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190047462A KR20190047462A KR1020170141383A KR20170141383A KR20190047462A KR 20190047462 A KR20190047462 A KR 20190047462A KR 1020170141383 A KR1020170141383 A KR 1020170141383A KR 20170141383 A KR20170141383 A KR 20170141383A KR 20190047462 A KR20190047462 A KR 20190047462A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- coil
- shielding
- power transmission
- magnetic field
- wireless power
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/30—Constructional details of charging stations
- B60L53/35—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
- B60L53/38—Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
- B60L53/12—Inductive energy transfer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
- H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
-
- H01F27/362—
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
- H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
- H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
- B60Y2200/91—Electric vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/12—Electric charging stations
-
- Y02T90/122—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 꺽어진 금속망 또는 금속판 형태의 차폐구조물과 폐루프 코일로 이루어진 차폐코일을 이용하여 무선 충전용 송신 또는 수신 코일에서 발생된 누설자기장을 차폐함으로써, EMF 크기를 허용 기준치 이하로 줄이기 위한, 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 전기자동차용 무선전력 충/방전 인프라는 무선전력 전송 장치를 포함한다. Generally, a wireless power charging / discharging infrastructure for an electric vehicle includes a wireless power transmission device.
도 1은 기존 무선전력 전송 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 상기 도 1의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view illustrating a conventional wireless power transmission apparatus, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of FIG.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기존 무선전력 전송 장치는 리츠선(litz wire)으로 이루어진 코일(coil)(1), 코일(1)의 크기보다 약간 큰 평면 또는 블록 형태의 페라이트(ferrite)(2)와 얇은 평판 알루미늄 등의 금속판(3)으로 이루어진다. 여기서, 페라이트(2)와 금속판(3)은 차폐 기능을 가진다.1 and 2, a conventional wireless power transmission device includes a
기존 무선전력 전송 장치는 코일(1)의 하면에만 차폐용 페라이트(2)와 금속판(3)이 형성되어 있으므로, 코일(1)의 상부와 측면으로 자기장이 많이 누설될 수 있다.In the conventional radio-frequency power transmission apparatus, since the
이러한 이유로, 10㎾급 이상의 고출력 무선전력 충/방전 인프라에 기존 무선전력 전송 장치를 적용하는 경우에는, 국내 누설 자기장 허용 기준을 만족시키기 쉽지 않다.For this reason, it is not easy to satisfy the domestic leakage magnetic field tolerance standard when the existing wireless power transmission device is applied to a high output wireless power charging / discharging infrastructure of 10 kW or more.
따라서, 기존에는 차량 또는 피적용체의 외곽 하단에 부착되는 차폐구조물과 송신 또는 수신 코일 근처에 코일을 추가한 다음, 별도의 전원장치를 설치함으로써, 반대 위상의 전류를 흘려 특정 위치의 자기장 크기를 줄이는 차폐 기술이 제안된 바 있다.Therefore, in the past, by adding a coil near the shielding structure attached to the lower outer end of the vehicle or the object to be applied and the transmitting or receiving coil, and then installing a separate power supply device, Shrinking shielding technology has been proposed.
이러한 방식은 차량 외부에 무거운 금속재료로 추가 설치해야 하므로, 차량의 중량이 증가하고 외관을 해칠 수 있다. 또한, 능동형 차폐 코일의 경우에는 별도의 차폐코일, 전원장치, 센서 및 제어장치를 구비해야 하므로, 구조가 복잡해지고 비용이 증가할 수 있다.Such a method must be additionally installed on the outside of the vehicle with a heavy metal material, so that the weight of the vehicle may increase and the appearance may be deteriorated. In addition, in the case of the active type shielding coil, a separate shielding coil, a power supply device, a sensor and a control device must be provided, which may complicate the structure and increase the cost.
이처럼, 기존 무선전력 전송 장치는 구조적인 문제로 인해 외부로 누설되는 자기장을 효과적으로 억제하기 어렵다는 한계가 있다.As described above, the existing wireless power transmission apparatus has a limitation that it is difficult to effectively suppress a magnetic field leaking to the outside due to a structural problem.
따라서, 기존 무선전력 전송 장치는 전기자동차용 무선전력 인프라를 위해 구조적인 문제를 해결하여 외부로 누설되는 자기장을 효율적으로 억제할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.Therefore, existing wireless power transmission devices are required to solve the structural problem for the wireless power infrastructure for electric vehicles and to effectively suppress the leakage magnetic field to the outside.
본 발명의 목적은 꺽어진 금속망 또는 금속판 형태의 차폐구조물과 폐루프 코일로 이루어진 차폐코일을 이용하여 무선 충전용 송신 또는 수신 코일에서 발생된 누설자기장을 차폐함으로써, EMF 크기를 허용 기준치 이하로 줄이기 위한, 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to reduce the EMF size to below the allowable reference value by shielding the leakage magnetic field generated in the transmitting or receiving coil for wireless charging by using a shielding coil made of a bent metal net or metal plate type shielding structure and a closed loop coil And to provide a shielded wireless power transmission apparatus for an electric vehicle.
본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치는, 리츠선으로 이루어진 제1 코일과 상기 제1 코일의 하부에 적층되는 페라이트를 포함하는 전력 전송용 조립체; 및 상기 전력 전송용 조립체의 수용 공간을 형성함에 따라, 상기 전력 전송용 조립체의 하부면 및 측면에 대해 차폐층을 형성하고, 상기 전력 전송용 조립체의 상부면에 대해 개방되어 있는 차폐구조물;을 포함할 수 있다.A shielded wireless power transmission apparatus for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention includes: a power transmission assembly including a first coil made of a Litz wire and a ferrite stacked on a lower portion of the first coil; And a shielding structure that forms a shielding layer on the lower surface and side surfaces of the power transfer assembly as the receiving space of the power transfer assembly is formed and is open to the upper surface of the power transfer assembly can do.
상기 전력 전송용 조립체의 상부면은, 외부 무선 충전용 제2 코일을 향하는 것일 수 있다.The upper surface of the power transfer assembly may be facing a second coil for external wireless charging.
상기 차폐구조물의 차폐층은, 비자성 재질의 금속망 또는 금속판 형태로 이루어지고, 상기 차폐구조물의 하부면은, 상기 전력 전송용 조립체의 하부면에 대향하며, 상기 차폐구조물의 측면은 상기 전력 전송용 조립체의 측면에 대향하고, 상기 차폐구조물의 하부면과 측면은, 소정의 각도를 가지고 굴곡될 수 있다.Wherein the shielding layer of the shielding structure is in the form of a metal mesh or metal plate of a nonmagnetic material and the lower surface of the shielding structure is opposed to the lower surface of the power transfer assembly, The lower surface and the side surface of the shielding structure can be bent at a predetermined angle.
상기 차폐구조물의 하부면과 측면이 형성하는 각도는, 45°내지 90°사이의 범위일 수 있다.The angle formed by the lower surface and the side surface of the shielding structure may be in a range between 45 and 90 degrees.
상기 차폐구조물의 측면은, 상기 제1 코일의 리츠선면과 동일하거나 높은 높이로 형성될 수 있다.The side surface of the shielding structure may be formed to have the same height as or higher than the Litz surface of the first coil.
상기 차폐구조물의 측면은, 상기 제1 코일의 외곽으로부터 소정의 간격으로 이격되어 형성될 수 있다.The side surface of the shielding structure may be spaced apart from the outer periphery of the first coil at a predetermined interval.
상기 차폐구조물의 측면과 상기 제1 코일의 외곽 간의 간격은, 상기 전력 전송용 조립체의 대각선 길이의 5% 내지 35% 사이의 범위인일 수 있다.The distance between the side of the shield structure and the outer periphery of the first coil may be in a range between 5% and 35% of the diagonal length of the power transfer assembly.
상기 차폐구조물의 차폐층이 금속망 형태로 이루어진 경우에는, 상기 차폐구조물의 망 간격이 상기 전력 전송용 조립체의 대각선 길이의 35% 미만일 수 있다.When the shielding layer of the shielding structure is in the form of a metal mesh, the mesh spacing of the shielding structure may be less than 35% of the diagonal length of the power transmission assembly.
상기 전력 전송용 조립체는, 상기 페라이트의 하부에 금속판을 더 포함할 수 있다.The power transmission assembly may further include a metal plate under the ferrite.
일실시예에 따르면, 상기 차폐구조물의 둘레에 이격 배치되는 하나 이상의 폐루프 코일을 포함하는 차폐코일;을 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the shielding coil may further include at least one closed loop coil spaced around the shielding structure.
일실시예에 따르면, 상기 차폐코일의 폐루프 코일 각각에 흐르는 전류를 조절하기 위한 전류가변기;를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the electric current for regulating the current flowing through each closed loop coil of the shielding coil may further include a toilet.
일실시예에 따르면, 상기 차폐코일이 설치된 특정 위치의 누설자기장 세기를 측정하기 위한 자기장 센서; 및 상기 자기장 센서에 의해 측정된 누설자기장 세기의 측정값에 따라 상기 전류가변기를 제어하기 위한 제어기;를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, a magnetic field sensor for measuring a leakage magnetic field intensity at a specific position where the shielding coil is installed; And a controller for controlling the toilet according to the measured value of the leakage magnetic field intensity measured by the magnetic field sensor.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치는, 리츠선으로 이루어진 제1 코일과 상기 제1 코일의 하부에 적층되는 페라이트를 포함하는 전력 전송용 조립체; 및 상기 전력 전송용 조립체의 둘레에 이격 배치되는 하나 이상의 폐루프 코일을 포함하는 차폐코일;을 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a shielded wireless power transmission device for an electric vehicle, comprising: a power transmission assembly including a first coil made of a rutz wire and a ferrite stacked on a lower portion of the first coil; And a shielding coil including at least one closed loop coil spaced around the power transmission assembly.
본 발명은 꺽어진 금속망 또는 금속판 형태의 차폐구조물과 폐루프 코일로 이루어진 차폐코일을 이용하여 무선 충전용 송신 또는 수신 코일에서 발생된 누설자기장을 차폐함으로써, EMF 크기를 허용 기준치 이하로 줄일 수 있다.The present invention can reduce the EMF size to less than the allowable reference value by shielding the leakage magnetic field generated in the transmitting or receiving coil for wireless charging by using a shielding structure made of a bent metal net or metal plate type shielding structure and a closed loop coil .
또한, 본 발명은 외부 누설자기장을 50~70% 이상 감소시킬 수 있으므로, EMF 규제치를 충족시켜 고출력 무선 충전 인프라의 상용화를 앞당길 수 있다.In addition, since the present invention can reduce the external leakage magnetic field by 50 to 70% or more, the EMF regulation value can be satisfied, and the commercialization of the high power wireless charging infrastructure can be accelerated.
또한, 본 발명은 차폐구조물과 차폐코일을 동시에 적용하는 경우에, 외부 누설자기장을 90% 이상 감소시킬 수 있으므로, 수십 ㎾급 대용량 무선 충전 인프라의 실용성을 제공할 수 있다.Further, in the case where the shielding structure and the shielding coil are simultaneously applied, the present invention can reduce the external leakage magnetic field by 90% or more, and thus it is possible to provide practicality of a large-capacity wireless charging infrastructure of tens of kW.
또한, 본 발명은 금속망 형태의 차페구조물을 적용 가능하므로, 주차장 바닥면에 매설이 용이하고, 전기자동차에 설치되는 경우 설치중량을 대폭 낮춰 전기자동차의 연비에 영향을 줄일 수 있다.In addition, since the metal mesh type car structure can be applied, the present invention can be easily embedded in the floor of a parking lot, and when installed in an electric vehicle, the installation weight can be greatly reduced, thereby reducing the fuel consumption of the electric vehicle.
또한, 본 발명은 차폐코일을 이용하여 반대 방향의 자기장 형성을 위한 별도의 전원장치를 구비하지 않더라도 차폐효과를 얻을 수 있으므로, 구조가 간단하고 비용을 줄일 수 있다.Further, since the shielding effect can be obtained even if a separate power supply device for forming a magnetic field in the opposite direction is not provided using the shielding coil, the present invention can be simplified in structure and cost can be reduced.
도 1은 기존 무선전력 전송 장치를 나타낸 도면,
도 2는 상기 도 1의 A-A' 단면을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치를 나타낸 도면,
도 4 및 도 5는 상기 도 3의 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치 B-B' 단면을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치를 나타낸 도면,
도 7은 상기 도 6의 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치 C-C' 단면을 나타낸 도면,
도 8은 상기 도 3의 전력 전송용 조립체에서 금속판이 제외된 구조를 나타낸 도면,
도 9는 상기 도 6의 전력 전송용 조립체에서 금속판이 제외된 구조를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치를 나타낸 도면,
도 11은 상기 도 10의 차폐코일에 전류가변기를 구비한 상태를 나타낸 도면,
도 12는 상기 도 10의 차폐코일에 능동적으로 제어되는 전류가변기를 구비한 상태를 나타낸 도면,
도 13은 상기 도 12의 무선 전력 전송 장치가 무선 충전 인프라에 적용된 상태를 나타낸 도면,
도 14는 상기 도 13에서 차폐구조물의 측면과 송신 코일 간 간격(W1)의 변화에 따라 EMF 감소 효과를 나타낸 도면,
도 15는 상기 도 13에서 차폐코일과 송신 코일 간 간격(W2)의 변화에 따라 EMF 감소 효과를 나타낸 도면이다.1 illustrates a conventional wireless power transmission apparatus,
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG. 1,
3 shows a shielded wireless power transmission apparatus for an electric vehicle according to a first embodiment of the present invention,
FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views of a shielded-type wireless power transmission apparatus BB 'for an electric vehicle of FIG. 3,
6 illustrates a shielded wireless power transmission apparatus for an electric vehicle according to a second embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a cross-sectional view of the shielded-type wireless power transmission device CC 'of FIG. 6,
8 is a view illustrating a structure in which the metal plate is removed from the power transmission assembly of FIG.
9 is a view illustrating a structure in which the metal plate is removed from the power transmission assembly of FIG. 6,
10 is a view illustrating a shielded wireless power transmission apparatus for an electric vehicle according to a third embodiment of the present invention,
11 is a view showing a state where electric current is supplied to the shielding coil of FIG. 10,
FIG. 12 is a view illustrating a state in which a current is actively controlled by the shielding coil of FIG. 10,
13 is a diagram illustrating a state in which the wireless power transmission apparatus of FIG. 12 is applied to a wireless charging infrastructure;
FIG. 14 is a diagram showing the effect of reducing the EMF according to the variation of the side W1 of the shielding structure and the transmission coil in FIG. 13,
FIG. 15 is a diagram showing the effect of reducing the EMF according to the change of the gap W2 between the shielding coil and the transmission coil in FIG.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, detailed description of well-known functions or constructions that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted. It should be noted that the same constituent elements are denoted by the same reference numerals as possible throughout the drawings.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed in an ordinary or dictionary sense, and the inventor shall properly define the terms of his invention in the best way possible It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.In the accompanying drawings, some of the elements are exaggerated, omitted or schematically shown, and the size of each element does not entirely reflect the actual size. The invention is not limited by the relative size or spacing depicted in the accompanying drawings.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.When an element is referred to as " including " an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the spirit or scope of the present invention. Also, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 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 singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It will be understood that terms such as " comprise " or " comprise ", when used in this specification, specify the presence of stated features, integers, , But do not preclude the presence or addition of one or more other features, elements, components, components, or combinations thereof.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치를 나타낸 도면이고, 도 4 및 도 5는 상기 도 3의 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치 B-B' 단면을 나타낸 도면이다. 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치를 나타낸 도면이고, 도 7은 상기 도 6의 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치 C-C' 단면을 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a view of a shielded wireless power transmission apparatus for an electric vehicle according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views of a shielded wireless power transmission apparatus BB ' FIG. 6 is a view illustrating a shielded wireless power transmission apparatus for an electric vehicle according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a sectional view of a shielded wireless power transmission apparatus C-C 'for the electric vehicle shown in FIG.
도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치(이하 '무선 전력 전송 장치'라 함, 10)는, 전술한 바와 같이 리츠선으로 이루어진 코일(11), 코일(11)의 크기보다 약간 큰 평면 또는 블록 형태의 페라이트(12)와 얇은 평판 알루미늄 등의 금속판(13)을 포함한다. 코일(11)은 일단에 무선 전력 전송을 위한 루프 형태를 형성하고, 타단에 정합회로(미도시) 또는 보상/매칭/공진 장치(미도시)를 연결한다.3 to 7, a shielded wireless power transmission apparatus for an electric vehicle (hereinafter, referred to as a 'wireless power transmission apparatus') 10 according to an embodiment of the present invention includes, as described above, And a
여기서, 무선 전력 전송 장치(10)의 코일(11), 페라이트(12) 및 금속판(13)의 조립체를 편의상 이하 '전력 전송용 조립체(14)'로 통칭하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an assembly of the
무선 전력 전송 장치(10)는 전력 전송용 조립체(14)의 하부에 외부로 누설되는 자기장을 억제하기 위해 꺽어진 금속망(또는 그물망) 형태(도 3 내지 도 5 참조) 또는 금속면(또는 판) 형태(도 6 내지 도 7 참조)의 차폐구조물(shield structure)(15)을 포함한다. 여기서, 차폐구조물(15)은 비자성 금속(예, 구리, 알루미늄 등)의 재질로 이루어진다.The wireless
이러한 차폐구조물(15)은 전력 전송용 조립체(14)를 수용하는 공간을 형성하는데, 전력 전송용 조립체(14)가 외부에 있는 전기자동차에 설치된 코일에 대향하는 면(즉, 상부면)에 대해서만 개방된 형태로서, 전력 전송용 조립체(14)의 바닥면과 측면에 대해 차폐층을 형성한다. This shielding
여기서, 차폐구조물(15)의 바닥면은 전력 전송용 조립체(14)의 바닥면에 대향하고, 차폐구조물(15)의 측면은 전력 전송용 조립체(14)의 측면에 대향한다. 그리고, 차폐구조물(15)의 바닥면과 측면은 소정의 각도를 가지고 꺽어진다.Here, the bottom surface of the shielding
다시 말해, 차폐구조물(15)은 전력 전송용 조립체(14)의 코일(11)에서 발생되는 자기장에 의해 금속망 또는 금속면에 와전류가 형성되어 외부로 누설되는 자기장의 차폐효과를 제공할 수 있다. In other words, the shielding
도 3 내지 도 5를 참조하면, 금속망 형태의 차폐구조물(15)의 측면은 바닥면으로부터 소정의 높이(h)를 가지면서, 바닥면으로부터 소정의 각도(θ)를 형성할 수 있다. 즉, 차폐구조물(15)의 측면은 바닥면으로부터 소정의 각도(θ)를 갖더라도 소정의 높이(h)를 유지한다. 이는 전력 전송용 조립체(14)의 코일(11)에서 발생되는 자기장을 차폐구조물(15)의 측면을 통해 누설되지 않고 차폐시키기 위함이다. 3 to 5, the side surface of the metal
여기서, 높이(h)는 전력 전송용 조립체(14)의 적층 높이에 해당할 수 있는데, 전력 전송용 조립체(14)의 코일(11)의 리츠선면과 동일하거나 높다. 이는 전력 전송용 조립체(14)의 코일(11)에서 발생된 자기장이 차폐구조물(15)의 측면을 넘어 외부로 누설되는 경우를 차단하기 위함이다.Here, the height h may correspond to the stack height of the
이러한 높이(h)는 전력 전송용 조립체(14)의 코일(11)[즉, 송신 코일(Tx Coil)]과 전기자동차에 설치된 코일[즉, 수신 코일(Rx Coil)] 즉, 송수신 코일의 결합계수와 누설자기장의 감소 효과를 고려하여 실험적으로 결정될 수 있다.This height h is determined by the combination of the coil 11 (i.e., the transmission coil Tx coil) of the
따라서, 전력 전송용 조립체(14)와 차폐구조물(15)은 높이(h)에 따라 밀착되거나 일정한 간극을 가진다. 도 4, 도 5 및 도 7에서는 전력 전송용 조립체(14)와 차폐구조물(15)이 일정한 간극(G)을 가지는 경우를 도시하고 있다.Accordingly, the
여기서, 전력 전송용 조립체(14)와 차폐구조물(15) 사이에는 일정한 간극(G)을 가질 수 있는 부도체 지지부(미도시)를 설치할 수 있다. 이와 같이, 전력 전송용 조립체(14)와 차폐구조물(15) 사이에 일정한 간극(G)을 형성하는 것은 차폐구조물(15)에 적절한 와전류를 생성시켜 차폐효과를 상승시키는 효과를 기대할 수 있다.Here, between the
그리고, 차폐구조물(15)의 측면은 0°<θ≤90°를 만족하는 각도(θ)를 가질 수 있지만, 45°내지 90°사이의 범위에서 꺽어진 구조인 것이 바람직하다. The side surface of the shielding
이를 통해, 차폐구조물(15)의 측면이 꺽어진 구조는 전력 전송용 조립체(14)의 코일(11)에서 발생되는 자기장의 방사영역을 확장시켜 전기자동차에 설치된 수신 코일의 자기장 수신영역을 누락없이 전부 커버함으로써, 무선전력 충전 효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 각도(θ)는 송수신 코일의 결합계수를 고려하여 조절될 수 있다.Accordingly, the structure in which the side surface of the shielding
또한, 차폐구조물(15)의 측면은 전력 전송용 조립체(14)에서 코일(11)의 외곽으로부터 소정의 간격(W1)으로 이격되어 형성된다. 이때, 차폐구조물(15)의 측면과 코일(11)의 외곽 간 간격(W1)은, 전력 전송용 조립체(14)에서 코일(11)의 외곽으로부터 차폐구조물(15)의 측면이 꺽이는 시작 지점까지의 거리에 해당한다. 여기서, 간격(W1)은 전력 전송용 조립체(14)의 대각선 길이(d)의 5% 내지 35% 사이의 범위에서 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 0.05×d<W1<0.35×d이다. 이러한 간격(W1)은 송수신 코일의 결합계수 변화와 필요한 차폐효과를 고려하여 결정될 수 있다.The side surface of the shielding
또한, 차폐구조물(15)의 망 간격(P)은 전력 전송용 조립체(14)의 대각선 길이(d)의 35% 미만으로 제한되는 것이 바람직하다. 즉, P<0.35×d이다.It is also preferred that the mesh spacing P of the shielding
도 6 및 도 7을 참조하면, 금속면 형태의 차폐구조물(15)은 금속망 형태의 구조와 마찬가지로 동일하게 적용 가능하므로, 전술한 도 3 내지 도 5의 설명으로 중복되는 설명을 대신하기로 한다.Referring to FIGS. 6 and 7, since the shielding
즉, 금속면 형태의 차폐구조물(15)은 망 간격(P)에 대한 설명만 해당되지 않고, 금속망 형태의 구조에 대한 도 3 내지 도 5의 설명이 그대로 적용될 수 있다.That is, the shielding
다만, 금속면 형태의 차폐구조물(15)의 측면은 바닥면으로부터 소정의 각도를 형성하는 경우를 도시하고 있지는 않지만, 이에 대해서도 가능함을 통상의 기술자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. However, the side surface of the shielding
아울러, 도 3 내지 도 5의 금속망 형태의 차폐구조물(15)은 도 6 및 도 7의 금속면 형태의 구조에 비해 다음과 같은 장점이 있다.In addition, the shielding
먼저, 금속망 형태의 차폐구조물(15)은 무선 충전 인프라가 설치되는 지면의 구조나 여건에 따라 금속면 형태의 구조 대신에 적용 가능하므로, 주차장 바닥면에 매설이 용이하고 재료비가 적어 경제적이다.First, the metal net-
다음, 금속망 형태의 차폐구조물(15)은 전기자동차에 설치되는 경우에, 설치중량을 대폭 낮춰 연비에 영향을 줄여 경제적이다.Next, the metal net-
도 8은 상기 도 3의 전력 전송용 조립체에서 금속판이 제외된 구조를 나타낸 도면이고, 도 9는 상기 도 6의 전력 전송용 조립체에서 금속판이 제외된 구조를 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a view illustrating a structure in which the metal plate is removed from the power transmission assembly of FIG. 3, and FIG. 9 is a view illustrating a structure in which the metal plate is removed from the power transmission assembly of FIG.
도 8 및 도 9의 전력 전송용 조립체(14)는 도 3 및 도 6의 전력 전송용 조립체(14)에서 금속판(13)을 제외한 구조로서, 코일(11)과 페라이트(12)로만 구성될 수 있다. 이는 차폐구조물(15)이 금속판(13)과 같이 동일하게 비자성 금속 재질로 이루어지므로, 금속판(13)을 제외한 구조로 제작이 가능하다.The
도 8 및 도 9의 전력 전송용 조립체(14)는 금속판(13)을 제외함으로써, 도 3 및 도 5의 전력 전송용 조립체(14)에 비해 높이가 줄어들어 콤팩트한 구조로 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 무게가 줄어들어 전기자동차에 설치하기에 바람직한 구조로 제작할 수 있다.The
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치를 나타낸 도면이다.10 is a view illustrating a shielded wireless power transmission apparatus for an electric vehicle according to a third embodiment of the present invention.
도 10은 도 6의 무선 전력 전송 장치(10)에 추가로 루프 형태의 차폐코일(16)을 설치하는 구조를 나타낸다. 도면에 도시하고 있지는 않지만, 차폐코일(16)은 도 3의 무선 전력 전송 장치(10)에도 적용 가능하다. 이러한 차폐코일(16)은 도 3 및 도 6의 차폐구조물(15) 없이 전력 전송용 조립체(14) 주변에 단독으로 설치될 수도 있다.Fig. 10 shows a structure in which a shielding
차폐코일(16)은 전력 전송용 조립체(14)의 코일(11)로부터 소정의 거리(W2) 만큼 이격되며, 차폐구조물(15)의 측면이 형성된 지점보다 이격된다. 즉, 차폐코일(16)과 코일(11) 간 간격(W2)은 차폐구조물(15)의 측면과 코일(11) 간 간격(W1) 보다 크다. 이러한 차폐코일(16)은 전기자동차에 대해 전력 전송용 조립체(14)의 코일(11)이 장착되는 위치에 따라 직사각형 또는 그와 유사한 형태로 형성된다.The shielding
차폐코일(16)은 하나 이상의 폐루프 코일을 포함하며, 폐루프 코일은 복수 개일 경우에 누설자기장을 차폐시키기 원하는 위치에 각각 형성된다.The shielding
차폐코일(16)과 코일(11) 간 간격(W2)은 차폐구조로 사용되는 폐루프 코일의 개수에 따라 전력 전송용 조립체(14)의 일방향의 길이의 50%보다 큰 범위에서 결정된다. 그리고, 차폐코일(16)의 최대 길이(W3)는 무선 충전 인프라에 적용되는 전기자동차의 최외곽 폭보다 작아야 한다.The distance W2 between the shielding
이처럼, 차폐코일(16)은 무선 전력 전송 장치(10)의 둘레에 추가로 형성하여, 무선 전력 전송 장치(10)의 외부로 누설되는 자속을 방해하여 누설자기장을 효과적으로 감소할 수 있다.As such, the shielding
즉, 차폐코일(16)은 전력 전송용 조립체(14)의 코일(11)에 의해 유도된 자기장에 의해 전류의 흐름이 형성된다. 이때, 차폐코일(16)에 흐르는 전류는 전력 전송용 조립체(14)의 코일(11)에서 누설되는 자기장과 반대 방향의 자기장을 형성함으로써, 전력 전송용 조립체(14)의 코일(11)에서 발생되는 자기장을 상쇄한다. 즉, 차폐코일(16)은 전력 전송용 조립체(14)의 코일(11)의 외부 누설자기장을 감소시키는 효과를 제공할 수 있다.That is, the current of the shielding
도 11은 상기 도 10의 차폐코일에 전류가변기를 구비한 상태를 나타낸 도면이다.11 is a view showing a state where electric current is supplied to the shielding coil of FIG.
도 11을 참조하면, 차폐코일(16)은 폐루프 코일 각각에 전류가변기(17)를 구비한다.Referring to Fig. 11, the shielding
여기서, 전류가변기(17)는 커패시터, 인덕터 및 저항의 직병렬 회로를 구성하여 폐루프 코일에 흐르는 전류를 조절한다. 즉, 전류가변기(17)는 폐루프 코일에 흐르는 전류를 조절하여 상쇄자기장의 크기를 조절함으로써, 특정 위치에서 누설자기장의 크기를 최소화시킬 수 있다. 여기서, 전류가변기(17)의 조정값은 특정 위치에서 누설자기장의 측정값이 최소가 되도록 조정하여 고정할 수 있다.Here, the
도 12는 상기 도 10의 차폐코일에 능동적으로 제어되는 전류가변기를 구비한 상태를 나타낸 도면이다.FIG. 12 is a view showing a state where a current to be actively controlled by the shielding coil of FIG. 10 is provided with a toilet.
도 12를 참조하면, 차폐코일(16)은 폐루프 코일 각각에 전류가변기(17)를 구비하며, 전류가변기(17)는 특정 위치에 설치된 자기장 센서(18)로부터 측정된 누설자기장 세기가 최소화되도록 제어기(19)에 의해 능동적으로 제어된다.Referring to Figure 12, the shielding
자기장 센서(18)는 차폐코일(16)이 설치된 특정 위치의 누설자기장 세기를 측정하고, 그 측정값을 제어기(19)로 전달한다. 자기장 센서(18)는 EMF(ElectroMagnetic Field) 측정점에 설치된다.The
제어기(19)는 자기장 센서(18)에 의해 측정된 누설자기장 세기의 측정값에 따라 전류가변기(17)를 제어한다. 이에 따라, 전류가변기(17)는 제어기(19)의 제어에 따라 차폐코일(16)에 흐르는 전류를 조절한다.The
도 12의 무선 전력 전송 장치(10)는 전력 전송용 조립체(14)의 코일(11)에 대해 정렬이 틀어지거나 전송전력이 변화하더라도, 특정 위치에서의 누설자기장을 감지하여 그 측정값이 최소화되도록 차폐코일(16)에 흐르는 전류를 조절할 수 있다.The wireless
도 13은 상기 도 12의 무선 전력 전송 장치가 무선 충전 인프라에 적용된 상태를 나타낸 도면이고, 도 14는 상기 도 13에서 차폐구조물의 측면과 송신 코일 간 간격(W1)의 변화에 따라 EMF 감소 효과를 나타낸 도면이며, 도 15는 상기 도 13에서 차폐코일과 송신 코일 간 간격(W2)의 변화에 따라 EMF 감소 효과를 나타낸 도면이다.FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which the wireless power transmission apparatus of FIG. 12 is applied to a wireless charging infrastructure, and FIG. 14 is a diagram illustrating an effect of reducing the EMF according to a variation of the side W1 of the shielding structure and the side of the shielding structure in FIG. And FIG. 15 is a diagram showing the effect of reducing the EMF according to the change in the gap W2 between the shielding coil and the transmission coil in FIG.
도 13을 참조하면, 도 12의 무선 전력 전송 장치(10)는 전기자동차(20)의 무선 충전 인프라에 적용된 경우로서 송신 코일(Tx Coil)을 포함하고, 전기자동차(20)는 수신 코일(Rx Coil)을 포함한다.Referring to FIG. 13, the wireless
이 경우, 무선 전력 전송 장치(10)는 금속망 형태의 차폐구조물(15)과 차폐코일(16)을 구비하고, 차폐코일(16)이 설치된 특정 위치의 누설자기장 세기를 측정하기 위한 자기장 센서(18)를 구비한다.In this case, the wireless
도 14는 자기장 센서(18)가 차폐구조물(15)의 측면과 송신 코일(10) 간 간격(W1)의 변화에 따라 누설자기장 세기를 측정한 결과를 나타낸다. 여기서, W1이 50㎜ 내지 200㎜일 때, 누설자기장 세기가 허용 기준치 이내인 것을 알 수 있다.14 shows the result of measurement of the magnetic field strength of the
도 15는 자기장 센서(18)가 차폐코일(16)과 송신 코일(11) 간 간격(W2)의 변화에 따라 누설자기장 세기를 측정한 결과를 나타낸다. 여기서, 차폐코일(16)의 1번과 2번 폐루프 코일의 위치에 따라 누설자기장 세기가 허용 기준치 이내를 만족하면서 최소가 되는 것을 알 수 있다.15 shows the result of measurement of the magnetic field strength of the
즉, 차폐코일(16)의 1번 폐루프 코일은 600㎜일 때 누설자기장 세기가 허용 기준치 이내를 만족하면서 최소가 되고, 차폐코일(16)의 1번 폐루프 코일은 500㎜일 때 누설자기장 세기가 허용 기준치 이내를 만족하면서 최소가 된다. That is, when the first closed loop coil of the shielding
이처럼, 차폐코일(16)은 페루프 코일의 개수에 따라 누설자기장 세기를 허용 기준치 이내로 최소가 되도록 조절하는데 이용될 수 있다.As such, the shielding
전술한 바와 같이, 무선 전력 전송 장치(10)는 무선 충전 인프라에서 송신용으로 설치되는 경우에 대해 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 전기자동차에서 수신용으로 설치되는 경우에도 적용될 수 있다. 이에 대해서는 통상의 기술자라면 쉽게 이해할 수 있으므로, 자세한 설명을 생략하기로 한다.As described above, although the wireless
비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.Although the foregoing is directed to novel features of the present invention that are applicable to various embodiments, those skilled in the art will appreciate that the apparatus and method described above, without departing from the scope of the present invention, It will be understood that various deletions, substitutions, and alterations can be made in form and detail without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing description. All variations within the scope of the appended claims are embraced within the scope of the present invention.
10 : 무선 전력 전송 장치
1, 11 : 코일
2, 12 : 페라이트
3, 13 : 금속판
14 : 전력 전송용 조립체
15 : 차폐구조물
16 : 차폐코일
17 : 전류가변기
18 : 자기장 센서
19 : 제어기
20 : 전기자동차10: wireless
2, 12:
14: Power transfer assembly 15: Shielding structure
16: Shielding coil 17:
18: magnetic field sensor 19: controller
20: Electric vehicles
Claims (17)
상기 전력 전송용 조립체의 수용 공간을 형성함에 따라, 상기 전력 전송용 조립체의 바닥면 및 측면에 대해 차폐층을 형성하고, 상기 전력 전송용 조립체의 상부면에 대해 개방되어 있는 차폐구조물;
을 포함하는 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
A power transmission assembly including a first coil made of a Litz wire and a ferrite stacked on a lower portion of the first coil; And
A shielding structure forming a shielding layer against the bottom and side surfaces of the power transfer assembly as the receiving space of the power transfer assembly is formed, the shielding structure being open to the top surface of the power transfer assembly;
Wherein the shielded wireless power transmission device comprises:
상기 전력 전송용 조립체의 상부면은,
외부 무선 충전용 제2 코일을 향하는 것인 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the upper surface of the power transfer assembly comprises:
And the second coil for external charging.
상기 차폐구조물은, 비자성 재질의 금속망 또는 금속판 형태로 이루어지고,
상기 차폐구조물의 바닥면은, 상기 전력 전송용 조립체의 바닥면에 대향하며, 상기 차폐구조물의 측면은 상기 전력 전송용 조립체의 측면에 대향하고,
상기 차폐구조물의 바닥면과 측면은, 소정의 각도를 가지고 꺽인 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
The method according to claim 1,
The shielding structure is made of a non-magnetic metal mesh or metal plate,
Wherein a bottom surface of the shield structure is opposed to a bottom surface of the power transfer assembly, the side surface of the shield structure is opposed to a side surface of the power transfer assembly,
Wherein the bottom surface and the side surface of the shield structure are bent at a predetermined angle.
상기 차폐구조물의 바닥면과 측면이 형성하는 각도는,
45°내지 90°사이의 범위인 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
The method of claim 3,
The angle formed between the bottom surface and the side surface of the shielding structure may be,
Shielded wireless power transmission device for an electric automobile in a range between 45 [deg.] And 90 [deg.].
상기 차폐구조물의 측면은,
상기 제1 코일의 리츠선면과 동일하거나 높은 높이로 형성되는 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
The method according to claim 1,
The side surface of the shielding structure
Wherein the first coil has a height equal to or higher than that of the first coil.
상기 차폐구조물의 측면은,
상기 제1 코일의 외곽으로부터 소정의 간격으로 이격되어 형성되는 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
The method according to claim 1,
The side surface of the shielding structure
Wherein the first and second coils are spaced apart from each other by a predetermined distance from the outer periphery of the first coil.
상기 차폐구조물의 측면과 상기 제1 코일의 외곽 간의 간격은,
상기 전력 전송용 조립체의 대각선 길이의 5% 내지 35% 사이의 범위인 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
The method according to claim 6,
Wherein a distance between a side surface of the shielding structure and an outer periphery of the first coil,
Wherein the range is between 5% and 35% of the diagonal length of the power transfer assembly.
상기 차폐구조물의 차폐층이 금속망 형태로 이루어진 경우에는,
상기 차폐구조물의 망 간격이 상기 전력 전송용 조립체의 대각선 길이의 35% 미만인 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
The method of claim 3,
When the shielding layer of the shielding structure is in the form of a metal mesh,
Wherein the mesh spacing of the shielding structure is less than 35% of the diagonal length of the power transfer assembly.
상기 전력 전송용 조립체는,
상기 페라이트의 하부에 금속판을 더 포함하는 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
The method according to claim 1,
The power transmission assembly includes:
And a metal plate at a lower portion of the ferrite.
상기 차폐구조물의 둘레에 이격 배치되는 하나 이상의 폐루프 코일을 포함하는 차폐코일;
을 더 포함하는 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
The method according to claim 1,
A shielding coil including at least one closed loop coil spaced around the shielding structure;
Further comprising: a shielded wireless power transmission device for an electric vehicle.
상기 차폐코일의 폐루프 코일 각각에 흐르는 전류를 조절하기 위한 전류가변기;
를 더 포함하는 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
11. The method of claim 10,
A current for regulating a current flowing in each of the closed loop coils of the shielding coil is a toilet;
Wherein the shielded wireless power transmission device further comprises:
상기 차폐코일이 설치된 특정 위치의 누설자기장 세기를 측정하기 위한 자기장 센서; 및
상기 자기장 센서에 의해 측정된 누설자기장 세기의 측정값에 따라 상기 전류가변기를 제어하기 위한 제어기;
를 더 포함하는 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
12. The method of claim 11,
A magnetic field sensor for measuring a leakage magnetic field intensity at a specific position where the shielding coil is installed; And
A controller for controlling the toilet according to a measured value of the leakage magnetic field strength measured by the magnetic field sensor;
Wherein the shielded wireless power transmission device further comprises:
상기 전력 전송용 조립체의 둘레에 이격 배치되는 하나 이상의 폐루프 코일을 포함하는 차폐코일;
을 포함하는 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
A power transmission assembly including a first coil made of a Litz wire and a ferrite stacked on a lower portion of the first coil; And
A shielding coil including at least one closed loop coil spaced around the power transfer assembly;
Wherein the shielded wireless power transmission device comprises:
상기 전력 전송용 조립체의 상부면은,
외부 무선 충전용 제2 코일을 향하는 것인 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the upper surface of the power transfer assembly comprises:
And the second coil for external charging.
상기 전력 전송용 조립체는,
상기 페라이트의 하부에 금속판을 더 포함하는 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
14. The method of claim 13,
The power transmission assembly includes:
And a metal plate at a lower portion of the ferrite.
상기 차폐코일의 폐루프 코일 각각에 흐르는 전류를 조절하기 위한 전류가변기;
더 포함하는 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
14. The method of claim 13,
A current for regulating a current flowing in each of the closed loop coils of the shielding coil is a toilet;
Further comprising: a shielded wireless power transmission device for an electric vehicle.
상기 차폐코일이 설치된 특정 위치의 누설자기장 세기를 측정하기 위한 자기장 센서; 및
상기 자기장 센서에 의해 측정된 누설자기장 세기의 측정값에 따라 상기 전류가변기를 제어하기 위한 제어기;
를 더 포함하는 전기자동차용 차폐형 무선전력 전송 장치.
17. The method of claim 16,
A magnetic field sensor for measuring a leakage magnetic field intensity at a specific position where the shielding coil is installed; And
A controller for controlling the toilet according to a measured value of the leakage magnetic field strength measured by the magnetic field sensor;
Wherein the shielded wireless power transmission device further comprises:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170141383A KR102004445B1 (en) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Shielded wireless power transfering apparatus for electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170141383A KR102004445B1 (en) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Shielded wireless power transfering apparatus for electric vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190047462A true KR20190047462A (en) | 2019-05-08 |
KR102004445B1 KR102004445B1 (en) | 2019-07-26 |
Family
ID=66580144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170141383A KR102004445B1 (en) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Shielded wireless power transfering apparatus for electric vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102004445B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220084907A (en) * | 2020-12-14 | 2022-06-21 | 한국과학기술원 | Inductive and capacitive wireless power transfer system and operating method thereof |
EP4115493A4 (en) * | 2020-03-06 | 2024-04-24 | Solace Power Inc. | Wireless power transfer transmitter, system and method of wirelessly transferring power |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4184754A4 (en) * | 2020-07-17 | 2024-05-22 | LG Electronics, Inc. | Wireless power transmission apparatus |
KR102240875B1 (en) * | 2021-01-26 | 2021-04-16 | 에스케이씨 주식회사 | Wireless charging device and vehicle comprising same |
WO2022225376A1 (en) * | 2021-04-22 | 2022-10-27 | 한국과학기술원 | Wireless power transmission apparatus, wireless power reception apparatus, and wireless power transmission system using auxiliary coil |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120082770A (en) * | 2011-01-14 | 2012-07-24 | 한국과학기술원 | Automatically controlled emf cancellation apparatus and method using reverse current with field sensor |
KR20120116676A (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-23 | 한국과학기술원 | Non contacting method for power supplied road for online electric vehicle |
KR101232035B1 (en) | 2011-04-05 | 2013-02-12 | 한국과학기술원 | Apparatus for Partially Shielding Magnetic Field from Antenna |
KR20150089350A (en) * | 2014-01-27 | 2015-08-05 | 한국과학기술원 | Wireless Electric Power Supply Device having Magnetic Shield |
KR20160090420A (en) * | 2015-01-21 | 2016-08-01 | 한국과학기술원 | Wireless power transmitting/receiving apparatus |
KR101646492B1 (en) | 2014-11-27 | 2016-08-08 | 주식회사 아모센스 | A wireless charging module and shielding sheet for wireless charging apparatus |
-
2017
- 2017-10-27 KR KR1020170141383A patent/KR102004445B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120082770A (en) * | 2011-01-14 | 2012-07-24 | 한국과학기술원 | Automatically controlled emf cancellation apparatus and method using reverse current with field sensor |
KR101232035B1 (en) | 2011-04-05 | 2013-02-12 | 한국과학기술원 | Apparatus for Partially Shielding Magnetic Field from Antenna |
KR20120116676A (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-23 | 한국과학기술원 | Non contacting method for power supplied road for online electric vehicle |
KR20150089350A (en) * | 2014-01-27 | 2015-08-05 | 한국과학기술원 | Wireless Electric Power Supply Device having Magnetic Shield |
KR101646492B1 (en) | 2014-11-27 | 2016-08-08 | 주식회사 아모센스 | A wireless charging module and shielding sheet for wireless charging apparatus |
KR20160090420A (en) * | 2015-01-21 | 2016-08-01 | 한국과학기술원 | Wireless power transmitting/receiving apparatus |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP4115493A4 (en) * | 2020-03-06 | 2024-04-24 | Solace Power Inc. | Wireless power transfer transmitter, system and method of wirelessly transferring power |
KR20220084907A (en) * | 2020-12-14 | 2022-06-21 | 한국과학기술원 | Inductive and capacitive wireless power transfer system and operating method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102004445B1 (en) | 2019-07-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102004445B1 (en) | Shielded wireless power transfering apparatus for electric vehicle | |
JP7194091B2 (en) | Inductive power transfer device | |
EP2601723B1 (en) | Inductive power receiver apparatus | |
US6407470B1 (en) | Electric power transmission device | |
US10843579B2 (en) | Charging configuration for the inductive wireless emission of energy | |
US20140125140A1 (en) | Coil arrangements in wireless power transfer systems for low electromagnetic emissions | |
US9805862B2 (en) | Electronic component, power feeding apparatus, power receiving apparatus, and wireless power feeding system | |
US20150091518A1 (en) | Charging configuration for the inductive wireless emission of energy | |
WO2015161035A1 (en) | Wireless power transfer systems with shield openings | |
JP5988210B2 (en) | Power transmission system | |
JP5988211B2 (en) | Power transmission system | |
JP2023517037A (en) | Transmitter for wireless power transmission, system and method for wireless power transmission | |
WO2013150784A1 (en) | Coil unit, and power transmission device equipped with coil unit | |
KR20230041804A (en) | Efficiency enhancements through magnetic field management | |
EP3487036B1 (en) | Wireless power transmission device and wireless power transmission system | |
JP2014063768A (en) | Coil unit used for non-contact power supply system | |
US11756727B2 (en) | Wireless power transfer coupling structures with reduced leakage flux | |
WO2016131767A1 (en) | Power transfer unit of a system for inductive power transfer, a method of manufacturing a primary power transfer unit and of operating a primary power transfer unit | |
JP5930182B2 (en) | antenna | |
Zhu et al. | Leakage magnetic field suppression using dual-transmitter topology in EV wireless charging | |
Zhu et al. | Highly effective leakage magnetic field suppression by using a reactive coil in perfectly aligned EV wireless charging systems | |
US20220297553A1 (en) | Modular magnetic flux control | |
KR20150102299A (en) | EMF cancel devices for Wireless power transfer system using Inductive Power Transfer | |
KR20180085552A (en) | Apparatus and method for reactive shielding system | |
WO2024018285A2 (en) | Ferrite wings systems and methods for inductive wireless power transfer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |