KR20230147785A - Coil for wireless power charging eletric vehicles - Google Patents

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김현웅
박운규
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엘에스전선 주식회사
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Abstract

본 발명은 전기차 무선 충전용 코일에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 높은 송전압으로 신속하고 편리하게 전기차 배터리를 무선 충전할 수 있고 발열에 의한 내부 구성의 손상을 방지하며 화재 등의 안전사고를 예방할 수 있는 전기차 무선 충전용 코일에 관한 것이다.The present invention relates to a coil for wireless charging of electric vehicles. Specifically, the present invention relates to a coil for wireless charging of electric vehicles that can quickly and conveniently wirelessly charge an electric vehicle battery at a high transmission voltage, prevent damage to the internal structure due to heat generation, and prevent safety accidents such as fire.

Description

전기차 무선 충전용 코일{Coil for wireless power charging eletric vehicles}Coil for wireless power charging eletric vehicles}

본 발명은 전기차 무선 충전용 코일에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 높은 송전압으로 신속하고 편리하게 전기차 배터리를 무선 충전할 수 있고 발열에 의한 내부 구성의 손상을 방지하며 화재 등의 안전사고를 예방할 수 있는 전기차 무선 충전용 코일에 관한 것이다.The present invention relates to a coil for wireless charging of electric vehicles. Specifically, the present invention relates to a coil for wireless charging of electric vehicles that can quickly and conveniently wirelessly charge an electric vehicle battery at a high transmission voltage, prevent damage to the internal structure due to heat generation, and prevent safety accidents such as fire.

온실가스 감축을 위한 수단으로 내연기관 차량을 전기차로 대체하고 있고, 전기차의 기술 발전으로 인해 전기차를 선호하는 사람들이 증가하면서 그 수요가 빠르게 증가하고 있다.As a means of reducing greenhouse gases, internal combustion engine vehicles are being replaced with electric vehicles, and the demand for electric vehicles is rapidly increasing as the number of people preferring them increases due to technological advancements in electric vehicles.

그러나, 전기차의 보급률 증가에 비해 충전구역 및 충전설비가 아직은 부족한 상황이고, 특히 충전구역의 회전율이 떨어지는데 그 이유는 내연기관 차량의 주유소에 비해 전기차의 충전구역은 더 넓은 공간을 필요로 하고, 충전시간이 상당히 길기 때문이다.However, compared to the increase in the penetration rate of electric vehicles, charging areas and charging facilities are still insufficient. In particular, the turnover rate of charging areas is low. The reason is that compared to gas stations for internal combustion engine vehicles, charging areas for electric vehicles require a larger space and require more space for charging. This is because the time is quite long.

따라서, 충전구역의 공간을 최소화하고 충전시간을 단축하는 등 회전율을 향상시키기 위해 전기차의 무선충전 기술이 연구개발되고 있다.Therefore, wireless charging technology for electric vehicles is being researched and developed to improve turnover rates by minimizing the space in the charging area and shortening charging time.

도 1은 전기차의 무선충전 시스템에 관한 하나의 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.Figure 1 schematically shows one embodiment of a wireless charging system for an electric vehicle.

도 1에 도시된 바와 같이, 전기차를 무선충전 구역에 주차 또는 정차하면 충전구역 인근에 구비된 전원공급부로부터 충전구역 바닥에 구비된 송신코일에 교류 전원을 공급하고 상기 송신코일과 전기차 하부에 구비된 수신코일 사이의 전자기 유도를 통해 상기 수신코일에 전류를 흐르게 하며, 해당 전류는 전기차 내부의 정류기를 통해 정류된 후 연결된 배터리를 충전하게 된다.As shown in Figure 1, when an electric vehicle is parked or stopped in a wireless charging area, AC power is supplied from a power supply unit provided near the charging area to a transmission coil provided on the bottom of the charging area, and the transmission coil and the electric vehicle provided on the bottom of the electric vehicle Electromagnetic induction between the receiving coils causes current to flow in the receiving coils, and the current is rectified through a rectifier inside the electric vehicle to charge the connected battery.

한편, 도 2는 전기차의 무선충전 시스템에 관한 다른 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.Meanwhile, Figure 2 schematically shows another embodiment of a wireless charging system for an electric vehicle.

도 2에 도시된 바와 같이, 전기차가 이동하는 도로 하부에 송신코일이 매립되어 있어 전기차를 이동하는 동안에도 전기차의 하부에 구비된 수신코일과 상기 송신코일 사이의 전자기 유도를 통해 무선 충전을 수행할 수 있다.As shown in Figure 2, a transmission coil is embedded in the lower part of the road along which an electric vehicle moves, so wireless charging can be performed through electromagnetic induction between the receiving coil provided at the bottom of the electric vehicle and the transmitting coil even while the electric vehicle is moving. You can.

전기차의 무선충전에 필요한 송신코일 및 수신코일은 일반적으로 전류의 흐름 통로인 도체 및 상기 도체를 감싸는 절연층을 포함하는 구조인데, 신속한 충전을 위해 송전압을 증가시키는 경우 도체의 발열로 인해 절연층이 손상되거나 화재가 발생할 수 있기 때문에 송전압이 제한되어 충전시간이 연장되는 문제가 있고, 도체의 발열 문제를 해결하면서 송전압을 증가시키기 위해 도체의 직경을 증가시키는 방법이 있으나 이러한 경우에도 도체의 발열을 충분히 감소시키기 어렵고 코일의 외경 및 무게가 증가하는 문제가 있다.The transmitting coil and receiving coil required for wireless charging of electric vehicles generally have a structure that includes a conductor that is a passage for current flow and an insulating layer surrounding the conductor. When the transmission voltage is increased for rapid charging, the insulating layer is damaged due to heat generation from the conductor. Since the transmission voltage may be damaged or a fire may occur, there is a problem of extending the charging time due to the limited transmission voltage. There is a method of increasing the diameter of the conductor to increase the transmission voltage while solving the heat generation problem of the conductor, but even in this case, the conductor There is a problem that it is difficult to sufficiently reduce heat generation and the outer diameter and weight of the coil increase.

따라서, 높은 송전압으로 신속하고 편리하게 전기차 배터리를 무선 충전할 수 있고 발열에 의한 내부 구성의 손상을 방지하며 화재 등의 안전사고를 예방할 수 있는 전기차 무선 충전용 코일이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is an urgent need for a coil for wireless charging of electric vehicles that can quickly and conveniently charge electric vehicle batteries wirelessly at high transmission voltage, prevent damage to the internal structure due to heat generation, and prevent safety accidents such as fire.

본 발명은 높은 송전압으로 신속하고 편리하게 전기차 배터리를 무선 충전할 수 있고 발열에 의한 내부 구성의 손상을 방지하며 화재 등의 안전사고를 예방할 수 있는 전기차 무선 충전용 코일을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a coil for wireless charging of electric vehicles that can quickly and conveniently wirelessly charge electric vehicle batteries at high transmission voltage, prevent damage to the internal structure due to heat generation, and prevent safety accidents such as fire. .

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,In order to solve the above problems, the present invention,

전기차 무선충전 코일로서, 냉각유체가 순환할 수 있는 냉각유체 유로; 상기 냉각유체 유로의 둘레에 구비된 도체; 및 상기 도체를 감싸는 절연층을 포함하는, 전기차 무선충전 코일을 제공한다.An electric vehicle wireless charging coil, comprising: a cooling fluid passage through which cooling fluid can circulate; A conductor provided around the cooling fluid passage; and an insulating layer surrounding the conductor.

여기서, 상기 도체는 전도성 금속으로 이루어진 원통형 형상을 보유하고, 상기 원통형 형상의 내부 중공부가 상기 냉각유체 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일을 제공한다.Here, the conductor has a cylindrical shape made of conductive metal, and an internal hollow portion of the cylindrical shape forms the cooling fluid flow path.

또한, 상기 도체는 상기 냉각유체 유로를 형성하는 원통형 튜브 및 상기 원통형 튜브 둘레에 배치되고 전도성 금속으로 이루어진 하나 이상의 선재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일을 제공한다.In addition, the conductor provides a wireless charging coil for an electric vehicle, wherein the conductor includes a cylindrical tube forming the cooling fluid passage and one or more wires disposed around the cylindrical tube and made of a conductive metal.

나아가, 상기 원통형 튜브는 전도성 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일을 제공한다.Furthermore, an electric vehicle wireless charging coil is provided, wherein the cylindrical tube is made of conductive metal.

그리고, 상기 원통형 튜브는 열전도도가 0.15 내지 0.4 W/mK인 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일을 제공한다.In addition, the cylindrical tube provides a wireless charging coil for an electric vehicle, characterized in that the thermal conductivity is 0.15 to 0.4 W/mK.

여기서, 고내열 플라스틱, 나일론, 우레탄, 퍼플루오로알콕시알칸(Perfluoroalkoxy alkane; PFA) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(Poly tetra fluoro ethylene; PTFE)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일을 제공한다.Here, it is characterized in that it consists of one or more types selected from the group consisting of high heat-resistant plastic, nylon, urethane, perfluoroalkoxy alkane (PFA), and poly tetra fluoro ethylene (PTFE). Provides electric vehicle wireless charging coil.

또한, 상기 하나 이상의 선재 사이 및 상기 선재와 상기 원통형 튜브 사이의 빈 공간에 열전도성 컴파운드가 충진되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일을 제공한다.In addition, an electric vehicle wireless charging coil is provided, characterized in that a thermally conductive compound is filled in the empty space between the one or more wires and between the wires and the cylindrical tube.

그리고, 상기 열전도성 컴파운드는 상온(20℃)에서의 동점도가 103 내지 106 cp이고 열전도도는 0.5 W/mK 이상인 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일을 제공한다.In addition, the thermally conductive compound provides a wireless charging coil for an electric vehicle, characterized in that the kinematic viscosity at room temperature (20°C) is 10 3 to 10 6 cp and the thermal conductivity is 0.5 W/mK or more.

한편, 상기 도체는 복수 개의 선재를 포함하고, 상기 복수 개의 선재는 상기 도체의 전체 외경을 기준으로 9 내지 11배의 피치로 꼬여 있는 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일을 제공한다.Meanwhile, the conductor includes a plurality of wires, and the plurality of wires are twisted at a pitch of 9 to 11 times the total outer diameter of the conductor.

또한, 상기 절연층은 열전도도가 0.15 내지 0.6 W/mK인 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일을 제공한다.In addition, the insulating layer provides a wireless charging coil for electric vehicles, characterized in that the thermal conductivity is 0.15 to 0.6 W/mK.

한편, 전기차 무선충전 시스템으로서, 전기차의 주차 또는 정차가 가능한 충전구역 바닥에 구비되거나 전기차가 이동하는 도로 하부에 매립되어 상기 전기차 하부에 구비된 수신코일과의 전자기 유도를 통해 상기 수신코일에 전류를 흐르게 하는 송신코일, 및 상기 송신코일에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하고, 상기 송신코일은 상기 전기차 무선충전 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 시스템을 제공한다.Meanwhile, as an electric vehicle wireless charging system, it is provided on the floor of a charging area where electric vehicles can be parked or stopped, or is embedded in the lower part of the road along which electric vehicles move, and supplies current to the receiving coil through electromagnetic induction with the receiving coil provided under the electric vehicle. An electric vehicle wireless charging system is provided, comprising a transmission coil that flows, and a power supply unit that supplies power to the transmission coil, wherein the transmission coil includes the electric vehicle wireless charging coil.

본 발명에 따른 전기차 무선 충전용 코일은 내부에 구비된 냉각유체 유로를 통해 도체로부터의 열을 신속하게 냉각하여 높은 송전압으로 신속하고 편리하게 전기차 배터리를 무선 충전할 수 있고 발열에 의한 내부 구성의 손상을 방지하며 화재 등의 안전사고를 예방할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.The coil for wireless charging of electric vehicles according to the present invention can quickly and conveniently charge electric vehicle batteries wirelessly at high transmission voltage by quickly cooling the heat from the conductor through a cooling fluid passage provided inside, and reduces the internal structure due to heat generation. It prevents damage and has an excellent effect in preventing safety accidents such as fire.

도 1은 전기차의 무선충전 시스템에 관한 하나의 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 전기차의 무선충전 시스템에 관한 다른 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기차 무선충전 코일의 하나의 실시예에 관한 횡단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기차 무선충전 코일의 다른 실시예에 관한 횡단면을 개략적으로 도시한 것이다.Figure 1 schematically shows one embodiment of a wireless charging system for an electric vehicle.
Figure 2 schematically shows another embodiment of a wireless charging system for an electric vehicle.
Figure 3 schematically shows a cross-section of one embodiment of an electric vehicle wireless charging coil according to the present invention.
Figure 4 schematically shows a cross-section of another embodiment of an electric vehicle wireless charging coil according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete, and so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명에 따른 전기차 무선충전 코일은 전기차 하부 또는 내부에 구비될 수 있는 수신코일, 무선충전 구역에 구비된 송신코일, 도로 내부에 매립된 송신코일 등으로 사용될 수 있다.The electric vehicle wireless charging coil according to the present invention can be used as a receiving coil that can be provided under or inside an electric vehicle, a transmitting coil provided in a wireless charging area, a transmitting coil embedded in a road, etc.

도 3은 본 발명에 따른 전기차 무선충전 코일의 하나의 실시예에 관한 횡단면을 개략적으로 도시한 것이다.Figure 3 schematically shows a cross-section of one embodiment of an electric vehicle wireless charging coil according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기차 무선충전 코일은 중심에 냉각유체가 순환할 수 있는 냉각유체 유로(10)가 구비되고, 상기 냉각유체 유로(10)의 둘레를 전류의 흐름 통로인 도체(20)가 감싸고, 상기 도체(20)의 절연을 위해 상기 도체(20)의 둘레를 절연층(30)이 감싸거나 상기 도체(20)가 액상 형태의 절연 물질이 담긴 케이스에 실장되는 구조를 가질 수 있다.As shown in FIG. 3, the electric vehicle wireless charging coil according to the present invention is provided with a cooling fluid passage 10 in the center through which cooling fluid can circulate, and a current flow path around the cooling fluid passage 10. A conductor 20 is wrapped, and an insulating layer 30 is wrapped around the conductor 20 to insulate the conductor 20, or the conductor 20 is mounted in a case containing a liquid insulating material. It can have a structure.

여기서, 상기 도체(20)는 구리, 알루미늄 등의 전도성 금속으로 이루어진 원통형 형상을 보유할 수 있고 상기 원통형 형상의 내부 중공부가 상기 냉각유체 유로(10)를 형성할 수 있다. 이로써, 상기 도체(20)는 전류의 흐름에 의해 발열 시 신속하게 상기 냉각유체 유로(10)를 따라 순환하는 냉각유체와의 열 교환을 통해 냉각될 수 있다.Here, the conductor 20 may have a cylindrical shape made of conductive metal such as copper or aluminum, and the internal hollow portion of the cylindrical shape may form the cooling fluid passage 10. Accordingly, when the conductor 20 generates heat due to the flow of current, it can be quickly cooled through heat exchange with the cooling fluid circulating along the cooling fluid passage 10.

상기 냉각유체 유로(10)를 따라 순환하는 냉각유체는 열전도도가 약 0.1 내지 0.5 W/mK으로 냉각이 가능하고 유동이 가능한 액체 형태로 제공될 수 있고, 전기차 하부 또는 내부에 구비된 수신 코일의 경우 전기차의 배터리 냉각용 냉각수 또는 냉각오일을 활용할 수 있으며, 전기차 무선충전용 송신코일의 경우 별도로 구비된 냉각유체 공급 및 순환 장치로부터 공급되는 냉각수 또는 냉각오일을 활용할 수 있다.The cooling fluid circulating along the cooling fluid flow path 10 may be provided in the form of a liquid that can be cooled and flow with a thermal conductivity of about 0.1 to 0.5 W/mK, and may be provided in the form of a liquid that is capable of flowing, and may be applied to the receiving coil provided at the bottom or inside of the electric vehicle. In this case, coolant or cooling oil for cooling the battery of an electric vehicle can be used, and in the case of a transmission coil for wireless charging of an electric vehicle, coolant or cooling oil supplied from a separately provided cooling fluid supply and circulation device can be used.

상기 냉각유체는 순수한 물이나 절연유 이외에도 에틸렌 글리콜, 인산염, 규산염, 붕산염 등의 무기계 첨가제, 동결 방지제, 부식 방지제, 고온 안정성 향상제, 거품 방지제 또는 알칼리성 첨가물 중 적어도 하나 이상의 첨가제가 첨가된 형태의 냉각액일 수 있다.In addition to pure water or insulating oil, the cooling fluid may be a coolant containing at least one additive selected from the group consisting of inorganic additives such as ethylene glycol, phosphate, silicate, and borate, anti-freeze agents, corrosion inhibitors, high-temperature stability improvers, anti-foam agents, and alkaline additives. there is.

한편, 상기 도체(20)에 홀이나 균열이 발생함으로써 상기 냉각유체가 외부로 누출되는 경우에도 전기적 절연을 위해 상기 냉각유체는 절연유 또는 상기 첨가제가 첨가된 절연유인 것이 바람직하다.Meanwhile, even when the cooling fluid leaks to the outside due to a hole or crack in the conductor 20, it is preferable that the cooling fluid is insulating oil or insulating oil to which the above additive is added for electrical insulation.

상기 절연층(30)은 에틸렌 프로필렌 고무(EPR) 등의 고무나 폴리올레핀계 수지 등의 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 상기 절연층(30)은 상기 도체(20)의 발열 시 상기 도체(20)로부터 전달되는 열을 외부로 방출함으로써 상기 도체(20)의 냉각을 보조적으로 수행하기 위해 열전도도가 약 0.15 내지 0.6 W/mK일 수 있다.The insulating layer 30 may be made of rubber such as ethylene propylene rubber (EPR) or plastic such as polyolefin resin. The insulating layer 30 has a thermal conductivity of about 0.15 to 0.6 W to assist in cooling the conductor 20 by discharging heat transferred from the conductor 20 to the outside when the conductor 20 generates heat. It could be /mK.

도 4는 본 발명에 따른 전기차 무선충전 코일의 다른 실시예에 관한 횡단면을 개략적으로 도시한 것이다.Figure 4 schematically shows a cross-section of another embodiment of an electric vehicle wireless charging coil according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기차 무선충전 코일은 도체(20)가 냉각유체 유로(10)를 형성하는 원통형 튜브(21) 및 상기 원통형 튜브(21) 둘레에 배치되고 전류 흐름 통로를 제공하기 위해 구리, 알루미늄 등의 전도성 금속으로 이루어진 하나 이상의 선재(22)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, the electric vehicle wireless charging coil according to the present invention has a conductor 20 disposed around a cylindrical tube 21 forming a cooling fluid passage 10 and the cylindrical tube 21 and a current flow path. It may include one or more wires 22 made of conductive metal such as copper and aluminum to provide.

여기서, 상기 선재(22)는 복수개의 금속 소선이 연합된 집합 도체 복수 개가 일정한 피치로 꼬여 복합될 수 있고, 상기 피치는 상기 도체(20)의 전체 외경을 기준으로 9 내지 11배일 수 있다. 상기 피치가 도체 전체 외경의 9배 미만인 경우 피치 방향에 대해 비틀림에 대한 저항성이 크기 때문에 코일의 유연성이 저하될 수 있는 반면, 11배 초과인 경우 코일이 밴딩으로 인한 스트레스에 취약하게 되어 장기적인 내구성에 문제가 발생할 수 있다.Here, the wire 22 may be a composite of a plurality of aggregate conductors in which a plurality of metal wires are joined together and twisted at a constant pitch, and the pitch may be 9 to 11 times the total outer diameter of the conductor 20. If the pitch is less than 9 times the overall outer diameter of the conductor, the flexibility of the coil may be reduced because the resistance to torsion in the pitch direction is high, whereas if it is more than 11 times, the coil becomes vulnerable to stress due to bending, reducing long-term durability. Problems may arise.

또한, 상기 하나 이상의 선재(22)를 전체적으로 감싸는 테이핑층(미도시)이 추가로 구비될 수 있다. 상기 테이핑층은 상기 하나 이상의 선재(22)의 구조를 안정화하는 기능을 수행할 수 있다.In addition, a taping layer (not shown) that entirely surrounds the one or more wires 22 may be additionally provided. The taping layer may function to stabilize the structure of the one or more wires 22.

상기 원통형 튜브(21)는 구리, 알루미늄 등 열전도도가 높은 금속으로 이루어지는 경우 상기 도체(20)의 냉각에는 유리할 수 있으나, 코일의 굴곡성은 저하될 수 있고 이로써 코일이 루프(loop) 형상으로 구비될 때 작업성 등이 불리할 수 있다.If the cylindrical tube 21 is made of a metal with high thermal conductivity, such as copper or aluminum, it may be advantageous for cooling the conductor 20, but the flexibility of the coil may be reduced and the coil may be provided in a loop shape. At times, workability, etc. may be disadvantageous.

따라서, 상기 원통형 튜브(21)는 코일의 굴곡성 향상을 통한 작업성 향상을 위해 고내열 플라스틱, 나일론, 우레탄이나 퍼플루오로알콕시알칸(Perfluoroalkoxy alkane; PFA), 폴리테트라플루오로에틸렌(Poly tetra fluoro ethylene; PTFE) 등의 불소수지로 이루어질 수 있고, 냉각효율 확보를 위해 열전도도가 약 0.15 내지 0.4 W/mL일 수 있으며, 상기 원통형 튜브(21)의 내경과 외경의 크기는 재질 또는 냉각부하 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.Therefore, the cylindrical tube 21 is made of high heat-resistant plastic, nylon, urethane, perfluoroalkoxy alkane (PFA), or poly tetra fluoroethylene to improve workability by improving the bending of the coil. ; PTFE), etc., and may have a thermal conductivity of about 0.15 to 0.4 W/mL to ensure cooling efficiency, and the sizes of the inner and outer diameters of the cylindrical tube 21 may vary depending on the material or cooling load, etc. It can be selected appropriately.

이러한 경우, 상기 원통형 튜브(21)와 상기 선재(22) 사이의 불충분한 열 교환을 해결하기 위해 원통형 튜브(21)와 절연층(30) 사이의 빈 공간에 열전도성 컴파운드가 충진될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 선재(22) 사이 및 상기 선재(22)와 상기 원통형 튜브(21) 사이의 빈 공간에 써멀 구리스 등의 열전도성 컴파운드가 충진될 수 있다.In this case, a thermally conductive compound may be filled in the empty space between the cylindrical tube 21 and the insulating layer 30 to solve insufficient heat exchange between the cylindrical tube 21 and the wire 22. For example, a thermally conductive compound such as thermal grease may be filled in the empty space between the plurality of wires 22 and between the wires 22 and the cylindrical tube 21.

상기 열전도성 컴파운드는 상기 선재(22) 사이에 주입되어야 하기 때문에 상온(20℃)에서의 동점도가 103 내지 106 cp 정도의 유동성이 확보되어야 하고 열전도도는 0.5 W/mK 이상, 바람직하게는 0.5 내지 5.0 W/mK일 수 있다.Since the thermally conductive compound must be injected between the wires 22, the kinematic viscosity at room temperature (20°C) must ensure fluidity of about 10 3 to 10 6 cp and the thermal conductivity is 0.5 W/mK or more, preferably It may be 0.5 to 5.0 W/mK.

여기서, 상기 열전도성 컴파운드의 상온 동점도가 103 cp 미만인 경우 유동성이 과도하여 선재(22) 사이를 균일하게 충진한 상태를 유지하기 어렵고 코일 외부로 유실됨으로써 냉각효율이 저하될 수 있는 반면, 106 cp 초과인 경우 유동성이 불충분해 선재(22) 사이에 주입하기 어렵고 코일의 유연성이 추가로 저하될 수 있다.Here, when the room temperature kinematic viscosity of the thermally conductive compound is less than 10 3 cp, the fluidity is excessive, making it difficult to maintain a uniform filling state between the wires 22, and cooling efficiency may be reduced by being lost to the outside of the coil. If cp is exceeded, fluidity is insufficient, making it difficult to inject between the wires 22, and the flexibility of the coil may be further reduced.

한편, 상기 열전도성 컴파운드의 열전도도가 0.5 W/mK 미만인 경우 상기 원통형 튜브(21)와 상기 선재(22) 사이의 열 교환이 불충분해 상기 선재(22)의 냉각 효율이 저하되어 결과적으로 상기 절연층(30)의 온도가 과도하게 상승함으로써 코일의 수명이 줄어들거나 화재 등이 발생할 수 있다.On the other hand, when the thermal conductivity of the thermally conductive compound is less than 0.5 W/mK, heat exchange between the cylindrical tube 21 and the wire 22 is insufficient, and the cooling efficiency of the wire 22 is reduced, resulting in the insulation If the temperature of the layer 30 increases excessively, the lifespan of the coil may be reduced or a fire may occur.

반면, 상기 열전도성 컴파운드의 열전도도가 5.0 W/mK 초과인 경우 코일의 제조비용이 불필요하게 증가하고 앞서 기술한 수준의 동점도 및 이에 따른 유동성을 보유하기 어려울 수 있다.On the other hand, if the thermal conductivity of the thermally conductive compound exceeds 5.0 W/mK, the manufacturing cost of the coil increases unnecessarily and it may be difficult to maintain the kinematic viscosity and resulting fluidity at the level described above.

앞서 기술한 구성을 통해, 본 발명에 따른 전기차 무선충전 코일은 내부에 구비된 냉각유체 유로를 통해 도체로부터의 열을 신속하게 냉각하여 높은 송전압으로 신속하고 편리하게 전기차 배터리를 무선 충전할 수 있고 발열에 의한 내부 구성의 손상을 방지하며 화재 등의 안전사고를 예방할 수 있는 우수한 효과를 나타낼 수 있다.Through the configuration described above, the electric vehicle wireless charging coil according to the present invention can quickly and conveniently wirelessly charge an electric vehicle battery at a high transmission voltage by quickly cooling the heat from the conductor through a cooling fluid passage provided inside. It can prevent damage to the internal structure due to heat generation and has an excellent effect in preventing safety accidents such as fire.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허 청구 범위의 구성 요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.Although this specification has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art may make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims described below. It will be possible to implement it. Therefore, if the modified implementation basically includes the elements of the patent claims of the present invention, it should be considered to be included in the technical scope of the present invention.

10 : 냉각유체 유로
20 : 도체
30 : 절연체10: Cooling fluid flow path
20: conductor
30: insulator

Claims (11)

전기차 무선충전 코일로서,
냉각유체가 순환할 수 있는 냉각유체 유로;
상기 냉각유체 유로의 둘레에 구비된 도체; 및
상기 도체를 감싸는 절연층을 포함하는, 전기차 무선충전 코일.As an electric vehicle wireless charging coil,
A cooling fluid passage through which cooling fluid can circulate;
A conductor provided around the cooling fluid passage; and
An electric vehicle wireless charging coil comprising an insulating layer surrounding the conductor. 제1항에 있어서,
상기 도체는 전도성 금속으로 이루어진 원통형 형상을 보유하고,
상기 원통형 형상의 내부 중공부가 상기 냉각유체 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일.According to paragraph 1,
The conductor has a cylindrical shape made of conductive metal,
An electric vehicle wireless charging coil, characterized in that the internal hollow portion of the cylindrical shape forms the cooling fluid flow path. 제1항에 있어서,
상기 도체는 상기 냉각유체 유로를 형성하는 원통형 튜브 및 상기 원통형 튜브 둘레에 배치되고 전도성 금속으로 이루어진 하나 이상의 선재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일.According to paragraph 1,
The conductor is an electric vehicle wireless charging coil, characterized in that it includes a cylindrical tube forming the cooling fluid passage and one or more wires disposed around the cylindrical tube and made of a conductive metal. 제3항에 있어서,
상기 원통형 튜브는 전도성 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일.According to paragraph 3,
An electric vehicle wireless charging coil, wherein the cylindrical tube is made of conductive metal. 제3항에 있어서,
상기 원통형 튜브는 열전도도가 0.15 내지 0.4 W/mK인 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일.According to paragraph 3,
An electric vehicle wireless charging coil, wherein the cylindrical tube has a thermal conductivity of 0.15 to 0.4 W/mK. 제5항에 있어서,
고내열 플라스틱, 나일론, 우레탄, 퍼플루오로알콕시알칸(Perfluoroalkoxy alkane; PFA) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(Poly tetra fluoro ethylene; PTFE)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일.According to clause 5,
An electric vehicle radio, characterized in that it is made of one or more types selected from the group consisting of high heat-resistant plastic, nylon, urethane, perfluoroalkoxy alkane (PFA), and poly tetra fluoro ethylene (PTFE). Charging coil. 제6항에 있어서,
상기 하나 이상의 선재 사이 및 상기 선재와 상기 원통형 튜브 사이의 빈 공간에 열전도성 컴파운드가 충진되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일.According to clause 6,
An electric vehicle wireless charging coil, characterized in that a thermally conductive compound is filled in the empty space between the one or more wires and between the wires and the cylindrical tube. 제7항에 있어서,
상기 열전도성 컴파운드는 상온(20℃)에서의 동점도가 103 내지 106 cp이고 열전도도는 0.5 W/mK 이상인 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일.In clause 7,
The thermally conductive compound has a kinematic viscosity of 10 3 to 10 6 cp at room temperature (20°C) and a thermal conductivity of 0.5 W/mK or more. 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도체는 복수 개의 선재를 포함하고,
상기 복수 개의 선재는 상기 도체의 전체 외경을 기준으로 9 내지 11배의 피치로 꼬여 있는 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일.According to any one of claims 3 to 8,
The conductor includes a plurality of wires,
An electric vehicle wireless charging coil, characterized in that the plurality of wires are twisted at a pitch of 9 to 11 times the total outer diameter of the conductor. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절연층은 열전도도가 0.15 내지 0.6 W/mK인 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 코일.According to any one of claims 1 to 7,
An electric vehicle wireless charging coil, wherein the insulating layer has a thermal conductivity of 0.15 to 0.6 W/mK. 전기차 무선충전 시스템으로서,
전기차의 주차 또는 정차가 가능한 충전구역 바닥에 구비되거나 전기차가 이동하는 도로 하부에 매립되어 상기 전기차 하부에 구비된 수신코일과의 전자기 유도를 통해 상기 수신코일에 전류를 흐르게 하는 송신코일, 및
상기 송신코일에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하고,
상기 송신코일은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 전기차 무선충전 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기차 무선충전 시스템.As an electric vehicle wireless charging system,
A transmitting coil provided on the floor of a charging area where an electric vehicle can be parked or stopped, or embedded in the lower part of a road along which an electric vehicle moves, and causing a current to flow in the receiving coil through electromagnetic induction with the receiving coil provided under the electric vehicle, and
It includes a power supply unit that supplies power to the transmitting coil,
An electric vehicle wireless charging system, wherein the transmitting coil includes the electric vehicle wireless charging coil of any one of claims 1 to 8.
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