WO2020130472A1 - Wireless charging system for electric-powered vehicle - Google Patents
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Definitions
- the conventional contact type power charging device is provided to supply power through the connector contact to the electric vehicle, so there is a problem that wear may occur in the connector during frequent use.
- the power charging device of the contact method has a disadvantage in that it is difficult to supply power to a driving vehicle because the power supply source and the battery of the electric vehicle must be connected by wire.
- the first coupling member includes a guide member disposed outside the one end of the connection member, and the guide member may be characterized in that it comprises means for sliding the connection member to slide.
- 4 to 6 is an enlarged front view of the main portion of the RTGC to show the wireless charging device according to various embodiments of the present invention.
- the current collector includes a resonant circuit connected to the current collector coil, a rectifier for rectifying the output of the current collector coil and the resonant circuit, and a regulator and current collector controller for converting the output of the rectifier into a form of power required by the electric actuator. It can contain.
- the current collector controller may control the regulator according to the charge amount (SOC) and load capacity of the battery mounted on the electric driving body.
- the current collector controller may include a means for wirelessly communicating with the power supply inverter controller, or may include a means for communicating with the controller for controlling the electric drive by wire or wirelessly.
- the feed line 200 is made of a housing 210 fixed to the ground but extending upward and a coil 220 mounted in the housing, the housing 210 is supported fixed to the ground It may be composed of a power supply unit 212 coupled to the upper end of the frame 211 and the support frame 211. At this time, the current collector pad 320 and the power supply unit 212 may be disposed to face each other. In addition, current may flow through the coil 220 to generate a magnetic flux, and may be configured to supply electric power to the current collecting pad 320 through magnetic induction or magnetic resonance.
- the gap adjusting device 330 is illustrated as being configured to be rotational, and when the distance between the electric driving body 100 and the feeding line 200 is close, the gap adjusting device 330 Rotating in the direction, the fixing device 310 and the current collecting pad 320 may be configured to be adjacent to each other. Conversely, when the distance between the electric driving body 100 and the feeding line 200 is farther away, the gap adjusting device 330 may be configured to rotate in the other direction so that the fixing device 310 and the current collecting pad 320 are spaced apart. have.
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Abstract
The present invention relates to a wireless charging system for an electric-powered vehicle and, more specifically, to a wireless charging system for more efficiently and stably charging an electric-powered vehicle, the system comprising: an electric-powered vehicle traveling forward and backward; a power feed line comprising a power feeder and installed along a travel line of the electric-powered vehicle; and a power collecting unit disposed on one side surface of the electric-powered vehicle so as to receive power from the power feeder of the power feed line in a non-contact manner, whereby the electric-powered vehicle is supplied with power from the power feed line installed on the ground through wireless charging even while moving along the travel line.
Description
본 발명은 전기 구동체의 무선충전 시스템에 관한 것으로, 전기에너지를 통해 전후방향으로 이동하는 전기구동체에 무선방식으로 전력을 공급하도록 상기 전기구동체의 측방향에 배치되는 전기구동체의 무선충전 시스템이다.The present invention relates to a wireless charging system of an electric driving body, the wireless charging of the electric driving body disposed in the lateral direction of the electric driving body to supply electric power to the electric driving body moving in the front-rear direction through electrical energy System.
일반적으로 전기자동차, RTGC(Rubber-Tired Gantry Crane), RMGC(Rail-Mounted Gantry Crane) 및 전기철도차량 등의 전기에너지를 통해 구동되는 차량(이하 '전기차량'이라 한다.)은 그 동력원으로써 사용되는 전력을 접촉식 또는 비접촉식으로 전송받게 된다.In general, electric vehicles, vehicles driven through electrical energy such as RTGC (Rubber-Tired Gantry Crane), RMGC (Rail-Mounted Gantry Crane), and electric railroad vehicles (hereinafter referred to as'electric vehicles') are used as power sources. The received power is transmitted in a contact or non-contact manner.
이때, 종전 접촉방식의 전력 충전장치는, 상기 전기차량으로 커넥터 접촉을 통해 전력을 공급하도록 제공되기에, 잦은 사용 시에 커넥터에 마모가 발생될 수 있는 문제점이 있다. 그리고, 상기 접촉방식의 전력 충전장치는 전력공급원과 상기 전기차량의 배터리 사이가 유선으로 연결되어져야 하므로, 주행 중인 차량에 대한 전력 공급이 어려운 단점이 있다.At this time, the conventional contact type power charging device is provided to supply power through the connector contact to the electric vehicle, so there is a problem that wear may occur in the connector during frequent use. In addition, the power charging device of the contact method has a disadvantage in that it is difficult to supply power to a driving vehicle because the power supply source and the battery of the electric vehicle must be connected by wire.
이에 따라 최근에는 전기차량에 연결되는 집전패드와, 전력공급원과 연결되는 급전패드를 통해 비접촉 방식으로 무선충전이 이루어지는 전력 충전장치가 개시되어 있으며, 이와 관련된 기술로는 한국등록특허공보 제10-1897153호(“모듈형 집전장치를 구비한 항만 RTGC의 무선전력전송 구조”, 2018.09.13. 공고)에서 개시되어 있다.Accordingly, recently, a power charging device in which wireless charging is performed in a non-contact manner through a current collecting pad connected to an electric vehicle and a power supply pad connected to a power supply source has been disclosed, and related technologies include Korean Registered Patent Publication No. 10-1897153 ("Wireless Power Transmission Structure of Port RTGC with Modular Current Collector", Announced on September 13, 2018).
상기한 기술은 도 1에서 개시된 바와 같이, 항만 RTGC에 전력을 공급하기 위해 지면에 전력 송전을 위해 코어리스(Coreless) 급전선로인 급전용 코일이 매입 설치되고, 비접촉 방식으로 모듈형 집전장치가 설치되는 것을 특징으로 한다. As described in FIG. 1, a coil for feeding a coreless power supply line is installed to transmit power to the ground to supply power to the port RTGC, and a modular current collector is installed in a non-contact manner. It is characterized by being.
하지만 위와 같이 전기차량에 대한 무선충전을 위해 지면에 매립되는 구조는, 실외에 배치되는 경우에 낙수나 유수 등과 같이 유체가 흘러 들어오는 것을 방지하기 위한 수밀구조가 필수적으로 구성되어져야 한다. 이에 따라 보다 세밀한 수밀구조를 위한 장치의 설치비용이 추가적으로 발생되므로 초기비용이 과도하게 발생되는 단점으로 이어진다.However, as described above, a structure that is embedded in the ground for wireless charging of an electric vehicle, when disposed outdoors, must have a watertight structure to prevent fluid from flowing in, such as drop water or running water. Accordingly, since the installation cost of the device for a more detailed watertight structure is additionally generated, an initial cost is excessively generated, which leads to a disadvantage.
그리고 급전패드 및 집전패드로 구성되는 무선충전 방식은 급전패드와 집전패드 간의 간극에 따라서 공급되는 전력량이 달라지므로, 항만 RTGC와 같이 여러 방향으로 힘에 의한 진동이나 움직임이 발생되는 경우에 상하 공극이나 좌우 편차로 인해, 충전량이 일정하지 못하는 문제점이 있다.In addition, in the wireless charging method composed of the feeding pad and the collecting pad, the amount of power supplied varies depending on the gap between the feeding pad and the collecting pad. Therefore, when vibration or movement due to force occurs in various directions, such as a port RTGC, the vertical gap or Due to the left and right deviation, there is a problem that the filling amount is not constant.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전기구동체의 측면에 배치되는 집전패드와, 상기 전기구동체의 측 방향에 이격 배치되되 상기 집전패드와 대향하는 급전부가 형성된 급전선로를 통하여, 전기구동체가 이동되는 와중에도 무선으로 전력공급이 이루어지도록 제공되는 전기구동체의 무선충전 시스템에 관한 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art, the current collector pad disposed on the side of the electric drive body, and the power supply line is disposed spaced apart in the lateral direction of the electric drive body, the feed line facing the current collector pad is formed Through this, it relates to a wireless charging system of an electric drive provided to be supplied with power wirelessly while the electric drive is being moved.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무선충전 시스템은, 전후 방향으로 주행하는 전기구동체; 상기 전기구동체의 주행라인을 따라 설치되는 급전선로; 상기 급전선로에 교류 전류를 흘려주는 급전인버터; 및 상기 전기구동체의 일측면에 구비되어 상기 급전선로로부터 전력을 비접촉 방식으로 수신하는 집전부;를 포함하며, 상기 급전선로는, 상기 집전부로 전력을 송신하는 급전부를 포함하고, 상기 집전부는, 상기 전기구동체와 결합되는 고정장치, 상기 고정장치의 외측으로 소정거리 이격 배치되는 집전패드, 상기 고정장치에 상기 집전패드를 연결하되 상기 전기구동체와 상기 집전패드 사이의 간격을 조절하는 간격조절장치 및 상기 집전패드와 급전부 사이의 간격을 유지하는 간격유지부를 포함하고, 상기 간격조절장치와 간격유지부는 상기 집전패드와 급전부 사이의 간격을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 할 수 있다.The wireless charging system of the present invention for achieving the above object, an electric driving body running in the front-rear direction; A feeding line installed along the driving line of the electric driving body; A feed inverter that flows an alternating current through the feed line; And a current collector provided on one side of the electric actuator to receive electric power from the power supply line in a non-contact manner, wherein the power supply line includes a power supply unit for transmitting power to the current collector, and the home All of them, a fixing device coupled with the electric driving body, a current collecting pad disposed at a predetermined distance outside the fixing device, and connecting the current collecting pad to the fixing device, but adjusting an interval between the electric driving body and the current collecting pad It may be characterized in that it comprises a gap adjusting device for maintaining a gap between the current collecting pad and the feeding portion, and the gap adjusting device and the gap maintaining portion to maintain a constant distance between the current collecting pad and the feeding portion. have.
이때 상기 간격유지부는 상기 집전패드에 결합되는 가이드몸체와 상기 가이드몸체 상에 구비되는 밀착부재를 포함하여 이루어지되, 상기 밀착부재는 상기 급전선로에 밀착되어 이동할 수 있도록 하나 이상의 바퀴로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.At this time, the gap maintaining portion comprises a guide body coupled to the current collecting pad and a contact member provided on the guide body, wherein the contact member comprises one or more wheels to move in close contact with the feed line. Can be done with
또한 상기 간격조절장치는 상기 고정장치에 형성되는 제1결합부재; 상기 집전패드에 형성되는 제2결합부재; 및 일단이 상기 제1결합부재에 결합되고 타단이 상기 제2결합부재에 결합되는 연결부재;를 포함하되, 상기 제1결합부재는 상기 제2결합부재 보다 상측에 배치되어, 상기 연결부재의 타단이 지면을 향하도록 기울어져 중력에 의해 상기 집전패드가 외측으로 이동되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the gap adjusting device includes a first coupling member formed on the fixing device; A second coupling member formed on the current collecting pad; And a connecting member having one end coupled to the first coupling member and the other end coupled to the second coupling member, wherein the first coupling member is disposed above the second coupling member, and the other end of the coupling member is provided. The current collector pad may be inclined toward the ground to move the current collecting pad outward by gravity.
또한 상기 제1결합부재는 상기 연결부재 일단의 외측에 배치되는 가이드부재를 포함하며, 상기 가이드부재는 상기 연결부재가 슬라이딩되도록 미끄러지는 수단을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the first coupling member includes a guide member disposed outside the one end of the connection member, and the guide member may be characterized in that it comprises means for sliding the connection member to slide.
또한 상기 미끄러지는 수단은 하나 이상의 롤러 또는 베어링인 것을 특징으로 할 수 있다.Also, the sliding means may be characterized by one or more rollers or bearings.
또한 상기 연결부재는 제1결합부재와 결합된 일단을 기준으로 회전 가능하게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the connecting member may be characterized in that it is rotatably formed with respect to one end coupled to the first coupling member.
또한 상기 간격조절장치는 상기 고정장치에 형성되는 제1결합부재; 상기 집전패드에 형성되는 제2결합부재; 및 일단이 상기 제1결합부재 또는 고정장치에 결합되고 타단이 상기 제2결합부재 또는 집전패드에 결합되는 연결부재;를 포함하고, 상기 연결부재는 텐션스프링이 형성되어 상기 집전패드가 외측으로 가압되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the gap adjusting device includes a first coupling member formed on the fixing device; A second coupling member formed on the current collecting pad; And a connection member having one end coupled to the first coupling member or the fixing device and the other end coupled to the second coupling member or current collecting pad, wherein the connection member is formed with a tension spring so that the current collecting pad is pressed outward. It can be characterized by being.
또한 상기 간격조절장치는 상기 고정장치에 형성되는 제1결합부재; 상기 집전패드에 형성되는 제2결합부재; 및 일단이 상기 제1결합부재에 결합되고 타단이 상기 제2결합부재에 결합되는 연결부재;를 포함하고, 상기 제1결합부재는 상기 연결부재 일단의 외측에 배치되는 가이드부재를 포함하며, 상기 제1결합부재 상에 스프링, 모터 및 유압실린더 중 적어도 하나의 것이 형성되어 상기 집전패드가 외측으로 가압되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the gap adjusting device includes a first coupling member formed on the fixing device; A second coupling member formed on the current collecting pad; And a connection member having one end coupled to the first coupling member and the other end coupled to the second coupling member, wherein the first coupling member includes a guide member disposed outside the one end of the connection member, and the At least one of a spring, a motor, and a hydraulic cylinder may be formed on the first coupling member, and the current collector pad may be pressed outward.
또한 상기 집전패드와 급전부 사이의 거리를 측정하는 간격측정센서를 포함하고, 상기 간격유지부의 간격측정센서에서 측정된 값을 통해 상기 집전패드와 급전부 사이의 간격이 일정하도록 상기 간격조절장치가 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, it includes an interval measuring sensor for measuring the distance between the current collecting pad and the feeding part, and the gap adjusting device so that the distance between the current collecting pad and the feeding part is constant through the value measured by the gap measuring sensor of the gap holding part. It can be characterized as being adjusted.
또한 상기 간격조절장치에는 구동모터가 형성되되, 상기 간격측정센서로부터 측정된 거리 값을 통해 상기 구동모터가 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, a drive motor is formed in the gap adjusting device, and the drive motor may be controlled through a distance value measured from the gap measurement sensor.
또한 상기 간격조절장치에는 유압실린더가 형성되되, 상기 간격측정센서로부터 측정된 거리 값을 통해 상기 유압실린더가 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, a hydraulic cylinder is formed in the gap adjusting device, and the hydraulic cylinder may be controlled through a distance value measured from the gap measuring sensor.
또한 상기 간격조절장치는 복수로 구비되되, 복수의 간격조절장치가 상하 또는 전후방향으로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the interval adjustment device is provided in a plurality, it may be characterized in that a plurality of interval adjustment device is disposed in the vertical direction or front and rear.
또한 상기 전기구동체는 갠트리 크레인(Gantry Crane)으로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the electric driving body may be characterized by consisting of a gantry crane (Gantry Crane).
또한 상기 전기구동체의 높이가 변하는 경우 상기 집전부의 높이를 조절하는 높이조절부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, when the height of the electric driving body is changed, it may be characterized in that it comprises a height adjustment unit for adjusting the height of the current collector.
또한 상기 간격조절장치는 상기 전기구동체가 외부로 이동할 때 상기 집전부가 상기 전기구동체에 인접하도록 조절하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the gap adjusting device may be characterized in that it comprises a means for adjusting the current collector to be adjacent to the electric driving body when the electric driving body moves to the outside.
또한 복수개의 상기 집전부가 상기 급전선로의 일측면에 붙어서 복수개의 전기구동체에 동시에 전력공급이 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, it may be characterized in that the plurality of the current collector is attached to one side of the feed line to simultaneously supply power to the plurality of electric actuators.
또한 복수개의 상기 집전부가 상기 급전선로의 양측면에 붙어서 복수개의 전기구동체에 동시에 전력공급이 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, it may be characterized in that the plurality of current collectors are attached to both sides of the feeder line to simultaneously supply power to the plurality of electric actuators.
또한 상기 급전선로에 연결되는 상기 집전부의 수에 따라서 상기 급전선로의 공진주파수가 일정하도록 상기 급전인버터의 공진 파라메타를 실시간으로 튜닝하는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.In addition, a wireless charging system characterized in that the resonance parameters of the feed inverter are adjusted in real time so that the resonant frequency of the feed line is constant according to the number of the current collectors connected to the feed line.
또한 상기 급전인버터는 상기 급전선로와 공진하는 공진회로를 포함하고, 상기 급전선로에 일정한 전류가 흐르도록 제어하는 급전인버터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the feed inverter may include a resonant circuit that resonates with the feed line, and may include a feed inverter controller that controls a constant current to flow through the feed line.
또한 상기 집전부는 집전코일과 연결되는 공진회로, 상기 집전코일과 상기 공진회로의 출력을 정류하는 정류부, 상기 정류부의 출력을 상기 전기구동체가 필요로 하는 전원의 형태로 변환하는 레귤레이터 및 집전 제어기를 포함하고, 상기 집전제어기는 상기 전기구동체에 장착된 배터리의 충전량(SOC)과 부하 용량에 따라서 상기 레귤레이터를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the current collector includes a resonant circuit connected to the current collector coil, a rectifier for rectifying the output of the current collector coil and the resonant circuit, and a regulator and current collector controller for converting the output of the rectifier into a form of power required by the electric actuator. Including, the current collector controller may be characterized in that it controls the regulator according to the charge amount (SOC) and load capacity of the battery mounted on the electric drive.
또한 상기 집전제어기는 상기 급전인버터 제어기와 무선으로 통신하는 수단을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the current collector controller may be characterized in that it has a means for wireless communication with the power supply inverter controller.
또한 상기 집전제어기는 상기 전기구동체를 제어하는 제어기와 유선 또는 무선 통신 수단을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the current collector controller may be characterized in that it has a controller and a wired or wireless communication means for controlling the electric drive.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 전기구동체의 무선충전 시스템은, 전후방향으로 연장 형성된 급전선로에서 전력을 공급받으며 전기구동체가 주행함에 따라, 배터리의 용량을 최소화하면서 장치의 중량을 줄일 수 있어 보다 효율적으로 제어가 이루어지는 장점이 있다.The wireless charging system of the electric drive body of the present invention according to the configuration as described above is supplied with electric power from the power supply line formed extending in the front-rear direction, and as the electric drive body travels, it is possible to reduce the weight of the device while minimizing the capacity of the battery. There is an advantage in that the control can be performed more efficiently.
그리고 본 발명은 일단이 타단 보다 상측에 위치하여 집전패드가 자중에 의해 급전부에 근접하도록 형성되되, 밀착부재가 급전부의 하우징에 밀착됨으로써 집전패드와 급전부가 서로 일정한 거리가 유지될 수 있다. 이에 따라 본 발명은 보다 안정적인 전력공급이 가능한 장치를 제공할 수 있다.In the present invention, one end is positioned above the other end so that the current collecting pad is formed to be close to the power feeding part by its own weight, and the contact member is in close contact with the housing of the power feeding part so that the current collecting pad and the power feeding part can maintain a constant distance from each other. Accordingly, the present invention can provide a device capable of more stable power supply.
또한 본 발명의 간격조절부는 복수로 구성되어 상하 및 전후방향으로 배치됨에 따라, 상기 간격조절부가 일단의 제1결합부재를 중심으로 회전 시에 집전패드가 급전부와의 대면이 유지되면서 간격이 조절되어, 보다 효율적인 전력공급이 가능한 효과가 있다.In addition, as the gap adjusting portion of the present invention is composed of a plurality and is disposed in the up and down and front and rear directions, when the gap adjusting portion rotates around one end of the first coupling member, the gap is adjusted while the current collecting pad maintains the facing with the feeding portion. Therefore, it is possible to provide a more efficient power supply.
도 1은 종래기술에 따른 모듈형 집전장치를 구비한 항만 RTGC의 무선전력전송 구조를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a wireless power transmission structure of a port RTGC having a modular current collector according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RTGC의 사시도.2 is a perspective view of an RTGC according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RTGC의 정면도.3 is a front view of RTGC according to an embodiment of the present invention.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선충전장치를 도시하기 위해 RTGC의 요부를 확대한 정면도.4 to 6 is an enlarged front view of the main portion of the RTGC to show the wireless charging device according to various embodiments of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 간격조절장치의 작동 예시도.Figure 7 is an exemplary operation of the interval adjusting device according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 RTGC의 사시도.8 is a perspective view of an RTGC according to another embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RTGC의 요부를 확대한 정면도.Figure 9 is an enlarged front view of the main portion of the RTGC according to another embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RTGC의 요부를 확대한 정면도.Figure 10 is an enlarged front view of the main portion of the RTGC according to another embodiment of the present invention.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전기구동체의 무선충전 시스템을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, a wireless charging system of an electric driving body according to various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Therefore, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. In addition, the same reference numbers throughout the specification indicate the same components.
이때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.At this time, unless there are other definitions in the technical terms and scientific terms used, it has the meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the subject matter of the present invention is unnecessary in the following description and the accompanying drawings. Descriptions of well-known functions and configurations that may be blurred will be omitted.
도 2 및 도 3은 본 발명인 전기구동체의 무선충전 시스템의 일 실시예에 관한 것으로, 도 2는 RTGC의 사시도를, 도 3은 RTGC의 정면도를 각각 나타낸다. 먼저 도 2를 참조하면, 본 발명의 전기구동체(100)는 전기자동차, RTGC(Rubber-Tired Gantry Crane), RMGC(Rail-Mounted Gantry Crane) 및 전기철도차량을 포함하는 전기차량으로 구성되거나, 실내/외에서 주행하는 이동로봇 등 전력을 공급받아 주행하는 다양한 형태의 장치로 구성될 수 있다. 이하 후술되는 실시예에서는 상기 전기구동체(100)가 갠트리 크레인(Gantry Crane)으로 구성되는 경우를 예거하여 본 발명의 무선충전 시스템을 보다 명확하게 설명한다.2 and 3 relates to an embodiment of a wireless charging system of the present inventors electric actuator, Figure 2 is a perspective view of the RTGC, Figure 3 is a front view of the RTGC, respectively. Referring first to FIG. 2, the electric drive body 100 of the present invention is composed of an electric vehicle, an electric vehicle including an RTGC (Rubber-Tired Gantry Crane), an RMGC (Rail-Mounted Gantry Crane) and an electric railroad vehicle, It may be configured with various types of devices that are driven by receiving power, such as a mobile robot that is driving indoors/outdoors. In the embodiments described below, the wireless charging system of the present invention will be described more clearly with reference to the case where the electric driving body 100 is configured as a gantry crane.
갠트리 크레인으로 구성된 본 발명의 전기구동체(100)는 상부프레임(111), 측프레임(112) 및 하단프레임(113)을 포함하는 탑(110)과, 상기 탑(110)의 상부프레임(111) 상에서 양측으로 이동하는 지브(120)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때 상기 상부프레임(111)은 양측 방향으로 길이가 형성될 수 있으며, 상기 상부프레임(111)의 양단에는 한 쌍의 측프레임(112)이 각각 결합되되 상기 측프레임(112)은 상하로 길이가 형성되고, 상기 측프레임(112)의 하단에는 하단프레임(113)이 형성되되 상기 하단프레임(113)은 휠과 같이 지면에서 이동하도록 하는 구동수단을 포함할 수 있다. 그리고 상기 측프레임(112) 또는 하단프레임(113) 상에는 제어부(C)가 형성될 수 있으며, 상기 제어부(C)는 배터리를 저장 및 방출하거나, 상기 하단프레임(113)의 구동수단이 지면에서 주행하는 것과, 상기 지브(120)가 상부프레임(111) 상에서 양측으로 이송되는 것과, 후술되는 호이스트가 상기 지브(120) 상에서 상하로 이송되는 것을 제어하도록 이루어질 수 있다.The electric drive body 100 of the present invention composed of a gantry crane includes a top 110 including an upper frame 111, a side frame 112, and a lower frame 113, and an upper frame 111 of the tower 110 ) On both sides of the jib 120 may be configured. At this time, the length of the upper frame 111 may be formed in both directions, a pair of side frames 112 are coupled to both ends of the upper frame 111, but the side frames 112 are vertically long. It is formed, the bottom frame 113 is formed at the bottom of the side frame 112, the bottom frame 113 may include a driving means to move on the ground, such as a wheel. And a control unit (C) may be formed on the side frame (112) or the lower frame (113), the control unit (C) stores and discharges the battery, or the driving means of the lower frame (113) runs on the ground And, the jib 120 can be made to control the transfer to both sides on the upper frame 111, and the hoist to be described later is transferred up and down on the jib 120.
여기서 본 발명은 상기 전기구동체(100)의 일측면에서 외측으로 이격 배치되는 급전선로(200)를 더 포함할 수 있으며, 상기 전기구동체(100)의 일측면에는 상기 급전선로(200)로부터 전력을 공급받는 집전부(300)가 형성될 수 있다. 이때 상기 급전선로(200)는 상기 전기구동체(100)의 일측 또는 타측에 배치되거나, 양측 모두에 배치될 수도 있다. 여기서 본 발명의 제어부(C)는 한 쌍의 측프레임(112) 상에 선택적으로 설치될 수 있으며, 상기 집전부(300)가 형성된 측프레임(112)에 형성되는 경우에는 전력손실이 적어 보다 효율적일 수 있다. Here, the present invention may further include a feeding line 200 spaced apart from one side of the electric driving body 100 to the outside, and on one side of the electric driving body 100, from the feeding line 200 The current collector 300 receiving power may be formed. At this time, the power supply line 200 may be disposed on one side or the other side of the electric drive body 100, or may be disposed on both sides. Here, the control unit (C) of the present invention can be selectively installed on a pair of side frames (112), when the current collector 300 is formed on the side frame (112) is less power loss is more efficient Can.
그리고 상기 급전선로(200)의 내에는 코일이 형성되되, 상기 급전선로(200)는 급전인버터와 연결되어 전력인가 및 주파수제어가 가능하도록 형성될 수 있다. 여기서 상기 급전인버터는 상기 급전선로에 교류 전류를 흘려주는 구성으로, 본 발명은 상기 급전선로에 연결되는 상기 집전부의 수에 따라서 상기 급전선로의 공진주파수가 일정하도록 상기 급전인버터의 공진 파라메타를 실시간으로 튜닝하도록 이루어질 수 있다. 그리고 상기 급전인버터는 상기 급전선로와 공진하는 공진회로를 포함하고, 상기 급전선로에 일정한 전류가 흐르도록 제어하는 급전인버터 제어기를 포함할 수도 있다. 이때 본 발명은 상기 공진회로의 인덕턴스(Inductance) 값인 L이나 캐패시턴스(Capacitance) 값인 C를 조정하여 공진주파수의 튜닝을 조절하도록 구성될 수도 있다.In addition, a coil is formed in the feed line 200, and the feed line 200 may be connected to a feed inverter to be configured to enable power application and frequency control. Here, the feed inverter is configured to flow AC current through the feed line, and the present invention provides real-time resonant parameters of the feed inverter so that the resonant frequency of the feed line is constant according to the number of the current collectors connected to the feed line. It can be made to tune into. In addition, the feed inverter includes a resonant circuit that resonates with the feed line, and may include a feed inverter controller that controls a constant current to flow through the feed line. At this time, the present invention may be configured to adjust the tuning of the resonance frequency by adjusting the inductance value L or the capacitance value C of the resonant circuit.
아울러 상기 집전부는 집전코일과 연결되는 공진회로, 상기 집전코일과 상기 공진회로의 출력을 정류하는 정류부, 상기 정류부의 출력을 상기 전기구동체가 필요로 하는 전원의 형태로 변환하는 레귤레이터 및 집전 제어기를 포함할 수 있다. 상기 집전제어기는 상기 전기구동체에 장착된 배터리의 충전량(SOC)과 부하 용량에 따라서 상기 레귤레이터를 제어할 수 있다. 이때 상기 집전제어기는 상기 급전인버터 제어기와 무선으로 통신하는 수단을 갖거나, 상기 전기구동체를 제어하는 제어기와 유선 또는 무선으로 통신하는 수단을 포함할 수 있다.In addition, the current collector includes a resonant circuit connected to the current collector coil, a rectifier for rectifying the output of the current collector coil and the resonant circuit, and a regulator and current collector controller for converting the output of the rectifier into a form of power required by the electric actuator. It can contain. The current collector controller may control the regulator according to the charge amount (SOC) and load capacity of the battery mounted on the electric driving body. At this time, the current collector controller may include a means for wirelessly communicating with the power supply inverter controller, or may include a means for communicating with the controller for controlling the electric drive by wire or wirelessly.
이어 도 3을 참조하면, 본 발명의 전기구동체(100)는 휠(W)을 통해 전후방향으로 주행하도록 구성될 수 있으며, 상기 집전부(300)가 일체로 구성되어 전후방향으로 연장된 급전선로(200)로부터 무선충전 방식으로 전력이 공급되는 것을 특징으로 할 수 있다. 그리고 상기 전기구동체(100)는 지브(120)가 양측으로 이동되되 호이스트(130)가 상하로 이동됨에 따라 컨테이너(T)를 원하는 위치로 운송토록 구성될 수 있다. Next, referring to FIG. 3, the electric drive body 100 of the present invention may be configured to travel in the front-rear direction through the wheel W, and the current collector 300 is integrally configured to extend the front-rear feeder line. It may be characterized in that the power is supplied by the wireless charging method from the furnace (200). In addition, the electric drive body 100 may be configured to transport the container T to a desired position as the jib 120 is moved to both sides but the hoist 130 is moved up and down.
도 4 내지 도 6은 본 발명인 전기구동체의 무선충전 시스템의 다양한 실시예에 따른 RTGC의 요부를 확대한 정면도를 각각 나타낸다. 4 to 6 are enlarged front views of main parts of RTGC according to various embodiments of a wireless charging system of an electric drive according to the present invention.
먼저 앞선 도 3의 부분확대도인 도 4를 참조하면, 상기 전기구동체(100)의 일측면 상에 고정되는 고정장치(310), 상기 고정장치(310)의 외측으로 소정거리 이격 배치되는 집전패드(320) 및 상기 고정장치(310)와 집전패드(320)를 연결하는 간격조절장치(330)를 포함하며, 상기 집전패드(320)가 상기 급전선로(200)로부터 전력을 공급받도록 구성될 수 있다. First, referring to FIG. 4, which is a partially enlarged view of FIG. 3, a fixing device 310 fixed on one side of the electric driving body 100 and a current collector arranged a predetermined distance apart from the fixing device 310 It includes a pad 320 and an interval adjusting device 330 connecting the fixing device 310 and the current collecting pad 320, and the current collecting pad 320 is configured to receive power from the power supply line 200. Can.
그리고 상기 급전선로(200)는, 지면 상에 고정되되 상측으로 연장되는 하우징(210) 및 상기 하우징 내에 실장되는 코일(220)을 포함하여 이루어지되, 상기 하우징(210)은 지면상에 고정되는 지지프레임(211) 및 상기 지지프레임(211)의 상단에 결합되는 급전부(212)로 구성될 수 있다. 이때 상기 집전패드(320)와 급전부(212)는 서로 대면하도록 배치될 수 있다. 아울러 상기 코일(220)에는 전류가 흘러 자속을 발생시킬 수 있으며, 자기유도 또는 자기공명 등으로 전력을 상기 집전패드(320)로 공급하도록 구성될 수 있다.And the feed line 200 is made of a housing 210 fixed to the ground but extending upward and a coil 220 mounted in the housing, the housing 210 is supported fixed to the ground It may be composed of a power supply unit 212 coupled to the upper end of the frame 211 and the support frame 211. At this time, the current collector pad 320 and the power supply unit 212 may be disposed to face each other. In addition, current may flow through the coil 220 to generate a magnetic flux, and may be configured to supply electric power to the current collecting pad 320 through magnetic induction or magnetic resonance.
이때 본 발명은 상기 집전패드(320)와 급전부(212) 사이의 간격을 유지하는 간격유지부(400)를 더 포함하되, 상기 간격유지부(400)는 해당 실시예와 같이 기계적 구성을 통해 이루어지거나 후술되는 간격측정센서 등과 같이 전기적 제어에 의해서 이루어지는 등 다양한 형태로 제공될 수 있다. At this time, the present invention further includes a gap maintaining unit 400 that maintains the gap between the current collecting pad 320 and the feeding unit 212, wherein the gap maintaining unit 400 is through a mechanical configuration as in the corresponding embodiment. It can be provided in a variety of forms, such as made by electrical control, such as the gap measurement sensor to be described later.
기계적 구성을 통해 상기 간격유지부(400)가 형성되는 경우, 상기 간격유지부(400)는 상단이 상기 집전패드(320)의 하단과 결합되되 하측으로 연장되는 가이드몸체(410) 및 상기 가이드몸체(410) 상에 형성되어 무선충전 시에 상기 급전선로(200)에 밀착되는 밀착부재(420)를 포함하여 이루어질 수 있다.When the gap maintaining portion 400 is formed through a mechanical configuration, the gap maintaining portion 400 is coupled to the bottom of the current collecting pad 320, but the guide body 410 and the guide body extending downward. It may be formed on the 410, including a contact member 420 in close contact with the feed line 200 during wireless charging.
상기 밀착부재(420)는 양측방향으로 길이가 형성되거나 일단이 탄성재질로 구성되어 상기 급전선로(200)에 밀착할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기서 상기 밀착부재(420)는 상기 하우징(210)의 지지프레임(211) 상에 배치되도록 구성될 수 있으며, 상기 밀착부재(420) 보다 집전패드(320)가 상측에 배치되고 상기 지지프레임(211) 보다 급전부(212)가 상측에 배치되어 서로 대면토록 구성될 수 있다. 물론 상기 급전부(212)의 상측에 별도의 하우징이 더 구비되되 상기 밀착부재(420)가 상기 집전패드(320)의 상측에 배치되도록 이루어질 수도 있다.The contact member 420 may be configured to have a length in both directions or one end is made of an elastic material to be in close contact with the feed line 200. Here, the contact member 420 may be configured to be disposed on the support frame 211 of the housing 210, and the current collector pad 320 is disposed above the contact member 420 and the support frame 211 ) More power feeding portion 212 may be disposed on the upper side to be configured to face each other. Of course, a separate housing is further provided on the upper side of the power supply unit 212, but the contact member 420 may be disposed on the upper side of the current collecting pad 320.
여기서 본 발명의 간격조절장치(330)는 고정장치(310)와 결합된 일단이 집전패드(320)와 결합된 타단보다 상측에 배치되도록 구성될 수 있으며, 이에 따라 집전패드(320)의 자중을 통해 상기 급전선로(200)로 인접하려는 힘이 발생된다. 그리고 상기 밀착부재(420)는 앞서 발생된 힘을 통해 하우징(210)에 밀착될 수 있으며, 상기 간격유지부(400)가 상기 집전패드(320)와 결합된 위치나 밀착부재(420)의 양측 방향의 길이에 따라 상기 집전패드(320)와 급전부(212)의 간격이 결정되어 유지토록 할 수 있다. Here, the space adjusting device 330 of the present invention may be configured such that one end coupled with the fixing device 310 is disposed above the other end coupled with the current collecting pad 320, and accordingly, the weight of the current collecting pad 320 is adjusted. Through this, a force to be adjacent to the feed line 200 is generated. In addition, the contact member 420 may be in close contact with the housing 210 through the force generated above, and the gap maintaining portion 400 is combined with the current collecting pad 320 or both sides of the contact member 420. The distance between the current collecting pad 320 and the power feeding unit 212 may be determined according to the length of the direction to maintain the gap.
또한 상기 간격조절장치(330)는 상기 고정장치(310)의 외면과 집전패드(320)의 내면 상에 형성되는 제1결합부재(331) 및 제2결합부재(332), 일단이 상기 제1결합부재(331)에 결합되고 타단이 상기 제2결합부재(332)에 결합되는 연결부재(333)를 포함하되, 상기 연결부재(333)는 제1결합부재(331)와 결합된 일단을 기준으로 회전 가능하게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때 상기 제1결합부재(331)와 상기 연결부재(333)의 일단 및 상기 제2결합부재(332)와 상기 연결부재(333)의 타단은 각각 회전 가능하도록 베어링 결합될 수 있다. 그리고 연결부재(333)의 일단에는 회전축 샤프트가 상하로 길이가 형성되되 상기 제1결합부재(331)를 관통하도록 구성될 수 있으며, 상기 샤프트의 일단은 상기 연결부재(333)와 결합되되 타단에 모터가 구비되어 상기 연결부재(333)의 회전 각도를 제어하도록 구성될 수도 있다.In addition, the gap adjusting device 330 is formed on the outer surface of the fixing device 310 and the inner surface of the current collecting pad 320, the first coupling member 331 and the second coupling member 332, one end of the first It includes a connecting member 333 coupled to the coupling member 331 and the other end is coupled to the second coupling member 332, the connection member 333 is based on one end coupled with the first coupling member 331 It can be characterized by being formed to be rotatable. At this time, one end of the first coupling member 331 and the connecting member 333 and the other end of the second coupling member 332 and the connecting member 333 may be bearing-coupled to be rotatable, respectively. And one end of the connecting member 333, the shaft is formed up and down the length may be configured to penetrate the first coupling member 331, one end of the shaft is coupled to the connecting member 333, the other end The motor may be provided to be configured to control the rotation angle of the connecting member 333.
이어 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 5를 참조하면, 상기 제1결합부재(331)가 상기 연결부재(333) 일단의 외측에 배치되는 가이드부재를 포함하며, 상기 가이드부재는 상기 연결부재가 슬라이딩되도록 미끄러지는 수단을 포함하되, 상기 미끄러지는 수단은 하나 이상의 롤러 또는 베어링을 포함하도록 구성될 수 있다. 이에 따라 상기 전기구동체(100)와 급전선로(200)의 거리가 이격되면 상기 연결부재(333)가 상기 가이드부재를 통해 외측으로 이동하되, 상기 간격유지부재(400)가 집전패드와 급전부 사이의 간격을 유지하도록 구성될 수 있다. 아울러 상기 전기구동체(100)와 급전선로(200)의 사이가 가까워지면 상기 연결부재(333)는 상기 가이드 부재를 따라 내측으로 인입되도록 구성될 수 있다.Next, referring to FIG. 5 according to another embodiment of the present invention, the first coupling member 331 includes a guide member disposed on the outside of one end of the connection member 333, wherein the guide member is the connection member It comprises means for sliding to slide, the means for sliding can be configured to include one or more rollers or bearings. Accordingly, when the distance between the electric driving body 100 and the power supply line 200 is spaced apart, the connecting member 333 moves outward through the guide member, but the gap maintaining member 400 has a current collecting pad and a feeding part. It can be configured to maintain the gap between. In addition, when the distance between the electric driving body 100 and the feed line 200 is close, the connecting member 333 may be configured to be drawn inward along the guide member.
이때 상기 가이드부재는, 내측이 외측보다 상측에 배치되어, 상기 연결부재(333)가 자중에 의해 외측으로 향하도록 형성될 수 있으며, 상기 연결부재(333)의 자중은 상기 간격유지부(400)의 밀착부재(420)로 전달되어 상기 급전선로(200)의 하우징(210)에 밀착되어, 상기 집전패드와 급전부 사이의 간격이 유지될 수 있다.At this time, the guide member, the inner side is disposed on the upper side than the outside, the connecting member 333 may be formed to face outward by its own weight, the weight of the connecting member 333 is the gap maintaining portion 400 It is transferred to the contact member 420 of the feed line 200 in close contact with the housing 210, the gap between the current collector pad and the power supply can be maintained.
그리고 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 도 6을 참조하면, 본 발명의 간격조절장치는 상기 고정장치(310)에 형성되는 제1결합부재(331), 일단이 상기 제1결합부재(331)에 연결되고 타단이 제2결합부재 또는 집전패드에 연결되는 연결부재(333)를 포함하되, 상기 제1결합부재 상에 동력발생부(334)가 형성될 수 있다. 상기 동력발생부(334)는 스프링, 모터 및 유압실린더 중에서 선택되는 어느 하나의 것으로 형성될 수 있으며, 상기 집전패드를 급전선로(200)로 가압하거나 상기 전기구동체 쪽으로 인입되도록 조절할 수 있다. 물론 본 발명은 상기 동력발생부(334)와 더불어 제1결합부재(331)가 가이드부재를 포함하여 구성될 수도 있다.And according to another embodiment of the present invention, referring to FIG. 6, the spacing adjusting device of the present invention is a first coupling member 331 formed on the fixing device 310, one end of the first coupling member 331 It is connected to the other end of the second coupling member or a connecting member 333 is connected to the current collector pad, a power generating unit 334 may be formed on the first coupling member. The power generating unit 334 may be formed of any one selected from springs, motors, and hydraulic cylinders, and may be adjusted to press the current collecting pad to the power supply line 200 or to be drawn into the electric actuator. Of course, in the present invention, the first coupling member 331 in addition to the power generating unit 334 may be configured to include a guide member.
도 7은 본 발명인 전기구동체의 무선충전 시스템의 일 실시예에 따른 간격조절장치의 작동 예시도를 나타낸다.7 is a view showing an operation of the interval adjusting device according to an embodiment of the wireless charging system of the present invention the electric drive body.
도 7-(a) 내지 도 7-(c)를 참조하면, 본 발명의 상기 전기구동체(100)는, 주행 시에 일측에 배치된 급전선로(200)와의 거리가 달라질 수 있다. 이때 본 발명은 상기 고정장치(310)와 집전패드(320) 사이에 연결되는 간격조절장치(330)를 통해, 상기 전기구동체(100)와 급전선로(200) 사이의 이격거리가 달라져도 집전패드(320)와 급전선로(200)와의 거리는 일정하게 유지되도록 형성될 수 있다. 7-(a) to 7-(c), the electric driving body 100 of the present invention may have a different distance from the power supply line 200 disposed on one side during driving. At this time, the present invention is through the gap adjusting device 330 connected between the fixing device 310 and the current collecting pad 320, even if the separation distance between the electric drive body 100 and the power supply line 200 changes. The distance between the 320 and the power supply line 200 may be formed to be kept constant.
도 7의 경우에는 상기 간격조절장치(330)가 회전형으로 구성되는 것을 예거하여 도시하였으며, 상기 전기구동체(100)와 급전선로(200) 사이가 가까워지면 상기 간격조절장치(330)가 일 방향으로 회전하여 상기 고정장치(310)와 집전패드(320)가 서로 인접하도록 구성될 수 있다. 반대로 상기 전기구동체(100)와 급전선로(200) 사이가 멀어지면 상기 간격조절장치(330)는 타 방향으로 회전하여 상기 고정장치(310)와 집전패드(320)가 보다 이격되도록 구성될 수 있다. 즉, 본 발명은 전기구동체(100)와 급전선로(200) 사이의 거리가 달라지는 환경에서도, 상기 급전선로(200)의 급전부와 상기 집전패드(320) 사이가 일정하도록, 상기 간격조절장치(330)가 조절되도록 형성될 수 있다.In the case of FIG. 7, the gap adjusting device 330 is illustrated as being configured to be rotational, and when the distance between the electric driving body 100 and the feeding line 200 is close, the gap adjusting device 330 Rotating in the direction, the fixing device 310 and the current collecting pad 320 may be configured to be adjacent to each other. Conversely, when the distance between the electric driving body 100 and the feeding line 200 is farther away, the gap adjusting device 330 may be configured to rotate in the other direction so that the fixing device 310 and the current collecting pad 320 are spaced apart. have. That is, according to the present invention, even in an environment in which the distance between the electric drive body 100 and the feeding line 200 is different, the gap adjusting device so that the feeding portion of the feeding line 200 and the current collecting pad 320 are constant 330 may be formed to be adjusted.
또는 상기 간격조절장치(330)는 상기 집전패드(320)와 상기 급전선로(200) 사이의 간격을 조절하도록 구성될 수 있으며, 무선 충전을 사용 시에는 상기 집전패드(320)가 상기 급전선로(200)로 인접하도록 제어되고, 외부로 이동할 때 상기 집전패드(320)를 상기 전기구동체(100)로 근접시키도록 조정할 수도 있다. Alternatively, the gap adjusting device 330 may be configured to adjust the gap between the current collecting pad 320 and the power feeding line 200, and when using wireless charging, the current collecting pad 320 is the power feeding line ( 200), and may be adjusted to move the current collecting pad 320 closer to the electric driving body 100 when moving outside.
도 8 및 도 9는 본 발명인 전기구동체의 무선충전 시스템의 다른 실시예에 따른 RTGC의 사시도 및 RTGC의 요부를 확대한 정면도를 각각 나타낸다.8 and 9 show a perspective view of an RTGC according to another embodiment of the wireless charging system of the electric drive body of the present invention and an enlarged front view of main parts of the RTGC, respectively.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 급전선로(200)는 전후방향으로 연장 형성될 수 있으며, 상기 전기구동체의 높이가 변하는 경우 상기 집전부의 높이를 조절부는 상기 전기구동체(100)와 일체로 구성되어 상하로 상기 전기구동체(100)가 이동 시에 함께 이동토록 구성될 수 있다. 그리고 상술한 바와 같이 상기 급전선로(200)의 급전부와 상기 집전부(300)의 집전패드는 서로 대면하도록 유지되어 전력공급이 지속적으로 이루어질 수 있다. 여기서 상기 급전선로(200)의 전후방향은 직선 구간을 포함하여 커브 구간도 포함될 수 있으며 상기 전기구동체(100)가 상기 급전선로(200)를 따라 이동되도록 형성될 수도 있다.8 and 9, the feed line 200 may be formed to extend in the front-rear direction, and when the height of the electric actuator changes, the height of the current collector is adjusted with the electric driver 100 Since it is integrally configured, the electric driving body 100 may be configured to move together when moving. In addition, as described above, the power supply unit of the power supply line 200 and the current collector pad of the current collector unit 300 are maintained to face each other so that power supply can be continuously made. Here, the front-rear direction of the feed line 200 may include a curve section including a straight section, and the electric actuator 100 may be formed to move along the feed line 200.
또한 상기 간격조절장치(330)는 복수로 구비되어 전후방향을 따라 배치될 수 있으며, 전후방향으로 배치된 간격조절장치(330)는 집전패드(320)가 전후방향으로의 회전이 발생되어 비틀어지는 것을 방지할 수 있다. 아울러 상기 간격조절장치(330)는 전후방향 및 상하방향 모두 복수로 구성될 수 있으며, 이에 따라 상기 집전패드(320)와 급전부(212)의 대면상태가 계속적으로 유지될 수 있는 장점이 있다.In addition, the space adjusting device 330 may be provided in plural and disposed along the front-rear direction, and the space-adjusting device 330 disposed in the front-rear direction may be twisted due to rotation of the current collecting pad 320 in the front-rear direction. Can be prevented. In addition, the gap adjusting device 330 may be configured in plural in both the front-rear direction and the up-down direction, and accordingly, there is an advantage in that the facing states of the current collecting pad 320 and the power feeding unit 212 can be continuously maintained.
또한 본 발명의 전기구동체(100)는 한 쌍 이상으로 구성되어 하나의 급전선로(200)의 양측 및 전후방향에 배치되도록 이루어질 수 있다. 그리고 한 쌍의 전기구동체(100)는 하나의 급전선로(200)의 양면에 각각의 간격유지부(400)가 밀착되도록 구성될 수 있다. 이에 따라 상기 한 쌍의 전기구동체(100)는 서로 간의 충돌이 미연에 방지됨과 더불어 보다 효율적인 공간 활용이 가능한 장점이 있다. 이때 상기 한 쌍의 전기구동체(100)에는 각각 제어부(C)가 구비되어 컨테이너 운반 작업을 수행할 수 있다. In addition, the electric drive body 100 of the present invention is composed of a pair or more can be made to be disposed on both sides and the front-rear direction of one feed line (200). In addition, the pair of electric actuators 100 may be configured such that each gap maintaining part 400 is in close contact with both sides of one feed line 200. Accordingly, the pair of electric actuators 100 has an advantage in that collision between each other is prevented in advance and more efficient space utilization is possible. At this time, each of the pair of electric actuators 100 is provided with a control unit C to perform a container transport operation.
이어 상기 한 쌍의 전기구동체(100)에는 각각 간격조절장치(330)가 구비되되, 상기 급전선로(200) 쪽 단부가 하측에 배치되도록 기울어져 집전패드(320)가 자중을 통해 급전선로(200)로 향하도록 하는 힘이 발생될 수 있다. 이는 앞서 설명한 바와 같이, 간격유지부(400)를 통해 일정한 간격으로 유지하도록 제공할 수 있으며, 상기 간격유지부(400)는 보조바퀴의 기능을 포함하여 상기 급전선로(200)의 외면을 따라 이동하도록 구성될 수도 있다. 그리고 상기 간격조절장치(330)는 복수로 구성되어 상하로 배치됨에 따라 상기 집전패드(320)가 상하 회전방향으로 기울어지는 것을 방지할 수도 있다.Subsequently, a gap adjusting device 330 is provided in each of the pair of electric actuators 100, and the end of the feed line 200 is inclined so as to be disposed on the lower side, so that the current collecting pad 320 is fed through its own weight. 200) may be generated. As described above, it may be provided to maintain a constant interval through the gap maintaining part 400, and the gap maintaining part 400 moves along the outer surface of the feed line 200 including the function of an auxiliary wheel. It may be configured to. In addition, as the gap adjusting device 330 is composed of a plurality and disposed vertically, the current collecting pad 320 may be prevented from being tilted in the vertical rotation direction.
도 10은 본 발명인 전기구동체의 무선충전 시스템의 또 다른 실시예에 관한 것으로, 도 10은 RTGC의 요부를 확대한 정면도를 나타낸다.Figure 10 relates to another embodiment of the wireless charging system of the present invention the electric drive, Figure 10 shows an enlarged front view of the main portion of the RTGC.
도 10을 참조하면, 본 발명의 간격유지부(400)는 상기 전기구동체(100)와 급전선로(200) 사이 또는 집전패드(320)와 급전선로(200) 사이의 거리를 측정하도록 간격측정센서(430)를 포함할 수 있으며, 이를 토대로 상기 간격조절장치(330)를 제어하여 상기 집전패드(320)와 급전선로(200) 사이의 간격을 조절할 수 있다.Referring to FIG. 10, the gap maintaining part 400 of the present invention measures the gap to measure the distance between the electric driving body 100 and the feed line 200 or between the current collecting pad 320 and the feed line 200 A sensor 430 may be included, and based on this, the gap adjusting device 330 may be controlled to adjust the gap between the current collecting pad 320 and the feed line 200.
이때 상기 간격조절장치(300)에는 구동모터 또는 유압실린더가 형성될 수 있으며, 상기 간격측정센서로부터 측정된 거리 값을 통해 상기 집전패드 및 급전부 사이의 거리가 일정하게 유지되도록 구동모터 또는 유압실린더가 제어될 수도 있다. At this time, a drive motor or a hydraulic cylinder may be formed in the gap adjusting device 300, and a drive motor or a hydraulic cylinder so that the distance between the current collecting pad and the power feeding part is kept constant through the distance value measured from the gap measuring sensor. May be controlled.
또한 앞선 무선충전 시스템을 이용한 전기구동체의 무선충전 방법은, 상기 집전패드가 상기 급전부와 인접하도록 상기 간격조절장치가 조절되는 A단계, 상기 집전패드가 상기 급전부로부터 비접촉 방식으로 전력을 공급받는 B단계 및 상기 간격유지부가 상기 집전패드 및 급전부 사이의 간격을 유지하는 C단계를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, in the wireless charging method of the electric actuator using the above-mentioned wireless charging system, step A in which the gap adjusting device is adjusted so that the current collecting pad is adjacent to the power feeding unit, and the current collecting pad supplies power in a non-contact manner from the power feeding unit. The receiving step B and the gap maintaining unit may include a step C maintaining a gap between the current collecting pad and the feeding unit.
상기 A단계는 전기구동체의 제어부로 외부에서 제어신호가 수신되거나, 상기 제어부 상의 배터리가 일정 이하로 감소되는 경우 등의 상황에서 시작될 수 있다. 그리고 상기 전기구동체에 구비된 집전부는 간격조절장치를 통하여 상기 집전패드를 상기 전기구동체의 외측으로 향하도록 조절할 수 있으며, 상기 집전부의 집전패드는 외부에 배치된 급전부와 서로 대면하도록 배치될 수 있다. 이때 상기 간격조절장치는 앞선 장치와 같이 자중에 의해 이루어지거나, 모터, 스프링, 유압실린더 등 다양한 수단은 통해서도 이루어질 수 있다.The step A may be initiated in a situation in which a control signal is received from the outside of the controller of the electric drive body, or the battery on the controller is reduced to a certain level or less. In addition, the current collector provided in the electric driving body can be adjusted to face the current collecting pad through the gap adjusting device to the outside of the electric driving body, and the current collecting pad of the current collector faces the power feeding portion disposed outside. Can be deployed. At this time, the gap adjusting device may be made by its own weight as in the previous device, or may be made through various means such as a motor, a spring, and a hydraulic cylinder.
그리고 상기 B단계는 서로 대면한 집전패드와 급전부 사이에 비접촉 방식으로 충전이 이루어지도록 이루어질 수 있다. 이때 이와 동반하여 상기 C단계가 함께 이루어질 수 있으며, 상기 집전패드 및 급전부를 간격유지부를 통해 간격을 유지함에 따라 전력공급효율이 일정하게 유지되도록 제공될 수 있다.In addition, step B may be performed such that charging is performed in a non-contact manner between the current collector pads facing each other and the power feeding unit. At this time, along with this, step C may be performed together, and the power supply efficiency may be kept constant as the gap between the current collector pad and the feeder is maintained through the gap maintaining unit.
그리고 상기 간격유지부는 기계식 장치로 구성되어 상기 집전패드 상에 구비되어 상기 급전부 또는 급전부를 포함한 하우징과의 밀착을 통해 간격이 유지되도록 제공될 수 있다. 이에 따라 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선충전 방법에서는 상기 A단계가 상기 간격조절장치가 상기 집전패드를 전기구동체의 외측으로 이송하여 상기 급전부와 근접시키는 A
1단계 및 상기 간격유지부의 밀착부재가 하우징 상에 밀착되는 A
2단계로 이루어질 수 있다. 그리고 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선충전 방법에서는 상기 밀착부재가 바퀴로 이루어질 수 있으며, C단계에서 상기 전기구동체가 주행 시에 상기 밀착부재가 급전부가 형성된 하우징 상에 밀착되어 이동토록 구성될 수 있다.In addition, the gap maintaining unit may be provided to be provided on the current collecting pad by being constructed of a mechanical device so that the gap is maintained through close contact with the feeding unit or the housing including the feeding unit. Accordingly, in the wireless charging method according to another embodiment of the present invention, step A is the step A wherein the gap adjusting device transfers the current collecting pad to the outside of the electric actuator to close the feeding portion and step A 1 and the gap maintaining portion are in close contact. The member may be made of A 2 steps in close contact with the housing. And in the wireless charging method according to another embodiment of the present invention, the contact member may be made of wheels, and in step C, when the electric driving member is running, the contact member may be configured to move in close contact with the housing on which the power supply unit is formed. have.
또한 상기 간격유지부는 간격측정센서로 포함하여 데이터처리를 통한 장치제어가 이루어질 수도 있다. 이에 따라 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선충전 방법에서는 상기 C단계가 상기 간격유지부가 거리를 측정하는 C
1단계 및 상기 간격유지부에서 측정된 거리 데이터를 통해 상기 간격조절장치가 제어되어, 상기 집전패드를 급전부로 밀착시키는 C
2단계로 구성될 수 있다. 그리고 상기 C단계에서는 상기 간격측정센서가 급전부까지의 거리를 실시간 측정하여 측정치(t)가 기준간격 범위 내인지 여부를 판단토록 구성될 수 있다. 그리고 상기 측정치(t)가 기준간격보다 크거나(t > t
max) 작은 경우(t > t
min)에는 상기 간격조절장치를 제어하여 기준간격 내에 상기 측정치(t)가 속하도록 할 수 있다. 그리고 앞선 과정들은 필요 전력이 충분히 공급되거나, 상기 제어부로 중단 신호가 수신되면 종료되도록 구성될 수 있다.In addition, the interval maintenance unit may be included as an interval measurement sensor to perform device control through data processing. This is in addition a wireless charging method according to another embodiment of the present invention, the gap adjusting device by the distance data measured by C 1 step and the cavity-holding unit for the C phase is the distance measured holding portion distance is controlled in accordance with, It may be composed of C 2 steps to close the current collecting pad to the feeding portion. In step C, the distance measurement sensor may be configured to determine whether the measurement value t is within a reference interval range by measuring the distance to the power supply in real time. In addition, when the measured value t is greater than or equal to the reference interval (t> t max ) or less (t> t min ), the measurement device t may be included in the reference interval by controlling the gap adjusting device. In addition, the previous processes may be configured to be terminated when necessary power is sufficiently supplied or a stop signal is received by the controller.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in the present invention, specific matters such as specific components and the like have been described by the limited embodiment drawings, but these are provided to help the overall understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above-described one embodiment. No, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains are capable of various modifications and variations from these descriptions.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention is not limited to the described embodiments, and should not be determined, and all claims that are equivalent to or equivalent to the claims of the present invention as well as the claims described below belong to the scope of the spirit of the present invention. will be.
Claims (22)
- 전후 방향으로 주행하는 전기구동체;An electric driving body running in the front-rear direction;상기 전기구동체의 주행라인을 따라 설치되는 급전선로;A feeding line installed along the driving line of the electric driving body;상기 급전선로에 교류 전류를 흘려주는 급전인버터; 및A feed inverter that flows an alternating current through the feed line; And상기 전기구동체의 일측면에 구비되어 상기 급전선로로부터 전력을 비접촉 방식으로 수신하는 집전부;A current collector provided on one side of the electric driving body to receive electric power from the feed line in a non-contact manner;를 포함하며,It includes,상기 급전선로는, 상기 집전부로 전력을 송신하는 급전부를 포함하고,The feeder line includes a feeder for transmitting power to the current collector,상기 집전부는,The current collector,상기 전기구동체와 결합되는 고정장치, 상기 고정장치의 외측으로 소정거리 이격 배치되는 집전패드, 상기 고정장치에 상기 집전패드를 연결하되 상기 전기구동체와 상기 집전패드 사이의 간격을 조절하는 간격조절장치 및 상기 집전패드와 급전부 사이의 간격을 유지하는 간격유지부를 포함하고,A fixing device coupled with the electric driving body, a current collecting pad spaced a predetermined distance outside the fixing device, and connecting the current collecting pad to the fixing device, but adjusting an interval to adjust an interval between the electric driving body and the current collecting pad And a gap maintaining unit maintaining a gap between the device and the current collecting pad and the power feeding unit,상기 간격조절장치와 간격유지부는 상기 집전패드와 급전부 사이의 간격을 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.The gap adjusting device and the gap maintaining unit is a wireless charging system, characterized in that to maintain a constant gap between the current collecting pad and the feeding unit.
- 제1항에 있어서,According to claim 1,상기 간격유지부는 상기 집전패드에 결합되는 가이드몸체와 상기 가이드몸체 상에 구비되는 밀착부재를 포함하여 이루어지되,The gap maintaining portion is made of a guide body coupled to the current collecting pad and a contact member provided on the guide body,상기 밀착부재는 상기 급전선로에 밀착되어 이동할 수 있도록 하나 이상의 바퀴로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.The contact member is a wireless charging system, characterized in that it is composed of one or more wheels to move in close contact with the feed line.
- 제1항에 있어서,According to claim 1,상기 간격조절장치는 The gap adjusting device상기 고정장치에 형성되는 제1결합부재;A first coupling member formed on the fixing device;상기 집전패드에 형성되는 제2결합부재; 및A second coupling member formed on the current collecting pad; And일단이 상기 제1결합부재에 결합되고 타단이 상기 제2결합부재에 결합되는 연결부재;A connection member having one end coupled to the first coupling member and the other end coupled to the second coupling member;를 포함하되,Including,상기 제1결합부재는 상기 제2결합부재 보다 상측에 배치되어,The first coupling member is disposed above the second coupling member,상기 연결부재의 타단이 지면을 향하도록 기울어져 중력에 의해 상기 집전패드가 외측으로 이동되는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.Wireless charging system, characterized in that the other end of the connecting member is inclined toward the ground and the current collecting pad is moved outward by gravity.
- 제3항에 있어서,According to claim 3,상기 제1결합부재는 상기 연결부재 일단의 외측에 배치되는 가이드부재를 포함하며,The first coupling member includes a guide member disposed outside the one end of the connection member,상기 가이드부재는 상기 연결부재가 슬라이딩되도록 미끄러지는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.The guide member is a wireless charging system, characterized in that it comprises a means for sliding the connecting member to slide.
- 제4항에 있어서,According to claim 4,상기 미끄러지는 수단은 하나 이상의 롤러 또는 베어링인 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.The sliding means is a wireless charging system, characterized in that one or more rollers or bearings.
- 제3항에 있어서,According to claim 3,상기 연결부재는 제1결합부재와 결합된 일단을 기준으로 회전 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.The connection member is a wireless charging system, characterized in that rotatably formed with respect to one end coupled to the first coupling member.
- 제1항에 있어서,According to claim 1,상기 간격조절장치는 The gap adjusting device상기 고정장치에 형성되는 제1결합부재;A first coupling member formed on the fixing device;상기 집전패드에 형성되는 제2결합부재; 및A second coupling member formed on the current collecting pad; And일단이 상기 제1결합부재에 결합되고 타단이 상기 제2결합부재에 결합되는 연결부재;A connection member having one end coupled to the first coupling member and the other end coupled to the second coupling member;를 포함하고,Including,상기 연결부재는 텐션스프링이 형성되어 상기 집전패드가 외측으로 가압되는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.The connecting member is a wireless charging system, characterized in that the tension spring is formed and the current collecting pad is pressed outward.
- 제1항에 있어서,According to claim 1,상기 간격조절장치는 The gap adjusting device상기 고정장치에 형성되는 제1결합부재;A first coupling member formed on the fixing device;상기 집전패드에 형성되는 제2결합부재; 및A second coupling member formed on the current collecting pad; And일단이 상기 제1결합부재에 결합되고 타단이 상기 제2결합부재에 결합되는 연결부재;A connection member having one end coupled to the first coupling member and the other end coupled to the second coupling member;를 포함하고,Including,상기 제1결합부재는 상기 연결부재 일단의 외측에 배치되는 가이드부재를 포함하며,The first coupling member includes a guide member disposed outside the one end of the connection member,상기 제1결합부재 상에 스프링, 모터 및 유압실린더 중 적어도 하나의 것이 형성되어 상기 집전패드가 외측으로 가압되는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.A wireless charging system, characterized in that at least one of a spring, a motor, and a hydraulic cylinder is formed on the first coupling member and the current collecting pad is pressed outward.
- 제1항에 있어서,According to claim 1,상기 집전패드와 급전부 사이의 거리를 측정하는 간격측정센서를 포함하고,It includes a distance measuring sensor for measuring the distance between the current collector pad and the power supply,상기 간격유지부의 간격측정센서에서 측정된 값을 통해 상기 집전패드와 급전부 사이의 간격이 일정하도록 상기 간격조절장치가 조절되는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.A wireless charging system, characterized in that the gap adjusting device is adjusted so that the gap between the current collecting pad and the feeding portion is constant through a value measured by the gap measuring sensor of the gap holding portion.
- 제9항에 있어서,The method of claim 9,상기 간격조절장치에는 구동모터가 형성되되,A drive motor is formed in the gap adjusting device,상기 간격측정센서로부터 측정된 거리 값을 통해 상기 구동모터가 제어되는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.Wireless charging system, characterized in that the driving motor is controlled through the distance value measured from the gap measurement sensor.
- 제9항에 있어서,The method of claim 9,상기 간격조절장치에는 유압실린더가 형성되되,A hydraulic cylinder is formed in the gap adjusting device,상기 간격측정센서로부터 측정된 거리 값을 통해 상기 유압실린더가 제어되는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.Wireless charging system, characterized in that the hydraulic cylinder is controlled through the distance value measured from the gap measurement sensor.
- 제1항에 있어서,According to claim 1,상기 간격조절장치는 복수로 구비되되,The interval adjusting device is provided in plurality,복수의 간격조절장치가 상하 또는 전후방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.A wireless charging system, characterized in that a plurality of spacing adjusting devices are arranged in the up-down or forward-backward direction.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 11,상기 전기구동체는 갠트리 크레인(Gantry Crane)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.The electric driving body is a wireless charging system, characterized in that consisting of a gantry crane (Gantry Crane).
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 10,상기 전기구동체의 높이가 변하는 경우 상기 집전부의 높이를 조절하는 높이조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.A wireless charging system comprising a height adjusting unit for adjusting the height of the current collector when the height of the electric driving body changes.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 11,상기 간격조절장치는 상기 전기구동체가 외부로 이동할 때 상기 집전부가 상기 전기구동체에 인접하도록 조절하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.The distance adjusting device is a wireless charging system, characterized in that it comprises a means for adjusting the current collector to be adjacent to the electric drive when the electric drive moves to the outside.
- 제1항에 있어서,According to claim 1,복수개의 상기 집전부가 상기 급전선로의 일측면에 붙어서 복수개의 전기구동체에 동시에 전력공급이 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.A wireless charging system, characterized in that a plurality of the current collectors are attached to one side of the feed line to simultaneously supply power to a plurality of electric actuators.
- 제1항에 있어서,According to claim 1,복수개의 상기 집전부가 상기 급전선로의 양측면에 붙어서 복수개의 전기구동체에 동시에 전력공급이 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.A wireless charging system, characterized in that a plurality of the current collectors are attached to both sides of the feed line to simultaneously supply power to a plurality of electric actuators.
- 제16항 또는 제17항에 있어서,The method of claim 16 or 17,상기 급전선로에 연결되는 상기 집전부의 수에 따라서 상기 급전선로의 공진주파수가 일정하도록 상기 급전인버터의 공진 파라메타를 실시간으로 튜닝하는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.A wireless charging system characterized in that the resonance parameters of the feed inverter are adjusted in real time so that the resonant frequency of the feed line is constant according to the number of the current collectors connected to the feed line.
- 제1항에 있어서,According to claim 1,상기 급전인버터는 상기 급전선로와 공진하는 공진회로를 포함하고,The feed inverter includes a resonant circuit that resonates with the feed line,상기 급전선로에 일정한 전류가 흐르도록 제어하는 급전인버터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.And a power supply inverter controller for controlling a constant current to flow through the power supply line.
- 제1항에 있어서,According to claim 1,상기 집전부는 집전코일과 연결되는 공진회로, 상기 집전코일과 상기 공진회로의 출력을 정류하는 정류부, 상기 정류부의 출력을 상기 전기구동체가 필요로 하는 전원의 형태로 변환하는 레귤레이터 및 집전 제어기를 포함하고,The current collector includes a resonant circuit connected to the current collector coil, a rectifier for rectifying the output of the current collector coil and the resonant circuit, a regulator for converting the output of the rectifier into a form of power required by the electric actuator, and a current collector controller. and,상기 집전제어기는 상기 전기구동체에 장착된 배터리의 충전량(SOC)과 부하 용량에 따라서 상기 레귤레이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.The current collector controller is a wireless charging system, characterized in that for controlling the regulator according to the amount of charge (SOC) and load capacity of the battery mounted on the electric drive.
- 제20항에 있어서,The method of claim 20,상기 급전선로에 일정한 전류가 흐르도록 제어하는 급전인버터 제어기;A feed inverter controller for controlling a constant current to flow through the feed line;를 더 포함하고,Further comprising,상기 집전제어기는 상기 급전인버터 제어기와 무선으로 통신하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.The current collector controller has a wireless charging system, characterized in that it has a means for wireless communication with the power supply inverter controller.
- 제20항에 있어서,The method of claim 20,상기 집전제어기는 상기 전기구동체를 제어하는 제어기와 유선 또는 무선 통신 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 무선충전 시스템.The current collector controller is a wireless charging system, characterized in that it has a controller and a wired or wireless communication means for controlling the electric drive.
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