WO2025192964A1 - 무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기 및 무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법 - Google Patents

무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기 및 무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법

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WO2025192964A1
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charger
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김서진
김형
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Definitions

  • the present invention relates to a charger for determining an abnormal state of a wireless charging system including an electric vehicle and a charger in a no-load state and a method for determining an abnormal state of a wireless charging system including an electric vehicle and a charger in a no-load state.
  • Wireless charging technology has evolved to transfer energy without cables, utilizing electromagnetic induction, magnetic resonance, and magnetic coupling. This technology is being widely researched to enhance charging convenience for mobile devices such as electric vehicles.
  • existing wireless charging systems face limitations due to unexpected power transmission issues, foreign matter, and reduced charging efficiency caused by misalignment.
  • the present invention aims to solve the problem of energy waste and safety accidents such as heat generation and overheating by immediately detecting and blocking power output when unexpected power transmission occurs when power is transmitted to an unexpected location from a wireless charging transmitter in a no-load state.
  • the present invention aims to solve the problem of accidents such as unnecessary heat generation, power loss, and fire due to magnetic field distortion when a metal object (FOD) exists in the path between a transmitter and a receiver by detecting foreign matter around a wireless charging transmitter, determining it as an abnormality, and stopping or limiting the charging process until the foreign matter is removed.
  • FOD metal object
  • the present invention aims to solve this problem by monitoring the temperature of the transmitter and the charging medium in real time through a temperature sensor, and reducing or cutting off power when the critical temperature is exceeded or a rapid temperature change occurs, as overheating of the charging medium, such as the inside of the transmitter, road, air, or water, during the charging process can cause serious damage to the charging system and the surrounding environment.
  • the present invention aims to solve this problem by checking the alignment between a transmitter and a receiver through an alignment detection sensor and stopping charging if the alignment between the transmitter and receiver coils is abnormal, which may result in reduced power transmission efficiency, power loss, and equipment damage.
  • the present invention seeks to solve the problem by calculating the amount of power loss in real time and determining that it is an abnormal state when the amount of loss exceeds a threshold value, since when the difference between the power transmitted by a transmitter and the power received by a receiver is large, energy efficiency is reduced and energy waste occurs.
  • the present invention relates to a charger for determining an abnormal state of a wireless charging system including an electric vehicle and a charger in a no-load state, comprising: a temperature sensor for detecting temperatures of the electric vehicle and the charger; a wireless charging transmitter for supplying power to the electric vehicle; and an SECC module for controlling power supply by the wireless charging transmitter; wherein the SECC module is configured to determine an abnormal state when at least one of: when power supply from the wireless charging transmitter occurs in a location where the electric vehicle is not located; when the temperature inside the wireless charging transmitter or outside the wireless charging transmitter detected by the temperature sensor indicates a temperature higher than a threshold; and when a temperature change inside the wireless charging transmitter or outside the wireless charging transmitter detected by the temperature sensor indicates a temperature change higher than a threshold.
  • the SECC module is configured to determine an abnormality even when a metal object is detected within the power supply area of the wireless charging transmitter.
  • the SECC module is configured to cut off the power output of the wireless charging transmitter when an abnormal condition is determined.
  • the SECC module is configured to gradually reduce the power output of the wireless charging transmitter when an abnormal state is determined.
  • the SECC module is configured to activate the cooling unit of the wireless charging transmitter to lower the temperature of the wireless charging system when an abnormal condition is determined.
  • the SECC module is configured to determine whether the temperature inside the wireless charging transmitter or outside the wireless charging transmitter detected by the temperature sensor is below a critical temperature after the cooling unit is activated, and to proceed with charging if the temperature inside the wireless charging transmitter or outside the wireless charging transmitter detected by the temperature sensor is below a critical temperature.
  • the SECC module is configured to determine whether the temperature inside the wireless charging transmitter or outside the wireless charging transmitter detected by the temperature sensor is below a critical temperature after the cooling unit is activated, and if the temperature inside the wireless charging transmitter or outside the wireless charging transmitter detected by the temperature sensor is above a critical temperature, determine the wireless charging system to be in a permanent abnormal state.
  • the present invention relates to a method for determining an abnormal state of a wireless charging system including an electric vehicle and a charger in a no-load state, comprising: a step of confirming, by an SECC module of the charger, whether power supply of a wireless charging transmitter of the charger occurs in a location where the electric vehicle is not located; a step of determining, by the SECC module of the charger, whether a current temperature detected by a temperature sensor of the charger exceeds a threshold temperature; and a step of determining, by the SECC module of the charger, whether a change in temperature detected by the temperature sensor of the charger exceeds a threshold change; an abnormal state determination step including at least one of the following steps; and a step of determining, by the SECC module of the charger, whether an abnormal state is determined in the abnormal state determination step, an abnormal state determination step in which the SECC module determines the abnormal state.
  • the above-described abnormal state determination step includes a step of detecting whether a metal object exists within a power supply area of the wireless charging transmitter by the SECC module; and the above-described abnormal state determination step includes a step of determining an abnormal state when the metal object is detected.
  • the method further includes an abnormal state resolution step of resolving the abnormal state determined by the SECC module, and the abnormal state resolution step further includes a step of blocking the output of power of the wireless charging transmitter by the SECC module.
  • the method further includes an abnormal state resolution step of resolving the abnormal state determined by the SECC module, and the abnormal state resolution step further includes a step of gradually reducing the power output of the wireless charging transmitter by the SECC module.
  • the method further includes an abnormal state resolution step for resolving the abnormal state determined by the SECC module, and the abnormal state resolution step further includes a step for activating the cooling unit of the wireless charging transmitter by the SECC module to lower the temperature inside the wireless charging transmitter or outside the wireless charging transmitter.
  • the present invention further includes an abnormal state resolution step for resolving the abnormal state determined by the SECC module, and the abnormal state resolution step further includes a step for checking the alignment state between the wireless charging transmitter and the wireless charging receiver by the SECC module.
  • the abnormal state re-determination step further includes an abnormal state re-determination step for re-determining the abnormal state
  • the above-described abnormal state re-determination step further includes a step for re-determining the same abnormal state as the abnormal state determined in the above-determined abnormal state determination step by the SECC module.
  • a charging progress step is further included in which the SECC module proceeds with charging.
  • a permanent abnormal state determination step is further included in which the SECC module determines that it is a permanent abnormal state.
  • the present invention provides the effect of preventing accidents or damage during charging by detecting in real time various abnormal conditions such as FOD detection, overheating, and misalignment that may occur during the power transmission process between a wireless charging transmitter and receiver and taking immediate action.
  • the present invention provides an effect of preventing fire or damage due to system overheating by immediately adjusting or cutting off power output when the temperature of a transmitter and a surrounding medium exceeds a critical temperature or exhibits a rapid temperature change.
  • the present invention provides the effect of reducing power transmission loss due to misalignment and optimizing charging efficiency by continuously checking the alignment status between a wireless charging transmitter and a wireless charging receiver.
  • the present invention monitors a power transmission path between a wireless charging transmitter and a wireless charging receiver in real time, thereby preventing inefficient energy transfer and improving charging performance.
  • FIG. 1a is a drawing for explaining wireless charging between a battery and a charger of an electric vehicle according to the present invention.
  • Figure 1b is a drawing for explaining the configuration of a wireless charging system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the secondary side reception power and the primary side supply power according to one embodiment of the present invention over time.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of detecting and processing an abnormal state during wireless charging according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1a is a diagram illustrating wireless charging between an electric vehicle battery and a charger according to the present invention.
  • FIG. 1b is a diagram illustrating the configuration of a wireless charging system according to the present invention.
  • wireless charging between the battery of an electric vehicle (10) and a charger (20) is based on the principle of electromagnetic induction.
  • the transmitting coil (21-1) of the wireless charging transmitter (21) generates a magnetic field
  • the receiving coil (11-1) of the wireless charging receiver (11) receives power through the magnetic field to charge the battery.
  • alignment between the transmitting coil (21-1) of the wireless charging transmitter (21) and the receiving coil (11-1) of the wireless charging receiver (11) is required, and must be confirmed to reduce energy loss and ensure efficient wireless charging.
  • the wireless charging transmitter (21) includes a charging pad, and the wireless charging transmitter (21) can transmit power to the receiving coil (11-1) of the electric vehicle (10) through a wireless power transmission technology such as a magnetic induction method or a magnetic resonance method.
  • the wireless charging transmitter (21) is connected to a power conversion device to generate an alternating current, and can generate a magnetic field with this current to transmit energy to the electric vehicle (10).
  • the wireless charging receiver (11) is mounted on the lower part of the electric vehicle (10) and can receive a magnetic field generated by the wireless charging transmitter (21) through the receiving coil (11-1). At this time, the received power is converted into a form suitable for the battery through a power conversion circuit within the wireless charging transmitter (21) and can then be used to charge the battery of the electric vehicle (10). At this time, the power transmission efficiency between the receiving coil (11-1) and the transmitting coil (21-1) varies greatly depending on not only the alignment of the coils but also the design of the transmitting coil (21-1).
  • the SECC module (22) can check the communication or physical alignment state with the wireless charging receiver (11) while supplying power only to the wireless charging transmitter (21) before charging starts. At this time, the SECC module (22) can cut off the power of the wireless charging transmitter (21) when an abnormal state such as unexpected power transmission occurs.
  • the coupling of the wireless charging transmitter (21) and the wireless charging receiver (11) can be performed when the transmitting coil (21-1) and the receiving coil (11-1) are aligned.
  • the charger (20) may include an alignment detection sensor (21-3), and the alignment detection sensor (21-3) may monitor the alignment status of the transmitting coil (21-1) and the receiving coil (11-1) in real time, and may perform alignment correction if the alignment status is incorrect.
  • the present invention before the wireless charging transmitter (21) is coupled with the wireless charging receiver (11), power can be supplied only to the wireless charging transmitter (21) by the SECC module (22). Specifically, the present invention defines a state in which power is supplied only to the wireless charging transmitter (21) by the SECC module (22) before the wireless charging transmitter (21) is coupled with the wireless charging receiver (11) as a 'no-load state'. At this time, if an object coupled to the wireless charging transmitter (21) in the no-load state exhibits an abnormal state, the SECC module (22) can perform a process of lowering the power of the charger (20), turning the power OFF, or lowering the temperature.
  • the SECC module (22) determines that an object coupled to the wireless charging transmitter (21) in the no-load state exhibits an abnormal state will be described.
  • the present invention provides a charger (20) for determining an abnormal state of a wireless charging system (100) including an electric vehicle (10) and a charger (20) in a no-load state.
  • the charger (20) includes a temperature sensor (21-2) for detecting the temperature of the electric vehicle (10) and the charger (20), a wireless charging transmitter (21) for supplying power to the electric vehicle (10), and an SECC module (22) for controlling power supply by the wireless charging transmitter (21).
  • the SECC module (22) is configured to determine an abnormal state in at least one of the following cases: when the power supply of the wireless charging transmitter (21) occurs in a location where the electric vehicle (10) is not located; when the temperature inside the wireless charging transmitter (21) or outside the wireless charging transmitter (21) detected by the temperature sensor (21-2) indicates a temperature higher than a critical value; and when the temperature change inside the wireless charging transmitter (21) or outside the wireless charging transmitter (21) detected by the temperature sensor (21-2) indicates a temperature change higher than a critical value.
  • the first temperature of the present invention may represent a threshold value of a temperature at which the wireless charging transmitter (21) or a charging medium such as a road, air, or water can safely operate.
  • the charger (20) may include a temperature sensor (21-2), and the electric vehicle (10) may include a temperature sensor (16).
  • the SECC module (22) may determine that an abnormal state has occurred in the wireless charging system (100) of the present invention.
  • the SECC module (22) may determine that the abnormal state exceeding the first temperature has occurred due to abnormal energy consumption, heat dissipation, or external environmental conditions of the wireless charging transmitter (21).
  • an algorithm and an embodiment in which the SECC module (22) determines an abnormal state of the wireless charging system (100) and processes it will be described in detail with reference to FIG. 3.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the secondary side reception power and the primary side supply power according to one embodiment of the present invention over time.
  • the graph of Fig. 2 represents power, which is a physical quantity representing the transmission speed of electric energy on the x-axis and time on the y-axis.
  • Fig. 2a represents a stage where the primary side supply power, i.e., the supply power of the wireless charging transmitter (21), begins to be applied for the first time.
  • Fig. 2a represents a stage where the transmission coil (21-1) of the wireless charging transmitter (21) is activated to form a magnetic field.
  • Fig. 2a represents a stage where the secondary side reception power, i.e., the reception coil (11-1) of the wireless charging receiver (11), has not yet received power because the reception coil (11-1) has not started charging.
  • the charger (20) includes a magnetic field detection sensor (21-4) or a temperature sensor (21-2).
  • the charger (20) can check the alignment of the wireless charging transmitter (21) and the wireless charging receiver (11).
  • the charger (20) can check FOD (Foreign Object Detection). Specifically, since wireless charging transmits power when a magnetic field generated by a transmitter coil (21-1) is transmitted to a receiver coil (11-1), if the wireless charging transmitter (21) and the wireless charging receiver (11) are not aligned, the magnetic field is not properly transmitted, which significantly reduces charging efficiency, increases energy loss, and may lengthen the charging time.
  • FOD Form Object Detection
  • the charger (20) can monitor the alignment status of the wireless charging transmitter (21) and the wireless charging receiver (11) in real time through the magnetic field detection sensor (21-4).
  • FOD Form Object Detection
  • a metal foreign substance such as a coin or a key
  • the charger (20) can detect when the magnetic field generated by the transmission coil (21-1) is distorted by a foreign substance by the magnetic field detection sensor (21-4), thereby checking for FOD.
  • the charger (20) can detect when the ambient temperature of the wireless charging transmitter (21) abnormally rises as the foreign substance is heated by the temperature sensor (21-2).
  • Figure 2b is a step in which the power supplied from the primary side, i.e., the wireless charging transmitter (21), gradually increases to form a magnetic field for power transmission.
  • the inverter of the wireless charging transmitter (21) starts operating and gradually increases the power while controlling the voltage and current.
  • the transmitter coil (21-1) forms a magnetic field, and through this, the coupling with the receiving coil (11-1) of the secondary side is prepared.
  • the secondary side reception power indicates 0.
  • the inverter of the wireless charging transmitter (21) is activated to generate an alternating current.
  • Step c of FIG. 2 is a step in which the wireless charging receiver (11), which is a two-side receiver, enters a power-receiving preparation state, detects a magnetic field, and completes preparations for receiving power. Specifically, if the alignment and coupling state of the receiving coil (11-1) and the transmitting coil (21-1) are determined to be normal, the EVCC module (12) can control the wireless charging receiver (11) to enter step d. In addition, the wireless charging transmitter (21) can detect an abnormality occurring in the magnetic field path, and stop supplying power if there is a foreign substance or an abnormal state is detected. That is, steps b and c of FIG. 2 are the aforementioned no-load states, and if the SECC module (22) determines an abnormal state, it can perform a process to lower the power, turn off the power, or lower the temperature of the wireless charging transmitter (21).
  • 2d is a step in which the power increases in the wireless charging transmitter (21) on the primary side, and the wireless charging receiver (11) follows this and charges the battery pack (15). Specifically, as illustrated in 2d, the power supplied by the wireless charging transmitter (21) on the primary side gradually increases to reach the optimal charging power value, and even after reaching the optimal charging power value, it can be confirmed that the charging power decreases depending on the charging state after which it is maintained for a critical time.
  • the wireless charging receiver (11) on the secondary side receives power through the magnetic field generated from the wireless charging transmitter (21), and the secondary side received power increases as the primary side supplied power increases, but it can be confirmed that it does not reach the completely same level as the primary side power due to the efficiency of the wireless charging system (100) and energy loss such as magnetic field loss or impedance mismatch. That is, it can be confirmed that power transfer between the transmitting coil (21-1) and the receiving coil (11-1) is always accompanied by energy loss greater than the critical value.
  • Steps e and f of FIG. 2 represent steps in which the state of charge (SOC) of the battery pack (15) reaches a predetermined level and the power of the wireless charging transmitter (21) is gradually reduced. At this time, the wireless charging receiver (11) does not receive power.
  • step g of FIG. 2 may represent a step in which the wireless charging system (100) transitions to a standby state after the charging process is completed. In this step, the wireless charging transmitter (21) may prepare to be activated while waiting for a new charging request, such as contact from a new electric vehicle (10).
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of detecting and processing an abnormal state during wireless charging according to one embodiment of the present invention.
  • the charging process start step (S10) may be step a of FIG. 2.
  • the charging process start step (S10) is a step in which the transmitting coil (21-1) of the wireless charging transmitter (21) is activated to form a magnetic field.
  • the charging process start step (S10) is a step in which the receiving coil (11-1) of the wireless charging receiver (11) has not yet received power from the secondary side, i.e., the receiving coil (11-1) of the wireless charging receiver has not yet received power, because the receiving coil (11-1) has not yet started charging.
  • the charger (20) includes a magnetic field detection sensor (21-4) or a temperature sensor (21-2).
  • the charger (20) can check the alignment of the wireless charging transmitter (21) and the wireless charging receiver (11).
  • the charger (20) can check FOD (Foreign Object Detection). Specifically, since wireless charging transmits power when a magnetic field generated by a transmitter coil (21-1) is transferred to a receiver coil (11-1), if the wireless charging transmitter (21) and the wireless charging receiver (11) are not aligned, the magnetic field is not properly transferred, which significantly reduces charging efficiency, increases energy loss, and may lengthen the charging time.
  • FOD Form Object Detection
  • the charger (20) can monitor the alignment status of the wireless charging transmitter (21) and the wireless charging receiver (11) in real time through the magnetic field detection sensor (21-4).
  • FOD Form Object Detection
  • the charger (20) can detect when the magnetic field generated by the transmission coil (21-1) is distorted by a foreign substance by the magnetic field detection sensor (21-4), thereby checking for FOD.
  • the charger (20) can detect when the ambient temperature of the wireless charging transmitter (21) abnormally rises as the foreign substance is heated by the temperature sensor (21-2).
  • the no-load state step (S11) may be step b of FIG. 2 or step c of FIG. 2.
  • the no-load state is a state in which power is supplied only to the wireless charging transmitter (21) by the SECC module (22) before the wireless charging transmitter (21) is coupled with the wireless charging receiver (11). That is, the no-load state step (S11) is a stage in which the power supplied from the wireless charging transmitter (21), which is the primary side, gradually increases to form a magnetic field for power transmission. Specifically, the inverter of the wireless charging transmitter (21) starts operating and gradually increases the power while controlling the voltage and current.
  • the transmitting coil (21-1) forms a magnetic field, through which coupling with the receiving coil (11-1), which is the secondary side, is prepared.
  • the secondary side wireless charging receiver (11) since the secondary side wireless charging receiver (11) has not yet completed coupling with the wireless charging transmitter (21), the secondary side reception power indicates 0.
  • the inverter of the wireless charging transmitter (21) is activated to generate an alternating current.
  • the no-load state step (S11) is a step in which the secondary side wireless charging receiver (11) enters a power-receiving preparation state, detects a magnetic field, and completes preparations for receiving power. Specifically, if the alignment and coupling state of the receiving coil (11-1) and the transmitting coil (21-1) are determined to be normal, the EVCC module (12) can control the wireless charging receiver (11) to enter step d. In addition, the wireless charging transmitter (21) can detect an abnormal phenomenon occurring in the magnetic field path, and stop supplying power if there is a foreign substance or an abnormal state is detected. That is, in the no-load state step (S11), if the SECC module (22) determines an abnormal state, the SECC module (22) can perform a process of lowering the power, turning off the power, or lowering the temperature of the wireless charging transmitter (21).
  • the present invention provides a charger (20) for determining an abnormal state of a wireless charging system (100) including an electric vehicle (10) and a charger (20) in a no-load state.
  • the charger (20) includes a temperature sensor (21-2) for detecting the temperature of the electric vehicle (10) and the charger (20), a wireless charging transmitter (21) for supplying power to the electric vehicle (10), and an SECC module (22) for controlling power supply by the wireless charging transmitter (21).
  • the SECC module (22) is configured to determine an abnormal state in at least one of the following cases: when the power supply of the wireless charging transmitter (21) occurs in a place where the electric vehicle (10) is not located; when the temperature inside the wireless charging transmitter (21) or outside the wireless charging transmitter (21) detected by the temperature sensor (21-2) indicates a temperature higher than a critical value; or when the temperature change inside the wireless charging transmitter (21) or outside the wireless charging transmitter (21) detected by the temperature sensor (21-2) indicates a temperature change higher than a critical value.
  • the SECC module (22) is configured to determine an abnormal state even when a metal object is detected within the power supply area of the wireless charging transmitter (21).
  • the SECC module (22) is configured to cut off the power output of the wireless charging transmitter (21) when the abnormal state is determined.
  • the SECC module (22) is configured to gradually reduce the power output of the wireless charging transmitter (21) when the abnormal state is determined.
  • the present invention provides a method for determining an abnormal state of a wireless charging system (100) including an electric vehicle (10) and a charger (20) in a no-load state.
  • the method for determining an abnormal state of a wireless charging system (100) including an electric vehicle (10) and a charger (20) in a no-load state includes a step of checking, by the SECC module (22) of the charger (20), whether power supply of the wireless charging transmitter (21) of the charger (20) occurs in a location where the electric vehicle (10) is not located, a step of determining, by the SECC module (22) of the charger (20), whether a current temperature detected by a temperature sensor (21-2) of the charger (20) exceeds a threshold temperature, and a step of determining, by the SECC module (22) of the charger (20), whether a change in the temperature detected by the temperature sensor (21-2) of the charger (20) exceeds a threshold change, and an abnormal state determination step in which the SECC module (22) determines the abnormal state when an abnormal state is determined in the abnormal state determination step.
  • the SECC module (22) can determine whether an unexpected power transfer state exists through the multiple sensors (21-2 to 21-5) of the wireless charging transmitter (21) and the data collected by the multiple sensors (21-2 to 21-5). Specifically, the alignment detection sensor (21-3) can detect the physical alignment state between the wireless charging transmitter (21) and the wireless charging receiver (11), thereby preventing a decrease in power transfer efficiency or loss of magnetic field due to misalignment. If the alignment between the wireless charging transmitter (21) and the wireless charging receiver (11) is poor, the distribution of the magnetic field can be distorted, thereby increasing the possibility of unexpected power transfer.
  • the SECC module (22) determines that the alignment state between the wireless charging transmitter (21) and the wireless charging receiver (11) exceeds a threshold range based on the physical alignment state data between the wireless charging transmitter (21) and the wireless charging receiver (11) collected by the alignment detection sensor (21-3), the SECC module (22) can determine that an unexpected power transfer has occurred in the no-load state (S11).
  • the SECC module (22) can determine whether an unexpected power transfer state exists through the magnetic field detection sensor (21-4) of the wireless charging transmitter (21) and the data collected by the magnetic field detection sensor (21-4). Specifically, the magnetic field detection sensor (21-4) can detect the intensity and distribution of the magnetic field generated by the wireless charging transmitter (21). Accordingly, it can detect a case where the magnetic field of the transmitting coil (21-1) leaks out of the receiving coil (11-1) or the magnetic field is concentrated in a specific path. Such magnetic field leakage can lead to an unexpected power transfer state, and the SECC module (22) can determine that an unexpected power transfer has occurred in a no-load state (S11).
  • S11 no-load state
  • the SECC module (22) can determine whether an unexpected power transfer state exists through the impedance detection sensor (21-5) of the wireless charging transmitter (21) and the data collected by the impedance detection sensor (21-5). Specifically, in a normal coupling state, the impedance value can be maintained within a preset expected range, but if an unexpected power leak or misalignment occurs in the wireless charging transmitter (21), the impedance value can fluctuate abnormally. At this time, the SECC module (22) can determine that an unexpected power transfer has occurred in the no-load state (S11) based on the impedance change data collected by the impedance detection sensor (21-5).
  • the SECC module (22) can measure the strength and distribution of the magnetic field generated around the transmitting coil (21-1) by the magnetic field detection sensor (21-4). At this time, if the magnetic field generated by the transmitting coil (21-1) is concentrated in a location other than the receiving coil (11-1) or appears strong, the SECC module (22) can determine that unexpected power transmission has occurred in the no-load state (S11). In addition, the SECC module (22) can compare the current magnetic field pattern based on the normal magnetic field distribution data stored in advance, and if the current magnetic field pattern is detected to be distorted or leaked by comparison with the stored normal magnetic field distribution data, the SECC module (22) can determine that unexpected power transmission has occurred in the no-load state (S11).
  • the SECC module (22) can compare the impedance value measured at the wireless charging transmitter (21) by the impedance detection sensor (21-5) with a reference value in a normal coupling state. At this time, if the impedance decreases rapidly or the fluctuation increases, it indicates that the coupling between the wireless charging transmitter (21) and the wireless charging receiver (11) is poor or that power is being transferred through an unexpected path.
  • the coupling coefficient (CoC) is a value indicating the energy transfer efficiency between the transmitting coil (21-1) and the receiving coil (11-1), and if power is transferred to an unexpected location, the coupling coefficient may decrease rapidly or show abnormal fluctuations.
  • the SECC module (22) can determine that unexpected power transfer has occurred in a no-load state (S11).
  • the SECC module (22) can perform a first temperature exceedance judgment step (S13) to prevent damage to the wireless charging system (100) due to overheating of the wireless charging transmitter (21), to detect an abnormal state due to a temperature rise of a charging medium such as a road, air, or water in advance, to prevent a situation in which the user's safety is threatened due to heat generated during the power transmission process, and to prevent a decrease in charging efficiency and damage to the battery pack (15).
  • a first temperature exceedance judgment step S13 to prevent damage to the wireless charging system (100) due to overheating of the wireless charging transmitter (21), to detect an abnormal state due to a temperature rise of a charging medium such as a road, air, or water in advance, to prevent a situation in which the user's safety is threatened due to heat generated during the power transmission process, and to prevent a decrease in charging efficiency and damage to the battery pack (15).
  • a temperature sensor (21-2) installed inside or around the wireless charging transmitter (21) can perform temperature detection in real time.
  • the temperature sensor (21-2) can measure the temperature of the transmitting coil (21-1) or a charging medium such as a road, air, or water.
  • the temperature sensor (21-2) may measure the heat generated during the magnetic field generation process of the transmitting coil (21-1).
  • the temperature sensor (21-2) measures the temperature of the charging medium such as a road, air, or water, it may detect a temperature increase due to heat accumulation in the medium or environmental conditions.
  • the SECC module (22) can compare the first temperature stored in the database with the temperature measured by the temperature sensor (21-2) to determine whether the first temperature has been exceeded.
  • the first temperature of the present invention may represent a threshold temperature at which the wireless charging transmitter (21) or a charging medium such as a road, air, or water can operate safely.
  • the SECC module (22) can also comprehensively analyze data from temperature sensors positioned at multiple locations. For example, the SECC module (22) can compare the temperature data of a temperature sensor (21-2) positioned inside the wireless charging transmitter (21) and a temperature sensor (21-2) positioned outside the wireless charging transmitter (21) to determine whether local overheating has occurred at the measurement location. In addition, the SECC module (22) can compare the temperature data of a temperature sensor (21-2) positioned inside the wireless charging transmitter (21) and a temperature sensor (21-2) positioned outside the wireless charging transmitter (21) to determine whether a temperature rise of a charging medium such as a road, air, or water is due to an external factor of the wireless charging system (100).
  • a charging medium such as a road, air, or water
  • the SECC module (22) can perform a first temperature exceedance judgment step (S13) to prevent damage to the wireless charging system (100) due to overheating of the wireless charging transmitter (21), to detect abnormal conditions due to temperature rise of a charging medium such as a road, air, or water in advance, to prevent a situation in which the user's safety is threatened due to heat generated during the power transmission process, and to prevent a decrease in charging efficiency and damage to the battery pack (15).
  • a first temperature exceedance judgment step S13 to prevent damage to the wireless charging system (100) due to overheating of the wireless charging transmitter (21), to detect abnormal conditions due to temperature rise of a charging medium such as a road, air, or water in advance, to prevent a situation in which the user's safety is threatened due to heat generated during the power transmission process, and to prevent a decrease in charging efficiency and damage to the battery pack (15).
  • a temperature sensor (21-2) installed inside or around the wireless charging transmitter (21) can detect the temperature in real time.
  • the measured temperature can be measured at regular intervals, such as every 1 second or 0.5 seconds, and transmitted from the temperature sensor (21-2) to the SECC module (22).
  • the SECC module (22) can compare the currently measured temperature with the temperature data measured immediately before, and calculate the rate of change ( ⁇ T/ ⁇ t) of temperature over time.
  • all temperature data received from the temperature sensor (21-2) is stored in the memory of the SECC module (22), so that the SECC module (22) can perform pattern analysis of temperature change.
  • the SECC module (22) can calculate the differential value of the temperature using [Mathematical Formula 1].
  • T present is the temperature measured at the present time
  • T previous is the temperature measured at the previous time
  • ⁇ t represents the time interval between two temperature measurements, for example, 1 second.
  • a safety threshold value of the temperature change rate may be stored in the memory of the SECC module (22).
  • the safety threshold value of the temperature change rate stored in the memory of the SECC module (22) may be 5°C per second.
  • the safety threshold value of the temperature change rate stored in the memory of the SECC module (22) may represent a limit value of the temperature change at which the wireless charging transmitter (21) and the charging medium can operate normally.
  • the SECC module (22) may compare the calculated differential value ( ⁇ T/ ⁇ t) with a threshold value set in advance, and the SECC module (22) may determine that an abnormal state exists if the change rate exceeds the threshold value.
  • the SECC module (22) can analyze the cause when the temperature change rate increases rapidly. For specific examples, this may be the case when the wireless charging transmitter (21) is overloaded due to excessive power transmission, when the magnetic field of the wireless charging transmitter (21) is distorted due to a foreign substance (FOD) in the wireless charging transmitter (21), when the wireless charging transmitter (21) is intensively heated due to the foreign substance (FOD), when the surrounding environmental temperature rapidly increases due to hot weather or insufficient heat dissipation, or when there is a defect in the transmitter coil (21-1) such as a short circuit.
  • FOD foreign substance
  • the SECC module (22) does not determine that the power transmission is unexpected in the unexpected power transmission determination step (S12), if the first temperature is not determined to be exceeded in the first temperature exceedance determination step (S13), or if the temperature differential value is not determined to be exceeded in the threshold value exceedance determination step (S14), charging can proceed (S15).
  • the SECC module (22) can determine that an abnormal state is present (S21) when at least one of the following applies: when it is determined that unexpected power transmission occurs in the unexpected power transmission determination step (S12); when it is determined that the first temperature is exceeded in the first temperature exceedance determination step (S13); and when it is determined that the temperature differential value exceeds the threshold value in the temperature differential value exceedance threshold value determination step (S14).
  • the SECC module (22) can alleviate an overload or overheat state of the wireless charging system (100) by gradually reducing the output power in order to lower the power of the wireless charging transmitter (21) in the abnormal state resolution step (S22).
  • the SECC module (22) can gradually reduce the output of the inverter, which is a power conversion device of the primary-side wireless charging transmitter (21).
  • the SECC module (22) can gradually reduce the output, such as by reducing the output of the inverter, which is a power conversion device of the primary-side wireless charging transmitter (21), from 100% power to 70% power and then lowering the output of the inverter to 50%.
  • the SECC module (22) can check whether the current temperature is detected by the temperature sensor (21-2) as a normal range lower than the first temperature or whether the power loss is reduced.
  • the SECC module (22) can immediately stop the power supply to the transmitting coil (21-1) of the wireless charging transmitting unit (21) in order to cut off the power of the wireless charging transmitting unit (21) in the abnormal state resolution step (S22). Specifically, the SECC module (22) can stop the power supply to the inverter and the transmitting coil (21-1) of the wireless charging transmitting unit (21). In addition, after cutting off the power, the SECC module (22) can re-check the foreign object (FOD) detection and alignment status around the wireless charging transmitting unit (21).
  • FOD foreign object
  • the SECC module (22) can lower the temperature of the wireless charging transmitter (21) and the surrounding charging medium when the first temperature is exceeded. Specifically, the SECC module (22) can reduce the output of the wireless charging transmitter (21) to reduce the amount of magnetic field generated and suppress heat generation. In addition, the SECC module (22) can lower the temperature by activating a cooling unit (not shown) inside the wireless charging transmitter (21), that is, a cooling fan, a heat exchanger, or other cooling system, and the SECC module (22) can also operate a medium cooling system, such as a water cooling system, of the wireless charging transmitter (21). Thereafter, the SECC module (22) can check whether the current temperature is lower than or equal to the first temperature through the temperature sensor (21-2).
  • a cooling unit not shown
  • a medium cooling system such as a water cooling system
  • the SECC module (22) can resolve the abnormal condition by lowering the power or the temperature.
  • the SECC module (22) can resolve the abnormal condition by cutting off the power or the temperature.
  • the SECC module (22) can perform a check in the abnormal state re-determination step (S23) whether the temperature is detected as lower than the first temperature by the temperature sensor (21-2) after the power reduction, cooling, etc. measures performed in the abnormal state determination step (S20). At this time, if the abnormal state occurs due to the presence of FOD (foreign substance), the SECC module (22) can perform a check whether the FOD has been removed. In addition, the SECC module (22) can re-measure the presence of FOD through the magnetic field detection sensor (21-4). Here, since there is a possibility that the foreign substance (FOD) has disappeared while the vehicle is moving, the SECC module (22) can re-measure the presence of FOD through the magnetic field detection sensor (21-4).
  • FOD foreign substance
  • the SECC module (22) can check the realignment status of the wireless charging receiver (11) and the wireless charging transmitter (12). At this time, the SECC module (22) can use the alignment detection sensor (21-3) to check whether the physical alignment between the transmitting coil (21-1) and the receiving coil (11-1) is properly established again. In addition, the SECC module (22) can use the impedance detection sensor (21-5) to check whether the impedance of the transmitting coil (21-1) has returned to a normal range.
  • the SECC module (22) can perform a check in the abnormal state re-determination step (S23) to determine whether the temperature is detected as lower than the first temperature by the temperature sensor (21-2) after the power reduction, cooling, and other measures taken in the abnormal state determination step (S20). At this time, the SECC module (22) can perform a charging progress step (S24) if the temperature is detected as lower than the first temperature by the temperature sensor (21-2) after the power reduction, cooling, and other measures taken in the abnormal state determination step (S20).
  • the SECC module (22) when an abnormality occurs due to the presence of FOD (foreign substance), the SECC module (22) can check whether the FOD has been removed. In addition, the SECC module (22) can re-measure whether the FOD exists through the magnetic field detection sensor (21-4). Here, since there is a possibility that the foreign substance (FOD) has disappeared while the vehicle is moving, the SECC module (22) can re-measure whether the FOD exists through the magnetic field detection sensor (21-4). In addition, the SECC module (22) can check the realignment status of the wireless charging receiver (11) and the wireless charging transmitter (12) when the electric vehicle (10) itself carries the FOD.
  • FOD foreign substance
  • the SECC module (22) can check whether the physical alignment between the transmitting coil (21-1) and the receiving coil (11-1) is properly established again using the alignment detection sensor (21-3). At this time, the SECC module (22) can perform the charging progress step (S24) if the temperature is detected to be lower than the first temperature by the temperature sensor (21-2) after the power reduction, cooling, etc. measures taken in the abnormal state judgment step (S20) or if it is determined that a foreign substance has disappeared.
  • the SECC module (22) can perform a check to see if the impedance of the transmitting coil (21-1) has returned to a normal range by the impedance detection sensor (21-5). At this time, if the temperature is detected to be lower than the first temperature by the temperature sensor (21-2) after the measures such as power reduction and cooling performed in the abnormal state determination step (S20), the SECC module (22) can perform a charging progress step (S24).
  • the SECC module (22) can perform a check in the abnormal state re-determination step (S23) whether the temperature is detected as lower than the first temperature by the temperature sensor (21-2) after the power reduction, cooling, etc. measures taken in the abnormal state determination step (S20). At this time, if the abnormal state occurs due to the presence of FOD (foreign substance), the SECC module (22) can perform a check whether the FOD has been removed. In this case, the SECC module (22) can perform a permanent abnormal state determination step (S25) if the temperature is detected as higher than the first temperature by the temperature sensor (21-2) after the power reduction, cooling, etc. measures taken, or if the FOD is not removed even after the power reduction, cooling, etc. measures taken.
  • FOD foreign substance
  • the SECC module (22) can re-measure the presence of FOD through the magnetic field detection sensor (21-4) in the abnormal state re-determination step (S23) after the measures such as power reduction and cooling performed in the abnormal state determination step (S20).
  • the SECC module (22) can re-measure the presence of FOD through the magnetic field detection sensor (21-4).
  • the SECC module (22) confirms that the FOD still exists through the magnetic field detection sensor (21-4), it can determine that the abnormal state is permanent.
  • the SECC module (22) in the abnormal state re-determination step (S23), if the electric vehicle (10) itself carries FOD after the power reduction, cooling, etc. measures performed in the abnormal state determination step (S20), the SECC module (22) can re-check the realignment status of the wireless charging receiver (11) and the wireless charging transmitter (12). At this time, the SECC module (22) can use the alignment detection sensor (21-3) to check whether the physical alignment between the transmitting coil (21-1) and the receiving coil (11-1) is again correctly established. Here, if the SECC module (22) confirms that the physical alignment between the transmitting coil (21-1) and the receiving coil (11-1) is not correct, it can determine that it is a permanent abnormal state.
  • the SECC module (22) can perform a check in the abnormal state re-determination step (S23) whether the impedance of the transmission coil (21-1) has returned to a normal range by the impedance detection sensor (21-5) after the measures such as power reduction and cooling performed in the abnormal state determination step (S20).
  • the SECC module (22) determines that the impedance of the transmission coil (21-1) has not returned to a normal range by the impedance detection sensor (21-5) even after the measures, it can determine that the abnormal state is permanent.
  • the SECC module (22) when the SECC module (22) determines a permanent abnormal state of the charger (20) in the permanent abnormal state determination step (S25), it can report the permanent abnormal state to the EVCC module (12) due to at least one of the following causes: FOD detection frequency, temperature data problem, impedance and power loss problem, and instability of the alignment state.
  • the SECC module (22) can determine that the same problem persists in the abnormal state re-determination step (S23) and can identify the cause of the persisting same problem. Accordingly, the SECC module (22) can transmit the abnormal state data to the EVCC module (12).
  • the SECC module (22) can also report the abnormal state data to an external management system (not shown).

Landscapes

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Abstract

본 발명은 전기차 및 상기 충전기의 온도를 감지하는 온도 센서; 상기 전기차에 전력을 공급하기 위한 무선 충전 송신부; 및 상기 무선 충전 송신부에 의한 전력 공급을 제어하는 SECC 모듈;을 포함하고, 상기 SECC 모듈은 상기 무선 충전 송신부의 전력 공급이 상기 전기차가 위치하지 않은 곳에 발생한 경우, 상기 온도 센서에 의하여 감지된 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도가 임계 이상의 온도를 나타내는 경우 중 적어도 하나인 경우에 이상 상태를 결정하도록 구성된, 무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기에 관한 것이다.

Description

무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기 및 무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법
본 발명은 무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기 및 무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법에 관한 것이다.
무선 충전 기술은 전자기 유도, 자기 공명, 자기 결합 방식을 통해 전력 전송 케이블 없이 에너지를 전달하는 기술로 발전해 왔다. 이와 같은 기술은 전기차와 같은 이동식 장비에서 충전의 편리성을 증대시키기 위해 널리 연구되고 있습니다. 그러나, 예상 외 전력 전송 문제, 이물질 문제, 정렬 불량으로 인한 충전 효율 저하 등의 문제로 무선 충전 시스템의 기존 기술이 한계가 있는 실정이다.
본 발명은 무부하 상태에서 무선 충전 송신부에서 전력이 예상하지 못한 위치로 전송되는 경우, 에너지 낭비와 발열 및 과열 등의 안전 사고가 발생할 가능성이 있으므로, 예상 외의 전력 전송이 발생할 경우 즉각적으로 감지하고 전력 출력을 차단하여 이를 해결하고자 한다.
본 발명은 송신부와 수신부 간의 경로에 금속 물체(FOD)가 존재할 경우, 자기장 왜곡으로 인해 불필요한 열 발생, 전력 손실, 화재 등의 사고가 발생할 수 있는 바, 무선 충전 송신부 주변의 이물질을 감지하여 이상 상태로 판단하고, 이물질이 제거될 때까지 충전 프로세스를 중단하거나 제한하여 이를 해결하고자 한다.
본 발명은 충전 과정에서 송신부 내부, 도로, 공기, 물 등 충전 매개체가 과열될 경우, 충전 시스템과 주변 환경에 심각한 손상을 초래할 수 있는 바, 온도 센서를 통해 송신부와 충전 매개체의 온도를 실시간으로 모니터링하고, 임계 온도를 초과하거나 급격한 온도 변화가 발생할 경우 전력을 감소시키거나 차단하여 이를 해결하고자 한다.
본 발명은 송신 코일과 수신 코일 간 정렬 상태가 비정상적일 경우, 전력 전송 효율이 감소하고 전력 손실이 발생하며, 장비가 손상될 가능성이 있는 바, 정렬 감지 센서를 통해 송신부와 수신부 간의 정렬 상태를 점검하고, 기준 범위를 벗어난 경우 충전 중단하여 이를 해결하고자 한다.
본 발명은 송신부에서 송신한 전력과 수신부에서 수신한 전력 간의 차이가 클 경우, 에너지 효율이 저하되고 에너지 낭비가 발생하므로, 전력 손실량을 실시간으로 계산하고, 손실량이 임계값을 초과할 경우 이를 이상 상태로 판단하여 이를 해결하고자 한다.
본 발명은 무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기에 있어서, 상기 전기차 및 상기 충전기의 온도를 감지하는 온도 센서; 상기 전기차에 전력을 공급하기 위한 무선 충전 송신부; 및 상기 무선 충전 송신부에 의한 전력 공급을 제어하는 SECC 모듈;을 포함하고, 상기 SECC 모듈은 상기 무선 충전 송신부의 전력 공급이 상기 전기차가 위치하지 않은 곳에 발생한 경우, 상기 온도 센서에 의하여 감지된 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도가 임계 이상의 온도를 나타내는 경우, 상기 온도 센서에 의하여 감지된 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도 변화가 임계 이상의 온도 변화를 나타내는 경우 중 적어도 하나인 경우에 이상 상태를 결정하도록 구성된다.
또한, 상기 SECC 모듈은, 상기 무선 충전 송신부의 전력 공급 영역 내에 금속 물체가 감지된 경우에도 이상 상태를 결정하도록 구성된다.
또한, 상기 SECC 모듈은, 이상 상태가 결정된 경우, 상기 무선 충전 송신부의 전력의 출력을 차단하도록 구성된다.
또한, 상기 SECC 모듈은, 이상 상태가 결정된 경우, 상기 무선 충전 송신부의 전력의 출력을 점진적으로 감소시키도록 구성된다.
또한, 상기 SECC 모듈은, 이상 상태가 결정된 경우, 상기 무선 충전 송신부의 냉각부를 활성화하여 상기 무선 충전 시스템의 온도를 낮추도록 구성된다.
또한, 상기 SECC 모듈은, 상기 냉각부의 활성화 이후, 상기 온도 센서에 의하여 감지된 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도가 임계 미만의 온도인지 여부를 판단하고, 상기 온도 센서에 의하여 감지된 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도가 임계 미만의 온도인 경우, 충전을 진행하도록 구성된다.
또한, 상기 SECC 모듈은, 상기 냉각부의 활성화 이후, 상기 온도 센서에 의하여 감지된 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도가 임계 미만의 온도인지 여부를 판단하고, 상기 온도 센서에 의하여 감지된 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도가 임계 이상의 온도인 경우, 상기 무선 충전 시스템을 영구 이상 상태로 판단하도록 구성된다.
본 발명은 무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법에 있어서, 상기 충전기의 SECC 모듈에 의해 상기 충전기의 무선 충전 송신부의 전력 공급이 상기 전기차가 위치하지 않은 곳에서의 발생 여부를 확인하는 단계; 상기 충전기의 SECC 모듈에 의해 상기 충전기의 온도 센서에 의해 감지된 현재 온도가 임계 온도를 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 충전기의 SECC 모듈에 의해 상기 충전기의 온도 센서에 의해 감지된 온도의 변화량이 임계 변화량을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 중 적어도 하나의 단계를 포함하는 이상 상태 판단 단계; 및 상기 이상 상태 판단 단계에서 이상 상태가 판단된 경우, 상기 SECC 모듈이 이상 상태를 결정하는 이상 상태 결정 단계;를 포함한다.
또한, 상기 이상 상태 판단 단계;는, 상기 SECC 모듈에 의해 상기 무선 충전 송신부의 전력 공급 영역 내에 금속 물체가 존재하는지를 감지하는 단계;를 포함하고, 상기 이상 상태 결정 단계;는 상기 금속 물체가 감지된 경우 이상 상태로 결정하는 단계;를 포함한다.
또한, 상기 SECC 모듈에 의해 상기 결정된 이상 상태를 해결하는 이상 상태 해결 단계;를 더 포함하고, 상기 이상 상태 해결 단계;는 상기 SECC 모듈에 의해 상기 무선 충전 송신부의 전력의 출력을 차단하는 단계;를 더 포함한다.
또한, 상기 SECC 모듈에 의해 상기 결정된 이상 상태를 해결하는 이상 상태 해결 단계;를 더 포함하고, 상기 이상 상태 해결 단계;는 상기 SECC 모듈에 의해 상기 무선 충전 송신부의 전력의 출력을 단계적으로 감소시키는 단계;를 더 포함한다.
또한, 상기 SECC 모듈에 의해 상기 결정된 이상 상태를 해결하는 이상 상태 해결 단계;를 더 포함하고, 상기 이상 상태 해결 단계;는 상기 SECC 모듈에 의해 상기 무선 충전 송신부의 냉각부를 활성화시켜 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도를 낮추는 단계;를 더 포함한다.
또한, 상기 SECC 모듈에 의해 상기 결정된 이상 상태를 해결하는 이상 상태 해결 단계;를 더 포함하고, 상기 이상 상태 해결 단계;는 상기 SECC 모듈에 의해 상기 무선 충전 송신부 및 상기 무선 충전 수신부 사이의 정렬 상태를 점검하는 단계;를 더 포함한다.
또한, 상기 이상 상태 해결 단계 이후, 이상 상태를 재판단하는 이상 상태 재판단 단계;를 더 포함하고, 상기 이상 상태 재판단 단계;는 상기 SECC 모듈에 의해 상기 이상 상태 결정 단계에서 결정한 이상 상태와 동일한 이상 상태를 재판단하는 단계;를 더 포함한다.
또한, 상기 재판단한 동일한 이상 상태가 다시 결정되지 않은 경우, 상기 SECC 모듈이 충전을 진행시키는 충전 진행 단계;를 더 포함한다.
또한, 상기 재판단한 동일한 이상 상태가 다시 결정된 경우, 상기 SECC 모듈이 영구 이상 상태로 판단하는 영구 이상 상태 판단 단계;를 더 포함한다.
본 발명은 무선 충전 송신부와 수신부 간 전력 전송 과정에서 발생할 수 있는 FOD 감지, 과열, 정렬 불량 등의 다양한 이상 상태를 실시간으로 감지하여 즉각적으로 조치를 취함으로써 충전 중 사고나 손상을 예방하는 효과를 제공한다.
본 발명은 송신부와 주변 매개체의 온도가 임계 온도를 초과하거나 급격한 온도 변화를 보이는 경우 즉각적으로 전력 출력을 조정하거나 차단하여, 시스템 과열로 인한 화재나 손상을 방지하는 효과를 제공한다.
본 발명은 무선 충전 송신부와 무선 충전 수신부 간의 정렬 상태를 지속적으로 점검하여, 정렬 불량으로 인한 전력 전송 손실을 줄이고 충전 효율을 최적화하는 효과를 제공한다.
본 발명은 무선 충전 송신부와 무선 충전 수신부 간의 전력 전송 경로를 실시간으로 모니터링하여, 비효율적인 에너지 전달을 방지하고 충전 성능을 높이는 효과를 제공한다.
도 1a는 본 발명에 따른 전기차의 배터리와 충전기 사이에서의 무선 충전을 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는 본 발명에 따른 무선 충전 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 측 공급 전력에 따른 2차 측 수신 전력 간의 관계를 시간에 따라 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 중 이상 상태를 감지하고 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1a는 본 발명에 따른 전기차의 배터리와 충전기 사이에서의 무선 충전을 설명하기 위한 도면이다. 도 1b는 본 발명에 따른 무선 충전 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따르면, 전기차(10)의 배터리와 충전기(20) 사이에서의 무선 충전은 전자기 유도 원리에 기반한다. 구체적으로, 무선 충전 송신부(21)의 송신 코일(21-1)이 자기장을 발생시키고, 무선 충전 수신부(11)의 수신 코일(11-1)이 자기장을 통해 전력을 수신해 배터리를 충전하게 된다. 이 과정에서 무선 충전 송신부(21)의 송신 코일(21-1)과 무선 충전 수신부(11)의 수신 코일(11-1) 간의 정렬이 요구되며, 에너지 손실을 줄이고 효율적인 무선 충전을 위해 확인되어야 한다. 여기서, 무선 충전 송신부(21)는 충전 패드를 포함하고, 무선 충전 송신부(21)는 자기 유도 방식 또는 자기 공명 방식인 무선 전력 전송 기술을 통해 전기차(10)의 수신 코일(11-1)에 전력을 전달할 수 있다. 이때, 무선 충전 송신부(21)는 전력 변환 장치와 연결되어 교류 전류를 생성하며, 이 전류로 자기장을 발생시켜 전기차(10)로 에너지를 전송할 수 있다.
본 발명에 따르면, 무선 충전 수신부(11)는 전기차(10)의 하부에 장착되며, 수신 코일(11-1)을 통해 무선 충전 송신부(21)에서 발생된 자기장을 수신할 수 있다. 이때, 수신된 전력은 무선 충전 송신부(21) 내부의 전력 변환 회로를 통해 배터리에 적합한 형태로 변환된 후, 전기차(10)의 배터리를 충전하는 데 사용될 수 있다. 이때, 수신 코일(11-1)과 송신 코일(21-1) 간의 전력 전송 효율은 코일의 정렬뿐만 아니라, 송신 코일(21-1)의 설계에 따라 크게 달라진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 충전 송신부(21)는 무선 충전 수신부(11)와 커플링이 되기 이전에, SECC 모듈(22)에 의해 무선 충전 송신부(21)에만 전력이 공급될 수 있다. 구체적으로, SECC 모듈(22)은 충전이 시작되기 전, 무선 충전 송신부(21)에만 전력을 공급한 상태에서, 무선 충전 수신부(11)와의 통신 또는 물리적 정렬 상태를 확인할 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 예상 외의 전력 전송 등의 이상 상태가 발생하는 경우, 무선 충전 송신부(21)의 전력을 차단할 수 있다. 또한, 무선 충전 송신부(21) 및 무선 충전 수신부(11)의 커플링은 송신 코일(21-1) 및 수신 코일(11-1)이 정렬을 이루는 경우에 이루어질 수 있다. 구체적으로, 충전기(20)는 정렬 감지 센서(21-3)를 포함할 수 있으며, 정렬 감지 센서(21-3)는 송신 코일(21-1) 및 수신 코일(11-1)의 정렬 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 정렬 상태가 올바르지 않은 경우 정렬 상태의 보정을 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 무선 충전 송신부(21)는 무선 충전 수신부(11)와 커플링이 되기 이전에, SECC 모듈(22)에 의해 무선 충전 송신부(21)에만 전력이 공급될 수 있다. 구체적으로, 본 발명은 무선 충전 송신부(21)가 무선 충전 수신부(11)와 커플링이 되기 이전에, SECC 모듈(22)에 의해 무선 충전 송신부(21)에만 전력이 공급되는 상태를 '무부하 상태'라고 정의한다. 이때, 무부하 상태에서 무선 충전 송신부(21)와 커플링된 물체가 이상 상태를 나타내는 경우, SECC 모듈(22)은 충전기(20)의 전력을 낮추거나, 전력을 OFF 시키거나, 온도를 낮추는 프로세스를 수행할 수 있다. 이하, SECC 모듈(22)이 무부하 상태에서 무선 충전 송신부(21)와 커플링된 물체가 이상 상태를 나타내는 것으로 판단하는 실시예를 서술한다.
본 발명에 따르면, 본 발명은 무부하 상태에서 전기차(10) 및 충전기(20)를 포함하는 무선 충전 시스템(100)의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기(20)를 제공한다. 구체적으로, 충전기(20)는 전기차(10) 및 충전기(20)의 온도를 감지하는 온도 센서(21-2), 전기차(10)에 전력을 공급하기 위한 무선 충전 송신부(21) 및 무선 충전 송신부(21)에 의한 전력 공급을 제어하는 SECC 모듈(22)을 포함한다. 이때, SECC 모듈(22)은 무선 충전 송신부(21)의 전력 공급이 전기차(10)가 위치하지 않은 곳에 발생한 경우, 온도 센서(21-2)에 의하여 감지된 무선 충전 송신부(21)의 내부 또는 무선 충전 송신부(21)의 외부의 온도가 임계 이상의 온도를 나타내는 경우, 온도 센서(21-2)에 의하여 감지된 무선 충전 송신부(21)의 내부 또는 무선 충전 송신부(21)의 외부의 온도 변화가 임계 이상의 온도 변화를 나타내는 경우 중 적어도 하나인 경우에 이상 상태를 결정하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 제1 온도는 무선 충전 송신부(21) 또는 도로, 공기 또는 물 등의 충전 매개체가 안전하게 작동할 수 있는 온도의 임계값을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 충전기(20)는 온도 센서(21-2)를 포함할 수 있으며, 전기차(10)는 온도 센서(16)를 포함할 수 있다. 이때, 온도 센서(21-2)에 의해 감지된 무선 충전 송신부(21) 또는 도로, 공기 또는 물 등의 충전 매개체의 온도가 제1 온도를 초과하는 경우, SECC 모듈(22)은 본 발명의 무선 충전 시스템(100) 내의 이상 상태가 발생함을 판단할 수 있다. 또한, SECC 모듈(22)은 제1 온도 초과의 이상 상태가 무선 충전 송신부(21)의 비정상적인 에너지 소모, 방열 또는 외부 환경 조건 등에 의해 발생함을 판단할 수 있다. 이하, 도 3에서 SECC 모듈(22)이 무선 충전 시스템(100)의 이상 상태를 판단하여 이를 처리하는 알고리즘 및 실시예에 대하여 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 측 공급 전력에 따른 2차 측 수신 전력 간의 관계를 시간에 따라 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도 2의 그래프는 x축 시간 y축 전기 에너지의 전달 속도를 나타내는 물리량인 power를 나타낸다. 도 2의 a는 1차 측 공급 전력 즉, 무선 충전 송신부(21)의 공급 전력이 처음으로 인가되기 시작하는 단계를 나타낸다. 구체적으로, 도 2의 a는 무선 충전 송신부(21)의 송신 코일(21-1)이 활성화되어 자기장을 형성하는 단계이다. 그러나, 도 2의 a는 수신 코일(11-1)이 충전을 시작하기 않았기 때문에 2차 측의 수신 전력 즉, 무선 충전 수신부(11)의 수신 코일(11-1)이 아직 전력을 수신받지 못하는 단계이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 충전기(20)는 자기장 감지 센서(21-4) 또는 온도 센서(21-2)를 포함한다. 도 2의 a에서, 충전기(20)는 무선 충전 송신부(21) 및 무선 충전 수신부(11)의 정렬을 확인할 수 있다. 또한, 충전기(20)는 FOD(Foreign Object Detection)를 확인할 수 있다. 구체적으로, 무선 충전은 송신 코일(21-1)에서 생성된 자기장이 수신 코일(11-1)에 전달될 때 전력이 전송되므로, 무선 충전 송신부(21)와 무선 충전 수신부(11)가 정렬되지 않으면 자기장이 제대로 전달되지 않아 충전 효율이 크게 저하되어 에너지 손실이 증가하고, 충전 시간이 길어질 수 있다. 또한, 무선 충전 송신부(21)와 무선 충전 수신부(11)의 정렬이 잘못되는 경우, 자기장이 비정상적으로 집중되는 지점이 발생해 무선 충전 송신부(21) 또는 무선 충전 수신부(11)가 과열되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 충전기(20)는 자기장 감지 센서(21-4)를 통해 무선 충전 송신부(21)와 무선 충전 수신부(11)의 정렬 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2의 a에서, FOD(Foreign Object Detection)는 무선 충전 송신부(21) 및 무선 충전 수신부(11) 간의 전력 전송 경로에 금속 등의 이물질이 존재하는지 확인하는 기술로, 동전, 열쇠 등의 금속 이물질이 무선 충전 송신부(21) 위에 놓이면 자기장에 의해 가열되어 화재나 무선 충전 시스템(100)의 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 충전기(20)는 자기장 감지 센서(21-4)에 의해 송신 코일(21-1)이 생성하는 자기장이 이물질에 의해 왜곡되면 이를 감지하여, FOD를 확인할 수 있다. 또한, 충전기(20)는 온도 센서(21-2)에 의해 이물질이 가열되면서 무선 충전 송신부(21)의 주변 온도가 비정상적으로 상승하면 이를 감지할 수 있다.
도 2의 b는 1차 측 즉, 무선 충전 송신부(21)에서 공급하는 전력이 점진적으로 증가하여 전력 전송을 위한 자기장이 형성되는 단계이다. 구체적으로, 무선 충전 송신부(21)의 인버터가 동작을 시작하고, 전압 및 전류를 조절하면서 전력을 점진적으로 증가시킨다. 이때, 송신 코일(21-1)은 자기장을 형성하며, 이를 통해 2차 측인 수신 코일(11-1)과의 커플링이 준비된다. 그러나, 아직 2차 측 무선 충전 수신부(11)는 무선 충전 송신부(21)와의 커플링이 완료되지 않은 상태이므로, 2차 측 수신 전력은 0을 나타낸다. 이때, 무선 충전 송신부(21)의 인버터가 활성화되어 교류 전류를 생성한다.
도 2의 c는 2 측 수신부인 무선 충전 수신부(11)가 전력을 받은 준비 상태로 진입하여, 자기장을 감지하고 전력을 수신하기 위한 준비를 완료하는 단계이다. 구체적으로, EVCC 모듈(12)은 수신 코일(11-1)과 송신 코일(21-1)의 정렬 및 커플링 상태가 정상으로 판단되면, d단계로 진입할 수 있도록 무선 충전 수신부(11)를 제어할 수 있다. 또한, 무선 충전 송신부(21)는 자기장 경로에서 발생하는 이상 현상을 감지하여, 이물질이 있을 경우 또는 이상 상태가 감지되는 경우 전력 공급을 중단할 수 있다. 즉, 도 2의 b 및 도 2의 c는 전술한 무부하 상태로, SECC 모듈(22)에 의해 이상 상태가 판단되는 경우 전력을 낮추거나, 전력을 OFF 시키거나, 무선 충전 송신부(21)의 온도를 낮추는 처리를 수행할 수 있다.
도 2의 d는 1차 측인 무선 충전 송신부(21)에서 전력이 증가하고, 무선 충전수신부(11)가 이를 따라받아 배터리 팩(15)을 충전하는 단계이다. 구체적으로, 도 2의 d에 도시된 바와 같이, 1차 측인 무선 충전 송신부(21)에서 공급하는 전력은 점진적으로 증가하여 최적의 충전 전력 값에 도달하게 되며, 도달한 이후에도 임계 시간 동안 최적의 충전 전력 값을 유지하다가 충전 상태에 따라 충전 전력이 감소되는 것을 확인할 수 있다. 이때, 2차 측인 무선 충전 수신부(11)는 무선 충전 송신부(21)로부터 발생된 자기장을 통해 전력을 수신하는데, 2차 측 수신 전력은 1차 측 공급 전력의 증가를 따라 상승하지만, 무선 충전 시스템(100)의 효율과 자기장 손실 또는 임피던스 불일치 등의 에너지 손실로 인해 1차 측 전력과 완전히 동일한 수준에 도달하지 않는 것을 확인할 수 있다. 즉, 송신 코일(21-1)과 수신 코일(11-1) 간의 전력 전달은 항상 임계 이상의 에너지 손실을 동반함을 확인할 수 있다.
도 2의 e 및 f는 배터리 팩(15)의 충전 상태(SOC)가 소정의 수준에 도달하여 무선 충전 송신부(21)의 전력을 점진적으로 감소시키는 단계이다. 이때, 무선 충전 수신부(11)는 전력을 수신받지 않는다. 또한, 도 2의 g는 충전 프로세스가 종료된 후, 무선 충전 시스템(100)이 대기 상태로 전환되는 단계일 수 있다. 이 단계에서, 무선 충전 송신부(21)는 새로운 전기차(10)의 접촉 등 새로운 충전 요청을 대기하며 활성화될 준비를 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 충전 중 이상 상태를 감지하고 처리하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
충전 프로세스 시작 단계 S10
도시된 바와 같이, 충전 프로세스 시작 단계(S10)는 도 2의 a 단계일 수 있다. 충전 프로세스 시작 단계(S10)는 무선 충전 송신부(21)의 송신 코일(21-1)이 활성화되어 자기장을 형성하는 단계이다. 그러나, 충전 프로세스 시작 단계(S10)는 수신 코일(11-1)이 충전을 시작하기 않았기 때문에 2차 측의 수신 전력 즉, 무선 충전 수신부(11)의 수신 코일(11-1)이 아직 전력을 수신받지 못하는 단계이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 충전기(20)는 자기장 감지 센서(21-4) 또는 온도 센서(21-2)를 포함한다. 충전 프로세스 시작 단계(S10)에서, 충전기(20)는 무선 충전 송신부(21) 및 무선 충전 수신부(11)의 정렬을 확인할 수 있다. 또한, 충전기(20)는 FOD(Foreign Object Detection)를 확인할 수 있다. 구체적으로, 무선 충전은 송신 코일(21-1)에서 생성된 자기장이 수신 코일(11-1)에 전달될 때 전력이 전송되므로, 무선 충전 송신부(21)와 무선 충전 수신부(11)가 정렬되지 않으면 자기장이 제대로 전달되지 않아 충전 효율이 크게 저하되어 에너지 손실이 증가하고, 충전 시간이 길어질 수 있다. 또한, 무선 충전 송신부(21)와 무선 충전 수신부(11)의 정렬이 잘못되는 경우, 자기장이 비정상적으로 집중되는 지점이 발생해 무선 충전 송신부(21) 또는 무선 충전 수신부(11)가 과열되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 충전기(20)는 자기장 감지 센서(21-4)를 통해 무선 충전 송신부(21)와 무선 충전 수신부(11)의 정렬 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 충전 프로세스 시작 단계(S10)에서, FOD(Foreign Object Detection)는 무선 충전 송신부(21) 및 무선 충전 수신부(11) 간의 전력 전송 경로에 금속 등의 이물질이 존재하는지 확인하는 기술로, 동전, 열쇠 등의 금속 이물질이 무선 충전 송신부(21) 위에 놓이면 자기장에 의해 가열되어 화재나 무선 충전 시스템(100)의 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 충전기(20)는 자기장 감지 센서(21-4)에 의해 송신 코일(21-1)이 생성하는 자기장이 이물질에 의해 왜곡되면 이를 감지하여, FOD를 확인할 수 있다. 또한, 충전기(20)는 온도 센서(21-2)에 의해 이물질이 가열되면서 무선 충전 송신부(21)의 주변 온도가 비정상적으로 상승하면 이를 감지할 수 있다.
무부하 상태 단계 S11
도시된 바와 같이, 무부하 상태 단계(S11)는 도 2의 b 단계 또는 도 2의 c 단계일 수 있다. 전술한 바와 같이, 무부하 상태는 무선 충전 송신부(21)가 무선 충전 수신부(11)와 커플링이 되기 이전에, SECC 모듈(22)에 의해 무선 충전 송신부(21)에만 전력이 공급되는 상태이다. 즉, 무부하 상태 단계(S11)는 1차 측인 무선 충전 송신부(21)에서 공급하는 전력이 점진적으로 증가하여 전력 전송을 위한 자기장이 형성되는 단계이다. 구체적으로, 무선 충전 송신부(21)의 인버터가 동작을 시작하고, 전압 및 전류를 조절하면서 전력을 점진적으로 증가시킨다. 이때, 송신 코일(21-1)은 자기장을 형성하며, 이를 통해 2차 측인 수신 코일(11-1)과의 커플링이 준비된다. 그러나, 아직 2차 측 무선 충전 수신부(11)는 무선 충전 송신부(21)와의 커플링이 완료되지 않은 상태이므로, 2차 측 수신 전력은 0을 나타낸다. 이때, 무선 충전 송신부(21)의 인버터가 활성화되어 교류 전류를 생성한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무부하 상태 단계(S11)는 2차 측인 무선 충전 수신부(11)가 전력을 받은 준비 상태로 진입하여, 자기장을 감지하고 전력을 수신하기 위한 준비를 완료하는 단계이다. 구체적으로, EVCC 모듈(12)은 수신 코일(11-1)과 송신 코일(21-1)의 정렬 및 커플링 상태가 정상으로 판단되면, d단계로 진입할 수 있도록 무선 충전 수신부(11)를 제어할 수 있다. 또한, 무선 충전 송신부(21)는 자기장 경로에서 발생하는 이상 현상을 감지하여, 이물질이 있을 경우 또는 이상 상태가 감지되는 경우 전력 공급을 중단할 수 있다. 즉, 무부하 상태 단계(S11)에서, SECC 모듈(22)에 의해 이상 상태가 판단되는 경우 SECC 모듈(22)은 전력을 낮추거나, 전력을 OFF 시키거나, 무선 충전 송신부(21)의 온도를 낮추는 처리를 수행할 수 있다.
이상 상태 판단 단계 S20
본 발명에 따르면, 본 발명은 무부하 상태에서 전기차(10) 및 충전기(20)를 포함하는 무선 충전 시스템(100)의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기(20)를 제공한다. 구체적으로, 충전기(20)는 전기차(10) 및 충전기(20)의 온도를 감지하는 온도 센서(21-2), 전기차(10)에 전력을 공급하기 위한 무선 충전 송신부(21) 및 무선 충전 송신부(21)에 의한 전력 공급을 제어하는 SECC 모듈(22)을 포함한다.
이때, SECC 모듈(22)은 무선 충전 송신부(21)의 전력 공급이 전기차(10)가 위치하지 않은 곳에 발생한 경우, 온도 센서(21-2)에 의하여 감지된 무선 충전 송신부(21)의 내부 또는 무선 충전 송신부(21)의 외부의 온도가 임계 이상의 온도를 나타내는 경우, 온도 센서(21-2)에 의하여 감지된 무선 충전 송신부(21)의 내부 또는 무선 충전 송신부(21)의 외부의 온도 변화가 임계 이상의 온도 변화를 나타내는 경우 중 적어도 하나인 경우에 이상 상태를 결정하도록 구성된다. 또한, SECC 모듈(22)은 무선 충전 송신부(21)의 전력 공급 영역 내에 금속 물체가 감지된 경우에도 이상 상태를 결정하도록 구성된다. 또한, SECC 모듈(22)은 이상 상태가 결정된 경우, 무선 충전 송신부(21)의 전력의 출력을 차단하도록 구성된다. 또한, SECC 모듈(22)은 이상 상태가 결정된 경우, 무선 충전 송신부(21)의 전력의 출력을 점진적으로 감소시키도록 구성된다.
본 발명은 무부하 상태에서 전기차(10) 및 충전기(20)를 포함하는 무선 충전 시스템(100)의 이상 상태를 판단하기 위한 방법을 제공한다. 구체적으로, 무부하 상태에서 전기차(10) 및 충전기(20)를 포함하는 무선 충전 시스템(100)의 이상 상태를 판단하기 위한 방법은 충전기(20)의 SECC 모듈(22)에 의해 충전기(20)의 무선 충전 송신부(21)의 전력 공급이 전기차(10)가 위치하지 않은 곳에서의 발생 여부를 확인하는 단계, 충전기(20)의 SECC 모듈(22)에 의해 충전기(20)의 온도 센서(21-2)에 의해 감지된 현재 온도가 임계 온도를 초과하는지 여부를 판단하는 단계, 및 충전기(20)의 SECC 모듈(22)에 의해 충전기(20)의 온도 센서(21-2)에 의해 감지된 온도의 변화량이 임계 변화량을 초과하는지 여부를 판단하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 포함하는 이상 상태 판단 단계 및 상기 이상 상태 판단 단계에서 이상 상태가 판단된 경우, SECC 모듈(22)이 이상 상태를 결정하는 이상 상태 결정 단계를 포함한다.
예상 외의 전력 전송 판단 단계(S12)
도시된 바와 같이, SECC 모듈(22)은 무선 충전 송신부(21)의 여러 센서(21-2 내지 21-5) 및 여러 센서(21-2 내지 21-5)에 의해 수집된 데이터를 통해 예상 외의 전력 전송 상태에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 정렬 감지 센서(21-3)는 무선 충전 송신부(21)와 무선 충전 수신부(11) 간의 물리적 정렬 상태를 감지하여, 정렬 불량으로 인한 전력 전송 효율 저하 또는 자기장 손실을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 무선 충전 송신부(21)와 무선 충전 수신부(11) 간의 정렬이 불량인 경우, 자기장의 분포를 왜곡시켜, 예상 외의 전력 전송이 발생할 가능성을 높일 수 있다. 즉, SECC 모듈(22)은 정렬 감지 센서(21-3)가 수집한 무선 충전 송신부(21)와 무선 충전 수신부(11) 간의 물리적 정렬 상태 데이터에 기초하여, 무선 충전 송신부(21)와 무선 충전 수신부(11) 간의 정렬 상태가 임계 범위를 초과한 것으로 판단하면, SECC 모듈(22)은 무부하 상태(S11)에서 예상 외의 전력 전송이 발생한 것으로 판단을 수행할 수 있다.
도시된 바와 같이, SECC 모듈(22)은 무선 충전 송신부(21)의 자기장 감지 센서(21-4) 및 자기장 감지 센서(21-4) 에 의해 수집된 데이터를 통해 예상 외의 전력 전송 상태에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 자기장 감지 센서(21-4)는 무선 충전 송신부(21)에서 생성된 자기장의 강도와 분포를 감지할 수 있다. 이에 따라, 송신 코일(21-1)의 자기장이 수신 코일(11-1)의 외부로 유출되거나, 특정 경로로 자기장이 집중되는 경우를 감지할 수 있다. 이와 같은 자기장 유출은 예상 외의 전력 전송 상태로 이어질 수 있으며, SECC 모듈(22)은 무부하 상태(S11)에서 예상 외의 전력 전송이 발생한 것으로 판단을 수행할 수 있다.
도시된 바와 같이, SECC 모듈(22)은 무선 충전 송신부(21)의 임피던스 감지센서(21-5) 및 임피던스 감지센서(21-5)에 의해 수집된 데이터를 통해 예상 외의 전력 전송 상태에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 정상적인 커플링 상태에서는 임피던스 값이 사전에 설정된 예상 범위 내에서 유지될 수 있으나, 무선 충전 송신부(21)에서 예상치 못한 전력 유출이나 정렬 불량이 발생하면, 임피던스 값이 비정상적으로 변동될 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 임피던스 감지센서(21-5)에 의해 수집된 임피던스 변동 데이터에 기초하여 무부하 상태(S11)에서 예상 외의 전력 전송이 발생한 것으로 판단을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 자기장 감지 센서(21-4)에의해 송신 코일(21-1)의 주변에서 발생한 자기장의 강도와 분포를 측정할 수 있다. 이때, 송신 코일(21-1)이 생성한 자기장이 수신 코일(11-1) 이외의 위치에 집중되거나, 강하게 나타나는 경우 SECC 모듈(22)은 무부하 상태(S11)에서 예상 외의 전력 전송이 발생한 것으로 판단을 수행할 수 있다. 또한, SECC 모듈(22)은 사전에 저장된 정상적인 자기장 분포 데이터를 기반으로, 현재의 자기장 패턴을 비교할 수 있으며, 저장된 정상적인 자기장 분포 데이터와 비교하여 현재의 자기장 패턴이 왜곡되거나 유출된 것으로 감지되면 무부하 상태(S11)에서 예상 외의 전력 전송이 발생한 것으로 판단을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 임피던스 감지 센서(21-5)에 의해 무선 충전 송신부(21)에서 측정된 임피던스 값을 정상 커플링 상태에서의 기준값과 비교할 수 있다. 이때, 임피던스가 급격히 낮아지거나 변동성이 커지면, 무선 충전 송신부(21)와 무선 충전 수신부(11) 간 결합이 불량하거나, 전력이 예상치 못한 경로로 전달되고 있음을 나타낸다. 여기서, 결합 계수(CoC, Coupling Coefficient)는 송신 코일(21-1)과 수신 코일(11-1) 간 에너지 전달 효율을 나타내는 값으로, 예상치 못한 위치로 전력이 전달될 경우, 결합 계수가 급격히 낮아지거나 비정상적인 변동을 나타낼 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 무부하 상태(S11)에서 예상 외의 전력 전송이 발생한 것으로 판단을 수행할 수 있다.
제1 온도 초과 판단 단계(S13)
도시된 바와 같이, SECC 모듈(22)은 무선 충전 송신부(21)의 과열로 인한 무선 충전 시스템(100)의 손상을 방지하고, 도로, 공기, 물 등의 충전 매개체의 온도 상승으로 인한 비정상 상태를 조기에 감지하고, 전력 전송 과정에서 발생하는 열로 인해 사용자의 안전이 위협받는 상황을 방지하고, 충전 효율 저하 및 배터리 팩(15)의 손상을 예방하기 위해 제1 온도 초과 판단 단계(S13)를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 충전 송신부(21)의 내부 또는 무선 충전 송신부(21)의 주변에 설치된 온도 센서(21-2)가 실시간으로 온도 감지를 수행할 수 있다. 이때, 온도 센서(21-2)는 송신 코일(21-1) 또는 도로, 공기, 물 등의 충전 매개체의 온도를 측정할 수 있다. 구체적으로, 온도 센서(21-2)가 송신 코일(21-1)의 온도를 측정하는 경우, 송신 코일(21-1)의 자기장 생성 과정에서 발생하는 열을 측정하는 것일 수 있다. 또한, 온도 센서(21-2)가 도로, 공기, 물 등의 충전 매개체의 온도를 측정하는 경우, 매개체의 열 축적이나 환경 조건으로 인한 온도 상승을 감지하는 것일 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 데이터 베이스에 저장된 제1 온도와 온도 센서(21-2)에 의해 측정된 온도를 비교하여 제1 온도를 초과했는지 여부를 판단할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 온도는 무선 충전 송신부(21) 또는 도로, 공기 또는 물 등의 충전 매개체가 안전하게 작동할 수 있는 온도의 임계값을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 여러 위치에 배치된 온도 센서의 데이터를 통합적으로 분석할 수도 있다. 예를 들어, SECC 모듈(22)은 무선 충전 송신부(21)의 내부에 위치하는 온도 센서(21-2) 및 무선 충전 송신부(21)의 외부에 위치하는 온도 센서(21-2)의 온도 데이터를 비교하여 측정 위치에서 국부적인 과열이 발생했는지 여부를 확인할 수 있다. 또한, SECC 모듈(22)은 무선 충전 송신부(21)의 내부에 위치하는 온도 센서(21-2) 및 무선 충전 송신부(21)의 외부에 위치하는 온도 센서(21-2)의 온도 데이터를 비교하여 도로, 공기, 물 등의 충전 매개체의 온도 상승이 무선 충전 시스템(100)의 외부 요인에 의한 것인지 여부를 확인할 수 있다.
온도 미분값의 임계값 초과 판단 단계(S14)
도시된 바와 같이, SECC 모듈(22)은 SECC 모듈(22)은 무선 충전 송신부(21)의 과열로 인한 무선 충전 시스템(100)의 손상을 방지하고, 도로, 공기, 물 등의 충전 매개체의 온도 상승으로 인한 비정상 상태를 조기에 감지하고, 전력 전송 과정에서 발생하는 열로 인해 사용자의 안전이 위협받는 상황을 방지하고, 충전 효율 저하 및 배터리 팩(15)의 손상을 예방하기 위해 제1 온도 초과 판단 단계(S13)를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선 충전 송신부(21)의 내부 또는 무선 충전 송신부(21)의 주변에 설치된 온도 센서(21-2)가 실시간으로 온도 감지를 수행할 수 있다. 이때, 측정된 온도는 1초 또는 0.5초 등 일정한 주기로 측정되어 온도 센서(21-2)로부터 SECC 모듈(22)에 전송될 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 현재 측정된 온도와 직전 측정된 온도 데이터를 비교하여, 시간에 따른 온도의 변화율(ΔT/Δt)을 계산할 수 있다. 이때, 온도 센서(21-2)로부터 수신받은 모든 온도 데이터는 SECC 모듈(22)의 메모리에 저장되어, SECC 모듈(22)은 온도 변화의 패턴 분석을 수행할 수 있다. 여기서, SECC 모듈(22)은 [수학식 1]을 이용하여 온도의 미분값을 계산할 수 있다.
[수학식 1]
여기서, T현재는 현재 시점에서 측정된 온도이고, T이전은 이전 시점에서 측정된 온도이다. 또한, Δt는 두 온도 측정 간의 시간 간격, 예를 들어 1초를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)의 메모리부에 온도 변화율의 안전 임계값이 저장될 수 있다. 예를 들어, SECC 모듈(22)의 메모리부에 저장되는 온도 변화율의 안전 임계값은 1초에 5°C일 수 있다. 이 경우, SECC 모듈(22)의 메모리부에 저장되는 온도 변화율의 안전 임계값은 무선 충전 송신부(21)와 충전 매개체가 정상적으로 작동할 수 있는 온도 변화의 한계값을 나타낼 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 계산된 미분값(ΔT/Δt)을 사전에 설정된 임계값과 비교할 수 있고, SECC 모듈(22)은 변화율이 임계값을 초과하면 이상 상태로 판단을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 온도 변화율이 급격히 상승된 경우, 원인을 분석할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 무선 충전 송신부(21)가 과도한 전력 전달로 인하여 과부하된 경우, 무선 충전 송신부(21)에 이물질(FOD)로 인한 자기장이 왜곡된 경우 및 이물질(FOD)로 인해 무선 충전 송신부(21)가 집중적으로 가열된 경우, 뜨거운 날씨나 열 방출 부족 등 주변 환경 온도가 급격히 상승하는 경우, 단락 등의 송신 코일(21-1)에 결함이 있는 경우가 이에 해당할 수 있다.
충전 진행 단계(S15)
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 예상 외의 전력 전송 판단 단계(S12)에서 예상 외의 전력 전송인 경우로 판단하지 못한 경우, 제1 온도 초과 판단 단계(S13)에서 제1 온도 초과를 판단하지 못한 경우, 온도 미분값의 임계값 초과 판단 단계(S14)에서 온도 미분값의 임계값 초과를 판단하지 못한 경우에 충전을 진행(S15)시킬 수 있다.
이상 상태 결정 단계 S21
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 예상 외의 전력 전송 판단 단계(S12)에서 예상 외의 전력 전송인 경우로 판단한 경우, 제1 온도 초과 판단 단계(S13)에서 제1 온도 초과를 판단한 경우, 온도 미분값의 임계값 초과 판단 단계(S14)에서 온도 미분값의 임계값 초과를 판단한 경우 중 적어도 하나에 해당하는 경우에 이상 상태임을 결정(S21)할 수 있다.
이상 상태 해결 단계 S22
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 이상 상태 해결 단계(S22)에서 무선 충전 송신부(21)의 전력을 낮추기 위해, 출력 전력을 점진적으로 감소시켜 무선 충전 시스템(100)의 과부하 또는 과열 상태를 완화할 수 있다. 구체적으로, SECC 모듈(22)은 1차 측 무선 충전 송신부(21)의 전력 변환 장치인 인버터의 출력을 단계적으로 감소시킬 수 있다. 예를 들어, SECC 모듈(22)은 1차 측 무선 충전 송신부(21)의 전력 변환 장치인 인버터의 출력을 100% 전력에서 70%의 전력으로 감소시킨 후, 인버터의 출력을 50%로 낮추는 등 점진적으로 출력을 낮출 수 있다. 이후, SECC 모듈(22)은 온도 센서(21-2)에 의해 현재 온도가 제1 온도 이하의 정상 범위로 감지되는지 여부 또는 전력 손실이 줄어드는지 여부 등을 점검할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 이상 상태 해결 단계(S22)에서 무선 충전 송신부(21)의 전력을 차단하기 위해, 즉각적인 무선 충전 송신부(21)의 송신 코일(21-1)로의 전력 공급을 중단할 수 있다. 구체적으로, SECC 모듈(22)은 무선 충전 송신부(21)의 인버터와 송신 코일(21-1)로의 전력 공급을 중단할 수 있다. 또한, SECC 모듈(22)은 전력을 차단한 후, 무선 충전 송신부(21) 주변의 이물질(FOD) 감지 및 정렬 상태를 다시 점검할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 제1 온도가 초과된 경우, 무선 충전 송신부(21)와 주변 충전 매개체의 온도를 낮추는 역할을 수행할 수 있다. 구체적으로, SECC 모듈(22)은 무선 충전 송신부(21)의 출력을 감소시켜 자기장 발생량을 줄이고, 열 발생을 억제할 수 있다. 또한, SECC 모듈(22)은 무선 충전 송신부(21)의 내부의 냉각부(미도시) 즉 냉각 팬, 열 교환 장치, 또는 기타 냉각 시스템을 활성화하여 온도를 낮출 수 있으며, SECC 모듈(22)은 무선 충전 송신부(21)의 수냉식 등의 매개체 냉각 시스템을 작동시킬 수도 있다. 이후, SECC 모듈(22)은 온도 센서(21-2)를 통해 현재 온도가 제1 온도 이하인지 여부를 확인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 이상 상태 판단 단계(S20)에서 판단된 온도 초과, 전력 이상, 결합 불량 등의 이상 상태가 경미한 상태로 판단되는 경우, 전력을 낮추는 방법 또는 온도를 낮추는 방법으로 이상 상태를 해결할 수 있다. 또한, SECC 모듈(22)은 이상 상태 판단 단계(S20)에서 판단된 온도 초과, 전력 이상, 결합 불량 등의 이상 상태가 심각한 상태로 판단되는 경우, 전력을 차단하는 방법 또는 온도를 낮추는 방법에 의해 이상 상태를 해결할 수 있다.
이상 상태 재판단 단계 S23
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 이상 상태 재판단 단계(S23)에서, 이상 상태 판단 단계(S20)에서 수행된 전력 감소, 냉각 등의 조치 이후 온도 센서(21-2)에 의해 온도가 제1 온도 이하로 감지되는지 확인을 수행할 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 FOD(이물질)가 존재하여 이상 상태가 발생했을 경우, FOD가 제거되었는지 확인을 수행할 수 있다. 또한, SECC 모듈(22)은 자기장 감지 센서(21-4)를 통해 FOD의 존재 여부를 다시 측정할 수 있다. 여기서, 차량이 이동하는 동안 이물질(FOD)이 사라졌을 가능성이 있으므로, SECC 모듈(22)은 자기장 감지 센서(21-4)를 통해 FOD의 존재 여부를 다시 측정할 수 있다. 또한, SECC 모듈(22)은 전기차(10) 자체가 FOD를 가지고 다니는 경우, 무선 충전 수신부(11)와 무선 충전송신부(12)의 재정렬 상태를 확인할 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 정렬 감지 센서(21-3)를 사용해 송신 코일(21-1)과 수신 코일(11-1) 간의 물리적 정렬이 다시 올바르게 이루어졌는지 점검을 수행할 수 있다. 또한, SECC 모듈(22)은 임피던스 감지센서(21-5)에 의해 송신 코일(21-1)의 임피던스가 정상 범위 내로 복귀했는지 확인을 수행할 수 있다.
충전 진행 단계 S24
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 이상 상태 재판단 단계(S23)에서, 이상 상태 판단 단계(S20)에서 수행된 전력 감소, 냉각 등의 조치 이후 온도 센서(21-2)에 의해 온도가 제1 온도 이하로 감지되는지 확인을 수행할 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 이상 상태 판단 단계(S20)에서 수행된 전력 감소, 냉각 등의 조치 이후 온도 센서(21-2)에 의해 온도가 제1 온도 이하로 감지되는 경우, 충전 진행 단계(S24)를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 FOD(이물질)가 존재하여 이상 상태가 발생했을 경우, FOD가 제거되었는지 확인을 수행할 수 있다. 또한, SECC 모듈(22)은 자기장 감지 센서(21-4)를 통해 FOD의 존재 여부를 다시 측정할 수 있다. 여기서, 차량이 이동하는 동안 이물질(FOD)이 사라졌을 가능성이 있으므로, SECC 모듈(22)은 자기장 감지 센서(21-4)를 통해 FOD의 존재 여부를 다시 측정할 수 있다. 또한, SECC 모듈(22)은 전기차(10) 자체가 FOD를 가지고 다니는 경우, 무선 충전 수신부(11)와 무선 충전송신부(12)의 재정렬 상태를 확인할 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 정렬 감지 센서(21-3)를 사용해 송신 코일(21-1)과 수신 코일(11-1) 간의 물리적 정렬이 다시 올바르게 이루어졌는지 점검을 수행할 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 이상 상태 판단 단계(S20)에서 수행된 전력 감소, 냉각 등의 조치 이후 온도 센서(21-2)에 의해 온도가 제1 온도 이하로 감지되는 경우 또는 이물질이 사라진 것으로 판단되는 경우, 충전 진행 단계(S24)를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 임피던스 감지센서(21-5)에 의해 송신 코일(21-1)의 임피던스가 정상 범위 내로 복귀했는지 확인을 수행할 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 이상 상태 판단 단계(S20)에서 수행된 전력 감소, 냉각 등의 조치 이후 온도 센서(21-2)에 의해 온도가 제1 온도 이하로 감지되는 경우, 충전 진행 단계(S24)를 수행할 수 있다.
영구 이상 상태 판단 단계 S25
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 이상 상태 재판단 단계(S23)에서, 이상 상태 판단 단계(S20)에서 수행된 전력 감소, 냉각 등의 조치 이후 온도 센서(21-2)에 의해 온도가 제1 온도 이하로 감지되는지 확인을 수행할 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 FOD(이물질)가 존재하여 이상 상태가 발생했을 경우, FOD가 제거되었는지 확인을 수행할 수 있다. 이 경우, SECC 모듈(22)은 수행된 전력 감소, 냉각 등의 조치 이후 온도 센서(21-2)에 의해 온도가 제1 온도 초과로 감지되거나, 수행된 전력 감소, 냉각 등의 조치의 이후에도 FOD가 제거되지 않은 경우, 영구 이상 상태 판단 단계(S25)를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 이상 상태 재판단 단계(S23)에서, 이상 상태 판단 단계(S20)에서 수행된 전력 감소, 냉각 등의 조치 이후 자기장 감지 센서(21-4)를 통해 FOD의 존재 여부를 다시 측정할 수 있다. 여기서, 차량이 이동하는 동안 이물질(FOD)이 사라졌을 가능성이 있으므로, SECC 모듈(22)은 자기장 감지 센서(21-4)를 통해 FOD의 존재 여부를 다시 측정할 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 자기장 감지 센서(21-4)를 통해 FOD가 여전히 존재하는 것을 확인하면, 영구 이상 상태로 판단을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 이상 상태 재판단 단계(S23)에서, 이상 상태 판단 단계(S20)에서 수행된 전력 감소, 냉각 등의 조치 이후 전기차(10) 자체가 FOD를 가지고 다니는 경우, 무선 충전 수신부(11)와 무선 충전 송신부(12)의 재정렬 상태를 다시 확인할 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 정렬 감지 센서(21-3)를 사용해 송신 코일(21-1)과 수신 코일(11-1) 간의 물리적 정렬이 다시 올바르게 이루어졌는지 점검을 수행할 수 있다. 여기서, SECC 모듈(22)은 송신 코일(21-1)과 수신 코일(11-1) 간의 물리적 정렬이 올바르지 않은 것을 확인하면, 영구 이상 상태로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 이상 상태 재판단 단계(S23)에서, 이상 상태 판단 단계(S20)에서 수행된 전력 감소, 냉각 등의 조치 이후 임피던스 감지센서(21-5)에 의해 송신 코일(21-1)의 임피던스가 정상 범위 내로 복귀했는지 확인을 수행할 수 있다. 여기서, SECC 모듈(22)은 조치 이후에도 임피던스 감지센서(21-5)에 의해 송신 코일(21-1)의 임피던스가 정상 범위 내로 복귀하지 않은 것을 확인하면, 영구 이상 상태로 판단할 수 있다.
영구 이상 상태 보고 단계 S26
본 발명의 일 실시예에 따르면, SECC 모듈(22)은 영구 이상 상태 판단 단계(S25)에서 충전기(20)의 영구 이상 상태를 판단한 경우, EVCC 모듈(12)에 FOD 감지 빈도, 온도 데이터 문제, 임피던스 및 전력 손실 문제, 정렬 상태의 불안정성 중 적어도 하나의 원인으로 영구 이상 상태를 보고할 수 있다. 이때, SECC 모듈(22)은 이상 상태 재판단 단계(S23)에서 동일한 문제가 지속됨을 확인하였고, 지속되는 동일한 문제의 원인을 파악할 수 있다. 이에 따라, SECC 모듈(22)은 이상 상태 데이터를 EVCC 모듈(12)에 전송할 수 있다. 또한, SECC 모듈(22)은 이상 상태 데이터를 외부에 위치한 관리 시스템(미도시)에 보고를 수행할 수도 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
[부호의 설명]
10: 전기차
11: 무선 충전 수신부
11-1: 수신 코일
12: EVCC 모듈
13: 디스플레이부
14: BMS 모듈
15: 배터리 팩
16: 온도 센서
20: 충전기
21: 무선 충전 송신부
21-1: 송신 코일
21-2: 온도 센서
21-3: 정렬 감지 센서
21-4: 자기장 감지 센서
21-5: 임피던스 감지 센서

Claims (16)

  1. 무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기에 있어서,
    상기 전기차 및 상기 충전기의 온도를 감지하는 온도 센서;
    상기 전기차에 전력을 공급하기 위한 무선 충전 송신부; 및
    상기 무선 충전 송신부에 의한 전력 공급을 제어하는 SECC 모듈;을 포함하고,
    상기 SECC 모듈은
    상기 무선 충전 송신부의 전력 공급이 상기 전기차가 위치하지 않은 곳에 발생한 경우, 상기 온도 센서에 의하여 감지된 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도가 임계 이상의 온도를 나타내는 경우, 상기 온도 센서에 의하여 감지된 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도 변화가 임계 이상의 온도 변화를 나타내는 경우 중 적어도 하나인 경우에 이상 상태를 결정하도록 구성된,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 SECC 모듈은,
    상기 무선 충전 송신부의 전력 공급 영역 내에 금속 물체가 감지된 경우에도 이상 상태를 결정하도록 구성된,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 SECC 모듈은,
    이상 상태가 결정된 경우, 상기 무선 충전 송신부의 전력의 출력을 차단하도록 구성된,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 SECC 모듈은,
    이상 상태가 결정된 경우, 상기 무선 충전 송신부의 전력의 출력을 점진적으로 감소시키도록 구성된,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 SECC 모듈은,
    이상 상태가 결정된 경우, 상기 무선 충전 송신부의 냉각부를 활성화하여 상기 무선 충전 시스템의 온도를 낮추도록 구성된,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 SECC 모듈은,
    상기 냉각부의 활성화 이후, 상기 온도 센서에 의하여 감지된 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도가 임계 미만의 온도인지 여부를 판단하고,
    상기 온도 센서에 의하여 감지된 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도가 임계 미만의 온도인 경우, 충전을 진행하도록 구성된,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기.
  7. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 SECC 모듈은,
    상기 냉각부의 활성화 이후, 상기 온도 센서에 의하여 감지된 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도가 임계 미만의 온도인지 여부를 판단하고,
    상기 온도 센서에 의하여 감지된 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도가 임계 이상의 온도인 경우, 상기 무선 충전 시스템을 영구 이상 상태로 판단하도록 구성된,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 충전기.
  8. 무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법에 있어서,
    상기 충전기의 SECC 모듈에 의해 상기 충전기의 무선 충전 송신부의 전력 공급이 상기 전기차가 위치하지 않은 곳에서의 발생 여부를 확인하는 단계;
    상기 충전기의 SECC 모듈에 의해 상기 충전기의 온도 센서에 의해 감지된 현재 온도가 임계 온도를 초과하는지 여부를 판단하는 단계;및
    상기 충전기의 SECC 모듈에 의해 상기 충전기의 온도 센서에 의해 감지된 온도의 변화량이 임계 변화량을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 중 적어도 하나의 단계를 포함하는 이상 상태 판단 단계; 및
    상기 이상 상태 판단 단계에서 이상 상태가 판단된 경우, 상기 SECC 모듈이 이상 상태를 결정하는 이상 상태 결정 단계;를 포함하는,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 이상 상태 판단 단계;는,
    상기 SECC 모듈에 의해 상기 무선 충전 송신부의 전력 공급 영역 내에 금속 물체가 존재하는지를 감지하는 단계;를 포함하고,
    상기 이상 상태 결정 단계;는
    상기 금속 물체가 감지된 경우 이상 상태로 결정하는 단계;를 포함하는,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 SECC 모듈에 의해 상기 결정된 이상 상태를 해결하는 이상 상태 해결 단계;를 더 포함하고,
    상기 이상 상태 해결 단계;는
    상기 SECC 모듈에 의해 상기 무선 충전 송신부의 전력의 출력을 차단하는 단계;를 더 포함하는,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 SECC 모듈에 의해 상기 결정된 이상 상태를 해결하는 이상 상태 해결 단계;를 더 포함하고,
    상기 이상 상태 해결 단계;는
    상기 SECC 모듈에 의해 상기 무선 충전 송신부의 전력의 출력을 단계적으로 감소시키는 단계;를 더 포함하는,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 SECC 모듈에 의해 상기 결정된 이상 상태를 해결하는 이상 상태 해결 단계;를 더 포함하고,
    상기 이상 상태 해결 단계;는
    상기 SECC 모듈에 의해 상기 무선 충전 송신부의 냉각부를 활성화시켜 상기 무선 충전 송신부의 내부 또는 상기 무선 충전 송신부의 외부의 온도를 낮추는 단계;를 더 포함하는,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 SECC 모듈에 의해 상기 결정된 이상 상태를 해결하는 이상 상태 해결 단계;를 더 포함하고,
    상기 이상 상태 해결 단계;는
    상기 SECC 모듈에 의해 상기 무선 충전 송신부 및 상기 무선 충전 수신부 사이의 정렬 상태를 점검하는 단계;를 더 포함하는,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이상 상태 해결 단계 이후, 이상 상태를 재판단하는 이상 상태 재판단 단계;를 더 포함하고,
    상기 이상 상태 재판단 단계;는
    상기 SECC 모듈에 의해 상기 이상 상태 결정 단계에서 결정한 이상 상태와 동일한 이상 상태를 재판단하는 단계;를 더 포함하는,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 재판단한 동일한 이상 상태가 다시 결정되지 않은 경우, 상기 SECC 모듈이 충전을 진행시키는 충전 진행 단계;를 더 포함하는,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 재판단한 동일한 이상 상태가 다시 결정된 경우, 상기 SECC 모듈이 영구 이상 상태로 판단하는 영구 이상 상태 판단 단계;를 더 포함하는,
    무부하 상태에서 전기차 및 충전기를 포함하는 무선 충전 시스템의 이상 상태를 판단하기 위한 방법.
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