KR20230096246A - Automatic moving coil wireless charging system for electric vehicles - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 전기차를 위한 전기차를 위한 자동 이동형 코일 무선 충전 시스템에 관한 것으로, 전기차 충전 인프라 개선을 위해 주차장에서 사용 가능한 무선 충전 시스템 및 제어 방법에 관련된 기술에 관한 것이다.
본 발명은, 상기 전기차의 하부로 이동하여 배터리에 전력을 무선 충전하는 무선 충전용 코일 모듈, 상기 전기차가 주차된 것을 인식하고 상기 전기차의 배터리 사양 등을 신호화하여 메인 전력 공급기에 전달하는 차량 감지부, 상기 충전용 코일 모듈을 충전 구역으로 이동시키고 전력을 공급하는 메인 전력 공급기를 포함하는 무선 충전 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 무선 충전용 코일 모듈이 주차공간을 가로질러 이동하기 때문에, 충전이 필요한 구역에 일일이 충전 코일을 설치할 필요없이 소수의 코일 모듈로도 넓은 구역을 효율적으로 감당할 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to an automatic movable coil wireless charging system for an electric vehicle for an electric vehicle, and relates to a technology related to a wireless charging system usable in a parking lot and a control method for improving an electric vehicle charging infrastructure.
The present invention provides a wireless charging coil module that moves to the lower part of the electric vehicle and wirelessly charges power to the battery, and detects a vehicle that recognizes that the electric vehicle is parked and signals battery specifications of the electric vehicle to transmit to the main power supply. Part, it provides a wireless charging system including a main power supply for moving the charging coil module to the charging area and supplying power.
According to the present invention, since the coil modules for wireless charging move across the parking space, there is an advantage in that a large area can be efficiently covered with a small number of coil modules without the need to individually install charging coils in areas requiring charging.
Description
본 발명은, 코일 자동 이동형 전기차 무선 충전 시스템에 관한 것으로, 특히 충전 구역의 회전율 증가 및 사용자의 편의성을 향상시키도록 코일을 자동으로 이동시켜 전기차를 충전시키는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic coil moving type electric vehicle wireless charging system, and more particularly, to a technology for charging an electric vehicle by automatically moving a coil to increase the turnover rate of a charging zone and improve user convenience.
온실가스 감축을 위한 수단으로 내연기관 차량을 전기차로 대체하고 있다. 또한 전기차의 기술 발전으로 인해 전기차를 선호하는 사람들이 증가하면서 그 수요가 빠르게 증가하고 있다. 하지만 전기차의 보급률 증가에 비해 충전구역은 현저히 부족하고, 충전구역의 회전율은 상당히 떨어진다. 그 이유는 내연기관 차량의 주유소에 비해 전기차의 충전구역이 더 넓은 공간을 필요로 하고, 충전시간이 상당히 길다는 단점 때문이다.As a means to reduce greenhouse gas emissions, vehicles with internal combustion engines are being replaced with electric vehicles. In addition, as the number of people who prefer electric vehicles increases due to technological advancements in electric vehicles, the demand for them is rapidly increasing. However, compared to the increase in the penetration rate of electric vehicles, the charging area is significantly insufficient, and the turnover rate of the charging area is significantly reduced. The reason is that compared to gas stations for vehicles with internal combustion engines, the charging area for electric vehicles requires a wider space and the charging time is considerably longer.
한편, 전기차의 충전은 긴 충전시간이 필요하며, 충전 시간 동안 사용자가 차량을 계속 주시하고 있을 수 없기 때문에 사용자가 자리를 비우게 된다. 이로 인해 충전 완료 후 바로 차량을 이동하지 않아서 주차 시비가 생기고, 매년 다수의 전기차 충전관련 사건사고가 발생할 수 있다. On the other hand, charging of an electric vehicle requires a long charging time, and the user leaves the seat because the user cannot keep an eye on the vehicle during the charging time. As a result, the vehicle is not moved immediately after charging is completed, resulting in parking disputes, and a number of EV charging-related incidents may occur every year.
이와 관련, 종래의 한국공개특허 제10-2013-0028459호는 전기차로부터 배터리의 충전상태를 수신하는 수신부; 상기 충전기의 동작상태를 감지하는 전원 제어부; 상기 충전상태 또는 상기 동작상태를 통신망을 통한 전송을 위한 충전정보데이터로 변환하는 데이터 변환부; 및 상기 충전정보데이터를 상기 EV의 사용자에게 제공하기 위해 통신망을 통해 이를 전송하는 송신부를 포함하는 전기차(EV) 충전기를 개시하고 있다. In this regard, conventional Korean Patent Publication No. 10-2013-0028459 discloses a receiving unit for receiving a state of charge of a battery from an electric vehicle; a power controller for detecting an operating state of the charger; a data conversion unit that converts the state of charge or the state of operation into charge information data for transmission through a communication network; and a transmission unit for transmitting the charging information data through a communication network in order to provide the charging information data to the user of the EV.
다만, 종래의 기술은, 단순히 차량의 충전 정보를 통해 충전하는 기술만을 개시하기 때문에, 한정된 주차 구역에서 각 차량을 효율적으로 충전할 수 없는 문제점이 있다. However, since the conventional technology simply discloses a technology of charging through vehicle charging information, there is a problem in that each vehicle cannot be efficiently charged in a limited parking area.
본 발명은 전기차 충전 인프라 개선을 위해 주차장에서 사용 가능한 무선 충전 시스템을 구축하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 주차장에서 전기차를 충전할 수 있는 무선 충전 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.An object of the present invention is to build a wireless charging system that can be used in a parking lot to improve an electric vehicle charging infrastructure. To this end, a wireless charging system capable of charging an electric vehicle in a parking lot and a control method thereof are provided.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 전기차의 하부로 이동하며 상기 메인 전력 공급기로부터 전력을 공급받아 상기 전기차를 충전하는 무선 충전용 코일 모듈; 상기 전기차가 주차 공간에 위치하면, 이를 확인하고 충전을 위해 필요한 각종 신호를 발생시키는 차량 감지부; 전기차의 충전 구역에 전력을 공급하는 메인 전력 공급기;를 포함하는 코일 자동 이동형 전기차 무선 충전 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a coil module for wireless charging that moves below the electric vehicle and receives power from the main power supply to charge the electric vehicle; When the electric vehicle is located in a parking space, a vehicle detection unit that checks this and generates various signals necessary for charging; Provides a coil automatic mobile electric vehicle wireless charging system including; a main power supply supplying power to the charging area of the electric vehicle.
실시 예에 따라, 상기 무선 충전용 코일 모듈은, 상기 충전 구역으로 이동하기 위해 코일 모듈 이동을 위한 부재를 포함하고, 상기 충전용 코일 모듈은, 상기 충전 구역으로 이동이 완료된 후 자기 유도 방식의 충전을 상기 전기차에 제공할 수 있다. According to an embodiment, the coil module for wireless charging includes a member for moving the coil module to move to the charging zone, and the coil module for charging is charged by magnetic induction after the movement to the charging zone is completed. may be provided to the electric vehicle.
실시 예에 따라, 상기 무선 충전용 코일 모듈은,상기 전기차에 자기 유도 방식의 충전을 제공하는 상판; 상기 충전 구역으로의 이동을 위해 상기 메인 전력 공급기의 명령을 수용하고 모듈 이동을 위한 부재를 통해 이동을 수행하는 하판을 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the coil module for wireless charging may include: a top plate for providing magnetic induction charging to the electric vehicle; A lower plate accommodating a command of the main power supply and performing movement through a member for moving the module to move to the charging area may be further included.
실시 예에 따라, 상기 하판은, 상기 상판에 전력 공급을 제공하기 위한 리튬이온 배터리를 포함하는 윗면; 및 상기 메인 전력 공급기의 명령을 수용하는 이동 판단부, 상기 주차 구역의 라인을 인식하는 적외선 센서가 더 포함될 수 있다. According to an embodiment, the lower plate may include a top surface including a lithium ion battery for supplying power to the upper plate; and a movement determination unit accommodating a command from the main power supply, and an infrared sensor recognizing a line in the parking area.
실시 예에 따라, 상기 차량 감지부는, 상기 전기차가 주차 공간에 주차된 것을 확인하는 감지 신호, 상기 전기차의 배터리 사양을 체크하는 사양 신호, 상기 전기차 배터리의 충전 상태를 체크하는 충전 신호를 발생시킬 수 있다. According to an embodiment, the vehicle detector may generate a detection signal for confirming that the electric vehicle is parked in a parking space, a specification signal for checking battery specifications of the electric vehicle, and a charging signal for checking the charging state of the electric vehicle battery. there is.
실시 예에 따라, 상기 메인 전력 공급기는, 상기 전기차의 충전 정보에 대한 입력과 표시가 가능하도록 상기 무선 충전용 코일 모듈과 통신 연동이 가능하고, 요금 결제 등의 업무 처리가 가능한 터치 스크린을 더 포함할 수 있다. According to the embodiment, the main power supply further includes a touch screen capable of communicating with the coil module for wireless charging to enable input and display of charging information of the electric vehicle, and processing tasks such as bill payment. can do.
실시 예에 따라, 상기 메인 전력 공급기는, 태양광 에너지를 활용하여 보조 전력원으로 활용할 수 있는 태양광 판넬을 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the main power supply may further include a solar panel that utilizes solar energy as an auxiliary power source.
또한 본 발명은, 상술한 코일 자동 이동형 전기차 무선 충전 시스템을 제어하는 방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for controlling the above-described wireless charging system for an automatic coil movable electric vehicle.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 무선 충전용 코일 모듈이 주차공간을 가로질러 이동하기 때문에, 충전이 필요한 구역에 일일이 충전 코일을 설치할 필요없이 소수의 코일 모듈로도 넓은 구역을 효율적으로 감당할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention having the configuration as described above, since the coil module for wireless charging moves across the parking space, a large area can be efficiently covered with a small number of coil modules without the need to individually install the charging coil in the area requiring charging. There are benefits to being able to afford.
도 1은 본 발명의 자동 이동형 코일 무선 충전 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 자동 이동형 코일 무선 충전 시스템의 제어 방법의 순서도.1 is a configuration diagram of an automatic moving coil wireless charging system of the present invention.
Figure 2 is a flow chart of a control method of the automatic moving coil wireless charging system of the present invention.
[실시예][Example]
도 1은 본 발명의 전기차 무선 충전 시스템(1)의 구성도를 나타낸다.1 shows a configuration diagram of an electric vehicle wireless charging system 1 of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명은, 무선 충전용 코일 모듈(10), 차량 감지부(20) 및 메인 전력 공급기(30)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the present invention may include a coil module 10 for wireless charging, a vehicle detector 20 and a main power supply 30 .
메인 전력 공급기(30)는, 전기차의 충전 구역에 전력을 공급할 수 있다. 각 주차 구역에 배정된 무선 충전용 코일 모듈(10)과 차량감지부(20)에게 충전 대상의 전기차가 주차된 지역에서 매설된 전력공급케이블을 통해 전력을 공급한다.The main power supply 30 may supply power to a charging area of an electric vehicle. Power is supplied to the wireless charging coil module 10 and the vehicle detection unit 20 assigned to each parking area through a power supply cable buried in an area where an electric vehicle to be charged is parked.
메인 전력 공급기는(30)에는 사용자의 충전정보 입력 및 요금 결제를 위한 터치스크린이 부착되어 있고, 충전정보를 무선 충전용 코일 모듈(30)과 통신하여 충전량을 제어할 수 있다.The main power supply 30 has a touch screen for inputting charging information and payment by the user, and communicates the charging information with the coil module 30 for wireless charging to control the charging amount.
차량 감지부(20)는, 상기 전기차가 주차하는 각 충전 구역의 바닥에 설치되어있다.The vehicle detection unit 20 is installed on the floor of each charging area where the electric vehicle parks.
차량 감지부(20)는 메인 전력 공급기과 연결되는 전력공급케이블에 의해 전력을 공급받는다. The vehicle detector 20 receives power through a power supply cable connected to the main power supply.
차량 감지부(20)는, 상기 전기차가 해당 주차공간에 주차될 때 이를 확인하는 감지 신호를 메인 전력 공급기로 전달할 수 있다.The vehicle detection unit 20 may transmit a detection signal for confirming when the electric vehicle is parked in a corresponding parking space to the main power supply.
차량 감지부(20)는, 주차된 전기차의 배터리 사양을 체크한 후 이를 정보화한 사양신호와 배터리의 충전 상태를 확인하는 충전 신호를 통해 메인 전력 공급기로 전달할 수 있다.After checking the battery specifications of the parked electric vehicle, the vehicle detector 20 may transmit the information to the main power supply through a specification signal obtained by informationalization and a charging signal for confirming the state of charge of the battery.
무선 충전용 코일 모듈(10)은, 상기 메인 전력 공급기(30)에서 전달된 명령 신호를 통해 충전 구역을 확인하고 모듈 이동을 위한 부재를 통해 전기차의 하부로 이동하며 상기 메인 전력 공급기(30)로부터 전력을 공급받아 상기 전기차를 충전할 수 있다.The coil module 10 for wireless charging checks the charging area through a command signal transmitted from the main power supply 30, moves to the lower part of the electric vehicle through a member for moving the module, and moves from the main power supply 30 The electric vehicle may be charged by receiving power.
무선 충전용 코일 모듈(10)은 자기 유도 방식의 충전을 통해 상기 전기차에 전력을 공급할 수 있으며, 상기 전기차에 자기 유도 방식의 충전을 제공하는 상판; 및 상기 충전 구역으로의 이동을 위해 상기 메인 전력 공급기(30)의 명령을 수신하고 모듈 이동을 위한 부재(40)를 통해 이동을 수행하는 하판을 더 포함할 수 있다.The coil module 10 for wireless charging may supply power to the electric vehicle through magnetic induction charging, and includes a top plate for providing magnetic induction charging to the electric vehicle; and a lower plate receiving a command from the main power supply 30 to move to the charging area and performing the movement through the member 40 for moving the module.
무선 충전용 코일 모듈(10)은 PCB 회로로 제작되어 상하판이 일체로 조립될 수 있다.The coil module 10 for wireless charging is made of a PCB circuit so that the upper and lower plates can be integrally assembled.
상기 상판은, 상기 전기차에 무선으로 전력을 공급하기 위한 무선전력전송 방식의 송신 코일을 포함한다.The top plate includes a transmission coil of a wireless power transmission method for wirelessly supplying power to the electric vehicle.
상기 하판은, 윗면과 아랫면을 포함할 수 있다.The lower plate may include an upper surface and a lower surface.
하판의 윗면은, 상기 상판에 메인 전력 공급기(30)로부터 전력 공급을 받아 상판의 송신 코일로 전력을 전달하기 위한 리튬이온 배터리, 스텝 모터, 모터 드라이브 또는 블루투스 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한 하판의 아랫면은, 상기 메인 전력 공급기(30)의 명령 신호를 수신하는 명령 수신부, 상기 주차 구역으로 이동하기 위해 모듈 이동을 위한 부재를 통해 이동을 수행하는 이동부를 포함할 수 있다.The upper surface of the lower plate may include at least one of a lithium ion battery, a step motor, a motor drive, or Bluetooth for receiving power from the main power supply 30 and transferring power to the transmission coil of the upper plate. . In addition, the lower surface of the lower plate may include a command receiving unit for receiving a command signal from the main power supply 30, and a moving unit for performing movement through a member for moving the module to move to the parking area.
즉, 상판과 하판은 각 구성요소를 이용하여 전기차에 전력을 공급할 수 있으며, 무선 충전용 코일 모듈(10)이 차량의 하단으로 이동하여, 상판의 송신 코일을 차량과 연결함으로써 자기 유도방식 무선충전을 진행할 수 있도록 한다.That is, the upper and lower plates can supply power to the electric vehicle using each component, and the coil module 10 for wireless charging moves to the lower part of the vehicle and connects the transmission coil of the upper plate to the vehicle, thereby allowing magnetic induction wireless charging. allow to proceed.
도 2는 본 발명의 전기차 무선 충전 시스템(1)의 제어 방법의 순서도를 나타낸다.2 shows a flowchart of a control method of the electric vehicle wireless charging system 1 of the present invention.
도 2를 참조하면, 전기차의 충전 정보를 입력하는 단계, 무선 충전용 코일 모듈(10)를 해당 충전 구역으로 이동하는 단계; 배터리 충전 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the steps of inputting charging information of an electric vehicle, moving the coil module 10 for wireless charging to a corresponding charging area; A battery charging step may be included.
전기차가 주차되는 것을 센서로 인식하는 단계는, 차량 감지부(20)을 통해 이루어진다. 상기 차량 감지부(20)가 상기 전기차의 주차를 감지하는 방법으로는 상기 전기차의 무게에 의해 구동되는 압전센서나, 광이나 초음파를 출사하여 상기 전기차로부터 반사되는 광이나 초음파를 통해 주차상태를 감지하는 광센서나 초음파 센서를 포함할 수 있다.Recognizing that the electric vehicle is parked with a sensor is performed through the vehicle sensor 20 . As a method for the vehicle detection unit 20 to detect parking of the electric vehicle, the parking state is sensed through a piezoelectric sensor driven by the weight of the electric vehicle or light or ultrasonic waves emitted and reflected from the electric vehicle. It may include an optical sensor or an ultrasonic sensor.
사용자가 상기 메인 전력 공급기에 부착된 터치 스크린을 이용하여 충전 정보를 입력하면, 상기 메인 전력 공급기(30)는 충전구역과 충전량 정보를 상기 무선 충전용 코일 모듈(10)에게 전달한다.When a user inputs charging information using a touch screen attached to the main power supply, the main power supply 30 transfers the charging area and charging amount information to the coil module 10 for wireless charging.
상기 무선 충전용 코일 모듈(10)이 충전 구역으로 이동하는 단계는, 상기 충전 정보에 따라 상기 모듈 이동을 위한 부재(40)를 통해 해당 위치로 상기 무선 충전용 코일 모듈을 이동시킬 수 있다.In the step of moving the coil module 10 for wireless charging to a charging area, the coil module for wireless charging may be moved to a corresponding position through the member 40 for moving the module according to the charging information.
전력 공급 단계는, 이동 종료 후 상기 메인 전력 공급기에서 나오는 전력을 상기 무선 충전용 코일 모듈의 하판을 통해 전달받으며, 하판 전자석의 on/off 기능을 통해 전력 공급을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.The power supply step may include receiving power from the main power supply through the lower plate of the wireless charging coil module after the end of the movement and controlling power supply through an on / off function of the lower plate electromagnet.
충전 단계는, 상기 무선 충전용 코일 모듈(10)이 전기차의 하부에서 상판에 구비된 송신코일을 통해 자기유도 방식으로 무선 충전을 진행한다.In the charging step, the wireless charging coil module 10 performs wireless charging in a magnetic induction method through a transmission coil provided on the upper plate from the lower part of the electric vehicle.
본 발명의 실시 예에 따라, 상기 충전이 완료된 경우 사용자에게 종료 문자를 전송하고 다음 충전 차량이 있는지 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the charging is completed, the method may further include transmitting an end character to the user and checking whether there is a next charging vehicle.
즉, 상기 메인 전력 공급기(30)의 전력이 송신코일을 지나 무선으로 차량의 배터리로 전달되며, 충전이 완료되면 전자석을 정지시켜 메인 전원이 차단되어 충전이 종료되며, 충전 종료 시 상기 메인 전력 공급기(30)에서 사용자에게 차량 충전 완료 문자 메시지를 전송할 수 있고, 상기 무선 충전용 코일 모듈(10)은 다른 충전 필요 차량이 있을 경우 다음 차량으로 이동하고 그렇지 않을 경우 대기한다.That is, the power of the main power supply 30 is wirelessly transferred to the battery of the vehicle through the transmission coil, and when the charging is completed, the electromagnet is stopped to cut off the main power to terminate the charging, and when the charging is finished, the main power supply In (30), a vehicle charging completion text message can be transmitted to the user, and the wireless charging coil module 10 moves to the next vehicle if there is another vehicle that needs to be charged, otherwise it waits.
1: 코일 자동 이동형 전기차 무선 충전 시스템
10: 무선 충전용 코일 모듈
20: 차량 감지부
30: 메인 전력 공급기
40: 모듈 이동을 위한 부재1: Coil automatic mobile electric vehicle wireless charging system
10: coil module for wireless charging
20: vehicle detection unit
30: main power supply
40: member for module movement
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| KR (1) | KR20230096246A (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990066266A (en) | 1998-01-23 | 1999-08-16 | 어수곤 | Electric vehicle auto charging system |
| KR20190123000A (en) | 2018-04-23 | 2019-10-31 | (주)에스케이솔라에너지 | The wireless charging device for the electric vehicle |
| KR20210097568A (en) | 2020-01-30 | 2021-08-09 | 최민영 | Wireless power charging system and control method for automatic coil-moving electric vehicles |
-
2021
- 2021-12-23 KR KR1020210185556A patent/KR20230096246A/en unknown
Patent Citations (3)
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