KR20210044091A - Wireless charging system of electric ship - Google Patents

Wireless charging system of electric ship Download PDF

Info

Publication number
KR20210044091A
KR20210044091A KR1020190127226A KR20190127226A KR20210044091A KR 20210044091 A KR20210044091 A KR 20210044091A KR 1020190127226 A KR1020190127226 A KR 1020190127226A KR 20190127226 A KR20190127226 A KR 20190127226A KR 20210044091 A KR20210044091 A KR 20210044091A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electric
ultrasonic
ship
wireless charging
charging system
Prior art date
Application number
KR1020190127226A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102653031B1 (en
Inventor
박성모
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성중공업 주식회사 filed Critical 삼성중공업 주식회사
Priority to KR1020190127226A priority Critical patent/KR102653031B1/en
Publication of KR20210044091A publication Critical patent/KR20210044091A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102653031B1 publication Critical patent/KR102653031B1/en

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
    • B60L53/10—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
    • 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
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/18—Cables specially adapted for charging electric vehicles
    • 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
    • B60L53/20—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 converters located in the vehicle
    • B60L53/24—Using the vehicle's propulsion converter for charging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
    • 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
    • H02J50/15—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using ultrasonic waves
    • 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
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Abstract

Provided is a wireless charging system for an electric ship that can supply electric energy converted from ultrasonic waves to the electric ship operating long distances. According to the present invention, a wireless charging system for an electric ship may comprise: an ultrasonic transmitter provided to the ocean; an ultrasonic receiver mounted on the electric ship operating in the ocean and receiving ultrasonic waves generated from the ultrasonic transmitter; and an electrical transducer which converts the received ultrasonic waves into electrical energy and charges the converted electrical energy into an electrical battery of the electric ship.

Description

전기 선박의 무선 충전 시스템{WIRELESS CHARGING SYSTEM OF ELECTRIC SHIP}Wireless charging system for electric ships{WIRELESS CHARGING SYSTEM OF ELECTRIC SHIP}

본 발명은 전기 선박의 무선 충전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless charging system for an electric ship.

일반적으로, 선박은 디젤기관 또는 증기터빈으로 프로펠러축을 구동한다. In general, a ship drives a propeller shaft with a diesel engine or a steam turbine.

근래에는 전기 추진 방식에 의해 발전기를 주기관에서 구동시키고, 그 전력으로 전동기를 운전하는 전기 추진 선박이 개발되어 사용되고 있다. 그러나 전기 추진 선박은 디젤기관이나 증기터빈의 주기관에 의해 발전기를 작동시키므로, 화석 연료의 사용이 불가피하다는 점에서 순수한 의미의 전기력을 이용한 선박이라고 보기는 어렵다.In recent years, electric propulsion ships have been developed and used in which a generator is driven by a main engine by an electric propulsion method, and an electric motor is driven by the electric power. However, since the electric propulsion ship is operated by the main engine of a diesel engine or a steam turbine, it is difficult to regard it as a ship using electric power in a pure sense in that the use of fossil fuel is inevitable.

이에 배터리와 모터만으로 추진력을 얻는 전기 선박의 개발이 진행되고 있다. 전기 선박은 화석 연료의 고갈로 인한 연료비의 증가에 대처할 수 있을 뿐만 아니라, 청정 연료를 사용함으로써 환경 오염을 줄일 수 있다.Accordingly, the development of electric ships that obtain propulsion only with batteries and motors is in progress. Electric ships not only can cope with the increase in fuel costs due to depletion of fossil fuels, but also reduce environmental pollution by using clean fuels.

그런데, 전기 선박은 전기 에너지를 충전할 수 있는 전기 배터리의 충전 용량에 한계가 있기 때문에, 장거리의 운항에 제약이 있다.However, since electric ships have a limit in the charging capacity of an electric battery capable of charging electric energy, there are restrictions on long-distance operation.

특허문헌1: 국내 공개특허 10-2010-0065542호 (2010. 06. 17. 공개)Patent Document 1: Korean Patent Publication No. 10-2010-0065542 (published on June 17, 2010) 특허문헌2: 국내 공개특허 10-2014-0082628호 (2014. 07. 02. 공개)Patent Document 2: Korean Patent Publication No. 10-2014-0082628 (published on July 02, 2014)

본 발명의 실시예들은 초음파를 변환시킨 전기 에너지를 장거리 운항 중인 전기 선박에 공급할 수 있는 전기 선박의 무선 충전 시스템을 제공하고자 한다Embodiments of the present invention are intended to provide a wireless charging system for an electric vessel capable of supplying electric energy converted from ultrasonic waves to an electric vessel operating a long distance

본 발명의 일 측면에 따른 전기 선박의 무선 충전 시스템은, 해양에 제공되는 초음파 송신기; 상기 해양을 운항하는 전기 선박에 장착되고, 상기 초음파 송신기에서 발생되는 초음파를 수신하는 초음파 수신기; 및 상기 수신된 초음파를 전기 에너지로 변환하고, 변환된 상기 전기 에너지를 상기 전기 선박의 전기 배터리에 충전시키는 전기 변환기;를 포함할 수 있다.A wireless charging system for an electric ship according to an aspect of the present invention includes an ultrasonic transmitter provided in the ocean; An ultrasonic receiver mounted on the electric vessel operating the ocean and receiving ultrasonic waves generated by the ultrasonic transmitter; And an electric converter that converts the received ultrasonic waves into electric energy and charges the converted electric energy into an electric battery of the electric ship.

또한, 본 발명은 전기 선박의 운항 경로를 따라 해저면에 연장 배치되고, 상기 초음파 송신기와 전기적으로 연결되는 전력 케이블을 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include a power cable extending on the sea floor along a navigation route of the electric ship and electrically connected to the ultrasonic transmitter.

또한, 상기 초음파 송신기는 전력 케이블과 전기적으로 연결되는 본체; 상기 본체에 내장되고, 상기 전력 케이블로부터 공급받은 전기 에너지를 이용하여 초음파를 생성하는 초음파 생성 유닛; 및 상기 초음파 수신기를 향해 상기 초음파가 송출되도록 상기 본체의 상부에 마련되는 송신 안테나를 포함할 수 있다.In addition, the ultrasonic transmitter may include a main body electrically connected to a power cable; An ultrasonic generator built into the main body and configured to generate ultrasonic waves using electric energy supplied from the power cable; And a transmission antenna provided on the upper portion of the main body so that the ultrasonic waves are transmitted toward the ultrasonic receiver.

또한, 상기 본체는 해저면에 고정이 가능한 파일; 하단부가 상기 파일에 착탈 가능하고, 상단부에 상기 송신 안테나가 장착된 이동체; 및 상기 파일과 상기 이동체 사이를 연결하는 커넥팅 케이블을 포함할 수있다.In addition, the main body is a file that can be fixed to the sea floor; A moving body in which a lower end portion is detachable from the file and the transmission antenna is mounted at an upper end portion; And a connecting cable connecting the pile and the moving body.

또한, 상기 초음파 송신기는 해양을 운항하는 전기 선박의 선박 위치 정보를 수신하는 정보 수신 유닛; 상기 커넥팅 케이블의 길이가 조절되도록 상기 파일에서 상기 커넥팅 케이블을 와인딩하거나 리 와인딩하는 액츄에이터; 및 상기 전기 선박이 기 설정된 구역 내로 진입하였는지 여부를 상기 선박 위치 정보를 통해 판단하고, 상기 전기 선박이 기 설정된 구역 내로 진입한 것으로 판단되면, 상기 이동체를 상기 전기 선박이 위치한 지점으로 근접 이동시키기 위한 작동신호를 상기 액츄에이터에 인가하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.In addition, the ultrasonic transmitter may include an information receiving unit for receiving ship position information of an electric ship that navigates the ocean; An actuator for winding or rewinding the connecting cable in the pile so that the length of the connecting cable is adjusted; And determining whether or not the electric ship has entered a preset area through the ship location information, and when it is determined that the electric ship has entered a preset area, moving the moving object closer to a point where the electric ship is located. It may further include a controller for applying an operation signal to the actuator.

또한, 상기 이동체는 해저에서 수면으로 부상하기 위한 부유체를 포함할 수 있다.In addition, the moving body may include a floating body for floating from the seabed to the water surface.

본 발명의 실시 예들은 초음파를 전기 에너지로 변환하고, 변환된 전기 에너지를 운항 중인 전기 선박에 공급할 수 있으므로, 전기 선박 내 대용량 전기 배터리의 설치가 불필요해질 수 있고, 이를 통해 대용량 전기 배터리의 설치에 필요한 비용을 절감할 수 있다는 이점이 있다.Embodiments of the present invention can convert ultrasonic waves into electric energy and supply the converted electric energy to an electric vessel in operation, so that installation of a large-capacity electric battery in an electric vessel may be unnecessary. There is an advantage in that the required cost can be reduced.

또한, 본 발명의 실시예들은 오일/가스를 통해 발전하는 전기 선박의 경우, 초음파 수신기 이외의 별도의 추가 장비가 불필요하므로, 기존의 전기 선박에 범용적으로 적용될 수 있다는 이점이 있다.In addition, the embodiments of the present invention have an advantage of being universally applied to an existing electric ship, since additional equipment other than an ultrasonic receiver is not required in the case of an electric ship that generates power through oil/gas.

또한, 본 발명의 실시예들은 해상 풍력발전 및 해류 발전등과 연계하여 적용이 가능하므로, 친환경 에너지 활용에 대한 부가가치를 높일 수 있다는 이점이 있다.In addition, since embodiments of the present invention can be applied in connection with offshore wind power generation and ocean current power generation, etc., there is an advantage of increasing added value for eco-friendly energy use.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 선박의 무선 충전 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 "A"부를 확대하여 도시한 확대도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 선박의 무선 충전 시스템을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 선박의 무선 충전 시스템의 초음파 수신기를 도시한 확대도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 선박의 무선 충전 시스템에서, 초음파 수신기의 제어 로직을 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram showing a wireless charging system for an electric ship according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing an enlarged portion "A" of FIG. 1.
3 is a block diagram showing a wireless charging system for an electric ship according to another embodiment of the present invention.
4 is an enlarged view showing an ultrasonic receiver of a wireless charging system for an electric ship according to another embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a control logic of an ultrasonic receiver in a wireless charging system for an electric ship according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.Hereinafter, a configuration and operation according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following description is one of the many aspects of the invention that are claimable, and the following description may form part of the detailed description of the invention. However, in describing the present invention, detailed descriptions of known configurations or functions may be omitted to clarify the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and include various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. In addition, terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various elements, but the corresponding elements are not limited by these terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. When an element is referred to as being'connected' or'connected' to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 선박의 무선 충전 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 도 1의 "A"부를 확대하여 도시한 확대도이다.1 is a block diagram illustrating a wireless charging system for an electric ship according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view showing an enlarged portion "A" of FIG. 1.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 선박의 무선 충전 시스템(10)은, 초음파 송신기(100), 초음파 수신기(200), 전기 변환기(300) 및 전력 케이블(400)을 포함할 수 있다.1 to 2, a wireless charging system 10 for an electric ship according to an embodiment of the present invention includes an ultrasonic transmitter 100, an ultrasonic receiver 200, an electric converter 300, and a power cable. It may include 400.

구체적으로, 초음파 송신기(100)는 해양에 마련되는 복수 개로 제공될 수 있다. 복수 개의 초음파 수신기(200)는 해저면(G)에 이격되어 배치될 수 있다. 바람직하게, 복수 개의 초음파 수신기(200)는 예상되는 전기 선박(V)의 운항 경로를 따라 해저면(G)에 이격되어 배치될 수 있다.Specifically, the ultrasonic transmitter 100 may be provided in a plurality provided in the ocean. The plurality of ultrasonic receivers 200 may be disposed to be spaced apart from the sea floor (G). Preferably, the plurality of ultrasonic receivers 200 may be disposed to be spaced apart from the sea floor G along the expected navigation route of the electric vessel V.

초음파 송신기(100)는 전력 케이블(400)을 통해 전기 에너지를 공급받아, 초음파를 생성할 수 있고, 생성된 초음파를 바닷물을 매질로 하여 전기 선박(V)에 송출할 수 있다. The ultrasonic transmitter 100 may receive electric energy through the power cable 400 to generate ultrasonic waves, and transmit the generated ultrasonic waves to the electric vessel V using seawater as a medium.

본 실시예에서 초음파 송신기(100)는 전력 케이블(400)을 통해 전기 에너지를 공급받지만, 이에 한정되지는 아니하며, 전력 케이블(400) 이외에도, 다양한 전기 공급원로부터 전기 에너지를 공급받을 수 있다. 예를 들어, 초음파 송신기(100)는 해양에 설치된 발전 장비(태양열 발전장비, 풍력 발전장비, 조력 발전장비 등)로부터 전기 에너지를 공급받을 수 있을 것이다.In this embodiment, the ultrasonic transmitter 100 receives electrical energy through the power cable 400, but is not limited thereto, and may receive electrical energy from various electrical sources other than the power cable 400. For example, the ultrasonic transmitter 100 may receive electric energy from power generation equipment (solar power generation equipment, wind power generation equipment, tidal power generation equipment, etc.) installed in the ocean.

이러한 초음파 송신기(100)는 본체(110), 초음파 생성 유닛(120) 및 송신 안테나(130)를 포함할 수 있다. 본체(110)는 전력 케이블(400)과 전기적으로 연결될 수 있다. 본체(110)의 내부에는 초음파 생성 유닛(120)이 구비될 수 있다. 초음파 생성 유닛(120)은 전력 케이블(400)로부터 공급받은 전기 에너지를 이용하여 초음파를 생성할 수 있다. 초음파 생성 유닛(120)은 초음파를 생성하는 통상의 초음파 생성기와 대응되는 구성이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.The ultrasonic transmitter 100 may include a main body 110, an ultrasonic generating unit 120, and a transmitting antenna 130. The body 110 may be electrically connected to the power cable 400. An ultrasonic generating unit 120 may be provided inside the main body 110. The ultrasonic generating unit 120 may generate ultrasonic waves using electric energy supplied from the power cable 400. Since the ultrasonic generating unit 120 is configured to correspond to a conventional ultrasonic generator that generates ultrasonic waves, a detailed description thereof will be omitted.

송신 안테나(130)는 초음파 생성 유닛(120)에서 생성된 초음파를 초음파 수신기(200)를 향해 송출할 수 있다. 송신 안테나(130)는 전기 선박(V)을 향하도록 본체(110)의 상부에 마련될 수 있다. 물론, 전기 선박(V)이 위치되는 방향에 따라, 송신 안테나(130)의 방향성은 본체(110)의 상부에서의 달라질 수 있을 것이다. The transmission antenna 130 may transmit ultrasonic waves generated by the ultrasonic generating unit 120 toward the ultrasonic receiver 200. The transmission antenna 130 may be provided above the main body 110 so as to face the electric vessel V. Of course, depending on the direction in which the electric vessel V is located, the directionality of the transmission antenna 130 may vary from the top of the main body 110.

초음파 수신기(200)는 해양을 운항하는 전기 선박(V)에 장착될 수 있다. 초음파 수신기(200)는 해저면(G)의 초음파 송신기(100)로부터 송출된 초음파를 용이하게 수신하기 위해, 전기 선박(V)의 하부에 마련될 수 있다. The ultrasonic receiver 200 may be mounted on an electric vessel V that navigates the ocean. The ultrasonic receiver 200 may be provided under the electric vessel V in order to easily receive ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transmitter 100 on the sea floor G.

전기 변환기(300)는 초음파 수신기(200)를 통해 수신된 초음파를 전기 에너지로 변환할 수 있다. 이를 위해, 전기 변환기(300)는 초음파를 전기 에너지로 변환하는 트랜스튜서(Transducer: 미도시)를 포함할 수 있다. 전기 변환기(300)는 초음파를 전기 에너지로 변환하는 통상의 초음파 전력 전송기술이 적용된 전기 변환장치와 대응되는 구성이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.The electrical converter 300 may convert ultrasonic waves received through the ultrasonic receiver 200 into electrical energy. To this end, the electrical converter 300 may include a transducer (not shown) that converts ultrasonic waves into electrical energy. Since the electrical converter 300 is a configuration corresponding to an electrical converter to which a conventional ultrasonic power transmission technology for converting ultrasonic waves into electrical energy is applied, a detailed description thereof will be omitted.

전기 변환기(300)는 트랜스튜서를 통해 변환된 전기 에너지를 전기 배터리(미도시)에 충전시킬 수 있다. 전기 선박(V)은 전기 배터리에 충전된 전기 에너지를 운항에 필요한 각종 장비에 사용할 수 있다.The electric converter 300 may charge electric energy converted through a transducer into an electric battery (not shown). The electric vessel V can use the electric energy charged in the electric battery for various equipment required for navigation.

전력 케이블(400)은 예상되는 전기 선박(V)의 운항 경로를 따라 해저면(G)에 연장 배치될 수 있다. 전력 케이블(400)은 초음파 송신기(100)와 전기적으로 연결됨으로써, 전기 에너지를 초음파 송신기(100)에 제공할 수 있다.The power cable 400 may be extended and disposed on the sea floor G along the expected navigation route of the electric vessel V. The power cable 400 may be electrically connected to the ultrasonic transmitter 100 to provide electrical energy to the ultrasonic transmitter 100.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 선박의 무선 충전 시스템을 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 선박의 무선 충전 시스템의 초음파 수신기를 도시한 확대도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 선박의 무선 충전 시스템에서, 초음파 수신기의 제어 로직을 도시한 블럭도이다.3 is a configuration diagram showing a wireless charging system of an electric ship according to another embodiment of the present invention, Figure 4 is an enlarged view showing an ultrasonic receiver of the wireless charging system of the electric ship according to another embodiment of the present invention 5 is a block diagram illustrating a control logic of an ultrasonic receiver in a wireless charging system for an electric ship according to another embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 선박의 무선 충전 시스템(10)에서, 초음파 송신기(100)는 초음파를 대기 중에서 공기를 매질로 하여 전기 선박(V)에 송출할 수 있다. 이때, 초음파 전력 전송기술의 기초가 되는 초음파 특성에 따라, 매질의 변화에 따른 초음파의 속도 차이는 발생될 수 있다.3 to 5, in the wireless charging system 10 for an electric ship according to another embodiment of the present invention, the ultrasonic transmitter 100 uses the ultrasonic wave as a medium in the atmosphere, and the electric ship V Can be sent to. In this case, according to the ultrasonic characteristics that are the basis of the ultrasonic power transmission technology, a difference in the speed of the ultrasonic waves according to the change of the medium may occur.

초음파 송신기(100)는 송신 안테나(130)를 해수면 상으로 부상시킬 수 있다. 이를 위해, 초음파 송신기(100)는 본체(110), 초음파 생성 유닛(120), 송신 안테나(130), 정보 수신 유닛(140), 액츄에이터(150) 및 컨트롤러(160)를 포함할 수 있다. 여기서, 정보 수신 유닛(140), 액츄에이터(150) 및 컨트롤러(160)를 제외한 나머지 구성은, 일 실시예에서 설명한 구성과 유사 또는 실질적으로 동일할 수 있으므로, 기 설명된 구성 및 작용에 대한 설명은 생략될 수 있고, 유사 구성에 대하여 유사한 도면부호가 부여될 수 있다.The ultrasonic transmitter 100 may float the transmission antenna 130 above sea level. To this end, the ultrasonic transmitter 100 may include a main body 110, an ultrasonic generating unit 120, a transmitting antenna 130, an information receiving unit 140, an actuator 150, and a controller 160. Here, the other configurations except for the information receiving unit 140, the actuator 150, and the controller 160 may be similar or substantially the same as the configuration described in one embodiment, so the description of the previously described configuration and operation is It may be omitted, and similar reference numerals may be assigned to similar configurations.

다만, 초음파 송신기(100)의 본체(110)는 해저면(G)에 고정이 가능한 쐐기 형태의 파일(111)과, 파일(111)에 착탈 가능한 이동체(112)와, 파일(111)과 이동체(112) 사이를 연결하는 커넥팅 케이블(113)을 포함할 수있다. However, the main body 110 of the ultrasonic transmitter 100 includes a wedge-shaped pile 111 that can be fixed to the sea floor G, a moving body 112 that is detachable from the pile 111, and the pile 111 and a moving body. It may include a connecting cable 113 to connect between the 112.

파일(111)에 대한 이동체(112)의 착탈을 위해, 이동체(112)의 하단부에는 파일(111)에 착탈 가능한 장치(일 예로, 클램핑 장치)가 마련될 수 있다. 이동체(112)의 상단부에는 송신 안테나(130)가 장착될 수 있다. 송신 안테나(130)는 해수면 상에서 전기 선박(V)을 향해 초음파를 송출하기 위해 수평방향으로 방향성을 갖을 수 있다. In order to attach and detach the moving body 112 with respect to the pile 111, a device (for example, a clamping device) capable of being attached to and detached from the pile 111 may be provided at the lower end of the moving body 112. The transmission antenna 130 may be mounted on the upper end of the moving body 112. The transmission antenna 130 may have a directionality in a horizontal direction in order to transmit ultrasonic waves toward the electric vessel V on the sea level.

그리고 이동체(112)는 해저면(G)에서 해수면으로 부상하기 위해, 바닷물보다 비중이 가벼운 부유체(미도시)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 이동체(112)가 파일(111)에서 분리되면, 이동체(112)는 부유체의 부상 기능을 이용하여, 수중에서 해수면까지 부상될 수 있다. 이동체(112)의 부상 가능한 높이는, 커넥팅 케이블(113)의 길이 조절에 따라 변경될 수 있다. In addition, the moving body 112 may include a floating body (not shown) having a lighter specific gravity than seawater in order to float from the seafloor G to the sea level. Accordingly, when the movable body 112 is separated from the pile 111, the movable body 112 can be floated from the water to the sea level by using the floating function of the floating body. The floatable height of the moving body 112 may be changed according to the length adjustment of the connecting cable 113.

또한, 커넥팅 케이블(113)은 전력 케이블(400)과 초음파 생성 유닛(120) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 전력 케이블(400)의 전기 에너지를 전달받아, 초음파 생성 유닛(120)에 전달할 수 있다.In addition, the connecting cable 113 may electrically connect the power cable 400 and the ultrasonic generating unit 120. Electric energy from the power cable 400 may be received and transmitted to the ultrasonic generating unit 120.

또한, 커넥팅 케이블(113)은 파일(111)의 내부에 마련된 와인딩축(미도시)에 권취될 수 있다. 커넥팅 케이블(113)은 액츄에이터(150)의 작동에 의해 와인딩축에 와인딩되거나 리 와인딩될 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터(150)의 작동에 의해 커넥팅 케이블(113)이 와잉딩축에 와인딩되면, 이동체(112)를 잡아당겨 하방향으로 이동시킬 수 있다. 액츄에이터(150)의 작동에 의해 커넥팅 케이블(113)이 와잉딩축에서 리 와인딩되면, 이동체(112)를 상방향으로 이동시킬 수 있다.In addition, the connecting cable 113 may be wound on a winding shaft (not shown) provided inside the pile 111. The connecting cable 113 may be wound or rewinded to the winding shaft by the operation of the actuator 150. For example, when the connecting cable 113 is wound on the winding shaft by the operation of the actuator 150, the moving body 112 can be pulled and moved downward. When the connecting cable 113 is rewinded on the winding shaft by the operation of the actuator 150, the moving body 112 can be moved upward.

정보 수신 유닛(140)은 해양을 운항하는 전기 선박(V)의 선박 위치 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 정보 수신 유닛(140)은 전기 선박(V)의 현재 위치를 제공하는 GPS 정보를 수신할 수 있다.The information receiving unit 140 may receive ship position information of the electric ship V operating the ocean. For example, the information receiving unit 140 may receive GPS information providing the current location of the electric vessel V.

액츄에이터(150)는 초음파 송신기(100)의 파일(111)에 구비될 수 있다. 액츄에이터(150)는 초음파 송신기(100)의 이동체(112)를 수중에서 승강시킬 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터(150)는 커넥팅 케이블(113)을 와인딩하거나 리 와인딩함으로써, 이동체(112)를 수중에서 승강시킬 수 있다. The actuator 150 may be provided in the pile 111 of the ultrasonic transmitter 100. The actuator 150 may lift the moving body 112 of the ultrasonic transmitter 100 underwater. For example, the actuator 150 may raise or lower the moving body 112 underwater by winding or rewinding the connecting cable 113.

컨트롤러(160)는 전기 선박(V)이 기 설정된 구역 내로 진입하였는지 여부를 정보 수신 유닛(140)으로부터 전달받은 선박 위치 정보를 통해 판단할 수 있다. 전기 선박(V)이 기 설정된 구역 내로 진입한 것으로 판단되면, 컨트롤러(160)는 이동체(112)를 전기 선박(V)이 위치한 지점으로 근접 이동(부상)시키기 위한 작동신호를 액츄에이터(150)에 인가할 수 있다.The controller 160 may determine whether or not the electric ship V has entered a preset area through the ship location information received from the information receiving unit 140. When it is determined that the electric vessel V has entered the preset area, the controller 160 transmits an operation signal to the actuator 150 to move (float) the moving body 112 to the point where the electric vessel V is located. Can be approved.

상술한 바와 같이, 본 발명은 초음파를 전기 에너지로 변환하고, 변환된 전기 에너지를 운항 중인 전기 선박에 공급할 수 있으므로, 전기 선박 내 대용량 전기 배터리의 설치가 불필요해질 수 있고, 이를 통해 대용량 전기 배터리의 설치에 필요한 비용을 절감할 수 있고, 오일/가스를 통해 발전하는 전기 선박의 경우, 초음파 수신기 이외의 별도의 추가 장비가 불필요하므로, 기존의 전기 선박에 범용적으로 적용될 수 있으며, 해상 풍력발전 및 해류 발전등과 연계하여 적용이 가능하므로, 친환경 에너지 활용에 대한 부가가치를 높일 수 있다는 등의 장점을 갖는다.As described above, the present invention converts ultrasonic waves into electric energy and can supply the converted electric energy to an operating electric vessel, so that installation of a large-capacity electric battery in an electric vessel may become unnecessary. It is possible to reduce the cost required for installation, and in the case of an electric ship that generates power through oil/gas, additional equipment other than the ultrasonic receiver is not required, so it can be applied universally to existing electric ships, and Since it can be applied in connection with ocean current power generation, etc., it has the advantage of being able to increase added value for the use of eco-friendly energy.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안 되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You will be able to understand. For example, a person skilled in the art may change the material, size, etc. of each component according to the field of application, or combine or substitute embodiments to implement it in a form not clearly disclosed in the embodiments of the present invention, but this is also the present invention. It does not go beyond the scope of. Therefore, the embodiments described above are illustrative in all respects and should not be understood as limiting, and it should be said that such modified embodiments are included in the technical idea described in the claims of the present invention.

100 :초음파 송신기 110 :본체
111 :파일 112 :이동체
113 :커넥팅 케이블 120 :초음파 생성 유닛
140 :정보 수신 유닛 150 :액츄에이터
160 :컨트롤러 200 :초음파 수신기
300 :전기 변환기100: ultrasonic transmitter 110: main body
111: file 112: moving object
113: connecting cable 120: ultrasonic generating unit
140: information receiving unit 150: actuator
160: controller 200: ultrasonic receiver
300: electric converter

Claims (6)

해양에 제공되는 초음파 송신기;
상기 해양을 운항하는 전기 선박에 장착되고, 상기 초음파 송신기에서 발생되는 초음파를 수신하는 초음파 수신기; 및
상기 수신된 초음파를 전기 에너지로 변환하고, 변환된 상기 전기 에너지를 상기 전기 선박의 전기 배터리에 충전시키는 전기 변환기;를 포함하는, 전기 선박의 무선 충전 시스템.An ultrasonic transmitter provided in the ocean;
An ultrasonic receiver mounted on the electric vessel operating the ocean and receiving ultrasonic waves generated by the ultrasonic transmitter; And
Containing, a wireless charging system for an electric vessel; converting the received ultrasonic waves into electric energy and charging the converted electric energy to an electric battery of the electric vessel. 제 1 항에 있어서,
전기 선박의 운항 경로를 따라 해저면에 연장 배치되고, 상기 초음파 송신기와 전기적으로 연결되는 전력 케이블을 더 포함하는, 전기 선박의 무선 충전 시스템.The method of claim 1,
A wireless charging system for an electric ship, further comprising a power cable extending on the sea floor along a navigation route of the electric ship and electrically connected to the ultrasonic transmitter. 제 1 항에 있어서,
상기 초음파 송신기는
전력 케이블과 전기적으로 연결되는 본체;
상기 본체에 내장되고, 상기 전력 케이블로부터 공급받은 전기 에너지를 이용하여 초음파를 생성하는 초음파 생성 유닛; 및
상기 초음파 수신기를 향해 상기 초음파가 송출되도록 상기 본체의 상부에 마련되는 송신 안테나를 포함하는, 전기 선박의 무선 충전 시스템.The method of claim 1,
The ultrasonic transmitter
A main body electrically connected to the power cable;
An ultrasonic generator built into the main body and configured to generate ultrasonic waves using electric energy supplied from the power cable; And
A wireless charging system for an electric ship comprising a transmission antenna provided on the upper part of the main body so that the ultrasonic waves are transmitted toward the ultrasonic receiver. 제 3 항에 있어서,
상기 본체는
해저면에 고정이 가능한 파일;
하단부가 상기 파일에 착탈 가능하고, 상단부에 상기 송신 안테나가 장착된 이동체; 및
상기 파일과 상기 이동체 사이를 연결하는 커넥팅 케이블을 포함하는, 전기 선박의 무선 충전 시스템.The method of claim 3,
The main body
Piles that can be fixed to the sea floor;
A moving body in which a lower end portion is detachable from the file and the transmission antenna is mounted at an upper end portion; And
A wireless charging system for an electric ship comprising a connecting cable connecting the pile and the mobile body. 제 4 항에 있어서,
상기 초음파 송신기는
해양을 운항하는 전기 선박의 선박 위치 정보를 수신하는 정보 수신 유닛;
상기 커넥팅 케이블의 길이가 조절되도록 상기 파일에서 상기 커넥팅 케이블을 와인딩하거나 리 와인딩하는 액츄에이터; 및
상기 전기 선박이 기 설정된 구역 내로 진입하였는지 여부를 상기 선박 위치 정보를 통해 판단하고, 상기 전기 선박이 기 설정된 구역 내로 진입한 것으로 판단되면, 상기 이동체를 상기 전기 선박이 위치한 지점으로 근접 이동시키기 위한 작동신호를 상기 액츄에이터에 인가하는 컨트롤러를 더 포함하는, 전기 선박의 무선 충전 시스템.The method of claim 4,
The ultrasonic transmitter
An information receiving unit for receiving ship position information of an electric ship operating the ocean;
An actuator for winding or rewinding the connecting cable in the pile so that the length of the connecting cable is adjusted; And
Operation to determine whether or not the electric ship has entered a preset area through the ship location information, and when it is determined that the electric ship has entered a preset area, move the moving object closer to the location where the electric ship is located A wireless charging system for an electric vessel, further comprising a controller for applying a signal to the actuator. 제 4 항에 있어서,
상기 이동체는
해저에서 수면으로 부상하기 위한 부유체를 포함하는, 전기 선박의 무선 충전 시스템.The method of claim 4,
The moving body
A wireless charging system for electric ships, including a float for floating from the seabed to the surface.
KR1020190127226A 2019-10-14 2019-10-14 Wireless charging system of electric ship KR102653031B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190127226A KR102653031B1 (en) 2019-10-14 2019-10-14 Wireless charging system of electric ship

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190127226A KR102653031B1 (en) 2019-10-14 2019-10-14 Wireless charging system of electric ship

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210044091A true KR20210044091A (en) 2021-04-22
KR102653031B1 KR102653031B1 (en) 2024-03-28

Family

ID=75731363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190127226A KR102653031B1 (en) 2019-10-14 2019-10-14 Wireless charging system of electric ship

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102653031B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113772025A (en) * 2021-09-24 2021-12-10 汇能智联(深圳)科技有限公司 Electric ship capable of being intelligently charged and parking charging system thereof
CN113910935A (en) * 2021-10-15 2022-01-11 中远海运科技股份有限公司 Middle-arranged marine shore power cable management system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100065542A (en) 2008-12-08 2010-06-17 삼성중공업 주식회사 Charging station for an electric vessel
KR20130020035A (en) * 2011-08-18 2013-02-27 삼성전기주식회사 Wireless power transmission apparatus using the ultrasonic
KR20140082628A (en) 2014-06-13 2014-07-02 박성훈 Power Transmission System and Method of Power Recharge via Short-Range Ultrasonic Radio
KR20150074709A (en) * 2013-12-24 2015-07-02 에스티엑스조선해양 주식회사 Floating electric charging station for hybrid vessels
US20150226559A1 (en) * 2010-06-21 2015-08-13 Optimal Ranging, Inc. Autonomous vehicle power line position and load parameter estimation
KR101564254B1 (en) * 2015-06-12 2015-10-30 배종외 Wireless charging system for drone

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100065542A (en) 2008-12-08 2010-06-17 삼성중공업 주식회사 Charging station for an electric vessel
US20150226559A1 (en) * 2010-06-21 2015-08-13 Optimal Ranging, Inc. Autonomous vehicle power line position and load parameter estimation
KR20130020035A (en) * 2011-08-18 2013-02-27 삼성전기주식회사 Wireless power transmission apparatus using the ultrasonic
KR20150074709A (en) * 2013-12-24 2015-07-02 에스티엑스조선해양 주식회사 Floating electric charging station for hybrid vessels
KR20140082628A (en) 2014-06-13 2014-07-02 박성훈 Power Transmission System and Method of Power Recharge via Short-Range Ultrasonic Radio
KR101564254B1 (en) * 2015-06-12 2015-10-30 배종외 Wireless charging system for drone

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113772025A (en) * 2021-09-24 2021-12-10 汇能智联(深圳)科技有限公司 Electric ship capable of being intelligently charged and parking charging system thereof
CN113910935A (en) * 2021-10-15 2022-01-11 中远海运科技股份有限公司 Middle-arranged marine shore power cable management system

Also Published As

Publication number Publication date
KR102653031B1 (en) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8358025B2 (en) Wave actuated power generation apparatus and method of use
US7489046B2 (en) Water turbine system and method of operation
KR101618112B1 (en) Float member for wave energy converter
WO2013154097A1 (en) Underwater power supply system
KR20100065542A (en) Charging station for an electric vessel
CN104948380B (en) A kind of wave energy photovoltaic and offshore wind turbine combined generating system
KR102653031B1 (en) Wireless charging system of electric ship
CN106351781B (en) A kind of submarine navigation device inductive charging system based on wave-light energy complementary power generation
CN111094739B (en) Wave power energy generator
CN110391690A (en) A kind of autonomous submariner device contactless charging system and its charging method
CN105813231A (en) Recyclable underwater wireless sensor network node
US11837907B2 (en) Energy management system and method of a ROV
CN110739778A (en) device for seabed wireless charging by using wave energy
US11767090B2 (en) Systems and methods for integrated wave power charging for ocean vehicles
KR20230083385A (en) Exchangeable marine energy storage system and control method thereof
CN116118531A (en) Unmanned charging device of semi-submerged formula AUV
CN105151238B (en) Solar energy unmanned meteorological sounding ship and its detection method
CN112366766B (en) Self-powered deep sea power station
CN115566751A (en) Friction nanometer power generation multi-energy coupling unmanned underwater charging pile with wave and tidal current energy
KR20210022276A (en) Charging system of submarine mooring device
US11440626B2 (en) System and method for power and data transmission in a body of water to unmanned underwater vehicles
RU2767384C1 (en) Mobile distributed underwater surveillance system
CN219077051U (en) Electric yacht replenishing platform
CN115111109A (en) Lower hanging type hydraulic wave power generation floating body
KR20230127403A (en) Charging system for underwater drone

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