KR102765996B1 - Wireless charging pad, wireless charging device, and electric vehicle comprising same - Google Patents
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Abstract
일 구현예에 따른 무선충전 패드는 자성 소재에 입체 구조를 적용함으로써 충전 효율 및 방열 특성을 향상될 수 있다. 따라서 상기 무선충전 패드 및 이의 구조를 채용하는 무선충전 장치는, 송신기와 수신기 간의 대용량의 전력 전송을 요구하는 전기 자동차 등에 유용하게 사용될 수 있다.A wireless charging pad according to an embodiment of the present invention can improve charging efficiency and heat dissipation characteristics by applying a three-dimensional structure to a magnetic material. Therefore, the wireless charging pad and a wireless charging device employing the structure thereof can be usefully used in electric vehicles that require large-capacity power transmission between a transmitter and a receiver.
Description
구현예는 무선충전 패드, 무선충전 장치, 및 이를 포함하는 전기 자동차에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 구현예는 방열 구조를 적용하여 충전 효율이 향상된 무선충전 패드, 무선충전 장치, 및 이를 포함하는 전기 자동차에 관한 것이다. The embodiments relate to a wireless charging pad, a wireless charging device, and an electric vehicle including the same. More specifically, the embodiments relate to a wireless charging pad, a wireless charging device, and an electric vehicle including the same, wherein charging efficiency is improved by applying a heat dissipation structure.
오늘날 정보통신 분야는 매우 빠른 속도로 발전하고 있으며, 전기, 전자, 통신, 반도체 등이 종합적으로 조합된 다양한 기술들이 지속적으로 개발되고 있다. 또한, 전자기기의 모바일화 경향이 증대함에 따라 통신분야에서도 무선 통신 및 무선 전력 전송 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 전자기기 등에 무선으로 전력을 전송하는 방안에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.Today, the information and communication field is developing at a very fast pace, and various technologies that comprehensively combine electricity, electronics, communications, and semiconductors are continuously being developed. In addition, as the trend toward mobile electronic devices increases, research on wireless communication and wireless power transmission technologies is also actively being conducted in the communications field. In particular, research on methods for wirelessly transmitting power to electronic devices is actively being conducted.
상기 무선 전력 전송은 전력을 공급하는 송신기와 전력을 공급받는 수신기 간에 물리적인 접촉 없이 유도 결합(inductive coupling), 용량 결합(capacitive coupling) 또는 안테나 등의 전자기장 공진 구조를 이용하여 공간을 통해 전력을 무선으로 전송하는 것이다. 상기 무선 전력 전송은 대용량의 배터리가 요구되는 휴대용 통신기기, 전기 자동차 등에 적합하며 접점이 노출되지 않아 누전 등의 위험이 거의 없으며 유선 방식의 충전 불량 현상을 막을 수 있다.The above wireless power transmission is a method of wirelessly transmitting power through space using inductive coupling, capacitive coupling, or an electromagnetic resonance structure such as an antenna without physical contact between a transmitter that supplies power and a receiver that receives power. The above wireless power transmission is suitable for portable communication devices and electric vehicles that require large-capacity batteries, and since the contact points are not exposed, there is almost no risk of current leakage, and the charging failure phenomenon of the wired method can be prevented.
한편, 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, 무선충전 장치 등 다양한 충전 방식이 등장하였고, 새로운 충전 사업 비즈니스 모델도 나타나기 시작했다(대한민국 공개특허 제 2011-0042403 호 참조). 또한, 유럽에서는 시험 운행중인 전기차와 충전소가 눈에 띄기 시작했고, 일본에서는 자동차 제조 업체와 전력 회사들이 주도하여 전기 자동차 및 충전소를 시범적으로 운영하고 있다.Meanwhile, as interest in electric vehicles has been rapidly increasing, interest in building charging infrastructure has also been increasing. Various charging methods have already appeared, including charging electric vehicles using home chargers, battery replacement, rapid charging devices, and wireless charging devices, and new charging business models have also begun to appear (see Korean Patent Publication No. 2011-0042403). In addition, in Europe, test-operated electric vehicles and charging stations have begun to be noticed, and in Japan, automobile manufacturers and power companies are taking the lead in pilot operation of electric vehicles and charging stations.
전기 자동차 등에 사용되는 종래의 무선충전 패드는, 도 3을 참조하여, 무선충전 효율 향상을 위해 코일(200')에 인접하여 자성 소재(300')가 배치되고, 전자기 차폐를 위한 쉴드부(400')가 자성 소재(300')와 일정 간격 이격하여 배치된다.In a conventional wireless charging pad used in electric vehicles, etc., with reference to FIG. 3, a magnetic material (300') is placed adjacent to a coil (200') to improve wireless charging efficiency, and a shield part (400') for electromagnetic shielding is placed at a certain distance from the magnetic material (300').
무선충전 패드는 무선충전 동작 중에 코일의 저항과 자성 소재의 자기 손실에 의해 열을 발생한다. 특히 무선충전 패드 내의 자성 소재는 전자기파 에너지 밀도가 높은 코일과 가까운 부분에서 열을 발생하고, 발생한 열은 자성 소재의 자기 특성을 변화시켜 송신 패드와 수신 패드 간의 임피던스 불일치를 유발하여, 충전 효율이 저하되고 이로 인해 다시 발열이 심화되는 문제가 있었다. 그러나 이러한 무선충전 패드는 전기 자동차의 하부 등에 설치되기 때문에, 방진 및 방수와 충격 흡수를 위해 밀폐 구조를 채용하므로 방열 구조를 구현하는데 어려움이 있었다.The wireless charging pad generates heat due to the resistance of the coil and the magnetic loss of the magnetic material during the wireless charging operation. In particular, the magnetic material inside the wireless charging pad generates heat near the coil where the electromagnetic wave energy density is high, and the generated heat changes the magnetic properties of the magnetic material, causing an impedance mismatch between the transmitting pad and the receiving pad, which reduces the charging efficiency and causes heat generation to worsen again. However, since these wireless charging pads are installed on the bottom of electric vehicles, they adopt a sealed structure for dustproofing, waterproofing, and shock absorption, making it difficult to implement a heat dissipation structure.
이에 본 발명자들이 연구한 결과, 무선충전 패드에 사용되는 자성 소재에 입체 구조를 적용함으로써 충전 효율 및 방열 특성을 향상될 수 있음을 발견하였다.Accordingly, as a result of research conducted by the inventors of the present invention, it was discovered that charging efficiency and heat dissipation characteristics can be improved by applying a three-dimensional structure to the magnetic material used in the wireless charging pad.
따라서 구현예의 과제는, 입체 구조의 자성 소재를 적용함으로써 충전 효율 및 방열 특성이 개선된 무선충전 패드, 무선충전 장치 및 이를 포함하는 전기 자동차를 제공하는 것이다.Therefore, the task of the embodiment is to provide a wireless charging pad, a wireless charging device, and an electric vehicle including the same with improved charging efficiency and heat dissipation characteristics by applying a magnetic material having a three-dimensional structure.
일 구현예에 따르면, 전도성 와이어를 포함하는 코일; 상기 코일 상에 배치된 쉴드부; 및 상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된 제 1 자성 소재를 포함하고, 상기 제 1 자성 소재에서 상기 코일에 대응하는 영역을 제 1 영역으로 정의하고, 그 외의 영역을 제 2 영역으로 정의할 때, 상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역이 상기 제 2 영역에 비해 보다 두꺼운 두께를 갖는, 무선충전 패드가 제공된다.According to one embodiment, a wireless charging pad is provided, comprising: a coil including a conductive wire; a shield portion disposed on the coil; and a first magnetic material disposed between the coil and the shield portion, wherein when a region corresponding to the coil in the first magnetic material is defined as a first region and another region is defined as a second region, the first region of the first magnetic material has a thicker thickness than the second region.
다른 구현예에 따르면, 하우징; 상기 하우징 내에 배치되고 전도성 와이어를 포함하는 코일; 상기 코일 상에 배치된 쉴드부; 및 상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된 제 1 자성 소재를 포함하고, 상기 제 1 자성 소재에서 상기 코일에 대응하는 영역을 제 1 영역으로 정의하고, 그 외의 영역을 제 2 영역으로 정의할 때, 상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역이 상기 제 2 영역에 비해 보다 두꺼운 두께를 갖는, 무선충전 장치가 제공된다.According to another embodiment, a wireless charging device is provided, comprising: a housing; a coil disposed within the housing and including a conductive wire; a shield portion disposed on the coil; and a first magnetic material disposed between the coil and the shield portion, wherein when a region corresponding to the coil in the first magnetic material is defined as a first region and another region is defined as a second region, the first region of the first magnetic material has a thicker thickness than the second region.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 구현예에 따른 무선충전 장치를 포함하는, 전기 자동차가 제공된다.According to another embodiment, an electric vehicle is provided, comprising a wireless charging device according to the above embodiment.
상기 구현예에 따르면 무선충전 패드에 사용되는 자성 소재에 입체 구조를 적용함으로써 충전 효율 및 방열 특성을 향상될 수 있다.According to the above implementation example, by applying a three-dimensional structure to the magnetic material used in the wireless charging pad, the charging efficiency and heat dissipation characteristics can be improved.
구체적으로, 구현예에 따르면 무선충전 중 전자기 에너지가 집중되는 코일 후면부 자성 소재의 두께를 두껍게 하고, 상대적으로 전자기 에너지 밀도가 낮은 중심부의 자성 소재의 두께를 낮춤으로써 무선충전 효율을 높이면서 자성 소재에서 발생하는 열을 낮출 수 있다.Specifically, according to an embodiment, by increasing the thickness of the magnetic material at the rear of the coil where electromagnetic energy is concentrated during wireless charging and decreasing the thickness of the magnetic material at the center where the electromagnetic energy density is relatively low, the wireless charging efficiency can be increased while reducing the heat generated from the magnetic material.
따라서 상기 무선충전 패드 및 이의 구조를 채용하는 무선충전 장치는, 송신기와 수신기 간의 대용량의 전력 전송을 요구하는 전기 자동차 등에 유용하게 사용될 수 있다.Therefore, the wireless charging pad and the wireless charging device employing the structure thereof can be usefully used in electric vehicles that require large-capacity power transmission between a transmitter and a receiver.
도 1은 일 구현예에 따른 무선충전 패드의 구성도를 나타낸 것이다.
도 2a 내지 2c는 일 구현예에 따른 무선충전 장치의 단면도이다.
도 3은 종래의 무선충전 패드의 구성도를 나타낸 것이다.
도 4는 무선충전 장치가 수신기로 적용된 전기 자동차를 도시한 것이다.Figure 1 illustrates a configuration diagram of a wireless charging pad according to one embodiment.
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views of a wireless charging device according to one embodiment.
Figure 3 shows a configuration diagram of a conventional wireless charging pad.
Figure 4 illustrates an electric vehicle with a wireless charging device applied as a receiver.
이하의 구현예의 설명에 있어서, 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 the description of the implementation examples below, when it is described that one component is formed on or below another component, it includes both that one component is formed directly on or below the other component, or indirectly through the interposition of another component.
또한 각 구성요소의 상/하에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기와 다를 수 있다.In addition, the upper/lower criteria for each component are explained based on the drawing. The size of each component in the drawing may be exaggerated for explanation and may differ from the size actually applied.
본 명세서에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. In this specification, the term "including" a component does not exclude other components, unless otherwise specifically stated, but rather means that other components may be included.
또한, 본 명세서에 기재된 구성요소의 특성 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 characteristic values, dimensions, etc. of the components described in this specification are qualified by the term “about” in all cases unless otherwise specified.
본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석되어야 한다.In this specification, singular expressions should be interpreted to include the singular or plural as interpreted by the context, unless otherwise specified.
[무선충전 패드][Wireless charging pad]
도 1은 일 구현예에 따른 무선충전 패드의 구성도를 나타낸 것이다.Figure 1 illustrates a configuration diagram of a wireless charging pad according to an embodiment.
도 1을 참조하여, 일 구현예에 따른 무선충전 패드(10)는, 전도성 와이어를 포함하는 코일(200); 상기 코일(200) 상에 배치된 쉴드부(400); 및 상기 코일(200)과 상기 쉴드부(400) 사이에 배치된 제 1 자성 소재(300)를 포함하고, 상기 제 1 자성 소재(300)에서 상기 코일에 대응하는 영역을 제 1 영역(310)으로 정의하고, 그 외의 영역을 제 2 영역(320)으로 정의할 때, 상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역(310)이 상기 제 2 영역(320)에 비해 보다 두꺼운 두께를 갖는다.Referring to FIG. 1, a wireless charging pad (10) according to one embodiment includes a coil (200) including a conductive wire; a shield portion (400) disposed on the coil (200); and a first magnetic material (300) disposed between the coil (200) and the shield portion (400). When a region corresponding to the coil in the first magnetic material (300) is defined as a first region (310) and other regions are defined as second regions (320), the first region (310) of the first magnetic material has a thicker thickness than the second region (320).
이하 상기 무선충전 패드의 각 구성요소별로 구체적으로 설명한다.Below, each component of the wireless charging pad is described in detail.
지지판Support plate
상기 무선충전 패드(10)는 상기 코일(200)을 지지하는 지지판(100)을 더 포함할 수 있다. 상기 지지판의 재질 및 구조는 무선충전 패드에 사용되는 통상적인 지지판의 재질 및 구조를 채용할 수 있다. 상기 지지판은 평판 구조 또는 코일을 고정시킬 수 있도록 코일 형태를 따라 홈이 파여진 구조를 가질 수 있다. The wireless charging pad (10) may further include a support plate (100) that supports the coil (200). The material and structure of the support plate may adopt the material and structure of a typical support plate used in a wireless charging pad. The support plate may have a flat structure or a structure in which a groove is dug along the coil shape so as to fix the coil.
코일coil
상기 코일은 전도성 와이어를 포함한다.The above coil includes 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 comprises a conductive material. For example, the conductive wire may comprise a conductive metal. Specifically, the conductive wire may comprise 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 outer sheath. For example, the insulating outer sheath may include an insulating polymer resin. Specifically, the insulating outer sheath 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 planar 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 thereto.
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 above flat coil can be from 5 cm to 100 cm, from 10 cm to 50 cm, from 10 cm to 30 cm, from 20 cm to 80 cm, or from 50 cm to 100 cm. As a specific example, the above flat coil can have an outer diameter of from 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.Additionally, the inner diameter of the flat 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 above-mentioned flat coil may be 5 to 50 turns, 10 to 30 turns, 5 to 30 turns, 15 to 50 turns, or 20 to 50 turns. As a specific example, the above-mentioned flat coil may be formed by winding the above-mentioned
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.Additionally, the spacing between the conductive wires within the flat 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.Within the above desirable plane coil dimensions and specification ranges, it can be suitable for fields requiring large-capacity power transmission, such as electric vehicles.
쉴드부Shield department
상기 쉴드부는 상기 코일 상에 배치된다.The above shield portion is placed on the coil.
상기 쉴드부는 전자파 차폐를 통해 외부로 전자파가 누설되어 발생될 수 있는 전자기 간섭(EMI, electromagnetic interference)을 억제한다. The above shield portion suppresses electromagnetic interference (EMI) that may occur when electromagnetic waves leak to the outside through electromagnetic shielding.
상기 쉴드부는 상기 코일과 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 쉴드부와 상기 코일의 이격 거리는 10 mm 이상 또는 15 mm 이상일 수 있고, 구체적으로 10 mm 내지 30 mm, 또는 10 mm 내지 20 mm일 수 있다.The shield portion may be positioned at a predetermined distance from the coil. For example, the distance between the shield portion and the coil may be 10 mm or more or 15 mm or more, and specifically, may be 10 mm to 30 mm, or 10 mm to 20 mm.
상기 쉴드부의 소재는 예를 들어 금속일 수 있고, 이에 따라 상기 쉴드부는 금속판일 수 있으나 특별히 한정되지 않는다.The material of the above shield part may be, for example, metal, and accordingly, the shield part may be a metal plate, but is not particularly limited.
구체적인 일례로서 상기 쉴드부의 소재는 알루미늄일 수 있으며, 그 외 전자파 차폐능을 갖는 금속 또는 합금 소재가 사용될 수 있다.As a specific example, the material of the shield part 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. 또한 상기 쉴드부의 면적은 200 cm2 이상, 400 cm2 이상, 또는 600 cm2 이상일 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. In addition, the area of the shield portion may be 200 cm 2 or more, 400 cm 2 or more, or 600 cm 2 or more.
제 1 자성 소재First magnetic material
상기 제 1 자성 소재는 상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된다.The above first magnetic material is placed between the coil and the shield portion.
상기 제 1 자성 소재는 상기 코일과 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 자성 소재와 상기 코일의 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 first magnetic material may be arranged at a predetermined distance from the coil. For example, the distance between the first magnetic material and the coil 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.
또한 상기 제 1 자성 소재는 상기 쉴드부와 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 자성 소재와 상기 쉴드부의 이격 거리는 3 mm 이상, 5 mm 이상, 3 mm 내지 10 mm, 또는 4 mm 내지 7 mm일 수 있다.Additionally, the first magnetic material may be positioned at a predetermined distance from the shield portion. For example, the distance between the first magnetic material and the shield portion may be 3 mm or more, 5 mm or more, 3 mm to 10 mm, or 4 mm to 7 mm.
또는, 상기 제 1 자성 소재의 일부가 상기 쉴드부에 접촉할 수 있다. 예를 들어, 도 2a에서 보듯이, 상기 제 1 자성 소재(300)의 제 1 영역(310)이 상기 쉴드부(400)에 접촉할 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역 중 적어도 일부가 상기 쉴드부에 접촉할 수 있다. 또는, 상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역이 모두 상기 쉴드부에 접촉할 수 있다. 이때 상기 제 1 자성 소재의 제 2 영역은 상기 쉴드부에 접촉하지 않을 수 있다.Alternatively, a part of the first magnetic material may contact the shield portion. For example, as shown in FIG. 2a, the first region (310) of the first magnetic material (300) may contact the shield portion (400). Specifically, at least a part of the first region of the first magnetic material may contact the shield portion. Alternatively, the entire first region of the first magnetic material may contact the shield portion. In this case, the second region of the first magnetic material may not contact the shield portion.
제 1 자성 소재의 입체 구조Three-dimensional structure of the first magnetic material
상기 구현예에 따르면 상기 제 1 자성 소재에 입체 구조를 적용함으로써, 충전 효율 및 방열 특성을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 제 1 자성 소재에서 상기 코일에 대응하는 영역을 제 1 영역으로 정의하고, 그 외의 영역을 제 2 영역으로 정의할 때, 상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역이 상기 제 2 영역에 비해 보다 두꺼운 두께를 갖는다. 이때 상기 제 1 자성 소재에서 제 1 영역과 제 2 영역은 서로 일체형으로 형성될 수 있다.According to the above embodiment, by applying a three-dimensional structure to the first magnetic material, the charging efficiency and heat dissipation characteristics can be improved. That is, when the region corresponding to the coil in the first magnetic material is defined as the first region, and the other region is defined as the second region, the first region of the first magnetic material has a thicker thickness than the second region. At this time, the first region and the second region in the first magnetic material can be formed integrally with each other.
이와 같이 무선충전 중 전자기 에너지가 집중되는 코일 후면부 자성 소재의 두께를 두껍게 하고, 상대적으로 전자기 에너지 밀도가 낮은 중심부의 자성 소재의 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.By increasing the thickness of the magnetic material at the rear of the coil where electromagnetic energy is concentrated during wireless charging and reducing the thickness of the magnetic material at the center where the electromagnetic energy density is relatively low, the electromagnetic waves concentrated around the coil are effectively focused, thereby not only improving charging efficiency, but also making it possible to firmly maintain the distance between the coil and the shield without a separate spacer, thereby reducing material costs and process costs associated with the use of spacers, etc.
상기 제 1 자성 소재에서 상기 제 1 영역이 상기 제 2 영역에 비해 1.5 배 이상 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 상기 두께 비율일 때, 코일 주변에 집중되는 전자기파를 보다 효과적으로 집속시켜 충전 효율을 향상시킬 수 있고 발열 및 경량화에도 유리하다. 구체적으로, 상기 제 1 자성 소재에서 제 1 영역/제 2 영역의 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 above first magnetic material, the first region may have a thickness that is 1.5 times or more thicker than the second region. At the above thickness ratio, electromagnetic waves concentrated around the coil can be more effectively focused, thereby improving charging efficiency and also advantageous in heat generation and weight reduction. Specifically, the thickness ratio of the first region/second region in the first magnetic material 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 자성 소재의 제 1 영역의 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 자성 소재의 제 2 영역의 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 자성 소재의 제 1 영역이 5 mm 내지 11 mm의 두께를 갖고, 상기 제 2 영역이 0 mm 내지 5 mm의 두께를 가질 수 있다.The thickness of the first region of the first magnetic material may be 1 mm or more, 3 mm or more, or 5 mm or more, and may also be 30 mm or less, 20 mm or less, or 11 mm or less. In addition, the thickness of the second region of the first magnetic material may be 10 mm or less, 7 mm or less, or 5 mm or less, and may also be 0 mm, 0.1 mm or more, or 1 mm or more. Specifically, the first region of the first magnetic material may have a thickness of 5 mm to 11 mm, and the second region may have a thickness of 0 mm to 5 mm.
또한, 상기 제 1 자성 소재의 제 2 영역의 두께는 0일 수 있다. 즉, 도 2b에서 보듯이, 상기 제 1 자성 소재(300)는 제 2 영역(320)에 비어 있는 형상을 가질 수 있다. 이 경우 상기 제 1 자성 소재는 보다 작은 면적으로도 충전 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.In addition, the thickness of the second region of the first magnetic material may be 0. That is, as shown in FIG. 2b, the first magnetic material (300) may have a hollow shape in the second region (320). In this case, the first magnetic material can effectively improve the charging efficiency even with a smaller area.
제 1 자성 소재의 면적 및 두께Area and thickness of the first magnetic material
상기 제 1 자성 소재는 대면적을 가질 수 있고, 구체적으로 200 cm2 이상, 400 cm2 이상, 또는 600 cm2 이상의 면적을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 1 자성 소재는 10,000 cm2 이하의 면적을 가질 수 있다.The first magnetic material may have a large area, specifically, an area of 200 cm 2 or more, 400 cm 2 or more, or 600 cm 2 or more. In addition, the first magnetic material may have an area of 10,000 cm 2 or less.
상기 대면적의 제 1 자성 소재는 다수의 단위 자성 소재가 조합되어 구성될 수 있으며, 이때, 상기 단위 자성 소재의 면적은 60 cm2 이상, 90 cm2, 또는 95 cm2 내지 900 cm2일 수 있다.The first magnetic material having a large area may be composed of a combination of a plurality of unit magnetic materials, and at this time, the area of the unit magnetic material may be 60 cm 2 or more, 90 cm 2 , or 95 cm 2 to 900 cm 2 .
또는 상기 제 1 자성 소재는 제 2 영역에 비어있는 형상을 가질 수 있고, 이 경우 제 1 영역의 면적, 즉 코일에 대응하는 면적을 가질 수 있다. Alternatively, the first magnetic material may have a hollow shape in the second region, in which case it may have an area corresponding to the area of the first region, i.e., the coil.
상기 제 1 자성 소재는 몰드를 통한 성형 등의 방법으로 제조된 자성 블록일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 자성 소재는 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 above first magnetic material may be a magnetic block manufactured by a method such as molding through a mold. For example, the above first magnetic material 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 binder resin and injecting them into a mold by injection molding or the like.
또는, 상기 제 1 자성 소재는 자성 시트의 적층체일 수 있으며, 예를 들어 자성 시트가 20장 이상, 또는 50장 이상 적층된 것일 수 있다. Alternatively, the first magnetic material may be a laminate of magnetic sheets, for example, 20 or more, or 50 or more magnetic sheets may be laminated.
구체적으로, 상기 자성 시트의 적층체는 제 1 자성 소재의 제 2 영역에만 추가적인 자성 시트가 1매 이상 더 적층된 것일 수 있다.Specifically, the laminate of the magnetic sheets may have one or more additional magnetic sheets laminated only on the second region of the first magnetic material.
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.At this time, the thickness of the individual magnetic sheets may be 80 ㎛ or more, or 85 ㎛ to 150 ㎛. These magnetic sheets may be manufactured by a conventional sheet-making process, such as mixing magnetic powder and binder resin to make a slurry, forming it into a sheet shape, and curing it.
자성 분말magnetic powder
상기 제 1 자성 소재는 바인더 수지 및 상기 바인더 수지 내에 분산된 자성 분말을 포함할 수 있다.The above first magnetic material may include a binder resin and magnetic powder dispersed within the binder resin.
이에 따라, 상기 제 1 자성 소재는 바인더 수지에 의해 자성 분말들이 서로 결합됨으로써, 넓은 면적에서 전체적으로 결함이 적으면서 충격에 의해 손상이 적을 수 있다.Accordingly, the first magnetic material can have a small number of defects overall over a large area and be less susceptible to damage by impact since the magnetic powders are bound to each other by the binder resin.
상기 자성 분말은 페라이트(Ni-Zn계, Mg-Zn계, Mn-Zn계 페라이트 등)와 같은 산화물계 자성 분말; 퍼말로이(permalloy), 샌더스트(sendust), 나노결정성(nanocrystalline) 자성체와 같은 금속계 자성 분말; 또는 이들의 혼합 분말일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 자성 분말은 Fe-Si-Al 합금 조성을 갖는 샌더스트 입자일 수 있다.The above magnetic powder may be an oxide-based magnetic powder such as a ferrite (Ni-Zn-based, Mg-Zn-based, Mn-Zn-based ferrite, etc.); a metal-based magnetic powder such as a permalloy, a sentust, a nanocrystalline magnetic material; or a mixed powder thereof. More specifically, the magnetic powder may be a sentust particle having an Fe-Si-Al alloy composition.
일례로서, 상기 자성 분말은 하기 화학식 1의 조성을 가질 수 있다.As an example, the magnetic powder may have a composition represented by the following chemical formula 1.
[화학식 1][Chemical 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.In the above formula, 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 size of the magnetic powder may be in a range of about 3 nm to about 1 mm, about 1 ㎛ to 300 ㎛, about 1 ㎛ to 50 ㎛, or about 1 ㎛ to 10 ㎛.
상기 제 1 자성 소재는 상기 자성 분말을 50 중량% 이상, 70 중량% 이상, 또는 85 중량% 이상의 양으로 포함할 수 있다. The above first magnetic material may contain the magnetic powder in an amount of 50 wt% or more, 70 wt% or more, or 85 wt% or more.
예를 들어, 상기 제 1 자성 소재는 상기 자성 분말을 50 중량% 내지 99 중량%, 70 중량% 내지 95 중량%, 70 중량% 내지 90 중량%, 75 중량% 내지 90 중량%, 75 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 material can contain the magnetic powder in an amount of 50 wt% to 99 wt%, 70 wt% to 95 wt%, 70 wt% to 90 wt%, 75 wt% to 90 wt%, 75 wt% to 95 wt%, 80 wt% to 95 wt%, or 80 wt% to 90 wt%.
바인더 수지Binder resin
상기 바인더 수지는 경화성 수지일 수 있다. 구체적으로, 상기 바인더 수지는 광경화성 수지, 열경화성 수지 및/또는 고내열 열가소성 수지를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 열경화성 수지를 포함할 수 있다.The above binder resin may be a curable resin. Specifically, the binder resin may include a photocurable resin, a thermosetting resin and/or a high heat-resistant thermoplastic resin, and preferably may include a thermosetting resin.
이와 같이 경화되어 접착성을 나타낼 수 있는 수지로서, 글리시딜기, 이소시아네이트기, 히드록실기, 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, 히드록실기, 또는 카복실기일 수 있다.As a resin that can be cured in this way to exhibit adhesiveness, a resin can be used that includes at least one functional group or site capable of being cured by heat, such as a glycidyl group, an isocyanate group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amide group; or a resin that includes at least one functional group or site capable of being cured by activation energy, such as an epoxide group, a cyclic ether group, a sulfide group, an acetal group, or a lactone group. Such a functional group or site can be, for example, an isocyanate group, a hydroxyl group, or a carboxyl group.
구체적으로, 상기 경화성 수지는, 상술한 바와 같은 관능기 또는 부위를 적어도 하나 이상 가지는 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 이소시아네이트 수지 또는 에폭시 수지 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, the curable resin may be, but is not limited to, a polyurethane resin, an acrylic resin, a polyester resin, an isocyanate resin, or an epoxy resin having at least one functional group or moiety as described above.
일례로서, 상기 바인더 수지는 폴리우레탄계 수지, 이소시아네이트계 경화제 및 에폭시계 수지를 포함할 수 있다. As an example, the binder resin may include a polyurethane-based resin, an isocyanate-based curing agent, and an epoxy-based resin.
상기 제 1 자성 소재는 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 material 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 자성 소재는 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, the first magnetic material may include, based on its weight, 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 as the binder resin.
제 1 자성 소재의 자성 특성Magnetic properties of the first magnetic material
상기 제 1 자성 소재는 전기 자동차의 무선충전 표준 주파수 근방에서 일정 수준의 자성 특성을 가질 수 있다. The above first magnetic material can have a certain level of magnetic properties near the standard frequency for wireless charging of electric vehicles.
상기 전기 자동차의 무선충전 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 standard frequency for wireless charging of the above 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 band distinct from the frequency applied to mobile electronic devices such as mobile phones.
상기 제 1 자성 소재의 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 투자율은 소재에 따라 달라질 수 있으나 5 이상, 예를 들어 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 자성 소재의 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 투자손실은 소재에 따라 달라질 수 있으나 0 이상, 예를 들어 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 permeability of the first magnetic material in the frequency band of 79 kHz to 90 kHz may vary depending on the material, but may be 5 or more, for example, 5 to 150,000, and may be 5 to 300, 500 to 3,500, or 10,000 to 150,000 depending on the specific material. In addition, the permeability loss of the first magnetic material in the frequency band of 79 kHz to 90 kHz may vary depending on the material, but may be 0 or more, for example, 0 to 50,000, and may be 0 to 1,000, 1 to 100, 100 to 1,000, or 5,000 to 50,000 depending on the specific material.
구체적인 일례로서, 상기 제 1 자성 소재가 자성 분말 및 바인더 수지를 포함하는 고분자형 자성 블록일 경우, 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 투자율은 5 내지 130, 15 내지 80, 또는 10 내지 50일 수 있고, 투자손실은 0 내지 20, 0 내지 15, 또는 0 내지 5일 수 있다.As a specific example, when the first magnetic material is a polymer type magnetic block including magnetic powder and binder resin, the permeability may be 5 to 130, 15 to 80, or 10 to 50 in a frequency band of 79 kHz to 90 kHz, and the investment loss may be 0 to 20, 0 to 15, or 0 to 5.
제 1 자성 소재의 특성Characteristics of the first magnetic material
상기 제 1 자성 소재는 일정 비율로 신장될 수 있다. 예를 들어 상기 제 1 자성 소재의 신장율은 0.5% 이상일 수 있다. 상기 신장 특성은 고분자를 적용하지 않는 세라믹계 자성 소재에서는 얻기 어려운 것으로, 대면적의 자성 소재가 충격에 의해 뒤틀림 등이 발생하더라도 손상을 줄여줄 수 있다. 구체적으로, 상기 제 1 자성 소재의 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, 자성 소재의 인턱턴스 등의 특성이 떨어질 수 있으므로, 상기 신장율은 10% 이하인 것이 좋다.The above first magnetic material can be elongated at a certain ratio. For example, the elongation of the first magnetic material can be 0.5% or more. The above elongation characteristic is difficult to obtain in a ceramic magnetic material that does not apply a polymer, and can reduce damage even when a large-area magnetic material is distorted due to an impact. Specifically, the elongation of the first magnetic material can 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 increases to improve the elongation, the characteristics of the magnetic material, such as inductance, may deteriorate, and therefore, it is preferable that the elongation is 10% or less.
상기 제 1 자성 소재는 충격 전후의 특성 변화율이 적으며, 일반적인 소결 페라이트 자성시트와 비교하여 월등하게 우수하다.The above first magnetic material has a small rate of change in characteristics before and after impact, and is far superior to general sintered ferrite magnetic sheets.
본 명세서에서 충격 전후의 특성 변화율(%)은 아래 식으로 계산될 수 있다.In this specification, the change rate (%) of characteristics before and after impact can be calculated by the following equation.
특성 변화율(%)=|충격 전 특성 값-충격 후 특성 값|/충격 전 특성 값×100Characteristic change rate (%) = |Characteristic value before impact - Characteristic value after impact| / Characteristic value before impact × 100
예를 들어, 상기 제 1 자성 소재는 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 자성 소재의 안정성이 보다 향상될 수 있다.For example, the first magnetic material may have an inductance change rate of less than 5%, or less than 3%, before and after an impact applied by free falling from a height of 1 m. More specifically, the inductance change rate may be 0% to 3%, 0.001% to 2%, or 0.01% to 1.5%. Within the above range, the inductance change rate before and after the impact is relatively small, so that the stability of the magnetic material can be further improved.
또한, 상기 제 1 자성 소재는 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 자성 소재의 안정성과 내충격성이 보다 향상될 수 있다.In addition, the first magnetic material may have a quality factor (Q factor) change rate of 0% to 5%, 0.001% to 4%, or 0.01% to 2.5% before and after an impact applied by free falling from a height of 1 m. Within the above range, the change in characteristics before and after the impact is small, so that the stability and impact resistance of the magnetic material can be further improved.
또한, 상기 제 1 자성 소재는 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, 실재 충격과 진동이 가해지는 환경에서 반복하여 적용하더라도 저항값이 일정 수준 이하로 잘 유지될 수 있다.In addition, the first magnetic material may have a resistance change rate of 0% to 2.8%, 0.001% to 1.8%, or 0.1% to 1.0% before and after an impact applied by free falling from a height of 1 m. Within the above range, the resistance value can be well maintained below a certain level even when repeatedly applied in an environment where actual impact and vibration are applied.
또한, 상기 제 1 자성 소재는 1 m의 높이에서 자유 낙하시켜 인가한 충격 전과 후의 충전효율 변화율이 0% 내지 6.8%, 0.001% 내지 5.8%, 또는 0.01% 내지 3.4%일 수 있다. 상기 범위 내일 때, 대면적의 자성 소재가 충격이나 뒤틀림이 반복적으로 발생하더라도 특성을 보다 안정적으로 유지할 수 있다.In addition, the first magnetic material may have a change in charging efficiency before and after an impact applied by free falling from a height of 1 m of 0% to 6.8%, 0.001% to 5.8%, or 0.01% to 3.4%. Within the above range, the large-area magnetic material can maintain its characteristics more stably even when impact or distortion occurs repeatedly.
제 2 자성 소재Second magnetic material
상기 구현예에 따른 무선충전 패드는 상기 제 1 자성 소재 외에 추가의 제 2 자성 소재를 구비함으로써, 충전 효율이 향상됨과 함께 방열 특성을 개선할 수 있다. 구체적으로, 도 2c에서 보듯이, 상기 제 1 자성 소재(300)의 제 1 영역(310) 상에 배치된 제 2 자성 소재(500)를 추가로 포함할 수 있다.The wireless charging pad according to the above embodiment can improve the charging efficiency and heat dissipation characteristics by including an additional second magnetic material in addition to the first magnetic material. Specifically, as shown in FIG. 2c, the wireless charging pad can additionally include a second magnetic material (500) disposed on the first region (310) of the first magnetic material (300).
상기 제 2 자성 소재는 상기 쉴드부의 상기 제 1 자성 소재를 향하는 일면 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 2 자성 소재는 상기 쉴드부와 상기 제 1 자성 소재 사이에 배치될 수 있다.The second magnetic material may be disposed on one surface of the shield portion facing the first magnetic material. That is, the second magnetic material may be disposed between the shield portion and the first magnetic material.
예를 들어, 상기 제 2 자성 소재는 상기 쉴드부의 일면에 부착되어, 상기 제 2 자성 소재에서 발생하는 열이 상기 쉴드부를 통해 효과적으로 배출될 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 자성 소재는 상기 쉴드부의 일면에 열전도성 접착제로 부착됨으로써, 방열 효과를 더욱 높일 수 있다.For example, the second magnetic material is attached to one surface of the shield portion, so that heat generated from the second magnetic material can be effectively discharged through the shield portion. Specifically, the second magnetic material is attached to one surface of the shield portion with a heat-conductive adhesive, so that the heat dissipation effect can be further enhanced.
상기 열전도성 접착제는 금속계, 카본계, 세라믹계 등의 열전도성 소재를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 열전도성 입자가 분산된 접착제 수지일 수 있다The above thermally conductive adhesive may include a thermally conductive material such as a metal-based, carbon-based, or ceramic-based adhesive, and may be, for example, an adhesive resin in which thermally conductive particles are dispersed.
상기 제 2 자성 소재는 상기 제 1 자성 소재와 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 자성 소재와 상기 제 2 자성 소재의 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. The second magnetic material may be arranged at a predetermined distance from the first magnetic material. For example, the distance between the first magnetic material and the second magnetic material may be 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.
상기 제 2 자성 소재는 시트 형태 또는 리본 형태를 가질 수 있다. 상기 제 2 자성 소재는 상기 제 1 자성 소재와 동일한 면적을 갖거나, 이와 다른 면적을 가질 수 있다.The second magnetic material may have a sheet shape or a ribbon shape. The second magnetic material may have the same area as the first magnetic material or may have a different area.
예를 들어, 상기 제 2 자성 소재는 상기 제 1 자성 소재와 동일하게 대면적을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 자성 소재의 면적은 200 cm2 이상, 400 cm2 이상, 또는 600 cm2 이상일 수 있다. 또한, 상기 제 2 자성 소재의 면적은 10,000 cm2 이하일 수 있다.For example, the second magnetic material may have a large area, similar to that of the first magnetic material. Specifically, the area of the second magnetic material may be 200 cm 2 or more, 400 cm 2 or more, or 600 cm 2 or more. Additionally, the area of the second magnetic material may be 10,000 cm 2 or less.
또는 상기 제 2 자성 소재는 상기 제 1 자성 소재보다 작은 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 자성 소재가 상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역 상에만 배치될 경우, 상기 제 2 자성 소재는 상기 제 1 영역의 면적에 대응하는 면적을 가질 수 있다. 또한 이에 따라, 상기 제 2 자성 소재는 상기 코일이 존재하는 영역에 대응하여 배치될 수 있고, 상기 코일의 면적에 대응하는 면적을 가질 수 있다. 이 경우 상기 제 2 자성 소재는 작은 면적으로도 충전 효율과 방열 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.Alternatively, the second magnetic material may have a smaller area than the first magnetic material. For example, when the second magnetic material is disposed only on the first region of the first magnetic material, the second magnetic material may have an area corresponding to the area of the first region. In addition, accordingly, the second magnetic material may be disposed corresponding to the region where the coil exists, and may have an area corresponding to the area of the coil. In this case, the second magnetic material may effectively improve charging efficiency and heat dissipation characteristics even with a small area.
제 2 자성 소재의 특성Properties of the second magnetic material
상기 제 2 자성 소재는 전기 자동차의 무선충전 표준 주파수 근방에서 특정 범위의 자성 특성을 가질 수 있다. The above second magnetic material may have magnetic properties in a specific range near the standard frequency for wireless charging of electric vehicles.
예를 들어 상기 제 2 자성 소재의 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 투자율은 소재에 따라 달라질 수 있으나 5 이상, 예를 들어 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 자성 소재의 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 투자손실은 소재에 따라 달라질 수 있으나 0 이상, 예를 들어 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 permeability in the frequency band of 79 kHz to 90 kHz of the second magnetic material may vary depending on the material, but may be 5 or more, for example, 5 to 150,000, and may be 5 to 300, 500 to 3,500, or 10,000 to 150,000 depending on the specific material. In addition, the permeability loss in the frequency band of 79 kHz to 90 kHz of the second magnetic material may vary depending on the material, but may be 0 or more, for example, 0 to 50,000, and may be 0 to 1,000, 1 to 100, 100 to 1,000, or 5,000 to 50,000 depending on the specific material.
구체적인 일례로서, 상기 제 2 자성 소재가 나노결정성(nanocrystalline) 자성 소재일 경우, 79 kHz 내지 90 kHz의 주파수 대역에서 투자율은 500 내지 3,000, 또는 10,000 내지 150,000일 수 있고, 투자손실은 100 내지 1,000, 또는 8,000 내지 50,000일 수 있다.As a specific example, when the second magnetic material is a nanocrystalline magnetic material, the permeability may be 500 to 3,000, or 10,000 to 150,000, and the investment loss may be 100 to 1,000, or 8,000 to 50,000 in a frequency band of 79 kHz to 90 kHz.
바람직하게는, 상기 제 2 자성 소재는 상기 제 1 자성 소재에 비해 비교적 높은 투자율을 가짐으로써 무선충전 패드의 충전효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 자성 소재는 상기 제 1 자성 소재 대비 79 kHz 내지 90 kHz에서 높은 투자율을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 자성 소재와 상기 제 1 자성 소재 간의 79 kHz 내지 90 kHz에서의 투자율 차이는 100 이상, 500 이상, 1,000 이상, 또는 10,000 이상일 수 있고, 구체적으로 100 내지 200,000, 500 내지 50,000, 또는 1,000 내지 10,000일 수 있다.Preferably, the second magnetic material has a relatively high magnetic permeability compared to the first magnetic material, thereby improving the charging efficiency of the wireless charging pad. For example, the second magnetic material may have a high magnetic permeability at 79 kHz to 90 kHz compared to the first magnetic material. Specifically, the difference in the magnetic permeability between the second magnetic material and the first magnetic material at 79 kHz to 90 kHz may be 100 or more, 500 or more, 1,000 or more, or 10,000 or more, and specifically may be 100 to 200,000, 500 to 50,000, or 1,000 to 10,000.
무선충전 시에 자속 밀도는 코일과 근접할수록 높지만, 자성 소재가 코일 주위에 있을 경우에 자성 소재에 자속이 집속되며, 하나 이상의 자성 소재가 있을 경우에는 자성 소재의 투자율의 크기 순서로 자속 밀도가 커지게 된다. 따라서, 제 1 자성 소재 대비 높은 투자율을 갖는 제 2 자성 소재를 적절히 배치하게 되면 자속을 효과적으로 배분할 수 있다.During wireless charging, the magnetic flux density is higher the closer it is to the coil, but if there is a magnetic material around the coil, the magnetic flux is concentrated on the magnetic material, and if there is more than one magnetic material, the magnetic flux density increases in the order of the magnetic permeability of the magnetic material. Therefore, if the second magnetic material with a higher permeability than the first magnetic material is appropriately arranged, the magnetic flux can be effectively distributed.
또한 상기 제 2 자성 소재의 수평 열전도율은 1 W/m·K 이상일 수 있고, 예를 들어 1 W/m·K 내지 30 W/m·K, 또는 10 W/m·K 내지 20 W/m·K일 수 있다. 또한 상기 제 2 자성 소재의 수직 열전도율은 0.1 W/m·K 이상일 수 있고, 예를 들어 0.1 W/m·K 내지 2 W/m·K, 또는 0.5 W/m·K 내지 1.5 W/m·K일 수 있다. 구체적으로, 상기 제 2 자성 소재는 1 W/m·K 내지 30 W/m·K의 수평 열전도율 및 0.1 W/m·K 내지 2 W/m·K의 수직 열전도율을 가질 수 있다.In addition, the horizontal thermal conductivity of the second magnetic material may be 1 W/mK or more, for example, 1 W/mK to 30 W/mK, or 10 W/mK to 20 W/mK. In addition, the vertical thermal conductivity of the second magnetic material may be 0.1 W/mK or more, for example, 0.1 W/mK to 2 W/mK, or 0.5 W/mK to 1.5 W/mK. Specifically, the second magnetic material may have horizontal thermal conductivity of 1 W/mK to 30 W/mK and vertical thermal conductivity of 0.1 W/mK to 2 W/mK.
따라서 상기 제 2 자성 소재에서 투자손실로 인해 무선충전 중에 발생된 열은 상기 제 2 자성 소재에 인접한 쉴드부를 통해 배출될 수 있다.Therefore, heat generated during wireless charging due to investment loss in the second magnetic material can be discharged through the shield portion adjacent to the second magnetic material.
제 2 자성 소재의 조성Composition of the second magnetic material
상기 제 2 자성 소재는 금속계 자성 소재를 포함할 수 있다.The above second magnetic material may include a metal-based magnetic material.
상기 제 2 자성 소재는 나노결정성 자성 소재를 포함할 수 있다.The second magnetic material may include a nanocrystalline magnetic material.
상기 제 2 자성 소재로 나노결정성 자성 소재를 적용 시에, 코일과 거리가 멀어질수록 코일의 인덕턴스(Ls)가 낮아지더라도 저항(Rs)이 더욱 낮아짐으로써 코일의 품질계수(Q factor: Ls/Rs)가 높아져서 충전 효율이 향상되고 발열이 줄어들 수 있다.When a nanocrystalline magnetic material is applied as the second magnetic material, the inductance (Ls) of the coil decreases as the distance from the coil increases, but the resistance (Rs) decreases further, thereby increasing the quality factor (Q factor: Ls/Rs) of the coil, thereby improving charging efficiency and reducing heat generation.
예를 들어, 상기 제 2 자성 소재는 Fe계 나노결정성 자성 소재일 수 있고, 구체적으로 Fe-Si-Al계 나노결정성 자성 소재, Fe-Si-Cr계 나노결정성 자성 소재, 또는 Fe-Si-B-Cu-Nb계 나노결정성 자성 소재일 수 있다.For example, the second magnetic material may be an Fe-based nanocrystalline magnetic material, and specifically, may be an Fe-Si-Al-based nanocrystalline magnetic material, an Fe-Si-Cr-based nanocrystalline magnetic material, or an Fe-Si-B-Cu-Nb-based nanocrystalline magnetic material.
보다 구체적으로, 상기 제 2 자성 소재는 Fe-Si-B-Cu-Nb계 나노결정성 자성 소재일 수 있고, 이 경우, Fe가 70 원소% 내지 85 원소%, Si 및 B의 합이 10 원소% 내지 29 원소%, Cu와 Nb의 합이 1 원소% 내지 5 원소%일 수 있다(여기서 원소%란 자성 소재를 이루는 총 원소의 갯수에 대한 특정 원소의 갯수의 백분율을 의미한다). 상기 조성 범위에서 Fe-Si-B-Cu-Nb계 합금이 열처리에 의해 나노결정성 자성 소재로 쉽게 형성될 수 있다.More specifically, the second magnetic material may be a Fe-Si-B-Cu-Nb nanocrystalline magnetic material, in which case, Fe may be 70 to 85 element%, the sum of Si and B may be 10 to 29 element%, and the sum of Cu and Nb may be 1 to 5 element% (here, the element% means the percentage of the number of a specific element with respect to the total number of elements forming the magnetic material). In the above composition range, the Fe-Si-B-Cu-Nb alloy can be easily formed into a nanocrystalline magnetic material by heat treatment.
제 2 자성 소재의 제조방법Method for manufacturing a second magnetic material
상기 나노결정성 자성 소재는, 예를 들어 Fe계 합금을 멜트 스피닝에 의한 급냉응고법(RSP)으로 제조하며, 원하는 투자율을 얻을 수 있도록 300℃ 내지 700℃의 온도 범위에서 30분 내지 2시간 동안 무자장 열처리를 행하여 제조될 수 있다.The above nanocrystalline magnetic material can be manufactured by, for example, manufacturing an Fe-based alloy by a rapid solidification method (RSP) using melt spinning, and performing a non-magnetic field heat treatment at a temperature range of 300°C to 700°C for 30 minutes to 2 hours so as to obtain a desired permeability.
만약 열처리 온도가 300℃ 미만인 경우 나노결정이 충분히 생성되지 않아 원하는 투자율이 얻어지지 않으며 열처리 시간이 길게 소요될 수 있고, 700℃를 초과하는 경우는 과열처리에 의해 투자율이 현저하게 낮아질 수 있다. 또한, 열처리 온도가 낮으면 처리시간이 길게 소요되고, 반대로 열처리 온도가 높으면 처리시간은 단축되는 것이 바람직하다. If the heat treatment temperature is less than 300℃, nanocrystals are not sufficiently formed, so the desired investment rate cannot be obtained and the heat treatment time may be long. If it exceeds 700℃, the investment rate may be significantly reduced due to overheat treatment. In addition, if the heat treatment temperature is low, the treatment time is long, and conversely, if the heat treatment temperature is high, the treatment time is preferably shortened.
나노결정성 자성 소재는 제조 공정상 두꺼운 두께를 만들기 어려우며 예를 들어 15 ㎛ 내지 35 ㎛의 두께의 박막 시트로 형성될 수 있다. 따라서 이러한 박막 시트를 여러 장 적층하여 자성 소재를 형성할 수 있다. 이때 상기 박막 시트 사이에는 접착 테이프와 같은 접착제층이 삽입될 수 있다. 또한 상기 자성 소재는 제조 공정 후단에 가압 롤 등에 의해 파쇄하여 박막 시트에 다수의 크랙을 형성함으로써, 복수 개의 나노결정성 미세 조각들을 포함하도록 제조할 수 있다.Nanocrystalline magnetic materials are difficult to manufacture with a thick thickness in the manufacturing process, and can be formed as thin film sheets having a thickness of, for example, 15 ㎛ to 35 ㎛. Therefore, a plurality of such thin film sheets can be laminated to form a magnetic material. At this time, an adhesive layer, such as an adhesive tape, can be inserted between the thin film sheets. In addition, the magnetic material can be manufactured to include a plurality of nanocrystalline micro-pieces by forming a plurality of cracks in the thin film sheets by crushing them with a pressure roll or the like at the end of the manufacturing process.
[무선충전 장치][Wireless charging device]
도 2a 내지 2c는 일 구현예에 따른 무선충전 장치의 단면도를 나타낸 것이다. 도 2a 내지 2c를 참조하여, 일 구현예에 따른 무선충전 장치(11)는, 하우징(600); 상기 하우징(600) 내에 배치되고 전도성 와이어를 포함하는 코일(200); 상기 코일(200) 상에 배치된 쉴드부(400); 및 상기 코일(200)과 상기 쉴드부(400) 사이에 배치된 제 1 자성 소재(300)를 포함하고, 상기 제 1 자성 소재(300)에서 상기 코일(200)에 대응하는 영역을 제 1 영역(310)으로 정의하고, 그 외의 영역을 제 2 영역(320)으로 정의할 때, 상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역(310)이 상기 제 2 영역(320)에 비해 보다 두꺼운 두께를 갖는다.FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views of a wireless charging device according to an embodiment. Referring to FIGS. 2A to 2C, a wireless charging device (11) according to an embodiment includes: a housing (600); a coil (200) disposed within the housing (600) and including a conductive wire; a shield portion (400) disposed on the coil (200); and a first magnetic material (300) disposed between the coil (200) and the shield portion (400). When a region corresponding to the coil (200) in the first magnetic material (300) is defined as a first region (310) and other regions are defined as second regions (320), the first region (310) of the first magnetic material has a thicker thickness than the second region (320).
상기 하우징은 상기 코일, 쉴드부, 자성 소재 등의 구성 요소가 적절하게 배치되어 조립될 수 있게 한다. 상기 하우징의 재질 및 구조는 무선충전 장치에 사용되는 통상적인 하우징의 재질 및 구조를 채용할 수 있다.The above housing enables components such as the coil, shield, and magnetic material to be appropriately arranged and assembled. The material and structure of the housing may adopt the material and structure of a typical housing used in a wireless charging device.
상기 구현예에 따른 무선충전 장치는, 상기 코일을 지지하는 지지판을 더 포함할 수 있다. 상기 무선충전 장치의 지지판, 코일, 쉴드부, 자성 소재의 구성 및 특징은 앞서 무선충전 패드에서 설명한 바와 같다. 따라서, 상기 무선충전 장치는 앞서 무선충전 패드의 구성 및 특성을 실질적으로 포함한다.The wireless charging device according to the above embodiment may further include a support plate that supports the coil. The configuration and characteristics of the support plate, coil, shield, and magnetic material of the wireless charging device are as described above for the wireless charging pad. Therefore, the wireless charging device substantially includes the configuration and characteristics of the wireless charging pad.
또한 상기 구현예에 따른 무선충전 장치는, 상기 쉴드부와 자성 소재 간의 공간을 확보하기 위한 스페이서를 더 포함할 수 있다. 상기 스페이서의 재질 및 구조는 무선충전 장치에 사용되는 통상적인 스페이서의 재질 및 구조를 채용할 수 있다.In addition, the wireless charging device according to the above embodiment may further include a spacer for securing a space between the shield portion and the magnetic material. The material and structure of the spacer may adopt the material and structure of a typical spacer used in a wireless charging device.
상기 무선충전 장치는 자성 소재에 입체 구조를 적용함으로써 충전 효율 및 방열 특성을 향상될 수 있다. 따라서 상기 무선충전 장치는, 송신기와 수신기 간의 대용량의 전력 전송을 요구하는 전기 자동차 등에 유용하게 사용될 수 있다.The wireless charging device described above can improve charging efficiency and heat dissipation characteristics by applying a three-dimensional structure to a magnetic material. Therefore, the wireless charging device described above can be usefully used in electric vehicles that require large-capacity power transmission between a transmitter and a receiver.
[전기 자동차][Electric car]
도 4는 무선충전 장치가 적용된 전기 자동차를 나타낸 것이다.Figure 4 illustrates an electric vehicle equipped with a wireless charging device.
상기 전기 자동차는 전기 자동차용 무선 충전 시스템이 구비된 주차 구역에서 무선으로 충전될 수 있다. The above electric vehicle can be wirelessly charged in a parking area equipped with a wireless charging system for electric vehicles.
도 4를 참조하여, 일 구현예에 따른 전기 자동차(1)는, 상기 구현예에 따른 무선충전 장치를 수신기(21)로 포함한다. Referring to FIG. 4, an electric vehicle (1) according to one embodiment includes a wireless charging device according to the embodiment as a receiver (21).
상기 무선충전 장치는 전기 자동차(1)의 무선충전의 수신기(21)로 역할하고 무선충전의 송신기(22)로부터 전력을 공급받을 수 있다.The above wireless charging device acts as a wireless charging receiver (21) of an electric vehicle (1) and can receive power from a wireless charging transmitter (22).
구체적으로, 상기 전기 자동차는 무선충전 장치를 포함하고, 상기 무선충전 장치가 하우징; 상기 하우징 내에 배치되고 전도성 와이어를 포함하는 코일; 상기 코일 상에 배치된 쉴드부; 및 상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된 제 1 자성 소재를 포함하고, 상기 제 1 자성 소재에서 상기 코일에 대응하는 영역을 제 1 영역으로 정의하고, 그 외의 영역을 제 2 영역으로 정의할 때, 상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역이 상기 제 2 영역에 비해 보다 두꺼운 두께를 갖는다.Specifically, the electric vehicle includes a wireless charging device, and the wireless charging device includes a housing; a coil disposed within the housing and including a conductive wire; a shield portion disposed on the coil; and a first magnetic material disposed between the coil and the shield portion, wherein when a region corresponding to the coil in the first magnetic material is defined as a first region and another region is defined as a second region, the first region of the first magnetic material has a thicker thickness than the second region.
상기 전기 자동차에 포함되는 무선충전 장치의 각 구성요소들의 구성 및 특징은 앞서 설명한 바와 같다.The configuration and characteristics of each component of the wireless charging device included in the above electric vehicle are as described above.
상기 무선충전 장치는 상기 자동차의 하부에 구비될 수 있다.The above wireless charging device may be installed on the lower part of the vehicle.
상기 전기 자동차는 상기 무선충전 장치로부터 전력을 전달받는 배터리를 더 포함할 수 있다. 상기 무선충전 장치는 무선으로 전력을 전송받아 상기 배터리에 전달하고, 상기 배터리는 상기 전기 자동차의 구동계에 전력을 공급할 수 있다. 상기 배터리는 상기 무선충전 장치 또는 그 외 추가적인 유선충전 장치로부터 전달되는 전력에 의해 충전될 수 있다. The electric vehicle may further include a battery that receives power from the wireless charging device. The wireless charging device may wirelessly receive power and transmit it to the battery, and the battery may supply power to the drivetrain 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 전기 자동차는 충전에 대한 정보를 전기 자동차용 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 electric vehicle may further include a signal transmitter for transmitting information about charging to a transmitter of a wireless charging system for the electric vehicle. The information about charging may be charging efficiency, charging status, etc., such as charging speed.
1: 전기 자동차, 10, 10': 무선충전 패드,
11: 무선충전 장치,
21: 수신기, 22: 송신기,
100, 100': 지지판, 200, 200': 코일,
300: 제 1 자성 소재, 300': 자성 소재,
310: 제 1 영역, 320: 제 2 영역,
400, 400': 쉴드부, 500: 제 2 자성 소재,
600: 하우징.1: Electric car, 10, 10': Wireless charging pad,
11: Wireless charging device,
21: Receiver, 22: Transmitter,
100, 100': Support plate, 200, 200': Coil,
300: 1st magnetic material, 300': Magnetic material,
310: Area 1, 320: Area 2,
400, 400': Shield, 500: Second magnetic material,
600: Housing.
Claims (11)
상기 코일 상에 배치된 쉴드부; 및
상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된 제 1 자성 소재를 포함하고,
상기 제 1 자성 소재에서 상기 코일에 대응하는 영역을 제 1 영역으로 정의하고, 그 외의 영역을 제 2 영역으로 정의할 때, 상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역이 상기 제 2 영역에 비해 1.5배 이상 두꺼운 두께를 갖고, 상기 제 2 영역의 두께는 0.1 mm 이상이고,
상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역 상에 배치된 제 2 자성 소재를 추가로 포함하고, 상기 제 2 자성 소재는 상기 제 1 자성 소재 대비 79 kHz 내지 90 kHz에서 100 이상 높은 투자율을 가지는, 무선충전 패드.
A coil comprising a conductive wire;
A shield portion arranged on the above coil; and
Including a first magnetic material arranged between the coil and the shield portion,
When defining the region corresponding to the coil in the first magnetic material as the first region and defining the other region as the second region, the first region of the first magnetic material has a thickness that is 1.5 times or more thicker than the second region, and the thickness of the second region is 0.1 mm or more,
A wireless charging pad further comprising a second magnetic material disposed on the first region of the first magnetic material, wherein the second magnetic material has a magnetic permeability that is 100 or higher at 79 kHz to 90 kHz compared to the first magnetic material.
상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역이 5 mm 내지 11 mm의 두께를 갖고, 상기 제 2 영역이 0.1 mm 내지 5 mm의 두께를 갖는, 무선충전 패드.
In paragraph 1,
A wireless charging pad, wherein the first region of the first magnetic material has a thickness of 5 mm to 11 mm, and the second region has a thickness of 0.1 mm to 5 mm.
상기 제 1 자성 소재가 바인더 수지 및 상기 바인더 수지 내에 분산된 자성 분말을 포함하는, 무선충전 패드.
In paragraph 1,
A wireless charging pad, wherein the first magnetic material comprises a binder resin and magnetic powder dispersed within the binder resin.
상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역 중 적어도 일부가 상기 쉴드부에 접촉하는, 무선충전 패드.
In paragraph 1,
A wireless charging pad, wherein at least a portion of the first region of the first magnetic material is in contact with the shield portion.
상기 제 1 자성 소재가 상기 제 2 영역에 비어 있는 형상을 갖는, 무선충전 패드.
In paragraph 1,
A wireless charging pad, wherein the first magnetic material has a hollow shape in the second region.
상기 제 1 자성 소재가 몰드를 통해 입체 구조로 성형된 것인, 무선충전 패드.
In paragraph 1,
A wireless charging pad, wherein the first magnetic material is formed into a three-dimensional structure through a mold.
상기 제 2 자성 소재가 나노결정성(nanocrystalline) 자성 소재를 포함하는, 무선충전 패드.
In paragraph 1,
A wireless charging pad, wherein the second magnetic material includes a nanocrystalline magnetic material.
상기 하우징 내에 배치되고 전도성 와이어를 포함하는 코일;
상기 코일 상에 배치된 쉴드부; 및
상기 코일과 상기 쉴드부 사이에 배치된 제 1 자성 소재를 포함하고,
상기 제 1 자성 소재에서 상기 코일에 대응하는 영역을 제 1 영역으로 정의하고, 그 외의 영역을 제 2 영역으로 정의할 때, 상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역이 상기 제 2 영역에 비해 1.5배 이상 두꺼운 두께를 갖고, 상기 제 2 영역의 두께는 0.1 mm 이상이고,
상기 제 1 자성 소재의 제 1 영역 상에 배치된 제 2 자성 소재를 추가로 포함하고, 상기 제 2 자성 소재는 상기 제 1 자성 소재 대비 79 kHz 내지 90 kHz에서 100 이상 높은 투자율을 가지는, 무선충전 장치.
housing;
A coil disposed within the housing and including a conductive wire;
A shield portion arranged on the above coil; and
Including a first magnetic material arranged between the coil and the shield portion,
When defining the region corresponding to the coil in the first magnetic material as the first region and defining the other region as the second region, the first region of the first magnetic material has a thickness that is 1.5 times or more thicker than the second region, and the thickness of the second region is 0.1 mm or more,
A wireless charging device further comprising a second magnetic material disposed on the first region of the first magnetic material, wherein the second magnetic material has a magnetic permeability that is 100 or higher at 79 kHz to 90 kHz compared to the first magnetic material.
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