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KR102341787B1 - Wireless charging device and vehicle comprising same - Google Patents

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KR102341787B1
KR102341787B1 KR1020200057764A KR20200057764A KR102341787B1 KR 102341787 B1 KR102341787 B1 KR 102341787B1 KR 1020200057764 A KR1020200057764 A KR 1020200057764A KR 20200057764 A KR20200057764 A KR 20200057764A KR 102341787 B1 KR102341787 B1 KR 102341787B1
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magnetic
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wireless charging
charging device
coil
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최종학
김태경
이승환
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에스케이씨 주식회사
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Abstract

일 구현예에 따른 무선 충전 장치는 발열량이 서로 다른 2종 이상의 하이브리드형 자성부를 사용함으로써 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때에 집속되는 자속을 원하는 방향으로 배분시킬 수 있으며, 특히 상기 자성부 중 제 1 자성부 대비 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때에 더 큰 발열량을 갖는 제 2 자성부를 쉴드부와 가깝게 배치함으로써, 자속 밀도와 열의 방출을 효과적으로 배분하여 무선 충전 효율을 높이면서, 상기 제 2 자성부에서 발생하는 열을 쉴드부를 통해 방출시켜 방열 특성을 효율적으로 향상시킬 수 있다. 따라서 상기 무선 충전 장치는 송신기와 수신기 간의 대용량의 전력 전송을 요구하는 전기 자동차 등에 유용하게 사용될 수 있다.The wireless charging device according to an embodiment may distribute the magnetic flux focused when the coil unit receives wireless power from the outside in a desired direction by using two or more hybrid magnetic units having different calorific values, in particular, the first one of the magnetic units. By arranging the second magnetic part having a larger heating value when the coil part receives wireless power from the outside compared to the magnetic part close to the shield part, while effectively distributing magnetic flux density and heat emission to increase wireless charging efficiency, in the second magnetic part Heat dissipation characteristics can be efficiently improved by dissipating the generated heat through the shield unit. Accordingly, the wireless charging device may be usefully used in an electric vehicle requiring large-capacity power transmission between a transmitter and a receiver.

Description

무선 충전 장치 및 이를 포함하는 이동 수단{WIRELESS CHARGING DEVICE AND VEHICLE COMPRISING SAME}WIRELESS CHARGING DEVICE AND VEHICLE COMPRISING SAME

구현예는 무선 충전 장치 및 이를 포함하는 이동 수단에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 구현예는 방열 구조를 적용하여 충전 효율이 향상된 무선 충전 장치 및 이를 포함하는 이동 수단에 관한 것이다. The embodiment relates to a wireless charging device and a mobile means comprising the same. More specifically, the embodiment relates to a wireless charging device with improved charging efficiency by applying a heat dissipation structure, and a moving means including the same.

최근 들어 전기 자동차에 대한 관심이 급증하면서 충전 인프라 구축에 대한 관심이 증대되고 있다. 이미 가정용 충전기를 이용한 전기 자동차 충전을 비롯하여 배터리 교체, 급속 충전 장치, 무선 충전 장치 등 다양한 충전 방식이 등장하였고, 새로운 충전 사업 비즈니스 모델도 나타나기 시작했다(한국 공개특허 제2011-0042403호 참조). 또한, 유럽에서는 시험 운행중인 전기차와 충전소가 눈에 띄기 시작했고, 일본에서는 자동차 제조 업체와 전력 회사들이 주도하여 전기 자동차 및 충전소를 시범적으로 운영하고 있다.Recently, as interest in electric vehicles has rapidly increased, interest in building charging infrastructure is increasing. Various charging methods such as electric vehicle charging using home chargers, battery replacement, fast charging devices, and wireless charging devices have already appeared, and new charging business models have also begun to appear (refer to Korean Patent Application Laid-Open No. 2011-0042403). In addition, electric vehicles and charging stations under test operation are starting to stand out in Europe, and in Japan, car manufacturers and electric power companies are piloting electric vehicles and charging stations.

전기 자동차 등에 사용되는 종래의 무선 충전 장치는, 무선 충전 효율 향상을 위해 코일부에 인접하여 자성부가 배치되고, 차폐를 위한 쉴드부(금속판)이 자성부와 일정 간격 이격하여 배치된다.In a conventional wireless charging device used for electric vehicles, etc., a magnetic part is disposed adjacent to a coil part to improve wireless charging efficiency, and a shield part (metal plate) for shielding is disposed spaced apart from the magnetic part by a predetermined interval.

무선 충전 장치는 무선 충전 동작 중에 코일부의 저항과 자성부의 자기 손실에 의해 열을 발생한다. 특히 무선 충전 장치 내의 자성부는 전자기파 에너지 밀도가 높은 코일부와 가까운 부분에서 열을 발생하고, 발생한 열은 자성부의 자기 특성을 변화시켜 송신 패드와 수신 패드 간의 임피던스 불일치를 유발하여, 충전 효율이 저하되고 이로 인해 다시 발열이 심화되는 문제가 있었다. The wireless charging device generates heat by the resistance of the coil part and the magnetic loss of the magnetic part during the wireless charging operation. In particular, the magnetic unit in the wireless charging device generates heat in a portion close to the coil unit with high electromagnetic wave energy density, and the generated heat changes the magnetic properties of the magnetic unit to cause an impedance mismatch between the transmitting pad and the receiving pad, thereby lowering charging efficiency, As a result, there was a problem in that the heat was intensified again.

특히, 종래의 무선 충전 장치에서, 자성부는 주로 소결 페라이트 시트를 코일부와 쉴드부 사이, 특히 코일부에 가까운 일면 상에 배치되었다. 소결 페라이트 시트는 내충격성이 약하고 비중이 무거우며, 이를 코일부와 가깝게 배치할 경우, 충전 중에 코일부와 소결 페라이트 시트에서 열이 발생하는데, 특히 소결 페라이트 시트에서 발생하는 열은 열전도 특성이 낮은 공기 또는 스페이서부로 전달 및 방열되기 어렵다. 이에 따라 온도가 상승된 소결 페라이트 시트는 자기적 특성이 저하되고 이에 따른 코일부의 인덕턴스 값을 변화시켜 충전 효율을 저하시키며 더욱 심한 발열을 유발하는 문제점이 있을 수 있다. In particular, in the conventional wireless charging device, the magnetic part is mainly disposed between the sintered ferrite sheet and the coil part and the shield part, especially on one surface close to the coil part. The sintered ferrite sheet has low impact resistance and heavy specific gravity. If it is placed close to the coil part, heat is generated from the coil part and the sintered ferrite sheet during charging. In particular, the heat generated from the sintered ferrite sheet is air with low thermal conductivity. Or it is difficult to transmit and dissipate heat to the spacer part. Accordingly, the sintered ferrite sheet having an elevated temperature may have a problem in that the magnetic properties are lowered and the inductance value of the coil unit is changed accordingly, thereby lowering charging efficiency and causing more severe heat generation.

한국 공개특허공보 제2011-0042403호Korean Patent Publication No. 2011-0042403

본 발명은 상기 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 고안된 것이다.The present invention is devised to solve the problems of the prior art.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때 발열량이 서로 다른 2종 이상의 하이브리드(hybrid)형 자성부를 사용하되, 이들의 특성을 고려해 배치함으로써, 무선 충전 시 충전 효율 및 발열 저감 특성을 향상시킬 수 있는, 무선 충전 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is that when the coil unit receives wireless power from the outside, two or more types of hybrid magnetic units having different calorific values are used, but by placing them in consideration of their characteristics, charging efficiency and heat generation during wireless charging An object of the present invention is to provide a wireless charging device capable of improving the reduction characteristics.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 무선 충전 장치를 포함하는 이동 수단을 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a moving means including the wireless charging device.

일 구현예에 따르면, 코일부; 상기 코일부 상에 배치되는 제 1 자성부; 상기 제 1 자성부 상에 배치되는 제 2 자성부; 및 상기 제 2 자성부 상에 배치되는 쉴드부를 포함하고, 상기 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때, 상기 제 1 자성부보다 상기 제 2 자성부에서 더 많은 열이 발생되는 무선 충전 장치가 제공된다.According to one embodiment, the coil unit; a first magnetic part disposed on the coil part; a second magnetic part disposed on the first magnetic part; and a shield portion disposed on the second magnetic portion, wherein when the coil portion receives wireless power from the outside, more heat is generated in the second magnetic portion than in the first magnetic portion is provided .

또 다른 일 구현예에 따르면, 무선 충전 장치를 포함하고, 상기 무선 충전 장치는 코일부; 상기 코일부 상에 배치되는 제 1 자성부; 상기 제 1 자성부 상에 배치되는 제 2 자성부; 및 상기 제 2 자성부 상에 배치되는 쉴드부를 포함하고, 상기 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때, 상기 제 1 자성부보다 상기 제 2 자성부에서 더 많은 열이 발생되는, 이동 수단이 제공된다.According to another embodiment, including a wireless charging device, the wireless charging device includes a coil unit; a first magnetic part disposed on the coil part; a second magnetic part disposed on the first magnetic part; and a shield portion disposed on the second magnetic portion, wherein when the coil portion receives wireless power from the outside, more heat is generated in the second magnetic portion than in the first magnetic portion, a moving means is provided .

상기 구현예에 따르면 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때 발열량이 서로 다른 2종 이상의 자성부를 사용하되, 이들의 특성을 고려해 배치함으로써, 무선 충전 시에 발생하는 발열을 감소시킬 수 있으며, 충전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. According to the above embodiment, when the coil unit receives wireless power from the outside, two or more types of magnetic units having different calorific values are used, but by arranging them in consideration of their characteristics, heat generated during wireless charging can be reduced, and charging efficiency can be improved can be further improved.

구체적으로, 자성부로서, 발열량이 서로 다른 2종 이상의 하이브리드형 자성부를 사용함으로써 무선 충전 시에 집속되는 자속을 원하는 방향으로 배분시킬 수 있으며, 특히 상기 자성부 중 제 1 자성부 대비 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때에 더 큰 발열량을 갖는 제 2 자성부를 쉴드부와 가깝게 배치함으로써, 자속 밀도와 열의 방출을 효과적으로 배분하여 무선 충전 효율을 높이면서, 상기 제 2 자성부에서 발생하는 열을 쉴드부를 통해 방출시켜 방열 특성을 효율적으로 향상시킬 수 있다. Specifically, as the magnetic part, by using two or more hybrid type magnetic parts with different heating values, the magnetic flux that is focused during wireless charging can be distributed in a desired direction, and in particular, the coil part compared to the first magnetic part among the magnetic parts from the outside. By disposing the second magnetic part having a larger heating value when receiving wireless power close to the shield part, the heat generated from the second magnetic part is transferred through the shield part while effectively distributing magnetic flux density and heat emission to increase wireless charging efficiency. It is possible to efficiently improve heat dissipation characteristics by dissipating it.

따라서 상기 무선 충전 장치는 송신기와 수신기 간의 대용량의 전력 전송을 요구하는 전기 자동차와 같은 이동 수단 등에 유용하게 사용될 수 있다.Accordingly, the wireless charging device may be usefully used in a moving means such as an electric vehicle that requires large-capacity power transmission between a transmitter and a receiver.

도 1a 및 1b는 각각 구현예에 따른 무선 충전 장치의 분해사시도를 나타낸 것이다.
도 2a 및 2b는 상기 구현예에 따른 무선 충전 장치의 사시도를 나타낸 것이다.
도 3a 및 3b는 상기 구현예에 따른 무선 충전 장치의 단면도를 나타낸 것이다.
도 3c 및 3d는 다른 구현예에 따른 무선 충전 장치의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 일 구현예에 따른 몰드를 통해 자성부를 성형하는 공정을 나타낸 것이다.
도 5는 일 구현예에 따른 무선 충전 장치를 구비하는 이동 수단(전기 자동차)을 도시한 것이다.
1A and 1B are exploded perspective views of a wireless charging device according to an embodiment, respectively.
2A and 2B are perspective views of a wireless charging device according to the embodiment.
3A and 3B are cross-sectional views of the wireless charging device according to the embodiment.
3C and 3D are cross-sectional views of a wireless charging device according to another embodiment.
4 illustrates a process of forming a magnetic part through a mold according to an exemplary embodiment.
5 is a diagram illustrating a moving means (electric vehicle) having a wireless charging device according to an embodiment.

이하에서는 본 발명의 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, specific embodiments for implementing the spirit of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.In addition, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated, and the size of each component does not fully reflect the actual size.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. In this specification, like reference numerals refer to like elements.

본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 하에 형성되는 것으로 기재되는 것은, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 하에 직접, 또는 또 다른 구성요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함한다. In this specification, a component described as being formed above or below another component means that a component is formed directly above or below another component or indirectly through another component. include

또한 각 구성요소의 상/하에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기 및 두께는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기와 다를 수 있다.In addition, the reference for the upper / lower of each component will be described with reference to the drawings. The size and thickness of each component in the drawings may be exaggerated for explanation, and may be different from the size actually applied.

또한, 본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.Also, the meaning of “comprising,” as used herein, specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element, and/or component, and other specific characteristic, region, integer, step, operation, element, component and It does not preclude the presence or addition of/or groups.

또한, 본 명세서에 기재된 구성요소의 물성 값, 치수 등을 나타내는 모든 수치 범위는 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해하여야 한다.In addition, it should be understood that all numerical ranges indicating physical property values, dimensions, etc. of the components described in the present specification are modified by the term "about" in all cases unless otherwise specified.

본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.In the present specification, unless otherwise specified, the expression “a” is interpreted as meaning including “a” or “plural” as interpreted in context.

[무선 충전 장치] [Wireless Charging Device]

도 1a 및 1b는 구현예에 따른 무선 충전 장치의 분해 사시도를 나타낸 것이고, 도 2a 및 2b는 상기 구현예에 따른 무선 충전 장치의 사시도를 나타낸 것이며, 도 3a 및 3b는 상기 구현예에 따른 무선 충전 장치의 단면도를 각각 나타낸 것이다. 또한 도 3c 및 3d는 다른 구현예에 따른 무선 충전 장치의 단면도를 나타낸 것이다.1A and 1B are exploded perspective views of a wireless charging device according to an embodiment, FIGS. 2A and 2B are perspective views of a wireless charging device according to the embodiment, and FIGS. 3A and 3B are wireless charging according to the embodiment A cross-sectional view of each device is shown. In addition, Figures 3c and 3d is a cross-sectional view showing a wireless charging device according to another embodiment.

상기 도 1 내지 3에 나타낸 도면은 구현예에 따라 예시적으로 도시한 것으로서, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한, 다양하게 변화시킬 수 있다.The drawings shown in FIGS. 1 to 3 are illustratively shown according to embodiments, and may be variously changed as long as the effects of the present invention are not impaired.

도 1a 및 1b를 참조하면, 일 구현예에 따른 무선 충전 장치(10)는, 코일부(200); 상기 코일부(200) 상에 배치되는 제 1 자성부(300); 상기 제 1 자성부(300) 상에 배치되는 제 2 자성부(500); 및 상기 제 2 자성부(500) 상에 배치되는 쉴드부(400)를 포함하고, 상기 코일부(200)가 외부로부터 무선 전력을 받을 때, 상기 제 1 자성부(300)보다 상기 제 2 자성부(500)에서 더 많은 열이 발생된다.1A and 1B , a wireless charging device 10 according to an embodiment includes a coil unit 200; a first magnetic unit 300 disposed on the coil unit 200; a second magnetic part 500 disposed on the first magnetic part 300; and a shield unit 400 disposed on the second magnetic unit 500 , wherein when the coil unit 200 receives wireless power from the outside, the second magnetic unit 300 is higher than the first magnetic unit 300 . More heat is generated in the voice part 500 .

일반적으로 하이브리드형의 자성부로서 2종 이상을 조합하여 사용하면서, 이들 자성부를 특별한 고려 없이 단순히 적층해서 배치할 경우, 무선 충전 중에 자속이 적절히 배분되지 않아서 발생하는 열의 외부로의 전달이 효과적이지 않고, 또한 차량 주행 중에 가해질 수 있는 외부의 충격에 의해 쉽게 파손될 수 있다.In general, when two or more types are used in combination as a hybrid type magnetic part, and these magnetic parts are simply stacked without special consideration, the magnetic flux is not properly distributed during wireless charging, so the transfer of heat generated to the outside is not effective. , and may be easily damaged by an external impact that may be applied while driving the vehicle.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 발열량이 서로 다른 2종 이상의 하이브리드형 자성부를 사용함으로써 무선 충전 시에 집속되는 자속을 원하는 방향으로 배분시킬 수 있으며, 특히 상기 자성부 중 제 1 자성부 대비 무선 충전 시에 더 큰 발열량을 갖는 제 2 자성부를 쉴드부와 가깝게 배치함으로써, 자속 밀도와 열의 방출을 효과적으로 배분하여 무선 충전 효율을 높이면서, 상기 제 2 자성부에서 발생하는 열을 쉴드부를 통해 방출시켜 방열 특성을 효율적으로 향상시킬 수 있다. According to one embodiment of the present invention, by using two or more types of hybrid magnetic parts having different calorific values, the magnetic flux focused during wireless charging can be distributed in a desired direction, and in particular, wireless charging compared to the first magnetic part among the magnetic parts. By disposing the second magnetic part having a larger heating value close to the shield part, the wireless charging efficiency is increased by effectively distributing magnetic flux density and heat emission, and heat generated from the second magnetic part is radiated through the shield part to dissipate heat. properties can be effectively improved.

이하 상기 무선 충전 장치의 각 구성요소별로 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each component of the wireless charging device will be described in detail.

코일부coil part

본 발명의 구현예에 따른 무선 충전 장치는, 교류 전류가 흘러 자기장을 발생시킬 수 있는 코일부를 포함한다.A wireless charging device according to an embodiment of the present invention includes a coil unit through which an alternating current flows to generate a magnetic field.

상기 코일부는 전도성 와이어를 포함할 수 있다.The coil unit may include a conductive wire.

상기 전도성 와이어는 전도성 물질을 포함한다. 예를 들어, 상기 전도성 와이어는 전도성 금속을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 와이어는 구리, 니켈, 금, 은, 아연 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함할 수 있다.The conductive wire includes a conductive material. For example, the conductive wire may include a conductive metal. Specifically, the conductive wire may include at least one metal selected from the group consisting of copper, nickel, gold, silver, zinc, and tin.

또한, 상기 전도성 와이어는 절연성 외피를 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 절연성 외피는 절연성 고분자 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 절연성 외피는 폴리염화비닐(PVC) 수지, 폴리에틸렌(PE) 수지, 테프론 수지, 실리콘 수지, 폴리우레탄 수지 등을 포함할 수 있다.In addition, the conductive wire may have an insulating sheath. For example, the insulating shell may include an insulating polymer resin. Specifically, the insulating shell may include a polyvinyl chloride (PVC) resin, a polyethylene (PE) resin, a Teflon resin, a silicone resin, a polyurethane resin, and the like.

상기 전도성 와이어의 직경은 예를 들어 1 mm 내지 10 mm 범위, 1 mm 내지 5 mm 범위, 또는 1 mm 내지 3 mm 범위일 수 있다.The diameter of the conductive wire may be, for example, in the range of 1 mm to 10 mm, in the range of 1 mm to 5 mm, or in the range of 1 mm to 3 mm.

상기 전도성 와이어는 평면 코일 형태로 감길 수 있다. 구체적으로 상기 평면 코일은 평면 나선 코일(planar spiral coil)을 포함할 수 있다. 또한 상기 코일의 평면 형태는 타원형, 다각형, 또는 모서리가 둥근 다각형의 형태일 수 있으나, 특별히 한정되지 않는다.The conductive wire may be wound in the form of a flat coil. Specifically, the planar coil may include a planar spiral coil. In addition, the planar shape of the coil may be an elliptical shape, a polygonal shape, or a polygonal shape with rounded corners, but is not particularly limited.

상기 평면 코일의 외경은 5 cm 내지 100 cm, 10 cm 내지 50 cm, 10 cm 내지 30 cm, 20 cm 내지 80 cm, 또는 50 cm 내지 100 cm일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 평면 코일은 10 cm 내지 50 cm의 외경을 가질 수 있다. The outer diameter of the planar coil may be 5 cm to 100 cm, 10 cm to 50 cm, 10 cm to 30 cm, 20 cm to 80 cm, or 50 cm to 100 cm. As a specific example, the planar coil may have an outer diameter of 10 cm to 50 cm.

또한, 상기 평면 코일의 내경은 0.5 cm 내지 30 cm, 1 cm 내지 20 cm, 또는, 2 cm 내지 15 cm일 수 있다.In addition, the inner diameter of the planar coil may be 0.5 cm to 30 cm, 1 cm to 20 cm, or 2 cm to 15 cm.

상기 평면 코일의 감긴 횟수는 5회 내지 50회, 10회 내지 30회, 5회 내지 30회, 15회 내지 50회, 또는 20회 내지 50회일 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 평면 코일은 상기 전도성 와이어를 10회 내지 30회 감아 형성된 것일 수 있다.The number of turns of the flat coil may be 5 to 50 times, 10 to 30 times, 5 to 30 times, 15 to 50 times, or 20 to 50 times. As a specific example, the flat coil may be formed by winding the conductive wire 10 to 30 times.

또한 상기 평면 코일 형태 내에서 상기 전도성 와이어 간의 간격은 0.1 cm 내지 1 cm, 0.1 cm 내지 0.5 cm, 또는 0.5 cm 내지 1 cm일 수 있다.In addition, the spacing between the conductive wires in the planar coil shape may be 0.1 cm to 1 cm, 0.1 cm to 0.5 cm, or 0.5 cm to 1 cm.

상기와 같은 바람직한 평면 코일 치수 및 규격 범위 내일 때, 전기 자동차와 같은 대용량 전력 전송을 요구하는 분야에 적합할 수 있다.When it is within the preferred planar coil dimensions and standard ranges as described above, it may be suitable for a field requiring large-capacity power transmission, such as an electric vehicle.

상기 코일부는 상기 자성부와 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 코일부와 상기 자성부의 이격 거리는 0.2 mm 이상, 0.5 mm 이상, 0.2 mm 내지 3 mm, 또는 0.5 mm 내지 1.5 mm일 수 있다.The coil unit may be disposed to be spaced apart from the magnetic unit by a predetermined interval. For example, a distance between the coil unit and the magnetic unit may be 0.2 mm or more, 0.5 mm or more, 0.2 mm to 3 mm, or 0.5 mm to 1.5 mm.

자성부magnetic part

상기 자성부는 코일부 주위에 생성되는 자기장의 자기 경로(magnetic path)를 형성할 수 있으며, 상기 코일부와 상기 쉴드부 사이에 배치된다.The magnetic part may form a magnetic path of a magnetic field generated around the coil part, and is disposed between the coil part and the shield part.

도 1a 및 1b를 다시 참조하면, 상기 무선 충전 장치(10)는 발열량이 서로 다른 제 1 자성부(300) 및 제 2 자성부(500)를 포함하는 2종 이상의 하이브리드(hybrid)형 자성부일 수 있다.Referring back to FIGS. 1A and 1B , the wireless charging device 10 may be two or more hybrid type magnetic units including a first magnetic unit 300 and a second magnetic unit 500 having different heating values. have.

구체적으로, 상기 제 1 자성부(300)는 상기 코일부(200) 상에 배치되고, 상기 제 2 자성부(500)는 상기 제 1 자성부(300) 상에 배치될 수 있으며, 상기 코일부(200)가 외부로부터 무선 전력을 받을 때, 상기 제 1 자성부(300)보다 상기 제 2 자성부(500)에서 더 많은 열이 발생될 수 있다.Specifically, the first magnetic part 300 may be disposed on the coil part 200 , and the second magnetic part 500 may be disposed on the first magnetic part 300 , and the coil part When 200 receives wireless power from the outside, more heat may be generated in the second magnetic unit 500 than in the first magnetic unit 300 .

상기 하이브리드형 자성부는 서로 다른 자성 특성과 발열량을 가지므로 이들을 배치하여 조합하는 방식에 따라, 투자율의 크기 순서로 자속 밀도가 커지는 경향을 이용하여 무선 충전 시에 집속되는 자속을 원하는 방향으로 배분시킬 수 있고, 자속의 양과 투자손실의 크기에 비례하여 발열량이 증가하는 경향을 이용하여 효과적으로 열을 외부로 방출시킬 수 있다.Since the hybrid magnetic part has different magnetic properties and heat output, depending on the method of arranging and combining them, the magnetic flux concentration during wireless charging can be distributed in the desired direction by using the tendency of the magnetic flux density to increase in the order of the magnetic permeability. In addition, it is possible to effectively dissipate heat to the outside by using the tendency that the amount of heat generated increases in proportion to the amount of magnetic flux and the size of the investment loss.

따라서, 본 발명의 일 구현예에 따라 상기 제 2 자성부(500)가 상기 제 1 자성부(300) 대비 무선 충전 시에 더 큰 발열량을 갖고, 상기 쉴드부(400)에 더 가깝게 배치됨으로써, 자속 밀도와 열의 방출을 효과적으로 배분하여 무선 충전 효율을 높이면서, 상기 제 2 자성부(500)에서 발생하는 열을 쉴드부(400)를 통해 방출시켜 방열 특성을 효율적으로 향상시킬 수 있다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, the second magnetic part 500 has a larger heat output during wireless charging compared to the first magnetic part 300 and is disposed closer to the shield part 400, By effectively distributing magnetic flux density and heat emission to increase wireless charging efficiency, heat generated from the second magnetic unit 500 may be radiated through the shield unit 400 to effectively improve heat dissipation characteristics.

본 발명의 구현예에 따른 무선 충전 장치에 있어서, 상기 자성부는 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때 특정 범위의 온도를 가짐으로써 발열 저감 효과를 향상시킬 수 있다. In the wireless charging device according to an embodiment of the present invention, the magnetic unit may have a temperature in a specific range when the coil unit receives wireless power from the outside, thereby improving the heat reduction effect.

도 3a 내지 3d를 참조하면, 상기 코일부에 85kHz의 주파수 및 6.6kW의 출력을 가지는 무선 전력이 10분 동안 송신될 때, 상기 코일부(200)을 향하는 제 1 자성부(300)의 하면을 P1이라 하고, 상기 쉴드부(400)를 향하는 제 2 자성부(500)의 상면을 P2라고 할 때, 상기 제 1 자성부(300)의 하면(P1)의 온도(T110)가 상기 제 2 자성부(500)의 상면(P2)의 온도(T210) 보다 1℃ 이상 더 낮을 수 있다. 3A to 3D, when the wireless power having a frequency of 85 kHz and an output of 6.6 kW is transmitted to the coil unit for 10 minutes, the lower surface of the first magnetic unit 300 facing the coil unit 200 When P1 and the upper surface of the second magnetic part 500 facing the shield part 400 is P2, the temperature T1 10 of the lower surface P1 of the first magnetic part 300 is the second The temperature T2 10 of the upper surface P2 of the magnetic part 500 may be 1°C or more lower than the temperature T2 10 .

구체적으로, 상기 제 1 자성부(300)의 하면(P1)의 온도(T110)가 상기 제 2 자성부(500)의 상면(P2)의 온도(T210) 보다 예를 들면, 1℃ 내지 5℃, 예를 들면, 1℃ 내지 4℃, 예를 들면, 1℃ 내지 3℃, 예를 들면, 2℃ 내지 3℃ 더 낮을 수 있다. Specifically, the temperature T1 10 of the lower surface P1 of the first magnetic part 300 is higher than the temperature T2 10 of the upper surface P2 of the second magnetic part 500 , for example, 1° C. to 5°C, such as 1°C to 4°C, such as 1°C to 3°C, such as 2°C to 3°C lower.

만일, 제 1 자성부 및 제 2 자성부 중 하나만 사용하거나, 제 1 자성부 및 제 2 자성부의 배치가 본 발명의 구현예에서 벗어나는 경우, 무선 전력이 10분 동안 송신될 때, 상기 T110이 상기 T210과 동일하거나 더 높을 수 있다. 또한, 상기 T110이 상기 T210과 동일하거나 더 높은 경우, 고속 충전 및 고전력 무선 충전 시 발열이 증가할 수 있으며, 이 경우, 무선 충전 장치의 파손 및 전력변환 회로 파괴 가능성 등의 안전상 문제로 사용성에 제약을 초래하거나 충전 효율이 감소할 수 있다.If only one of the first magnetic part and the second magnetic part is used, or the arrangement of the first magnetic part and the second magnetic part is different from the embodiment of the present invention, when wireless power is transmitted for 10 minutes, the T1 10 is It may be the same as or higher than T2 10 . In addition, when the T1 10 is the same as or higher than the T2 10 , heat may increase during fast charging and high-power wireless charging. may cause restrictions or decrease charging efficiency.

본 발명의 구현예에 따르면 상기 무선 충전 장치는 SAE J2954 WPT2 Z2 class Standard TEST 충전 효율 측정 조건에서, 상기 코일부에 85kHz의 주파수 및 6.6kW 의 출력을 가지는 무선 전력이 10분 또는 60분 동안 송신될 때, 자성부의 표면 온도를 측정하였다. 상기 SAE J2954 WPT2 Z2 class Standard TEST에서, 미국자동차기술자협회규격(Society of Automotive Engineers, SAE) J2954는 전기자동차용 자기유도방식을 이용하는 무선 전력 전송 시스템의 용량대별 성능, 상호 운용성, 정격 출력을 낼 수 있는 수직 및 수평 이격 거리 기준, 송수신 패드 간 통신 방법, 동작 주파수, EMI(Electromagnetic Interface)/EMC(Electromagnetic Compatibility), 안정성과 같은 다양한 내용을 포함하고 있는 규격이다. 이 규격은 시스템의 성능뿐만 아니라, 용량대별 송수신 패드의 규격에 대해서도 제시하고 있기 때문에, 대부분의 자동차 제조 업체들은 송수신 패드 제작 시, 규격에서 제시하는 송수신 패드의 구성 및 사이즈를 따르고 있다.According to an embodiment of the present invention, in the wireless charging device, in the SAE J2954 WPT2 Z2 class Standard TEST charging efficiency measurement condition, wireless power having a frequency of 85 kHz and an output of 6.6 kW to the coil unit is transmitted for 10 minutes or 60 minutes. At this time, the surface temperature of the magnetic part was measured. In the SAE J2954 WPT2 Z2 class Standard TEST, Society of Automotive Engineers (SAE) J2954 can produce performance, interoperability, and rated output for each capacity of a wireless power transmission system using magnetic induction for electric vehicles. It is a standard that includes various contents such as vertical and horizontal separation distance standards, communication methods between transmitting and receiving pads, operating frequency, EMI (Electromagnetic Interface)/EMC (Electromagnetic Compatibility), and stability. Since this standard provides not only the system performance but also the specification of the transmission/reception pad for each capacity band, most automobile manufacturers follow the configuration and size of the transmission/reception pad suggested in the standard when manufacturing the transmission/reception pad.

상기 자성부의 표면 온도는 퀄리트롤(Qualitrol)사의 T/GUARD 405-SYSTEM을 이용하여 도 3a 내지 3d와 같이 제 1 자성부의 하면(P1) 및 제 2 자성부의 상면(P2)을 각각 측정한다. 이때, 상기 표면 온도는 코일부에 대응되는 위치인 외곽부의 중앙을 기준으로 측정한다.The surface temperature of the magnetic part is measured using a T/GUARD 405-SYSTEM manufactured by Qualitrol, respectively, as shown in FIGS. 3A to 3D , on the lower surface P1 of the first magnetic part and the upper surface P2 of the second magnetic part. In this case, the surface temperature is measured based on the center of the outer part, which is a position corresponding to the coil part.

본 발명의 구현예에 따르면, 상기 T110은 55℃ 내지 75℃, 57℃ 내지 73℃, 58℃ 내지 70℃, 또는 58℃ 내지 67℃일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the T1 10 may be 55 °C to 75 °C, 57 °C to 73 °C, 58 °C to 70 °C, or 58 °C to 67 °C.

또한, 상기 T210은 56℃ 내지 76℃, 58℃ 내지 74℃, 59℃ 내지 71℃, 또는 60℃ 내지 70℃일 수 있다. In addition, the T2 10 may be 56 °C to 76 °C, 58 °C to 74 °C, 59 °C to 71 °C, or 60 °C to 70 °C.

상기 코일부에 85kHz의 주파수 및 6.6kW의 출력을 가지는 무선 전력이 10분 동안 송신될 때, 상기 T110이 상기 T210 보다 1℃ 이상 더 낮으며, 상기 T110 및 T210이 각각 상기 범위를 만족하는 경우, 충전 효율 및 발열 저감 특성을 극대화시킬 수 있다.When wireless power having a frequency of 85 kHz and an output of 6.6 kW is transmitted to the coil unit for 10 minutes, the T1 10 is 1°C or more lower than the T2 10 , and the T1 10 and T2 10 are each in the above range. If satisfied, charging efficiency and heat reduction characteristics can be maximized.

이에 반해, 제 1 자성부 및 제 2 자성부 중 하나만 사용하거나, 제 1 자성부 및 제 2 자성부의 배치가 본 발명의 구현예에서 벗어나는 경우, 무선 전력이 10분 동안 송신될 때, 상기 T110 및 상기 T210이 각각 상기 범위에서 벗어날 수 있다. 이와 같이, 상기 T110 및 상기 T210이 각각 본 발명의 범위에서 벗어나는 경우, 고속 충전 및 고전력 무선 충전 시 발열이 증가할 수 있으며, 이 경우, 무선 충전 장치의 파손 및 전력변환 회로 파괴 가능성 등의 안전상 문제로 사용성에 제약을 초래하거나 충전 효율이 감소할 수 있다.On the other hand, when only one of the first magnetic part and the second magnetic part is used, or the arrangement of the first magnetic part and the second magnetic part is out of the embodiment of the present invention, when wireless power is transmitted for 10 minutes, the T1 10 and T2 10 may be out of the above range, respectively. As such, when the T1 10 and the T2 10 are out of the scope of the present invention, respectively, heat generation may increase during fast charging and high-power wireless charging. For safety reasons, usability may be restricted or charging efficiency may be reduced.

또한, 본 발명의 구현예에 따르면, 상기 무선 전력이 60분 동안 송신될 때, 상기 제 1 자성부의 하면의 온도 (T160) 및 상기 제 2 자성부의 상면의 온도(T260)가 각각 100℃ 내지 180℃일 수 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, when the wireless power is transmitted for 60 minutes, the temperature (T1 60 ) of the lower surface of the first magnetic part and the temperature (T2 60 ) of the upper surface of the second magnetic part are 100 ° C. to 180°C.

구체적으로, 상기 조건에서 60분 동안 송신될 때, P1의 온도(T160)는 100℃ 내지 180℃, 120℃ 내지 180℃, 130℃ 내지 180℃, 130℃ 내지 160℃, 또는 136℃ 내지 150℃일 수 있다.Specifically, when transmitted for 60 minutes under the above conditions, the temperature (T1 60 ) of P1 is 100°C to 180°C, 120°C to 180°C, 130°C to 180°C, 130°C to 160°C, or 136°C to 150°C. °C.

또한, 상기 조건에서 60분 동안 송신될 때, P2의 온도(T260)는 100℃ 내지 180℃, 120℃ 내지 180℃, 120℃ 내지 170℃, 125℃ 내지 165℃, 또는 130℃ 내지 160℃일 수 있다.In addition, when transmitted for 60 minutes under the above conditions, the temperature (T2 60 ) of P2 is 100°C to 180°C, 120°C to 180°C, 120°C to 170°C, 125°C to 165°C, or 130°C to 160°C. can be

상기 제 1 자성부 및 제 2 자성부가 상기 조건에서 특정 범위의 온도를 가짐으로써, 충전 효율 및 발열 저감 특성을 극대화시킬 수 있다.When the first magnetic part and the second magnetic part have a temperature in a specific range under the above conditions, charging efficiency and heat reduction characteristics may be maximized.

만일, 제 1 자성부 및 제 2 자성부 중 하나만 적용하거나, 제 1 자성부 및 제 2 자성부의 배치가 본 발명의 구현예에서 벗어나는 경우, 상기 T160 및 상기 T260도 본 발명의 범위에 벗어날 수 있다. 이와 같이, 상기 조건에서 상기 T160 및 상기 T260가 본 발명의 범위에서 벗어나는 경우, 온도가 계속적으로 상승하게 고온 발열이 발생할 수 있으며 장치 구조물의 변형 및 파손이 발생 할 수 있다.If only one of the first magnetic part and the second magnetic part is applied or the arrangement of the first magnetic part and the second magnetic part deviate from the embodiment of the present invention, the T1 60 and the T2 60 also deviate from the scope of the present invention. can As such, when the T1 60 and the T2 60 are out of the scope of the present invention under the above conditions, high-temperature heat generation may occur to continuously increase the temperature, and deformation and damage of the device structure may occur.

상기 T160 및 상기 T260의 차이(절대값)는 1℃ 내지 15℃, 1℃ 내지 12℃, 2℃ 내지 12℃, 3℃ 내지 12℃, 또는 5℃ 내지 12℃일 수 있다. 만일, 상기 T260 및 상기 T160의 차이가 지나치게 클 경우, 무선 충전 중에 자속이 적절히 배분되지 않아서 발생하는 열의 외부로의 전달이 효과적이지 않고, 또한 차량 주행 중에 가해질 수 있는 외부의 충격에 의해 쉽게 파손될 수 있다.The difference (absolute value) between the T1 60 and the T2 60 may be 1°C to 15°C, 1°C to 12°C, 2°C to 12°C, 3°C to 12°C, or 5°C to 12°C. If the difference between T2 60 and T1 60 is too large, the transfer of heat generated because magnetic flux is not properly distributed during wireless charging is not effective, and it is easily caused by an external shock that may be applied while driving the vehicle. may be damaged.

또한, 본 발명의 구현예에 따르면, 도 3b 또는 3d와 같이, 상기 제 1 자성부가 입체 구조이고, 제 2 자성부가 쉴드부와 접촉하는 경우, 무선 전력이 60분 동안 송신될 때, 쉴드부와 접촉한 제 2 자성부의 상면 온도인 T260이 T160에 비해 1℃ 내지 10℃, 1℃ 내지 9℃, 1℃ 내지 8℃, 2℃ 내지 8℃, 3℃ 내지 7℃, 4℃ 내지 7℃, 5℃ 내지 7℃ 정도 더 감소할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 자성부 대비 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때에 더 큰 발열량을 갖는 제 2 자성부를 쉴드부와 접촉하여 배치함으로써, 자속 밀도와 열의 방출을 효과적으로 배분하여 무선 충전 효율을 높이면서, 상기 제 2 자성부에서 발생하는 열을 쉴드부를 통해 방출시켜 방열 특성을 효율적으로 향상시킬 수 있다. 이에 무선 전력이 60분 동안 송신될 때, T260이 T160에 비해 온도가 더 감소할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3B or 3D, when the first magnetic part has a three-dimensional structure and the second magnetic part is in contact with the shield part, when wireless power is transmitted for 60 minutes, the shield part and T2 60, which is the upper surface temperature of the contacted second magnetic part, is 1°C to 10°C, 1°C to 9°C, 1°C to 8°C, 2°C to 8°C, 3°C to 7°C, 4°C to 7 compared to T1 60 ℃, can be further reduced by about 5 to 7 ℃. In this case, when the coil unit receives wireless power from the outside compared to the first magnetic unit, by disposing the second magnetic unit in contact with the shield unit in contact with the shield unit, the magnetic flux density and heat emission are effectively distributed to increase the wireless charging efficiency. , it is possible to efficiently improve heat dissipation characteristics by dissipating heat generated from the second magnetic unit through the shield unit. Accordingly, when wireless power is transmitted for 60 minutes, the temperature of T2 60 may be further reduced compared to T1 60 .

또한, 상기 T110에서 상기 T160 및 T210에서 상기 T260로 각각 50℃ 내지 100℃ 더 증가할 수 있다. 구체적으로, 상기 T110에서 상기 T160로 온도가 50℃ 내지 90℃, 50℃ 내지 85℃, 또는 50℃ 내지 80℃로 더 증가할 수 있고, 상기 T210에서 상기 T260로 50℃ 내지 100℃, 50℃ 내지 90℃, 50℃ 내지 80℃, 또는 50℃ 내지 70℃로 더 증가할 수 있다.In addition, from T1 10 to T1 60 and T2 10 to T2 60 , respectively, 50° C. to 100° C. may be further increased. Specifically, the temperature from T1 10 to T1 60 may be further increased to 50° C. to 90° C., 50° C. to 85° C., or 50° C. to 80° C., and from T2 10 to T2 60 from 50° C. to 100 °C, from 50 °C to 90 °C, from 50 °C to 80 °C, or from 50 °C to 70 °C.

만일, 상기 T110에서 상기 T160 및 T210에서 상기 T260로 각각 100℃ 넘게 더 증가하는 경우, 고속 충전 및 고전력 무선 충전 시 발열이 증가할 수 있으며, 이 경우, 안전상 문제로 사용성에 제약을 초래할 수 있다.If the T1 10 to T1 60 and T2 10 to T2 60 each further increases by more than 100° C., heat generation may increase during fast charging and high-power wireless charging. In this case, usability is restricted for safety reasons. can cause

또한, 본 발명의 구현예에 따른 무선 충전 장치는 도 3b 또는 3d와 같이, 상기 제 1 자성부가 입체 구조이고, 제 2 자성부가 쉴드부와 접촉하는 무선 충전 장치의 경우, 도 3a 또는 3c와 같이, 상기 제 1 자성부가 평면 구조이거나, 제 2 자성부가 쉴드부와 접촉하지 않는 무선 충전 장치에 비해 방열 효과 및 충전 효율을 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 도 3b 또는 3d와 같이, 상기 제 1 자성부가 입체 구조이고, 제 2 자성부가 쉴드부와 접촉하는 무선 충전 장치의 경우, T110에서 상기 T160, 및/또는 T210에서 상기 T260로 각각 50℃ 내지 80℃ 더 증가할 수 있다. 반면, 도 3a 또는 3c와 같이, 상기 제 1 자성부가 평면 구조이거나, 제 2 자성부가 쉴드부와 접촉하지 않는 무선 충전 장치의 경우, T110에서 상기 T160, 및 T210에서 상기 T260로 각각 80℃ 초과 내지 100℃ 이하 더 증가할 수 있다.In addition, in the wireless charging device according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3b or 3d, in the case of a wireless charging device in which the first magnetic part has a three-dimensional structure, and the second magnetic part contacts the shield part, as shown in FIG. 3a or 3c , It is possible to increase the heat dissipation effect and charging efficiency compared to a wireless charging device in which the first magnetic part has a planar structure or the second magnetic part does not contact the shield part. Specifically, as shown in FIG. 3b or 3d, in the case of a wireless charging device in which the first magnetic part has a three-dimensional structure and the second magnetic part is in contact with the shield part, the T1 60 in T1 10 , and/or the T2 60 in T2 10 may be further increased by 50 ° C to 80 ° C, respectively. On the other hand, as shown in FIG. 3A or 3C , in the case of a wireless charging device in which the first magnetic part has a planar structure or the second magnetic part does not contact the shield part, T1 10 to T1 60 , and T2 10 to T2 60 , respectively It may further increase above 80°C and up to 100°C.

한편, 상기 하이브리드형 자성부 중 쉴드부와 가깝게 배치되는 상기 제 2 자성부는 상기 제 1 자성부 대비 두께가 더 얇고 79 kHz 내지 90 kHz에서 투자율이 더 높을 수 있다. 이와 같이 상기 제 1 자성부 및 제 2 자성부의 두께 비율 및 투자율을 최적화하여 설계한 무선 충전 장치는 특히, 고전력에서 충전 효율 및 발열 저감 특성을 극대화시킬 수 있다.Meanwhile, among the hybrid magnetic parts, the second magnetic part disposed close to the shield part may have a thinner thickness than the first magnetic part and may have a higher permeability at 79 kHz to 90 kHz. As described above, the wireless charging device designed by optimizing the thickness ratio and permeability of the first magnetic part and the second magnetic part can maximize charging efficiency and heat reduction characteristics especially at high power.

상기 제 1 자성부 및 제 2 자성부의 총 두께는 2.1 mm 내지 10 mm, 3.0 mm 내지 9 mm, 또는 4.0 mm 내지 8 mm일 수 있다. 상기 제 1 자성부 및 제 2 자성부의 총 두께가 지나치게 두꺼울 경우, 자성부의 무게가 증가할 수 있으므로, 공정 또는 사용에 제약이 있을 수 있다.A total thickness of the first magnetic part and the second magnetic part may be 2.1 mm to 10 mm, 3.0 mm to 9 mm, or 4.0 mm to 8 mm. When the total thickness of the first magnetic part and the second magnetic part is too thick, the weight of the magnetic part may increase, and thus there may be restrictions on processes or use.

상기 제 2 자성부가 상기 제 1 자성부 대비 열전도도는 0.1 W/m·K 내지 6 W/m·K, 0.5 W/m·K 내지 5 W/m·K, 또는 1 W/m·K 내지 4 W/m·K 더 높을 수 있다. 상기 제 1 자성부 대비 열전도도가 더 높은 제 2 자성부가 쉴부드부에 인접 배치함으로써, 자속의 배분을 통해 무선 충전 중에 발생하는 열을 효과적으로 분산시키면서 외부의 충격이나 뒤틀림 등에 대한 내구성을 향상시킬 수 있다.Thermal conductivity of the second magnetic portion compared to the first magnetic portion is 0.1 W/m·K to 6 W/m·K, 0.5 W/m·K to 5 W/m·K, or 1 W/m·K to 4 W/m·K can be higher. By disposing the second magnetic part, which has higher thermal conductivity than the first magnetic part, adjacent to the shield part, the heat generated during wireless charging is effectively dispersed through the distribution of magnetic flux, and the durability against external shock or distortion can be improved. have.

아울러, 상기 2종 이상의 자성부의 자성 특성과 물리적 특성을 고려하여 각 자성부 별로 사용되는 양(체적)을 조절함으로써, 충전 효율을 저해하지 않으면서 내충격성을 향상시키고 제조 비용도 줄일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 자성부가 상기 제 2 자성부 대비 2 내지 9.5 배 더 큰 체적을 가질 수 있다. In addition, by adjusting the amount (volume) used for each magnetic part in consideration of the magnetic properties and physical properties of the two or more types of magnetic parts, it is possible to improve the impact resistance and reduce the manufacturing cost without impairing charging efficiency. For example, the first magnetic part may have a volume 2 to 9.5 times larger than that of the second magnetic part.

이하, 상기 제 1 자성부 및 제 2 자성부를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the first magnetic part and the second magnetic part will be described in detail.

제 1 자성부first magnetic part

제 1 자성부의 종류 Type of first magnetic part

본 발명의 일 구현예에 따른 상기 자성부는 제 1 자성부를 포함하며, 상기 제 1 자성부는 바인더 수지 및 상기 바인더 수지 내에 분산된 자성 분말을 포함하는 고분자형 자성 블록(PMB)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 자성부는 고분자형 자성 블록을 포함하여 바인더 수지에 의해 자성 분말들이 서로 결합됨으로써, 넓은 면적에서 전체적으로 결함이 적으면서 충격에 의해 손상이 적어 내충격성이 우수하며, 무게 감소 등의 효과를 가질 수 있다. The magnetic part according to an embodiment of the present invention may include a first magnetic part, and the first magnetic part may include a polymer-type magnetic block (PMB) including a binder resin and magnetic powder dispersed in the binder resin. The first magnetic part includes a polymer-type magnetic block and magnetic powders are combined with each other by a binder resin, so that overall there are fewer defects in a large area, less damage by impact, excellent impact resistance, weight reduction, etc. can

상기 자성 분말은 산화물계 자성 분말, 금속계 자성 분말, 또는 이들의 혼합 분말일 수 있다. 예를 들어, 상기 산화물계 자성 분말은 페라이트계 분말, 구체적으로 Ni-Zn계, Mg-Zn계, Mn-Zn계 페라이트 분말일 수 있다. 또한 상기 금속계 자성 분말은 Fe-Si-Al 합금 자성 분말, 또는 Ni-Fe 합금 자성 분말일 수 있고, 보다 구체적으로 샌더스트(sendust) 분말, 또는 퍼말로이(permalloy) 분말일 수 있다. The magnetic powder may be an oxide-based magnetic powder, a metal-based magnetic powder, or a mixed powder thereof. For example, the oxide-based magnetic powder may be a ferrite-based powder, specifically, a Ni-Zn-based, Mg-Zn-based, or Mn-Zn-based ferrite powder. In addition, the metal-based magnetic powder may be a Fe-Si-Al alloy magnetic powder or a Ni-Fe alloy magnetic powder, and more specifically, may be a sandust powder or a permalloy powder.

일례로서, 상기 자성 분말은 하기 화학식 1의 조성을 가질 수 있다.As an example, the magnetic powder may have a composition of Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Fe1-a-b-c Sia Xb Yc Fe 1-abc Si a X b Y c

상기 식에서, X는 Al, Cr, Ni, Cu, 또는 이들의 조합이고; Y는 Mn, B, Co, Mo, 또는 이들의 조합이고; 0.01 ≤ a ≤ 0.2, 0.01 ≤ b ≤ 0.1, 및 0 ≤ c ≤ 0.05 이다.wherein X is Al, Cr, Ni, Cu, or a combination thereof; Y is Mn, B, Co, Mo, or a combination thereof; 0.01 ≤ a ≤ 0.2, 0.01 ≤ b ≤ 0.1, and 0 ≤ c ≤ 0.05.

상기 자성 분말의 평균 입경은 약 3 nm 내지 약 1 mm, 약 1 ㎛ 내지 300 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 50 ㎛ 또는 약 1 ㎛ 내지 10 ㎛의 범위일 수 있다. The average particle diameter of the magnetic powder may be in the range of about 3 nm to about 1 mm, about 1 μm to 300 μm, about 1 μm to 50 μm, or about 1 μm to 10 μm.

상기 제 1 자성부는 상기 자성 분말을 10 중량% 이상, 50 중량% 이상, 70 중량% 이상, 또는 85 중량% 이상의 양으로 포함할 수 있다. The first magnetic part may include the magnetic powder in an amount of 10 wt% or more, 50 wt% or more, 70 wt% or more, or 85 wt% or more.

예를 들어, 상기 제 1 자성부는 상기 자성 분말을 10 중량% 내지 99 중량%, 10 중량% 내지 95 중량%, 50 중량% 내지 95 중량%, 50 중량% 내지 92 중량%, 70 중량% 내지 95 중량%, 80 중량% 내지 95 중량%, 또는 80 중량% 내지 90 중량%의 양으로 포함할 수 있다. For example, the first magnetic portion contains 10 wt% to 99 wt%, 10 wt% to 95 wt%, 50 wt% to 95 wt%, 50 wt% to 92 wt%, 70 wt% to 95 wt% of the magnetic powder. weight %, 80% to 95% by weight, or 80% to 90% by weight.

상기 바인더 수지로서 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리페닐설파이드(PSS) 수지, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 이소시아네이트 수지, 에폭시 수지 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. As the binder resin, polyimide resin, polyamide resin, polycarbonate resin, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, polypropylene resin, polyethylene resin, polystyrene resin, polyphenylsulfide (PSS) resin, polyether ether ketone (PEEK) resin, silicone resin, acrylic resin, polyurethane resin, polyester resin, isocyanate resin, epoxy resin and the like may be exemplified, but is not limited thereto.

예를 들어, 상기 바인더 수지는 경화성 수지일 수 있다. 구체적으로, 상기 바인더 수지는 광경화성 수지 및/또는 열경화성 수지일 수 있으며, 특히 경화되어 접착성을 나타낼 수 있는 수지일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 바인더 수지는 글리시딜기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 카복실기 또는 아미드기 등과 같은 열에 의한 경화가 가능한 관능기 또는 부위를 하나 이상 포함하거나; 또는 에폭시드(epoxide)기, 고리형 에테르(cyclic ether)기, 설파이드(sulfide)기, 아세탈(acetal)기 또는 락톤(lactone)기 등과 같은 활성 에너지에 의해 경화가 가능한 관능기 또는 부위를 하나 이상 포함하는 수지를 사용할 수 있다. 이와 같은 관능기 또는 부위는 예를 들어 이소시아네이트기(-NCO), 히드록시기(-OH), 또는 카복실기(-COOH)일 수 있다.For example, the binder resin may be a curable resin. Specifically, the binder resin may be a photocurable resin and/or a thermosetting resin, and in particular, may be a resin capable of exhibiting adhesiveness by curing. More specifically, the binder resin may include at least one functional group or site that can be cured by heat, such as a glycidyl group, an isocyanate group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amide group; or at least one functional group or site that can be cured by active energy such as an epoxide group, a cyclic ether group, a sulfide group, an acetal group, or a lactone group resin can be used. Such a functional group or moiety may be, for example, an isocyanate group (-NCO), a hydroxyl group (-OH), or a carboxyl group (-COOH).

상기 제 1 자성부는 상기 바인더 수지를 5 중량% 내지 40 중량%, 5 중량% 내지 20 중량%, 5 중량% 내지 15 중량%, 또는 7 중량% 내지 15 중량%의 양으로 함유할 수 있다. The first magnetic part may contain the binder resin in an amount of 5 wt% to 40 wt%, 5 wt% to 20 wt%, 5 wt% to 15 wt%, or 7 wt% to 15 wt%.

또한, 상기 제 1 자성부는 이의 중량을 기준으로, 상기 바인더 수지로서, 6 중량% 내지 12 중량%의 폴리우레탄계 수지, 0.5 중량% 내지 2 중량%의 이소시아네이트계 경화제, 및 0.3 중량% 내지 1.5 중량%의 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.In addition, based on the weight of the first magnetic part, as the binder resin, 6 wt% to 12 wt% of a polyurethane-based resin, 0.5 wt% to 2 wt% of an isocyanate-based curing agent, and 0.3 wt% to 1.5 wt% of an epoxy-based resin.

제 1 자성부의 구조적 특징Structural features of the first magnetic part

상기 제 1 자성부는 상기 코일부와 상기 쉴드부 사이에 배치된다.The first magnetic part is disposed between the coil part and the shield part.

상기 제 1 자성부는 상기 코일부와 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 자성부와 상기 코일부의 이격 거리는 0.2 mm 이상, 0.5 mm 이상, 0.2 mm 내지 3 mm, 또는 0.5 mm 내지 2 mm일 수 있다.The first magnetic part may be disposed to be spaced apart from the coil part by a predetermined interval. For example, the separation distance between the first magnetic part and the coil part may be 0.2 mm or more, 0.5 mm or more, 0.2 mm to 3 mm, or 0.5 mm to 2 mm.

또한 상기 제 1 자성부는 상기 쉴드부와 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 자성부와 상기 쉴드부의 이격 거리는 3 mm 이상, 5 mm 이상, 3 mm 내지 10 mm, 또는 4 mm 내지 7 mm일 수 있다.In addition, the first magnetic part may be disposed to be spaced apart from the shield part by a predetermined interval. For example, the separation distance between the first magnetic part and the shield part may be 3 mm or more, 5 mm or more, 3 mm to 10 mm, or 4 mm to 7 mm.

본 발명의 구현예에 따르면, 상기 제 1 자성부는 입체 구조를 가질 수 있으며, 이 경우 충전 효율 및 방열 특성을 향상시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the first magnetic part may have a three-dimensional structure, and in this case, charging efficiency and heat dissipation characteristics may be improved.

도 1b 및 도 3b를 참조하여, 상기 제 1 자성부(300)는 상기 코일부(200)가 배치되는 부분에 대응되는 외곽부(310); 및 상기 외곽부(310)에 의해서 둘러싸이는 중심부(320)를 포함하고, 상기 외곽부(310)의 두께가 상기 중심부(320)의 두께보다 더 클 수 있다. 이때 상기 제 1 자성부에서 외곽부와 중심부는 서로 일체형으로 형성될 수 있다. 1B and 3B, the first magnetic unit 300 includes an outer portion 310 corresponding to a portion where the coil unit 200 is disposed; and a central portion 320 surrounded by the outer portion 310 , wherein a thickness of the outer portion 310 may be greater than a thickness of the central portion 320 . In this case, in the first magnetic part, the outer part and the central part may be integrally formed with each other.

이와 같이 무선 충전 중 전자기 에너지가 집중되는 코일 근방의 자성부의 두께를 두껍게 하고, 코일이 없어서 상대적으로 전자기 에너지 밀도가 낮은 중심의 자성부의 두께를 낮춤으로써, 코일 주변에 집중되는 전자기파를 효과적으로 집속시켜 충전 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 별도의 스페이서 없이 견고하게 코일과 쉴드부와의 거리를 유지시킬 수 있어, 스페이서 등의 사용에 따른 재료비 및 공정비를 줄일 수 있다.As described above, by increasing the thickness of the magnetic part near the coil where electromagnetic energy is concentrated during wireless charging and lowering the thickness of the central magnetic part having a relatively low electromagnetic energy density because there is no coil, the electromagnetic waves concentrated around the coil are effectively focused and charged. In addition to improving efficiency, it is possible to firmly maintain a distance between the coil and the shield unit without a separate spacer, thereby reducing material and processing costs due to the use of spacers and the like.

상기 제 1 자성부에서 상기 외곽부가 상기 중심부에 비해 1.5 배 이상 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 상기 두께 비율일 때, 코일 주변에 집중되는 자기장을 보다 효과적으로 집속시켜 충전 효율을 향상시킬 수 있고 발열 및 경량화에도 유리하다. 구체적으로, 상기 제 1 자성부에서 외곽부/중심부의 두께 비율은 2 이상, 3 이상, 또는 5 이상일 수 있다. 또한 상기 두께 비율은 100 이하, 50 이하, 30 이하, 또는 10 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 두께 비율은 1.5 내지 100, 2 내지 50, 3 내지 30, 또는 5 내지 10일 수 있다. In the first magnetic part, the outer part may have a thickness that is 1.5 times or more thicker than that of the central part. When the thickness ratio is above, it is possible to more effectively focus the magnetic field concentrated around the coil to improve charging efficiency, and it is also advantageous for heat generation and weight reduction. Specifically, in the first magnetic part, the thickness ratio of the outer part/central part may be 2 or more, 3 or more, or 5 or more. In addition, the thickness ratio may be 100 or less, 50 or less, 30 or less, or 10 or less. More specifically, the thickness ratio may be 1.5 to 100, 2 to 50, 3 to 30, or 5 to 10.

상기 제 1 자성부의 외곽부의 두께는 1 mm 이상, 3 mm 이상, 또는 5 mm 이상일 수 있고, 또한 30 mm 이하, 20 mm 이하, 또는 11 mm 이하일 수 있다. 아울러, 상기 제 1 자성부의 중심부의 두께는 10 mm 이하, 7 mm 이하, 또는 5 mm 이하일 수 있고, 또한 0 mm이거나 0.1 mm 이상 또는 1 mm 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 자성부의 외곽부가 5 mm 내지 11 mm의 두께를 갖고, 상기 중심부가 0 mm 내지 5 mm의 두께를 가질 수 있다.The thickness of the outer portion of the first magnetic part may be 1 mm or more, 3 mm or more, or 5 mm or more, and may be 30 mm or less, 20 mm or less, or 11 mm or less. In addition, the thickness of the central portion of the first magnetic part may be 10 mm or less, 7 mm or less, or 5 mm or less, and may be 0 mm, 0.1 mm or more, or 1 mm or more. Specifically, the outer portion of the first magnetic portion may have a thickness of 5 mm to 11 mm, and the central portion may have a thickness of 0 mm to 5 mm.

상기 제 1 자성부(300)의 중심부(320)의 두께가 0일 경우, 상기 제 1 자성부(300)는 중심부(320)에 비어 있는 형상을 가질 수 있다(예를 들어 도넛 형상). 이 경우 상기 제 1 자성부는 보다 작은 면적으로도 충전 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.When the thickness of the central part 320 of the first magnetic part 300 is 0, the first magnetic part 300 may have an empty shape in the central part 320 (eg, a donut shape). In this case, the charging efficiency can be effectively improved even with a smaller area of the first magnetic part.

또한, 본 발명은 일 구현예에 따라, 상기 제 1 자성부가 입체 구조가 아닌 평면 구조(도 3a 및 3c 참조)일 수 있다. 즉, 상기 제 1 자성부에서 외곽부와 중심부는 두께가 동일할 수도 있다.Also, according to an exemplary embodiment, the first magnetic part may have a planar structure (see FIGS. 3A and 3C ) rather than a three-dimensional structure. That is, in the first magnetic portion, the outer portion and the central portion may have the same thickness.

한편, 상기 제 1 자성부는 대면적을 가질 수 있고, 구체적으로 200 cm2 이상, 400 cm2 이상, 또는 600 cm2 이상의 면적을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 1 자성부는 10,000 cm2 이하의 면적을 가질 수 있다.Meanwhile, the first magnetic part may have a large area, and specifically, may have an area of 200 cm 2 or more, 400 cm 2 or more, or 600 cm 2 or more. Also, the first magnetic part may have an area of 10,000 cm 2 or less.

상기 대면적의 제 1 자성부는 다수의 단위 자성부가 조합되어 구성될 수 있으며, 이때, 상기 단위 자성부의 면적은 60 cm2 이상, 90 cm2, 또는 95 cm2 내지 900 cm2일 수 있다.The large-area first magnetic part may be configured by combining a plurality of unit magnetic parts, and in this case, an area of the unit magnetic part may be 60 cm 2 or more, 90 cm 2 , or 95 cm 2 to 900 cm 2 .

또는 상기 제 1 자성부는 중심부에 비어있는 형상을 가질 수 있고, 이 경우 상기 제 1 자성부는 외곽부의 면적, 즉 코일부에 대응하는 면적을 가질 수 있다. Alternatively, the first magnetic part may have an empty shape in the center, and in this case, the first magnetic part may have an area of the outer part, that is, an area corresponding to the coil part.

상기 제 1 자성부는 몰드를 통한 성형 등의 방법으로 제조된 자성 블록일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 자성부는 몰드를 통해 입체 구조로 성형된 것일 수 있다. 이러한 자성 시트는 자성 분말과 바인더 수지를 혼합하고 사출 성형 등에 의해 몰드로 주입하여 입체 구조로 성형될 수 있다.The first magnetic part may be a magnetic block manufactured by a method such as molding through a mold. For example, the first magnetic part may be molded into a three-dimensional structure through a mold. Such a magnetic sheet may be molded into a three-dimensional structure by mixing magnetic powder and a binder resin and injecting it into a mold by injection molding or the like.

구체적으로, 상기 성형은 사출성형에 의해 자성부의 원료를 몰드에 주입하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 자성부는 자성 분말과 고분자 수지 조성물을 혼합하여 원료 조성물을 얻은 뒤, 도 4에서 보듯이, 상기 원료 조성물(701)을 사출성형기(702)에 의해 몰드(703)에 주입하여 제조될 수 있다. 이때 몰드(703)의 내부 형태를 입체 구조로 설계하여, 자성부의 입체 구조를 쉽게 구현할 수 있다. 이와 같은 공정은 기존의 소결 페라이트 시트를 자성부로 사용하는 경우에는 어려울 수 있다.Specifically, the molding may be performed by injecting the raw material of the magnetic part into the mold by injection molding. More specifically, the magnetic part is manufactured by mixing magnetic powder and a polymer resin composition to obtain a raw material composition, and then injecting the raw material composition 701 into the mold 703 by an injection molding machine 702 as shown in FIG. 4 . can be At this time, by designing the internal shape of the mold 703 as a three-dimensional structure, the three-dimensional structure of the magnetic part can be easily implemented. Such a process may be difficult when an existing sintered ferrite sheet is used as a magnetic part.

또는, 상기 제 1 자성부는 자성 시트의 적층체일 수 있으며, 예를 들어 자성 시트가 20장 이상, 또는 50장 이상 적층된 것일 수 있다. Alternatively, the first magnetic part may be a laminate of magnetic sheets, and for example, 20 or more magnetic sheets, or 50 or more magnetic sheets may be laminated.

구체적으로, 상기 자성 시트의 적층체는 제 1 자성부의 중심부에만 추가적인 자성 시트가 1매 이상 더 적층된 것일 수 있다. 이때 개별 자성 시트의 두께는 80 ㎛ 이상, 또는 85 ㎛ 내지 150 ㎛일 수 있다. 이러한 자성 시트는 자성 분말과 바인더 수지를 혼합하여 슬러리화한 후 시트 형상으로 성형하고 경화하는 등의 통상적인 시트화 공정으로 제조될 수 있다.Specifically, the magnetic sheet stack may be one in which one or more additional magnetic sheets are further stacked only at the center of the first magnetic part. In this case, the thickness of each magnetic sheet may be 80 μm or more, or 85 μm to 150 μm. Such a magnetic sheet may be manufactured by a conventional sheet forming process, such as mixing magnetic powder and a binder resin to form a slurry, then forming and curing the magnetic sheet into a sheet shape.

제 1 자성부의 자성 특성Magnetic properties of the first magnetic part

상기 제 1 자성부는 전기 자동차의 무선 충전 표준 주파수 근방에서 일정 수준의 자성 특성을 가질 수 있다. The first magnetic part may have a magnetic characteristic of a certain level in the vicinity of the wireless charging standard frequency of the electric vehicle.

상기 전기 자동차의 무선 충전 표준 주파수는 100 kHz 미만일 수 있고, 예를 들어 79 kHz 내지 90 kHz, 구체적으로 81 kHz 내지 90 kHz, 보다 구체적으로 약 85 kHz일 수 있으며, 이는 휴대폰과 같은 모바일 전자기기에 적용하는 주파수와 구별되는 대역이다.The wireless charging standard frequency of the electric vehicle may be less than 100 kHz, for example, 79 kHz to 90 kHz, specifically 81 kHz to 90 kHz, more specifically about 85 kHz, which is a mobile electronic device such as a mobile phone. It is a band distinct from the applied frequency.

상기 제 1 자성부의 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 투자율은 소재에 따라 달라질 수 있고, 넓게는 5 내지 150,000일 수 있으며, 구체적인 소재에 따라 5 내지 300, 500 내지 3,500, 또는 10,000 내지 150,000일 수 있다. 또한 상기 제 1 자성부의 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 투자손실은 소재에 따라 달라질 수 있고, 넓게는 0 내지 50,000일 수 있으며, 구체적인 소재에 따라 0 내지 1,000, 1 내지 100, 100 내지 1,000, 또는 5,000 내지 50,000일 수 있다. The magnetic permeability in the frequency band of 79 kHz to 90 kHz of the first magnetic part may vary depending on the material, and may be in the range of 5 to 150,000, and may be in the range of 5 to 300, 500 to 3,500, or 10,000 to 150,000 depending on the specific material. have. In addition, the investment loss in the frequency band of 79 kHz to 90 kHz of the first magnetic part may vary depending on the material, and may be 0 to 50,000 in a wide range, 0 to 1,000, 1 to 100, 100 to 1,000, depending on the specific material, or 5,000 to 50,000.

구체적인 일례로서, 상기 제 1 자성부가 자성 분말 및 바인더 수지를 포함하는 고분자형 자성 블록일 경우, 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역, 예컨대 85 kHz의 주파수 대역에서 투자율은 5 내지 500, 5 내지 130, 15 내지 80, 또는 10 내지 50일 수 있고, 투자손실은 0 내지 50, 0 내지 20, 0 내지 15, 또는 0 내지 5일 수 있다.As a specific example, when the first magnetic part is a polymer-type magnetic block including a magnetic powder and a binder resin, the magnetic permeability is 5 to 500, 5 to 130, in a frequency band of 79 kHz to 90 kHz, for example, 85 kHz. 15 to 80, or 10 to 50, and the investment loss may be 0 to 50, 0 to 20, 0 to 15, or 0 to 5.

제 1 자성부의 물리적 특성Physical properties of the first magnetic part

상기 제 1 자성부는 일정 비율로 신장될 수 있다. 예를 들어 상기 제 1 자성부의 신장율은 0.5% 이상일 수 있다. 상기 신장 특성은 고분자를 적용하지 않는 세라믹계 자성부에서는 얻기 어려운 것으로, 대면적의 자성부가 충격에 의해 뒤틀림 등이 발생하더라도 손상을 줄여줄 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 자성부의 신장율은 0.5% 이상, 1% 이상, 또는 2.5% 이상일 수 있다. 상기 신장율의 상한에는 특별한 제한이 없으나, 신장율 향상을 위해 고분자 수지의 함량이 많아지는 경우, 자성부의 인턱턴스 등의 특성이 떨어질 수 있으므로, 상기 신장율은 10% 이하인 것이 좋다.The first magnetic part may be elongated at a certain rate. For example, the elongation of the first magnetic part may be 0.5% or more. The elongation characteristic is difficult to obtain in a ceramic magnetic part to which a polymer is not applied, and damage can be reduced even when a large-area magnetic part is distorted due to an impact. Specifically, the elongation of the first magnetic part may be 0.5% or more, 1% or more, or 2.5% or more. There is no particular limitation on the upper limit of the elongation, but when the content of the polymer resin is increased to improve the elongation, properties such as inductance of the magnetic part may be deteriorated, so that the elongation is preferably 10% or less.

상기 제 1 자성부는 충격 전후의 특성 변화율이 적으며, 일반적인 페라이트 자성시트와 비교하여 월등하게 우수하다.The first magnetic part has a small rate of change in characteristics before and after impact, and is significantly superior to that of a general ferrite magnetic sheet.

본 명세서에서 어떤 특성의 충격 전후의 특성 변화율(%)은 아래 식으로 계산될 수 있다. In the present specification, the characteristic change rate (%) before and after the impact of a certain characteristic may be calculated by the following formula.

특성 변화율(%) = | 충격 전 특성 값 - 충격 후 특성 값 | / 충격 전 특성 값 x 100Characteristic change rate (%) = | Property Values Before Impact - Property Values After Impact | / property value before impact x 100

예를 들어, 상기 제 1 자성부는 1 m의 높이에서 자유 낙하시켜 인가한 충격 전과 후의 인덕턴스 변화율이 5% 미만, 또는 3% 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 인덕턴스 변화율은 0% 내지 3%, 0.001% 내지 2%, 또는 0.01% 내지 1.5%일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 충격 전후의 인덕턴스 변화율이 상대적으로 적어서 자성부의 안정성이 보다 향상될 수 있다.For example, the inductance change rate before and after the impact applied by free-falling the first magnetic part from a height of 1 m may be less than 5%, or less than 3%. More specifically, the inductance change rate may be 0% to 3%, 0.001% to 2%, or 0.01% to 1.5%. When within the above range, the inductance change rate before and after the impact is relatively small, so the stability of the magnetic part may be further improved.

또한, 상기 제 1 자성부는 1 m의 높이에서 자유 낙하시켜 인가한 충격 전과 후의 품질계수(Q factor) 변화율이 0% 내지 5%, 0.001% 내지 4%, 또는 0.01% 내지 2.5%일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 충격 전후의 특성 변화가 적어서 자성부의 안정성과 내충격성이 보다 향상될 수 있다.In addition, the first magnetic part may be free-falling from a height of 1 m and the change rate of the quality factor (Q factor) before and after the applied impact may be 0% to 5%, 0.001% to 4%, or 0.01% to 2.5%. When within the above range, the change in characteristics before and after the impact is small, so the stability and impact resistance of the magnetic part may be further improved.

또한, 상기 제 1 자성부는 1 m의 높이에서 자유 낙하시켜 인가한 충격 전과 후의 저항 변화율이 0% 내지 2.8%, 0.001% 내지 1.8%, 또는 0.1% 내지 1.0%일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 실제 충격과 진동이 가해지는 환경에서 반복하여 적용하더라도 저항값이 일정 수준 이하로 잘 유지될 수 있다.In addition, the resistance change rate before and after the impact applied by free-falling from a height of 1 m to the first magnetic part may be 0% to 2.8%, 0.001% to 1.8%, or 0.1% to 1.0%. When within the above range, the resistance value may be well maintained below a certain level even if it is repeatedly applied in an environment to which an actual shock and vibration are applied.

또한, 상기 제 1 자성부는 1 m의 높이에서 자유 낙하시켜 인가한 충격 전과 후의 충전 효율 변화율이 0% 내지 6.8%, 0.001% 내지 5.8%, 또는 0.01% 내지 3.4%일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 대면적의 자성부가 충격이나 뒤틀림이 반복적으로 발생하더라도 특성을 보다 안정적으로 유지할 수 있다.In addition, the charge efficiency change rate before and after the impact applied by free-falling from a height of 1 m to the first magnetic part may be 0% to 6.8%, 0.001% to 5.8%, or 0.01% to 3.4%. When it is within the above range, the properties of the large-area magnetic part may be more stably maintained even if impact or distortion occurs repeatedly.

제 2 자성부second magnetic part

제 2 자성부의 종류 Type of second magnetic part

본 발명의 일 구현예에 따른 상기 무선 충전 장치는 상기 제 1 자성부와 발열량이 다른 제 2 자성부를 포함한다. The wireless charging device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a second magnetic unit having a different heating value from the first magnetic unit.

상기 제 2 자성부는 페라이트계 자성부일 수 있고, 구체적으로, 산화물계 자성부, 금속계 자성부, 또는 이들의 복합 소재를 포함할 수 있다. The second magnetic part may be a ferritic magnetic part, and specifically, may include an oxide-based magnetic part, a metal-based magnetic part, or a composite material thereof.

본 발명의 구현예에 따라 상기 제 2 자성부로서 자기 집속력이 강한 소재를 사용함으로써, 자기 집속력(인덕턴스)이 약하여 충전 효율 저하 발생을 야기할 수 있는 제 1 자성부의 단점을 보완해 줄 수 있다. According to an embodiment of the present invention, by using a material having a strong magnetic focusing force as the second magnetic portion, the disadvantage of the first magnetic portion, which may cause a decrease in charging efficiency due to a weak magnetic focusing force (inductance), can be compensated. have.

만일, 상기 제 2 자성부를 포함하지 않고, 상기 제 1 자성부만을 사용하는 경우 내충격성 및 무게 감소 등의 효과가 있을 수 있으나, 자기 집속력(인덕턴스)이 약하여 충전 효율 저하를 발생할 수 있다. 한편, 상기 제 2 자성부는 자기 집속력이 강하나, 평판 대형화 가공에 어려움이 있고, 자동차용 후막 형태로 제조 및 가공시 제약이 있을 수 있다. 따라서, 내충격성이 크고 무게 감소 효과가 있는 제 1 자성부와 함께 자기 집속력이 강한 제 2 자성부를 함께 사용함으로써, 무선 충전 장치의 성능을 효율적으로 향상시킬 수 있다. If only the first magnetic part is used without the second magnetic part, there may be effects such as impact resistance and weight reduction, but the magnetic focusing force (inductance) may be weak, and thus charging efficiency may be deteriorated. On the other hand, although the second magnetic part has a strong magnetic focusing force, it is difficult to process a plate enlargement, and there may be restrictions in manufacturing and processing in the form of a thick film for automobiles. Accordingly, the performance of the wireless charging device can be effectively improved by using the second magnetic part having a strong magnetic focusing force together with the first magnetic part having high impact resistance and a weight reduction effect.

상기 산화물계 자성부는 페라이트계 소재일 수 있고, 구체적인 화학식은 MOFe2O3(여기서 M은 Mn, Zn, Cu, Ni 등의 1종 이상의 2가 금속 원소이다)로 표시될 수 있다. 상기 페라이트계 소재는 소결체인 것이 투자율과 같은 자성 특성 면에서 유리하다. 상기 페라이트계 소재는 원료 성분들을 혼합하고 하소 후 분쇄하고, 이를 바인더 수지와 혼합하여 성형하고 소성하여 시트 또는 블록 형태로 제조될 수 있다.The oxide-based magnetic part may be a ferrite-based material, and a specific chemical formula may be expressed as MOFe 2 O 3 (where M is one or more divalent metal elements such as Mn, Zn, Cu, Ni). The ferritic material is advantageous in terms of magnetic properties such as magnetic permeability that it is a sintered body. The ferritic material may be manufactured in the form of a sheet or block by mixing raw materials, calcining, pulverizing, mixing this with a binder resin, molding, and firing.

보다 구체적으로 상기 산화물계 자성부는 Ni-Zn계, Mg-Zn계, 또는 Mn-Zn계 페라이트일 수 있고, 특히 Mn-Zn계 페라이트는 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수에서 실온 내지 100℃ 이상의 온도 범위에 걸쳐 높은 투자율, 낮은 투자손실, 및 높은 포화자속밀도를 나타낼 수 있다.More specifically, the oxide-based magnetic part may be a Ni-Zn-based, Mg-Zn-based, or Mn-Zn-based ferrite. In particular, the Mn-Zn-based ferrite has a temperature range of room temperature to 100° C. or higher at a frequency of 79 kHz to 90 kHz. It can exhibit high permeability, low investment loss, and high saturation magnetic flux density.

상기 Mn-Zn계 페라이트는 주성분으로 산화철 Fe2O3 66 mol% 내지 70 mol%, ZnO 10 mol% 내지 20 mol%, MnO 8 mol% 내지 24 mol%, NiO 0.4 mol% 내지 2 mol%를 포함하고, 그 외 부성분으로 SiO2, CaO, Nb2O5, ZrO2, SnO 등을 함유할 수 있다. 상기 Mn-Zn계 페라이트는 주성분을 소정의 몰비로 혼합하여 공기 중에서 800℃ 내지 1100℃의 온도로 1 시간 내지 3 시간 동안 하소 후 부성분을 첨가하여 분쇄하고, 이에 폴리비닐알코올(PVA) 등의 바인더 수지를 적당량 혼합하고 프레스를 이용하여 가압 성형한 후, 1200℃ 내지 1300℃까지 승온하여 2시간 이상 소성함으로써 시트 또는 블록 형태로 제조될 수 있다. 이후, 필요에 따라 와이어 톱(wire saw) 또는 워터젯(water jet) 등을 이용한 가공을 통해 요구되는 크기로 절단된다.The Mn-Zn-based ferrite is iron oxide Fe 2 O 3 66 mol% to 70 mol%, ZnO 10 mol% to 20 mol%, MnO 8 mol% to 24 mol%, NiO 0.4 mol% to 2 mol% as a main component. and SiO 2 , CaO, Nb 2 O 5 , ZrO 2 , SnO and the like as other subcomponents. The Mn-Zn-based ferrite is pulverized by mixing the main component in a predetermined molar ratio, calcining in the air at a temperature of 800 ° C. to 1100 ° C. for 1 hour to 3 hours, and then adding the sub-components, and thus a binder such as polyvinyl alcohol (PVA) After mixing an appropriate amount of the resin and press-molding using a press, the temperature is raised to 1200° C. to 1300° C. and calcined for 2 hours or more, thereby producing a sheet or block form. Then, it is cut to a required size through processing using a wire saw or a water jet, if necessary.

또한 상기 금속계 자성부는 Fe-Si-Al 합금 자성부, 또는 Ni-Fe 합금 자성부일 수 있고, 보다 구체적으로 샌더스트(sendust), 또는 퍼말로이(permalloy)일 수 있다. In addition, the metal-based magnetic part may be a Fe-Si-Al alloy magnetic part or a Ni-Fe alloy magnetic part, and more specifically, may be sandust or permalloy.

또한 상기 제 2 자성부는 나노결정성(nanocrystalline) 자성부를 포함할 수 있고, 예를 들어 Fe계 나노결정성 자성부, 구체적으로 Fe-Si-Al계 나노결정성 자성부, Fe-Si-Cr계 나노결정성 자성부, 또는 Fe-Si-B-Cu-Nb계 나노결정성 자성부를 포함할 수 있다. 상기 제 2 자성부로 나노결정성 자성부를 적용 시에, 코일부와 거리가 멀어질수록 코일부의 인덕턴스(Ls)가 낮아지더라도 저항(Rs)이 더욱 낮아짐으로써 코일부의 품질계수(Q factor: Ls/Rs)가 높아져서 충전 효율이 향상되고 발열이 줄어들 수 있다. In addition, the second magnetic portion may include a nanocrystalline magnetic portion, for example, a Fe-based nanocrystalline magnetic portion, specifically, a Fe-Si-Al-based nanocrystalline magnetic portion, Fe-Si-Cr-based magnetic portion It may include a nanocrystalline magnetic part, or a Fe-Si-B-Cu-Nb based nanocrystalline magnetic part. When the nanocrystalline magnetic part is applied as the second magnetic part, the higher the distance from the coil part, the lower the resistance (Rs) even if the inductance (Ls) of the coil part is lowered, so that the quality factor of the coil part (Q factor: Ls/Rs) may be increased to improve charging efficiency and reduce heat generation.

상기 제 2 자성부는 상기 제 1 자성부와 종류가 다른 자성 소재로 구성될 수 있다. 구체적인 일례로서, 상기 제 1 자성부가 Fe-Si-Al계 합금 자성부를 포함하고, 상기 제 2 자성부가 Mn-Zn계 페라이트, Fe-Si-Al계 나노결정성 자성 분말, Fe-Si-Cr계 나노결정성 자성 분말, 및 Fe-Si-B-Cu-Nb계 나노결정성 자성 분말로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 제 1 자성부와 제 2 자성부의 조합은, 상기 제 2 자성부가 상기 제 1 자성부 대비 79 kHz 내지 90 kHz에서 높은 투자율을 갖는데 유리하다.The second magnetic part may be made of a magnetic material different from that of the first magnetic part. As a specific example, the first magnetic part includes a Fe-Si-Al-based alloy magnetic part, and the second magnetic part includes Mn-Zn-based ferrite, Fe-Si-Al-based nanocrystalline magnetic powder, and Fe-Si-Cr-based alloy. It may include at least one selected from the group consisting of a magnetic nanocrystalline powder, and a Fe-Si-B-Cu-Nb-based nanocrystalline magnetic powder. The combination of the first magnetic part and the second magnetic part is advantageous in that the second magnetic part has a higher magnetic permeability at 79 kHz to 90 kHz than the first magnetic part.

제 2 자성부의 구조적 특징Structural features of the second magnetic part

상기 제 2 자성부는 시트 형태 또는 블록 형태를 가질 수 있다. The second magnetic part may have a sheet shape or a block shape.

또한, 상기 제 2 자성부의 두께는 0.5 mm 내지 5 mm일 수 있고, 구체적으로, 0.5 mm 내지 3 mm, 0.5 mm 내지 2 mm, 또는 1 mm 내지 2 mm일 수 있다.In addition, the thickness of the second magnetic part may be 0.5 mm to 5 mm, specifically, 0.5 mm to 3 mm, 0.5 mm to 2 mm, or 1 mm to 2 mm.

상기 제 2 자성부는 상기 제 1 자성부와 동일한 면적을 갖거나, 이와 다른 면적을 가질 수 있다.The second magnetic portion may have the same area as the first magnetic portion or may have a different area from that of the first magnetic portion.

예를 들어, 상기 제 2 자성부는 상기 제 1 자성부와 동일하게 대면적을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 자성부의 면적은 200 cm2 이상, 400 cm2 이상, 또는 600 cm2 이상일 수 있다. 또한, 상기 제 2 자성부의 면적은 10,000 cm2 이하일 수 있다.For example, the second magnetic part may have the same large area as the first magnetic part. Specifically, the area of the second magnetic part may be 200 cm 2 or more, 400 cm 2 or more, or 600 cm 2 or more. Also, the area of the second magnetic part may be 10,000 cm 2 or less.

또는 상기 제 2 자성부는 상기 제 1 자성부보다 작은 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 자성부가 상기 제 1 자성부의 외곽부 상에만 배치될 경우, 상기 제 2 자성부는 상기 외곽부의 면적에 대응하는 면적을 가질 수 있다. 또한 이에 따라, 상기 제 2 자성부는 상기 코일부에 대응되는 위치에 배치될 수 있고, 상기 코일부의 면적에 대응하는 면적을 가질 수 있다. 이 경우 상기 제 2 자성부는 작은 면적으로도 충전 효율과 방열 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.Alternatively, the second magnetic part may have a smaller area than the first magnetic part. For example, when the second magnetic portion is disposed only on the outer portion of the first magnetic portion, the second magnetic portion may have an area corresponding to the area of the outer portion. Also, according to this, the second magnetic part may be disposed at a position corresponding to the coil part, and may have an area corresponding to the area of the coil part. In this case, the second magnetic part can effectively improve charging efficiency and heat dissipation characteristics even with a small area.

제 2 자성부의 자성 특성Magnetic properties of the second magnetic part

상기 제 2 자성부는 전기 자동차의 무선 충전 표준 주파수 근방에서 특정 범위의 자성 특성을 가질 수 있다. The second magnetic part may have a magnetic characteristic in a specific range near the wireless charging standard frequency of the electric vehicle.

예를 들어 상기 제 2 자성부의 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 투자율은 소재에 따라 달라질 수 있고, 넓게는 5 내지 150,000일 수 있으며, 구체적인 소재에 따라 5 내지 300, 500 내지 3,500, 또는 10,000 내지 150,000일 수 있다. 또한 상기 제 2 자성부의 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 투자손실은 소재에 따라 달라질 수 있고, 넓게는 0 내지 50,000일 수 있으며, 구체적인 소재에 따라 0 내지 1,000, 1 내지 100, 100 내지 1,000, 또는 5,000 내지 50,000일 수 있다. For example, the magnetic permeability in the frequency band of 79 kHz to 90 kHz of the second magnetic part may vary depending on the material, and may be in the range of 5 to 150,000, and in the range of 5 to 300, 500 to 3,500, or 10,000 to 300, depending on the specific material. It can be 150,000. In addition, the investment loss in the frequency band of 79 kHz to 90 kHz of the second magnetic part may vary depending on the material, and may be 0 to 50,000 in a wide range, 0 to 1,000, 1 to 100, 100 to 1,000, depending on the specific material, or 5,000 to 50,000.

구체적인 일례로서, 상기 제 2 자성부가 페라이트계 소재일 경우, 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역, 예컨대 85 kHz의 주파수 대역에서 투자율은 1,000 내지 20,000, 1,000 내지 5,000, 또는 2,000 내지 4,000일 수 있고, 투자손실은 0 내지 1,000, 0 내지 500, 0 내지 100, 또는 0 내지 50일 수 있다.As a specific example, when the second magnetic part is a ferritic material, the magnetic permeability in a frequency band of 79 kHz to 90 kHz, for example, a frequency band of 85 kHz, may be 1,000 to 20,000, 1,000 to 5,000, or 2,000 to 4,000, The loss can be 0 to 1,000, 0 to 500, 0 to 100, or 0 to 50.

상기 구현예에 따르면, 상기 제 2 자성부는 상기 제 1 자성부 대비 79 kHz 내지 90 kHz에서 높은 투자율을 갖는다. 예를 들어, 상기 제 2 자성부와 상기 제 1 자성부 간의 79 kHz 내지 90 kHz에서의 투자율 차이는 100 이상, 500 이상, 또는 1,000 이상일 수 있고, 구체적으로 100 내지 5,000, 500 내지 4,000, 또는 1,000 내지 4,000일 수 있다.According to the embodiment, the second magnetic part has a higher magnetic permeability at 79 kHz to 90 kHz than the first magnetic part. For example, the difference in permeability between the second magnetic part and the first magnetic part at 79 kHz to 90 kHz may be 100 or more, 500 or more, or 1,000 or more, and specifically 100 to 5,000, 500 to 4,000, or 1,000 to 4,000.

구체적으로, 상기 제 1 자성부가 79 kHz 내지 90 kHz에서 5 내지 300의 투자율을 갖고, 상기 제 2 자성부가 79 kHz 내지 90 kHz에서 1,000 내지 5,000의 투자율을 가질 수 있다.Specifically, the first magnetic part may have a magnetic permeability of 5 to 300 in 79 kHz to 90 kHz, and the second magnetic part may have a magnetic permeability of 1,000 to 5,000 in 79 kHz to 90 kHz.

무선 충전 시에 자속 밀도는 코일부와 근접할수록 높지만, 자성부가 코일부 주위에 있을 경우에 자성부에 자속이 집속되며, 하나 이상의 자성부가 있을 경우에는 자성부의 투자율의 크기 순서로 자속 밀도가 커지게 된다. 따라서, 제 1 자성부 대비 높은 투자율을 갖는 제 2 자성부를 적절히 배치하게 되면 자속을 효과적으로 배분할 수 있다.During wireless charging, the magnetic flux density is higher as it approaches the coil part, but when the magnetic part is around the coil part, the magnetic flux is concentrated in the magnetic part. do. Accordingly, when the second magnetic portion having a higher magnetic permeability than the first magnetic portion is properly disposed, magnetic flux can be effectively distributed.

제 2 자성부의 배치arrangement of the second magnetic part

본 발명의 구현예에 따르면, 상기 제 2 자성부는 상기 제 1 자성부 대비 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때에 더 큰 발열량을 가지므로, 쉴드부에 가깝게 배치되는 것이 유리하다. 예를 들어, 상기 제 2 자성부로서 페라이트계 소결체를 포함하는 경우, 페라이트계 소결체는 열이 많이 발생하나 열을 잘 방출할 수 있다. 따라서, 이러한 발열량을 갖는 상기 제 2 자성부를 상기 쉴드부에 가깝게 배치함으로써, 발열 저감 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 만일, 상기 고분자형 자성부를 포함하는 발열량이 적은 제 1 자성부를 쉴드부에 가깝게 배치하는 경우, 상기 고분자형 자성부에 포함된 고분자 성분이 열을 축적하므로, 지남에 따라 온도가 계속적으로 상승하게 되어 발열 저감 특성에 악영향을 줄 수 있다. According to the embodiment of the present invention, since the second magnetic part has a larger amount of heat when the coil part receives wireless power from the outside compared to the first magnetic part, it is advantageous to be disposed close to the shield part. For example, when a ferritic sintered body is included as the second magnetic part, the ferritic sintered body generates a lot of heat, but may well dissipate heat. Accordingly, by disposing the second magnetic portion having such a heat amount close to the shield portion, heat reduction characteristics may be further improved. If the first magnetic part having a small amount of heat including the polymer-type magnetic part is disposed close to the shield part, the polymer component included in the polymer-type magnetic part accumulates heat, so that the temperature continuously rises over time. It may adversely affect the heat reduction characteristics.

구체적으로, 도 3a 내지 3d를 다시 참조하면, 상기 제 2 자성부(500)는 상기 쉴드부(400)와 상기 제 1 자성부(300)의 사이에 배치될 수 있다. 이와 같이 상기 제 1 자성부 대비 발열량이 큰 상기 제 2 자성부를 상기 쉴드부와 가까운 곳에 배치함에 따라 코일부 주위의 높은 자속 밀도를 효과적으로 분산시킬 수 있어서, 상기 제 1 자성부 단독으로 사용하는 경우에 비해 충전 효율을 높여줄 뿐만 아니라 제 1 자성부의 코일부 근접부에 집중되는 열을 효과적으로 분산시켜 줄 수 있다.Specifically, referring back to FIGS. 3A to 3D , the second magnetic part 500 may be disposed between the shield part 400 and the first magnetic part 300 . As described above, by disposing the second magnetic part having a larger amount of heat compared to the first magnetic part close to the shield part, it is possible to effectively disperse the high magnetic flux density around the coil part, so that when the first magnetic part is used alone Compared to that, it is possible to not only increase the charging efficiency, but also effectively dissipate the heat concentrated in the vicinity of the coil part of the first magnetic part.

이때, 도 3b 및 도 3d에서 보듯이, 상기 제 2 자성부의 적어도 일부가 상기 쉴드부에 접촉할 수 있다. 이에 따라 상기 제 2 자성부에서 발생하는 열이 상기 쉴드부를 통해 효과적으로 배출될 수 있다. 예를 들어 상기 제 2 자성부가 시트 형태일 경우, 이의 일면 전부가 상기 쉴드부에 접촉할 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 자성부는 상기 쉴드부의 상기 제 1 자성부를 향하는 일면 상에 부착될 수 있다. 상기 제 2 자성부는 상기 쉴드부의 일면에 열전도성 접착제로 부착됨으로써, 방열 효과를 더욱 높일 수 있다. 상기 열전도성 접착제는 금속계, 카본계, 세라믹계 등의 열전도성 소재를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 열전도성 입자가 분산된 접착제 수지일 수 있다.At this time, as shown in FIGS. 3B and 3D , at least a portion of the second magnetic part may contact the shield part. Accordingly, heat generated from the second magnetic part may be effectively discharged through the shield part. For example, when the second magnetic part is in the form of a sheet, an entire surface of the second magnetic part may contact the shield part. Specifically, the second magnetic part may be attached to one surface of the shield part facing the first magnetic part. The second magnetic part may be attached to one surface of the shield part with a thermally conductive adhesive, thereby further enhancing the heat dissipation effect. The thermally conductive adhesive may include a thermally conductive material such as a metal-based, carbon-based, or ceramic-based adhesive, for example, an adhesive resin in which thermally conductive particles are dispersed.

또한, 도 3a에서 보듯이, 상기 제 2 자성부(500)는 코일부(200)에 대응되는 위치인 외곽부(310), 및 상기 외곽부(310)에 의해서 둘러싸이는 중심부(320) 모두에 배치될 수 있다In addition, as shown in FIG. 3A , the second magnetic part 500 is located in both the outer part 310 corresponding to the coil part 200 and the central part 320 surrounded by the outer part 310 . can be deployed

또한, 도 3b 내지 3d에서 보듯이, 상기 제 2 자성부(500)는 코일부(200)에 대응되는 위치인 외곽부(310)에만 배치될 수 있다. 이에 따라 코일부 주위의 높은 자속 밀도를 효과적으로 분산시킬 수 있어서, 상기 제 1 자성부 단독으로 사용하는 경우에 비해 충전 효율을 높여줄 수 있다.Also, as shown in FIGS. 3B to 3D , the second magnetic part 500 may be disposed only in the outer part 310 corresponding to the coil part 200 . Accordingly, a high magnetic flux density around the coil part can be effectively dispersed, and thus charging efficiency can be increased compared to the case of using the first magnetic part alone.

또는, 상기 제 2 자성부는 상기 외곽부 및 중심부의 적어도 일부 상에 걸쳐 배치될 수 있다.Alternatively, the second magnetic part may be disposed over at least a portion of the outer part and the central part.

상기 제 2 자성부는 상기 제 1 자성부와 결합되거나 분리되어 배치될 수 있다.The second magnetic part may be disposed to be coupled to or separated from the first magnetic part.

한편, 상기 제 2 자성부는 상기 제 1 자성부와도 접촉할 수 있다. 예를 들어, 도 3b 내지 3d를 참조하면 상기 제 2 자성부(500)는 상기 제 1 자성부(300)의 외곽부에 부착될 수 있다. Meanwhile, the second magnetic part may also contact the first magnetic part. For example, referring to FIGS. 3B to 3D , the second magnetic part 500 may be attached to an outer portion of the first magnetic part 300 .

또는 상기 제 2 자성부는 상기 제 1 자성부와 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 자성부와 상기 제 2 자성부의 이격 거리는 1 mm 이상, 2 mm 이상, 1 mm 내지 10 mm, 2 mm 내지 7 mm, 3 mm 내지 5 mm, 또는 5 mm 내지 10 mm일 수 있다.Alternatively, the second magnetic part may be disposed to be spaced apart from the first magnetic part by a predetermined distance. For example, the separation distance between the first magnetic part and the second magnetic part is 1 mm or more, 2 mm or more, 1 mm to 10 mm, 2 mm to 7 mm, 3 mm to 5 mm, or 5 mm to 10 mm. can

또한, 도 3d를 다시 참조하면, 상기 제 1 자성부(300)가 상기 쉴드부(400)를 향하는 표면에 홈을 구비하고, 상기 제 2 자성부(500)가 상기 홈에 삽입되어 배치될 수 있다. In addition, referring back to FIG. 3D , the first magnetic part 300 may have a groove on the surface facing the shield part 400 , and the second magnetic part 500 may be inserted into the groove to be disposed. have.

이 경우 상기 제 1 자성부는 상기 제 2 자성부의 하우징으로서 역할을 할 수 있어서, 상기 제 2 자성부를 고정하기 위한 별도의 접착제나 구조물이 필요하지 않을 수 있다. 특히 상기 제 1 자성부는 자성 분말과 바인더 수지를 이용한 고분자형 자성부를 이용하여 몰드를 통해 입체 구조로 성형이 가능하므로, 제 2 자성부를 넣기 위한 홈을 쉽게 형성할 수 있다.In this case, since the first magnetic part may serve as a housing of the second magnetic part, a separate adhesive or structure for fixing the second magnetic part may not be required. In particular, since the first magnetic part can be molded into a three-dimensional structure through a mold using a polymer-type magnetic part using magnetic powder and a binder resin, a groove for inserting the second magnetic part can be easily formed.

이때 상기 제 1 자성부 및 상기 제 2 자성부 중 적어도 일부가 상기 쉴드부에 접촉할 수 있다. 이에 따라 상기 제 1 자성부 및/또는 상기 제 2 자성부에서 발생하는 열이 상기 쉴드부를 통해 효과적으로 배출될 수 있다. In this case, at least a portion of the first magnetic part and the second magnetic part may contact the shield part. Accordingly, heat generated in the first magnetic part and/or the second magnetic part may be effectively discharged through the shield part.

상기 제 1 자성부에 형성된 홈의 깊이는 상기 제 2 자성부의 두께(높이)와 동일하거나 또는 다를 수 있다. 상기 홈의 깊이와 상기 제 2 자성부의 두께가 동일할 경우, 상기 제 1 자성부 및 상기 제 2 자성부는 상기 쉴드부에 동시에 접촉할 수 있다. 또는, 상기 홈의 깊이가 상기 제 2 자성부의 두께보다 작을 경우, 상기 제 2 자성부만 상기 쉴드부에 접촉할 수 있다. 반대로 상기 홈의 깊이가 상기 제 2 자성부의 두께보다 클 경우 상기 제 1 자성부만 상기 쉴드부에 접촉할 수 있다. The depth of the groove formed in the first magnetic part may be the same as or different from the thickness (height) of the second magnetic part. When the depth of the groove and the thickness of the second magnetic part are the same, the first magnetic part and the second magnetic part may contact the shield part at the same time. Alternatively, when the depth of the groove is smaller than the thickness of the second magnetic part, only the second magnetic part may contact the shield part. Conversely, when the depth of the groove is greater than the thickness of the second magnetic part, only the first magnetic part may contact the shield part.

또한, 도 3a 및 3c를 참조하면, 상기 제 2 자성부(500)는 상기 쉴드부(400)와 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 2 자성부(500) 및 상기 쉴드부(400) 사이에 빈 공간 또는 스페이서부(700)를 더 포함할 수 있다. 상기 스페이서부(700)의 재질 및 구조는 무선 충전 장치에 사용되는 통상적인 하우징의 재질 및 구조를 채용할 수 있다.Also, referring to FIGS. 3A and 3C , the second magnetic part 500 may be disposed to be spaced apart from the shield part 400 by a predetermined distance. In addition, an empty space or a spacer part 700 may be further included between the second magnetic part 500 and the shield part 400 . The material and structure of the spacer part 700 may adopt a material and structure of a typical housing used in a wireless charging device.

쉴드부shield part

상기 구현예에 따른 무선 충전 장치(10)는 전자파 차폐를 통해 무선 충전 효율을 높이는 역할을 하는 쉴드부(400)을 더 포함할 수 있다.The wireless charging device 10 according to the embodiment may further include a shield unit 400 serving to increase wireless charging efficiency through electromagnetic wave shielding.

상기 쉴드부는 상기 코일의 일면 상에 배치된다.The shield part is disposed on one surface of the coil.

상기 쉴드부는 금속판을 포함하며, 이의 소재는 알루미늄일 수 있으며, 그 외 전자파 차폐능을 갖는 금속 또는 합금 소재가 사용될 수 있다.The shield portion includes a metal plate, and the material thereof may be aluminum, and other metal or alloy materials having electromagnetic wave shielding ability may be used.

상기 쉴드부의 두께는 0.2 mm 내지 10 mm, 0.5 mm 내지 5 mm, 또는 1 mm 내지 3 mm일 수 있다.The thickness of the shield portion may be 0.2 mm to 10 mm, 0.5 mm to 5 mm, or 1 mm to 3 mm.

또한 상기 쉴드부의 면적은 200 cm2 이상, 400 cm2 이상, 또는 600 cm2 이상일 수 있다.Also, the area of the shield part may be 200 cm 2 or more, 400 cm 2 or more, or 600 cm 2 or more.

하우징housing

상기 구현예에 따른 무선 충전 장치(10)는 상기 코일부(200), 상기 제 1 자성부(300) 및 제 2 자성부(500)를 수용하는 하우징(600)을 더 포함할 수 있다.The wireless charging device 10 according to the embodiment may further include a housing 600 accommodating the coil unit 200 , the first magnetic unit 300 , and the second magnetic unit 500 .

또한, 상기 하우징(600)은 상기 코일부(200), 쉴드부(400), 상기 제 1 자성부(300) 및 제 2 자성부(500) 등의 구성 요소가 적절하게 배치되어 조립될 수 있게 한다. 상기 하우징의 형상(구조)은 그 내부에 포함되는 구성 요소에 따라 또는 환경에 따라 임의로 설정할 수 있다. 상기 하우징의 재질 및 구조는 무선 충전 장치에 사용되는 통상적인 하우징의 재질 및 구조를 채용할 수 있다.In addition, the housing 600 is configured such that components such as the coil unit 200, the shield unit 400, the first magnetic unit 300 and the second magnetic unit 500 are properly arranged and assembled. do. The shape (structure) of the housing may be arbitrarily set according to the components included therein or according to the environment. The material and structure of the housing may adopt a material and structure of a typical housing used in a wireless charging device.

지지부support

상기 구현예에 따른 무선 충전 장치(10)는 상기 코일부(200)을 지지하는 지지부(100)을 더 포함할 수 있다. 상기 지지부의 재질 및 구조는 무선 충전 장치에 사용되는 통상적인 지지부의 재질 및 구조를 채용할 수 있다. 상기 지지부는 평판 구조 또는 코일부를 고정시킬 수 있도록 코일 형태를 따라 홈이 파여진 구조를 가질 수 있다. The wireless charging device 10 according to the embodiment may further include a support part 100 for supporting the coil part 200 . The material and structure of the support part may adopt a material and structure of a conventional support part used in a wireless charging device. The support part may have a flat plate structure or a structure in which a groove is dug along a coil shape to fix the coil part.

한편, 본 발명의 무선 충전 장치는 3kW 내지 22kW, 4kW 내지 20kW, 또는 5kW 내지 18kW의 고전력 무선 충전을 하는 경우, 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때 발생하는 발열을 효율적으로 감소시킬 수 있고, 충전 효율을 향상시킬 수 있으므로, 고전력 무선 충전용으로 유용하게 사용할 수 있다.On the other hand, the wireless charging device of the present invention can efficiently reduce heat generated when the coil unit receives wireless power from the outside when performing high-power wireless charging of 3 kW to 22 kW, 4 kW to 20 kW, or 5 kW to 18 kW, and charging Since efficiency can be improved, it can be usefully used for high-power wireless charging.

특히, 상기 무선 충전 장치는 자성부에 입체 구조를 적용함으로써 충전 효율 및 발열 저감 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. In particular, the wireless charging device can further improve charging efficiency and heat reduction characteristics by applying a three-dimensional structure to the magnetic part.

본 발명의 구현예에 따른 무선 충전 장치의 충전 효율은 85% 이상, 88% 이상, 89% 이상, 90% 이상, 또는 91% 이상일 수 있다.The charging efficiency of the wireless charging device according to an embodiment of the present invention may be 85% or more, 88% or more, 89% or more, 90% or more, or 91% or more.

따라서 상기 무선 충전 장치는, 송신기와 수신기 간의 대용량의 전력 전송을 요구하는 전기 자동차 등에 유용하게 사용될 수 있다.Accordingly, the wireless charging device may be usefully used in an electric vehicle requiring large-capacity power transmission between a transmitter and a receiver.

[이동 수단][transportation]

도 5는 무선 충전 장치가 적용된 이동 수단, 구체적으로 전기 자동차를 나타낸 것으로서, 하부에 무선 충전 장치를 구비하여 전기 자동차용 무선 충전 시스템이 구비된 주차 구역에서 무선으로 충전될 수 있다. 5 is a moving means to which a wireless charging device is applied, specifically, an electric vehicle, and may be wirelessly charged in a parking area equipped with a wireless charging system for an electric vehicle by providing a wireless charging device at the lower part.

도 5를 참조하여, 일 구현예에 따른 전기 자동차(1)는, 상기 구현예에 따른 무선 충전 장치를 수신기(720)로 포함한다. Referring to FIG. 5 , the electric vehicle 1 according to an embodiment includes the wireless charging device according to the embodiment as a receiver 720 .

상기 무선 충전 장치는 전기 자동차(1)의 무선 충전의 수신기로 역할하고 무선 충전의 송신기(730)로부터 전력을 공급받을 수 있다.The wireless charging device may serve as a receiver of wireless charging of the electric vehicle 1 and receive power from a transmitter 730 of wireless charging.

이와 같이 상기 이동 수단은 무선 충전 장치를 포함하고, 상기 무선 충전 장치는 코일부; 상기 코일부 상에 배치되는 제 1 자성부; 상기 제 1 자성부 상에 배치되는 제 2 자성부; 및 상기 제 2 자성부 상에 배치되는 쉴드부를 포함하고, 상기 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때, 상기 제 1 자성부보다 상기 제 2 자성부에서 더 많은 열이 발생되는, 상기 이동 수단에 포함되는 무선 충전 장치의 각 구성요소들의 구성 및 특징은 앞서 설명한 바와 같다.As such, the moving means includes a wireless charging device, and the wireless charging device includes a coil unit; a first magnetic part disposed on the coil part; a second magnetic part disposed on the first magnetic part; and a shield portion disposed on the second magnetic portion, wherein when the coil portion receives wireless power from the outside, more heat is generated in the second magnetic portion than in the first magnetic portion, included in the moving means The configuration and characteristics of each component of the wireless charging device are as described above.

상기 이동 수단은 상기 무선 충전 장치로부터 전력을 전달받는 배터리를 더 포함할 수 있다. 상기 무선 충전 장치는 무선으로 전력을 전송받아 상기 배터리에 전달하고, 상기 배터리는 상기 전기 자동차의 구동계에 전력을 공급할 수 있다. 상기 배터리는 상기 무선 충전 장치 또는 그 외 추가적인 유선충전 장치로부터 전달되는 전력에 의해 충전될 수 있다. The moving means may further include a battery receiving power from the wireless charging device. The wireless charging device may receive power wirelessly and transmit it to the battery, and the battery may supply power to a driving system of the electric vehicle. The battery may be charged by power transmitted from the wireless charging device or other additional wired charging devices.

또한 상기 이동 수단은 충전에 대한 정보를 무선 충전 시스템의 송신기에 전달하는 신호 전송기를 더 포함할 수 있다. 이러한 충전에 대한 정보는 충전 속도와 같은 충전 효율, 충전 상태 등일 수 있다. In addition, the moving means may further include a signal transmitter for transmitting information about the charging to the transmitter of the wireless charging system. The information about such charging may be charging efficiency such as charging speed, charging state, and the like.

실시예Example

실시예 1 : 무선 충전 장치의 제조Example 1: Preparation of a wireless charging device

단계 1: 제 1 자성부(PMB 자성부)의 제조(입체 구조)Step 1: Preparation of the first magnetic part (PMB magnetic part) (three-dimensional structure)

42.8 중량부의 자성 분말, 15.4 중량부의 폴리우레탄계 수지 분산액(폴리우레탄계 수지 25 중량%, 2-부탄온 75중량%), 1.0 중량부의 이소시아네이트계 경화제 분산액(이소시아네이트계 경화제 62 중량%, n-부틸 아세테이트 25 중량%, 2-부탄온 13 중량%), 0.4 중량부의 에폭시계 수지 분산액(에폭시계 수지 70 중량%, n-부틸 아세테이트 3 중량%, 2-부탄온 15 중량%, 톨루엔 12 중량%), 및 40.5 중량부의 톨루엔을 플래너터리 믹서(planetary mixer)에서 약 40 내지 50 rpm의 속도로 약 2시간 동안 혼합하여, 자성 분말 슬러리를 제조하였다.42.8 parts by weight of magnetic powder, 15.4 parts by weight of polyurethane-based resin dispersion (25% by weight of polyurethane-based resin, 75% by weight of 2-butanone), 1.0 parts by weight of isocyanate-based curing agent dispersion (62% by weight of isocyanate-based curing agent, n-butyl acetate 25 weight %, 2-butanone 13% by weight), 0.4 parts by weight of an epoxy-based resin dispersion (epoxy-based resin 70% by weight, n-butyl acetate 3% by weight, 2-butanone 15% by weight, toluene 12% by weight), and 40.5 parts by weight of toluene was mixed in a planetary mixer at a speed of about 40 to 50 rpm for about 2 hours to prepare a magnetic powder slurry.

상기 자성 분말 슬러리를 도 4에 도시한 바와 같이, 사출 성형기(702)에 의해 몰드(703)에 주입하여 입체 구조(코일부에 대응되응되는 외곽부: 9 mm, 상기 외곽부에 의해서 둘러싸이는 중심부: 1 mm)로 성형하였고, 이를 약 160℃의 온도로 건조하여 입체 구조를 갖는 제 1 자성부를 얻었다. As shown in FIG. 4, the magnetic powder slurry is injected into a mold 703 by an injection molding machine 702 to form a three-dimensional structure (outer part corresponding to the coil part: 9 mm, a central part surrounded by the outer part) : 1 mm), and dried at a temperature of about 160° C. to obtain a first magnetic part having a three-dimensional structure.

단계 2: 하이브리드형 자성부의 제조Step 2: Fabrication of the hybrid magnetic part

상기 단계 1에서 제조한 제 1 자성부의 코일부에 대응되는 외곽부 상에 두께 1 mm의 페라이트계 자성부(TDK 사의 PC-95 페라이트 자성 시트, 제 2 자성부)를 배치한 후 열압착하여 고정한 하이브리드형 자성부를 얻었다. A ferritic magnetic part (PC-95 ferrite magnetic sheet manufactured by TDK, a second magnetic part) having a thickness of 1 mm was placed on the outer part corresponding to the coil part of the first magnetic part manufactured in step 1, and then fixed by thermocompression bonding. A hybrid type magnetic part was obtained.

단계 3: 무선 충전 장치의 제조Step 3: Fabrication of the wireless charging device

상기 단계 2의 하이브리드형 자성부를 이용하여 전도성 와이어를 포함하는 코일부, 상기 하이브리드형 자성부 및 쉴드부를 포함하는 무선 충전 장치를 얻었다. 이때, 상기 페라이트계 자성부(제 2 자성부)가 상기 쉴드부를 향하도록 배치하였다(도 3b 참조).A wireless charging device including a coil part including a conductive wire, the hybrid magnetic part, and a shield part was obtained by using the hybrid magnetic part of step 2. At this time, the ferritic magnetic part (second magnetic part) was disposed to face the shield part (see FIG. 3B ).

실시예 2Example 2

단계 1: 제 1 자성부(PMB 자성부)의 제조(평면 구조)Step 1: Preparation of the first magnetic part (PMB magnetic part) (planar structure)

상기 실시예 1의 단계 1에서 상기 자성 분말 슬러리를 캐리어 필름 상에 콤마 코터에 의해서 코팅하고, 약 110℃의 온도로 건조하여 건조 자성복합체를 형성하였다. 상기 건조 자성복합체를 약 170℃의 온도에서 약 9 Mpa의 압력으로 약 60분간 핫프레스 공정으로 압축 경화시켜 시트형 자성복합체를 얻었다. 이렇게 제조된 자성복합체의 자성 분말 함량은 약 90% 이었고, 시트 한 장의 두께는 약 100 ㎛이었다. 상기 시트는 40 내지 50장을 적층하여 약 4 mm 두께의 제 1 자성부를 얻었다.In step 1 of Example 1, the magnetic powder slurry was coated on a carrier film by a comma coater, and dried at a temperature of about 110° C. to form a dry magnetic composite. The dried magnetic composite was compression-hardened at a temperature of about 170° C. and a pressure of about 9 Mpa for about 60 minutes by a hot press process to obtain a sheet-type magnetic composite. The magnetic powder content of the thus prepared magnetic composite was about 90%, and the thickness of one sheet was about 100 μm. For the sheet, 40 to 50 sheets were stacked to obtain a first magnetic part having a thickness of about 4 mm.

단계 2 및 단계 3Step 2 and Step 3

상기 단계 1에서 제조된 제 1 자성부 상에 두께 1 mm의 페라이트계 자성부(TDK 사의 PC-95 페라이트 자성 시트, 제 2 자성부)를 배치한 후 열압착하여 고정한 하이브리드형 자성부(두께 5 mm)를 얻었고, 이를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 도 3a와 같은 구조를 갖는 무선 충전 장치를 얻었다(도 3a 참조). A hybrid type magnetic part (thickness 5) fixed by thermocompression bonding after placing a 1 mm-thick ferritic magnetic part (PC-95 ferrite magnetic sheet manufactured by TDK, the second magnetic part) on the first magnetic part manufactured in step 1 above mm), and using this, a wireless charging device having the same structure as in FIG. 3a was obtained in the same manner as in Example 1 (see FIG. 3a).

비교예 1Comparative Example 1

실시예 2의 단계 1에서 얻은 제 1 자성부(두께 5 mm)만을 포함한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 수행하여 무선 충전 장치를 얻었다.A wireless charging device was obtained in the same manner as in Example 2, except that only the first magnetic part (thickness 5 mm) obtained in step 1 of Example 2 was included.

비교예 2Comparative Example 2

실시예 2의 단계 1에서 얻은 제 1 자성부를 사용하지 않고, 페라이트계 자성부(TDK 사의 PC-95 페라이트 자성 시트, 제 2 자성부)(두께 5 mm)만을 포함한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 수행하여 무선 충전 장치를 얻었다.Example 2, except that the first magnetic part obtained in step 1 of Example 2 was not used, and only a ferritic magnetic part (PC-95 ferrite magnetic sheet manufactured by TDK, second magnetic part) (thickness 5 mm) was included. A wireless charging device was obtained by performing the same method as described above.

시험예test example

(1) 자성부의 표면 온도 측정(1) Measurement of surface temperature of magnetic part

상기 실시예 및 비교예에서 얻은 무선 충전 장치를 하우징 내에 배치하여 무선 충전 장치를 얻었다.The wireless charging device obtained in the above Examples and Comparative Examples was placed in a housing to obtain a wireless charging device.

상기 실시예 및 비교예에서 얻은 무선 충전 장치를 SAE J2954 WPT2 Z2 class Standard TEST 충전 효율 측정 조건에서, 상기 코일부에 85kHz의 주파수 및 6.6kW 의 출력을 가지는 무선 전력이 10분 동안, 및 60분 동안 송신될 때, 제 1 자성부 및 제 2 자성부의 표면 온도를 측정하였다. In the SAE J2954 WPT2 Z2 class Standard TEST charging efficiency measurement condition for the wireless charging device obtained in the Examples and Comparative Examples, wireless power having a frequency of 85 kHz and an output of 6.6 kW in the coil unit was applied for 10 minutes, and for 60 minutes When transmitted, the surface temperatures of the first magnetic portion and the second magnetic portion were measured.

구체적으로, 상기 자성부의 표면 온도는 퀄리트롤(Qualitrol)사의 T/GUARD 405-SYSTEM을 이용하여 도 3a 및 3b와 같이 실시예 1과 2의 제 1 자성부의 하면(P1) 및 제 2 자성부의 상면(P2)을 각각 측정하였다. 또한, 비교예 1 및 2의 경우 제 1 자성부 또는 제 2 자성부의 하면 및 상면을 각각 P1 및 P2로 하여 온도를 측정하였다. 이때, 상기 표면 온도는 코일부에 대응되는 위치인 외곽부의 중앙을 기준으로 측정하였다.Specifically, the surface temperature of the magnetic part was determined using the T/GUARD 405-SYSTEM of Qualitrol, as shown in FIGS. 3A and 3B , the lower surface P1 of the first magnetic part and the upper surface of the second magnetic part in Examples 1 and 2 (P2) was measured, respectively. In addition, in Comparative Examples 1 and 2, the temperature was measured by using the lower and upper surfaces of the first magnetic part or the second magnetic part as P1 and P2, respectively. In this case, the surface temperature was measured based on the center of the outer part, which is a position corresponding to the coil part.

(2) (2) 충전 효율 측정Charging Efficiency Measurement

충전 효율은 SAE J2954 WPT2 Z2 Class standard TEST 방법으로 측정하였다. 구체적으로, SAE J2954 WPT2 Z2 Class standard TEST 규격 코일부 및 프레임을 적용하고 자성부, 스페이서(spacer), 알루미늄플레이트를 쌓아 수신패드 (35 cm X 35 cm) 및 송신패드(75 cm X 60 cm) 제조하여, 85 kHz 주파수에서 출력전력 6.6kW 로 동일한 조건에서 충전 효율을 평가했다.Charging efficiency was measured by SAE J2954 WPT2 Z2 Class standard TEST method. Specifically, SAE J2954 WPT2 Z2 Class standard TEST standard coil part and frame are applied and magnetic part, spacer, and aluminum plate are stacked to manufacture receiving pad (35 cm X 35 cm) and transmitting pad (75 cm X 60 cm) Therefore, the charging efficiency was evaluated under the same conditions with an output power of 6.6 kW at a frequency of 85 kHz.

상기 측정 결과를 하기 표 1에 정리하였다.The measurement results are summarized in Table 1 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 10분10 minutes T110 (℃)T1 10 (℃) 5858 6767 8080 5050 T210 (℃)T2 10 (℃) 6060 7070 8080 5050 60분60 minutes T160 (℃)T1 60 (℃) 136136 150150 190190 9090 T260 (℃)T2 60 (℃) 130130 160160 200200 9090 충전 효율(%)Charging Efficiency (%) 9090 9090 8787 9191 무게(kg)Weight (kg) 3.53.5 3.53.5 3.43.4 44 T110: 무선 전력이 10분 동안 송신될 때, 제 1 자성부의 하면(P1)의 온도
T210: 무선 전력이 10분 동안 송신될 때, 제 2 자성부의 상면(P2)의 온도
T160: 무선 전력이 60분 동안 송신될 때, 제 1 자성부의 하면(P1)의 온도
T260: 무선 전력이 60분 동안 송신될 때, 제 2 자성부의 상면(P2)의 온도
T1 10 : When the wireless power is transmitted for 10 minutes, the temperature of the lower surface (P1) of the first magnetic part
T2 10 : When the wireless power is transmitted for 10 minutes, the temperature of the upper surface (P2) of the second magnetic part
T1 60 : When the wireless power is transmitted for 60 minutes, the temperature of the lower surface (P1) of the first magnetic part
T2 60 : When the wireless power is transmitted for 60 minutes, the temperature of the upper surface (P2) of the second magnetic part

상기 표 1에서 보듯이, 자성부로서, 발열량이 서로 다른 2종의 하이브리드형 자성부를 사용하고, 상기 자성부 중 제 1 자성부 대비 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때에 더 큰 발열량을 갖는 제 2 자성부를 쉴드부와 가깝게 배치한 실시예 1 및 2의 무선 충전 장치는 제 1 자성부 또는 제 2 자성부만을 사용한 비교예 1 및 2에 비해, 자속 밀도와 열의 방출을 효과적으로 배분하여 무선 충전 효율을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. As shown in Table 1 above, as the magnetic part, two types of hybrid magnetic parts with different calorific values are used, and compared to the first magnetic part among the magnetic parts, the second having a larger heating value when the coil part receives wireless power from the outside. The wireless charging devices of Examples 1 and 2 in which the magnetic part is disposed close to the shield part are compared to Comparative Examples 1 and 2 using only the first magnetic part or the second magnetic part, by effectively distributing the magnetic flux density and heat emission to increase the wireless charging efficiency. It was confirmed that it can be improved.

구체적으로, 상기 코일부에 85kHz의 주파수 및 6.6kW의 출력을 가지는 무선 전력이 10분 동안 송신될 때, 실시예 1 및 2의 무선 충전 장치의 경우, 상기 제 1 자성부의 하면(P1)의 온도(T110)가 상기 제 2 자성부의 상면(P2)의 온도(T210) 보다 1℃ 내지 3℃ 정도 더 낮았으나, 비교예 1 및 2의 무선 충전 장치는 무선 전력이 10분 동안 송신될 때, P1의 온도(T110) 및 P2의 온도(T210)가 동일 온도를 나타내었다. Specifically, when wireless power having a frequency of 85 kHz and an output of 6.6 kW is transmitted to the coil unit for 10 minutes, in the case of the wireless charging devices of Examples 1 and 2, the temperature of the lower surface P1 of the first magnetic unit (T1 10 ) was lower than the temperature (T2 10 ) of the upper surface (P2) of the second magnetic part by about 1 ℃ to 3 ℃, the wireless charging devices of Comparative Examples 1 and 2 when the wireless power is transmitted for 10 minutes , P1 temperature (T1 10 ) and P2 temperature (T2 10 ) showed the same temperature.

한편, 무선 전력이 60분 동안 송신될 때, 실시예 1 및 2의 무선 충전 장치의 경우, P1의 온도(T160) 및 P2의 온도(T260)가 100℃ 내지 180℃ 이내였다. 또한, 상기 T110에서 상기 T160 및 T210에서 상기 T260로 각각 50℃ 내지 100℃ 더 증가하였고, 상기 T260 및 상기 T160의 차이가 1℃ 내지 15℃ 이내였다. On the other hand, when the wireless power was transmitted for 60 minutes, in the case of the wireless charging apparatus of Examples 1 and 2, the temperature of P1 (T1 60 ) and the temperature of P2 (T2 60 ) were within 100°C to 180°C. In addition, from T1 10 to T1 60 and from T2 10 to T2 60 , respectively, 50° C. to 100° C. was further increased, and the difference between T2 60 and T1 60 was within 1° C. to 15° C.

또한, 실시예 1 및 2의 무선 충전 장치의 구조에 따른 방열 특성을 비교해 보면, 실시예 1의 무선 충전 장치는 제 1 자성부가 입체 구조이고, 제 2 자성부가 쉴드부와 접촉함으로써, 무선 전력이 60분 동안 송신될 때, 쉴드부와 접촉한 제 2 자성부의 상면 온도인 T260이 T160에 비해 6℃ 정도 더 감소하였고, 실시예 2의 무선 충전 장치에 비해 온도가 현저히 감소함을 확인할 수 있었다. 이로인해, 제 2 자성부가 쉴드부에 접촉함으로써 제 2 자성부가 쉴드부에 접촉하지 않은 실시예 2의 무선 충전 장치에 비해 발열저감 효과가 현저히 향상되었음을 알 수 있다.In addition, comparing the heat dissipation characteristics according to the structures of the wireless charging devices of Examples 1 and 2, the wireless charging device of Example 1 has a three-dimensional structure, and the second magnetic part is in contact with the shield part, so that the wireless power is When transmitted for 60 minutes, T2 60, which is the upper surface temperature of the second magnetic part in contact with the shield part, was further reduced by about 6 ° C compared to T1 60 , and it can be seen that the temperature is significantly reduced compared to the wireless charging device of Example 2 there was. For this reason, it can be seen that the heat reduction effect is remarkably improved compared to the wireless charging device of Example 2 in which the second magnetic part does not contact the shield part by contacting the shield part with the second magnetic part.

반면, 비교예 1의 경우 T110 및 T210, 및 T160 및 T260가 실시예 1과 2에 비해 현저히 높아 발열이 증가함을 확인하였다. 또한, 비교예 2의 경우 실시예 1과 2에 비해 상기 온도들은 낮지만, 페라이트 시트만을 사용하여 내충격성이 저하될 수 있으며 무게 증가의 문제 및 비용 증가 문제가 발생할 수 있고, 자성부의 부착 조립을 위해 별도의 프레임이 필요할 수 있으므로 바람직하지 않다. On the other hand, in Comparative Example 1, T1 10 and T2 10 , and T1 60 and T2 60 were significantly higher than Examples 1 and 2, and it was confirmed that heat generation increased. In addition, in the case of Comparative Example 2, the temperatures are lower than in Examples 1 and 2, but the impact resistance may be lowered by using only the ferrite sheet, and the problem of weight increase and cost increase may occur, and the attachment and assembly of the magnetic part may be performed. It is not preferable because a separate frame may be required for this purpose.

따라서, 실시예 1 및 2는 효율적인 방법으로 충전 효율 및 발열 저감 특성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. Therefore, it was confirmed that Examples 1 and 2 can improve charging efficiency and heat reduction characteristics in an efficient way.

1 : 이동 수단(전기 자동차)
10, 10a, 10b, 10c, 10d : 무선 충전 장치
100 : 지지부 200 : 코일부
300 : 제 1 자성부 310 : 외곽부
320 : 중심부 400 : 제 2 자성부
500 : 제 2 자성부 600 : 하우징
700 : 스페이서부
701 : 원료 조성물 702 : 사출 성형기
703 : 몰드
720 : 수신기 730 : 송신기
P1 : 제 1 자성부의 하면
P2 : 제 2 자성부의 상면
A-A': 절개선
B-B': 절개선
1: means of transportation (electric vehicle)
10, 10a, 10b, 10c, 10d: wireless charging device
100: support part 200: coil part
300: first magnetic part 310: outer part
320: central 400: second magnetic part
500: second magnetic part 600: housing
700: spacer part
701: raw material composition 702: injection molding machine
703 : mold
720: receiver 730: transmitter
P1: lower surface of the first magnetic part
P2: upper surface of the second magnetic part
A-A': incision line
B-B': incision line

Claims (10)

코일부;
상기 코일부 상에 배치되는 제 1 자성부;
상기 제 1 자성부 상에 배치되는 제 2 자성부; 및
상기 제 2 자성부 상에 배치되는 쉴드부를 포함하고,
상기 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때, 상기 제 1 자성부보다 상기 제 2 자성부에서 더 많은 열이 발생되는,
무선 충전 장치.
coil unit;
a first magnetic part disposed on the coil part;
a second magnetic part disposed on the first magnetic part; and
a shield portion disposed on the second magnetic portion;
When the coil unit receives wireless power from the outside, more heat is generated in the second magnetic unit than in the first magnetic unit,
wireless charging device.
제 1 항에 있어서,
상기 코일부에 85kHz의 주파수 및 6.6kW의 출력을 가지는 무선 전력이 10분 동안 송신될 때, 상기 제 1 자성부의 하면의 온도(T110)가 상기 제 2 자성부의 상면의 온도(T210) 보다 1℃ 이상 더 낮은,
무선 충전 장치.
The method of claim 1,
When the wireless power having a frequency of 85 kHz and an output of 6.6 kW is transmitted to the coil unit for 10 minutes, the temperature (T1 10 ) of the lower surface of the first magnetic unit is higher than the temperature (T2 10 ) of the upper surface of the second magnetic unit lower than 1℃,
wireless charging device.
제 2 항에 있어서,
상기 무선 전력이 60분 동안 송신될 때, 상기 제 1 자성부의 하면의 온도 (T160) 및 상기 제 2 자성부의 상면의 온도(T260)의 차이가 1℃ 내지 15℃인,
무선 충전 장치.
3. The method of claim 2,
When the wireless power is transmitted for 60 minutes, the difference between the temperature (T1 60 ) of the lower surface of the first magnetic part and the temperature (T2 60 ) of the upper surface of the second magnetic part is 1° C. to 15° C.,
wireless charging device.
제 3 항에 있어서,
상기 T110에서 상기 T160, 및 상기 T210에서 상기 T260로 각각 50℃ 내지 100℃ 더 증가한,
무선 충전 장치.
4. The method of claim 3,
In the T1 10 , the T1 60 , and the T2 10 to the T2 60 , respectively 50 ℃ to 100 ℃ more increased,
wireless charging device.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 자성부가 바인더 수지 및 상기 바인더 수지 내에 분산된 자성 분말을 포함하고,
상기 제 2 자성부가 페라이트계 소결체를 포함하는,
무선 충전 장치.
The method of claim 1,
The first magnetic part comprises a binder resin and magnetic powder dispersed in the binder resin,
The second magnetic part comprises a ferritic sintered body,
wireless charging device.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 자성부가 상기 제 1 자성부 대비 열전도도가 0.1 W/m·K 내지 6 W/m·K 더 높은,
무선 충전 장치.
The method of claim 1,
The second magnetic part has a thermal conductivity of 0.1 W/m·K to 6 W/m·K higher than that of the first magnetic part,
wireless charging device.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 자성부가 79 kHz 내지 90 kHz에서 0 내지 50의 투자손실 및 5 내지 500의 투자율을 갖고,
상기 제 2 자성부가 79 kHz 내지 90 kHz에서 0 내지 1,000의 투자손실 및 1,000 내지 20,000의 투자율을 갖는,
무선 충전 장치.
The method of claim 1,
The first magnetic part has an investment loss of 0 to 50 and a magnetic permeability of 5 to 500 at 79 kHz to 90 kHz,
The second magnetic part has an investment loss of 0 to 1,000 and a magnetic permeability of 1,000 to 20,000 at 79 kHz to 90 kHz,
wireless charging device.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 자성부는
상기 코일부가 배치되는 부분에 대응되는 외곽부; 및
상기 외곽부에 의해서 둘러싸이는 중심부를 포함하고,
상기 외곽부의 두께가 상기 중심부의 두께보다 같거나 더 큰,
무선 충전 장치.
The method of claim 1,
The first magnetic part
an outer portion corresponding to the portion where the coil portion is disposed; and
Including a central portion surrounded by the outer portion,
The thickness of the outer portion is equal to or greater than the thickness of the central portion,
wireless charging device.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 자성부의 적어도 일부가 상기 쉴드부에 접촉하거나,
상기 제 1 자성부가 상기 쉴드부를 향하는 표면에 홈을 구비하고, 상기 제 2 자성부가 상기 홈에 삽입되어 배치되는,
무선 충전 장치.
The method of claim 1,
At least a portion of the second magnetic part is in contact with the shield part,
wherein the first magnetic part has a groove on a surface facing the shield part, and the second magnetic part is inserted into the groove,
wireless charging device.
무선 충전 장치를 포함하고,
상기 무선 충전 장치는
코일부;
상기 코일부 상에 배치되는 제 1 자성부;
상기 제 1 자성부 상에 배치되는 제 2 자성부; 및
상기 제 2 자성부 상에 배치되는 쉴드부를 포함하고,
상기 코일부가 외부로부터 무선 전력을 받을 때, 상기 제 1 자성부보다 상기 제 2 자성부에서 더 많은 열이 발생되는,
이동 수단.
including a wireless charging device;
The wireless charging device is
coil unit;
a first magnetic part disposed on the coil part;
a second magnetic part disposed on the first magnetic part; and
a shield portion disposed on the second magnetic portion;
When the coil unit receives wireless power from the outside, more heat is generated in the second magnetic unit than in the first magnetic unit,
transportation.
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