KR102768465B1 - Apparatus and method for controlling wireless power transfer - Google Patents
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Abstract
전원공급 디바이스(supply device)로부터 전력을 제공받는 전기차 디바이스(EV device)에 의해 수행되는 무선 전력 전송 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 제어 방법은, 상기 전원공급 디바이스 및 상기 전기차 디바이스 간의 페어링 방법에 관한 서비스 디테일을 확인하고 서비스를 선택하는 단계; 선택된 서비스와 연관된 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 따라 상기 전원공급 디바이스와 정밀 포지셔닝을 수행하는 단계; 선택된 서비스에 따라 LF(Low Frequency) 페어링을 수행하는 단계; 사전 충전(pre-charging) 전력 전송을 이용한 초기 정렬 체크를 수행하는 단계; 및 상기 선택된 서비스 및 상기 초기 정렬 체크 수행 결과에 따라 LPE(Low Power Excitation) 페어링을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.A wireless power transmission control method performed by an electric vehicle device (EV device) that receives power from a power supply device is disclosed. The wireless power transmission control method according to one embodiment of the present invention may include: a step of checking service details regarding a pairing method between the power supply device and the EV device and selecting a service; a step of performing precision positioning with the power supply device according to a precision positioning and pairing method associated with the selected service; a step of performing LF (Low Frequency) pairing according to the selected service; a step of performing an initial alignment check using pre-charging power transmission; and a step of performing LPE (Low Power Excitation) pairing according to the selected service and a result of performing the initial alignment check.
Description
본 발명은 무선 전력 전송 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기차 디바이스에 의해 수행되는 무선 전력 전송 제어 방법, 상기 방법을 이용하는 무선 전력 전송 제어 장치 및 전원공급 디바이스에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless power transmission control method and device, and more specifically, to a wireless power transmission control method performed by an electric vehicle device, a wireless power transmission control device using the method, and a power supply device.
최근 개발되고 있는 전기 자동차(Electric Vehicle, EV)는 배터리의 동력으로 모터를 구동하여, 종래의 가솔린 엔진 자동차에 비해 배기 가스 및 소음 등과 같은 공기 오염원이 적으며, 고장이 적고, 수명이 길고, 운전 조작이 간단하다는 장점이 있다.Electric vehicles (EVs) currently under development use batteries to drive the motor, and have the advantages of producing less air pollutants such as exhaust gases and noise, being less prone to breakdowns, having a longer lifespan, and being easier to drive than conventional gasoline engine vehicles.
전기 자동차는 구동원에 따라 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그인 하이브리드 전기 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 및 전기 자동차(EV)로 분류된다. HEV에는 주전력인 엔진과 보조 전력인 모터를 가지고 있다. PHEV는 주전력인 모터와 배터리가 방전될 때 사용되는 엔진을 가지고 있다. EV는 모터를 가지고 있으나, 엔진은 가지고 있지 않다.Electric vehicles are classified into hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and electric vehicles (EVs) based on their powertrains. HEVs have engines as their main power source and motors as their auxiliary power source. PHEVs have motors as their main power source and engines that are used when the battery is discharged. EVs have motors, but no engines.
전기차 충전 시스템은 기본적으로 상용 전원의 배전망(grid)이나 에너지 저장 장치의 전력을 이용하여 전기차에 탑재된 배터리를 충전하는 시스템으로 정의할 수 있다. 이러한 전기차 충전 시스템은 전기차의 종류에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 전기차 충전 시스템은 케이블을 이용한 전도성 충전 시스템이나 비접촉 방식의 무선 전력 전송 시스템을 포함할 수 있다.The electric vehicle charging system can be basically defined as a system that charges the battery mounted on the electric vehicle using the power of the commercial power grid or the power of the energy storage device. This electric vehicle charging system can take various forms depending on the type of electric vehicle. For example, the electric vehicle charging system can include a conductive charging system using a cable or a non-contact wireless power transmission system.
전기차 충전 제어는 전기차와 충전 스테이션 상호간 통신 프로토콜을 통해서 수행된다. 따라서, 전기차 충전 세션에 대한 모든 제어는 충전 스테이션이나 전기차에서 수행되어야 가능하다. 이때, 사용자가 전기차의 충전 상태의 점검이나 충전 진행 상황을 제어할 필요가 있다.Electric vehicle charging control is performed through a communication protocol between the electric vehicle and the charging station. Therefore, all control of the electric vehicle charging session must be performed at the charging station or the electric vehicle. At this time, the user needs to check the charging status of the electric vehicle or control the charging progress.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전기차 디바이스(EV device)에 의해 수행되는 무선 전력 전송 제어 방법을 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a method for controlling wireless power transmission performed by an electric vehicle device (EV device).
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 상기 무선 전력 전송 제어 방법을 이용하는 전기차 디바이스(EV device)의 전력전송 제어 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention to solve the above problems is to provide a power transmission control device for an electric vehicle device (EV device) using the wireless power transmission control method.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은 전기차 디바이스(EV Device)에 전력을 공급하는 전원공급 디바이스(supply device)에 의해 수행되는 무선 전력 전송 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention to solve the above problems is to provide a wireless power transmission method performed by a power supply device that supplies power to an electric vehicle device (EV Device).
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라 전원공급 디바이스(supply device)로부터 전력을 제공받는 전기차 디바이스(EV device)에 의해 수행되는 무선 전력 전송 제어 방법은, 상기 전원공급 디바이스 및 상기 전기차 디바이스 간의 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 관한 서비스 디테일을 확인하고 서비스를 선택하는 단계; 선택된 서비스와 연관된 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 따라 상기 전원공급 디바이스와 정밀 포지셔닝을 수행하는 단계; 선택된 서비스에 따라 LF(Low Frequency) 페어링을 수행하는 단계; 사전 충전(pre-charging) 전력 전송을 이용한 초기 정렬 체크를 수행하는 단계; 및 상기 선택된 서비스 및 상기 초기 정렬 체크 수행 결과에 따라 LPE(Low Power Excitation) 페어링을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention for achieving the above object, a method for controlling wireless power transmission performed by an electric vehicle device (EV device) that receives power from a power supply device may include: a step of checking service details regarding a precise positioning and pairing method between the power supply device and the EV device and selecting a service; a step of performing precise positioning with the power supply device according to the precise positioning and pairing method associated with the selected service; a step of performing LF (Low Frequency) pairing according to the selected service; a step of performing an initial alignment check using pre-charging power transmission; and a step of performing LPE (Low Power Excitation) pairing according to the selected service and a result of performing the initial alignment check.
상기 사전 충전 전력 전송을 이용한 초기 정렬 체크를 수행하는 단계는, 전원공급 디바이스로부터 수신한 사전-충전 전력을 기초로 WPT(Wireless Power Transfer) 정밀 포지셔닝 재협상 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The step of performing an initial alignment check using the above pre-charge power transfer may include a step of determining whether to renegotiate Wireless Power Transfer (WPT) precision positioning based on the pre-charge power received from the power supply device.
상기 사전-충전 전력을 기초로 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 여부를 결정하는 단계는, 상기 사전-충전 전력의 최소 전력 전송 효율(minimum power transfer efficiency)이 기준치 이상인지 판단하는 단계; 최소 전력 전송 효율이 기준치 미만인 경우 오정렬이 발생한 것으로 판단하는 단계; 및 오정렬 발생에 따라 WPT 정밀 포지셔닝 재협상의 수행을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. The step of determining whether to renegotiate WPT precision positioning based on the above pre-charge power may include the step of determining whether a minimum power transfer efficiency of the pre-charge power is equal to or greater than a reference value; the step of determining that misalignment has occurred if the minimum power transfer efficiency is less than the reference value; and the step of determining whether to perform WPT precision positioning renegotiation based on the occurrence of misalignment.
한편, 상기 서비스 디테일 확인을 위해 상기 전원공급 디바이스가 제공하는 서비스 디스커버리 응답 메시지는, 서비스 재협상이 가능한지 여부를 나타내는 파라미터를 포함할 수 있다. Meanwhile, the service discovery response message provided by the power supply device to confirm the service details may include a parameter indicating whether service renegotiation is possible.
여기서, 상기 서비스 재협상은, 충전 중, 상기 전원공급 디바이스에 의한 충전 루프(charing loop) 메시지 또는 전기차 디바이스에 의한 전력 전달 요청(PowerDeliveryReq) 메시지를 통해 트리거링될 수 있다. Here, the service renegotiation can be triggered by a charging loop message by the power supply device or a PowerDeliveryReq message by the electric vehicle device during charging.
상기 서비스 재협상은 또한, 상기 전원공급 디바이스 및 상기 EV 디바이스가 충전 일시중지 기간에서 깨어날 때 트리거링될 수도 있다.The above service renegotiation may also be triggered when the power supply device and the EV device wake up from a charging pause period.
상기 페어링 방법은, LF(Low Frequency) 페어링 및 LPE((Low Power Excitation) 페어링 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The above pairing method may include one or more of LF (Low Frequency) pairing and LPE (Low Power Excitation) pairing.
상기 무선 전력 전송 제어 방법은, 상기 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 수행 결정에 따라, 상기 서비스 디테일을 확인하고 서비스를 선택하는 단계, 상기 정밀 포지셔닝을 수행하는 단계, 및 상기 LF 페어링을 수행하는 단계를 재수행할 수 있다.The above wireless power transmission control method can re-perform the steps of checking the service details and selecting the service, performing the precision positioning, and performing the LF pairing according to the decision to perform the WPT precision positioning renegotiation.
상기 LF 정밀 포지셔닝 및 페어링을 수행하는 단계 이후, 상기 전기차 디바이스 및 상기 전원공급 디바이스 간에 인증을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.After the step of performing the above LF precision positioning and pairing, the step of performing authentication between the electric vehicle device and the power supply device may be further included.
상기 선택된 서비스 및 상기 초기 정렬 체크 수행 결과에 따라 LPE(Low Power Excitation) 페어링을 수행하는 단계는, 상기 최소 전력 전송 효율이 기준치 이상인 경우 수행될 수 있다. The step of performing LPE (Low Power Excitation) pairing according to the above-mentioned selected service and the result of the initial alignment check may be performed when the minimum power transfer efficiency is equal to or higher than a reference value.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기차 디바이스(EV device)의 전력전송 제어 장치는, 전원공급 디바이스가 제공하는 전력을 수용하는EV 파워 회로(EV Power Circuit); 프로세서; 및 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention for achieving the above-described other purpose, a power transmission control device of an electric vehicle device (EV device) may include an EV power circuit that receives power provided by a power supply device; a processor; and a memory that stores at least one command executed through the processor.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 전기차 디바이스 및 무선 전력 전송을 위한 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 관한 서비스 디테일을 확인하고 서비스를 선택하도록 하는 명령; 선택된 서비스와 연관된 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 따라 정밀 포지셔닝을 수행하도록 하는 명령; 선택된 서비스에 따라 LF(Low Frequency) 페어링을 수행하도록 하는 명령; 사전 충전(pre-charging) 전력 전송을 이용한 초기 정렬 체크를 수행하도록 하는 명령; 및 상기 선택된 서비스 및 상기 초기 정렬 체크 수행 결과에 따라 LPE(Low Power Excitation) 페어링을 수행하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.The at least one command may include: a command to check service details regarding the electric vehicle device and the precise positioning and pairing method for wireless power transmission and to select a service; a command to perform precise positioning according to the precise positioning and pairing method associated with the selected service; a command to perform LF (Low Frequency) pairing according to the selected service; a command to perform an initial alignment check using pre-charging power transmission; and a command to perform LPE (Low Power Excitation) pairing according to the selected service and a result of performing the initial alignment check.
전기차 디바이스(EV device)의 전력전송 제어 장치는, 무선통신을 이용해 상기 전원공급 디바이스와 통신하는 EV 통신 제어기(EVCC); 및 LF(Low Frequency) 신호를 이용해 상기 전원공급 디바이스와 P2PS 연결을 형성하는 EV 디바이스 P2PS(Point to Point Signal) 제어기를 더 포함할 수 있다.A power transmission control device of an electric vehicle device (EV device) may further include an EV communication controller (EVCC) that communicates with the power supply device using wireless communication; and an EV device P2PS (Point to Point Signal) controller that forms a P2PS connection with the power supply device using an LF (Low Frequency) signal.
상기 EV 파워 회로(EV Power Circuit)는 상기 전원공급 디바이스가 전송하는 LPE(Low Power Excitation) 신호를 수신할 수 있다. The above EV Power Circuit can receive an LPE (Low Power Excitation) signal transmitted by the power supply device.
상기 사전 충전 전력 전송을 이용한 초기 정렬 체크를 수행하도록 하는 명령은, 상기 전원공급 디바이스로부터 수신한 사전-충전 전력을 기초로 WPT(Wireless Power Transfer) 정밀 포지셔닝 재협상 여부를 결정하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.The command to perform an initial alignment check using the above pre-charge power transfer may include a command to determine whether to renegotiate Wireless Power Transfer (WPT) precision positioning based on the pre-charge power received from the power supply device.
상기 사전-충전 전력을 기초로 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 여부를 결정하도록 하는 명령은, 상기 사전-충전 전력의 최소 전력 전송 효율(minimum power transfer efficiency)이 기준치 이상인지 판단하도록 하는 명령; 최소 전력 전송 효율이 기준치 미만인 경우 오정렬이 발생한 것으로 판단하도록 하는 명령; 및 오정렬 발생에 따라 WPT 정밀 포지셔닝 재협상의 수행을 결정하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.A command for determining whether to renegotiate WPT precision positioning based on the above pre-charge power may include a command for determining whether a minimum power transfer efficiency of the above pre-charge power is equal to or greater than a reference value; a command for determining that misalignment has occurred if the minimum power transfer efficiency is less than the reference value; and a command for determining whether to perform WPT precision positioning renegotiation based on the occurrence of misalignment.
한편, 상기 서비스 디테일 확인을 위해 상기 전원공급 디바이스가 제공하는 서비스 디스커버리 응답 메시지는, 서비스 재협상이 가능한지 여부를 나타내는 파라미터를 포함할 수 있다. Meanwhile, the service discovery response message provided by the power supply device to confirm the service details may include a parameter indicating whether service renegotiation is possible.
여기서, 상기 서비스 재협상은, 충전 중, 상기 전원공급 디바이스에 의한 충전 루프(charing loop) 메시지 또는 전기차 디바이스에 의한 전력 전달 요청(PowerDeliveryReq) 메시지를 통해 트리거링될 수 있다. Here, the service renegotiation can be triggered by a charging loop message by the power supply device or a PowerDeliveryReq message by the electric vehicle device during charging.
상기 서비스 재협상은 또한, 상기 전원공급 디바이스 및 상기 EV 디바이스가 충전 일시중지 기간에서 깨어날 때 트리거링될 수도 있다.The above service renegotiation may also be triggered when the power supply device and the EV device wake up from a charging pause period.
또한, 상기 프로세서는, 상기 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 수행 결정에 따라, 상기 서비스 디테일을 확인하고 서비스를 선택하도록 하는 명령, 상기 정밀 포지셔닝을 수행하도록 하는 명령 및 상기 LF 페어링을 수행하는 명령를 재수행할 수 있다.Additionally, the processor may re-execute a command to check the service details and select a service, a command to perform the precision positioning, and a command to perform the LF pairing, based on the decision to perform the WPT precision positioning renegotiation.
상기 선택된 서비스 및 상기 초기 정렬 체크 수행 결과에 따라 LPE(Low Power Excitation) 페어링을 수행하도록 하는 명령은, 상기 최소 전력 전송 효율이 기준치 이상인 경우 수행될 수 있다.A command to perform LPE (Low Power Excitation) pairing according to the above-mentioned selected service and the result of the above-mentioned initial alignment check may be performed when the minimum power transfer efficiency is equal to or higher than a reference value.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따라 전기차 디바이스(EV Device)에 전력을 공급하는 전원공급 디바이스(supply device)에 의해 수행되는 무선 전력 전송 방법은, 상기 전기차 디바이스로부터의 서비스 디테일 확인 요청에 따라 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 대한 서비스 상태를 확인하고 상기 전기차 디바이스로 회신하는 단계; 상기 전기차 디바이스에 의해 선택된 서비스와 연관된 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 따라 상기 전기차 디바이스와 정밀 포지셔닝을 수행하는 단계; 상기 선택된 서비스에 따라 LF(Low Frequency) 페어링을 수행하는 단계; 초기 정렬 체크에 사용될 사전 충전(pre-charging) 전력을 상기 전기차 디바이스로 전송하는 단계; 및 상기 선택된 서비스 및 초기 정렬 체크 수행 결과에 따라 LPE(Low Power Excitation) 페어링을 수행하는 단계; 및 상기 전기차 디바이스로 전력을 전달하는 단계를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention for achieving the above another object, a wireless power transmission method performed by a power supply device supplying power to an electric vehicle device (EV Device) may include: a step of checking a service status for a precise positioning and pairing method according to a service detail confirmation request from the EV Device and sending a reply to the EV Device; a step of performing precise positioning with the EV Device according to a precise positioning and pairing method associated with a service selected by the EV Device; a step of performing LF (Low Frequency) pairing according to the selected service; a step of transmitting pre-charging power to the EV Device to be used for an initial alignment check; and a step of performing LPE (Low Power Excitation) pairing according to a result of performing the selected service and the initial alignment check; and a step of transmitting power to the EV Device.
이때, 상기 사전 충전 전력에 기초하여 상기 전기차 디바이스에 의해 WPT(Wireless Power Transfer) 정밀 포지셔닝 재협상 여부가 결정될 수 있다. At this time, whether to renegotiate WPT (Wireless Power Transfer) precision positioning can be determined by the electric vehicle device based on the pre-charge power.
상기 무선 전력 전송 방법은, 상기 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 수행 결정에 따라, 상기 서비스 디테일을 확인하고 서비스를 선택하는 단계, 상기 정밀 포지셔닝을 수행하는 단계, 및 상기 LF 페어링을 수행하는 단계를 재수행할 수 있다.The above wireless power transmission method can re-perform the steps of checking the service details and selecting the service, performing the precision positioning, and performing the LF pairing according to the decision to perform the WPT precision positioning renegotiation.
상기 페어링 방법은, LF(Low Frequency) 페어링 및 LPE((Low Power Excitation) 페어링 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The above pairing method may include one or more of LF (Low Frequency) pairing and LPE (Low Power Excitation) pairing.
상기 선택된 서비스 및 상기 초기 정렬 체크 수행 결과에 따라 LPE(Low Power Excitation) 페어링을 수행하는 단계는 상기 최소 전력 전송 효율이 기준치 이상인 경우 수행될 수 있다.The step of performing LPE (Low Power Excitation) pairing according to the above-mentioned selected service and the result of the initial alignment check may be performed when the minimum power transfer efficiency is equal to or higher than a reference value.
한편, 상기 서비스 디테일 확인을 위해 상기 전원공급 디바이스가 제공하는 서비스 디스커버리 응답 메시지는, 서비스 재협상이 가능한지 여부를 나타내는 파라미터를 포함할 수 있다. Meanwhile, the service discovery response message provided by the power supply device to confirm the service details may include a parameter indicating whether service renegotiation is possible.
여기서, 상기 서비스 재협상은, 충전 중, 상기 전원공급 디바이스에 의한 충전 루프(charing loop) 메시지 또는 전기차 디바이스에 의한 전력 전달 요청(PowerDeliveryReq) 메시지를 통해 트리거링될 수 있다. Here, the service renegotiation can be triggered by a charging loop message by the power supply device or a PowerDeliveryReq message by the electric vehicle device during charging.
상기 서비스 재협상은 또한, 상기 전원공급 디바이스 및 상기 EV 디바이스가 충전 일시중지 기간에서 깨어날 때 트리거링될 수도 있다.The above service renegotiation may also be triggered when the power supply device and the EV device wake up from a charging pause period.
본 발명에 따르면 사전-충전 전력의 전송 효율을 기초로 WPT(Wireless Power Transfer) 정밀 포지셔닝 재협상, 서비스 재협상을 수행함으로써 보다 양호한 전송 효율로 무선 전력 전송을 제공할 수 있다.According to the present invention, wireless power transfer can be provided with better transmission efficiency by performing WPT (Wireless Power Transfer) precision positioning renegotiation and service renegotiation based on the transmission efficiency of pre-charge power.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 전기차를 위한 무선 전력 전송의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송과 연관된 구성요소를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송(WPT)의 개략 순서도이다.
도 4a 내지 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 서비스 디테일 확인 과정의 흐름도이다.
도 5a 내지 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 서비스 선택 과정의 흐름도이다.
도 6a 내지 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 정밀 포지셔닝 셋업(Fine Positioning Setup) 과정의 흐름도이다.
도 7a 내지 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 정밀 포지셔닝 (Fine Positioning) 과정의 흐름도이다.
도 8a 내지 8d은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 LF 페어링(LF pairing) 과정의 흐름도이다.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 LF 페어링 홀드(pairing hold) 과정의 흐름도이다.
도 10a 내지 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 인증(Authorization) 과정의 흐름도이다.
도 11a 내지 11b은 본 발명의 일 실시예에 따른 초기 정렬 체크 셋업(Initial Alignment Check Setup) 과정의 흐름도이다.
도 12a 내지 12e는 본 발명의 일 실시예에 따른 초기 정렬 체크(Initial Alignment Check) 과정의 흐름도이다.
도 13a 내지 13d은 본 발명의 일 실시예에 따른 LPE 페어링(LPE pairing) 과정의 흐름도이다.
도 14a 내지 14c는 본 발명의 일 실시예에 따른 LPE 페어링 중단(LPE pairing stop) 과정의 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송(WPT)에서의 서비스 재협상 관련 순서도이다.
도 16a 내지 16b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 서비스 디테일 확인 과정의 흐름도이다.
도 17a 내지 17d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 서비스 선택 및 정밀 포지셔닝 셋업의 흐름도이다.
도 18a 내지 18d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 정밀 포지셔닝 과정 및 페어링 과정의 흐름도이다.
도 19a 내지 19e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 LF 페어링 홀드 및 초기 정렬 체크 셋업(Initial Alignment Check Setup)의 흐름도이다.
도 20a 내지 20e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 초기 정렬 체크 (Initial Alignment Check) LF 페어링 중단 과정의 흐름도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력전송 제어 장치의 블록 구성도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 블록 구성도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the concept of wireless power transmission for an electric vehicle to which one embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram illustrating components associated with wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic flowchart of wireless power transfer (WPT) according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 4A and 4B are flowcharts of a service detail confirmation process in wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 5A and 5B are flowcharts of a service selection process in wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 6A and 6B are flowcharts of a fine positioning setup process in wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 7A and 7B are flowcharts of a fine positioning process in wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 8A to 8D are flowcharts of an LF pairing process in wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 9A to 9C are flowcharts of an LF pairing hold process in wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 10A to 10B are flowcharts of an authentication process in wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 11a and 11b are flowcharts of an initial alignment check setup process according to one embodiment of the present invention.
Figures 12a to 12e are flowcharts of an initial alignment check process according to one embodiment of the present invention.
Figures 13a to 13d are flowcharts of an LPE pairing process according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 14a to 14c are flowcharts of an LPE pairing stop process according to one embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a flowchart related to service renegotiation in wireless power transfer (WPT) according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 16a to 16b are flowcharts of a service detail confirmation process in wireless power transmission according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 17A to 17D are flowcharts of service selection and precise positioning setup in wireless power transfer according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 18a to 18d are flowcharts of a precision positioning process and a pairing process in wireless power transmission according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 19A to 19E are flowcharts of LF pairing hold and initial alignment check setup in wireless power transfer according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 20A to 20E are flowcharts of an initial alignment check LF pairing interruption process in wireless power transmission according to another embodiment of the present invention.
Figure 21 is a block diagram of a power transmission control device according to one embodiment of the present invention.
Figure 22 is a block diagram of a wireless power transmission device according to one embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. The present invention can have various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, but should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Although the terms first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component could be referred to as the second component, and similarly, the second component could also be referred to as the first component. The term "and/or" includes any combination of a plurality of related listed items or any item among a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When it is said that a component is "connected" or "connected" to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to that other component, but that there may be other components in between. On the other hand, when it is said that a component is "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there are no other components in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is only used to describe specific embodiments and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In this application, it should be understood that the terms "comprises" or "has" and the like are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries, such as those defined in common dictionaries, should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the relevant art, and will not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless expressly defined in this application.
본 명세서에 사용되는 일부 용어를 정의하면 다음과 같다. Some terms used in this specification are defined as follows.
전기차(Electric Vehicle, EV)는 49 CFR(code of federal regulations) 523.3 등에서 정의된 자동차(automobile)를 지칭할 수 있다. 전기차는 고속도로 이용 가능하고, 차량 외부의 전원공급원으로부터 재충전 가능한 배터리 등의 차량 탑재 에너지 저장 장치에서 공급되는 전기에 의해 구동될 수 있다. 전원공급원은 주거지나 공용 전기서비스 또는 차량 탑재 연료를 이용하는 발전기 등을 포함할 수 있다. Electric Vehicle (EV) may refer to an automobile as defined in 49 CFR (code of federal regulations) 523.3, etc. An EV may be powered by electricity supplied by an onboard energy storage device, such as a battery, that is highway-capable and rechargeable from an external power source. Power sources may include residential or public electric service, or a generator that uses fuel onboard the vehicle.
전기차(electric vehicle, EV)는 일렉트릭 카(electric car), 일렉트릭 오토모바일(electric automobile), ERV(electric road vehicle), PV(plug-in vehicle), xEV(plug-in vehicle) 등으로 지칭될 수 있고, xEV는 BEV(plug-in all-electric vehicle 또는 battery electric vehicle), PEV(plug-in electric vehicle), HEV(hybrid electric vehicle), HPEV(hybrid plug-in electric vehicle), PHEV(plug-in hybrid electric vehicle) 등으로 지칭되거나 구분될 수 있다.An electric vehicle (EV) can be referred to as an electric car, electric automobile, ERV (electric road vehicle), PV (plug-in vehicle), or xEV (plug-in vehicle), and an xEV can be referred to as or distinguished from a BEV (plug-in all-electric vehicle or battery electric vehicle), PEV (plug-in electric vehicle), HEV (hybrid electric vehicle), HPEV (hybrid plug-in electric vehicle), or PHEV (plug-in hybrid electric vehicle).
플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)는 전력 그리드에 연결하여 차량 탑재 일차 배터리를 재충전하는 전기차로 지칭될 수 있다.A plug-in electric vehicle (PEV) can be referred to as an electric vehicle that can be connected to the power grid to recharge the vehicle's onboard primary battery.
플러그인 차량(Plug-in vehicle, PV)은 본 명세서에서 전기차 전원공급장치(Electric Vehicle Supply Equipment; EVSE)로부터 물리적인 플러그와 소켓을 사용하지 않고 무선 충전 방식을 통해 재충전 가능한 차량으로 지칭될 수 있다.A plug-in vehicle (PV) may be referred to herein as a vehicle that can be recharged wirelessly from an Electric Vehicle Supply Equipment (EVSE) without using a physical plug and socket.
중량 자동차(Heavy duty vehicles; H.D. Vehicles)는 49 CFR 523.6 또는 CFR 37.3(bus)에서 정의된 네 개 이상의 바퀴를 가진 모든 차량을 지칭할 수 있다.Heavy duty vehicles (H.D. vehicles) may refer to any vehicle with four or more wheels as defined in 49 CFR 523.6 or CFR 37.3 (bus).
경량 플러그인 전기차(Light duty plug-in electric vehicle)는 주로 공공 거리, 도로 및 고속도로에서 사용하기 위한 재충전 가능한 배터리나 다른 에너지 장치의 전류가 공급되는 전기 모터에 의해 추진력을 얻는 3개 또는 4개 바퀴를 가진 차량을 지칭할 수 있다. 경량 플러그인 전기차는 총 중량이 4.545㎏보다 작게 규정될 수 있다.Light duty plug-in electric vehicle (LTE) may refer to a vehicle with three or four wheels that is propelled by an electric motor supplied by a rechargeable battery or other energy source, primarily for use on public streets, roads and highways. A LTE may be defined as having a gross weight of less than 4.545 kg.
무선 충전 시스템(Wireless power charging system, WCS)은 무선 전력 전송과 얼라인먼트 및 통신을 포함한 GA와 VA 간의 제어를 위한 시스템을 지칭할 수 있다.A wireless power charging system (WCS) may refer to a system for wireless power transfer and control between GA and VA, including alignment and communication.
무선 전력 전송(Wireless power transfer, WPT)은 유틸리티(Utility)나 그리드(Grid) 등의 교류(AC) 전원공급 네트워크에서 전기차로 무접촉 수단을 통해 전기적인 전력을 전송하는 것을 지칭할 수 있다.Wireless power transfer (WPT) can refer to the transfer of electrical power from an alternating current (AC) power supply network, such as a utility or grid, to an electric vehicle through contactless means.
유틸리티(Utility)는 전기적인 에너지를 제공하며 통상 고객 정보 시스템(Customer Information System, CIS), 양방향 검침 인프라(Advanced Metering Infrastructure, AMI), 요금과 수익(Rates and Revenue) 시스템 등을 포함하는 시스템들의 집합으로 지칭될 수 있다. 유틸리티는 가격표 또는 이산 이벤트(discrete events)를 통해 플러그인 전기차가 에너지를 이용할 수 있도록 한다. 또한, 유틸리티는 관세율, 계측 전력 소비에 대한 인터벌 및 플러그인 전기차에 대한 전기차 프로그램의 검증 등에 대한 정보를 제공할 수 있다.A utility provides electrical energy and can be referred to as a set of systems, typically including a Customer Information System (CIS), Advanced Metering Infrastructure (AMI), and Rates and Revenue systems. The utility can make energy available to plug-in electric vehicles through price lists or discrete events. The utility can also provide information on tariffs, intervals for metered electricity consumption, and qualification of electric vehicle programs for plug-in electric vehicles.
스마트 충전(Smart charging)은 EVSE 및/또는 플러그인 전기차가 차량 충전율이나 방전율을 그리드 용량이나 사용 비용 비율의 시간을 최적화하기 위해 전력 그리드와 통신하는 시스템으로 설명할 수 있다.Smart charging can be described as a system where EVSE and/or plug-in electric vehicles communicate with the power grid to optimize the vehicle charge or discharge rate to grid capacity or time of day for cost-to-use ratios.
자동 충전(Automatic charging)은 전력을 전송할 수 있는 1차측 충전기 어셈블리(primary charger assembly)에 대하여 적절한 위치에 차량을 위치시키고 인덕티브 충전하는 동작으로 정의될 수 있다. 자동 충전은 필요한 인증 및 권한을 얻은 후에 수행될 수 있다.Automatic charging can be defined as the act of positioning a vehicle in an appropriate location relative to a primary charger assembly capable of transferring power and inductively charging it. Automatic charging can be performed after obtaining the necessary authentication and authorization.
상호운용성(Interoperabilty)은 서로 상대적인 시스템의 성분들이 전체 시스템의 목적하는 동작을 수행하기 위해 함께 작동할 수 있는 상태를 지칭할 수 있다. 정보 상호운용성(Information interoperability)은 두 개 이상의 네트워크들, 시스템들, 디바이스들, 애플리케이션들 또는 성분들이 사용자가 거의 또는 전혀 불편함 없이 안전하고 효과적으로 정보를 공유하고 쉽게 사용할 수 있는 능력을 지칭할 수 있다.Interoperability can refer to the state in which the components of a system relative to each other can work together to perform the intended operation of the entire system. Information interoperability can refer to the ability of two or more networks, systems, devices, applications, or components to share information safely and effectively and easily with little or no inconvenience to users.
유도 충전 시스템(Inductive charging system)은 두 파트가 느슨하게 결합된 트랜스포머를 통해 전기 공급 네트워크에서 전기차로 정방향에서 전자기적으로 에너지를 전송하는 시스템을 지칭할 수 있다. 본 실시예에서 유도 충전 시스템은 전기차 충전 시스템에 대응할 수 있다.An inductive charging system may refer to a system that electromagnetically transfers energy in the forward direction from a power supply network to an electric vehicle through a transformer in which two parts are loosely coupled. In this embodiment, the inductive charging system may correspond to an electric vehicle charging system.
유도 커플러(Inductive coupler)는 GA 코일과 VA 코일로 형성되어 전력이 전기적인 절연을 통해 전력을 전송하는 트랜스포머를 지칭할 수 있다.An inductive coupler can refer to a transformer formed by a GA coil and a VA coil and transmitting power through electrical insulation.
유도 결합(Inductive coupling)은 두 코일들 간의 자기 결합을 지칭할 수 있다. 두 코일은 그라운드 어셈블리 코일(Ground assembly coil)과 차량 어셈블리 코일(Vehicle assembly coil)을 지칭할 수 있다.Inductive coupling can refer to the magnetic coupling between two coils. The two coils can refer to the ground assembly coil and the vehicle assembly coil.
그라운드 어셈블리(Ground assembly, GA)는 GA 코일과 다른 적절한 부품을 포함하여 그라운드 또는 인프라스트럭처(infrastructure) 측에 배치되는 어셈블리를 지칭할 수 있다. 다른 적절한 부품은 임피던스와 공진주파수를 제어하기 위한 적어도 하나의 부품, 자기 경로(magnetic path)를 강화하기 위한 페라이트 및 전자기 차폐 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, GA는 무선 충전 시스템의 전력 소스로서 기능하는 데 필요한 전력/주파수 변환 장치, GA 컨트롤러 및 그리드로부터의 배선과 각 유닛과 필터링 회로들, 하우징 등의 사이의 배선을 포함할 수 있다.A ground assembly (GA) may refer to an assembly that is disposed on the ground or infrastructure side, including a GA coil and other suitable components. The other suitable components may include at least one component for controlling impedance and resonant frequency, a ferrite for reinforcing a magnetic path, and an electromagnetic shielding material. For example, the GA may include a power/frequency conversion device necessary to function as a power source of a wireless charging system, a GA controller, and wiring from a grid, and wiring between each unit and filtering circuits, a housing, etc.
차량 어셈블리(Vehicle assembly, VA)는 VA 코일과 다른 적절한 부품을 포함하여 차량에 배치되는 어셈블리를 지칭할 수 있다. 다른 적절한 부품은 임피던스와 공진주파수를 제어하기 위한 적어도 하나의 부품, 자기 경로를 강화하기 위한 페라이트 및 전자기 차폐 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, VA는 무선 충전 시스템의 차량 부품으로서 기능하는 데 필요한 정류기/전력변환장치와 VA 컨트롤러 및 차량 배터리의 배선뿐 아니라 각 유닛과 필터링 회로들, 하우징 등의 사이의 배선을 포함할 수 있다.A vehicle assembly (VA) may refer to an assembly disposed in a vehicle, including a VA coil and other suitable components. The other suitable components may include at least one component for controlling impedance and resonant frequency, a ferrite for reinforcing a magnetic path, and an electromagnetic shielding material. For example, the VA may include a rectifier/power converter necessary to function as a vehicle component of a wireless charging system, a VA controller, and wiring for a vehicle battery, as well as wiring between each unit and filtering circuits, a housing, etc.
전술한 GA는 서플라이 디바이스(supply device), 전원공급측 장치 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 VA는 전기차 디바이스(EV device), 전기차량 측 장치 등으로 지칭될 수 있다.The aforementioned GA may be referred to as a supply device, a power supply-side device, etc., and similarly, the VA may be referred to as an electric vehicle device (EV device), an electric vehicle-side device, etc.
전원공급측 장치(supply device)는 전기차량측 장치에 무접촉 결합을 제공하는 장치 즉, 전기차 외부의 장치일 수 있다. 전원 공급측 장치는 1차측 장치로 지칭될 수 있다. 전기차가 전력을 받을 때, 전원 공급측 장치는 전력을 전송하는 전원 소스로서 동작할 수 있다. 전원 공급측 장치는 하우징과 모든 커버들을 포함할 수 있다.The supply device may be a device external to the electric vehicle that provides a contactless connection to the electric vehicle-side device. The supply device may be referred to as a primary-side device. When the electric vehicle receives power, the supply device may act as a power source that transmits power. The supply device may include a housing and all covers.
전기차량측 장치(EV device)는 전원 공급측 장치에 무접촉 결합을 제공하는 전기차 탑재 장치일 수 있다. 전기차량측 장치는 2차측 장치로 지칭될 수 있다. 전기차가 전력을 받을 때, 전기차량측 장치는 전원공급측 장치로부터의 전력을 전기차로 전달할 수 있다. 전기차량측 장치는 하우징과 모든 커버들을 포함할 수 있다.The EV device may be a device mounted on an electric vehicle that provides a contactless connection to a power supply device. The EV device may be referred to as a secondary device. When the electric vehicle receives power, the EV device may transfer power from the power supply device to the electric vehicle. The EV device may include a housing and all covers.
그라운드 어셈블리 컨트롤러(Ground Assembly controller)는 차량으로부터의 정보를 토대로 GA 코일에 대한 출력 전력 레벨을 조절하는 GA의 일부분일 수 있다.A Ground Assembly controller may be a part of the GA that regulates the output power level to the GA coil based on information from the vehicle.
차량 어셈블리 컨트롤러(Vehicle Assembly controller)는 충전 동안 특정 차량용 파라미터를 모니터링하고 GA와의 통신을 개시하여 출력 전력 레벨을 제어하는 VA의 일부분일 수 있다.A Vehicle Assembly Controller may be a part of the VA that monitors certain vehicle parameters during charging and initiates communication with the GA to control the output power level.
전술한 GA 컨트롤러는 전원공급측 장치의 서플라이 파워 서킷(supply power circuit, SPC)로 지칭될 수 있고, VA 컨트롤러는 전기차 파워 서킷(EV power circuit, EVPC)로 지칭될 수 있다.The aforementioned GA controller may be referred to as a supply power circuit (SPC) of a power supply-side device, and the VA controller may be referred to as an electric vehicle power circuit (EV power circuit, EVPC).
마그네틱 갭(Magnetic gap)은 리츠선(litz wire)의 상부 또는 GA 코일의 마그네틱 재료의 상부의 가장 높은 평면과 상기 리츠선의 하부 또는 VA 코일의 마그네틱 재료의 가장 낮은 평면이 서로 정렬되었을 때 이들 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.The magnetic gap may refer to the vertical distance between the highest plane of the upper part of the Litz wire or the upper part of the magnetic material of the GA coil and the lowest plane of the lower part of the Litz wire or the magnetic material of the VA coil when they are aligned with each other.
주위 온도(Ambient temperature)는 직접적으로 햇빛이 비치지 않는 대상 서브시스템의 대기에서 측정된 그라운드 레벨 온도를 지칭할 수 있다.Ambient temperature may refer to the ground level temperature measured in the atmosphere of a target subsystem that is not directly exposed to sunlight.
차량 지상고(Vehicle ground clearance)는 도로 또는 도로포장과 차량 플로어 팬의 최하부 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.Vehicle ground clearance can refer to the vertical distance between the road or pavement and the lowest part of the vehicle's floor pan.
차량 마그네틱 지상고(Vehicle magnetic ground clearance)는 리츠선의 바닥 최하위 평면 또는 차량에 탑재된 VA 코일의 절연 재료와 도로포장 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다.Vehicle magnetic ground clearance can refer to the vertical distance between the lowest plane of the floor of the Litz line or the insulating material of the VA coil mounted on the vehicle and the road pavement.
차량 어셈블리(VA) 코일 표면 간격(Vehicle assembly coil surface distance)은 리츠선의 바닥 최하부의 평면 또는 VA 코일의 마그네틱 재료와 VA 코일의 최하위 외부 표면 사이의 수직 거리를 지칭할 수 있다. 이러한 거리는 보호 커버재 및 코일 포장재로 포장된 추가 아이템을 포함할 수 있다.Vehicle assembly (VA) coil surface distance can refer to the vertical distance between the bottommost plane of the Litz wire or the magnetic material of the VA coil and the bottommost outer surface of the VA coil. This distance can include additional items packaged with protective covering material and coil packaging material.
전술한 VA 코일은 2차 코일(secondary coil), 차량 코일(vehicle coil), 수신 코일(receiver coil) 등으로 지칭될 수 있고, 이와 유사하게 그라운드 어셈블리 코일(ground assembly coil, GA coil)은 1차 코일(primary coil), 송신 코일(transmit coil) 등으로 지칭될 수 있다.The above-mentioned VA coil may be referred to as a secondary coil, a vehicle coil, a receiver coil, etc., and similarly, the ground assembly coil (GA coil) may be referred to as a primary coil, a transmit coil, etc.
노출 도전 부품(Exposed conductive component)은 사람에 의해 접촉될 수 있고 평상시 전기가 흐르지 않지만 고장 시에 전기가 흐를 수 있는 전기적인 장치(예컨대, 전기차)의 도전성 부품을 지칭할 수 있다. An exposed conductive component may refer to a conductive component of an electrical device (e.g., an electric vehicle) that can be touched by a person and is not normally conductive but may become conductive in the event of a fault.
유해 라이브 요소(Hazardous live component)는 어떤 조건하에서 유해한 전기 쇼크를 줄 수 있는 라이브 구성요소를 지칭할 수 있다.Hazardous live component may refer to a live component that may, under certain conditions, provide a hazardous electric shock.
라이브 요소(Live component)는 기본적인 용도에서 전기적으로 활성화되는 모든 도체 또는 도전성 부품을 지칭할 수 있다.Live component may refer to any conductor or conductive part that is electrically active in its basic application.
직접 접촉(Direct contact)은 생물체인 사람의 접촉을 지칭할 수 있다.Direct contact can refer to contact between living beings, such as humans.
간접 접촉(Indirect contact)은 절연 실패로 사람이 노출된, 도전된, 전기가 흐르는 활성 성분에 접촉하는 것을 지칭할 수 있다(IEC 61140 참조).Indirect contact may refer to contact with exposed, conductive, live components due to an insulation failure (see IEC 61140).
얼라인먼트(Alignment)는 규정된 효율적인 전력 전송을 위해 전원공급측 장치에 대한 전기차량측 장치의 상대적인 위치를 찾는 절차 및/또는 전기차량측 장치에 대한 전원공급측 장치의 상대적인 위치를 찾는 절차를 가리킬 수 있다. 본 명세서에서 얼라인먼트는 무선 전력 전송 시스템의 위치 정렬을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Alignment may refer to a process of finding a relative position of an electric vehicle-side device to a power supply-side device for a prescribed efficient power transfer and/or a process of finding a relative position of a power supply-side device to an electric vehicle-side device. In this specification, alignment may refer to, but is not limited to, positional alignment of a wireless power transfer system.
페어링(Pairing)은 전력을 전송할 수 있도록 배치된 단일 전용 그라운드 어셈블리(전원공급측 장치)와 차량(전기차)이 연관되는 절차를 지칭할 수 있다. 본 명세서에서 페어링은 충전 스팟 또는 특정 그라운드 어셈블리와 차량 어셈블리 제어기의 연관 절차를 포함할 수 있다. 연관(Correlation/Association)은 두 피어 통신 실체들 사이의 관계 성립 절차를 포함할 수 있다.Pairing may refer to a procedure in which a single dedicated ground assembly (power supply side device) arranged to transfer power is associated with a vehicle (electric vehicle). In this specification, pairing may include a procedure for associating a charging spot or a specific ground assembly with a vehicle assembly controller. Association may include a procedure for establishing a relationship between two peer communication entities.
하이 레벨 통신(High level communication)은 명령 및 제어 통신에서 담당하는 정보를 초과하는 모든 정보를 처리할 수 있다. 하이 레벨 통신의 데이터 링크는 PLC(Power line communication)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.High-level communication can handle all information beyond that handled by command and control communication. The data link of high-level communication can use PLC (Power line communication), but is not limited to this.
저전력 기동(Low power excitation)은 정밀 포지셔닝과 페어링을 수행하기 위해 전기차가 전원공급측 장치를 감지하도록 그것을 활성화하는 것을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 그 역도 가능하다.Low power excitation may refer to, but is not limited to, activating the electric vehicle to detect the power supply side device for precision positioning and pairing, and vice versa.
SSID(Service set identifier)는 무선랜 상에서 전송되는 패킷의 해더에 붙는 32-character로 이루어진 유니크한 식별자이다. SSID는 무선 장비에서 접속하려고하는 BSS(basic service set)를 구분해준다. SSID는 기본적으로 여러 개의 무선랜을 서로 구별해준다. 따라서 특정한 무선랜을 사용하려는 모든 AP(access point)와 모든 단말(terminal)/스테이션(station) 장비들은 모두 같은 SSID를 사용할 수 있다. 유일한 SSID를 사용하지 않는 장비는 BSS에 조인하는 것이 불가능하다. SSID는 평문으로 그대로 보여지기 때문에 네트워크에 어떠한 보안 특성도 제공하지 않을 수 있다.SSID(Service set identifier) is a unique identifier consisting of 32 characters attached to the header of packets transmitted on a wireless LAN. SSID distinguishes the BSS(basic service set) that a wireless device is trying to connect to. SSID basically distinguishes multiple wireless LANs from each other. Therefore, all AP(access point) and all terminal/station devices that want to use a specific wireless LAN can use the same SSID. Devices that do not use a unique SSID cannot join the BSS. Since SSID is displayed as plain text, it may not provide any security features to the network.
ESSID(Extended service set identifier)는 접속하고자 하는 네트워크의 이름이다. SSID와 비슷하지만 보다 확장된 개념일 수 있다.ESSID (Extended service set identifier) is the name of the network you want to connect to. It is similar to SSID, but can be a more extended concept.
BSSID(Basic service set identifier)는 통상 48bits로 특정 BSS(basic service set)를 구분하기 위해 사용한다. 인프라스트럭쳐 BSS 네트워크의 경우, BSSID는 AP 장비의 MAC(medium access control)가 될 수 있다. 독립적인(independent) BSS나 애드훅(ad hoc) 네트워크의 경우, BSSID는 임의의 값으로 생성될 수 있다.BSSID(Basic service set identifier) is usually 48 bits and is used to distinguish a specific BSS(basic service set). For infrastructure BSS networks, BSSID can be the MAC(medium access control) of the AP equipment. For independent BSS or ad hoc networks, BSSID can be generated as a random value.
차징 스테이션(charging station)은 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리와 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리를 관리하는 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리 제어기를 포함할 수 있다. 그라운드 어셈블리는 적어도 하나 이상의 무선통신기를 구비할 수 있다. 차징 스테이션은 가정, 사무실, 공공장소, 도로, 주차장 등에 설치되는 적어도 하나 이상의 그라운드 어셈블리를 구비한 장소를 지칭할 수 있다.A charging station may include at least one ground assembly and at least one ground assembly controller that manages at least one ground assembly. The ground assembly may include at least one wireless communication device. The charging station may refer to a location having at least one ground assembly, such as a home, an office, a public place, a road, a parking lot, etc.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 전기차를 위한 무선 전력 전송의 개념을 설명하기 위한 개념도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the concept of wireless power transmission for an electric vehicle to which one embodiment of the present invention is applied.
도 1을 참조하면, 무선 전력 전송은 전기차(electric vehicle, 10)의 적어도 하나의 구성요소와 차징 스테이션(charging station, 20)에 의해서 수행될 수 있고, 전기차(10)에 무선으로 전력을 전송하기 위해서 이용될 수 있다.Referring to FIG. 1, wireless power transfer can be performed by at least one component of an electric vehicle (10) and a charging station (20), and can be used to wirelessly transfer power to the electric vehicle (10).
여기서, 전기차(10)는 일반적으로 배터리(12)와 같이 충전 가능한 에너지 저장 장치로부터 유도된 전류를 동력장치인 전기 모터의 에너지원으로 공급하는 차량(automobile)으로 정의할 수 있다. Here, an electric vehicle (10) can be generally defined as a vehicle (automobile) that supplies current induced from a rechargeable energy storage device, such as a battery (12), as an energy source for an electric motor, which is a power unit.
다만, 본 발명에 따른 전기차(10)는 전기 모터와 일반적인 내연기관(internal combustion engine)을 함께 갖는 하이브리드 자동차를 포함할 수 있고, 자동차(automobile)뿐만 아니라 모터사이클(motocycle), 카트(cart), 스쿠터(scooter) 및 전기 자전거(electric bicycle)를 포함할 수 있다.However, the electric vehicle (10) according to the present invention may include a hybrid vehicle having both an electric motor and a general internal combustion engine, and may include not only an automobile but also a motorcycle, a cart, a scooter, and an electric bicycle.
또한, 전기차(10)는 무선으로 배터리(12)를 충전할 수 있도록 수신 코일이 포함된 수신 패드(11)를 포함할 수 있으며, 유선으로 배터리(12)를 충전할 수 있도록 플러그 접속구를 포함할 수도 있다. 이때, 유선으로 배터리(12)를 충전할 수 있는 전기차(10)를 플러그인 전기차(Plug-in Electric Vehicle, PEV)로 지칭할 수 있다.In addition, the electric vehicle (10) may include a receiving pad (11) including a receiving coil so as to wirelessly charge the battery (12), and may also include a plug connection port so as to wire-charge the battery (12). In this case, an electric vehicle (10) capable of wire-charging the battery (12) may be referred to as a plug-in electric vehicle (PEV).
여기서, 차징 스테이션(20)은 전력망(power grid, 30) 또는 전력 백본(power backbone)에 연결될 수 있고, 전력 링크(power link)를 통하여 송신 코일이 포함된 송신 패드(21)에 교류(AC) 또는 직류(DC) 전력을 제공할 수 있다.Here, the charging station (20) can be connected to a power grid (30) or a power backbone and can provide alternating current (AC) or direct current (DC) power to a transmitting pad (21) including a transmitting coil via a power link.
또한, 차징 스테이션(20)은 유무선 통신을 통하여 전력망(power grid, 30) 또는 전력망을 관리하는 인프라 관리 시스템(infrastructure management system) 또는 인프라 서버와 통신할 수 있고, 전기차(10)와 무선 통신을 수행할 수 있다.In addition, the charging station (20) can communicate with a power grid (30) or an infrastructure management system or infrastructure server that manages the power grid through wired or wireless communication, and can perform wireless communication with an electric vehicle (10).
여기서, 무선 통신에는 블루투스(Bluetooth), 지그비(zigbee), 셀룰러(cellular), 무선 로컬 영역 네트워크(wireless local area network) 등이 있을 수 있다. Here, wireless communications can include Bluetooth, zigbee, cellular, and wireless local area networks.
또한, 예를 들어 차징 스테이션(20)은 전기차(10) 소유자의 집에 부속된 주차장, 주유소에서 전기차 충전을 위한 주차구역, 쇼핑 센터나 직장의 주차구역 등과 같이 다양한 장소에 위치할 수 있다.Additionally, for example, the charging station (20) may be located in various locations, such as a parking lot attached to the home of an electric vehicle owner (10), a parking area for charging electric vehicles at a gas station, a parking area at a shopping center or workplace, etc.
여기서, 전기차(10)의 배터리(12)를 무선 충전하는 과정은 먼저 전기차(10)의 수신 패드(11)가 송신 패드(21)에 의한 에너지 장(energy field)에 위치하고, 송신 패드(21)의 송신 코일과 수신 패드(11)의 수신 코일이 서로 상호작용 또는 커플링됨으로써 수행될 수 있다. 상호작용 또는 커플링의 결과로 수신 패드(11)에 기전력이 유도되고, 유도된 기전력에 의해 배터리(12)가 충전될 수 있다. Here, the process of wirelessly charging the battery (12) of the electric vehicle (10) can be performed by first positioning the receiving pad (11) of the electric vehicle (10) in an energy field by the transmitting pad (21), and then allowing the transmitting coil of the transmitting pad (21) and the receiving coil of the receiving pad (11) to interact or couple with each other. As a result of the interaction or coupling, an electromotive force is induced in the receiving pad (11), and the battery (12) can be charged by the induced electromotive force.
또한, 차징 스테이션(20)과 송신 패드(21)는 그 전부 또는 일부를 그라운드 어셈블리(Ground Assembly; GA)로 지칭할 수 있고, 그라운드 어셈블리는 앞서 정의한 의미를 참조할 수 있다.Additionally, the charging station (20) and the transmitting pad (21) may be referred to as a ground assembly (GA), in whole or in part, and the ground assembly may refer to the meaning defined above.
또한, 전기차(10)의 수신 패드(11)와 전기차의 다른 내부 구성요소 전부 또는 일부를 비히클 어셈블리(Vehicle Assembly; VA)로 지칭할 수 있는데, 여기서 비히클 어셈블리는 앞서 정의한 의미를 참조할 수 있다.Additionally, the receiving pad (11) of the electric vehicle (10) and all or part of other internal components of the electric vehicle may be referred to as a vehicle assembly (VA), where the vehicle assembly may refer to the meaning defined above.
여기서, 송신 패드 또는 수신 패드는 비극성(non-polarized) 또는 극성(polarized)으로 구성될 수도 있다.Here, the transmitting pad or receiving pad may be configured as non-polarized or polarized.
이때, 패드가 비극성이면 패드의 중앙에 하나의 극이 있고, 바깥 주변에 반대 극을 가질 수 있다. 여기서, 자속(flux)은 패드의 중앙에서 나가고(exit), 패드의 모든 바깥 경계에서 복귀(return)하도록 형성될 수 있다.At this time, if the pad is nonpolar, it can have one pole in the center of the pad and an opposite pole around the outer periphery. Here, the flux can be formed to exit at the center of the pad and return at all outer boundaries of the pad.
또한, 패드가 극성인 경우, 패드의 어느 한쪽 끝에 각각의 극을 가질 수 있다. 여기서, 자속은 패드의 방향(orientation)에 기초하여 형성될 수 있다. Additionally, if the pads are polar, they can have each pole at either end of the pad. Here, the magnetic flux can be formed based on the orientation of the pad.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송과 연관된 구성요소를 나타낸 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating components associated with wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
전기차에 대한 마그네틱 필드 무선 전력 전송(MF-WPT; magnetic field wireless power transfer)은 갈바닉 연결을 통한 전류 흐름 없이 프라이머리 디바이스 및 세컨더리 디바이스 간 전기적 또는 마그네틱 필드 또는 전파를 통한 공급 네트워크로부터의 전기 에너지 전달로 정의될 수 있다.Magnetic field wireless power transfer (MF-WPT) for electric vehicles can be defined as the transfer of electrical energy from a supply network via electrical or magnetic fields or radio waves between a primary device and a secondary device without current flow through a galvanic connection.
도 2를 참조하면, MF-WPT는 전원공급 디바이스(100; supply device) 및 EV 디바이스(EV device; 200) 간에 수행될 수 있다. 여기서, 전원공급 디바이스(100)는 공급 네트워크(supply network)와 연결되고, EV 디바이스(200)는 RESS(Rechargeable Energy Storage System)와 연관될 수 있다.Referring to FIG. 2, MF-WPT can be performed between a power supply device (100) and an EV device (EV device; 200). Here, the power supply device (100) can be connected to a supply network, and the EV device (200) can be associated with a RESS (Rechargeable Energy Storage System).
보다 구체적으로 전원공급 디바이스(100)는, 공급 파워 회로(Supply power circuit; SPC)(130), 공급장치 통신 제어기(Supply equipment communication controller; SECC)(140), 및 공급 디바이스 P2PS(Point to Point Signal) 제어기(Supply device P2PS controller)(150)를 포함할 수 있다. 공급 파워 회로(Supply power circuit)(130)는 프라이머리 디바이스(Primary device)(131) 및 공급 파워 전자장치(Supply power electronics)(132)를 포함할 수 있다. More specifically, the power supply device (100) may include a supply power circuit (SPC) (130), a supply equipment communication controller (SECC) (140), and a supply device P2PS (Point to Point Signal) controller (150). The supply power circuit (130) may include a primary device (131) and supply power electronics (132).
EV 디바이스(EV device)(200)는 EV 파워 회로(EV power circuit; EVPC)(230), EV 통신 제어기(EV communication controller; EVCC)(240), EV 디바이스 P2PS 제어기(EV device P2PS controller)(250)를 포함할 수 있다. 여기서, EV 파워 회로(EV power circuit)(230)는 세컨더리 디바이스(Secondary device)(231) 및 EV 파워 전자장치(EV power electronics)(232)를 포함할 수 있다. An EV device (200) may include an EV power circuit (EVPC) (230), an EV communication controller (EVCC) (240), and an EV device P2PS controller (250). Here, the EV power circuit (230) may include a secondary device (231) and EV power electronics (232).
프라이머리 디바이스(131) 및 세컨더리 디바이스(231) 간에는 무선 전력 플로우(wireless power flow)(a)가 존재한다. 즉, 프라이머리 디바이스(131)로부터 세컨더리 디바이스(231)로의 무선 전력 전송이 일어난다. 또한, 공급 디바이스 P2PS 제어기(150) 및 EV 디바이스 P2PS 제어기(250) 간에는 무선 P2PS 인터페이스(wireless P2PS interface)(b)가 형성되고, 공급장치 통신 제어기(140) 및 EV 통신 제어기(240) 간에는 무선통신 인터페이스(wireless communication interface)(c)가 형성될 수 있다. A wireless power flow (a) exists between the primary device (131) and the secondary device (231). That is, wireless power transfer occurs from the primary device (131) to the secondary device (231). In addition, a wireless P2PS interface (b) may be formed between the supply device P2PS controller (150) and the EV device P2PS controller (250), and a wireless communication interface (c) may be formed between the supply device communication controller (140) and the EV communication controller (240).
이때, 공급장치 통신 제어기 및 EV 통신 제어기 간 무선통신 규격은 IEEE Std 802.11을 따를 수 있다. 또한, 공급 디바이스 P2PS 제어기(150) 및 EV 디바이스 P2PS 제어기(250) 간에 형성되는 무선 P2PS 인터페이스는 LF 신호를 통해 구현될 수 있다. At this time, the wireless communication standard between the supply device communication controller and the EV communication controller may follow IEEE Std 802.11. In addition, the wireless P2PS interface formed between the supply device P2PS controller (150) and the EV device P2PS controller (250) may be implemented via an LF signal.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송(WPT)의 개략 순서도이다.FIG. 3 is a schematic flowchart of wireless power transfer (WPT) according to one embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 전력전송 방법은, 서비스 디테일/서비스 선택(Service Detail/Service Selection)(S310), 정밀 포지셔닝 셋업/정밀 포지셔닝(Fine Positioning Setup/Fine Positioning)(S320), LF 페어링(LF pairing)/LF 페어링 홀드(pairing hold)(S330), 인증(Authorization)(S340), 초기 정렬 체크 셋업(Initial Alignment Check Setup)/초기 정렬 체크(Initial Alignment Check)(S350), LPE 페어링(LPE pairing)/LPE 페어링 중단(LPE pairing stop)(S360) 단계를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the wireless power transmission method according to the present invention may include steps of Service Detail/Service Selection (S310), Fine Positioning Setup/Fine Positioning (S320), LF Pairing/LF Pairing Hold (S330), Authorization (S340), Initial Alignment Check Setup/Initial Alignment Check (S350), and LPE Pairing/LPE Pairing Stop (S360).
여기서, 본 발명에 따른 무선 전력 전송의 동작 주체는 전원공급 디바이스 및 EV 디바이스일 수 있다. 보다 구체적으로, 전원공급 디바이스 내의 공급장치 통신 제어기(SECC)(140), 공급 파워 회로(SPC)(130), 및 공급 디바이스 P2PS 제어기(150), 그리고 EV 디바이스(200) 내의 EV 통신 제어기(EVCC)(240), EV 파워 회로(230), EV 디바이스 P2PS 제어기(250) 등이 본 발명에 따른 무선 전력 전송의 동작 주체가 될 수 있다. Here, the operating subjects of the wireless power transfer according to the present invention may be the power supply device and the EV device. More specifically, the supply device communication controller (SECC) (140), the supply power circuit (SPC) (130), and the supply device P2PS controller (150) within the power supply device, and the EV communication controller (EVCC) (240), the EV power circuit (230), the EV device P2PS controller (250) within the EV device (200), etc. may be the operating subjects of the wireless power transfer according to the present invention.
여기서, 공급 파워 회로(130)는 SD WPT 제어기 및 SD LPE(Low Power Excitation) 제어기를 포함할 수 있으며, 공급 디바이스 P2PS 제어기(150)는 SD LF(Low Frequency) 제어기 및 SD LF 안테나를 포함할 수 있다.Here, the supply power circuit (130) may include an SD WPT controller and an SD LPE (Low Power Excitation) controller, and the supply device P2PS controller (150) may include an SD LF (Low Frequency) controller and an SD LF antenna.
또한, EV 파워 회로(230)는 EV WPT 제어기 및 EV LPE 제어기를 포함할 수 있으며, EV 디바이스 P2PS 제어기(250)는 EV LF 제어기 및 EV LF 안테나를 포함할 수 있다.Additionally, the EV power circuit (230) may include an EV WPT controller and an EV LPE controller, and the EV device P2PS controller (250) may include an EV LF controller and an EV LF antenna.
각 단계에 대한 상세 사항은 아래 도 4 내지 도 14를 통해 설명한다. Details for each step are explained in Figures 4 to 14 below.
도 4 내지 도 14에는 도시의 편의를 위해 전원공급 디바이스(100)를 공급장치 통신 제어기(SECC)(140), 공급 파워 회로(SPC)(130), 및 공급 디바이스 P2PS 제어기(150)와 별도의 블록으로 표현하였으나, 전원공급 디바이스는 공급장치 통신 제어기(SECC)(140), 공급 파워 회로(SPC)(130), 및 공급 디바이스 P2PS 제어기(150)를 포함할 수 있다. 따라서, 도 4 내지 도 14에 도시된 전원공급 디바이스(100)는 본 발명에 따른 무선 전력 전송을 수행하는 전원공급 디바이스의 메인 프로세서로 이해될 수 있다. In FIGS. 4 to 14, for convenience of illustration, the power supply device (100) is represented as a separate block from the supply device communication controller (SECC) (140), the supply power circuit (SPC) (130), and the supply device P2PS controller (150). However, the power supply device may include the supply device communication controller (SECC) (140), the supply power circuit (SPC) (130), and the supply device P2PS controller (150). Therefore, the power supply device (100) illustrated in FIGS. 4 to 14 may be understood as a main processor of the power supply device that performs wireless power transmission according to the present invention.
EV 디바이스(200) 또한 EV 통신 제어기(EVCC)(240), EV 파워 회로(230), EV 디바이스 P2PS 제어기(250)를 포함할 수 있다. 따라서, 도 4 내지 도 14에 도시된 EV 디바이스(200)는 본 발명에 따른 무선 전력 전송을 수행하는 EV 디바이스의 메인 프로세서로 이해될 수 있다.The EV device (200) may also include an EV communication controller (EVCC) (240), an EV power circuit (230), and an EV device P2PS controller (250). Accordingly, the EV device (200) illustrated in FIGS. 4 to 14 may be understood as a main processor of an EV device that performs wireless power transfer according to the present invention.
도 4a 내지 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 서비스 디테일 확인 과정의 흐름도이다. FIGS. 4A and 4B are flowcharts of a service detail confirmation process in wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
도 4a 내지 4b를 참조하면, 서비스 디테일 확인 과정은 EV 디바이스의 서비스 디테일 확인 요청에 따라, EV 파워 회로(230), EV 디바이스 P2PS 제어기(250), 공급 파워 회로(130), 공급 디바이스 P2PS 제어기(150)가 EV LPE의 상태, EV LF의 상태, 공급 디바이스(SD) LPE의 상태, SD LF의 상태를 확인하고, 각 상태 정보를 EV 디바이스로 회신하는 단계를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 4A and 4B, the service detail confirmation process may include a step in which, in response to a service detail confirmation request from an EV device, an EV power circuit (230), an EV device P2PS controller (250), a supply power circuit (130), and a supply device P2PS controller (150) confirm the status of an EV LPE, the status of an EV LF, the status of a supply device (SD) LPE, and the status of an SD LF, and return each status information to the EV device.
도 5a 내지 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 서비스 선택 과정의 흐름도이다. FIGS. 5A and 5B are flowcharts of a service selection process in wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
도 5a 내지 5b를 참조하면, 서비스 디테일 확인 과정을 통해 EV LPE의 상태, EV LF의 상태, SD LPE의 상태, SD LF의 상태를 확인한 EV 디바이스(200)는 EV 디바이스 및 전원공급 디바이스가 제공 가능한 서비스를 비교한다(S510). Referring to FIGS. 5a to 5b, the EV device (200) that has confirmed the status of the EV LPE, the status of the EV LF, the status of the SD LPE, and the status of the SD LF through the service detail confirmation process compares the services that the EV device and the power supply device can provide (S510).
즉, EV 디바이스(EVD)가 제공 가능한 서비스가 LPE인지, LF인지, 또는 LPE와 LF 모두 서비스 제공이 가능한지와, 전원공급 디바이스(SD)가 제공 가능한 서비스가 LPE인지, LF인지, 또는 LPE와 LF 모두 서비스 제공이 가능한지를 체크하고 상호 비교한다. 비교 결과, EV 디바이스가 제공 가능한 서비스와 전원공급 디바이스(SD)가 제공 가능한 서비스의 종류가 다른 경우에는 서비스 세션을 종료하거나 재결합(re-association) 절차를 진행한다(S520). That is, it is checked and compared whether the service that the EV device (EVD) can provide is LPE, LF, or both LPE and LF, and whether the service that the power supply device (SD) can provide is LPE, LF, or both LPE and LF. As a result of the comparison, if the types of services that the EV device can provide and the types of services that the power supply device (SD) can provide are different, the service session is terminated or a re-association procedure is performed (S520).
EV 디바이스와 전원공급 디바이스(SD)가 제공 가능한 동일한 종류의 서비스가 하나 이상 존재하는 경우, EV 디바이스는 해당 서비스를 선택하고 (S530), 서비스 선택 결과를 EVCC(240)를 통해 전원공급 디바이스(100)로 전달한다. If there is one or more services of the same type that can be provided by the EV device and the power supply device (SD), the EV device selects the service (S530) and transmits the service selection result to the power supply device (100) through the EVCC (240).
도 6a 내지 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 정밀 포지셔닝 셋업(Fine Positioning Setup) 과정의 흐름도이다. FIGS. 6A and 6B are flowcharts of a fine positioning setup process in wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
정밀 포지셔닝 셋업 과정(S610)에서 EV 디바이스는 우선 서비스 디테일 확인 및 서비스 선택 과정을 통해 선택한 정밀 포지셔닝 방법을 확인한다. EV 디바이스가 정밀 포지셔닝에 LF를 사용하는지, LPE를 사용하는지, 혹은 두 가지 방법 모두를 사용하는지에 따라 EV LPE 제어기 또는 EV 디바이스 P2PS 제어기로 정밀 포지셔닝 초기화 요청(FinePositioningInitializationReq.)을 전송하고 이들로부터 정밀 포지셔닝 초기화 요청에 대한 응답(FinePositioningInitializationRes)을 수신한다. In the precision positioning setup process (S610), the EV device first confirms the selected precision positioning method through the service detail confirmation and service selection processes. Depending on whether the EV device uses LF, LPE, or both methods for precision positioning, it transmits a precision positioning initialization request (FinePositioningInitializationReq.) to the EV LPE controller or the EV device P2PS controller and receives a response (FinePositioningInitializationRes) to the precision positioning initialization request from them.
EV 디바이스는 정밀 포지셔닝을 위한 LPE 및/또는 LF에 대한 컨펌이 완료된 경우 전원공급 디바이스로 정밀 포지셔닝 셋업 요청(FinePositioningSetupReq.)를 전송한다. 전원공급 디바이스(100)는 전원공급 디바이스가 정밀 포지셔닝에 LF를 사용하는지, LPE를 사용하는지, 혹은 두 가지 방법 모두를 사용하는지에 따라 SD LPE 제어기 또는 SD P2PS 제어기로 정밀 포지셔닝 초기화 요청(FinePositioningInitializationReq.)을 전송하고 이들로부터 정밀 포지셔닝 초기화 요청에 대한 응답(FinePositioningInitializationRes.)을 수신함으로써, 전원공급 디바이스에서의 정밀 포지셔닝 셋업 절차를 수행한다(S620). The EV device transmits a fine positioning setup request (FinePositioningSetupReq.) to the power supply device when confirmation of LPE and/or LF for fine positioning is completed. The power supply device (100) transmits a fine positioning initialization request (FinePositioningInitializationReq.) to the SD LPE controller or the SD P2PS controller depending on whether the power supply device uses LF, LPE, or both methods for fine positioning, and receives a response (FinePositioningInitializationRes.) to the fine positioning initialization request from them, thereby performing a fine positioning setup procedure in the power supply device (S620).
도 7a 내지 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 정밀 포지셔닝 (Fine Positioning) 과정의 흐름도이다. FIGS. 7A and 7B are flowcharts of a fine positioning process in wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
정밀 포지셔닝 셋업 절차가 완료되면 EV 디바이스는 EV 파워 회로(230) 및 EV 디바이스 P2PS 제어기(250)에 정밀 포지셔닝 대기 요청(FinePositioningAwaitReq.) 신호를 전송하고 이들로부터 응답 신호를 수신한다(S710). 전원공급 디바이스 또한 SD 파워 회로(130) 및 공급 디바이스 P2PS 제어기(150)에 정밀 포지셔닝 대기 요청(FinePositioningAwaitReq.) 신호를 전송하고 이들로부터 응답 신호를 수신한다(S720).When the fine positioning setup procedure is completed, the EV device transmits a fine positioning wait request (FinePositioningAwaitReq.) signal to the EV power circuit (230) and the EV device P2PS controller (250) and receives a response signal from them (S710). The power supply device also transmits a fine positioning wait request (FinePositioningAwaitReq.) signal to the SD power circuit (130) and the supply device P2PS controller (150) and receives a response signal from them (S720).
이어지는 페어링 절차에서는, EV 디바이스 및 전원공급 디바이스가 서비스 하는 정밀 포지셔닝 방법에 따라 LF 페어링 또는 LPE 페어링이 수행될 수 있고, 두 가지 정밀 포지셔닝 방법에 모두 사용되는 경우 LF 페어링 및 LPE 페어링이 수행될 수 있다. In the subsequent pairing procedure, either LF pairing or LPE pairing may be performed depending on the precise positioning method serviced by the EV device and the power supply device, and if both precise positioning methods are used, both LF pairing and LPE pairing may be performed.
도 8a 내지 8d은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 LF 페어링(LF pairing) 과정의 흐름도이다. FIGS. 8A to 8D are flowcharts of an LF pairing process in wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
도 8a 내지 8d를 참조하면, LF 페어링 과정에서 EV 디바이스 P2PS 제어기(250)는 EV 디바이스의 LF 페어링 개시 요청(LFPairingStartReq.)에 따라 EV LF 안테나를 이용해 자기장을 전송한다(S810). Referring to FIGS. 8a to 8d, during the LF pairing process, the EV device P2PS controller (250) transmits a magnetic field using the EV LF antenna according to the LF pairing initiation request (LFPairingStartReq.) of the EV device (S810).
전원공급 디바이스(100)는 EV LF 안테나에 의해 전송되는 자기장, 즉, LF 신호를 SD LF 안테나로부터 감지하고, LF 페어링 데이터를 수신하였음을 EV 디바이스로 회신한다(S820). The power supply device (100) detects a magnetic field transmitted by the EV LF antenna, i.e., an LF signal, from the SD LF antenna and responds to the EV device that LF pairing data has been received (S820).
도 9a 내지 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 LF 페어링 홀드(pairing hold) 과정의 흐름도이다. FIGS. 9A to 9C are flowcharts of an LF pairing hold process in wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
LF 페어링(LF pairing)은 도 9a 내지 9c에 도시된 바와 같이 필요시 페어링 홀드 요청에 의해 홀딩될 수 있다. LF pairing can be held by a pairing hold request when necessary, as illustrated in FIGS. 9a to 9c.
도 10a 내지 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 인증(Authorization) 과정의 흐름도이다. FIGS. 10A to 10B are flowcharts of an authentication process in wireless power transmission according to one embodiment of the present invention.
LF 페어링 이후에는 도 10a 내지 10b에 도시된 바와 같이 인증 과정이 이어지며, 해당 절차가 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 절차인 경우(S1010의 Yes)에는 인증 과정이 생략될 수 있다. After LF pairing, an authentication process is performed as illustrated in FIGS. 10a and 10b. If the procedure is a WPT precision positioning renegotiation procedure (Yes in S1010), the authentication process may be omitted.
EV 디바이스의 인증 요청(EVDAuthorizationReq.)에 따라, EV 디바이스(200)와 전원공급 디바이스(100) 간에 인증이 수행된다.Authentication is performed between the EV device (200) and the power supply device (100) according to the EV device authentication request (EVDAuthorizationReq.).
추가적으로 도 10의 인증 과정은 신분 디테일 확인 절차를 포함할 수 있다. 신분 디테일 확인 절차는 EV 디바이스가 전원공급 디바이스로 신분 디테일 확인 요청(EVDIdentificationDetailReq; IdentificationDetailReq)을 전송하고 응답(SDIdentificationDetailRes; IdentificatioDetailRes)을 수신하는 형태로 수행될 수 있다.Additionally, the authentication process of FIG. 10 may include an identity detail verification procedure. The identity detail verification procedure may be performed in the form of the EV device sending an identity detail verification request (EVDIdentificationDetailReq; IdentificationDetailReq) to the power supply device and receiving a response (SDIdentificationDetailRes; IdentificatioDetailRes).
도 11a 내지 11b은 본 발명의 일 실시예에 따른 초기 정렬 체크 셋업(Initial Alignment Check Setup) 과정의 흐름도이다. FIGS. 11a and 11b are flowcharts of an initial alignment check setup process according to one embodiment of the present invention.
초기 정렬 체크 셋업 과정에서 EV 디바이스는 우선 초기 정렬 체크 셋업 요청을 전원공급 디바이스(100)로 전송하고, EV 파워 회로(230)로 하여금 사전-충전 초기화(Pre-charging initialization) 및 대기(Pre-charging Await)를 수행할 것을 요청한다(S1110).In the initial alignment check setup process, the EV device first transmits an initial alignment check setup request to the power supply device (100) and requests the EV power circuit (230) to perform pre-charging initialization and pre-charging await (S1110).
전원공급 디바이스(100)는 EV 디바이스의 요청에 따라 공급 파워 회로(130)의 SD WPT 제어기로 하여금 사전-충전 초기화(Pre-charging initialization) 및 사전 충전 대기(Pre-charging Await)를 수행하도록 한다 (S1120). The power supply device (100) causes the SD WPT controller of the supply power circuit (130) to perform pre-charging initialization and pre-charging await according to a request of the EV device (S1120).
도 12a 내지 12e는 본 발명의 일 실시예에 따른 초기 정렬 체크(Initial Alignment Check) 과정의 흐름도이다. Figures 12a to 12e are flowcharts of an initial alignment check process according to one embodiment of the present invention.
초기 정렬 체크 셋업 절차 이후 EV 디바이스(200)는 초기 정렬 체크 개시 요청(InitialAlignmentCheckStartReq.)을 전원공급 디바이스(100)로 전송한다. 이를 수신한 전원공급 디바이스는 SD WPT 제어기로 하여금 사전-충전(pre-charing) 전력의 전송을 수행하도록 한다.After the initial alignment check setup procedure, the EV device (200) transmits an initial alignment check start request (InitialAlignmentCheckStartReq.) to the power supply device (100). Upon receiving this, the power supply device causes the SD WPT controller to perform transmission of pre-charging power.
EV 디바이스의 EV 파워 회로(230)는 전원공급 디바이스가 전송한 사전-충전 전력을 수신하고, 수신한 사전-충전 전력을 기초로 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 여부를 결정한다(S1200).The EV power circuit (230) of the EV device receives pre-charge power transmitted by the power supply device and determines whether to renegotiate WPT precision positioning based on the received pre-charge power (S1200).
보다 구체적으로 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 여부를 결정 단계(S1200)에서, EV 디바이스는 전원공급 디바이스로부터 수신한 사전-충전 전력의 최소 전력 전송 효율(minimum power transfer efficiency)이 기준치 이상인지 판단하고, 최소 전력 전송 효율이 기준치 이상인 경우에는 WPT 정밀 포지셔닝 재협상을 진행하지 않고 LF 페어링 중단 절차 및 LPE 페어링 절차를 진행한다. 여기서, 전력 전송 효율 관련 기준치는 85%일 수 있다.More specifically, in the step (S1200) of determining whether to renegotiate WPT precision positioning, the EV device determines whether the minimum power transfer efficiency of the pre-charging power received from the power supply device is equal to or higher than a reference value, and if the minimum power transfer efficiency is equal to or higher than the reference value, the EV device does not perform WPT precision positioning renegotiation and instead performs the LF pairing stop procedure and the LPE pairing procedure. Here, the reference value related to the power transfer efficiency may be 85%.
반면, 최소 전력 전송 효율이 기준치 미만인 경우에는 오정렬(mis-alignment)이 발생한 것으로 판단하고, WPT 페어링을 재수행할 것인지 판단한다. On the other hand, if the minimum power transfer efficiency is below the standard, it is determined that misalignment has occurred and whether to re-perform WPT pairing.
WPT 페어링을 재수행하지 않는 경우에는 정렬을 중단하고 안전 모니터링 및 진단 체크를 수행하며, V2G 통신 세션을 종료하거나 재연결(re-association)을 수행한다. If WPT pairing is not re-performed, alignment is stopped, safety monitoring and diagnostic checks are performed, and the V2G communication session is terminated or re-association is performed.
반면, WPT 페어링을 재수행하는 경우에는 WPT 페어링을 재수행한 횟수가 반복 WPT 페어링 횟수와 관련한 임계치 이상인지 판단한다. WPT 페어링을 재수행한 횟수가 임계치 미만인 경우에는 WPT 페어링 절차를 계속 진행한다. On the other hand, when re-performing WPT pairing, it is determined whether the number of times WPT pairing is re-performed is greater than or equal to a threshold value related to the number of repeated WPT pairings. If the number of times WPT pairing is re-performed is less than the threshold value, the WPT pairing procedure is continued.
WPT 페어링을 재수행한 횟수가 반복 WPT 페어링 관련 임계치 이상인 경우에는 EV 디바이스 및 전원공급 디바이스의 LF 서비스 및/또는 LPE 서비스 가능 여부를 체크한 후, WPT 정밀 포지셔닝 재협상(fine positioning renegotiation)을 진행하게 된다. WPT 정밀 포지셔닝 재협상을 진행한다는 것은 도 5a 및 5b의 실시예를 통해 살펴본 서비스 선택 단계로 진행하여, 이후 정밀 포지셔닝 셋업 및 정밀 포지셔닝, LF 페어링 및 LF 페어링 홀드 절차를 다시 수행함을 의미한다. 이때, 도 10a 및 10b를 통해 살펴본 바와 같이 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 절차에서 인증(authorization) 단계는 생략될 수 있다. If the number of times WPT pairing is re-performed is greater than or equal to a threshold related to repeated WPT pairing, the availability of LF service and/or LPE service of the EV device and the power supply device is checked, and then WPT fine positioning renegotiation is performed. Performing WPT fine positioning renegotiation means proceeding to the service selection step as seen in the embodiments of FIGS. 5a and 5b, and thereafter performing the fine positioning setup and fine positioning, LF pairing, and LF pairing hold procedures again. At this time, as seen in FIGS. 10a and 10b, the authorization step may be omitted in the WPT fine positioning renegotiation procedure.
도 13a 내지 13d은 본 발명의 일 실시예에 따른 LPE 페어링(LPE pairing) 과정의 흐름도이다. Figures 13a to 13d are flowcharts of an LPE pairing process according to one embodiment of the present invention.
초기 정렬 체크가 완료되면, 전원공급 디바이스는 EV 디바이스로부터 LPE 페어링 요청을 수신하고, SD WPT 컨트롤러를 통해 프라이머리 디바이스로 하여금 자기장, 즉 LPE 신호를 전송하도록 한다. EV 디바이스의 세컨더리 디바이스가 SD WPT 컨트롤러의 프라이머리 디바이스를 통해 전송된 LPE 신호를 수신함으로써 LPE 페어링이 수행된다. Once the initial alignment check is completed, the power supply device receives an LPE pairing request from the EV device and causes the primary device to transmit a magnetic field, i.e., an LPE signal, through the SD WPT controller. LPE pairing is performed when the secondary device of the EV device receives the LPE signal transmitted by the primary device through the SD WPT controller.
도 14a 내지 14c는 본 발명의 일 실시예에 따른 LPE 페어링 중단(LPE pairing stop) 과정의 흐름도이다. FIGS. 14a to 14c are flowcharts of an LPE pairing stop process according to one embodiment of the present invention.
EV 디바이스는 LPE 페어링 수행 중 전원공급 디바이스의 허용영역(tolerance area)을 EV 디바이스의 위치 값과 비교하고, 전원공급 디바이스의 센터 정렬 포인트를 EV 디바이스의 위치 값과 비교함으로써 WPT 페어링을 계속할 것이지 중단할 것인지 결정한다. The EV device compares the tolerance area of the power supply device with the position value of the EV device during LPE pairing and compares the center alignment point of the power supply device with the position value of the EV device to determine whether to continue or abort the WPT pairing.
LPE를 이용한 페어링을 중단할 것을 결정한 경우 전원공급 디바이스의 SD WPT 컨트롤러는 프라이머리 디바이스로 하여금 자기장, 즉 LPE 신호의 전송을 중단하도록 지시한다.When it is decided to stop pairing using LPE, the SD WPT controller of the power supply device instructs the primary device to stop transmitting the magnetic field, i.e. the LPE signal.
LPE 페어링 중단 이후에는, 프라이머리 디바이스 및 세컨더리 디바이스 간의 실제 전력 전송이 수행될 수 있다. 실제 전력 전송 절차가 개시된 이후 충전 절차가 중단되는 경우, 즉 충전 세션이 중단되는 경우가 발생할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면 이하에서 설명되는 바와 같이, WPT 정밀 포지셔닝 및 페어링을 위한 서비스 재협상이 필요한 경우 충전 세션이 중단될 수 있다. After the LPE pairing is interrupted, the actual power transfer between the primary device and the secondary device can be performed. If the charging procedure is interrupted after the actual power transfer procedure is initiated, i.e., the charging session is interrupted, it may occur. According to embodiments of the present invention, the charging session may be interrupted if a service renegotiation for WPT precise positioning and pairing is required, as described below.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송(WPT)에서의 서비스 재협상 관련 순서도이다.FIG. 15 is a flowchart related to service renegotiation in wireless power transfer (WPT) according to one embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에서 따라 무선 전력 전송 중 서비스 재협상에서 고려되는 과정은 세션 셋업 단계(S1510), 서비스 디스커버리 단계(S1520), 서비스 선택 단계(S1530), 충전 루프 단계(S1540), 전력 전달 단계(S1550), 세션 중단 단계(S1560)를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the process considered in service renegotiation during wireless power transfer may include a session setup step (S1510), a service discovery step (S1520), a service selection step (S1530), a charging loop step (S1540), a power transfer step (S1550), and a session interruption step (S1560).
앞서 살펴본 바와 같이, EV가 동일한 서비스의 다른 서비스 세트 또는 다른 파라미터 값을 선택할 수 있도록 EVCC 또는 SECC가 현재 서비스 선택을 재고하는 절차인 서비스 재협상 절차가 필요할 수 있다. As discussed above, a service renegotiation procedure may be required, whereby the EVCC or SECC reconsider the current service selection so that the EV can select a different set of services or different parameter values for the same service.
서비스가 변경되는 예로는, 스케쥴링된 제어로부터 동적 제어로 변경하거나 그 반대의 경우, AC 충전 및 DC 충전 간의 변경, 및 부가가치 서비스(Value-added Service; VAS)의 추가 또는 제거 등을 들 수 있다. Examples of service changes include changing from scheduled control to dynamic control or vice versa, changing between AC charging and DC charging, and adding or removing value-added services (VAS).
충전 세션에서 SECC는 첫 번째 ServiceDiscoveryRes 메시지를 통해 해당 세션 동안 서비스 재협상이 가능한지 표시할 수 있다. 이를 위해 ServiceDiscoveyRes 메시지는 아래와 같은 특성을 갖는 파라미터를 포함할 수 있다.In a charging session, the SECC can indicate via the first ServiceDiscoveryRes message whether service renegotiation is possible during that session. For this purpose, the ServiceDiscoveyRes message can contain parameters with the following characteristics:
- Parameter name: ServiceRenegotiationAllowed- Parameter name: ServiceRenegotiationAllowed
- Type: Boolean- Type: Boolean
- Inclusion: Mandatory- Inclusion: Mandatory
"ServiceRenegotiationAllowed" 파라미터는 첫번째 ServiceDiscoveryRes 메시지에 포함되며, 해당 세션 동안 변경되지 않는다. 만일 EVCC 또는 SECC 가 해당 파라미터에 따른 결정을 위반하는 경우 해당 세션은 종료하게 된다. The "ServiceRenegotiationAllowed" parameter is included in the first ServiceDiscoveryRes message and does not change during the session. If the EVCC or SECC violates the decision based on that parameter, the session is terminated.
도 15의 실시예에서는, 서비스 재협상이 일어나는 두 가지 케이스를 나타내고 있다.In the embodiment of Fig. 15, two cases in which service renegotiation occurs are shown.
제1 케이스는 충전 중 서비스 재협상이 트리거링되는 경우이다. 예를 들어, AC_EnergyTransferLoop, DC_EnergyTransferLoop, WPT_EnergyTransferLoop와 같은 충전 루프 메시지 교환(S1540) 중에 서비스 재협상이 트리거링될 수 있다. The first case is when service renegotiation is triggered during charging. For example, service renegotiation may be triggered during charging loop message exchange (S1540), such as AC_EnergyTransferLoop, DC_EnergyTransferLoop, and WPT_EnergyTransferLoop.
SECC가 서비스 재협상을 트리거링하는 경우, SECC는 자신이 송신하는 충전 루프 메시지 내의 "EVSENotification.EVSEStatus"를 "ServiceRenegotiation" 으로 설정함으로써 서비스 재협상의 의도를 표시한다. 다만, 이러한 경우에도 "ServiceRenegotiationAllowed" 파라미터가 "False"로 설정되었다면, EV는 EVSENotification.EVSEStatus 파라미터의 내용을 무시할 수 있다.When the SECC triggers a service renegotiation, the SECC indicates its intention to renegotiate the service by setting "EVSENotification.EVSEStatus" to "ServiceRenegotiation" in the charging loop message it sends. However, even in this case, if the "ServiceRenegotiationAllowed" parameter is set to "False", the EV may ignore the contents of the EVSENotification.EVSEStatus parameter.
EVCC가 서비스 재협상을 트리거링하는 경우에는 우선, ChargeProgress 파라미터를 "Stop"으로 설정한 PowerDeliveryReq 메시지를 SECC로 전송하고, 세션이 중단될 때까지 해당 시퀀스를 계속한다. 또한, ChargingSession을 "ServiceRenegotiation"로 설정한 SessionStopReq를 전송한다. 만약 SessionStopRes. 메시지의 ResponseCode가 "OK"라면 SECC로 ServiceDiscoveryReq 메시지를 전송하고 이후 다른 서비스를 선택한다. When EVCC triggers service renegotiation, it first sends a PowerDeliveryReq message with the ChargeProgress parameter set to "Stop" to SECC and continues the sequence until the session is stopped. It also sends a SessionStopReq with ChargingSession set to "ServiceRenegotiation". If the ResponseCode of the SessionStopRes. message is "OK", it sends a ServiceDiscoveryReq message to SECC and then selects another service.
만약 SessionStopRes. 메시지의 ResponseCode가 서비스 재협상이 허용되지 않음을 나타내는 경우(예를 들어, "FAILED_NoServiceRenegotiationSupported"), 세션은 종료된다. 예를 들어, ServiceRenegotiationAllowed 파라미터가 "False"라면, SECC는 SessionStopRes. 메시지의 ResponseCode를 "FAILED_NoServiceRenegotiationSupported" 로 설정하여 전송한다.If the ResponseCode of the SessionStopRes. message indicates that service renegotiation is not allowed (for example, "FAILED_NoServiceRenegotiationSupported"), the session is terminated. For example, if the ServiceRenegotiationAllowed parameter is "False", the SECC sends the SessionStopRes. message with the ResponseCode set to "FAILED_NoServiceRenegotiationSupported".
서비스 재협상과 관련한 제2 케이스는, 일시중지된(paused) 기간에서 깨어날 때 서비스 재협상이 트리거링되는 경우이다. 여기서, 일시중지 기간(paused period)은 에너지가 전송되지 않고 EVCC와 SECC간에 통신이 활성화되지 않은 세션 지속 기간이다. EVCC 또는 SECC에 의해 트리거되는 웨이크업시 EVCC 및 SECC는 SessionSetup단계(S1510)부터 충전 루프(S1540)까지 전체 시퀀스를 수행하게 된다.The second case related to service renegotiation is when service renegotiation is triggered upon waking up from a paused period. Here, the paused period is a session duration during which no energy is transferred and communication is not active between the EVCC and the SECC. Upon wakeup triggered by the EVCC or the SECC, the EVCC and the SECC perform the entire sequence from the SessionSetup step (S1510) to the charging loop (S1540).
SECC가 서비스 재협상을 트리거링하는 경우, SECC는 ServiceDiscoveryRes message 및 ServiceDetailRes message 내에 다른 서비스 및 파라미터 세트를 제공한다. When SECC triggers service renegotiation, SECC provides a different set of services and parameters in the ServiceDiscoveryRes message and ServiceDetailRes message.
여기서, ServiceDiscoveryRes 메시지 및 ServiceDetailRes 메시지는 EV 디바이스의 서비스 디테일 확인 요청에 따라 SECC가 응답하는 메시지로, 동일 내지 유사한 의미 또는 기능을 갖는 메시지로 이해될 수 있다. Here, the ServiceDiscoveryRes message and the ServiceDetailRes message are messages in response to the SECC's request for confirmation of service details of the EV device, and can be understood as messages having the same or similar meaning or function.
EVCC가 서비스 재협상을 트리거링하는 경우에는 이전과 다른 서비스 및/또는 파라미터들을 선택할 수 있다.When EVCC triggers service renegotiation, it may select different services and/or parameters than previously.
서비스 재협상이 허용되지 않을 때 SECC가 동일한 서비스/파라미터를 제공하지 않으면 EVCC는 세션을 중지해야 한다. 또한, EVCC가 이전에 선택한 것과 다른 서비스/파라미터를 선택한 경우 SECC는 "FAILED_NoServiceRenegotiationSupported"를 응답 코드로 전송해야 한다.When service renegotiation is not allowed, the EVCC must abort the session if the SECC does not provide the same service/parameters. Additionally, if the EVCC selects a different service/parameters than the one previously selected, the SECC must send "FAILED_NoServiceRenegotiationSupported" as the response code.
도 16 내지 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법의 동작 흐름을 도시한다. Figures 16 to 20 illustrate the operational flow of a wireless power transmission method according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송 방법은, 서비스 디테일 확인, 서비스 선택, 정밀 포지셔닝 셋업, 정밀 포지셔닝, LF 페어링, LF 페어링 홀드, 초기 정렬 체크 셋업, LF 페어링 중단 절차를 포함할 수 있다. A wireless power transmission method according to another embodiment of the present invention may include a service detail check, service selection, precise positioning setup, precise positioning, LF pairing, LF pairing hold, initial alignment check setup, and LF pairing stop procedures.
도 16a 내지 16b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 서비스 디테일 확인 과정의 흐름도이다.FIGS. 16a to 16b are flowcharts of a service detail confirmation process in wireless power transmission according to another embodiment of the present invention.
서비스 디테일 확인 과정은 EV 디바이스의 서비스 디테일 확인 요청에 따라, EV 파워 회로(230), EV 디바이스 P2PS 제어기(250), 공급 파워 회로(130), 공급 디바이스 P2PS 제어기(150)가 EV LPE의 상태, EV LF의 상태, SD LPE의 상태, SD LF의 상태를 확인하고, 각 상태 정보를 EV 디바이스로 회신하는 단계를 포함할 수 있다.The service detail confirmation process may include a step in which, in response to a service detail confirmation request from an EV device, an EV power circuit (230), an EV device P2PS controller (250), a supply power circuit (130), and a supply device P2PS controller (150) confirm the status of an EV LPE, the status of an EV LF, the status of an SD LPE, and the status of an SD LF, and return each status information to the EV device.
도 17a 내지 17d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 서비스 선택 및 정밀 포지셔닝 셋업의 흐름도이다.FIGS. 17A to 17D are flowcharts of service selection and precise positioning setup in wireless power transfer according to another embodiment of the present invention.
도 17a 내지 17d를 참조하면, 서비스 디테일 확인 과정을 통해 EV LPE의 상태, EV LF의 상태, SD LPE의 상태, SD LF의 상태를 확인한 EV 디바이스(200)는 EV 디바이스 및 전원공급 디바이스가 제공 가능한 서비스를 비교한다. Referring to FIGS. 17a to 17d, the EV device (200) that has verified the status of the EV LPE, the status of the EV LF, the status of the SD LPE, and the status of the SD LF through the service detail verification process compares the services that the EV device and the power supply device can provide.
즉, EV 디바이스(EVD)가 제공 가능한 서비스가 LPE인지, LF인지, 또는 LPE와 LF 모두 서비스 제공이 가능한지와, 전원공급 디바이스(SD)가 제공 가능한 서비스가 LPE인지, LF인지, 또는 LPE와 LF 모두 서비스 제공이 가능한지를 체크하고 상호 비교한다. 비교 결과, EV 디바이스가 제공 가능한 서비스와 전원공급 디바이스(SD)가 제공 가능한 서비스의 종류가 다른 경우에는 서비스 세션을 종료하거나 재결합(re-association) 절차를 진행한다. That is, it is checked and compared whether the service that the EV device (EVD) can provide is LPE, LF, or both LPE and LF, and whether the service that the power supply device (SD) can provide is LPE, LF, or both LPE and LF. If the comparison result shows that the types of services that the EV device can provide and the types of services that the power supply device (SD) can provide are different, the service session is terminated or a re-association procedure is performed.
EV 디바이스와 전원공급 디바이스(SD)가 제공 가능한 동일한 종류의 서비스가 하나 이상 존재하는 경우, EV 디바이스는 해당 서비스를 선택하고, 서비스 선택 결과를 EVCC를 통해 전원공급 디바이스(100)로 전달한다. If there is one or more services of the same type that can be provided by the EV device and the power supply device (SD), the EV device selects the service and transmits the service selection result to the power supply device (100) through the EVCC.
이후 이어지는 정밀 포지셔닝 셋업(fine positioning setup) 과정에서 EV 디바이스는 우선 정밀 포지셔닝 방법을 확인한다. EV 디바이스가 정밀 포지셔닝에 LF를 사용하는지, LPE를 사용하는지, 혹은 두 가지 방법 모두를 사용하는지에 따라 EV LPE 제어기 또는 EV 디바이스 P2PS 제어기로 정밀 포지셔닝 초기화 요청을 전송하고 이들로부터 정밀 포지셔닝 초기화 요청에 대한 응답을 수신한다. EV 디바이스는 정밀 포지셔닝을 위한 LPE 및/또는 LF에 대한 컨펌이 완료된 경우 전원공급 디바이스로 정밀 포지셔닝 셋업 요청(FinePositioningSetupReq.)를 전송한다. In the subsequent fine positioning setup process, the EV device first confirms the fine positioning method. Depending on whether the EV device uses LF, LPE, or both methods for fine positioning, it transmits a fine positioning initialization request to the EV LPE controller or the EV device P2PS controller and receives a response to the fine positioning initialization request from them. When confirmation of LPE and/or LF for fine positioning is completed, the EV device transmits a fine positioning setup request (FinePositioningSetupReq.) to the power supply device.
전원공급 디바이스(100)는 전원공급 디바이스가 정밀 포지셔닝에 LF를 사용하는지, LPE를 사용하는지, 혹은 두 가지 방법 모두를 사용하는지에 따라 SD LPE 제어기 또는 SD P2PS 제어기로 정밀 포지셔닝 초기화 요청(FinePositioningInitializationReq.)을 전송하고 이들로부터 정밀 포지셔닝 초기화 요청에 대한 응답(FinePositioningInitializationRes.)을 수신한다. The power supply device (100) transmits a fine positioning initialization request (FinePositioningInitializationReq.) to the SD LPE controller or the SD P2PS controller depending on whether the power supply device uses LF, LPE, or both methods for fine positioning, and receives a response (FinePositioningInitializationRes.) to the fine positioning initialization request from them.
도 18a 내지 18d은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 정밀 포지셔닝 과정 및 페어링 과정의 흐름도이다.FIGS. 18a to 18d are flowcharts of a precision positioning process and a pairing process in wireless power transmission according to another embodiment of the present invention.
정밀 포지셔닝 셋업 절차가 완료되면 EV 디바이스는 EV 파워 회로(230) 및 EV 디바이스 P2PS 제어기(250)에 정밀 포지셔닝 대기 요청(FinePositioningAwaitReq.) 신호를 전송하고 이들로부터 응답 신호를 수신한다. 전원공급 디바이스 또한 SD 파워 회로(130) 및 공급 디바이스 P2PS 제어기(150)에 정밀 포지셔닝 대기 요청(FinePositioningAwaitReq.) 신호를 전송하고 이들로부터 응답 신호를 수신한다.When the fine positioning setup procedure is completed, the EV device transmits a fine positioning wait request (FinePositioningAwaitReq.) signal to the EV power circuit (230) and the EV device P2PS controller (250) and receives a response signal from them. The power supply device also transmits a fine positioning wait request (FinePositioningAwaitReq.) signal to the SD power circuit (130) and the supply device P2PS controller (150) and receives a response signal from them.
이후 이어지는 페어링 과정에서 EV 디바이스 P2PS 제어기(250)는 EV 디바이스의 LF 페어링 개시 요청(LFPairingStartReq.)에 따라 EV LF 안테나를 이용한 자기장을 전송할 수 있다. In the subsequent pairing process, the EV device P2PS controller (250) can transmit a magnetic field using the EV LF antenna according to the LF pairing initiation request (LFPairingStartReq.) of the EV device.
전원공급 디바이스(100)는 EV LF 안테나에 의해 전송되는 자기장, 즉, LF 신호를 SD LF 안테나로부터 감지하고, EV 디바이스로 LF 페어링 데이터를 수신하였음을 회신한다. The power supply device (100) detects a magnetic field transmitted by the EV LF antenna, i.e., an LF signal, from the SD LF antenna and responds to the EV device that LF pairing data has been received.
도 19a 내지 19e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 LF 페어링 홀드 및 초기 정렬 체크 셋업(Initial Alignment Check Setup)의 흐름도이다.FIGS. 19A to 19E are flowcharts of LF pairing hold and initial alignment check setup in wireless power transfer according to another embodiment of the present invention.
EV 디바이스는 페어링 수행 중 전원공급 디바이스의 허용영역(tolerance area)을 EV 디바이스의 위치 값과 비교하고, 전원공급 디바이스의 센터 정렬 포인트를 EV 디바이스의 위치 값과 비교함으로써 WPT 페어링을 계속할 것이지 중단할 것인지 결정할 수 있다. The EV device can determine whether to continue or abort WPT pairing by comparing the tolerance area of the powered device with the position value of the EV device during pairing and comparing the center alignment point of the powered device with the position value of the EV device.
즉, LF 페어링(LF pairing)은 도 19에 도시된 바와 같이 필요한 시간만큼 페어링 홀드 요청에 의해 홀딩될 수 있다. That is, LF pairing can be held by a pairing hold request for a required time as illustrated in Fig. 19.
이후, 초기 정렬 체크 셋업 과정에서 EV 디바이스는 우선 초기 정렬 체크 셋업 요청을 전원공급 디바이스(100)로 전송하고, EV 파워 회로(230)로 하여금 사전-충전 초기화(Pre-charging initialization) 및 대기(Pre-charging Await)를 수행할 것을 요청한다.Thereafter, in the initial alignment check setup process, the EV device first transmits an initial alignment check setup request to the power supply device (100) and requests the EV power circuit (230) to perform pre-charging initialization and pre-charging await.
전원공급 디바이스(100) 또한 EV 디바이스의 요청에 따라 공급 파워 회로(130)의 SD WPT 제어기로 하여금 사전-충전 초기화(Pre-charging initialization) 및 사전 충전 대기(Pre-charging Await)를 수행하도록 한다.The power supply device (100) also causes the SD WPT controller of the supply power circuit (130) to perform pre-charging initialization and pre-charging await at the request of the EV device.
도 20a 내지 20e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 전력 전송에서의 초기 정렬 체크 (Initial Alignment Check) 및 LF 페어링 중단 과정의 흐름도이다.FIGS. 20A to 20E are flowcharts of an initial alignment check and LF pairing interruption process in wireless power transmission according to another embodiment of the present invention.
초기 정렬 체크 셋업 절차 이후 EV 디바이스(200)는 초기 정렬 체크 개시 요청(InitialAlignmentCheckStartReq.)을 전원공급 디바이스로 전송한다. 이를 수신한 전원공급 디바이스는 SD WPT 제어기로 하여금 사전-충전(pre-charing) 전력 전송을 수행하도록 한다.After the initial alignment check setup procedure, the EV device (200) transmits an initial alignment check start request (InitialAlignmentCheckStartReq.) to the power supply device. Upon receiving this, the power supply device causes the SD WPT controller to perform pre-charging power transfer.
EV 디바이스의 EV 파워 회로(230)는 전원공급 디바이스가 전송한 사전-충전 전력을 수신하고, 수신한 사전-충전 전력을 기초로 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 여부를 결정한다.The EV power circuit (230) of the EV device receives the pre-charge power transmitted by the power supply device and determines whether to renegotiate WPT precision positioning based on the received pre-charge power.
WPT 정밀 포지셔닝 재협상 여부를 결정 단계에서, EV 디바이스는 전원공급 디바이스로부터 수신한 사전-충전 전력의 최소 전력 전송 효율이 기준치 이상인지 판단하고, 최소 전력 전송 효율(minimum power transfer efficiency)이 기준치 이상인 경우에는 WPT 정밀 포지셔닝 재협상을 진행하지 않고 예정된 이후 절차, 즉 페어링 중단 및 전력 전송 절차를 진행한다. 여기서, 기준치는 85%일 수 있다.In the step of determining whether to renegotiate WPT precise positioning, the EV device determines whether the minimum power transfer efficiency of the pre-charge power received from the power supply device is equal to or higher than a reference value, and if the minimum power transfer efficiency is equal to or higher than the reference value, the EV device does not perform WPT precise positioning renegotiation and instead performs the scheduled subsequent procedure, i.e., pairing interruption and power transfer procedure. Here, the reference value may be 85%.
반면, 최소 전력 전송 효율이 기준치 미만인 경우에는 오정렬(mis-alignment)이 발생한 것으로 판단하고, WPT 페어링을 재수행할 것인지 판단한다. On the other hand, if the minimum power transfer efficiency is below the standard, it is determined that misalignment has occurred and whether to re-perform WPT pairing.
WPT 페어링을 재수행하지 않는 경우에는 정렬을 중단한다. 반면, WPT 페어링을 재수행하는 경우에는 WPT 페어링을 재수행한 횟수가 반복 WPT 페어링 횟수와 관련한 임계치 이상인지 판단한다. WPT 페어링을 재수행한 횟수가 임계치 미만인 경우에는 도 18에 도시된 WPT 페어링 절차로 돌아가 이후 절차를 계속 진행한다. If WPT pairing is not re-performed, the alignment is stopped. On the other hand, if WPT pairing is re-performed, it is determined whether the number of times WPT pairing is re-performed is greater than or equal to a threshold value related to the number of repeated WPT pairings. If the number of times WPT pairing is re-performed is less than the threshold value, the process returns to the WPT pairing procedure illustrated in Fig. 18 and continues with the subsequent procedure.
WPT 페어링을 재수행한 횟수가 반복 WPT 페어링 관련 임계치 이상인 경우에는 EV 디바이스 및 전원공급 디바이스의 LF/LPE 서비스 가능 여부를 체크한 후, WPT 정밀 포지셔닝 재협상(fine positioning renegotiation)을 진행하게 된다. WPT 정밀 포지셔닝 재협상을 진행한다는 것은 도 17의 실시예를 통해 살펴본 서비스 선택 단계로 진행하여, 이후 정밀 포지셔닝 셋업 및 정밀 포지셔닝, 페어링 및 페어링 홀드 절차를 다시 수행함을 의미한다.If the number of times WPT pairing is re-performed is greater than or equal to the threshold for repeated WPT pairing, the LF/LPE service availability of the EV device and the power supply device is checked, and then WPT fine positioning renegotiation is performed. Performing WPT fine positioning renegotiation means proceeding to the service selection step as examined through the embodiment of Fig. 17, and thereafter performing the fine positioning setup and fine positioning, pairing, and pairing hold procedures again.
한편, 초기 정렬 체크 절차가 완료되면 LF 페어링이 중단되고, 프라이머리 디바이스 및 세컨더리 디바이스 간의 실제 전력 전송, 충전 제어 및 재-스케쥴링이 수행될 수 있다. Meanwhile, once the initial alignment check procedure is completed, LF pairing is stopped and actual power transfer, charge control and re-scheduling between the primary and secondary devices can be performed.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력전송 제어 장치의 블록 구성도이다.Figure 21 is a block diagram of a power transmission control device according to one embodiment of the present invention.
도 21에 도시된 전력전송 제어 장치(200)는 EV 디바이스일 수 있다. 즉, 본 명세서에서 전력전송 제어 장치(200)의 구성은 명칭에 한정되지 않으며, 기능에 의해 정의될 수 있다. 또한, 복수의 기능을 하나의 구성이 수행할 수 있으며, 하나의 기능을 복수의 구성이 수행할 수도 있다.The power transmission control device (200) illustrated in Fig. 21 may be an EV device. That is, the configuration of the power transmission control device (200) in this specification is not limited to the name, and may be defined by function. In addition, one configuration may perform multiple functions, and one function may be performed by multiple configurations.
전력전송 제어 장치(200)는 적어도 하나의 프로세서(210) 및 프로세서를 통해 상술한 동작이 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하고 있는 메모리(220)를 포함할 수 있다. The power transmission control device (200) may include at least one processor (210) and a memory (220) storing at least one command for executing the above-described operation via the processor.
프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있고, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU), 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit, GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있고, 읽기 전용 메모리(Read Only Memory, ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory, RAM)로 구성될 수 있다.The processor can execute program commands stored in the memory, and may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which the methods according to the present invention are performed. The memory may be composed of a volatile storage medium and/or a nonvolatile storage medium, and may be composed of a read only memory (ROM) and/or a random access memory (RAM).
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 전기차 디바이스 및 무선 전력 전송을 위한 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 관한 서비스 디테일을 확인하고 서비스를 선택하도록 하는 명령; 선택된 서비스와 연관된 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 따라 정밀 포지셔닝을 수행하도록 하는 명령; 선택된 서비스에 따라 LF(Low Frequency) 페어링을 수행하도록 하는 명령; 사전 충전(pre-charging) 전력 전송을 이용한 초기 정렬 체크를 수행하도록 하는 명령; 및 상기 선택된 서비스 및 상기 초기 정렬 체크 수행 결과에 따라 LPE(Low Power Excitation) 페어링을 수행하도록 하는 명령을 포함할 수 있다. The at least one command may include: a command to check service details regarding the electric vehicle device and the precise positioning and pairing method for wireless power transmission and to select a service; a command to perform precise positioning according to the precise positioning and pairing method associated with the selected service; a command to perform LF (Low Frequency) pairing according to the selected service; a command to perform an initial alignment check using pre-charging power transmission; and a command to perform LPE (Low Power Excitation) pairing according to the selected service and a result of performing the initial alignment check.
전력전송 제어 장치(200)는 또한, 전원공급 디바이스가 제공하는 전력을 수용하는 EV 파워 회로(EV Power Circuit)(230); 무선통신을 이용해 상기 전원공급 디바이스와 통신하는 EV 통신 제어기(EVCC)(240); 및 LF(Low Frequency) 신호를 이용해 상기 전원공급 디바이스와 P2PS 연결을 형성하는 EV 디바이스 P2PS 제어기(250)를 더 포함할 수 있다. The power transmission control device (200) may further include an EV power circuit (230) that receives power provided by a power supply device; an EV communication controller (EVCC) (240) that communicates with the power supply device using wireless communication; and an EV device P2PS controller (250) that forms a P2PS connection with the power supply device using an LF (Low Frequency) signal.
여기서, 상기 EV 파워 회로(EV Power Circuit)는 상기 전원공급 디바이스가 전송하는 LPE(Low Power Excitation) 신호를 수신할 수 있다.Here, the EV Power Circuit can receive an LPE (Low Power Excitation) signal transmitted by the power supply device.
상기 사전 충전(pre-charging) 전력 전송을 이용한 초기 정렬 체크를 수행하도록 하는 명령은, 상기 전원공급 디바이스로부터 수신한 사전-충전 전력을 기초로 WPT(Wireless Power Transfer) 정밀 포지셔닝 재협상 여부를 결정하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.The command to perform an initial alignment check using the pre-charging power transfer may include a command to determine whether to renegotiate Wireless Power Transfer (WPT) precision positioning based on the pre-charging power received from the power supply device.
상기 사전-충전 전력을 기초로 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 여부를 결정하도록 하는 명령은, 상기 사전-충전 전력의 최소 전력 전송 효율(minimum power transfer efficiency)이 기준치 이상인지 판단하도록 하는 명령; 최소 전력 전송 효율이 기준치 미만인 경우 오정렬이 발생한 것으로 판단하도록 하는 명령; 및 오정렬 발생에 따라 WPT 정밀 포지셔닝 재협상의 수행을 결정하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.A command for determining whether to renegotiate WPT precision positioning based on the above pre-charge power may include a command for determining whether a minimum power transfer efficiency of the above pre-charge power is equal to or greater than a reference value; a command for determining that misalignment has occurred if the minimum power transfer efficiency is less than the reference value; and a command for determining whether to perform WPT precision positioning renegotiation based on the occurrence of misalignment.
이때, 상기 프로세서는, 상기 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 수행 결정에 따라, 상기 서비스 디테일을 확인하고 서비스를 선택하도록 하는 명령, 상기 정밀 포지셔닝을 수행하도록 하는 명령 및 상기 LF 페어링을 수행하는 명령를 재수행하도록 할 수 있다.At this time, the processor may re-execute a command to check the service details and select a service, a command to perform the precision positioning, and a command to perform the LF pairing, based on the decision to perform the WPT precision positioning renegotiation.
상기 선택된 서비스 및 상기 초기 정렬 체크 수행 결과에 따라 LPE(Low Power Excitation) 페어링을 수행하도록 하는 명령은, 상기 최소 전력 전송 효율이 기준치 이상인 경우 수행될 수 있다.A command to perform LPE (Low Power Excitation) pairing according to the above-mentioned selected service and the result of the above-mentioned initial alignment check may be performed when the minimum power transfer efficiency is equal to or higher than a reference value.
추가적으로, 상기 서비스 디테일 확인을 위해 상기 전원공급 디바이스가 제공하는 서비스 디스커버리 응답 메시지가 서비스 재협상이 가능한지 여부를 나타내는 파라미터를 포함할 수 있다. 여기서, 서비스 재협상은 충전 중 상기 전원공급 디바이스 또는 전기차 디바이스에 의해 트리거링되거나, 상기 전원공급 디바이스 및 상기 EV 디바이스가 충전 일시중지 기간에서 깨어날 때 트리거링될 수 있다.Additionally, the service discovery response message provided by the power supply device for verifying the service details may include a parameter indicating whether service renegotiation is possible. Here, the service renegotiation may be triggered by the power supply device or the EV device during charging, or may be triggered when the power supply device and the EV device wake up from a charging pause period.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 장치의 블록 구성도이다.Figure 22 is a block diagram of a wireless power transmission device according to one embodiment of the present invention.
도 22에 도시된 실시예에 나타낸 무선 전력전송 장치(100)는 전원공급 장치일 수 있다. 즉, 본 명세서에서 무선 전력전송 장치(100)의 구성은 명칭에 한정되지 않으며, 기능에 의해 정의될 수 있다. 또한, 복수의 기능을 하나의 구성이 수행할 수 있으며, 하나의 기능을 복수의 구성이 수행할 수도 있다.The wireless power transmission device (100) shown in the embodiment illustrated in Fig. 22 may be a power supply device. That is, the configuration of the wireless power transmission device (100) in this specification is not limited to the name, and may be defined by function. In addition, one configuration may perform multiple functions, and one function may be performed by multiple configurations.
무선 전력전송 장치(100)는 적어도 하나의 프로세서(110) 및 프로세서를 통해 상술한 동작이 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하고 있는 메모리(120), 를 포함할 수 있다.A wireless power transmission device (100) may include at least one processor (110) and a memory (120) storing at least one command for executing the above-described operation through the processor.
프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있고, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU), 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit, GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있고, 읽기 전용 메모리(Read Only Memory, ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory, RAM)로 구성될 수 있다.The processor can execute program commands stored in the memory, and may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which the methods according to the present invention are performed. The memory may be composed of a volatile storage medium and/or a nonvolatile storage medium, and may be composed of a read only memory (ROM) and/or a random access memory (RAM).
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 전기차 디바이스로부터의 서비스 디테일 확인 요청에 따라 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 대한 서비스 상태를 확인하고 상기 전기차 디바이스로 회신하도록 하는 명령; 상기 전기차 디바이스에 의해 선택된 서비스와 연관된 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 따라 상기 전기차 디바이스와 정밀 포지셔닝을 수행하도록 하는 명령; 상기 선택된 서비스에 따라 LF(Low Frequency) 페어링을 수행하도록 하는 명령; 초기 정렬 체크에 사용될 사전 충전(pre-charging) 전력을 상기 전기차 디바이스로 전송하도록 하는 명령; 및 상기 선택된 서비스 및 초기 정렬 체크 수행 결과에 따라 LPE(Low Power Excitation) 페어링을 수행하도록 하는 명령; 및 상기 전기차 디바이스로 전력을 전달하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.Here, the at least one command may include: a command to check a service status for a precise positioning and pairing method according to a service detail confirmation request from an electric vehicle device and to send a reply to the electric vehicle device; a command to perform precise positioning with the electric vehicle device according to a precise positioning and pairing method associated with a service selected by the electric vehicle device; a command to perform LF (Low Frequency) pairing according to the selected service; a command to transmit pre-charging power to be used for an initial alignment check to the electric vehicle device; and a command to perform LPE (Low Power Excitation) pairing according to a result of performing the selected service and the initial alignment check; and a command to transfer power to the electric vehicle device.
무선 전력전송 장치(100)는 또한, EV 디바이스로 전력을 전송하는 공급 파워 회로(Supply Power Circuit; SPC)(130), 무선통신을 이용해 EV 디바이스와 통신하는 공급장치 통신 제어기(140), 및 LF 신호를 이용해 EV 디바이스와 P2PS 연결을 형성하는 공급 디바이스 P2PS 제어기(150)를 더 포함할 수 있다. The wireless power transmission device (100) may further include a supply power circuit (SPC) (130) that transmits power to an EV device, a supply device communication controller (140) that communicates with the EV device using wireless communication, and a supply device P2PS controller (150) that forms a P2PS connection with the EV device using an LF signal.
본 발명의 실시예에 따른 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. The operation according to the embodiment of the present invention can be implemented as a computer-readable program or code on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system. In addition, the computer-readable recording medium can be distributed over network-connected computer systems so that the computer-readable program or code can be stored and executed in a distributed manner.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.Additionally, the computer-readable recording medium may include hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc. The program instructions may include not only machine language codes produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by the computer using an interpreter, etc.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다. While some aspects of the invention have been described in the context of an apparatus, they may also represent a description of a corresponding method, wherein a block or device corresponds to a method step or a feature of a method step. Similarly, aspects described in the context of a method may also be represented as a feature of a corresponding block or item or a corresponding device. Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device, such as, for example, a microprocessor, a programmable computer or an electronic circuit. In some embodiments, one or more of the most significant method steps may be performed by such a device.
실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.In embodiments, a programmable logic device (e.g., a field programmable gate array) may be used to perform some or all of the functions of the methods described herein. In embodiments, the field programmable gate array may operate in conjunction with a microprocessor to perform one of the methods described herein. In general, the methods are preferably performed by some hardware device.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below.
130: 공급 파워 회로(Supply power circuit; SPC)
140: 공급장치 통신 제어기
150: 공급 디바이스 P2PS 제어기
200: 전기차 디바이스(EV device)
230: EV 파워 회로(EVPC)
240: EV 통신 제어기(EVCC)
250: EV 디바이스 P2PS 제어기130: Supply power circuit (SPC)
140: Supply Device Communication Controller
150: Supply Device P2PS Controller
200: Electric vehicle device (EV device)
230: EV Power Circuit (EVPC)
240: EV Communication Controller (EVCC)
250: EV Device P2PS Controller
Claims (20)
상기 전원공급 디바이스 및 상기 전기차 디바이스 간의 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 관한 서비스 디테일을 확인하고 서비스를 선택하는 단계;
선택된 서비스와 연관된 페어링 방법에 따라 상기 전원공급 디바이스와 정밀 포지셔닝을 수행하는 단계;
선택된 서비스에 따라 LF(Low Frequency) 페어링을 수행하는 단계;
사전 충전(pre-charging) 전력 전송을 이용한 초기 정렬 체크를 수행하는 단계; 및
상기 선택된 서비스 및 상기 초기 정렬 체크 수행 결과에 따라 LPE(Low Power Excitation) 페어링을 수행하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 제어 방법.A method for controlling wireless power transmission performed by an electric vehicle device (EV device) that receives power from a power supply device,
A step of checking service details regarding precise positioning and pairing methods between the power supply device and the electric vehicle device and selecting a service;
A step of performing precise positioning with the power supply device according to a pairing method associated with the selected service;
Step of performing LF (Low Frequency) pairing according to the selected service;
A step of performing an initial alignment check using pre-charging power transfer; and
A method for controlling wireless power transfer, comprising the step of performing LPE (Low Power Excitation) pairing according to the selected service and the result of performing the initial alignment check.
상기 사전 충전 전력 전송을 이용한 초기 정렬 체크를 수행하는 단계는,
전원공급 디바이스로부터 수신한 사전-충전 전력을 기초로 WPT(Wireless Power Transfer) 정밀 포지셔닝 재협상 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 제어 방법.In claim 1,
The step of performing an initial alignment check using the above pre-charge power transmission is:
A method for controlling wireless power transfer, comprising the step of determining whether to renegotiate WPT (Wireless Power Transfer) precision positioning based on pre-charge power received from a power supply device.
상기 사전-충전 전력을 기초로 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 여부를 결정하는 단계는,
상기 사전-충전 전력의 최소 전력 전송 효율(minimum power transfer efficiency)이 기준치 이상인지 판단하는 단계;
최소 전력 전송 효율이 기준치 미만인 경우 오정렬이 발생한 것으로 판단하는 단계; 및
오정렬 발생에 따라 WPT 정밀 포지셔닝 재협상의 수행을 결정하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 제어 방법.In claim 2,
The step of determining whether to renegotiate WPT precision positioning based on the above pre-charge power is as follows:
A step of determining whether the minimum power transfer efficiency of the above pre-charging power is equal to or higher than a reference value;
A step for determining that misalignment has occurred when the minimum power transfer efficiency is below the standard value; and
A method for controlling wireless power transfer, comprising the step of determining whether to perform WPT precision positioning renegotiation based on the occurrence of misalignment.
상기 서비스 디테일 확인을 위해 상기 전원공급 디바이스가 제공하는 서비스 디스커버리 응답 메시지는, 서비스 재협상이 가능한지 여부를 나타내는 파라미터를 포함하는, 무선 전력 전송 제어 방법.In claim 1,
A method for controlling wireless power transfer, wherein a service discovery response message provided by the power supply device to confirm the above service details includes a parameter indicating whether service renegotiation is possible.
상기 서비스 재협상은,
충전 중, 상기 전원공급 디바이스에 의한 충전 루프(charing loop) 메시지 또는 전기차 디바이스에 의한 전력 전달 요청(PowerDeliveryReq) 메시지를 통해 트리거링되는, 무선 전력 전송 제어 방법.In claim 4,
The above service renegotiation is,
A method for controlling wireless power transfer, triggered by a charging loop message by the power supply device or a PowerDeliveryReq message by the electric vehicle device during charging.
상기 서비스 재협상은,
상기 전원공급 디바이스 및 상기 EV 디바이스가 충전 일시중지 기간에서 깨어날 때 트리거링되는, 무선 전력 전송 제어 방법.In claim 4,
The above service renegotiation is,
A method for controlling wireless power transfer, which is triggered when the power supply device and the EV device wake up from a charging pause period.
상기 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 수행 결정에 따라,
상기 서비스 디테일을 확인하고 서비스를 선택하는 단계, 상기 정밀 포지셔닝을 수행하는 단계, 및 상기 LF 페어링을 수행하는 단계를 재수행하는, 무선 전력 전송 제어 방법.In claim 2,
In accordance with the decision to conduct the above WPT precision positioning renegotiation,
A method for controlling wireless power transmission, comprising re-performing the steps of checking the above service details and selecting a service, performing the above precise positioning, and performing the above LF pairing.
상기 LF 페어링을 수행하는 단계 이후,
상기 전기차 디바이스 및 상기 전원공급 디바이스 간에 인증을 수행하는 단계를 더 포함하는, 무선 전력 전송 제어 방법.In claim 1,
After performing the above LF pairing step,
A method for controlling wireless power transfer, further comprising a step of performing authentication between the electric vehicle device and the power supply device.
상기 선택된 서비스 및 상기 초기 정렬 체크 수행 결과에 따라 LPE(Low Power Excitation) 페어링을 수행하는 단계는, 최소 전력 전송 효율이 기준치 이상인 경우 수행되는, 무선 전력 전송 제어 방법.In claim 3,
A method for controlling wireless power transmission, wherein the step of performing LPE (Low Power Excitation) pairing according to the selected service and the initial alignment check result is performed when the minimum power transmission efficiency is equal to or higher than a reference value.
전원공급 디바이스가 제공하는 전력을 수용하는EV 파워 회로(EV Power Circuit);
프로세서; 및
상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리를 포함하고,
상기 적어도 하나의 명령은,
상기 전원공급 디바이스 및 상기 전기차 디바이스 간의 무선 전력 전송을 위한 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 관한 서비스 디테일을 확인하고 서비스를 선택하도록 하는 명령;
선택된 서비스와 연관된 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 따라 정밀 포지셔닝을 수행하도록 하는 명령;
선택된 서비스에 따라 LF(Low Frequency) 페어링을 수행하도록 하는 명령;
사전 충전(pre-charging) 전력 전송을 이용한 초기 정렬 체크를 수행하도록 하는 명령; 및
상기 선택된 서비스 및 상기 초기 정렬 체크 수행 결과에 따라 LPE(Low Power Excitation) 페어링을 수행하도록 하는 명령을 포함하는, 전력전송 제어 장치.As a power transmission control device for an electric vehicle device (EV device),
EV Power Circuit, which receives power provided by a power supply device;
processor; and
A memory comprising at least one instruction to be executed by the processor,
At least one of the above commands,
A command to check service details and select a service regarding a precise positioning and pairing method for wireless power transfer between the power supply device and the electric vehicle device;
A command to perform precision positioning according to the precision positioning and pairing method associated with the selected service;
A command to perform LF (Low Frequency) pairing depending on the selected service;
A command to perform an initial alignment check using pre-charging power transfer; and
A power transmission control device comprising a command to perform LPE (Low Power Excitation) pairing according to the selected service and the result of performing the initial alignment check.
무선통신을 이용해 상기 전원공급 디바이스와 통신하는 EV 통신 제어기(EVCC); 및
LF(Low Frequency) 신호를 이용해 상기 전원공급 디바이스와 P2PS 연결을 형성하는 EV 디바이스 P2PS(Point to Point Signal) 제어기를 더 포함하는, 전력전송 제어 장치.In claim 10,
An EV communication controller (EVCC) that communicates with the power supply device using wireless communication; and
A power transmission control device further comprising an EV device P2PS (Point to Point Signal) controller that forms a P2PS connection with the power supply device using an LF (Low Frequency) signal.
상기 서비스 디테일 확인을 위해 상기 전원공급 디바이스가 제공하는 서비스 디스커버리 응답 메시지는, 서비스 재협상이 가능한지 여부를 나타내는 파라미터를 포함하는, 전력전송 제어 장치.In claim 10,
A power transmission control device, wherein the service discovery response message provided by the power supply device to confirm the above service details includes a parameter indicating whether service renegotiation is possible.
상기 서비스 재협상은,
충전 중 상기 전원공급 디바이스 또는 전기차 디바이스에 의해 트리거링되거나, 상기 전원공급 디바이스 및 상기 EV 디바이스가 충전 일시중지 기간에서 깨어날 때 트리거링되는, 전력전송 제어 장치.In claim 12,
The above service renegotiation is,
A power transfer control device, which is triggered by the power supply device or the EV device during charging, or when the power supply device and the EV device wake up from a charging pause period.
상기 사전 충전 전력 전송을 이용한 초기 정렬 체크를 수행하도록 하는 명령은,
상기 전원공급 디바이스로부터 수신한 사전-충전 전력을 기초로 WPT(Wireless Power Transfer) 정밀 포지셔닝 재협상 여부를 결정하도록 하는 명령을 포함하는, 전력전송 제어 장치.In claim 10,
A command to perform an initial alignment check using the above pre-charge power transfer,
A power transfer control device comprising a command to determine whether to renegotiate WPT (Wireless Power Transfer) precision positioning based on pre-charge power received from the power supply device.
상기 사전-충전 전력을 기초로 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 여부를 결정하도록 하는 명령은,
상기 사전-충전 전력의 최소 전력 전송 효율(minimum power transfer efficiency)이 기준치 이상인지 판단하도록 하는 명령;
최소 전력 전송 효율이 기준치 미만인 경우 오정렬이 발생한 것으로 판단하도록 하는 명령; 및
오정렬 발생에 따라 WPT 정밀 포지셔닝 재협상의 수행을 결정하도록 하는 명령을 포함하는, 전력전송 제어 장치.In claim 14,
A command to determine whether to renegotiate WPT precision positioning based on the above pre-charge power is:
A command to determine whether the minimum power transfer efficiency of the above pre-charge power is equal to or greater than a reference value;
A command to determine that misalignment has occurred when the minimum power transfer efficiency is below the reference value; and
A power transmission control device comprising a command to determine whether to perform WPT precision positioning renegotiation in response to a misalignment occurrence.
상기 프로세서는,
상기 WPT 정밀 포지셔닝 재협상 수행 결정에 따라, 상기 서비스 디테일을 확인하고 서비스를 선택하도록 하는 명령, 상기 정밀 포지셔닝을 수행하도록 하는 명령 및 상기 LF 페어링을 수행하는 명령를 재수행하는, 전력전송 제어 장치.In claim 14,
The above processor,
A power transmission control device that re-executes a command to check the service details and select a service, a command to perform the precision positioning, and a command to perform the LF pairing according to a decision to perform the above WPT precision positioning renegotiation.
상기 전기차 디바이스로부터의 서비스 디테일 확인 요청에 따라 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 대한 서비스 상태를 확인하고 상기 전기차 디바이스로 회신하는 단계;
상기 전기차 디바이스에 의해 선택된 서비스와 연관된 정밀 포지셔닝 및 페어링 방법에 따라 상기 전기차 디바이스와 정밀 포지셔닝을 수행하는 단계;
상기 선택된 서비스에 따라 LF(Low Frequency) 페어링을 수행하는 단계;
초기 정렬 체크에 사용될 사전 충전(pre-charging) 전력을 상기 전기차 디바이스로 전송하는 단계;
상기 선택된 서비스 및 초기 정렬 체크 수행 결과에 따라 LPE(Low Power Excitation) 페어링을 수행하는 단계; 및
상기 전기차 디바이스로 전력을 전달하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 방법.A wireless power transmission method performed by a power supply device that supplies power to an electric vehicle device (EV Device),
A step of checking the service status for precise positioning and pairing method according to a service detail confirmation request from the electric vehicle device and replying to the electric vehicle device;
A step of performing precision positioning with the electric vehicle device according to a precision positioning and pairing method associated with a service selected by the electric vehicle device;
A step of performing LF (Low Frequency) pairing according to the selected service;
A step of transmitting pre-charging power to the electric vehicle device to be used for initial alignment check;
A step of performing LPE (Low Power Excitation) pairing according to the results of the above-mentioned selected service and initial alignment check; and
A method for wireless power transmission, comprising the step of transmitting power to the electric vehicle device.
상기 사전 충전 전력에 기초하여 상기 전기차 디바이스에 의해 WPT(Wireless Power Transfer) 정밀 포지셔닝 재협상 여부가 결정되는, 무선 전력 전송 방법.In claim 17,
A method for wireless power transfer, wherein whether to renegotiate WPT (Wireless Power Transfer) precision positioning is determined by the electric vehicle device based on the pre-charge power.
WPT 정밀 포지셔닝 재협상 수행 결정에 따라,
상기 서비스 상태를 확인하고 회신하는 단계, 상기 정밀 포지셔닝을 수행하는 단계, 및 상기 LF 페어링을 수행하는 단계를 재수행하는, 무선 전력 전송 방법.In claim 18,
In accordance with the decision to conduct WPT precision positioning renegotiation,
A wireless power transmission method, which re-performs the steps of checking and responding to the above service status, performing the above precise positioning, and performing the above LF pairing.
상기 서비스 디테일 확인을 위해 상기 전원공급 디바이스가 제공하는 서비스 디스커버리 응답 메시지는, 서비스 재협상이 가능한지 여부를 나타내는 파라미터를 포함하고,
상기 서비스 재협상은, 충전 중 상기 전원공급 디바이스 또는 전기차 디바이스에 의해 트리거링되거나, 상기 전원공급 디바이스 및 상기 EV 디바이스가 충전 일시중지 기간에서 깨어날 때 트리거링되는, 무선 전력 전송 방법.
In claim 17,
The service discovery response message provided by the power supply device to confirm the above service details includes a parameter indicating whether service renegotiation is possible.
A method of wireless power transfer, wherein said service renegotiation is triggered by said power supply device or said EV device during charging, or when said power supply device and said EV device wake up from a charging pause period.
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