Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

WO2012008672A1 - 전기 자동차를 이용하는 운송 시스템의 급집전장치 설계 방법 및 장치 - Google Patents

전기 자동차를 이용하는 운송 시스템의 급집전장치 설계 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2012008672A1
WO2012008672A1 PCT/KR2011/000867 KR2011000867W WO2012008672A1 WO 2012008672 A1 WO2012008672 A1 WO 2012008672A1 KR 2011000867 W KR2011000867 W KR 2011000867W WO 2012008672 A1 WO2012008672 A1 WO 2012008672A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
design
value
current
feeder
current collector
Prior art date
Application number
PCT/KR2011/000867
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
서남표
조동호
임춘택
전성즙
김정호
안승영
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to US13/810,066 priority Critical patent/US9747391B2/en
Priority to SG2013003264A priority patent/SG187089A1/en
Priority to CN201180034518.1A priority patent/CN103003091B/zh
Priority to AU2011277322A priority patent/AU2011277322B2/en
Priority to JP2013519562A priority patent/JP2013538541A/ja
Priority to EP11806957.4A priority patent/EP2594425A4/en
Publication of WO2012008672A1 publication Critical patent/WO2012008672A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/005—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles without mechanical contact between the collector and the power supply line
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M7/00—Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway
    • B60M7/003—Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway for vehicles using stored power (e.g. charging stations)
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • H02J50/402—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices the two or more transmitting or the two or more receiving devices being integrated in the same unit, e.g. power mats with several coils or antennas with several sub-antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/70—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/16—Driver interactions by display
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2270/00—Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/10—Emission reduction
    • B60L2270/14—Emission reduction of noise
    • B60L2270/147—Emission reduction of noise electro magnetic [EMI]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for designing a power supply device of a transportation system using an electric vehicle, and more particularly, can be used to charge the battery while traveling by using the power supplied from the outside during movement.
  • the present invention relates to a power supply device for a transport system using an electric vehicle, and a method for designing a current collector installed in a vehicle, and a design device thereof.
  • Vehicles using alternative energy include using electricity charged in batteries, using fuel cells composed of hydrogen and oxygen, and using solar heat. Vehicles using electricity charged in double batteries have been put into practical use.
  • the problem to be solved by a vehicle using battery power is that it is difficult to travel long distances because the capacity of the battery is not large enough. For example, in order to have practicality for a vehicle using battery power in a domestic environment, a distance between Seoul and Busan, that is, about 400 km, must be driven with a single charge. However, the implementation of such a mileage by the existing technology increases the weight of the battery, reducing the efficiency of the electric vehicle. In addition, for vehicles using an internal combustion engine, it is sufficient to stop at a gas station briefly when refueling, but for an electric vehicle that uses battery power, it takes a long time to charge the battery. The problem is that it is difficult to replenish fuel in time.
  • Applicant's patent 940,240 discloses a transportation system using a vehicle powered from a power feeder installed on a road.
  • the online electric vehicle (OLEV) shown in this document is supplied with electric power from a power supply device installed underground and uses the electric power to operate a motor for driving wheels.
  • On-line electric vehicles travel on electric power supplied from a power feeding device when driving on a road where a power feeding device is installed, and use electric power of a battery when driving on a road without a power feeding device.
  • the supplied power can also be used to charge the battery of an online electric vehicle. This increases efficiency by eliminating the need for a large-capacity heavy battery for long distances, and recharging the battery while driving on roads with feeders, eliminating the need to stop for long periods of time. .
  • a W-type or dual rail-type power feeding device has electrodes arranged in a direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle, that is, the direction of extension of the road, Extends along the direction of travel.
  • electrodes are arranged along the traveling direction of the vehicle.
  • a U-type or mono-rail type power feeding device may also be implemented.
  • the W-type power feeding device differs in that the electrodes are arranged at both sides and the center, but the U-type power feeding device is disposed only at both sides.
  • the present invention is to provide a method for systematically and easily designing various types of power supply devices described above, and an apparatus for designing the same.
  • a method for designing a power supply device for wirelessly supplying power to a vehicle having a current collector (a) receiving an interval between the power supply device and the current collector; (b) determining a feeding core width or an interval between two adjacent magnetic poles of the feeding device based on the distance between the feeding device and the current collecting device; (c) receiving a value required for the magnitude of the magnetic field generated by the power feeding device; And (d) determining the magnitude of the power to be supplied to the feeder based on the width of the feeder core determined in step (b) or the distance between two adjacent magnetic poles of the feeder, and the value required for the magnitude of the magnetic field. It includes a step.
  • step (d1) may further comprise the step of determining the arrangement method of the wire for supplying power to the power feeding device.
  • step (a) it may further comprise the step of receiving the direction of the arrangement of the magnetic poles of the power feeding device.
  • the direction of arrangement of the magnetic poles of the power feeding device may be two or more magnetic poles extending in parallel with the vehicle traveling direction and parallel to each other.
  • the direction of arrangement of the magnetic poles of the power feeding device may be one in which a plurality of magnetic poles are arranged in series along the vehicle traveling direction.
  • (d2) may further comprise the step of determining the active or passive shielding against the electromagnetic field (EMF) generated in the power supply and the current collector.
  • EMF electromagnetic field
  • step (d3) may further comprise the step of determining the on-off state of the power supply switch.
  • step (d4) may further include determining to resonate the current collector attached to the vehicle at the frequency of the alternating magnetic field generated in the power feeding device.
  • a power feeding device and a method for designing a current collecting device for wirelessly supplying electric power to a vehicle having a current collecting device by generating a magnetic field include (a) a resonance frequency, a feed current value, a feed current collecting core width, Setting a design parameter including a current coil number of windings to an initial value; (b) receiving a minimum current collector value (hereinafter referred to as a current collector reference value) required for the current collector and a maximum EMF value allowed by the current collector (hereinafter referred to as an "EMF reference value”); (c) calculating current collection amount and generated electromagnetic wave (EMF) level from the currently set design parameters; (d) If the calculated current collector amount is lower than the current collector reference value or the generated EMF level is higher than the EMF reference value (hereinafter referred to as "design condition dissatisfaction”), the current collector amount and the generated EMF level are calculated while adjusting the feed current value among the set design parameters.
  • a current collector reference value a minimum current collector value
  • step (e) if there is a feed current value that satisfies the design condition, before determining the currently set design parameter value as the final design parameter, (e11) the currently set resonant frequency value is the maximum resonant frequency within the allowable range. If less than (hereinafter referred to as 'upper resonance frequency'), the maximum resonance that satisfies the design conditions by repeating the calculation of the current collector capacity and the generated EMF level while adjusting the resonance frequency of the design parameters in the range below the upper limit resonance frequency.
  • the method may further include obtaining a frequency, and then, (e12) the final resonant frequency determined in the step (e11), the feed current value of the step (e), and the other design parameter values currently set as final design parameters. Determining may include.
  • step (e) if there is no feed current value that satisfies the design condition, before the currently set design parameter value is determined as the final design parameter, (e21) the feed current core width or the interval between the magnetic poles (' Repeating calculation of current collection capacity and calculation of generated EMF level while increasing the supply current collector core width ') within an allowable range and adjusting the feed current value; (e22) if the feeding core width and the feeding current value satisfying the design conditions do not exist, ending the feeding device design process, and if present, proceeding to step e23; (e23) If the currently set resonant frequency value is smaller than the maximum resonant frequency (hereinafter referred to as 'upper resonant frequency') within the allowable range, the current collection amount is calculated while adjusting the resonant frequency among the design parameters within the range below the upper limit resonant frequency.
  • the feed current core width or the interval between the magnetic poles ' Repeating calculation of current collection capacity and calculation of generated EMF level while increasing the supply current collector core
  • step (e24) the maximum resonance frequency determined in step (e23), and the feed current in step (e22). Determining the value and other currently set parameter values as final design parameters.
  • the design parameter to be adjusted may further include the number of turns of the current collector coil, and in the step (e), the number of turns of the current collector coil is further added to the design parameter to determine the presence and determine as the final design parameter. It may include.
  • the resonance frequency value is preferably determined to be larger than the maximum audible frequency value.
  • the determination of whether the design condition is satisfied may further include determining whether the separation distance between the power supply device and the current collector is greater than or equal to a predetermined minimum separation distance.
  • a method of designing a power supply device for wirelessly supplying electric power to a vehicle having a current collector by generating a magnetic field includes: (a) a resonance frequency, a feed current value, a feed current core width, and a current collector coil; Receiving a core structure type of the power supply device to determine a design parameter including the number of turns; (b) setting the design parameter to an initial value; (c) receiving a minimum current collector value (hereinafter referred to as a current collector reference value) required for the current collector and a maximum EMF value allowed by the current collector (hereinafter referred to as an "EMF reference value"); (d) calculating current collection amount and generated electromagnetic wave (EMF) level from the currently set design parameters; (e) If the calculated current collector amount is lower than the current collector reference value or the generated EMF level is higher than the EMF reference value (hereinafter referred to as "design condition dissatisfaction”), the current collector amount and the generated EMF level are calculated while adjusting
  • steps (b) to (f) may be sequentially performed for each core structure type.
  • step (f) if there is a feed current value that satisfies the design condition, before determining the currently set design parameter value as the final design parameter, (f11) the currently set resonant frequency value is the maximum resonant frequency within the allowable range. If less than (hereinafter referred to as 'upper resonance frequency'), the maximum resonance that satisfies the design conditions by repeating the calculation of the current collector capacity and the generated EMF level while adjusting the resonance frequency of the design parameters in the range below the upper limit resonance frequency.
  • the method may further include obtaining a frequency, and then (f12) the maximum resonant frequency determined in the step (f11), the feed current value of the step (f), and the other design parameter values currently set as final design parameters. Determining may include.
  • step (f) if there is no feed current value satisfying the design condition, before determining the currently set design parameter value as the final design parameter, (f21) the feed current core width or the interval between the magnetic poles (' Repeating calculation of current collection capacity and calculation of generated EMF level while increasing the supply current collector core width ') within an allowable range and adjusting the feed current value; (f22) if the feeding core width and the feeding current value satisfying the design conditions do not exist, ending the feeding device design process, and if present, proceeding to step f23; (f23) If the currently set resonant frequency value is smaller than the maximum resonant frequency (hereinafter referred to as 'upper resonant frequency') within the allowable range, the current collection amount is calculated while adjusting the resonant frequency among the design parameters in the range below the upper limit resonant frequency.
  • 'upper resonant frequency' the maximum resonant frequency
  • the design parameter to be adjusted may further include the number of turns of the current collector coil, and in the step (f), the number of turns of the current collector coil is further added to the design parameter to determine the presence and determine as the final design parameter. It may include.
  • the resonance frequency value is preferably determined to be larger than the maximum audible frequency value.
  • the determination of whether the design condition is satisfied may further include determining whether a separation distance between the power supply device and the current collector is greater than or equal to a predetermined minimum separation distance.
  • a power supply device for wirelessly supplying electric power to a vehicle having a current collector by generating a magnetic field and a device for designing the current collector include a resonance frequency, a feed current value, a feed current collector core width, and a current collector coil.
  • a current collector calculating unit configured to calculate a current collector capacity from a design parameter including the number of turns;
  • An EMF level calculator configured to calculate an electromagnetic wave (EMF) level generated from the design parameters;
  • a design parameter database for storing the design parameter value and the variable range value of each design parameter;
  • An input unit configured to receive a design condition reference value including a value of each design parameter, a variable range value of each design parameter, a current collector amount, and an EMF level value from a user;
  • a design screen providing unit which displays various data of a design process including data calculated in a design process, a design condition reference value, and a determined design parameter value; And in order to design a power supply device that satisfies a current collection amount and an EMF level within a predetermined range, calculating the current collection amount and the EMF level according to variation of each design parameter by controlling each component, and determining the design parameter accordingly. It includes a design process control unit for controlling.
  • the design parameter may further include the power supply core structure type.
  • the design condition reference value may further include a minimum separation distance value between the power feeding device and the current collecting device.
  • the power supply device design device may further include a separation distance calculator configured to calculate a distance between the power supply device and the current collector from the design parameter.
  • the online electric vehicle design method according to the present invention has an effect of making it possible to easily design a power feeding device because the functional requirements are decoupled.
  • the design method according to the present invention has the effect that can be designed in an optimal manner to the various types of power supply device.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a U-type power feeding device.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing an I-type power feeding device.
  • Figure 4 is a flow chart showing a design method of the power feeding device according to the axiom design theory.
  • FIG. 5 is a flowchart showing an optimal design method of a power supply device.
  • FIG. 6 is a view showing an apparatus for designing a power supply device for supplying and collecting power in a magnetic induction manner.
  • design parameters of a transportation system using an online electric vehicle can be determined as follows by the axiomatic design theory.
  • FR2 Transfer electricity from underground electric cable to the vehicle
  • FR8 Supply electric power to the underground cable
  • the constraints (C) of the transportation system are:
  • C2 price of online electric vehicles (should be competitive with cars with IC engines)
  • the design parameters (DP) of the transport system that meet the functional requirements (FR) and constraints (C) above are:
  • the functional requirements (FR) and design variables (DP) of the transport system given above are eight each.
  • the design matrix is uncoupled.
  • the functional requirements (FR) and design variables (DP) of these transport systems must be decomposed until the detailed design is completed.
  • the present invention provides a method of designing a power feeding device used in a transportation system by decomposing the second functional requirement of the above-described transportation system (hereinafter referred to as "FR2") and the second design variable DP2. Rewriting FR2 and DP2 looks like this:
  • FR2 Transfer electricity from underground electric cable to the vehicle
  • FR2 can be broken down as follows:
  • FR21 Generate an alternating magnetic field
  • FR23 Shape the magnetic field to control the height of the field (H)
  • FR26 Maximize the pick-up of the power in the alternating magnetic field created under the ground for use in the vehicle
  • DP21 Underground power lines with AC field surrounding the magnetic core (ferrite)
  • DP22 power level, i.e., product of current and voltage (Electric power level, i.e., current (I) times voltage (V))
  • DP26 Pick-up unit mounted on the car that resonates the frequency of the alternating magnetic field
  • A11 and A12 are given as constants (for linear systems) or as functions of design variables (for nonlinear systems) and represent the relationship between functional requirements and design variables.
  • FR21 is associated with DP21
  • FR22 is associated with DP22 and DP23
  • FR23 is associated with DP23 only.
  • Equation 1 the design according to the present invention is a decoupled design. It can also be seen that the relationship between the functional requirements ⁇ FR24, FR25, FR26 ⁇ and the design variables ⁇ DP24, DP25, DP26 ⁇ is uncoupled.
  • each functional requirement can be determined sequentially as follows:
  • a denotes the length of the vehicle
  • b denotes the width of the vehicle
  • W and L denote core widths for the U-type feeder and spacing between the cores for the I-type feeder, respectively. Indicates.
  • the distance H between the ground and the current collecting device can be adjusted by setting the core width W.
  • the power level i.e. current and voltage
  • FR21 is affected by DP22 and DP23 and can be controlled by DP21.
  • the number of power lines installed underground along the direction of movement of the vehicle may be DP21.
  • the core (stimulus) is arranged along the moving direction of the vehicle, and has the following advantages.
  • the I-type power feeding device allows the distance between the magnetic poles to be set larger along the length of the vehicle, that is, along the direction of movement of the vehicle. Also, as the distance between the magnetic poles increases, the distance H between the ground and the power feeding device of the vehicle may become larger.
  • the magnetic field can be formed narrow with respect to the width direction of the vehicle. Accordingly, magnetic field shielding in the width direction of the vehicle is advantageous.
  • the efficiency of power transmission can be improved by introducing a phase delay between power lines arranged along the moving direction of the vehicle to flatten the profile of the magnetic field.
  • the following describes a method of designing a power supply device for wirelessly supplying power to a vehicle having a current collector according to the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a design method of a power feeding device according to the axiom design theory.
  • the type of power feeding device is input. That is, a selection is made on which type of power supply device is selected from among a U-type power supply device, a W-type power supply device or an I-type power supply device, or a form in which such a form is improved in various ways (S401).
  • the U-shape is a feed core structure shown in FIG. 2 and has two or more magnetic poles 211 extending in parallel with the vehicle traveling direction and parallel to each other.
  • the cross section 213 perpendicular to the vehicle traveling direction of the core (left and right directions) is called a 'U' shape because of its 'U' shape.
  • Type I is a feed core structure shown in Fig. 3, in which a plurality of magnetic poles 311 arranged in series along the vehicle traveling direction are arranged to form one or a plurality of rows in series along the vehicle traveling direction.
  • the cross section perpendicular to the vehicle traveling direction of the magnetic pole is called an 'I' shape and thus is called an I shape.
  • W type has a structure similar to that of the U type feed cores disposed adjacent to each other in parallel with the vehicle traveling direction. Accordingly, the cross section perpendicular to the vehicle traveling direction of the magnetic pole (“left” direction) becomes a “W” shape, so it is referred to as W shape.
  • the distance H between the power feeding device and the current collecting device is input.
  • the feeder is installed underground and the upper end of the core is almost coincident with the ground, resulting in the input between the ground and the current collector.
  • the distance between two adjacent magnetic poles of the power supply device is determined based on the distance between the power supply device and the current collector (S411, S421).
  • the width (W) of the core (stimulus) in the left-right direction perpendicular to the moving direction of the vehicle, that is, facing the road ahead. See FIG. 2
  • the distance L between the I type cores (stimulated) arranged in series along the moving direction of the vehicle is determined. (See FIG. 3) (S421).
  • a value required for the magnitude of the magnetic field generated in the power supply device is input.
  • the size of the magnetic field is determined in consideration of power required for transportation of the vehicle, power transmission efficiency between the power supply device and the current collector.
  • the amount of power to be supplied to the power feeding device is determined based on the value required for the distance between the power feeding device and the current collector and the size of the magnetic field determined above (S412, S422). For example, if the magnitude of the voltage is determined, the magnitude of the current to be supplied is determined.
  • the method may further include determining an arrangement method of the wires for supplying power to the power feeding device. For example, the diameter of the power line and the number of power lines may be determined (S413 and S423).
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an optimal design method of a power supply device.
  • V c F ( f r , I s , N 1 , N 2 , g air , W c , S c , C c )
  • each parameter is the resonant frequency f r , the feed current I s , the number of turns of the primary side (feeder) coil N 1 , the number of turns of the secondary side (current collector) coil N 2 , the separation distance g air between the feeder and the current collector Core width W c (magnitude spacing for type I), feeding current core structure S c (type U, type W, type I, improved type), feeding current core material properties C c (permeability, frequency characteristics). .
  • V c is proportional to the following equation.
  • the other purpose of the optimum design is to maximize the current collector efficiency.
  • R c current collecting resistance
  • Rs feed line resistance (feed line effective cross-sectional area, resonant frequency function, line length, conductivity).
  • the separation distance g air is proportional to
  • the g air is preferably 12cm or more in the case of a passenger car, and 20cm or more in the case of a large car such as a bus.
  • the generated electromagnetic wave (EMF) level should be less than a certain value. That is, when the emf level that occurs is called L emf
  • a core structure type of a power supply device for determining a design parameter including a resonance frequency, a power supply current value, a power supply core width, and a current coil number of windings is input (S501).
  • the feed core structure type may be an I type, a U type, a W type, or a type type improved by some modification of each of these types. This feeding core structure type has been described above with reference to FIGS. 2 to 4.
  • This design parameter is set to an initial value (S502).
  • the design parameter may have various parameters in addition to the above parameters.
  • the minimum current collector value required for the current collector hereinafter referred to as the current collector reference value
  • the maximum EMF value allowed by the current collector hereinafter referred to as the "EMF reference value”
  • the input value may further include a minimum separation distance value between the power feeding device and the current collecting device.
  • the current collecting capacity and the generated electromagnetic wave (EMF) level are calculated from the currently set design parameters, and when the calculated current collecting amount is less than the current collecting capacity reference value or exceeds the EMF reference value (hereinafter referred to as "design condition dissatisfaction")
  • the current collection amount and the generated EMF level calculation are repeated while adjusting the current value (S504).
  • the adjusting design parameter may further include the number of turns of the current collector coil.
  • the determination of whether the design condition is satisfied may further include a determination of whether the separation distance between the power supply device and the current collector is greater than or equal to a predetermined minimum separation distance. The same applies when determining whether all design conditions are satisfied.
  • the minimum separation distance may be set to, for example, 12 cm for a passenger car and 20 cm for a large car such as a bus.
  • the feed current value, current coil number, and other design parameter values currently set may be determined as final design parameters for the core structure type (S507).
  • the resonant frequency value among the design parameters is smaller than the maximum resonant frequency (hereinafter referred to as 'upper resonant frequency') within the allowable range (S506), the resonant frequency of the design parameters is within the range below the upper limit resonant frequency.
  • the current collector capacity and calculate the generated EMF level while adjusting upward, and find the maximum resonant frequency within the range that satisfies the design condition (S510), the resonant frequency, the feed current value at that time, the current coil number and current setting.
  • the other design parameter value may be determined as the final design parameter (S507).
  • the feed current collector core width can be increased within the allowable range.
  • feeder core width is uniformly illustrated, hereinafter, 'feeder core width' is a movement of a vehicle in the case of a U-type, W-type power feeding device, or an improved type of U-type or W-type feeding device.
  • the power supply core width value is increased, and the current collection amount calculation and the generated EMF level calculation are repeated while adjusting the power supply current value, the current coil number, and the like (S508). From this, if there are values (solution) such as the feeder core width, the feeder current value, and the number of coils of the current collector to satisfy the design conditions (S509), the process proceeds to the next step (S506), but if not present (S509), the design process is terminated. .
  • step S509 if the currently set resonant frequency value among the design parameters is less than the maximum resonant frequency (hereinafter referred to as 'upper resonant frequency') within the allowable range (S506), the resonant frequency among the design parameters is the upper limit.
  • the maximum resonance frequency satisfying the design condition is obtained (S510), the resonance frequency, the feed current value determined in the above steps, and the current collector coil.
  • the number of turns, the current collector core width, and other currently set parameter values may be determined as final design parameters (S507).
  • This design process may be configured to be automatically performed sequentially for each core structure type when two or more core structure types are initially input.
  • the resonance frequency value is preferably determined to be greater than the maximum audible frequency value (20 kHz) in order to reduce noise.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a power feeding device for supplying and collecting power in a magnetic induction method and an apparatus 600 for designing a current collecting device.
  • the design process control unit 610 controls each component to calculate current collection amount and EMF level according to variation of each design parameter, and Control the determination of the design parameters accordingly.
  • the current collector calculator 620 calculates the current collector capacity from design parameters including a resonance frequency, a power supply current value, a power supply core width, and a current coil number of turns.
  • the EMF level calculator 630 calculates an electromagnetic wave (EMF) level generated from the design parameter.
  • EMF electromagnetic wave
  • the separation distance calculator 640 calculates the separation distance between the power feeding device and the current collecting device from the design parameter.
  • the design parameter database 650 stores the design parameter value and the variable range value of each design parameter.
  • the input unit 660 receives a design condition reference value including a value of each design parameter, a variable range value of each design parameter, a current collector amount, an EMF level value, and a minimum separation distance value between the power supply device and the current collector from the user. Receive input.
  • the design screen providing unit 670 displays various data of the design process including data calculated in the design process, design condition reference values, and determined design parameter values.
  • the data calculated during the design process includes a current collection amount calculated by the current design parameter, an generated EMF level calculated by the current design parameter, and a separation distance between the power supply device and the current collector calculated by the current design parameter. Etc. may be included.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

집전장치를 갖는 차량에 무선으로 전력을 공급하기 위한 급전장치를 설계하는 방법이 제공된다. 설계 방법은 급전장치의 인접하는 두 자극 사이의 간격을 입력받는 후에, 두 자극 사이의 간격에 기초하여 급전장치와 집전장치 사이의 간격을 결정한다. 다음으로, 급전장치와 집전장치 사이의 간격 및 상기 자기장의 크기에 대해 요구되는 값에 기초하여 급전장치에 공급될 전력의 크기를 결정한다. 이러한 설계 방법에 따르면, 각 기능적 요구 사항이 서로 디커플되어 있기 때문에, 급전장치를 용이하게 설계할 수 있다.

Description

전기 자동차를 이용하는 운송 시스템의 급집전장치 설계 방법 및 장치
본 발명은 전기 자동차를 이용하는 운송 시스템의 급집전장치를 설계하는 방법 및 설계를 위한 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 이동 중에 외부로부터의 공급된 전력을 이용하여 주행하면서 동시에 배터리를 충전시킬 수 있는 전기 자동차를 이용하는 운송 시스템의 급전장치 및 차량에 설치되는 집전장치를 설계하는 방법 및 그 설계장치에 관한 것이다.
기존의 내연 기관 차량은 화석연료를 이용하여 구동된다. 이 경우, 엔진에서 연소된 후 차량의 외부로 배출되는 배기가스는 대기 오염이나 지구 온난화 등의 환경 문제의 원인이 되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 대체 에너지를 이용하는 차량에 대한 연구가 이루어져 왔다. 대체 에너지를 이용하는 차량 중에는 배터리에 충전된 전기를 이용하는 것, 수소와 산소로 이루어진 연료 전지를 이용하는 것, 태양열을 이용하는 것 등이 있다. 이중 배터리에 충전된 전기를 이용하는 차량은 일부 실용화되고 있다.
배터리의 전력을 이용하는 차량이 해결해야 하는 과제는 현재 실용화된 배터리의 용량이 충분히 크지 않기 때문에 장거리 주행이 어렵다는 점이다. 예를 들어, 국내의 환경에서 배터리의 전력을 이용하는 차량이 실용성을 갖기 위해서는 한번 충전으로 서울과 부산 사이의 거리, 즉, 대략 400km 정도의 주행이 가능해야 한다. 그러나, 기존의 기술로 이러한 주행거리를 구현하면 배터리의 무게가 증가하여 전기 자동차의 효율이 떨어진다. 또한, 내연 기관을 이용하는 차량은 연료를 보충하는 경우 주유소에 잠깐 정차하는 것으로 충분하지만, 배터리의 전력을 이용하는 전기 자동차의 경우에는 배터리의 충전에 오랜 시간이 소요되기 때문에 내연 기관을 이용하는 차량과 같이 짧은 시간 안에 연료를 보충하기 어렵다는 문제가 있다.
이와 관련하여, 본 출원인의 특허 제940,240호에는 도로에 설치된 급전장치로부터 전력을 공급받는 차량을 이용하는 운송 시스템이 개시되어 있다. 이 문헌에 나타나 있는 온라인 전기 자동차(Online Electric Vehicle; OLEV)는 지하에 설치된 급전장치로부터 전력을 공급받고 그 전력을 이용하여 바퀴를 구동하는 모터를 작동시킨다. 온라인 전기 자동차는 급전장치가 설치된 도로를 주행하는 경우에는 급전장치로부터 공급받은 전력으로 주행하며, 급전장치가 설치되지 않은 도로를 주행할 경우에는 배터리의 전력을 이용한다. 또한, 공급받은 전력은 온라인 전기 자동차의 배터리를 충전하기 위해 이용될 수 있다. 이에 따라, 장거리 운행을 위해 대용량의 무게가 무거운 배터리를 장착할 필요가 없으므로 효율이 증가하며, 급전장치가 설치된 도로를 주행하는 동안 배터리의 충전이 이루어지므로 충전을 위해 오랜 시간 동안 정차할 필요가 없다.
온라인 전기 자동차에 전력을 공급하는 급전장치와 관련하여 본 출원인의 특허출원 10-2009-0067715호에 개시된 W형 및 10-2009-0091802호에 개시된 I형과 같은 종류의 것이 있다. 특허 출원 10-2009-0067715호에 개시된 바와 같이, W형 또는 듀얼 레일(dual rail)형 급전장치는 전극이 차량의 진행 방향, 즉, 도로의 연장 방향과 직교하는 방향으로 배치되며, 급전선은 차량의 진행 방향을 따라 연장된다. 이에 반해, I형 급전장치는 전극이 차량의 진행 방향을 따라 배치된다. 급전장치는 전술한 2가지 종류의 것 외에도 U형 또는 모노 레일(mono rail)형 급전장치도 구현될 수 있다. W형 급전장치는 전극이 양측 및 중앙에 배치되지만 U형 급전장치는 양측에만 배치되는 점에 차이가 있다.
본 발명은 전술한 여러 종류의 급집전장치를 체계적으로 용이하게 설계하는 방법 및 그 설계를 위한 장치를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른, 집전장치를 갖는 차량에 무선으로 전력을 공급하기 위한 급전장치를 설계하는 방법은, (a) 급전장치와 집전장치 사이의 간격을 입력받는 단계; (b) 상기 급전장치와 집전장치 사이의 간격에 기초하여 급집전 코어 폭 또는 급전장치의 인접하는 두 자극 사이의 간격을 결정하는 단계; (c) 급전장치에서 발생되는 자기장의 크기에 대해 요구되는 값을 입력받는 단계; 및 (d) 상기 단계(b)에서 결정된 급집전 코어 폭 또는 급전장치의 인접하는 두 자극 사이의 간격, 및 상기 자기장의 크기에 대해 요구되는 값에 기초하여 급전장치에 공급될 전력의 크기를 결정하는 단계를 포함한다.
상기 단계(d) 이후에, (d1) 급전장치에 전력을 공급하는 전선의 배치 방법을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단계(a) 이전에, 급전장치의 자극의 배열 방향을 입력받는 단계를 더 포함할 수 있다.
급전장치의 자극의 배열 방향은, 둘 이상의 자극이 차량 진행방향과 평행하게 연장되고 서로 나란한 것일 수 있다.
급전장치의 자극의 배열 방향은, 다수의 자극이 차량 진행방향을 따라 직렬로 배열된 것일 수 있다.
상기 단계(d) 이후에, (d2) 급전장치 및 집전장치에서 발생하는 전자기장(EMF)에 대한 능동 또는 수동 차폐 방식을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단계(d) 이후에, (d3) 급전장치 스위치의 온오프 상태를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단계(d) 이후에, (d4) 급전장치에서 발생하는 교류 자기장의 주파수에, 차량에 부착된 집전장치를 공진시킬 것을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 자기장을 발생시킴으로써 집전장치를 갖는 차량에 무선으로 전력을 공급하는 급전장치 및 집전장치를 설계하는 방법은, (a) 공진주파수, 급전전류값, 급집전 코어 폭 및 집전코일 권수를 포함하는 설계 파라미터를 초기값으로 설정하는 단계; (b) 집전장치에 요구되는 최소 집전용량 값(이하 '집전용량 기준값'이라 한다) 및 급집전장치에서 발생허용되는 최대 EMF 값(이하 'EMF 기준값'이라 한다)을 입력받는 단계; (c) 현재 설정된 설계 파라미터로부터 집전용량 및 발생하는 전자파(EMF) 레벨을 산출하는 단계; (d) 산출된 집전용량이 상기 집전용량 기준값 미만이거나 발생 EMF 레벨이 EMF 기준값 초과(이하 "설계조건 불만족"이라 한다)인 경우 설정된 설계 파라미터 중 급전전류값을 조정하면서 집전용량 및 발생 EMF 레벨 산출을 반복하는 단계; 및 (e) 산출된 집전용량이 상기 집전용량 기준값 이상이고 발생하는 전자파(EMF) 레벨이 상기 EMF 기준값 이하(이하 "설계조건 만족"이라 한다)가 되게하는 급전전류값이 존재하는 경우, 그 급전전류값 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하는 단계를 포함한다.
상기 단계(e)에서, 설계조건 만족시키는 급전전류값이 존재하는 경우, 현재 설정되어 있는 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하기 전에, (e11) 현재 설정된 공진주파수 값이 허용 범위 내의 최대 공진주파수(이하 '상한 공진주파수'라 한다)보다 작으면, 상기 설계 파라미터 중 공진주파수를 상기 상한 공진주파수 이하의 범위에서 상향 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복하여 설계조건 만족시키는 최대 공진주파수를 구하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이후, (e12) 상기 단계(e11)에서 결정된 최대 공진주파수, 상기 단계(e)의 급전전류값 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계(e)에서, 설계조건 만족시키는 급전전류값이 존재하지 않는 경우, 현재 설정되어 있는 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하기 전에, (e21) 급집전 코어 폭 또는 자극간 간격(이하 '급집전 코어 폭'으로 통칭한다)을 허용범위 내에서 증가시키고 급전전류값을 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복하는 단계; (e22) 설계조건 만족시키는 급집전 코어 폭 및 급전전류값이 존재하지 않으면 급전장치 설계과정을 종료하고, 존재하는 경우 단계(e23)으로 진행하는 단계; (e23) 현재 설정된 공진주파수 값이 허용 범위 내의 최대 공진주파수(이하 '상한 공진주파수'라 한다)보다 작으면, 상기 설계 파라미터 중 공진주파수를 상기 상한 공진주파수 이하의 범위에서 상향 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복하여 설계조건 만족시키는 최대 공진주파수를 구하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이후, (e24) 상기 단계(e23)에서 결정된 최대 공진주파수, 상기 단계(e22)의 급전전류값 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계(d)에서, 조정하는 설계 파라미터에는 집전코일의 권수를 더 포함할 수 있고, 상기 단계(e)에서, 존재여부를 판단하고 최종 설계 파라미터로서 결정하는 설계 파라미터에는 집전코일의 권수를 더 포함할 수 있다.
상기 공진 주파수 값은, 최대 가청 주파수 값보다 큰 값으로 결정하는 것이 바람직하다.
상기 설계조건 만족 여부의 판단에는, 급전장치와 집전장치 간의 이격거리가, 기 설정된 최소 이격거리 이상이 되는지에 대한 판단이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 자기장을 발생시킴으로써 집전장치를 갖는 차량에 무선으로 전력을 공급하는 급전장치를 설계하는 방법은, (a) 공진주파수, 급전전류값, 급집전 코어 폭 및 집전코일 권수를 포함하는 설계 파라미터를 결정할 급집전장치의 코어 구조 타입(type)을 입력받는 단계; (b) 상기 설계 파라미터를 초기값으로 설정하는 단계; (c) 집전장치에 요구되는 최소 집전용량 값(이하 '집전용량 기준값'이라 한다) 및 급집전장치에서 발생허용되는 최대 EMF 값(이하 'EMF 기준값'이라 한다)을 입력받는 단계; (d) 현재 설정된 설계 파라미터로부터 집전용량 및 발생하는 전자파(EMF) 레벨을 산출하는 단계; (e) 산출된 집전용량이 상기 집전용량 기준값 미만이거나 발생 EMF 레벨이 EMF 기준값 초과(이하 "설계조건 불만족"이라 한다)인 경우 설정된 설계 파라미터 중 급전전류값을 조정하면서 집전용량 및 발생 EMF 레벨 산출을 반복하는 단계; 및 (f) 산출된 집전용량이 상기 집전용량 기준값 이상이고 발생하는 전자파(EMF) 레벨이 상기 EMF 기준값 이하(이하 "설계조건 만족"이라 한다)가 되게 하는 급전전류값이 존재하는 경우, 그 급전전류값 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값을 상기 코어 구조 타입에 대한 최종 설계 파라미터로서 결정하는 단계를 포함한다.
상기 단계(a)에서, 둘 이상의 코어 구조 타입이 입력된 경우, 각 코어 구조 타입에 대하여 순차적으로 상기 단계(b) 내지 단계(f)를 수행할 수 있다.
상기 단계(f)에서, 설계조건 만족시키는 급전전류값이 존재하는 경우, 현재 설정되어 있는 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하기 전에, (f11) 현재 설정된 공진주파수 값이 허용 범위 내의 최대 공진주파수(이하 '상한 공진주파수'라 한다)보다 작으면, 상기 설계 파라미터 중 공진주파수를 상기 상한 공진주파수 이하의 범위에서 상향 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복하여 설계조건 만족시키는 최대 공진주파수를 구하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이후, (f12) 상기 단계(f11)에서 결정된 최대 공진주파수, 상기 단계(f)의 급전전류값 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계(f)에서, 설계조건 만족시키는 급전전류값이 존재하지 않는 경우, 현재 설정되어 있는 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하기 전에, (f21) 급집전 코어 폭 또는 자극간 간격(이하 '급집전 코어 폭'으로 통칭한다)을 허용범위 내에서 증가시키고 급전전류값을 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복하는 단계; (f22) 설계조건 만족시키는 급집전 코어 폭 및 급전전류값이 존재하지 않으면 급전장치 설계과정을 종료하고, 존재하는 경우 단계(f23)으로 진행하는 단계; (f23) 현재 설정된 공진주파수 값이 허용 범위 내의 최대 공진주파수(이하 '상한 공진주파수'라 한다)보다 작으면, 상기 설계 파라미터 중 공진주파수를 상기 상한 공진주파수 이하의 범위에서 상향 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복하여 설계조건 만족시키는 최대 공진주파수를 구하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이후, (f24) 상기 단계(f23)에서 결정된 최대 공진주파수, 상기 단계(f22)의 급전전류값 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단계(e)에서, 조정하는 설계 파라미터에는 집전코일의 권수를 더 포함할 수 있고, 상기 단계(f)에서, 존재여부를 판단하고 최종 설계 파라미터로서 결정하는 설계 파라미터에는 집전코일의 권수를 더 포함할 수 있다.
상기 공진 주파수 값은, 최대 가청 주파수 값보다 큰 값으로 결정하는 것이 바람직하다.
설계조건 만족 여부의 판단에는, 급전장치와 집전장치 간의 이격거리가, 기 설정된 최소 이격거리 이상이 되는지에 대한 판단이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 자기장을 발생시킴으로써 집전장치를 갖는 차량에 무선으로 전력을 공급하는 급전장치 및 집전장치를 설계하는 장치는, 공진주파수, 급전전류값, 급집전 코어 폭 및 집전코일 권수를 포함하는 설계 파라미터로부터 집전용량을 산출하는 집전용량 산출부; 상기 설계 파라미터로부터 발생하는 전자파(EMF) 레벨을 산출하는 EMF 레벨 산출부; 상기 설계 파라미터 값 및 상기 각 설계 파라미터의 변동가능 범위값을 저장하는 설계 파라미터 데이터베이스; 사용자로부터 상기 각 설계 파라미터 값, 상기 각 설계 파라미터의 변동가능 범위값 및, 요청되는 집전용량 및 EMF 레벨 값을 포함하는 설계조건 기준값을 입력받는 입력부; 설계과정에서 산출되는 데이터, 설계조건 기준값 및 결정되는 설계 파라미터 값을 포함하는 설계과정의 각종 데이터를 디스플레이해 주는 설계화면 제공부; 및 기 설정된 범위의 집전용량 및 EMF 레벨을 만족하는 급집전장치를 설계하기 위하여, 상기 각 구성요소를 제어하여 각 설계 파라미터의 변동에 따른 집전용량 및 EMF 레벨 산출 및, 이에 따른 설계 파라미터의 결정 과정을 제어하는 설계 프로세스 제어부를 포함한다.
상기 설계 파라미터에는, 상기 급집전 코어 구조 타입을 더 포함할 수 있다.
상기 설계조건 기준값에는, 급전장치와 집전장치 간의 최소 이격거리 값이 더 포함될 수 있다.
상기 급집전장치 설계 장치는, 상기 설계 파라미터로부터 급전장치와 집전장치 간의 이격거리를 산출하는 이격거리 산출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 온라인 전기 자동차의 설계 방법은 기능적 요구 사항이 디커플되어 있기 때문에, 용이하게 급전장치를 설계할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 설계 방법은 다양한 방식의 급집전장치를 최적의 방법으로 설계할 수 있게 하는 효과가 있다.
도 1은 온라인 전기 자동차의 길이 방향과 폭 방향을 나타내는 도면.
도 2는 U형 급전장치를 개략적으로 도시하는 도면.
도 3은 I형 급전장치를 개략적으로 도시하는 도면.
도 4는 공리설계 이론에 따른 급전장치의 설계방법을 나타내는 순서도.
도 5는 급집전장치의 최적설계 방법을 나타내는 순서도.
도 6은 자기유도방식으로 전력을 공급 및 집전하는 급집전장치를 설계하는 장치를 나타내는 도면.
<부호의 설명>
100: 온라인 전기 자동차
10, 20: 집전장치
200: U형 급전장치
211: U형 급전장치의 코어(자극)
212: U형 급전장치의 급전선
213: U형 급전코어 단면
300: I형 급전장치
311: I형 급전장치의 코어(자극)
312, 313: I형 급전장치의 급전선
250, 350: 급전장치에 의해 형성된 자기장
600: 급전장치 설계 장치
610: 설계 프로세스 제어부
620: 집전용량 산출부
630: EMF 레벨 산출부
640: 이격거리 산출부
650: 설계 파라미터 데이터베이스
660: 입력부
670: 설계화면 제공부
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 설계 방법과 관련하여, 먼저 온라인 전기 자동차(Online Electric Vehicle; OLEV)를 이용하는 운송 시스템의 설계 변수는 공리설계(axiomatic design) 이론에 의해 다음과 같이 결정될 수 있다.
운송 시스템의 기능적 요구 사항(FR: functional requirements)은 다음과 같다:
FR1 = 차량을 전력으로 추진시켜라 (Propel the vehicle with electric power)
FR2 = 전력을 지하에 설치된 전력선으로부터 차량으로 전송하라 (Transfer electricity from underground electric cable to the vehicle)
FR3 = 차량을 조향하라 (Steer the vehicle)
FR4 = 차량을 정지시켜라 (Brake the vehicle)
FR5 = 이동 방향을 전환시켜라 (Reverse the direction of motion)
FR6 = 차량의 속도를 변화시켜라 (Change the vehicle speed)
FR7 = 외부로부터 전력 공급이 없을 경우 전력을 공급하라 (Provide the electric power when there is no external electric power supply)
FR8 = 지하에 설치된 전력선에 전력을 공급하라 (Supply electric power to the underground cable)
운송 시스템의 구속 조건(C: constraints)은 다음과 같다:
C1 = 전기 시스템을 규율하는 안전 규정 (Safety regulations governing electric systems)
C2 = 온라인 전기 자동차의 가격 (내연 기관 차량에 비교해 경쟁력이 있어야 함) (Price of OLEV (should be competitive with cars with IC engines))
C3 = 지구 온난화를 유발하는 가스의 불방출 (No emission of greenhouse gases)
C4 = 시스템의 긴 내구성 및 신뢰성 (Long-term durability and reliability of the system)
C5 = 도로와 차량 바닥 사이의 간격에 대한 차량 관련 규정 (Vehicle regulation for space clearance between the road and the bottom of the vehicle)
위와 같은 기능적 요구 사항(FR) 및 구속 조건(C)들을 만족시키는 운송 시스템의 설계변수(DP, design parameter)는 다음과 같다:
DP1 = 전기 모터 (Electric motor)
DP2 = 지하에 설치되는 전력선 (Underground coil)
DP3 = 기존의 조향 시스템 (Conventional steering system)
DP4 = 기존의 브레이킹 시스템 (Conventional braking system)
DP5 = 전기 극성 (Electric polarity)
DP6 = 모터에 의한 구동 (Motor drive)
DP7 = 충전 가능한 배터리 (Re-chargeable battery)
DP8 = 전력 공급 시스템 (Electric power supply system)
위에서 주어진 운송 시스템의 기능적 요구 사항(FR)과 설계변수(DP)는 각각 8개이다. 또한, 설계 행렬(design matrix)는 언커플(uncouple)되어 있다. 그러나, 이러한 운송 시스템의 기능적 요구 사항(FR)과 설계변수(DP)는 세부적인 설계가 완성될 때까지 분해(decompose)되어야 한다.
본 발명에서는 전술한 운송 시스템의 2번째 기능적 요구 사항(이하에서,“FR2”라고 함)과 2번째 설계변수(DP2)를 분해함으로써, 운송 시스템에서 이용되는 급전장치의 설계 방법을 제공한다. FR2와 DP2를 다시 기재하면 다음과 같다:
FR2 = 전력을 지하에 설치된 전력선으로부터 차량으로 전송하라 (Transfer electricity from underground electric cable to the vehicle)
DP2 = 지하에 설치되는 전력선 (Underground coil)
위의 FR2와 DP2는 구체적인 설계 개념이 주어지지 않았기 때문에, 그대로는 구현될 수 없다. 따라서, 더 낮은 수준의 기능적 요구 사항과 설계변수를 고려하여야 온라인 전기 자동차에 대한 온전한 개념을 잡을 수 있다. 이하에서는, 더 낮은 수준으로 분해함으로써, 1) 어떻게 전력을 지면 위쪽으로 전달할 것인가, 및 2) 집전장치의 최대 높이를 어떻게 조절할 것인가, 즉, 지면과 차량에 설치된 집전장치 사이의 간격을 어떻게 조절할 것인가에 대하여 검토한다.
FR2는 다음과 같이 분해될 수 있다:
FR21 = 교류 자기장을 발생시켜라 (Generate an alternating magnetic field)
FR22 = 자기장의 자기력 수준을 조절하라 (Control the power level of the magnetic field)
FR23 = 자기장의 높이(H)를 조절하기 위하여 자기장의 형태를 만들어라 (Shape the magnetic field to control the height of the field, H)
FR24 = 전자파의 방출을 조절하라 (Control the radiation (EMF))
FR25 = 자기장을 온/오프 하라 (On/Off the magnetic field)
FR26 = 차량의 사용을 위해 지하에서 발생되는 교류 자기장에서의 집전전력을 최대화하라 (Maximize the pick-up of the power in the alternating magnetic field created under the ground for use in the vehicle)
전술한 기능적 요구 사항을 만족하는 방법은 여러 다른 방법이 있을 수 있다. 본 발명에서는 언커플된 설계를 실현하기 위하여 다음과 같이 설계변수를 선택한다:
DP21 = 자극을 둘러싸는 교류 전기장을 가지며 지하에 설치되는 전력선 (Underground power lines with AC field surrounding the magnetic core (ferrite))
DP22 = 전력 수준, 즉, 전류와 전압의 곱 (Electric power level, i.e., current (I) times voltage (V))
DP23 = 지하에 설치된 코어에 의하여 형성되는 자극의 폭 (Width of the magnetic poles established by the magnetic core in the ground)
DP24 = 전자기장에 대한 능동 또는 수동 차폐 (Active or passive shield for EMF)
DP25 = 전력을 온/오프하기 위한 스위치 (Switch that turn on/off the underground power)
DP26 = 교류 자기장의 주파수와 공진하는 차량에 부착된 집전장치(Pick-up unit mounted on the car that resonates the frequency of the alternating magnetic field)
기능적 요구 사항과 설계변수를 위와 같이 설정하면, 설계 행렬(design matrix)은 아래와 같이 주어진다.
수학식 1
Figure PCTKR2011000867-appb-M000001
위 식에서 A11, A12 등은 상수(선형 시스템인 경우) 또는 설계변수의 함수(비선형 시스템인 경우)로 주어지며, 기능적 요구 사항과 설계변수의 관계를 나타낸다. 수학식 1로부터 알 수 있듯이, FR21은 DP21, DP22 및 DP23과 연관되며, FR22는 DP22 및 DP23과 연관되고, FR23은 DP23과만 연관된다.
수학식 1로부터 본 발명에 따른 설계가 디커플된 설계(decoupled design)임을 알 수 있다. 또한, 기능적 요구 사항 {FR24, FR25, FR26}와 설계변수 {DP24, DP25, DP26}의 관계는 언커플되어 있음(uncoupled)을 알 수 있다.
기능적 요구 사항 {FR21, FR22, FR23}과 설계변수 {DP21, DP22, DP23}의 관계는 삼각 행렬이며, 이는 디커플된 설계(decoupled design)임을 의미한다. 이러한 종류의 디커플된 설계에서는 DP23을 가장 먼저 결정해야 한다. 다음으로 DP22를 결정하고 끝으로 DP21을 결정함으로써 각 기능적 요구 사항(FR21, FR22, FR23)의 값을 설정한다. 즉, 각 기능적 요구 사항은 아래와 같이 순차적으로 결정될 수 있다:
수학식 2
Figure PCTKR2011000867-appb-M000002
수학식 2에 기재된 순서를 따르지 않으면 기능적 요구 사항을 독립적으로 결정할 수 없다. FR24와 FR25는 언커플되어 있기 때문에 아래와 같이 독립적으로 결정될 수 있다:
수학식 3
Figure PCTKR2011000867-appb-M000003
이하에서는, 전술한 설계 방법을 각각 U형 급전장치 및 I형 급전장치의 설계 방법에 적용한 실시예에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고하여 구체적으로 설명한다. 도 1에서, a는 차량의 길이, b는 차량의 폭을 나타내며, 도 2 및 3에서 W 및 L은 각각 U형 급전장치의 경우 코어(자극) 폭 및 I형 급전장치의 경우 코어 사이의 간격을 나타낸다.
U형 급전장치의 경우, 코어 폭(W)을 설정함으로써 지면과 집전장치 사이의 간격(H)을 조절할 수 있다. 이를 다른 방식으로 표현하면 다음과 같다: FR23 = H = (상수) x f(W), 여기서 f(W)는 코어 폭(W)의 함수를 의미한다. FR22를 만족시키기 위하여, 즉, 자기장의 자기력의 수준을 조절하기 위하여, 전력 수준, 즉, 전류와 전압을 설정한다. 예를 들어, 전압이 결정되면 전류를 설정한다. FR21은 DP22 및 DP23의 영향을 받으며 DP21에 의하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 차량의 이동 방향을 따라 지하에 설치되는 전력선의 수가 DP21이 될 수 있다.
전술한 내용을 수학식 1에 적용하면 다음과 같은 관계를 얻을 수 있다:
수학식 4
Figure PCTKR2011000867-appb-M000004
I형 급전장치의 경우, U형 급전장치와 동일한 관계가 적용된다. 다만, I형 급전장치의 경우 FR23이 차량의 이동 방향에 대한 코어의 간격(L)의 함수로 표현되는 점에 차이가 있다.
I형 급전장치의 경우 코어(자극)가 차량의 이동 방향을 따라 배치되는 것에 의해 다음과 같은 이점을 갖는다.
1) 차량의 길이(a)가 차량의 폭(b)보다 크기 때문에, I형 급전장치를 이용하면 자극 사이의 간격을 차량의 길이 방향, 즉, 차량의 이동 방향을 따라 더 크게 설정할 수 있다. 또한, 자극 사이의 간격이 커짐에 따라 지면과 차량의 급전장치 사이의 간격(H)이 더 커질 수 있다.
2) 자극을 차량의 이동 방향과 동일한 방향으로 배치함으로써, 차량의 폭 방향에 대해 자기장을 좁게 형성시킬 수 있다. 이에 따라, 차량의 폭 방향에서의 자기장 차폐가 유리해진다.
3) 차량의 폭 방향으로 1개 이상의 I형 급전장치를 추가로 배치하여 차량의 폭 방향을 따라 동시에 발생되는 다수의 자기장을 제공함으로써 전송되는 전력을 증가시킬 수 있다.
4) 차량의 이동 방향을 따라 배치된 전력선 사이에 위상 지연을 도입하여 자기장의 프로파일(profile)을 평편하게 함으로써 전력 전송의 효율을 높일 수 있다.
위에서 설명한 사항에 기초하여, 이하에서는 본 발명에 따른 집전장치를 갖는 차량에 무선으로 전력을 공급하기 위한 급전장치를 설계하는 방법을 설명한다.
도 4는 공리설계 이론에 따른 급전장치의 설계방법을 나타내는 순서도이다.
먼저, 급전장치의 형식을 입력받는다. 즉, U형 급전장치, W형 급전장치 또는 I형 급전장치 또는 이러한 형태를 다양한 방식으로 개선한 형태 중 어떤 형태의 급전장치인지에 대한 선택을 입력받는다(S401).
U형은 도 2에 도시된 급전코어 구조로서, 차량 진행방향과 평행하게 연장되고 서로 나란한 둘 이상의 자극(211)을 구비하는 구조이다. 코어의 차량 진행방향과 수직인(좌우방향의) 단면(213)이 'U'자형의 형상이어서 U형이라고 지칭한다.
I형은 도 3에 도시된 급전코어 구조로서, 차량 진행방향을 따라 직렬로 배열된 다수의 자극(311)이 차량 진행방향을 따라 직렬로 1개 또는 다수의 열을 이루도록 배열된 형태이다. 자극의 차량 진행방향에 수직인 단면이 'I' 자 형상이어서 I형이라고 지칭한다.
W형은 U형의 급전코어가 차량 진행방향과 나란하게 인접하여 배치된 것과 유사한 구조이다. 이에 따라 자극의 차량 진행방향과 수직인(좌우방향의) 단면이 'W'자형의 형상이 되므로 W형이라고 지칭한다.
이외에도, 이러한 I형, U형, W형을 일부 변형하고 개선한 다양한 형태의 코어 구조 타입이 존재한다.
급전장치의 형식이 결정된 후에, 급전장치와 집전장치 사이의 간격(H)(도 2 및 도 3 참조)을 입력받는다. 급전장치는 지하에 설치되며 코어의 상단부가 지면과 거의 일치하므로, 결과적으로 지면과 집전장치 사이의 간격을 입력받게 된다. 다음으로 급전장치와 집전장치 사이의 간격에 기초하여 급전장치의 인접하는 두 자극 사이의 간격을 결정한다(S411,S421). U형, W형 급전장치 또는 U형, W형의 개선형태의 급전장치의 경우는 차량의 이동 방향에 수직인, 즉 도로 전방을 바라본 상태에서 좌우방향에 대한 코어(자극)의 폭(W)(도 2 참조)을 결정하며(S411), I형 급전장치 또는 I형의 개선형태의 급전장치의 경우에는 차량의 이동 방향을 따라 직렬로 다수 배열된 I형 코어(자극) 간의 간격(L)(도 3 참조)을 결정한다(S421).
급전장치와 집전장치 사이의 간격이 결정되면, 급전장치에서 발생되는 자기장의 크기에 대해 요구되는 값을 입력받는다. 자기장의 크기는 차량의 운송에 필요한 전력, 급전장치와 집전장치 사이의 전력 전송 효율 등을 고려하여 결정된다. 다음으로, 앞에서 결정된 급전장치와 집전장치 사이의 간격 및 자기장의 크기에 대해 요구되는 값에 기초하여 급전장치에 공급될 전력의 크기를 결정한다(S412,S422). 예를 들어, 전압의 크기가 정해진 경우라면 공급될 전류의 크기를 결정한다.
이후, 급전장치에 전력을 공급하는 전선의 배치 방법을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력선의 직경 및 전력선의 개수 등을 결정할 수 있다(S413,S423).
이상에서 설명한 공리설계(axiomatic design) 이론에 따른 설계 방법은 기능적 요구 사항(FR)과 설계변수(DP)의 관계가 디커플 또는 언커플 되어 있기 때문에, 온라인 전기 자동차용 급전장치를 용이하게 설계할 수 있다.
이하에서는 이러한 공리설계 이론에 따른 설계방법으로부터 도출해 낸 온라인 전기자동차의 최적설계 방법을 설명한다.
도 5는 급집전장치의 최적설계 방법을 나타내는 순서도이다.
최적설계의 목적은 집전용량을 최대화하는데 있다. P c 를 집전용량, V c 집전 전압이라할 때 P c 는 V c 의 제곱에 비례한다. 즉,
Figure PCTKR2011000867-appb-I000001
가 성립한다.
집전전압을 그에 관계되는 파라미터의 함수로 표시할 때,
V c = F(f r , I s , N 1 , N 2 , g air , W c , S c , C c )
로 나타낼 수 있다. 여기서 각 파라미터는, 공진주파수 f r , 급전전류 I s , 1차측(급전장치) 코일 권수 N 1 , 2차측(집전장치) 코일 권수 N 2 , 급전장치와 집전장치간 이격거리 g air , 급집전 코어폭 W c (I형의 경우는 자극 간격), 급집전 코어구조 S c (U형, W형, I형, 개선형), 급집전 코어 재료 특성 C c (투자율, 주파수특성)을 의미한다. V c 는 다음 식에 비례한다.
Figure PCTKR2011000867-appb-I000002
한편, 최적설계의 다른 목적은 집전효율을 최대화하는데 있다.
효율 E는 다음 식을 만족한다.
Figure PCTKR2011000867-appb-I000003
여기서 R c 는 집전 저항, Rs는 급전 선로 저항 (급전 선로 유효 단면적, 공진 주파수 함수, 선로 길이, 도전율)을 의미한다.
급전장치 설계에 있어서, 이격거리 g air 는 다음 식에 비례한다.
Figure PCTKR2011000867-appb-I000004
여기서 g air 는 승용차의 경우 12cm 이상, 버스 등 대형차의 경우에는 20cm 이상이 유지되는 것이 바람직하다.
한편, 발생하는 전자파(EMF) 레벨은 일정 값 미만이어야 한다. 즉 발생하는 EMF 레벨을 L emf 라 할 때
Figure PCTKR2011000867-appb-I000005
가 성립하며, 임의의 지점에서의 최대 L emf < 62.5mG (수동형, LC 공진 코일형, 능동형 차폐)를 만족하는 것이 바람직하다.
도 5를 참조하면, 먼저, 공진주파수, 급전전류값, 급집전 코어 폭 및 집전코일 권수를 포함하는 설계 파라미터를 결정할 급집전장치의 코어 구조 타입(type)을 입력한다(S501). 급전코어 구조 타입은 I형, U형, W형 또는 이러한 각 형태의 일부 변형으로 개선된 타입형 등이 가능하다. 이러한 급전코어 구조 타입에 대하여는 도 2 내지 도 4를 참조하여 전술하였다.
이와 같은 상기 설계 파라미터를 초기값으로 설정한다(S502). 설계 파라미터는 위에 든 파라미터 외에도 다양한 파라미터가 있을 수 있다. 이후, 집전장치에 요구되는 최소 집전용량 값(이하 '집전용량 기준값'이라 한다) 및 급집전장치에서 발생허용되는 최대 EMF 값(이하 'EMF 기준값'이라 한다)을 입력한다(S503). 입력되는 값에는, 급전장치와 집전장치 간의 최소 이격거리 값이 더 포함될 수 있다.
현재 설정된 설계 파라미터로부터 집전용량 및 발생하는 전자파(EMF) 레벨을 산출하고, 산출된 집전용량이 상기 집전용량 기준값 미만이거나 EMF 기준값 초과(이하 "설계조건 불만족"이라 한다)인 경우 설정된 설계 파라미터 중 급전전류값을 조정하면서 집전용량 및 발생 EMF 레벨 산출을 반복한다(S504). 조정하는 설계 파라미터에는 집전코일의 권수를 더 포함할 수 있다.
산출된 집전용량이 상기 집전용량 기준값 이상이고, 발생하는 전자파(EMF) 레벨이 상기 EMF 기준값 이하(이하 "설계조건 만족"이라 한다)가 되게 하는 급전전류값이 존재하는지 판단한다(S505). 이 경우 그러한 조건을 만족하는 집전코일 권수 값이 존재하는지도 아울러 판단할 수 있다(S505). 또한 도 5의 순서도에 도시되지는 아니하였으나 이러한 설계조건 만족 여부의 판단에는, 급전장치와 집전장치 간의 이격거리가, 기 설정된 최소 이격거리 이상이 되는지에 대한 판단이 더 포함될 수 있고, 이는 이하의 모든 설계조건 만족 여부를 판단하는 경우에 동일하게 적용될 수 있다. 최소 이격거리는, 예를 들어, 승용차의 경우 12cm, 버스 등 대형차의 경우에는 20cm 등으로 설정될 수 있다.
그러한 값들이 존재하는 경우, 그 급전전류값, 집전코일 권수 값 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값을 상기 코어 구조 타입에 대한 최종 설계 파라미터로서 결정할 수 있다(S507). 또는 결정 전에, 설계 파라미터 중 현재 설정된 공진주파수 값이 허용 범위 내의 최대 공진주파수(이하 '상한 공진주파수'라 한다)보다 작으면(S506), 상기 설계 파라미터 중 공진주파수를 상기 상한 공진주파수 이하의 범위에서 상향 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복하여, 설계조건 만족시키는 범위 내에서 최대 공진주파수를 구하여(S510), 그 공진주파수, 그 때의 급전전류값, 집전코일 권수 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정할 수 있다(S507).
단계 S505에서 조건을 만족하는 급전전류값 및 집전코일 권수 값이 존재하지 않는 경우, 급집전 코어 폭을 허용범위 내에서 증가시킬 수 있다.
본 도면에서는 급집전 코어 폭이라는 용어로 통일하여 도시하였으나, 이하에서 '급집전 코어 폭'은, U형, W형 급전장치 또는 U형, W형의 개선형태의 급전장치의 경우는 차량의 이동 방향에 수직인, 즉 도로 전방을 바라본 상태에서 좌우방향으로의 코어(자극)의 폭(W)을 의미하고(도 2 참조), I형 급전장치 또는 I형의 개선형태의 급전장치의 경우에는 차량의 이동 방향을 따라 직렬로 배열된 I형 코어(자극) 간의 간격(L)을 의미(도 3 참조)하는 것으로 한다.
즉, 급집전 코어 폭 값을 증가시키고, 급전전류값, 집전코일 권수 값 등을 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복한다(S508). 이로부터 설계조건 만족시키는 급집전 코어 폭, 급전전류값 및 집전코일 권수 등의 값(해)이 존재하면(S509) 다음 단계(S506)로 진행하나, 존재하지 않으면(S509) 설계과정을 종료한다.
단계 S509에서 해가 존재하는 경우, 설계 파라미터 중 현재 설정된 공진주파수 값이 허용 범위 내의 최대 공진주파수(이하 '상한 공진주파수'라 한다)보다 작으면(S506), 상기 설계 파라미터 중 공진주파수를 상기 상한 공진주파수 이하의 범위에서 상향 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복하여, 설계조건 만족시키는 최대 공진주파수를 구하고(S510), 그 공진주파수, 상기 단계들에서 결정된 급전전류값, 집전코일 권수, 급집전 코어 폭 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값들을 최종 설계 파라미터로서 결정할 수 있다(S507).
이러한 설계 과정은, 최초에 둘 이상의 코어 구조 타입이 입력된 경우, 각 코어 구조 타입에 대하여 자동으로 순차적으로 수행되도록 구성할 수 있다.
상기 공진 주파수 값은, 소음을 줄이기 위하여 최대 가청 주파수 값(20kHz)보다 큰 값으로 결정하는 것이 바람직하다.
도 6은 자기유도방식으로 전력을 공급 및 집전하는 급전장치 및 집전장치를 설계하는 장치(600)를 나타내는 도면이다.
설계 프로세스 제어부(610)는 기 설정된 범위의 집전용량 및 EMF 레벨을 만족하는 급집전장치를 설계하기 위하여, 이하 각 구성요소를 제어하여 각 설계 파라미터의 변동에 따른 집전용량 및 EMF 레벨 산출 및, 이에 따른 설계 파라미터의 결정 과정을 제어한다.
집전용량 산출부(620)는 공진주파수, 급전전류값, 급집전 코어 폭 및 집전코일 권수를 포함하는 설계 파라미터로부터 집전용량을 산출한다.
EMF 레벨 산출부(630)는 상기 설계 파라미터로부터 발생하는 전자파(EMF) 레벨을 산출한다.
이격거리 산출부(640)는 상기 설계 파라미터로부터 급전장치와 집전장치 간의 이격거리를 산출한다.
설계 파라미터 데이터베이스(650)는 상기 설계 파라미터 값 및 상기 각 설계 파라미터의 변동가능 범위값을 저장한다.
입력부(660)는 사용자로부터 상기 각 설계 파라미터 값, 상기 각 설계 파라미터의 변동가능 범위값 및, 요청되는 집전용량, EMF 레벨 값, 급전장치와 집전장치 간 최소 이격거리 값을 포함하는 설계조건 기준값을 입력받는다.
설계화면 제공부(670)는 사용자에게 설계과정에서 산출되는 데이터, 설계조건 기준값 및 결정되는 설계 파라미터 값을 포함하는 설계과정의 각종 데이터를 디스플레이해 준다. 설계과정에서 산출되는 데이터에는 전술한 바와 같이, 현재 설계 파라미터에 의해 산출되는 집전용량, 현재 설계 파라미터에 의해 발생할 것으로 산출되는 발생 EMF 레벨, 현재 설계 파라미터에 의해 산출되는 급전장치와 집전장치 간의 이격거리 등이 포함될 수 있다.

Claims (25)

  1. 집전장치를 갖는 차량에 무선으로 전력을 공급하기 위한 급전장치를 설계하는 방법으로서,
    (a) 급전장치와 집전장치 사이의 간격을 입력받는 단계;
    (b) 상기 급전장치와 집전장치 사이의 간격에 기초하여 급집전 코어 폭 또는 급전장치의 인접하는 두 자극 사이의 간격을 결정하는 단계;
    (c) 급전장치에서 발생되는 자기장의 크기에 대해 요구되는 값을 입력받는 단계; 및
    (d) 상기 단계(b)에서 결정된 급집전 코어 폭 또는 급전장치의 인접하는 두 자극 사이의 간격, 및 상기 자기장의 크기에 대해 요구되는 값에 기초하여 급전장치에 공급될 전력의 크기를 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 급전장치 설계 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(d) 이후에,
    (d1) 급전장치에 전력을 공급하는 전선의 배치 방법을 결정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급전장치 설계 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(a) 이전에,
    급전장치의 자극의 배열 방향을 입력받는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급전장치 설계 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    급전장치의 자극의 배열 방향은,
    둘 이상의 자극이 차량 진행방향과 평행하게 연장되고 서로 나란한 것
    을 특징으로 하는 급전장치 설계 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    급전장치의 자극의 배열 방향은,
    다수의 자극이 차량 진행방향을 따라 직렬로 배열된 것
    을 특징으로 하는 급전장치 설계 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(d) 이후에,
    (d2) 급전장치 및 집전장치에서 발생하는 전자기장(EMF)에 대한 능동 또는 수동 차폐 방식을 결정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급전장치 설계 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(d) 이후에,
    (d3) 급전장치 스위치의 온오프 상태를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급전장치 설계 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(d) 이후에,
    (d4) 급전장치에서 발생하는 교류 자기장의 주파수에, 차량에 부착된 집전장치를 공진시킬 것을 결정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급전장치 설계 방법.
  9. 자기장을 발생시킴으로써 집전장치를 갖는 차량에 무선으로 전력을 공급하는 급전장치 및 집전장치를 설계하는 방법으로서,
    (a) 공진주파수, 급전전류값, 급집전 코어 폭 및 집전코일 권수를 포함하는 설계 파라미터를 초기값으로 설정하는 단계;
    (b) 집전장치에 요구되는 최소 집전용량 값(이하 '집전용량 기준값'이라 한다) 및 급집전장치에서 발생허용되는 최대 EMF 값(이하 'EMF 기준값'이라 한다)을 입력받는 단계;
    (c) 현재 설정된 설계 파라미터로부터 집전용량 및 발생하는 전자파(EMF) 레벨을 산출하는 단계;
    (d) 산출된 집전용량이 상기 집전용량 기준값 미만이거나 발생 EMF 레벨이 EMF 기준값 초과(이하 "설계조건 불만족"이라 한다)인 경우 설정된 설계 파라미터 중 급전전류값을 조정하면서 집전용량 및 발생 EMF 레벨 산출을 반복하는 단계; 및
    (e) 산출된 집전용량이 상기 집전용량 기준값 이상이고 발생하는 전자파(EMF) 레벨이 상기 EMF 기준값 이하(이하 "설계조건 만족"이라 한다)가 되게하는 급전전류값이 존재하는 경우, 그 급전전류값 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하는 단계
    를 포함하는 급집전장치 설계 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 단계(e)에서,
    설계조건 만족시키는 급전전류값이 존재하는 경우, 현재 설정되어 있는 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하기 전에,
    (e11) 현재 설정된 공진주파수 값이 허용 범위 내의 최대 공진주파수(이하 '상한 공진주파수'라 한다)보다 작으면, 상기 설계 파라미터 중 공진주파수를 상기 상한 공진주파수 이하의 범위에서 상향 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복하여 설계조건 만족시키는 최대 공진주파수를 구하는 단계
    를 더 포함하고, 이후,
    (e12) 상기 단계(e11)에서 결정된 최대 공진주파수, 상기 단계(e)의 급전전류값 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 급집전장치 설계 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 단계(e)에서,
    설계조건 만족시키는 급전전류값이 존재하지 않는 경우, 현재 설정되어 있는 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하기 전에,
    (e21) 급집전 코어 폭 또는 자극간 간격(이하 '급집전 코어 폭'으로 통칭한다)을 허용범위 내에서 증가시키고 급전전류값을 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복하는 단계;
    (e22) 설계조건 만족시키는 급집전 코어 폭 및 급전전류값이 존재하지 않으면 급전장치 설계과정을 종료하고, 존재하는 경우 단계(e23)으로 진행하는 단계;
    (e23) 현재 설정된 공진주파수 값이 허용 범위 내의 최대 공진주파수(이하 '상한 공진주파수'라 한다)보다 작으면, 상기 설계 파라미터 중 공진주파수를 상기 상한 공진주파수 이하의 범위에서 상향 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복하여 설계조건 만족시키는 최대 공진주파수를 구하는 단계
    를 더 포함하고, 이후,
    (e24) 상기 단계(e23)에서 결정된 최대 공진주파수, 상기 단계(e22)의 급전전류값 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 급집전장치 설계 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 단계(d)에서, 조정하는 설계 파라미터에는 집전코일의 권수를 더 포함하고,
    상기 단계(e)에서, 존재여부를 판단하고 최종 설계 파라미터로서 결정하는 설계 파라미터에는 집전코일의 권수를 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 급집전장치 설계 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 공진 주파수 값은,
    최대 가청 주파수 값보다 큰 값으로 결정하는 것
    을 특징으로 하는 급집전장치 설계 방법.
  14. 청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    설계조건 만족 여부의 판단에는,
    급전장치와 집전장치 간의 이격거리가, 기 설정된 최소 이격거리 이상이 되는지에 대한 판단이 더 포함되는 것
    을 특징으로 하는 급집전장치 설계 방법.
  15. 자기장을 발생시킴으로써 집전장치를 갖는 차량에 무선으로 전력을 공급하는 급전장치를 설계하는 방법으로서,
    (a) 공진주파수, 급전전류값, 급집전 코어 폭 및 집전코일 권수를 포함하는 설계 파라미터를 결정할 급집전장치의 코어 구조 타입(type)을 입력받는 단계;
    (b) 상기 설계 파라미터를 초기값으로 설정하는 단계;
    (c) 집전장치에 요구되는 최소 집전용량 값(이하 '집전용량 기준값'이라 한다) 및 급집전장치에서 발생허용되는 최대 EMF 값(이하 'EMF 기준값'이라 한다)을 입력받는 단계;
    (d) 현재 설정된 설계 파라미터로부터 집전용량 및 발생하는 전자파(EMF) 레벨을 산출하는 단계;
    (e) 산출된 집전용량이 상기 집전용량 기준값 미만이거나 발생 EMF 레벨이 EMF 기준값 초과(이하 "설계조건 불만족"이라 한다)인 경우 설정된 설계 파라미터 중 급전전류값을 조정하면서 집전용량 및 발생 EMF 레벨 산출을 반복하는 단계; 및
    (f) 산출된 집전용량이 상기 집전용량 기준값 이상이고 발생하는 전자파(EMF) 레벨이 상기 EMF 기준값 이하(이하 "설계조건 만족"이라 한다)가 되게 하는 급전전류값이 존재하는 경우, 그 급전전류값 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값을 상기 코어 구조 타입에 대한 최종 설계 파라미터로서 결정하는 단계
    를 포함하는 급집전장치 설계 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 단계(a)에서, 둘 이상의 코어 구조 타입이 입력된 경우,
    각 코어 구조 타입에 대하여 순차적으로 상기 단계(b) 내지 단계(f)를 수행하는 것
    을 특징으로 하는 급집전장치 설계 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 단계(f)에서,
    설계조건 만족시키는 급전전류값이 존재하는 경우, 현재 설정되어 있는 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하기 전에,
    (f11) 현재 설정된 공진주파수 값이 허용 범위 내의 최대 공진주파수(이하 '상한 공진주파수'라 한다)보다 작으면, 상기 설계 파라미터 중 공진주파수를 상기 상한 공진주파수 이하의 범위에서 상향 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복하여 설계조건 만족시키는 최대 공진주파수를 구하는 단계
    를 더 포함하고, 이후,
    (f12) 상기 단계(f11)에서 결정된 최대 공진주파수, 상기 단계(f)의 급전전류값 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 급집전장치 설계 방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 단계(f)에서,
    설계조건 만족시키는 급전전류값이 존재하지 않는 경우, 현재 설정되어 있는 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하기 전에,
    (f21) 급집전 코어 폭 또는 자극간 간격(이하 '급집전 코어 폭'으로 통칭한다)을 허용범위 내에서 증가시키고 급전전류값을 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복하는 단계;
    (f22) 설계조건 만족시키는 급집전 코어 폭 및 급전전류값이 존재하지 않으면 급전장치 설계과정을 종료하고, 존재하는 경우 단계(f23)으로 진행하는 단계;
    (f23) 현재 설정된 공진주파수 값이 허용 범위 내의 최대 공진주파수(이하 '상한 공진주파수'라 한다)보다 작으면, 상기 설계 파라미터 중 공진주파수를 상기 상한 공진주파수 이하의 범위에서 상향 조정하면서 집전용량 산출 및 발생되는 EMF 레벨 산출을 반복하여 설계조건 만족시키는 최대 공진주파수를 구하는 단계
    를 더 포함하고, 이후,
    (f24) 상기 단계(f23)에서 결정된 최대 공진주파수, 상기 단계(f22)의 급전전류값 및 현재 설정되어 있는 타 설계 파라미터 값을 최종 설계 파라미터로서 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 급집전장치 설계 방법.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 단계(e)에서, 조정하는 설계 파라미터에는 집전코일의 권수를 더 포함하고,
    상기 단계(f)에서, 존재여부를 판단하고 최종 설계 파라미터로서 결정하는 설계 파라미터에는 집전코일의 권수를 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 급집전장치 설계 방법.
  20. 청구항 15에 있어서,
    상기 공진 주파수 값은,
    최대 가청 주파수 값보다 큰 값으로 결정하는 것
    을 특징으로 하는 급집전장치 설계 방법.
  21. 청구항 15 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
    설계조건 만족 여부의 판단에는,
    급전장치와 집전장치 간의 이격거리가, 기 설정된 최소 이격거리 이상이 되는지에 대한 판단이 더 포함되는 것
    을 특징으로 하는 급집전장치 설계 방법.
  22. 자기장을 발생시킴으로써 집전장치를 갖는 차량에 무선으로 전력을 공급하는 급전장치 및 집전장치를 설계하는 장치로서,
    공진주파수, 급전전류값, 급집전 코어 폭 및 집전코일 권수를 포함하는 설계 파라미터로부터 집전용량을 산출하는 집전용량 산출부;
    상기 설계 파라미터로부터 발생하는 전자파(EMF) 레벨을 산출하는 EMF 레벨 산출부;
    상기 설계 파라미터 값 및 상기 각 설계 파라미터의 변동가능 범위값을 저장하는 설계 파라미터 데이터베이스;
    사용자로부터 상기 각 설계 파라미터 값, 상기 각 설계 파라미터의 변동가능 범위값 및, 요청되는 집전용량 및 EMF 레벨 값을 포함하는 설계조건 기준값을 입력받는 입력부;
    설계과정에서 산출되는 데이터, 설계조건 기준값 및 결정되는 설계 파라미터 값을 포함하는 설계과정의 각종 데이터를 디스플레이해 주는 설계화면 제공부; 및
    기 설정된 범위의 집전용량 및 EMF 레벨을 만족하는 급집전장치를 설계하기 위하여, 상기 각 구성요소를 제어하여 각 설계 파라미터의 변동에 따른 집전용량 및 EMF 레벨 산출 및, 이에 따른 설계 파라미터의 결정 과정을 제어하는 설계 프로세스 제어부
    를 포함하는 급집전장치 설계 장치.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 설계 파라미터에는,
    상기 급집전 코어 구조 타입을 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 급집전장치 설계 장치.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 설계조건 기준값에는,
    급전장치와 집전장치 간의 최소 이격거리 값이 더 포함되는 것
    을 특징으로 하는 급집전장치 설계 장치.
  25. 청구항 22에 있어서,
    상기 설계 파라미터로부터 급전장치와 집전장치 간의 이격거리를 산출하는 이격거리 산출부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 급집전장치 설계 장치.
PCT/KR2011/000867 2010-07-15 2011-02-09 전기 자동차를 이용하는 운송 시스템의 급집전장치 설계 방법 및 장치 WO2012008672A1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/810,066 US9747391B2 (en) 2010-07-15 2011-02-09 Method and device for designing a current supply and collection device for a transportation system using an electric vehicle
SG2013003264A SG187089A1 (en) 2010-07-15 2011-02-09 Method and device for designing a current supply and collection device for a transportation system using an electric vehicle
CN201180034518.1A CN103003091B (zh) 2010-07-15 2011-02-09 利用电动车的运输系统的供集、电装置的设计方法及装置
AU2011277322A AU2011277322B2 (en) 2010-07-15 2011-02-09 Method and device for designing a current supply and collection device for a transportation system using an electric vehicle
JP2013519562A JP2013538541A (ja) 2010-07-15 2011-02-09 電気自動車を用いる運送システムの給集電装置設計方法及び装置
EP11806957.4A EP2594425A4 (en) 2010-07-15 2011-02-09 Method and device for designing a current supply and collection device for a transportation system using an electric vehicle

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100068470A KR101156034B1 (ko) 2010-07-15 2010-07-15 전기 자동차를 이용하는 운송 시스템의 급집전장치 설계 방법 및 장치
KR10-2010-0068470 2010-07-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012008672A1 true WO2012008672A1 (ko) 2012-01-19

Family

ID=45469645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2011/000867 WO2012008672A1 (ko) 2010-07-15 2011-02-09 전기 자동차를 이용하는 운송 시스템의 급집전장치 설계 방법 및 장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9747391B2 (ko)
EP (1) EP2594425A4 (ko)
JP (2) JP2013538541A (ko)
KR (1) KR101156034B1 (ko)
CN (1) CN103003091B (ko)
AU (1) AU2011277322B2 (ko)
SG (1) SG187089A1 (ko)
WO (1) WO2012008672A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2502084A (en) * 2012-05-14 2013-11-20 Bombardier Transp Gmbh Arrangement for providing vehicles with energy comprising magnetisable material
JP2014053984A (ja) * 2012-09-05 2014-03-20 Showa Aircraft Ind Co Ltd 移動給電式の非接触給電装置
JPWO2013168241A1 (ja) * 2012-05-09 2015-12-24 トヨタ自動車株式会社 車両
US9287505B2 (en) 2010-07-08 2016-03-15 Merck Patent Gmbh Semiconducting polymers

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10065515B2 (en) 2014-03-04 2018-09-04 Technova Inc. System for wirelessly supplying power during moving
US20170046452A1 (en) * 2015-08-14 2017-02-16 VERTICA Lukasz Rutkiewicz Device for digital modeling of actual surfaces
WO2017046946A1 (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 富士機械製造株式会社 非接触給電装置
KR101879938B1 (ko) * 2016-06-29 2018-07-18 한국기술교육대학교 산학협력단 역자기장선을 이용한 전기자동차용 급전장치 구조
KR102205485B1 (ko) * 2017-07-18 2021-01-21 한국과학기술원 전기적으로 독립적인 복수개의 코일을 갖는 무선 집전장치 및 이의 제어방법
CN108683272B (zh) * 2018-06-25 2021-07-30 哈尔滨工业大学 一种用于动态无线充电的双极型发射导轨
WO2022224525A1 (ja) * 2021-04-23 2022-10-27 ソニーグループ株式会社 光検出装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000092615A (ja) * 1998-09-09 2000-03-31 Harness Syst Tech Res Ltd 電気自動車用充電システムにおける充電カプラーの位置検出方法及びその装置
JP2003189508A (ja) * 2001-12-14 2003-07-04 Furukawa Electric Co Ltd:The 非接触電力供給装置
US20040236551A1 (en) * 1999-02-03 2004-11-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Computer-aided designing assistant apparatus and method of assisting designing of environmentally conscious product
KR20090067715A (ko) 2007-12-21 2009-06-25 김국진 내구성이 강한 신발
KR20090091802A (ko) 2006-12-20 2009-08-28 말레 인터내셔널 게엠베하 내연 기관의 실린더 슬리브용 또는 실린더용 인서트
KR100940240B1 (ko) 2008-09-02 2010-02-04 한국과학기술원 전기 자동차를 이용하는 운송 시스템
KR100944113B1 (ko) * 2009-02-27 2010-02-24 한국과학기술원 전기자동차용 전원공급 시스템 및 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0210886D0 (en) * 2002-05-13 2002-06-19 Zap Wireless Technologies Ltd Improvements relating to contact-less power transfer
US20080250330A1 (en) * 2003-02-26 2008-10-09 Carl Thompson Portable action processing software module with pre-designed expert action plans
US7272809B2 (en) * 2003-11-13 2007-09-18 International Business Machines Corporation Method, apparatus and computer program product for implementing enhanced high frequency return current paths utilizing decoupling capacitors in a package design
US8030888B2 (en) * 2007-08-13 2011-10-04 Pandya Ravi A Wireless charging system for vehicles
JP5329929B2 (ja) * 2008-12-02 2013-10-30 昭和飛行機工業株式会社 非接触給電装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000092615A (ja) * 1998-09-09 2000-03-31 Harness Syst Tech Res Ltd 電気自動車用充電システムにおける充電カプラーの位置検出方法及びその装置
US20040236551A1 (en) * 1999-02-03 2004-11-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Computer-aided designing assistant apparatus and method of assisting designing of environmentally conscious product
JP2003189508A (ja) * 2001-12-14 2003-07-04 Furukawa Electric Co Ltd:The 非接触電力供給装置
KR20090091802A (ko) 2006-12-20 2009-08-28 말레 인터내셔널 게엠베하 내연 기관의 실린더 슬리브용 또는 실린더용 인서트
KR20090067715A (ko) 2007-12-21 2009-06-25 김국진 내구성이 강한 신발
KR100940240B1 (ko) 2008-09-02 2010-02-04 한국과학기술원 전기 자동차를 이용하는 운송 시스템
KR100944113B1 (ko) * 2009-02-27 2010-02-24 한국과학기술원 전기자동차용 전원공급 시스템 및 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2594425A4

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9287505B2 (en) 2010-07-08 2016-03-15 Merck Patent Gmbh Semiconducting polymers
JPWO2013168241A1 (ja) * 2012-05-09 2015-12-24 トヨタ自動車株式会社 車両
GB2502084A (en) * 2012-05-14 2013-11-20 Bombardier Transp Gmbh Arrangement for providing vehicles with energy comprising magnetisable material
US9793040B2 (en) 2012-05-14 2017-10-17 Bombardier Transportation Gmbh Arrangement for providing vehicles with energy comprising magnetizable material
JP2014053984A (ja) * 2012-09-05 2014-03-20 Showa Aircraft Ind Co Ltd 移動給電式の非接触給電装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103003091B (zh) 2015-10-21
CN103003091A (zh) 2013-03-27
EP2594425A1 (en) 2013-05-22
EP2594425A4 (en) 2018-02-28
AU2011277322A1 (en) 2013-02-07
US20130304443A1 (en) 2013-11-14
SG187089A1 (en) 2013-02-28
KR20120007775A (ko) 2012-01-25
JP2013538541A (ja) 2013-10-10
US9747391B2 (en) 2017-08-29
JP2015164394A (ja) 2015-09-10
AU2011277322B2 (en) 2014-09-18
KR101156034B1 (ko) 2012-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012008672A1 (ko) 전기 자동차를 이용하는 운송 시스템의 급집전장치 설계 방법 및 장치
WO2013048092A2 (ko) 공진주파수 변화에도 전송효율 안정성을 유지하는 급집전 시스템
Lukic et al. Cutting the cord: Static and dynamic inductive wireless charging of electric vehicles
WO2011046414A2 (en) Power supply apparatus for on-line electric vehicle, method for forming same and magnetic field cancelation apparatus
JP4536131B2 (ja) 移動体用絶縁式給電装置
WO2013015511A1 (ko) 차량 에너지 관리 시스템, 이를 위한 방법 및 장치
RU2408476C2 (ru) Способ беспроводной передачи электрической энергии и устройство для его осуществления (варианты)
WO2014204116A1 (ko) 비행체 운용시스템
WO2011016736A2 (en) Roadway powered electric vehicle system
WO2014073863A1 (en) Wireless power receiving device and power control method thereof
JPS648832A (en) Co-generation system
WO2020218810A1 (ko) Ev 사용자 인가 방법 및 시스템
EP2909824A1 (en) Wireless power transmitter and receiver, and method for transmitting emergency information in a wireless charging network
Shu et al. Capacitive power tapping from insulated shield wire of overhead high voltage transmission lines with tuning
CN209958168U (zh) 一种具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面
WO2021025306A1 (ko) 전력 전송에서의 페어링 제어 방법 및 장치
FI945244A (fi) Maanpinnan yläpuolella oleva optinen lähetysjärjestelmä
Vasquez-Arnez et al. Tap-off power from the overhead shield wires of an HV transmission line
WO2011081457A9 (ko) 전자유도를 이용한 온라인 전기자동차의 자기장 통신장치
CN208337240U (zh) 一种用于交通工具的无线供电系统及交通运输系统
RU2490146C2 (ru) Устройство и способ бесконтактной передачи электрической энергии на электротранспортное средство
WO2023191451A1 (ko) 무선 전력 전송을 위한 코일 구조를 포함하는 무선 전력 전송 장치 및 방법
WO2024053981A1 (ko) 무선 전력 전송을 위한 자성체 코어 구조, 코어 구조를 이용하는 무선 전력 전송 장치 및 방법
CN108448733A (zh) 一种用于交通工具的无线供电系统及交通运输系统
WO2024117406A1 (ko) 이동식 충전 장치를 이용한 방문식 전기 차량 충전 서비스 제공 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11806957

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013519562

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2011277322

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20110209

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011806957

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13810066

Country of ref document: US