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KR20120081051A - 전기자동차용 무선충전 시스템 및 그충전방법 - Google Patents

전기자동차용 무선충전 시스템 및 그충전방법 Download PDF

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KR20120081051A
KR20120081051A KR1020120059352A KR20120059352A KR20120081051A KR 20120081051 A KR20120081051 A KR 20120081051A KR 1020120059352 A KR1020120059352 A KR 1020120059352A KR 20120059352 A KR20120059352 A KR 20120059352A KR 20120081051 A KR20120081051 A KR 20120081051A
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wireless power
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Abstract

본 발명은 전기자동차용 무선충전 시스템에 관한 것으로, 주차구역에는 무선전력전송장치가 설치되고 전기자동차에는 무선전력수신장치가 설치되어 무선충전 시스템이 구성되는 것으로, 주차구역에서 운전자가 운전석에 설치된 무선충전단말기를 조작하면 전기자동차의 배터리에 근거리 무선충전 방식으로 급속충전이 이루어지도록 하는 전기자동차용 무선충전시스템 및 그충전방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은 주차구역에 압력센서를 갖는 타이어 멈춤장치, 근거리 무선통신 모듈, 하나 이상의 무선전력전송 패널과 하나 이상의 패널 운반체를 갖은 무선전력전송장치가 장치되고, 전기자동차에는 근거리 무선통신 모듈, 하나 이상의 무선전력수신 패널을 갖는 무선전력수신장치가 장치되어 무선충전 시스템이 구성되는 것으로, 전기자동차가 주차구역에 진입하면 운전석의 무선충전단말기에 충전 가능한 다수의 무선전력 송수신 패널이 자동으로 표출되고, 운전자가 충전 메뉴를 선택하면 무선전력전송 패널들이 상하좌우 이동하여 해당 무선전력수신 패널들과 최적의 근거리로 대향 하여, 충전전력이 다수의 무선전력 송수신 패널에 의해 동시에 대량으로 전송되어 전기자동차에 급속충전되는 것을 특징으로 한다.

Description

전기자동차용 무선충전 시스템 및 그충전방법{WIRELESS CHARGING SYSTEM FOR ELECTRIC CAR AND CHARGING METHOD THEREFOR}
본 발명은 전기자동차용 무선충전 시스템에 관한 것으로, 주차구역에는 무선전력전송장치가 설치되고 전기자동차에는 무선전력수신장치가 설치되어 무선충전 시스템이 구성되는 것으로, 주차구역에서 운전자가 운전석에 설치된 무선충전단말기를 조작하면 전기자동차의 배터리에 근거리 무선충전 방식으로 급속충전이 이루어지도록 하는 전기자동차용 무선충전시스템 및 그충전방법에 관한 것이다.
무선충전은 전자기 유도(Electromangnetic Induction)를 통해 전류를 흐르게 하여 배터리에 충전하는 방식으로, 충전용 패드의 1차 코일에서 발생한 자기장이 배터리 부분의 2차 코일에 유도돼 전류를 공급하게 된다. 이 기술은 대용량의 배터리가 요구되는 휴대용 통신기기, 전기자동차 등에 적합하며 접점이 노출돼 있지 않아 누전 등의 위험이 거의 없으며 유선방식의 충전불량 현상을 막을 수 있다.
근거리 전자기 유도 충전기술은 전원과 충전대상 기기간의 유격 사이로 직접 전력을 전달하게 한다. 이 유격은 1cm 보다 작아 전력 에너지를 집중시켜 충전대상 기기에게 고효율 전력의 안전한 전달을 가능케 해준다. 이 기술은 100년 넘게 다양한 기기에 사용되어온 것으로 유선충전 방식만큼 빠른 충전이 가능하며 안전하다. 또한 주변의 다른 기기와 혼선을 일으키지 않으며, 충전 전원과의 비접촉 방식을 사용한다. 에너지 낭비를 최소화해 친환경적이며 수분과 먼지에도 강한 신뢰성 있는 제품의 구현을 가능하게 한다.
최근 무선전력전송기술은 최대 30cm 떨어진 전자제품에 전력을 보낼줄 수 있는 수준이다. 향후 전력전송 거리가 10m까지 확장되면 기술응용 분야는 TV, 가전제품, 자동차, 로봇 등으로 더욱 넓어질 것이다. 무선전력전송(Wireless Power Transmission)은 전력 에너지를 무선전송에 유리한 마이크로파로 변환시켜 에너지를 전달하는 새로운 개념의 전력전송 방식으로 전선 없이 전기에너지를 공간을 통해 보낼 수 있는 전파전송의 원리로서 라디오나 무선 전화 등과 같이 무선 통신방식에서 이용하는 신호의 개념이 아닌, 전기 에너지를 보내는 것으로 보통의 통신이 반송파 신호에 신호를 실어 보내 것이라면 무선전력전송은 반송파만을 보내는 것이다.
한편, 최근 들어 전기자동차가 등장하면서 충전 인프라 구축에 대한 관심이 증대되고 있다. 이미 가정용 충전기를 이용한 전기자동차 충전을 비롯하여 배터리 교체, 급속 충전장치, 무선 충전장치 등 다양한 충전방식이 등장하고 있고, 새로운 충전사업 비즈니스 모델도 나타나기 시작하고 있다. 유럽에서는 시험 운행중인 전기차와 충전소가 눈에 띄기 시작했고, 일본에서는 자동차제조업체와 전력회사들이 주도하여 전기자동차 및 충전소를 시범적으로 운영하고 있다.
향후 전기자동차의 보급이 대중화될 것으로 예상됨에 따라 충전시간을 단축시키고 편의성을 증대시킨 안전하고 빠른 충전방식이 요구되고 있으며, 이에 따라 콘센트에 플러그를 꽂아 사용하는 유선충전방식의 불편함을 해소할 수 있는 비접촉식 충전방식도 다양하게 제안되고 있다.
일반적인 근거리 무선충전방식은 플러그를 직접 꽂지 않기 때문에 비교적 안전하다는 장점이 있지만 비접촉되는 코일 패널 간에 거리가 멀어지면 전송효율이 크게 낮아지는 문제점이 있으므로, 전기자동차에 탑재된 대전력 배터리를 충전하기 위해서는 무선전력전송 효율이 낮아서 충전시간이 많이 소요되는 무선충전장치를 혁신적으로 개선해야 하는 과제가 남아 있다.
본 발명은 전기자동차용 무선충전 시스템에 관한 것으로, 이를 위한 본 발명은 주차구역에 압력센서를 갖는 타이어 멈춤장치, 근거리 무선통신 모듈, 하나 이상의 무선전력전송 패널과 하나 이상의 패널 운반체를 갖은 무선전력전송장치가 장치되고, 전기자동차에는 근거리 무선통신 모듈, 하나 이상의 무선전력수신 패널을 갖는 무선전력수신장치가 장치되어 무선충전 시스템이 구성되는 것으로, 전기자동차가 주차구역에 진입하면 운전석의 무선충전단말기에 충전 가능한 다수의 무선전력 송수신 패널이 자동으로 표시되고, 운전자가 충전 메뉴를 선택하면 무선전력전송 패널들이 상하좌우 이동하여 해당 무선전력수신 패널들과 최적의 근거리로 대향 하여, 충전전력이 다수의 무선전력 송수신 패널에 의해 동시에 대량으로 전송되어 전기자동차에 급속충전될 수 있는 전기자동차용 무선충전 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는 광역 무선통신망에 접속되어 무선충전소에 설치된 전력제어장치와, 상기 전력제어장치에 연결되어 주차구역에 설치된 근거리 무선통신 모듈과, 상기 전력제어장치에 연결되어 주차구역에 설치되되, 하나 이상의 무선전력전송 패널을 갖는 무선전력전송장치와, 전기자동차의 하부에 장착되는 하나 이상의 무선전력수신 패널을 갖는 무선전력수신기와, 상기 무선전력수신기에 연결되어 전기자동차의 운전석에 설치된 무선충전단말기와, 상기 무선충전단말기에 연결되고 전기자동차의 하부에 장착된 근거리 무선통신모듈와, 전기자동차에 설치되되 상기 무선전력수신기에 연결되어 전기자동차의 배터리 충전을 제어하는 충전제어기를 포함하여 무선충전 시스템이 구성되는 전기자동차용 무선충전 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예는 광역 무선통신망에 접속되어 무선충전소에 설치된 전력제어장치와, 상기 전력제어장치에 연결되어 주차구역에 설치된 근거리 무선통신 모듈과, 상기 전력제어장치에 연결되어 주차구역에 설치되되 하나 이상의 무선전력전송 패널을 갖는 무선전력전송장치와, 상기 무선전력전송장치에 포함되어 주차구역에 이동트랙을 구비하여 설치되되 상기 무선전력전송 패널을 상하 및 좌우로 이동시키는 하나 이상의 패널 운반체와, 전기자동차에 설치되되 전기자동차의 하부에 장착되는 하나 이상의 무선전력수신 패널을 갖는 무선전력수신기와, 상기 무선전력수신기에 연결되어 전기자동차의 운전석에 설치된 무선충전단말기와, 상기 무선충전단말기에 연결되고 전기자동차의 하부에 장착된 근거리 무선통신모듈과, 전기자동차에 설치되되 상기 무선전력수신기에 연결되어 전기자동차의 배터리 충전을 제어하는 충전제어기를 포함하여 무선충전 시스템이 구성되는 전기자동차용 무선충전 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전방법은 전기자동차가 주차구역에 진입할 때 타이어 멈춤장치에서 압력센서 정보가 발생되는 단계와, 상기 압력센서 정보로 근거리 무선통신 모듈이 작동하는 단계와, 상기 압력센서 정보로 무선전력전송장치가 가동되는 단계와, 무선충전단말기의 작동으로 무선전력수신장치가 가동되는 단계와, 무선전력전송 패널이 수직상승하는 단계와, 무선전력 패널 상호간에 근접센서 및 전자테그를 인식하는 단계와, 무선충전단말기에 충전메뉴가 표출되는 단계와, 운전자가 충전메뉴를 선택하는 단계와, 운전자의 선택정보를 근거리 무선통신 모듈을 통해 무선충전소로 전송하는 단계와, 해당 무선전력전송 패널이 작동되는 단계와, 해당 무선전력수신 패널이 무선전력을 수신하는 단계와, 수신된 전력이 무선전력수신기와 충전제어기를 통해 배터리에 충전되는 단계와, 충전완료시 무선충전단말기에 충전완료 정보가 표시되는 단계와, 운전자가 무선충전단말기를 통해 충전비용을 전자결제하는 단계와, 무선충전절차가 완료되어 무선충전 시스템이 초기화되는 단계를 포함하는 전기자동차용 무선충전 시스템의 충전방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 충전방법은 전기자동차가 주차구역에 진입할 때 타이어 멈춤장치에서 압력센서 정보가 발생되는 단계와, 상기 압력센서 정보로 근거리 무선통신 모듈이 작동하는 단계와, 상기 압력센서 정보로 무선전력전송장치가 가동되는 단계와, 무선충전단말기의 작동으로 무선전력수신장치가 가동되는 단계와, 차량정보와 무선전력수신 패널 위치정보를 인식하는 단계와, 해당 무선전력수신 패널 위치로 패널 운반체가 상하 또는 좌우 이동하는 단계와, 무선전력전송 패널이 수직상승하는 단계와, 무선전력 패널 상호간에 근접센서 및 전자테그를 인식하는 단계와, 무선충전단말기에 충전메뉴가 표출되는 단계와, 운전자가 충전메뉴를 선택하는 단계와, 운전자의 선택정보를 근거리 무선통신 모듈을 통해 무선충전소로 전송하는 단계와, 해당 무선전력전송 패널이 작동되는 단계와, 해당 무선전력수신 패널이 무선전력을 수신하는 단계와, 수신된 전력이 무선전력수신기와 충전제어기를 통해 배터리에 충전되는 단계와, 충전완료시 무선충전단말기에 충전완료 정보가 표시되는 단계와, 운전자가 무선충전단말기를 통해 충전비용을 전자결제하는 단계와, 무선충전절차가 완료되어 무선충전 시스템이 초기화되는 단계를 포함하는 전기자동차용 무선충전 시스템의 충전방법을 제공한다.
본 발명은 전기자동차의 보급에 따라 수반되는 충전 인프라 구축에 유용한 전기자동차용 무선충전 시스템에 관한 것으로, 다양한 장소의 주차구역에 본 발명의 전기자동차용 무선충전 시스템을 설치할 경우, 비접촉 무선방식으로 빠른 시간에 전기자동차에 급속충전이 가능하여 전기자동차의 보급확대에 기여할 수 있다.
또한 본 발명의 전기자동차용 무선충전 시스템은, 충전 플러그를 차량소켓에 꽂는 기존의 전기자동차 충전방식과 달리 비접촉방식으로 충전되므로 감전위험이 없어서 안전하고, 운전자가 운전석에서 무선충전단말기를 조작하면 다중으로 무선전력이 송수신되는 무선충전장치에 의해 배터리 충전이 빠른 시간에 이루어지므로 전기자동차 충전이 신속하고 간편하며 효율적이다.
또한 본 발명의 전기자동차용 무선충전 시스템은, 전기자동차의 제조사와 차량 종류에 따라 무선전력 송수신 패널의 위치가 달라져도 시스템에 의해 자동으로 최적의 근거리로 송수신 패널이 유도되어 무선전력의 송수신이 이루어지므로, 전력손실 없이 효율적으로 전기자동차에 무선충전을 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 무선충전 시스템의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관련된 전기자동차 주차구역에 설치되는 무선전력전송장치의 무선전력전송 패널 배치도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관련된 전기자동차의 하부에 설치되는 무선전력수신장치의 무선전력수신 패널 배치도.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 관련된 전기자동차 주차구역에 설치되는 무선전력전송장치의 무선전력전송 패널 배치도.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 관련된 전기자동차의 하부에 설치되는 무선전력수신장치의 무선전력수신 패널 배치도.
도 6은 본 발명의 또다른 일 실시예에 관련된 전기자동차 주차구역에 설치되는 무선전력전송장치의 무선전력전송 패널이 이동되는 상태를 나타낸 제1 도면.
도 7은 본 발명의 또다른 일 실시예에 관련된 전기자동차의 하부에 설치되는 무선전력수신장치의 무선전력수신 패널 제1 배치도.
도 8은 본 발명의 또다른 일 실시예에 관련된 전기자동차 주차구역에 설치되는 무선전력전송장치의 무선전력전송 패널이 이동되는 상태를 나타낸 제2 도면.
도 9는 본 발명의 또다른 일 실시예에 관련된 전기자동차의 하부에 설치되는 무선전력수신장치의 무선전력수신 패널 제2 배치도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 관련된 무선전력전송 패널의 상승 상태를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 관련된 무선전력수신 패널의 하강 상태를 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 관련되어 무선충전 시스템의 지상부에 해당되는, 복합 에너지를 이용하여 운영될 수 있는 무선충전소의 블록 구성도.
도 13은 도 2 내지 도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예에 관련된 무선충전방법을 나타낸 순서도.
도 14는 도 6 내지 도 9에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에 관련된 무선충전방법을 나타낸 순서도.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 무선충전 시스템의 블록 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기자동차용 무선충전 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 무선충전소(20)의 전력제어장치(21)에 상용 전력선(19), 광역 무선통신망(15)이 연결되고, 주차구역에는 전력제어장치(21)와 연결된 무선전력전송장치(22)에 다수의 무선전력전송 패널(23)과 지상용 근거리 무선통신 모듈(13)이 장치되며, 이에 대응하여 전기자동차에는 다수의 무선전력수신 패널(41), 무선충전단말기(43), 충전제어기(44)가 무선전력수신기(42)에 연결되고 차량용 근거리 무선통신 모듈(14)이 구비된 무선전력수신장치(40)가 장치되도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시를 위하여 상기 무선전력전송 패널(23)과 무선전력수신 패널(41)에는 근거리 무선충전을 위한 전자기 유도 코일이 각각 구비되어 있으며, 또한 무선전력전송의 다른 실시를 위하여 무선전력전송 패널(23)과 무선전력수신 패널(41)에 전자기 유도 코일 대신 전력 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하기 위한 마이크로파 송수신 기능을 각각 구비하여 무선충전을 실시하는 것도 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기자동차용 무선충전 시스템의 구성을 상세히 설명하면, 광역 무선통신망(15)에 접속된 전력제어장치(21); 전력제어장치(21)에 연결되어 주차구역(10)에 설치된 근거리 무선통신 모듈(13); 전력제어장치(21)에 연결되어 주차구역(10)에 설치되되, 하나 이상의 무선전력전송 패널(23)을 갖는 무선전력전송장치(22); 전기자동차(30)에 설치되되, 전기자동차의 하부에 장착되는 하나 이상의 무선전력수신 패널(41)을 갖는 무선전력수신기(42); 무선전력수신기(42)에 연결되어 운전석에 설치된 무선충전단말기(43); 무선충전단말기(43)에 연결되고 전기자동차의 하부에 장착된 근거리 무선통신모듈(14); 무선전력수신기(42)에 연결되어 전기자동차용 배터리(45)의 충전을 제어하는 충전제어기(44);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템이 구성된다.
본 발명의 더욱 바람직한 실시를 위하여 아래와 같은 다양한 기능이 상기 무선충전 시스템에 추가되어 실시되는 것으로, 아래에 추가되는 발명의 실시를 위한 각각의 구체적 실시내용은 도 2 내지 도 12의 첨부 도면을 바탕으로 해당 항목에서 상세히 설명한다.
전기자동차(30)와 주차구역(10)의 근거리 무선통신 모듈(13, 14)에는 근접센서와 전자테그(RFID)가 각각 하나 이상 설치되어 있어서, 전기자동차(30)가 충전을 위해 주차구역(10)에 진입시 지상의 무선전력전송장치(22)와 차량의 무선전력수신장치(40) 사이에 정차 정보와 차량정보를 무선 교신하여 시스템 운용정보로 활용된다.
또한, 주차구역(10)에 설치되어 차량을 주차표지선(12) 위치에 정차시켜주는 타이어 멈춤장치(11)는 압력센서를 구비하고 무선전력전송장치(22)에 연결되어, 전기자동차(30)가 주차구역(10)에 정차하면 압력센서 정보를 감지하여 무선전력전송장치(22)를 작동시킨다.
또한, 주차구역(10)의 무선전력전송 패널(23)에는 도10에 도시된 바와 같이 무선전력전송 패널에 포함된 전자기 코일 패널(24)을 상승시키는 리프트 장치(25)가 설치되고, 전기자동차(30)의 무선전력수신 패널(41)에는 도11에 도시된 바와 같이 무선전력수신 패널에 포함된 전자기 코일 패널(24)을 하강시키는 리프트 장치(25)가 설치되어, 무선충전 시스템의 제어에 의해 마주보는 각각의 무선송수신 패널 간에 유격을 최소화하여 전력손실 없이 고효율로 전력의 안전한 전달을 가능케 해준다.
또한, 근거리 무선통신 모듈(13, 14)에 의해 상호교신 되는 전기자동차(30)의 차량정보에 따라, 장착된 무선전력수신 패널(41) 위치에 맞게 무선전력전송 패널(23)을 탑재한 패널 운반체(18-1 내지 18-3)가 상하 또는 좌우 또는 상승 이동하여 근거리에서 무선전력 송수신이 이루어지도록 하며, 패널 운반체(18-1 내지 18-3)에도 무선전력전송 패널(23)을 상승시키는 리프트 장치(25)가 설치되어 무선충전 시스템의 제어에 의해 무선송수신 패널 간에 유격을 최소화하여 전력손실 없이 고효율로 충전전력의 빠른 전달을 가능케 해준다.
또한, 무선전력전송 패널(23)과 무선전력수신 패널(41)에는 전자기 유도를 최적화시켜주는 임피던스 정합 기능이 구비되어 송수신 패널간에 이격 거리와 대향 편차에 따른 오차를 자동으로 보정시켜 전력손실 없이 고효율로 충전전력의 빠른 전달을 가능케 해준다. 이러한 송수신 패널의 정합 기능은 전자기 유도 방식이 아닌 마이크로파로 무선전력을 송수신할 경우에는 마이크로파 주파수를 자동으로 정합시켜 무선충전을 최적화시켜 준다.
또한, 무선전력전송 패널(23)과 무선전력수신 패널(41)에는 근거리무선통신 모듈로서 예컨데, 근접센서와 전자테그(RFID)가 각각 하나 이상 설치되어, 두 패널간에 근거리 접근시 근접센서가 작동되고 전자테그(RFID)로 송수신 패널정보가 교신되어 무선충전단말기(43)와 무선충전소(20)에 통보됨에 따라 이를 바탕으로 최적의 무선충전 절차를 수행할 수 있도록 한 것이다.
또한, 무선충전단말기(43)에는 광역 무선통신망 모듈과 GPS수신 모듈이 내장되어, 네비게이션 기능과 함께 실시간으로 운행지역의 무선충전소 정보가 화면에 표출되고, 충전 메뉴로서 배터리 충전량, 무선충전이 가능한 하나 이상의 상기 무선전력수신 패널의 위치정보를 나타낸 선택정보, 충전방법 선택시 충전예상시간, 충전과정, 충전량, 전자결제 수단이 터치 스크린 메뉴로 화면에 표출되어, 운전자가 운전석에서 무선충전단말기(43)를 보면서 충전메뉴를 조작함에 따라 간편하게 무선충전 절차가 이루어지도록 한 것이다.
또한 도 12에 도시된 바와 같이, 상용 전력선 연결이 어려운 지역에 설치된 본 발명의 실시예에 의한 전기자동차용 무선충전 시스템의 지상장치에는 상기 전력제어장치(21)에 연결되는 복합전원 충전제어기(50)와 전력비축용 배터리 장치(51)가 설치되고, 태양광발전장치(52)와 풍력발전장치(53) 및 연료전지장치(54)가 각각 또는 함께 추가설치되어, 여기서 발전되는 전력이 복합전원 충전제어기(50)에 공급되어 전력비축용 배터리 장치(51)에 전기가 충전되었다가 전기자동차가 충전을 위해 주차구역에 진입하면 무선충전이 이루어지는 것으로, 전기자동차의 보급이 증대됨에 따라 사각지대 없이 충전 인프라 를 구축할 수 있는 무선충전 시스템이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관련된 전기자동차 주차구역에 설치되는 무선전력전송장치의 무선전력전송 패널 배치도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 관련된 전기자동차의 하부에 설치되는 무선전력수신장치의 무선전력수신 패널 배치도이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전기자동차용 무선충전 시스템은 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 주차구역(10)에 타이어 멈춤장치(11), 지상용 근거리 무선통신 모듈(13)과 다수의 무선전력전송 패널(23-1 내지 23-4)을 갖은 무선전력전송장치(22)가 설치되고, 이에 대응하여 전기자동차(30)에는 차량용 근거리 무선통신 모듈(14)과 다수의 무선전력수신 패널(41-1 내지 41-3)을 갖는 무선전력수신장치(40)가 장치되어 무선충전 시스템이 구성된다.
도 1에 도시된 전기자동차용 무선충전 시스템의 블록 구성도에 보인 구성 요소중 상기 도 2에 도시되지 않고 아래에 설명되는 것은 주차구역의 지하 또는 주차대에 가려지거나 원격지에 있는 것이며, 도 3에 도시되지 않은 것은 전기자동차의 내부에 장치되어 하부에 나타나지 않은 것으로, 도면표기상 생략한 것이다.
도 2 내지 도 3을 바탕으로 전기자동차용 무선충전 시스템의 실시예를 상세히 설명하면, 고정된 3개의 무선전력수신 패널(41-1, 41-2, 41-3)을 장치한 전기자동차(30)가 주차구역(10)에 진입하여 타이어 멈춤장치(11)에 앞바퀴가 정지하여 정차하면, 앞바퀴의 압력에 의해 압력센서가 작동되어 연동된 지상용 근거리 무선통신모듈(13)과 무선전력전송장치(22)가 기동되어 연동된 무선전력전송 패널(23-1, 23-2, 23-3, 23-4)이 무선충전을 위한 준비상태에 돌입하며, 무선충전단말기(43)에 의해 기동된 차량용 근거리 무선통신 모듈(14)이 지상용 근거리 무선통신모듈(13)과 교신 되어 차량에 장치된 무선전력수신장치(40)를 작동시켜 무선전력수신 패널(41-1, 41-2, 41-3)이 무선수신을 위한 준비상태를 유지하게 된다.
이어서 근거리 무선통신모듈(13, 14)간에 교신된 차량정보를 바탕으로, 주차구역(10)에 설치된 4개의 무선전력전송 패널(23-1, 23-2, 23-3, 23-4) 중에서 전기자동차(30)의 하부에 장착된 3개의 무선전력수신 패널(41-1, 41-2, 41-3)의 위치에 대응하는 3개의 무선전력전송 패널(23-1, 23-3, 23-4)만이 자체 리프트 장치에 의해 수직상승하여 근거리로 마주보는 3개의 무선전력수신 패널(41-1, 41-2, 41-3)에 구비된 근접센서와 전자테그(RFID)를 작동시킨다.
이어서 근접센서와 전자테그(RFID) 교신정보에 따라 무선전력수신 패널(41-1, 41-2, 41-3)의 사용가능 정보가 운전석의 무선충전단말기(43)에 충전가능 메뉴로 표시되고 운전자가 충전메뉴를 승인하면, 무선충전단말기(43)에 연결된 근거리 무선통신 모듈(14)의 교신에 의해 무선충전소(20)의 전력제어장치(21)의 원격제어로 충전승인이 이루어진 3개의 무선전력전송 패널(23-1, 23-3, 23-4)이 작동되어 전력이 전자기 유도방식으로 무선전송되고, 이를 근거리에서 마주보는 3개의 무선전력수신 패널(41-1, 41-2, 41-3)이 유도된 전력을 수신하고 무선전력수신기 (42)를 통해 무선수신된 전력을 결합하고 충전전력으로 변환시켜 충전제어기(44)를 통해 전기자동차의 배터리(45)에 급속충전하는 것이다.
따라서 전기자동차의 효율적인 무선충전을 위해서는 차량 하부의 중앙부에 무선전력수신 패널을 장착하는 것이 바람직하므로, 전기자동차의 종류와 제조사에 따라 차량 하부에 장착된 무선전력송신 패널의 위치가 제각각이어도 상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예를 적용하면 다수의 무선전력 송수신 패널을 통해 전력손실 없이 대전력을 무선으로 송수신하여 전기자동차의 배터리에 빠른 시간에 급속충전이 가능하다.
도 2에 도시된 무선전력전송 패널(23-1 내지 23-4)은 4개이나 도 3에 도시된 무선전력수신 패널(41-1 내지 41-3)이 3개인 것은 지상용 무선전송 패널과 차량용 무선수신 패널이 일치하지 않는 경우의 실시 예를 보인 것으로, 지상용 무선전력전송 패널(23)은 다양한 차종에 대응하여 효과적으로 무선전력을 전송하기 위하여 주차구역(10)의 중심부에 일정한 간격으로 다수의 무선전력전송 패널(23)을 구비한 것이며, 주차구역 및 주차대의 면적과 시설여건에 따라 가로 또는 세로 방향으로 많은 수량의 무선전력전송 패널(23)을 배치하여 사용할 수 있다.
또한 차량이 주차하지 않은 평상시에는 주차구역(10)에 설치된 무선전력전송장치(22)가 가동되지 않으므로 전력손실이 없으며, 본 발명이 실시된 주차구역(10)에 전기자동차가 아닌 일반차량이 주차할 경우에도 근거리 무선통신 모듈(13) 간에 교신이 없으면 무선전력전송장치(22)가 작동되지 않으므로 안전하다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 관련된 전기자동차 주차구역에 설치되는 무선전력전송장치의 무선전력전송 패널 배치도이고, 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 관련된 전기자동차의 하부에 설치되는 무선전력수신장치의 무선전력수신 패널 배치도이다.
도 4 내지 도 5에 도시된 무선충전 시스템은 차량 하부의 면적이 넓은 중대형 전기자동차에 적합한 것으로, 대형 전기자동차의 배터리 용량이 커서 급속충전을 하고자 할 경우 대전력의 충전전력이 필요함에 따라 도 2에 비해 많은 수량의 무선전력전송 패널(23-1 내지 23-10)을 가로 세로 방향으로 종렬로 배치한 것이며, 전기자동차에 무선충전이 이루어지는 기본적인 구성과 작용은 상기 도 2 내지 도 3을 기준으로 설명한 내용과 동일하다.
도 4 내지 도 5을 바탕으로 전기자동차용 무선충전 시스템의 다른 실시예를 상세히 설명하면, 고정된 6개의 무선전력수신 패널(41-1 내지 41-6)을 장치한 전기자동차(30)가 주차구역(10)에 진입하여 타이어 멈춤장치(11)에 앞바퀴가 정지하여 정차하면, 앞바퀴의 압력에 의해 압력센서가 작동되어 연동된 지상용 근거리 무선통신모듈(13)과 무선전력전송장치(22)가 기동되어 연동된 10개의 무선전력송신 패널(23-1 내지 23-10)이 무선충전을 위한 준비상태에 돌입하며, 무선충전단말기(43)에 의해 기동된 차량용 근거리 무선통신 모듈(14)이 지상용 근거리 무선통신모듈 (13)과 교신되어 차량에 장치된 무선전력수신장치(40)를 작동시켜 무선전력수신 패널(41-1 내지 41-6)이 무선수신을 위한 준비상태를 유지하게 된다.
이어서 근거리 무선통신모듈(13, 14)간에 교신된 차량정보를 바탕으로, 주차구역(10)에 설치된 10개의 무선전력전송 패널(23-1 내지 23-10) 중에서 전기자동차(30)의 하부에 장착된 6개의 무선전력수신 패널(41-1 내지 41-6)의 위치에 대응하는 6개의 무선전력전송 패널(23-1, 23-2, 23-3, 23-4, 23-9, 23-10) 만이 자체 리프트 장치에 의해 수직상승하여 근거리로 마주보는 6개의 무선전력수신 패널(41-1 내지 41-6)에 구비된 근접센서와 전자테그(RFID)를 작동시킨다.
이어서 근접센서와 전자테그(RFID) 정보에 따라 6개 무선전력수신 패널(41-1 내지 41-6)의 사용가능 정보가 운전석의 무선충전단말기(43)에 충전가능 메뉴로 표출되어 운전자가 충전메뉴를 승인하면, 무선충전단말기(43)에 연결된 근거리 무선통신 모듈(14)의 교신에 의해 무선충전소(20)의 전력제어장치(21)의 원격제어로 충전승인이 이루어진 6개의 무선전력전송 패널(23-1, 23-2, 23-3, 23-4, 23-9, 23-10)이 작동되어 전력이 전자기 유도방식으로 무선전송되고, 이를 근거리에서 마주보는 6개의 무선전력수신 패널(41-1 내지 41-6)이 유도된 전력를 수신하고 무선전력수신기(42)를 통해 무선수신된 전력을 결합하고 충전전력으로 변환시켜 충전제어기(44)를 통해 전기자동차의 배터리(45)에 급속충전하는 것이다.
도 6은 본 발명의 또다른 일 실시예에 관련된 전기자동차 주차구역에 설치되는 무선전력전송장치의 무선전력전송 패널이 이동되는 상태를 나타낸 제1 도면이고, 도 7은 본 발명의 또다른 일 실시예에 관련된 전기자동차의 하부에 설치되는 무선전력수신장치의 무선전력수신 패널 제1 배치도이며, 도 8은 본 발명의 또다른 일 실시예에 관련된 전기자동차 주차구역에 설치되는 무선전력전송장치의 무선전력전송 패널이 이동되는 상태를 나타낸 제2 도면이다.
본 발명의 바람직한 또다른 일 실시예에 따른 전기자동차용 무선충전 시스템은 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 주차구역(10)에 타이어 멈춤장치(11), 다수의 상하 이동트랙(16)과 좌우 이동트랙(17)을 갖는 다수의 패널 운반체(18-1 내지 18-3), 지상용 근거리 무선통신 모듈(13)과 다수의 무선전력전송 패널(23-1 내지 23-3)을 갖은 무선전력전송장치(22)가 설치되고, 이에 대응하여 전기자동차(30)의 하부에는 차량용 근거리 무선통신 모듈(14)과 다수의 무선전력수신 패널(41-1 내지 41-3)이 장치된다.
도 1에 도시된 전기자동차용 무선충전 시스템의 블록 구성도에 보인 구성 요소중 상기 도 6 및 도 8에 도시되지 않고 아래에 설명되는 것은 주차구역의 지하 또는 주차대에 가려지거나 원격지에 있는 것이며, 도 7 및 도 9에 도시되지 않은 것은 전기자동차의 내부에 장치되어 하부에 나타나지 않은 것으로, 도면표기상 생략한 것이다.
도 6 내지 도 9를 바탕으로 전기자동차용 무선충전 시스템의 또다른 실시예를 상세히 설명하면, 고정된 3개의 무선전력수신 패널(41-1 내지 41-3)을 장치한 전기자동차(30)가 주차구역(10)에 진입하여 타이어 멈춤장치(11)에 앞바퀴가 정지하여 정차하면, 앞바퀴의 압력에 의해 압력센서가 작동되어 연동된 지상용 근거리 무선통신모듈(13)과 무선전력전송장치(22)가 기동되어 연동된 무선전력송신 패널(23-1 내지 23-3)이 무선충전을 위한 준비상태에 돌입하며, 무선충전단말기(43)에 의해 기동된 차량용 근거리 무선통신 모듈(14)이 지상용 근거리 무선통신모듈(13)과 교신 되어 차량에 장치된 무선전력수신장치(40)를 작동시켜 무선전력수신 패널(41-1 내지 41-3)이 무선수신을 위한 준비상태를 유지하게 된다.
이어서 근거리 무선통신모듈(13, 14)간에 교신된 차량정보를 바탕으로, 전기자동차의 하부에 장치된 무선전력수신 패널(41-1 내지 41-3)의 위치에 맞게 무선전력전송 패널(23-1 내지 23-3)을 각각 탑재한 패널 운반체(18-1 내지 18-3)가 상하 이동트랙(16)을 따라 종방향으로 이동하고 패널 운반체(18-1 내지 18-3)의 상단에서 좌우 이동트랙(17)을 따라 횡방향으로 이동하여, 무선전력 송수신 패널이 서로 마주보는 근거리 무선충전 위치로 무선전력전송 패널(23-1 내지 23-3)이 각각 이동되어 자체 리프트 장치에 의해 수직상승한 후에 근거리로 마주보는 3개의 무선전력수신 패널(41-1, 41-2, 41-3)에 구비된 근접센서와 전자테그(RFID)를 작동시킨다.
이어서 근접센서와 전자테그(RFID) 정보에 따라 무선전력수신 패널(41-1, 41-2, 41-3)의 사용가능 정보가 운전석의 무선충전단말기(43)에 충전가능 메뉴로 표출되어 운전자가 충전메뉴를 승인하면, 무선충전단말기(43)에 연결된 근거리 무선통신 모듈(14)의 교신에 의해 무선충전소(20)의 전력제어장치(21)의 원격제어로 충전승인이 이루어진 3개의 무선전력전송 패널(23-1, 23-3, 23-4)이 작동되어 전력이 전자기 유도방식으로 무선전송되고, 이를 근거리에서 마주보는 3개의 무선전력수신 패널(41-1, 41-2, 41-3)이 유도된 전력를 수신하고 무선전력수신기(42)를 통해 무선수신된 전력을 결합하고 충전전력으로 변환시켜 충전제어기(44)를 통해 전기자동차의 배터리(45)에 급속충전하는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 도면 표기와 설명의 편의상 무선전력전송 패널(23)과 무선전력수신 패널(41)의 배열 숫자를 한정하여 표기한 것으로, 주차구역 및 주차대의 면적과 설치여건, 전기자동차의 크기와 배터리 충전용량 및 충전조건에 따라 주차구역에 하나 이상의 무선전력전송 패널(23)과 전기자동차에 하나 이상의 무선전력수신 패널(41)을 다양하게 장치하여 무선충전 시스템을 구축할 수 있는 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 관련된 무선전력전송 패널의 상승 상태를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 관련된 무선전력수신 패널의 하강 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예는 도 10 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 무선전력 송수신 패널 간에 가장 가까운 근거리를 유지하기 위하여 무선전력전송 패널(23)과 무선전력수신 패널(41)에 각각 리프트 장치(25)가 구비된다.
근거리 전자기 유도방식을 이용한 비접촉방식의 무선충전은 무선전송 패널과 무선수신 패널 사이로 전기 에너지가 전달되어 충전되는 것이다. 따라서 송수신 패널 간에 간격이 작을수록 전기 에너지가 집중되어 전력손실 없이 고효율로 전력의 안전한 전달을 가능케 해준다.
따라서 근거리 전자기 유도방식을 이용하는 본 발명의 전기자동차용 무선충전 시스템은, 자동차의 구조와 주차장의 이용여건을 고려하여 최적의 근거리 무선충전이 가능하도록 무선전력전송 패널(23)과 무선전력수신 패널(41)에 각각 리프트 장치(25)가 구비하여 전력손실 없이 빠른 시간내에 전기자동차에 급속충전이 가능하도록 한 것이다.
도 10 내지 도 11을 바탕으로 무선전력전송 패널의 상승과정과 무선전력수신 패널의 하강과정을 상세히 설명하면, 도 10에 도시된 바와 같이 주차구역(10)에 설치되는 무선전력전송 패널(23)의 리프트 장치(25)는, 전기자동차(30)가 정차하면 무선전력전송장치(22)에 의해 제어되어 무선전력전송 패널(23) 상부의 전자기 코일 패널(24)을 설정거리 만큼 위로 상승시켜 전기자동차의 하부에 장착된 무선전력수신 패널(41)과 최단거리를 유지시킨다.
또한 도 11에 도시된 바와 같이, 전기자동차(30)에 설치되는 무선전력수신 패널(41)의 리프트 장치(25)는, 전기자동차(30)의 운전석에 설치된 무선충전단말기와 무선전력수신기(42)에 의해 제어되어 무선전력수신 패널(41) 상부의 전자기 코일 패널(24)을 설정거리 만큼 아래로 하강시켜 주차구역에 설치된 무선전력송신 패널(23)과 최단거리를 유지시킨다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 관련되어 무선충전 시스템의 지상부에 해당되는, 복합 에너지를 이용하여 운영될 수 있는 무선충전소의 블록 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기자동차용 무선충전소는, 도 12에 도시된 바와 같이 전력제어장치(21), 복합전원 충전제어기(50), 태양광발전장치(52), 풍력발전장치(53), 연료전지장치(54) 전력비축용 배터리 장치(51), 전력제어장치(21), 무선전력전송장치(22), 광역 무선통신망(15)으로 무선충전 시스템의 지상부가 구성된 것이다.
본 발명에 따른 상기 전기자동차용 무선충전 시스템이 적용된 무선충전소는, 광역 무선망을 통해 원격제어되어 무인운영이 가능한 시스템이어서 상용 전력선 연결이 어려운 오지에 적합한 것으로, 전력제어장치(21)에 의해 제어되는 복합전원 충전제어기(50)에 태양광발전장치(52), 풍력발전장치(53), 연료전지장치(54)에서 발전 되는 전력이 공급되어 전력비축용 배터리 장치(51)에 충전되었다가 전기자동차가 충전을 위해 주차구역에 진입하면 상기한 충전절차를 통해 무선충전이 빠르게 이루어진다. 상세한 충전절차는 도 2 내지 도 9를 바탕으로 앞에서 설명한 내용과 동일하므로 생략한다.
특히, 본 발명에 따른 상기 전기자동차용 무선충전 시스템은, 유선충전장치에 비해 충전장치가 간결하며 광역 무선망을 통해 원격제어되어 무인운영이 가능한 시스템으로, 지속가능한 친환경 자연 에너지인 태양광발전이나 풍력발전기로 전력을 발전시켜 전력비축용 배터리 장치에 저장하였다가 충전전원으로 사용하므로, 상용 전력선 연결이 어려운 고속도로변이나 산간벽지, 섬지역 등에 본 발명에 따른 무선충전소를 다수 설치할 수 있어서 전기자동차의 보급확대에 따른 충전 인프라 구축에 유용하게 활용될 수 있다.
도 13은 도 2 내지 도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예에 관련된 무선충전방법을 나타낸 순서도이다.
도 13에 도시된 순서도를 바탕으로 본 발명에 따른 전기자동차용 무선충전 시스템의 무선충전방법을 단계별로 상세히 설명하면, 전기자동차가 주차구역에 진입할 때 타이어 멈춤장치에서 압력센서 정보가 발생되는 단계와; 상기 압력센서 정보로 근거리 무선통신 모듈이 작동하는 단계와; 상기 압력센서 정보로 무선전력전송장치가 가동되는 단계와; 무선충전단말기의 작동으로 무선전력수신장치가 가동되는 단계와; 차량정보와 무선전력수신 패널 위치정보를 인식하는 단계와; 해당 무선전력수신 패널 위치로 패널 운반체가 상하 또는 좌우 이동하는 단계와; 무선전력전송 패널이 수직상승하는 단계와; 무선전력 패널 상호간에 근접센서 및 전자테그를 인식하는 단계와; 상기 근거리 무선통신 또는 전자테그의 교신에 의한 차량정보를 바탕으로 전력 송수신이 최적화되도록 무선전력전송 패널과 상기 무선전력수신 패널이 각각 임피던스 또는 주파수를 정합시키는 단계와; 무선충전단말기에 충전메뉴가 표출되는 단계와; 운전자가 충전메뉴를 선택하는 단계와; 운전자의 선택정보를 근거리 무선통신 모듈을 통해 무선충전소로 전송하는 단계와; 해당 무선전력전송 패널이 작동되는 단계와; 해당 무선전력수신 패널이 무선전력을 수신하는 단계와; 수신된 전력이 무선전력수신기와 충전제어기를 통해 배터리에 충전되는 단계와; 충전완료시 무선충전단말기에 충전완료 정보가 표시되는 단계와; 운전자가 무선충전단말기를 통해 충전비용을 전자결제하는 단계와; 무선충전절차가 완료되어 무선충전 시스템이 초기화되는 단계로 무선충전 절차가 이루어진다.
도 14는 도 5 내지 도 8에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에 관련된 무선충전방법을 나타낸 순서도이다.
도 14에 도시된 순서도를 바탕으로 본 발명에 따른 전기자동차용 무선충전 시스템의 다른 무선충전방법을 단계별로 상세히 설명하면, 전기자동차가 주차구역에 진입할 때 타이어 멈춤장치에서 압력센서 정보가 발생되는 단계와; 상기 압력센서 정보로 근거리 무선통신 모듈이 작동하는 단계와; 상기 압력센서 정보로 무선전력전송장치가 가동되는 단계와; 무선충전단말기의 작동으로 무선전력수신장치가 가동되는 단계와; 차량정보와 무선전력수신 패널 위치정보를 인식하는 단계와; 해당 무선전력수신 패널 위치로 패널 운반체가 상하 또는 좌우 이동하는 단계와; 무선전력전송 패널이 수직상승하는 단계와; 무선전력 패널 상호간에 근접센서 및 전자테그를 인식하는 단계와; 상기 근거리 무선통신 또는 전자테그의 교신에 의한 차량정보를 바탕으로 전력 송수신이 최적화되도록 무선전력전송 패널과 상기 무선전력수신 패널이 각각 임피던스 또는 주파수를 정합시키는 단계와; 무선충전단말기에 충전메뉴가 표출되는 단계와; 운전자가 충전메뉴를 선택하는 단계와; 운전자의 선택정보를 근거리 무선통신 모듈을 통해 무선충전소로 전송하는 단계와; 해당 무선전력전송 패널이 작동되는 단계와; 해당 무선전력수신 패널이 무선전력을 수신하는 단계와; 수신된 전력이 무선전력수신기와 충전제어기를 통해 배터리에 충전되는 단계와; 충전완료시 무선충전단말기에 충전완료 정보가 표시되는 단계와; 운전자가 무선충전단말기를 통해 충전비용을 전자결제하는 단계와; 무선충전절차가 완료되어 무선충전 시스템이 초기화되는 단계로 무선충전 절차가 이루어진다.
본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고도 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 본 발명의 기술보호범위는 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명은 전기자동차의 보급에 따라 수반되는 충전 인프라 구축에 유용한 전기자동차용 무선충전 시스템에 관한 것으로, 다양한 장소의 주차구역에 본 발명의 전기자동차용 무선충전 시스템을 설치할 경우, 비접촉 무선방식으로 빠른 시간에 전기자동차에 급속충전이 가능하여 전기자동차의 보급확대에 기여할 수 있다.
또한 본 발명의 전기자동차용 무선충전 시스템은 광역 무선통신망에 의해 원격운영이 가능하므로, 다양한 장소나 형태의 주차구역에서 무선충전 시스템의 무인운용이 가능할 뿐만 아니라 상용 전력선이 없는 사막지대와 같은 오지에서도 태양광발전 및 풍력발전 전력을 배터리 장치에 비축하여 무선충전 시스템을 무인 운영할 수 있으므로, 충전이 어려운 사각지대 없이 전기자동차 충전 인프라를 폭넓게 구축할 수 있어서 전기자동차산업 발전에 유용하다.
10: 주차구역 11: 타이어 멈춤장치
12: 주차표지선 13: 지상용 근거리 무선통신모듈
14: 차량용 근거리 무선통신모듈 15: 광역 무선통신망
16: 상하 이동트랙 17: 좌우 이동트랙
18, 18-1~3: 패널 운반체 19: 상용 전력선
20: 무선충전소 21: 전력제어장치
22: 무선전력전송장치 23, 23-1~10: 무선전력전송 패널
24: 전자기 코일 패널 25: 리프트 장치
30: 전기자동차 31: 타이어
40: 무선전력수신장치 41, 41-1~6: 무선전력수신 패널
42: 무선전력수신기 43: 무선충전단말기
44: 충전제어기 45: 전기자동차용 배터리
50: 복합전원 충전제어기 51: 전력비축용 배터리 장치
52: 태양광발전장치 53: 풍력발전장치
54: 연료전지장치

Claims (17)

  1. 광역 무선통신망에 접속되어 무선충전소에 설치된 전력제어장치;
    상기 전력제어장치에 연결되어 주차구역에 설치된 근거리 무선통신 모듈;
    상기 전력제어장치에 연결되어 주차구역에 설치되되, 하나 이상의 무선전력전송 패널을 갖는 무선전력전송장치;
    전기자동차에 설치되되, 전기자동차의 하부에 장착되는 하나 이상의 무선전력수신 패널을 갖는 무선전력수신기;
    상기 무선전력수신기에 연결되어 전기자동차에 설치된 무선충전단말기;
    상기 무선충전단말기에 연결되고 전기자동차의 하부에 장착된 근거리 무선통신모듈;
    전기자동차에 설치되되, 상기 무선전력수신기에 연결되어 전기자동차의 배터리 충전을 제어하는 충전제어기;를 포함하여 무선충전 시스템이 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  2. 광역 무선통신망에 접속되어 무선충전소에 설치된 전력제어장치;
    상기 전력제어장치에 연결되어 주차구역에 설치된 근거리 무선통신 모듈;
    상기 전력제어장치에 연결되어 주차구역에 설치되되, 하나 이상의 무선전력전송 패널을 갖는 무선전력전송장치;
    상기 무선전력전송장치에 포함되어 주차구역에 이동 트랙을 구비하여 설치되되, 상기 무선전력전송장치의 제어에 의해 상기 무선전력전송 패널을 상하 또는 좌우로 이동시키는 하나 이상의 패널 운반체;
    전기자동차에 설치되되, 전기자동차의 하부에 장착되는 하나 이상의 무선전력수신 패널을 갖는 무선전력수신기;
    상기 무선전력수신기에 연결되어 전기자동차에 설치된 무선충전단말기;
    상기 무선충전단말기에 연결되고 전기자동차의 하부에 장착된 근거리 무선통신모듈;
    전기자동차에 설치되되, 상기 무선전력수신기에 연결되어 전기자동차의 배터리 충전을 제어하는 충전제어기;를 포함하여 무선충전 시스템이 구성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  3. 제 1 항 내지 제 2 항에 있어서,
    상기 무선전력전송 패널과 상기 무선전력수신 패널에는 근거리 무선충전을 위한 전자기 유도 코일이 각각 구비된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 2 항에 있어서,
    상기 무선전력전송 패널과 상기 무선전력수신 패널에는 전력 에너지를 마이크로파로 변환시켜 전달하기 위한 마이크로파 송수신 기능이 각각 구비된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 2 항에 있어서,
    상기 근거리 무선통신 모듈에는 근접센서와 전자테그(RFID)가 각각 하나 이상 설치된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 근거리 무선통신 모듈에 의해 상호교신 되는 전기자동차의 차량정보에 따라, 장착된 상기 무선전력수신 패널 위치에 맞게 상기 무선전력전송 패널을 탑재한 상기 패널 운반체가 상하 또는 좌우 또는 상승 이동하여 근거리에서 무선전력 송수신이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 패널 운반체에는 상기 무선전력전송 패널을 상승시키는 리프트 장치가 설치된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 무선전력전송 패널에는 상기 무선전력전송 패널에 포함된 전자기 코일 패널을 상승시키는 리프트 장치가 설치된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 무선전력수신 패널에는 상기 무선전력수신 패널에 포함된 전자기 코일 패널을 하강시키는 리프트 장치가 설치된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 무선전력전송 패널과 상기 무선전력수신 패널에는 근접센서와 전자테그(RFID)가 각각 하나 이상 설치된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    주차구역에 설치되되 차량을 주차표지선 위치에 정차시켜주는 타이어 멈춤장치에 압력센서가 구비되고 상기 무선전력전송장치에 연결되어, 전기자동차가 주차구역에 정차하면 압력센서 정보가 전송되어 상기 무선전력전송장치가 작동되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 무선전력전송 패널과 상기 무선전력수신 패널에는 전자기 유도를 최적화시켜주는 임피던스 정합 기능 또는 주파수 정합을 최적화시켜주는 주파수 정합 기능이 각각 구비된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 무선충전단말기에는 충전 메뉴로 배터리 충전량, 무선충전이 가능한 하나 이상의 상기 무선전력수신 패널의 위치정보를 나타낸 선택정보, 충전방법 선택시 충전예상시간, 충전과정, 충전량, 전자결제 수단이 터치 스크린 메뉴로 화면에 표출되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 무선충전단말기에는 광역 무선통신망 모듈과 GPS수신 모듈이 내장되어, 네비게이션 기능과 함께 실시간으로 운행지역의 무선충전소 정보가 화면에 표출되는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  15. 제 1 항 내지 제 2 항에 있어서,
    상용 전력선 연결이 어려운 지역에 설치된 전기자동차용 무선충전 시스템의 지상장치에는 상기 전력제어장치에 연결되는 복합전원 충전제어기와 전력비축용 배터리 장치가 설치되고, 태양광발전장치와 풍력발전장치 및 연료전지장치가 각각 또는 함께 추가설치되어, 여기서 발전되는 전력이 상기 복합전원 충전제어기에 공급되어 상기 전력비축용 배터리 장치에 전기가 충전되었다가 전기자동차가 충전을 위해 주차구역에 진입하면 무선충전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템.
  16. 전기자동차가 주차구역에 진입할 때 타이어 멈춤장치에서 압력센서 정보가 발생되는 단계와;
    상기 압력센서 정보로 근거리 무선통신 모듈이 작동하는 단계와;
    상기 압력센서 정보로 무선전력전송장치가 가동되는 단계와;
    무선충전단말기의 작동으로 무선전력수신장치가 가동되는 단계와;
    무선전력전송 패널이 수직상승하는 단계와;
    무선전력 패널 상호간에 근접센서 및 전자테그를 인식하는 단계와;
    상기 근거리 무선통신 또는 전자테그의 교신에 의한 차량정보를 바탕으로 전력 송수신이 최적화되도록 무선전력전송 패널과 상기 무선전력수신 패널이 각각 임피던스 또는 주파수를 정합시키는 단계와;
    무선충전단말기에 충전메뉴가 표출되는 단계와;
    운전자가 충전메뉴를 선택하는 단계와;
    운전자의 선택정보를 근거리 무선통신 모듈을 통해 무선충전소로 전송하는 단계와;
    해당 무선전력전송 패널이 작동되는 단계와;
    해당 무선전력수신 패널이 무선전력을 수신하는 단계와;
    수신된 전력이 무선전력수신기와 충전제어기를 통해 배터리에 충전되는 단계와;
    충전완료시 무선충전단말기에 충전완료 정보가 표시되는 단계와;
    운전자가 무선충전단말기를 통해 충전비용을 전자결제하는 단계와;
    결제가 완료되어 무선충전 시스템이 초기화되는 단계;를 포함하여 무선충전 절차가 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템의 충전방법.
  17. 전기자동차가 주차구역에 진입할 때 타이어 멈춤장치에서 압력센서 정보가 발생되는 단계와;
    상기 압력센서 정보로 근거리 무선통신 모듈이 작동하는 단계와;
    상기 압력센서 정보로 무선전력전송장치가 가동되는 단계와;
    무선충전단말기의 작동으로 무선전력수신장치가 가동되는 단계와;
    차량정보와 무선전력수신 패널 위치정보를 인식하는 단계와;
    해당 무선전력수신 패널 위치로 패널 운반체가 상하 또는 좌우 이동하는 단계와;
    무선전력전송 패널이 수직상승하는 단계와;
    무선전력 패널 상호간에 근접센서 및 전자테그를 인식하는 단계와;
    상기 근거리 무선통신 또는 전자테그의 교신에 의한 차량정보를 바탕으로 전력 송수신이 최적화되도록 무선전력전송 패널과 상기 무선전력수신 패널이 각각 임피던스 또는 주파수를 정합시키는 단계와;
    무선충전단말기에 충전메뉴가 표출되는 단계와;
    운전자가 충전메뉴를 선택하는 단계와;
    운전자의 선택정보를 근거리 무선통신 모듈을 통해 무선충전소로 전송하는 단계와;
    해당 무선전력전송 패널이 작동되는 단계와;
    해당 무선전력수신 패널이 무선전력을 수신하는 단계와;
    수신된 전력이 무선전력수신기와 충전제어기를 통해 배터리에 충전되는 단계와;
    충전완료시 무선충전단말기에 충전완료 정보가 표시되는 단계와;
    운전자가 무선충전단말기를 통해 충전비용을 전자결제하는 단계와;
    결제가 완료되어 무선충전 시스템이 초기화되는 단계;를 포함하여 무선충전 절차가 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 무선충전 시스템의 충전방법.
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