KR20220065113A

KR20220065113A - 무선 전력 송신 차량, 및 그 차량의 제어 방법

Info

Publication number: KR20220065113A
Application number: KR1020200150748A
Authority: KR
Inventors: 이동훈; 박재원; 신현기
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2022-05-20

Abstract

무선전력송신차량의 제어방법은, 무선 전력 송신 차량의 제어기가 무선 전력 수신 차량의 배터리에 전력을 무선으로 충전시키기 위한 충전 시작 조건이 만족되는 지 여부를 판단하는 단계와, 충전 시작 조건이 만족될 때, 제어기가 무선 전력 송신 차량과 무선 전력 송신 차량의 배터리에 전력을 충전시키는 충전소 사이의 전력 충전 효율과, 무선 전력 송신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보에 근거하여 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간을 계산하고 무선 전력 수신 차량과 무선 전력 송신 차량 사이의 거리에 따른 무선 전력 충전 효율과, 무선 전력 수신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보에 근거하여 무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간을 계산하는 단계와, 제어기가 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간 정보에 대한 응답인 통신을 통해 수신되는 무선 전력 송신 차량의 사용자의 단말의 무선 공유 승인 신호에 응답하여 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간과 무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간의 크기에 따른 전력 공급 비율에 따라 충전소가 제공하는 전력을 분할하여 무선 전력 송신 차량의 배터리 및 무선 전력 수신 차량의 배터리를 충전시키는 동작을 시작하는 단계를 포함한다.

Description

무선 전력 송신 차량, 및 그 차량의 제어 방법{VEHICLE FOR WIRELESS POWER TRANSMISSION, AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 차량에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선 전력 송신 차량, 및 그 차량의 제어 방법에 관한 것이다.

친환경 자동차(예, 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차)에는 모터 구동을 위한 배터리가 장착되는데, 배터리는 통상적으로 유선을 이용한 플러그인 충전방식 또는 급속충전방식 등으로 충전을 하고 있다.

최근에는 무선전력전송 시스템을 활용해서 차량의 고전압배터리를 충전하는 방식이 개발되고 있는데, 무선전력전송은 전선으로부터 자유를 추구하기 위해 개발된 기술로 크게 자기유도방식, 자기공명방식, 전자기파방식으로 구분할 수 있다.

자기공명방식이나 전자기파방식의 경우 충전 가능 거리가 길다는 장점이 있으나, 전력 손실이 크다는 문제점이 있었다. 자기유도방식은 비복사 특성과 비공진기를 활용한 기술로 전력 송신부 코일에서 자기장을 발생시키면, 그 자기장의 영향으로 수신부 코일에서 전기가 유도되는 전자기 유도 원리를 이용한 방식이다.

전기 자동차는 운행을 위해 고용량의 배터리를 수시로 충전하여야 하는데 현재까지는 전력이 전달되는 플러그를 차량의 충전구에 삽입하여 유선방식으로 전력을 충전하는 기술이 상용화되어 있다

유선방식의 충전 기법이 갖는 불편한 점을 해소하기 위해 무선 방식의 충전 기법이 활발히 연구되고 있다. 무선 충전 기술은 전자기 유도 또는 공명을 이용하여 전력을 송신하고 수신하는 것을 기본적인 개념으로 하는 것으로, 이를 구현하기 위해서는 전력 송신 측 및 전력 수신 측에 코일을 구비하는 무선 충전 기기가 구비되어야 한다.

특히, 전기 자동차 또는 플러그인 하이브리드 자동차를 충전하기 위한 무선 충전 기기는 배터리의 용량이 크고 완충시간을 감소시키기 위해 매우 높은 전력 전달이 이루어져 하므로 인체나 주변의 다른 전자기기 등에 악영향을 미칠 수 있는 많은 불요 전자파(자기장)이 발생할 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명이 해결하려는 기술적 과제(목적)는, 무선 전력 수신 차량과 차량 정보 공유를 위한 통신을 수행하여 차량의 구동을 위한 배터리의 수명 저감을 방지할 수 있는, 무선 전력 송신 차량, 및 그 차량의 제어 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결(달성)하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 차량의 제어 방법은, 상기 무선 전력 송신 차량의 제어기가 무선 전력 수신 차량의 배터리에 전력을 무선으로 충전시키기 위한 충전 시작 조건이 만족되는 지 여부를 판단하는 단계와, 상기 충전 시작 조건이 만족될 때, 상기 제어기가 상기 무선 전력 송신 차량과 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리에 전력을 충전시키는 충전소 사이의 전력 충전 효율과, 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간을 계산하고 상기 무선 전력 수신 차량과 상기 무선 전력 송신 차량 사이의 거리에 따른 무선 전력 충전 효율과, 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보에 근거하여 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간을 계산하는 단계와, 상기 제어기가 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간 정보에 대한 응답인 통신을 통해 수신되는 상기 무선 전력 송신 차량의 사용자의 단말의 무선 공유 승인 신호에 응답하여 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간과 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간의 크기에 따른 전력 공급 비율에 따라 상기 충전소가 제공하는 전력을 분할하여 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리 및 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리를 충전시키는 동작을 시작하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 무선 전력 송신 차량의 제어 방법은, 상기 제어기가 상기 무선 전력 수신 차량으로부터 무선 통신을 통해 수신된 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보와, 전력 계통에 연결된 상기 충전소로부터 전력을 수신하는 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 SOC 정보를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 충전 시작 조건이 만족되는 지 여부가 판단되는 단계는, 상기 제어기가 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기로부터 무선 통신을 통해 전력 요청 신호를 수신하는 단계와, 상기 제어기가 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 SOC가 기준 SOC를 초과하는 지 여부를 판단하는 단계와, 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 SOC가 상기 기준 SOC를 초과할 때, 상기 제어기가 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기에 무선 통신을 통해 전력 송신 승인 신호를 송신하는 단계와, 상기 제어기가 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기로부터 상기 전력 송신 승인 신호에 응답 정보인 상기 무신 전력 수신 차량의 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 무선 전력 송신 차량의 제어 방법은, 상기 무선 전력 수신 차량에 전력 충전이 시작될 때, 상기 제어기가 시트 벨트 체결 감지 센서를 포함하는 감지 센서의 출력 신호에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량 내부에 승객이 존재하는 지 여부를 판단하는 단계와, 상기 무선 전력 송신 차량 내부에 상기 승객이 존재할 때, 상기 제어기가 상기 무선 전력 수신 차량을 위한 무선 전력 충전 동작을 중지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 무선 전력 송신 차량의 제어 방법은, 상기 무선 전력 송신 차량 내부에 상기 승객이 존재할 때, 상기 제어기가 카메라를 포함하는 감지 센서의 출력 신호에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량에 외부 물체가 접근하는 지 여부를 판단하는 단계와, 상기 무선 전력 송신 차량에 상기 외부 물체가 접근할 때, 상기 제어기가 상기 무선 전력 수신 차량을 위한 무선 전력 충전 동작을 중지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 무선 전력 송신 차량의 제어 방법은, 상기 충전소가 상기 무선 전력 송신 차량에 전력을 최대의 무선 전력 충전 효율로 충전시키도록 하기 위해, 상기 제어기가 카메라를 포함하는 감지 센서의 출력 신호에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량의 주차 위치를 디스플레이 장치를 통해 상기 무선 전력 송신 차량의 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 무선 전력 송신 차량의 제어 방법은, 상기 무선 전력 송신 차량 이외의 차량에게 무선 전력 충전을 위한 주차 위치를 제공하기 위하여, 상기 충전소에 의해 충전되는 상기 무선 전력 송신 차량의 SOC가 기준 SOC 값을 초과할 때, 상기 제어기가 상기 무선 전력 송신 차량의 램프를 점멸시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 무선 전력 송신 차량의 제어 방법은, 상기 무선 전력 송신 차량이 상기 무선 전력 수신 차량에 전력을 최대의 무선 전력 충전 효율로 충전시키도록 하기 위해, 상기 제어기는 자율 주차 기능을 이용하여 상기 무선 전력 송신 차량의 주차 위치를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 차량은, 무선 전력 수신 차량에 전력을 무선으로 송신하여 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리를 충전시키는 제1 공진 코일과, 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리에 전력을 상기 제1 공진 코일을 통해 충전시키기 위한 충전 시작 조건이 만족되는 지 여부를 판단하는 제어기를 포함하고, 상기 충전 시작 조건이 만족될 때, 상기 제어기는 상기 무선 전력 송신 차량과 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리에 전력을 충전시키는 충전소 사이의 전력 충전 효율과, 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간을 계산하고 상기 무선 전력 수신 차량과 상기 무선 전력 송신 차량 사이의 거리에 따른 무선 전력 충전 효율과, 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보에 근거하여 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간을 계산하고, 상기 제어기는 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간 정보에 대한 응답인 통신을 통해 수신되는 상기 무선 전력 송신 차량의 사용자의 단말의 무선 공유 승인 신호에 응답하여 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간과 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간의 크기에 따른 전력 공급 비율에 따라 상기 충전소가 제공하는 전력을 분할하여 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리 및 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리를 충전시키는 동작을 시작할 수 있다.

상기 제어기는 상기 무선 전력 수신 차량으로부터 무선 통신을 통해 수신된 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보와, 전력 계통에 연결된 상기 충전소로부터 전력을 수신하는 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 SOC 정보를 확인할 수 있다.

상기 충전 시작 조건이 만족되는 지 여부가 판단되도록, 상기 제어기는 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기로부터 무선 통신을 통해 전력 요청 신호를 수신하고, 상기 제어기는 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 SOC가 기준 SOC를 초과하는 지 여부를 판단하고, 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 SOC가 상기 기준 SOC를 초과할 때, 상기 제어기는 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기에 무선 통신을 통해 전력 송신 승인 신호를 송신하고, 상기 제어기가 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기로부터 상기 전력 송신 승인 신호에 응답 정보인 상기 무선 전력 수신 차량의 정보를 수신할 수 있다.

상기 무선 전력 수신 차량에 전력 충전이 시작될 때, 상기 제어기는 시트 벨트 체결 감지 센서를 포함하는 감지 센서의 출력 신호에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량 내부에 승객이 존재하는 지 여부를 판단하고, 상기 무선 전력 송신 차량 내부에 상기 승객이 존재할 때, 상기 제어기는 상기 무선 전력 수신 차량을 위한 무선 전력 충전 동작을 중지시킬 수 있다.

상기 무선 전력 송신 차량 내부에 상기 승객이 존재할 때, 상기 제어기는 카메라를 포함하는 감지 센서의 출력 신호에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량에 외부 물체가 접근하는 지 여부를 판단하고, 상기 무선 전력 송신 차량에 상기 외부 물체가 접근할 때, 상기 제어기는 상기 무선 전력 수신 차량을 위한 무선 전력 충전 동작을 중지시킬 수 있다.

상기 충전소가 상기 무선 전력 송신 차량에 전력을 최대의 무선 전력 충전 효율로 충전시키도록 하기 위해, 상기 제어기는 카메라를 포함하는 감지 센서의 출력 신호에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량의 주차 위치를 디스플레이 장치를 통해 상기 무선 전력 송신 차량의 사용자에게 제공할 수 있다.

상기 무선 전력 송신 차량 이외의 차량에게 무선 전력 충전을 위한 주차 위치를 제공하기 위하여, 상기 충전소에 의해 충전되는 상기 무선 전력 송신 차량의 SOC가 기준 SOC 값을 초과할 때, 상기 제어기가 상기 무선 전력 송신 차량의 램프를 점멸시킬 수 있다.

상기 무선 전력 송신 차량이 상기 무선 전력 수신 차량에 전력을 최대의 무선 전력 충전 효율로 충전시키도록 하기 위해, 상기 제어기는 자율 주차 기능을 이용하여 상기 무선 전력 송신 차량의 주차 위치를 이동시킬 수 있다.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 차량, 및 그 차량의 제어 방법은, 무선 전력 수신 차량과 차량 정보 공유를 위한 통신을 수행하여 무선 전력 송신 차량의 불필요한 방전을 방지하는 것에 의해 차량의 구동을 위한 배터리의 수명 저감을 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예는 무선 전력 공진 코일의 공진으로 인한 방사 전자파에 의한 인체 등에 관한 피해를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 충전소의 전력을 분할하여 무선 전력 송신 차량의 배터리와 무선 전력 수신 차량의 배터리에 분배시키는 제어기를 포함하므로 충전소의 전력을 분배시키기 위한 장치들(예, 배터리, 제어기, 전력 수신 공진 코일, 전력 송신 공진 코일, 및 유선 충전 단자를 포함하는 장치들)을 연결하는 와이어(wire)의 길이를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 차량을 설명하는 블락 다이어그램(block diagram)이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상기 무선 전력 송신 차량의 제어 방법을 설명하는 흐름도(flowchart)이다.
도 3은 도 2에 도시된 충전 시작 조건 판단 단계를 설명하는 흐름도(flowchart)이다.

본 발명, 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는, 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용이 참조되어야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하는 것에 의해, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낼 수 있다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이 명세서에서, “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.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 "전기적 또는 기계적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(통상의 기술자)에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 차량을 설명하는 블락 다이어그램(block diagram)이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상기 무선 전력 송신 차량의 제어 방법을 설명하는 흐름도(flowchart)이다. 도 3은 도 2에 도시된 충전 시작 조건 판단 단계를 설명하는 흐름도(flowchart)이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 판단 단계(300)에서, 무선 전력 송신 차량(100)의 제어기(controller)(125)는 무선 전력 수신 차량의 배터리에 전력을 무선으로 충전시키기 위한 충전 시작 조건이 만족되는 지 여부를 판단할 수 있다.

전기 차와 같은 무선 전력 송신 차량(100)은 차량(100)의 구동 모터를 구동하는 전력을 저장하는 배터리(105), 감지 센서(110), 무선 전력 수신 차량에 전력을 무선으로 송신(공급)하여 무선 전력 수신 차량의 배터리를 충전시키고 차량(100)의 좌측 도어 내부에 설치될 수 있는 제1 공진 코일(또는 제1 자기 공명 코일)(115), 전력 계통에 연결된 충전소로부터 전력을 무선으로 수신하여 무선 전력 송신 차량(100)의 배터리 및 무선 전력 수신 차량의 배터리를 충전시키고 차량(100)의 우측 도어 내부에 설치될 수 있는 제2 공진 코일(또는 제2 자기 공명 코일)(120), 제어기(125), 및 충전소에 연결되어 무선 전력 송신 차량(100)의 배터리(105) 및 무선 전력 수신 차량의 배터리를 유선으로 충전시키는 유선 충전 단자(130)를 포함할 수 있다.

제어기(125)는 전자 제어 유닛(Electronic Control Unit, ECU)으로서 무선 전력 송신 차량(100)의 전체 동작을 제어할 수 있다. 제어기(125)는, 예를 들어, 프로그램(제어 로직(logic))에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서(microprocessor) 또는 상기 마이크로프로세서를 포함하는 하드웨어(예, 마이크로컴퓨터)일 수 있고, 상기 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 무선 전력 송신 차량의 제어 방법을 수행하기 위한 일련의 명령(instruction)을 포함할 수 있다. 상기 명령은 무선 전력 송신 차량(100) 또는 제어기(125)의 메모리(memory)에 저장될 수 있다.

상기 충전 시작 조건이 만족될 때, 프로세스(process)인 무선 전력 송신 차량의 제어 방법은 단계(305)로 진행할 수 있다.

단계(305)에 따르면, 제어기(125)는 무선 전력 수신 차량으로부터 무선 통신을 통해 수신된 무선 전력 수신 차량의 배터리의 충전 상태(또는 잔존 용량)(SOC(state of charge)) 정보와, 전력 계통에 연결된 충전소로부터 무선으로 또는 유선으로 전력을 수신하는 무선 전력 송신 차량(100)의 배터리(105)의 SOC 정보를 확인할 수 있다.

단계(310)에 따르면, 제어기(125)는 무선 전력 수신 차량과 무선 전력 송신 차량(100) 사이의 거리에 따른 무선 전력 충전 효율(무선 전력 전송 효율 또는 무선 전력 충전 속도)과, 무선 전력 수신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보에 근거하여 무선 전력 수신 차량의 배터리가 완전히 충전되는 예상 충전 시간을 계산할 수 있다. 예를 들어, 제어기(125)는 아래와 같은 수학식을 이용하여 무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간을 계산할 수 있다.

무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간 = 무선 전력 수신 차량의 배터리의 전체 배터리 량 * (1 - 무선 전력 수신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보) / 무선 전력 수신 차량과 무선 전력 송신 차량 사이의 거리에 따른 무선 전력 충전 효율

충전 상태(SOC) 정보와 무선 전력 충전 효율의 단위는 % 일 수 있다. 무선 전력 수신 차량과 무선 전력 송신 차량 사이의 거리가 감소될 때 무선 전력 충전 효율(전송되는 무선 전력의 량)이 증가될 수 있다. 부연하여 설명하면, 무선 전력 수신 차량과 무선 전력 송신 차량 사이의 거리와 무선 전력 충전 효율은 반비례 관계일 수 있다.

제어기(125)는 무선 전력 송신 차량(100)과 충전소 사이의 거리에 따른 무선 전력 충전 효율과, 무선 전력 송신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보에 근거하여 무선 전력 송신 차량의 배터리가 완전히 충전되는 예상 충전 시간을 계산할 수 있다. 예를 들어, 제어기(125)는 아래와 같은 수학식을 이용하여 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간을 계산할 수 있다.

무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간 = 무선 전력 송신 차량의 배터리의 전체 배터리 량 * (1 - 무선 전력 송신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보) / 무선 전력 송신 차량과 충전소 사이의 거리에 따른 무선 전력 충전 효율

무선 전력 송신 차량(100)의 배터리가 충전소에 의해 유선으로 충전될 때 상기 수학식은 아래와 같이 변환될 수 있다.

무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간 = 무선 전력 송신 차량의 배터리의 전체 배터리 량 * (1 - 무선 전력 송신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보) / 무선 전력 송신 차량과 충전소 사이의 전력 충전 효율

상기 수학식에서, 무선 전력 송신 차량과 충전소 사이의 전력 충전 효율은 100(%)일 수 있다.

제어기(125)는 무선 전력 송신 차량(100)의 배터리의 예상 충전 시간 정보를 무선 전력 송신 차량(100)의 사용자(또는 운전자)에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어기(125)는 무선 전력 송신 차량(100)의 외부에 배치된 서버(예, 텔레매틱스 서버(telematics server))(200)를 통해 사용자의 단말(예, 스마트 폰(smart phone))에 무선 전력 송신 차량(100)의 배터리의 예상 충전 시간 정보 및 무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간 정보를 제공할 수 있다.

단계(315)에 따르면, 제어기(125)는 무선 전력 송신 차량(100)의 배터리의 예상 충전 시간 정보에 대한 응답인 통신(예, 무선 통신)을 통해 수신되는 무선 전력 송신 차량(100)의 사용자의 단말의 무선 공유 승인 신호에 응답하여 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간과 무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간의 크기에 따른 전력 공급 비율에 따라 충전소가 제공하는 전력을 분할하여 무선 전력 송신 차량의 배터리 및 무선 전력 수신 차량의 배터리를 충전시키는 동작을 시작할 수 있다. 부연하여 설명하면, 무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간이 무선 전력 송신 차량(100)의 배터리의 예상 충전 시간 보다 클 때, 제어기(125)는 충전소의 공급 전력 중 더 많은 부분을 무선 전력 수신 차량에 분배(제공)할 수 있다.

상기 전력 공급 비율은 사용자의 상황(예, 무선 전력 송신 차량(100)의 충전이 급하지 않는 상황)에 따라 무선 전력 송신 차량의 사용자의 단말에 의해 변경될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 무선 전력 수신 차량에 전력 충전이 시작될 때, 제어기(125)는 무선 전력 수신 차량의 사용자의 단말에 서버(200)를 통해 예상 충전 시간 정보 및 예상 충전 요금 정보를 송신할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 무선 전력 수신 차량에 전력 충전이 시작될 때, 제어기(125)는 감지 센서(110)의 출력 신호에 근거하여 무선 전력 송신 차량(100) 내부에 승객이 존재하는 지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 감지 센서(110)는, 시트 벨트(seat belt) 체결 감지 센서(sensor), 승객이 차량(100)의 시트(seat)에 착석하는 지 여부를 감지하는 센서, 또는 차량 도어 락(door lock) 잠금 센서를 포함할 수 있다.

무선 전력 송신 차량(100) 내부에 승객이 존재할 때, 제어기(125)는 감지 센서(110)의 출력 신호에 근거하여 무선 전력 송신 차량(100)에 외부 물체(예, 사람 또는 동물)가 접근하는 지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 감지 센서(110)는 카메라 또는 레이더를 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 차량(100) 에 외부 물체가 접근할 때, 제어기(125)는 상기 무선 전력 수신 차량 및 무선 전력 송신 차량(100)을 위한 무선 전력 충전 동작을 중지시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 무선 전력 공진 코일의 공진으로 인한 방사 전자파에 의한 인체 등에 관한 피해를 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 충전소가 무선 전력 송신 차량(100)에 전력을 최대의 무선 전력 충전 효율로 충전시키도록 하기 위해, 제어기(125)는 카메라를 포함하는 감지 센서(110)의 출력 신호에 근거하여 무선 전력 송신 차량(100)의 주차 위치를 차량(100)의 디스플레이 장치를 통해 무선 전력 송신 차량(100)의 사용자(예, 운전자)에게 제공할 수 있다. 상기 무선 전력 충전 효율의 최대가 되는 위치는, 충전소의 무선 전력 공진 코일과 무선 전력 송신 차량(100)의 무선 전력 공진 코일 사이의 자기 유도(또는 자기 공진)를 위한 거리가 최소인 위치일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 무선 전력 송신 차량(100) 이외의 차량에게 무선 전력 충전을 위한 주차 위치를 제공하기 위하여, 충전소에 의해 충전되는 무선 전력 송신 차량(100)의 SOC가 기준 SOC 값(예, 80%)을 초과할 때, 제어기(125)는 무선 전력 송신 차량(100)의 램프를 점멸시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 무선 전력 송신 차량(100)이 상기 무선 전력 수신 차량에 전력을 최대의 무선 전력 충전 효율로 충전시키도록 하기 위해, 제어기(125)는 자율 주차 기능을 이용하여 무선 전력 송신 차량(100)의 주차 위치를 이동시킬 수 있다. 상기 무선 전력 충전 효율의 최대가 되는 위치는, 충전소의 무선 전력 공진 코일과 무선 전력 송신 차량(100)의 무선 전력 공진 코일 사이의 자기 유도(또는 자기 공진)를 위한 거리가 최소인 위치일 수 있다.

도 3을 참조하여 상기 충전 시작 조건이 만족되는 지 여부가 판단되는 단계의 실시예가 아래와 같이 설명된다.

단계(400)에 따르면, 제어기(125)는 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기로부터 무선 통신을 통해 전력 요청 신호를 수신할 수 있다.

단계(405)에 따르면, 제어기(125)는 무선 전력 송신 차량(100)의 배터리(105)의 SOC가 기준 SOC(예, 40%)를 초과하는 지 여부를 판단할 수 있다.

단계(410)에 따르면, 무선 전력 송신 차량(100)의 배터리(105)의 SOC가 상기 기준 SOC를 초과할 때, 제어기(125)는 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기에 무선 통신을 통해 전력 송신 승인 신호를 송신할 수 있다.

단계(415)에 따르면, 제어기(125)는 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기로부터 상기 전력 송신 승인 신호에 응답 정보인 상기 전력 수신 차량의 정보(예, 무선 전력 수신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보를 포함하는 차량의 정보)를 수신할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 사용되는 구성요소 또는 “~부(unit)” 또는 블록 또는 모듈은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(field-programmable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소 또는 '~부' 등은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.

이상에서와 같이, 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명으로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

105: 배터리
110: 감지 센서
115: 제1 공진 코일
120: 제2 공진 코일
125: 제어기

Claims

무선 전력 송신 차량의 제어기가 무선 전력 수신 차량의 배터리에 전력을 무선으로 충전시키기 위한 충전 시작 조건이 만족되는 지 여부를 판단하는 단계;
상기 충전 시작 조건이 만족될 때, 상기 제어기가 상기 무선 전력 송신 차량과 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리에 전력을 충전시키는 충전소 사이의 전력 충전 효율과, 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간을 계산하고 상기 무선 전력 수신 차량과 상기 무선 전력 송신 차량 사이의 거리에 따른 무선 전력 충전 효율과, 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보에 근거하여 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간을 계산하는 단계; 및
상기 제어기가 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간 정보에 대한 응답인 통신을 통해 수신되는 상기 무선 전력 송신 차량의 사용자의 단말의 무선 공유 승인 신호에 응답하여 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간과 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간의 크기에 따른 전력 공급 비율에 따라 상기 충전소가 제공하는 전력을 분할하여 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리 및 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리를 충전시키는 동작을 시작하는 단계
를 포함하는 무선 전력 송신 차량의 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 차량의 제어 방법은,
상기 제어기가 상기 무선 전력 수신 차량으로부터 무선 통신을 통해 수신된 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보와, 전력 계통에 연결된 상기 충전소로부터 전력을 수신하는 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 SOC 정보를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 차량의 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 충전 시작 조건이 만족되는 지 여부가 판단되는 단계는,
상기 제어기가 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기로부터 무선 통신을 통해 전력 요청 신호를 수신하는 단계;
상기 제어기가 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 SOC가 기준 SOC를 초과하는 지 여부를 판단하는 단계;
상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 SOC가 상기 기준 SOC를 초과할 때, 상기 제어기가 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기에 무선 통신을 통해 전력 송신 승인 신호를 송신하는 단계; 및
상기 제어기가 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기로부터 상기 전력 송신 승인 신호에 응답 정보인 상기 무신 전력 수신 차량의 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 차량의 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 차량의 제어 방법은,
상기 무선 전력 수신 차량에 전력 충전이 시작될 때, 상기 제어기가 시트 벨트 체결 감지 센서를 포함하는 감지 센서의 출력 신호에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량 내부에 승객이 존재하는 지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 무선 전력 송신 차량 내부에 상기 승객이 존재할 때, 상기 제어기가 상기 무선 전력 수신 차량을 위한 무선 전력 충전 동작을 중지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 차량의 제어 방법.
제4항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 차량의 제어 방법은,
상기 무선 전력 송신 차량 내부에 상기 승객이 존재할 때, 상기 제어기가 카메라를 포함하는 감지 센서의 출력 신호에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량에 외부 물체가 접근하는 지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 무선 전력 송신 차량에 상기 외부 물체가 접근할 때, 상기 제어기가 상기 무선 전력 수신 차량을 위한 무선 전력 충전 동작을 중지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 차량의 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 차량의 제어 방법은,
상기 충전소가 상기 무선 전력 송신 차량에 전력을 최대의 무선 전력 충전 효율로 충전시키도록 하기 위해, 상기 제어기가 카메라를 포함하는 감지 센서의 출력 신호에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량의 주차 위치를 디스플레이 장치를 통해 상기 무선 전력 송신 차량의 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 차량의 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 차량의 제어 방법은,
상기 무선 전력 송신 차량 이외의 차량에게 무선 전력 충전을 위한 주차 위치를 제공하기 위하여, 상기 충전소에 의해 충전되는 상기 무선 전력 송신 차량의 SOC가 기준 SOC 값을 초과할 때, 상기 제어기가 상기 무선 전력 송신 차량의 램프를 점멸시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 차량의 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 무선 전력 송신 차량의 제어 방법은,
상기 무선 전력 송신 차량이 상기 무선 전력 수신 차량에 전력을 최대의 무선 전력 충전 효율로 충전시키도록 하기 위해, 상기 제어기는 자율 주차 기능을 이용하여 상기 무선 전력 송신 차량의 주차 위치를 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 차량의 제어 방법.
무선 전력 수신 차량에 전력을 무선으로 송신하여 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리를 충전시키는 제1 공진 코일; 및
상기 무선 전력 수신 차량의 배터리에 전력을 상기 제1 공진 코일을 통해 충전시키기 위한 충전 시작 조건이 만족되는 지 여부를 판단하는 제어기를 포함하고,
상기 충전 시작 조건이 만족될 때, 상기 제어기는 상기 무선 전력 송신 차량과 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리에 전력을 충전시키는 충전소 사이의 전력 충전 효율과, 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간을 계산하고 상기 무선 전력 수신 차량과 상기 무선 전력 송신 차량 사이의 거리에 따른 무선 전력 충전 효율과, 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보에 근거하여 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간을 계산하고,
상기 제어기는 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간 정보에 대한 응답인 통신을 통해 수신되는 상기 무선 전력 송신 차량의 사용자의 단말의 무선 공유 승인 신호에 응답하여 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 예상 충전 시간과 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 예상 충전 시간의 크기에 따른 전력 공급 비율에 따라 상기 충전소가 제공하는 전력을 분할하여 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리 및 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리를 충전시키는 동작을 시작하는 무선 전력 송신 차량.
제9항에 있어서,
상기 제어기는 상기 무선 전력 수신 차량으로부터 무선 통신을 통해 수신된 상기 무선 전력 수신 차량의 배터리의 충전 상태(SOC) 정보와, 전력 계통에 연결된 상기 충전소로부터 전력을 수신하는 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 SOC 정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 차량.
제9항에 있어서,
상기 충전 시작 조건이 만족되는 지 여부가 판단되도록, 상기 제어기는 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기로부터 무선 통신을 통해 전력 요청 신호를 수신하고, 상기 제어기는 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 SOC가 기준 SOC를 초과하는 지 여부를 판단하고, 상기 무선 전력 송신 차량의 배터리의 SOC가 상기 기준 SOC를 초과할 때, 상기 제어기는 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기에 무선 통신을 통해 전력 송신 승인 신호를 송신하고, 상기 제어기는 상기 무선 전력 수신 차량의 제어기로부터 상기 전력 송신 승인 신호에 응답 정보인 상기 무선 전력 수신 차량의 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 차량.
제9항에 있어서,
상기 무선 전력 수신 차량에 전력 충전이 시작될 때, 상기 제어기는 시트 벨트 체결 감지 센서를 포함하는 감지 센서의 출력 신호에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량 내부에 승객이 존재하는 지 여부를 판단하고,
상기 무선 전력 송신 차량 내부에 상기 승객이 존재할 때, 상기 제어기는 상기 무선 전력 수신 차량을 위한 무선 전력 충전 동작을 중지시키는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 차량.
제12항에 있어서,
상기 무선 전력 송신 차량 내부에 상기 승객이 존재할 때, 상기 제어기는 카메라를 포함하는 감지 센서의 출력 신호에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량에 외부 물체가 접근하는 지 여부를 판단하고,
상기 무선 전력 송신 차량에 상기 외부 물체가 접근할 때, 상기 제어기는 상기 무선 전력 수신 차량을 위한 무선 전력 충전 동작을 중지시키는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 차량.
제9항에 있어서,
상기 충전소가 상기 무선 전력 송신 차량에 전력을 최대의 무선 전력 충전 효율로 충전시키도록 하기 위해, 상기 제어기는 카메라를 포함하는 감지 센서의 출력 신호에 근거하여 상기 무선 전력 송신 차량의 주차 위치를 디스플레이 장치를 통해 상기 무선 전력 송신 차량의 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 차량.
제9항에 있어서,
상기 무선 전력 송신 차량 이외의 차량에게 무선 전력 충전을 위한 주차 위치를 제공하기 위하여, 상기 충전소에 의해 충전되는 상기 무선 전력 송신 차량의 SOC가 기준 SOC 값을 초과할 때, 상기 제어기가 상기 무선 전력 송신 차량의 램프를 점멸시키는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 차량.
제9항에 있어서,
상기 무선 전력 송신 차량이 상기 무선 전력 수신 차량에 전력을 최대의 무선 전력 충전 효율로 충전시키도록 하기 위해, 상기 제어기는 자율 주차 기능을 이용하여 상기 무선 전력 송신 차량의 주차 위치를 이동시키는 것을 특징으로 하는 무선 전력 송신 차량.