特許 7570430 無線充電装置及びそれを有する電気移動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-10

(45)【発行日】2024-10-21

(54)【発明の名称】無線充電装置及びそれを有する電気移動装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20241011BHJP

   H02J 50/12 20160101ALI20241011BHJP

   B60L 53/12 20190101ALI20241011BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 301D

H02J50/12

H02J7/00 P

H02J7/00 301B

B60L53/12

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022561990

(86)(22)【出願日】2022-02-22

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-02

(86)【国際出願番号】 KR2022002575

(87)【国際公開番号】W WO2022255595

(87)【国際公開日】2022-12-08

【審査請求日】2022-10-07

(31)【優先権主張番号】10-2021-0071090

(32)【優先日】2021-06-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】508148079

【氏名又は名称】エスケイシー・カンパニー・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＫＣ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】１０２， Ｊｅｏｎｇｊａ－ｒｏ， Ｊａｎｇａｎ－ｇｕ Ｓｕｗｏｎ－ｓｉ Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ １６３３８ （ＫＲ）

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】キム、ナヨン

(72)【発明者】

【氏名】イ、スンファン

(72)【発明者】

【氏名】チェ、ジョンハク

(72)【発明者】

【氏名】キム、テキョン

【審査官】高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】中国実用新案第２１１５５６９１３（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１２－２２１８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１２６９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０４０４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１１９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１７５７２０４（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２０１２－０７０５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５３０９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１８７０９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ５０／１２

Ｂ６０Ｌ ５３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケース本体と、前記ケース本体の内部を第１空間と第２空間に区画する区画部とを含む放熱モジュールと、
前記第１空間内に配置される回路基板と、
前記第２空間内に配置され、無線充電のためのコイルを含む電力モジュールと、
前記区画部と前記電力モジュールとの間に配置される熱伝達部材と、を含み、
前記放熱モジュールは、
熱を伝達する放熱素材を含み、
前記区画部は、
前記ケース本体の内面に連結される区画プレートと、
前記区画プレートから前記回路基板または前記電力モジュールに向かって突出形成される少なくとも１つの放熱フィンとを含み、
前記放熱フィンが突出する方向に、前記回路基板と前記電力モジュールとの間に離隔空間を形成する、無線充電装置。

【請求項2】

前記放熱モジュールの前記ケース本体と前記区画部は、一体に形成される、請求項１に記載の無線充電装置。

【請求項3】

前記放熱モジュールは、
前記ケース本体から外側に延長し、放射方向に形成される外部放熱フィンを含む、請求項１に記載の無線充電装置。

【請求項4】

前記外部放熱フィンは、
前記放熱モジュールに装着される設置面の形状に対応するように、前記ケース本体から相互間の突出高さが異なる複数の装着放熱フィンを含む、請求項３に記載の無線充電装置。

【請求項5】

電気を動力源として移動可能に構成される電気移動装置であって、
無線充電装置と、
前記無線充電装置によって充電可能に構成されるバッテリーとを含み、
前記無線充電装置は、
ケース本体と、前記ケース本体の内部を第１空間と第２空間に区画する区画部とを含む放熱モジュールと、
前記第１空間内に配置される回路基板と、
前記第２空間内に配置され、無線充電のためのコイルを含む電力モジュールと、
前記区画部と前記電力モジュールとの間に配置される熱伝達部材と、を含み、
前記放熱モジュールは、
熱を伝達する放熱素材を含み、
前記区画部は、
前記ケース本体の内面に連結される区画プレートと、
前記区画プレートから前記回路基板または前記電力モジュールに向かって突出形成される少なくとも１つの放熱フィンとを含み、
前記放熱フィンが突出する方向に、前記回路基板と前記電力モジュールとの間に離隔空間を形成する、電気移動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線充電装置及びそれを有する電気移動装置に関し、より詳細には、構造を改善した無線充電装置及びそれを有する電気移動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に無線充電方式は電磁誘導を用いて充電する方式であって、無線充電器（無線電力送信装置）に１次コイル（送信コイル）を備え、充電対象となる電子機器（無線電力受信装置）に２次コイル（受信コイル）を備え、１次コイルと２次コイルとの間の磁気誘導によって発生した電流をエネルギーに変換してバッテリーを充電する方式である。

【0003】

図１に示すように、従来の無線充電装置１、すなわち無線電力送信装置または無線電力受信装置は、ケース２と、回路基板３と、磁性部材４と、コイル５とを含むように構成されている。回路基板３、磁性部材４、コイル５は、ケース２の内部に配置されるように構成されている。

【0004】

このような無線充電装置による電子機器の無線充電が行われている間、無線充電装置のコイルおよび回路基板では多くの熱が発生する。

【0005】

そのため、コイル、回路基板は遮蔽プレートまたは放熱プレートを介して熱を外部に放出しなければならないが、ケース内に熱が停滞したり、コイルと回路基板の相互間に熱が伝達されたりして、放熱効率が顕著に低下する問題があった。

【0006】

このように発熱が効果的に制御されない場合には、電子機器または無線充電装置の発熱により、ユーザの不便さおよび機器自体の寿命の低下を招くことがある。

【0007】

また、最近では、無線充電方式が商用化されることによって、無線充電効率を向上できる高出力の無線充電装置が求められている。しかし、無線充電装置の出力が増加すると、充電速度が速くなる効果はあるが、その分発熱も増加するので、無線充電装置で発生した熱を効果的に放出させるための研究が必要である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の一側面では、構造を改善した無線充電装置及びそれを有する電気移動装置を提供する。

【0009】

本発明の一側面では、放熱効率を向上させた無線充電装置及びそれを有する電気移動装置を提供する。

【0010】

本発明の一側面では、耐久性を向上させると共に密閉性を向上させた無線充電装置及びそれを有する電気移動装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の無線充電装置は、放熱モジュールと、前記放熱モジュール内に配置される回路基板と、前記放熱モジュール内に配置され、無線充電のためのコイルを含む電力モジュールとを含み、前記放熱モジュールは、前記回路基板および前記電力モジュールを収容するケース本体と、前記ケース本体の内部に形成され、前記回路基板と前記電力モジュールとの間に離隔空間を形成する区画部とを含むことができる。

【0012】

前記放熱モジュールは、前記回路基板が配置される第１空間と、前記電力モジュールが配置される第２空間とを含み、前記区画部は、前記第１、２空間を区画するように構成できる。

【0013】

前記区画部は、前記ケース本体の内面に連結される区画プレートと、前記区画プレートから前記回路基板または前記電力モジュールに向かって突出形成される少なくとも１つの放熱フィンとを含み、前記離隔空間は、前記放熱フィンが突出する方向に形成することができる。

【0014】

前記区画部は、前記ケース本体の内面に連結される第１、２区画プレートであって、相互離隔して形成され、その間に前記離隔空間を形成する第１、２区画プレートを含むことができる。

【0015】

前記放熱モジュールの前記ケース本体と前記区画部は一体に形成することができる。

【0016】

前記放熱モジュールは、前記ケース本体から外側に延長し、放射方向に形成される外部放熱フィンを含むことができる。

【0017】

前記外部放熱フィンは、前記放熱モジュールに装着される設置面の形状に対応するように、前記ケース本体から相互間の突出高さを異ならせる複数の装着放熱フィンを含むことができる。

【0018】

本発明の思想による電気を動力源として移動可能に構成される電気移動装置は、無線充電装置と、前記無線充電装置によって充電可能に構成されるバッテリーとを含み、前記無線充電装置は、放熱モジュールと、前記放熱モジュール内に配置される回路基板と、前記放熱モジュール内に配置され、無線充電のためのコイルを含む電力モジュールとを含み、前記放熱モジュールは、前記回路基板と前記電力モジュールを収容するケース本体と、前記ケース本体の内部に形成され、前記回路基板と前記電力モジュールとの間に離隔空間を形成する区画部とを含むことができる。

【0019】

本発明の思想による無線充電装置は、放熱モジュールと、前記放熱モジュール内に配置される回路基板と、前記放熱モジュール内に配置され、無線充電のためのコイルを含む電力モジュールとを含み、下記式で表される発熱率（ＨＲ、℃／ｍｉｎ）が０超２．０未満であってもよい。

【0020】

発熱率（ＨＲ）＝△発熱温度（℃）／６０ｍｉｎ

【0021】

（前記式中、前記６０ｍｉｎは前記無線充電装置が充電される時間であり、前記Δ発熱温度は前記無線充電装置を６０分間充電したときの温度変化を意味する。）

【0022】

前記放熱モジュールは、前記回路基板と前記電力モジュールを収容するケース本体と、前記ケース本体の内部に形成され、前記回路基板と前記電力モジュールとの間に離隔空間を形成する区画部とを含むことができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明の一側面によると、放熱構造を改善し、無線充電装置の放熱効率を向上させることができる。

【0024】

本発明の一側面によると、コイルとＰＣＢ相互間の熱伝達を最小限に抑え、内部での熱の停滞を最小限に抑え、外部への放熱を最大化することができる。

【0025】

本発明の一側面によると、ケースと区画部、またはケースと区画部と外部放熱フィンを１つのモジュールで構成し、無線充電装置の密閉性、シール効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１は、従来の無線充電装置を示す図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態による電気移動装置の斜視図である。

【図3】図３は、本発明の一実施形態による電気移動装置の正面図である。

【図4】図４は、本発明の一実施形態による無線充電装置の斜視図である。

【図5】図５は、本発明の一実施形態による無線充電装置の断面図である。

【図6】図６は、本発明の一実施形態による無線充電装置と従来の無線充電装置における時間による発熱温度を示すグラフである。

【図7】図７は、本発明の他の実施形態による無線充電装置の断面図である。

【図8】図８は、本発明のまた他の実施形態による無線充電装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本明細書に記載される実施例と図面に示される構成は、開示される発明の好適な一例に過ぎず、本出願の出願時点において本明細書の実施例と図面を代替できる多様な変形例があり得る。

【0028】

また、本明細書の各図面における同一の参照番号または符号は、実施的に同一の機能を行う部品または構成要素を示す。

【0029】

また、本明細書で使用される用語は、実施形態についての説明に使用されたものであり、本発明を制限及び／又は限定することを意図するものではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味にならない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを示すものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除するものではない。

【0030】

また、本明細書で使用される「第１」、「第２」などの順序数を含む用語は、多様な構成要素の説明に使われるが、前記構成要素は、前記用語によって限定されるものではない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使われる。例えば、本発明の権利範囲から外れずに第１構成要素は第２構成要素と命名することができ、同様に第２構成要素は第１構成要素とも命名することができる。「及び／又は」という用語は、複数の関連項目の組み合わせ、または複数の関連項目のいずれかの項目を含む。

【0031】

また、「...部」、「...器」、「...ブロック」、「...部材」、「...モジュール」などの用語は、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し得る。例えば、前記用語はＦＰＧＡ（field－programmable gate array）／ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）などの少なくとも一つのハードウェア、メモリに保存された少なくとも一つのソフトウェアまたはプロセッサによって処理される少なくとも一つのプロセスを意味し得る。

【0032】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態をより具体的に説明する。ただし、本明細書に添付される図面は、本発明の好適な実施形態を例示するものであって、発明の詳細な説明とともに本発明の技術思想をさらに理解する一助となる役割を果たすものであるため、本発明は図面に記載された事項のみに限定されて解釈されるものではない。

【0033】

図２は本発明の一実施形態による電気移動装置の斜視図、図３は本発明の一実施形態による電気移動装置の正面図である。

【0034】

電気移動装置は、動力源として電気を用いて移動可能に構成される装置を意味し得る。電気移動装置は、電動キックボード、電気自動車、電動ホイール、電動自転車、電動バイク、電動二輪平行車、ロボット掃除機などを含むことができる。本実施形態では、図２、３に示すように、電気移動装置が電動キックボード１０である場合を一例として挙げたが、これに限定されるものではない。

【0035】

電動キックボード１０は、ボード本体１２と、操舵部１４とを含むことができる。

【0036】

ボード本体１２は、ユーザを乗車させるための支持面を提供する役割を担うことができる。また、ボード本体１２は、スマートモビリティの機能を実現するためのモバイル構造物の形態に設計変更することができ、この場合、電動ホイール、電気自転車、電動バイク用本体を指すこともできる。

【0037】

また、ボード本体１２は、ユーザが足を乗せて乗車する踏み板部である。ボード本体１２は、立ち乗りするボードタイプの構造物で製作することができる。または、図示していないが、ボード本体１２の上面に座席部をさらに含めて座席タイプの構造物で構成することができる。または、図示していないが、ホイール側面の足裏支持部をさらに含めてホイールタイプの構造物で構成することができる。ボード本体１２は特定の構造物に限定されない。

【0038】

操舵部１４は、ボード本体１２の前端に結合して操舵機能を果たすことができる。操舵部１４は、ブレーキレバーおよび変速レバーが装着されている操舵ハンドル１６と、操舵ハンドル１６を回転可能に支持するポスト１７とを含むことができる。

【0039】

操舵部１４は、ボード本体１２の前側（例えば、前方）の先端に配置され、ボード本体１２の進行方向を転換するように構成できる。

【0040】

電動キックボード１０は折り畳み（folding）部２０を含むことができる。

【0041】

折り畳み部２０は、ボード本体１２と操舵部１４のポスト１７とを連結するように構成できる。折り畳み部２０は、ボード本体１２に対して操舵部１４が折り畳まれるように構成できる。折り畳み部２０により、電動キックボード１０の外形的構造をコンパクトな形態に変形させ、保管及び運搬を容易にすることができる。

【0042】

電動キックボード１０は、前輪２２と、後輪２４と、走行モータ２６と、ブレーキ２８とを含むことができる。

【0043】

前輪２２は、操舵部１４の下端に設けられ、前述の操舵ハンドル１６の下端で回転可能に支持される。

【0044】

操舵ハンドル１６の操舵操作によって、前輪２２の操舵角度を調整することができる。

【0045】

前輪２２および後輪２４は、タイヤ、ホイールフレーム、ベアリングなどを総称して含む各構成品として理解することができる。

【0046】

後輪２４は、一種の走行ホイールであり、ボード本体１２の後端に設けられ、走行モータ２６によって駆動されるように構成されている。走行モータ２６の駆動軸は、後輪２４のホイールフレームおよびホイール回転軸と一致し、ホイール一体型モータ装置としての構成を有することができる。

【0047】

走行モータ２６は、後輪２４を駆動する役割を担うことができる。走行モータ２６の装着位置は特に限定されず、設計変更によって別の走行モータ２６を前輪２２にも装着することができる。走行モータ２６は、一般的なＢＬＤＣ（Brushless direct current motor）や、駆動及び回生制動型の電動機（例えば、モータ及び発電機兼用）を意味し得る。

【0048】

ブレーキ２８もまた、前輪２２または後輪２４のいずれか一つに装着するか、または前輪２２および後輪２４にそれぞれ装着することができる。ブレーキ２８は、摩擦を利用した機械式ブレーキであっても、電子式ブレーキであってもよい。ここで、電子式ブレーキは、回生制動、または電力回生ブレーキを指すものであり、トルク力で動いている電動機（例えば、走行モータ２６または前輪２２に別途装着されたブレーキ用電動機）が閉回路状態になったときの慣性力を用いて、車輪である前輪２２または後輪２４などに取り付けられている回転子を回して電動機を発電機として作動させることにより、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収して制動力を発揮する構成を有することができる。

【0049】

このブレーキ２８は、前輪２２および後輪２４を止めたり、ホイールの回転速度を遅くする役割を担うことができ、後述する制御装置２００と連動して傾斜区間でキックアンドゴー（kick and go）機能またはクルーズ機能などを行う際にも使用できる。

【0050】

バッテリー３０は、複数のバッテリーセルを並列接続したものであり、再充電可能な電池パックを意味し得る。

【0051】

バッテリー３０は、走行モータ２６および制御装置（図示せず）に電気動力を供給する役割を担うことができる。また、電動キックボード１０の電気動力など、電気および電子的構成の動作に使用することができる。

【0052】

電動キックボード１０は無線充電装置５０を含むことができる。無線充電装置５０は、操舵部１４のポスト１７に装着することができる。無線充電装置５０は、無線電力を受信してバッテリー３０に供給するように構成できる。

【0053】

図４は本発明の一実施形態による無線充電装置の斜視図、図５は本発明の一実施形態による無線充電装置の断面図である。

【0054】

無線充電装置５０は、電力を送信する電力送信装置と、電力を受信する電力受信装置とを含むことができる。図２、３における無線充電装置５０は、電動キックボード１０に配置されるものであり、電力受信装置である場合を一例として挙げたが、これに限定されない。無線充電装置５０は、電気移動装置が充電される充電ブースに備えられた電力送信装置を意味することもできる。すなわち、本実施形態の無線充電装置５０は、電動キックボード１０が据え置かれる充電ブース（図示せず）に備えられた電力送信装置を意味することもできる。

【0055】

無線充電装置５０は、磁気誘導方式、磁気共振方式、または電磁波方式によって無線電力を受信することができる。

【0056】

無線充電装置５０は、放熱ケース６０と、回路基板８０と、電力モジュール８４とを含むことができる。

【0057】

放熱ケース６０は、無線充電装置５０の外観を形成することができ、後述する回路基板８０、電力モジュール８４がその内部に配置されるように構成できる。

【0058】

放熱ケース６０は、放熱モジュール６２とケースカバー６６とを含むことができる。放熱モジュール６２は、ケース本体６３と区画部７０とを含むことができる。また、放熱モジュール６２は、さらに外部放熱フィン６８を含むことができる。放熱ケース６０の詳細については後述する。

【0059】

電力モジュール８４は、コイル部８６と磁性部材８８とを含むことができる。

【0060】

コイル部８６は、伝導性ワイヤを含むことができる。伝導性ワイヤは、伝導性物質を含むことができる。例えば、伝導性ワイヤは伝導性金属を含むことができる。具体的には、伝導性ワイヤは、銅、ニッケル、金、銀、亜鉛および錫からなる群より選択される１種以上の金属を含むことができる。

【0061】

さらに、伝導性ワイヤは、絶縁性外皮を備えることができる。例えば、前記絶縁性外皮は絶縁性高分子樹脂を含むことができる。具体的には、前記絶縁性外皮は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、テフロン（登録商標）樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂などを含むことができる。

【0062】

伝導性ワイヤの直径は、例えば、０．１ｍｍ～１０ｍｍの範囲、０．１ｍｍ～５ｍｍの範囲、または０．１ｍｍ～３ｍｍの範囲であってもよい。

【0063】

伝導性ワイヤは、平面コイルの形で巻かれたものである。具体的には、前記平面コイルは平面螺旋コイル（Planar spiral coil）を含むことができる。ここで、前記平面コイルの形態は、楕円形、多角形、または角が丸い多角形の形態であってもよいが、特に限定されない。

【0064】

平面コイルの外径は、２ｃｍ～２０ｃｍ、３ｃｍ～１２ｃｍ、３ｃｍ～１０ｃｍ、５ｃｍ～１６ｃｍ、または６ｃｍ～１５ｃｍであってもよい。具体的な一例として、前記平面コイルは、３ｃｍ～１２ｃｍの外径を有することができる。

【0065】

また、平面コイルの内径は、０．５ｃｍ～１０ｃｍ、１ｃｍ～８ｃｍ、または２ｃｍ～７ｃｍであってもよい。

【0066】

平面コイルの巻回数は、５回～５０回、７回～３０回、５回～３０回、１０回～５０回であってもよい。具体的な一例として、前記平面コイルは、前記伝導性ワイヤを１０回～３０回巻いて形成したものであってもよい。

【0067】

前記のような好ましい平面コイル寸法および規格の範囲内では、電気自動車のような大容量の電力伝送が求められる分野に適切に適用できる。

【0068】

磁性部材８８は、コイル部８６の一側を支持するように構成できる。

【0069】

磁性部材８８は、バインダー樹脂およびフィラーを含む高分子型磁性部を含むことができる。具体的には、磁性部材８８は、バインダー樹脂、およびバインダー樹脂内に分散しているフィラーを含む高分子型磁性部を含むことができる。高分子型磁性部は、高分子型磁性ブロック（ＰＭＢ）を含むことができる。高分子型磁性部は、バインダー樹脂によってフィラー同士が結合することにより、広い面積で全体的に欠陥が少なく、衝撃によるダメージが少なくなる。

【0070】

磁性部材８８は、フェライトを含むこともできる。具体的には、磁性部材８８は、Ｎｉ－Ｚｎ系フェライト、Ｍｇ－Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ－Ｚｎ系フェライトを含むことができる。

【0071】

回路基板８０は、無線充電装置５０の全体的な駆動を制御するように設けることができる。回路基板８０は、コイル部８６を介して発生する誘伝導流でバッテリー３０を充電するように設けられる。

【0072】

本実施形態では、無線充電装置５０が電力受信装置である場合を一例として挙げたが、無線充電装置５０が電力送信装置である場合には、回路基板８０は外部から供給される交流電源を直流電源に変換し、直流電源を再び特定の周波数の交流電圧に変換した後、電力モジュール８４のコイル部８６に供給することができる。また、外部から直流電源を直接供給される場合には、供給された直流電源を特定の周波数の交流電圧に変換した後、電力モジュール８４のコイル部８６に供給することができる。これにより、無線充電装置５０が電力送信装置である場合、電力モジュール８４のコイル部８６には電流が流れることにより、誘伝導流の発生のための磁場を生成することになる。

【0073】

無線充電装置５０は熱伝達部材９０を含むことができる。熱伝達部材９０は、回路基板８０と電力モジュール８４の少なくとも一つの側面に配置できる。具体的には、熱伝達部材９０は、回路基板８０とケース本体６３の内面または区画部７０との間に配置することもでき、電力モジュール８４と区画部７０との間に配置することもできる。

【0074】

回路基板８０と電力モジュール８４は、放熱モジュール６２と向かい合う面が平面ではなくてもよく、突出構造または凹構造を有していてもよい。熱伝達部材９０は、このように凹凸構造で形成できる回路基板８０と電力モジュール８４の表面と放熱モジュール６２との間に配置され、熱伝達面積を広げることができる。つまり、熱伝達部材９０は、前記のような配置により、放熱モジュール６２に対する回路基板８０または電力モジュール８４の熱伝達面積を広げることができ、熱伝達効率を向上させることができる。

【0075】

放熱ケース６０は、前述のように、放熱モジュール６２と、ケースカバー６６とを含むことができる。

【0076】

放熱モジュール６２は放熱素材で構成することができる。放熱モジュール６２は一体に構成することができる。放熱モジュール６２は、ケース本体６３と、区画部７０とを含むことができる。また、放熱モジュール６２は、さらに外部放熱フィン６８を含むことができる。放熱モジュール６２は外部に露出し、外部に放熱可能に構成されている。

【0077】

ケース本体６３と区画部７０、またはケース本体６３と区画部７０と外部放熱フィン６８は、一体に形成することができる。しかし、これに限定されず、外部放熱フィン６８および区画部７０のうちの少なくとも一方は、ケース本体６３に対して取り外し可能に装着されてもよい。外部放熱フィン６８がケース本体６３に対して取り外し可能に装着される場合には、外部放熱フィン６８自体がケース本体６３から取り外し可能に装着されてもよく、外部放熱フィン６８が配置されるケース本体６３の一部が外部放熱フィン６８と一体に形成され、ケース本体６３の残りから取り外し可能に装着されてもよい。

【0078】

ケース本体６３と区画部７０と外部放熱フィン６８は、放熱モジュールの一構成であるので、いずれも放熱素材で構成することができる。放熱素材は、一例としてアルミニウムを含むことができる。しかし、放熱素材の種類は限定されない。

【0079】

ケース本体６３は、外部に露出するように構成され、これにより、その内部に配置される回路基板８０、電力モジュール８４から生成される熱を外部に放熱するように構成できる。これにより、放熱モジュール６２は、それ自体として構成要素を収容する機能と冷却機能を共に行うことができる。

【0080】

外部放熱フィン６８は、図５に示すように、ケース本体６３から放射方向に突出するように構成できる。外部放熱フィン６８は、ケース本体６３の一構成であってもよい。また、外部放熱フィン６８は、ケース本体６３と一体に形成することができる。外部放熱フィン６８は、ケース本体６３から突出形成され、外部空気と熱交換するように構成できる。外部放熱フィン６８は、外部空間に対する放熱モジュール６２の露出面積を拡張することにより、放熱効率を向上させることができる。外部放熱フィン６８の数は限定されず、放熱モジュール６２の大きさ、配置、求められる放熱量を考慮して変えて適用できる。

【0081】

外部放熱フィン６８は、ケース本体６３の側部から放射方向に突出する第１外部放熱フィン６８ａと、ケース本体６３の後方に突出する第２外部放熱フィン６８ｂとを含むことができる。「前方」は充填面６６ａが向く方向を意味し、「後方」はそれと反対する方向を意味し得る。

【0082】

第２外部放熱フィン６８ｂは、求められる電気移動装置に装着できるように装着部６９を含むことができる。装着部６９は、図５に示すように、第２外部放熱フィン６８ｂ上に形成することができる。具体的には、第２外部放熱フィン６８ｂは、求められる電気移動装置の装着面に対応する形状を有するように、ケース本体６３から突出する高さが異なるようにすることができ、この構成によって装着部６９を形成することができる。装着部６９は、図５に示すように、電動キックボード１０のポスト１７の装着面１７ａに対応するように凹状に形成することもでき、対応する電気移動装置の装着面の形状に対応するように形成できる。図５では、ポスト１７の装着面１７ａを曲面で形成し、装着部６９はそれに対応する凹状に示しているが、これに限定されない。一例として、装着面１７ａは多角形、楕円形、曲面で形成されてもよく、装着部６９はそれに対応する形状に形成されてもよい。このように、装着部６９が形成される第２外部放熱フィン６８ｂは、「装着放熱フィン」と定義することもできる。

【0083】

装着部６９は、第２外部放熱フィン６８ｂによってケース本体６３と離隔することができる。これにより、無線充電装置５０が電気移動装置に装着される場合でも放熱面積を最大限に確保することができ、放熱ケース６０が電気移動装置に装着されて放熱ケース６０の放熱面積が減少することを防止することができる。

【0084】

放熱モジュール６２は区画部７０を含むことができる。区画部７０は、ケース本体６３の内部に配置することができ、ケース本体６３の内部に形成される空間を区画するように構成できる。区画部７０は、放熱モジュール６２の一構成であり、放熱素材で構成することができ、一例としてアルミニウム素材を含むことができる。区画部７０は、回路基板８０または電力モジュール８４から伝達される熱をケース本体６３に伝達するように構成できる。

【0085】

区画部７０は、回路基板８０と電力モジュール８４で発生する熱が相互間に伝達されることを防止するために、ケース本体６３の内部を区画するように構成できる。区画部７０は、ケース本体６３と一体に形成され、区画部７０に伝達される熱がケース本体６３に伝達されるように構成できる。

【0086】

区画部７０は、区画プレート７２と、放熱フィン７４とを含むことができる。

【0087】

区画プレート７２は、回路基板８０が配置される第１空間６１ａと、電力モジュール８４が配置される第２空間６１ｂとを区画するように構成できる。無線充電装置５０は、一方向に沿って充電面６６ａが形成されたケースカバー６６、電力モジュール８４、回路基板８０の順に配置することができる。区画プレート７２は、電力モジュール８４と回路基板８０との間を区画するように、前記一方向とは異なる方向、一例として垂直な方向に形成することができる。

【0088】

区画プレート７２は、その周囲に沿ってケース本体６３の内側面に連結することができる。これにより、第１、２空間６１ａ，６２ａの間で熱による対流が発生することを防止することができ、回路基板８０と電力モジュール８４がそれぞれ配置される第１、２空間６１ａ，６２ａにおいて、各々の放熱制御が可能となる。

【0089】

放熱フィン７４は、区画プレート７２上に配置することができる。放熱フィン７４は、区画プレート７２上に配置され、一方向に延長するように構成できる。「一方向」とは、前述のケースカバー６６、電力モジュール８４、回路基板８０の配列方向であり、区画プレート７２から垂直な方向を意味し得る。本実施形態では、放熱フィン７４が、回路基板８０と向かい合う区画プレート７２の一側面から突出して構成される場合を図示しているが、これに限定されるものではない。放熱フィン７４は、電力モジュール８４と向かい合う区画プレート７２の他側面から突出するように構成されてもよい。

【0090】

放熱フィン７４は、複数で構成することができ、区画プレート７２上に相互離隔して形成することができる。放熱フィン７４は、区画プレート７２と一体に形成することができる。

【0091】

区画部７０は、離隔空間７６を含むことができる。

【0092】

離隔空間７６は、複数の放熱フィン７４の間に配置できる。離隔空間７６は、回路基板８０と電力モジュール８４との間に形成することにより、空気による断熱機能を行うことができる。本実施形態では、離隔空間７により、回路基板８０から発生する熱が放熱フィン７４を介してのみ区画部７０に伝達されるように構成できる。

【0093】

ケースカバー６６は、電力モジュール８４を介した無線充電のために樹脂材料を含むことができる。ケースカバー６６は、その内側に配置された電力モジュール８４を覆い、ケース本体６３の開口６４を密閉するようにケース本体６３に結合することができる。つまり、ケースカバー６６は、第２空間６１ｂを覆うようにケース本体６３に結合して構成することができる。

【0094】

以下では、前記構成による無線充電装置の発熱について説明する。

【0095】

無線充電装置５０の充電過程で発生する発熱量は、以下の式を満たすことができる。前述のように、無線充電装置５０が、電力を受信する電力受信装置である場合について説明する。

【0096】

［式１］

【0097】

前記式１中、Ｑ_ｈは発熱量（ｋｃａｌ）、Ｐは印加される電力（Ｗ）、ｔは駆動時間（ｓｅｃ）である。Ｑ_ｈは、電力モジュール８４および回路基板８０から生成される発熱量を意味し得る。

【0098】

これに基づいて、充電効率が理想的に１００％の場合の発熱量と、充電効率が抵抗または外部要因によって現実的に１００％よりも低い場合の発熱量とを比較することができる。

【0099】

理想的な充電効率を有する場合（以下、「ケース１」）の発熱量はＱ_{ｈ_ｉ}であり、現実的な充電効率を有する場合（以下、「ケース２」）の発熱量、すなわち、実際の発熱量はＱ_{ｈ_ｒ}と定義することができる。本実施形態では、ケース２において充電効率が８５％である場合を一例として挙げたが、これに限定されるものではない。

【0100】

ケース１、２において、電力送信装置で発生する電力の電圧は４８Ｖに設定することができる。ケース１、２において、誘伝導流により電力受信装置からバッテリー３０に伝達される電力を同一に設定し、電力受信装置における電圧は５４．６Ｖに同一に設定することができる。また、ケース１、２において、電力受信装置における電流は３Ａに同一に設定することができる。

【0101】

また、ケース１に相当する充電効率が１００％の場合と、ケース２に相当する一例として充電効率が８５％の場合において、それぞれ電力送信装置から電力受信装置に伝達される入力電力、電力受信装置からの出力電力、電力受信装置における９０分間の発熱量は、下記表１を満たすことができる。

【0102】

【表1】

【0103】

充電過程で放熱モジュールから放熱される放熱量は、下記式を満たすことができる。

【0104】

[式２]

【0105】

前記式２中、Ｑ_Ｃは放熱モジュールから放熱される放熱量（ｋｃａｌ）、Ｃは放熱モジュールの比熱（ｋｃａｌ／ｇ^＊℃）、ｍは放熱モジュールの質量（ｇ）、ΔＴは放熱モジュールの温度変化（℃）である。Ａは補正係数である。

【0106】

補正係数Ａは、外部放熱フィン６８とケース本体６３によって外部に露出する放熱ケース６０、放熱モジュール６２の表面積、放熱ケース６０、放熱モジュール６２の厚さなどを考慮して設定できる。補正係数Ａは１０以上３５以下であってもよい。補正係数Ａは整数に限定されない。

【0107】

前記内容に基づいて、放熱モジュール６２は、回路基板８０と電力モジュール８４の発熱量と下記式３の関係を満たすことができる。

【0108】

[式３]

発熱温度の制御のために、設定された発熱温度によって放熱モジュールの質量および補正係数Ａを下記表２に示すように設定できる。

【表2】

【0109】

つまり、放熱ケース６０の設計において、実際の充電効率を考慮して温度変化の最大幅を設定することにより、補正係数Ａと質量ｍを設計することができる。これにより、無線充電装置の放熱モジュールの最適設計が可能となり、軽量化及び放熱効率の向上を図ることができる。以下では、このような設計によって構成された本発明の放熱ケース６０を有する無線充電装置と、図１に示す従来の無線充電装置における、充電時間による発熱温度に関する比較例を示す。

【0110】

発熱温度の測定において、充電周波数は１２５ｋＨｚに設定し、電力送信装置は２２０Ｖの壁面コンセントにＡＣ－ＤＣ変換アダプタを接続して構成した。電力送信装置は、ＡＣ－ＤＣ変換アダプタと接続した。電気負荷装置（Electric Load）は５４．６Ｖ、３Ａに設定し、電力受信装置と接続した。電力送信装置の送信コイルと電力受電装置の受信コイルとを適切に整列するために、電力送信装置上に電力受信装置が位置するように配置した。その後、一定時間の間、電力受信装置の回路基板のリアルタイム温度を測定し、充電時間別の発熱温度を測定した。

【0111】

表３及び４は、従来の無線充電装置５０の充電時間による発熱温度の値を示す。これのグラフは図６に示されている。ちなみに、無線充電装置５０は、前述のように電力受信装置である場合を中心として説明する。

【0112】

【表3】

【0113】

【表4】

【0114】

前記のように、本発明では放熱モジュール６２の構成及び設計によって設定された最大発熱温度を制御可能である。表３、４及び図６に示すように、本実施形態の無線充電装置と従来の無線充電装置（図１）は、一定時間が経過すると、発熱温度が一定に維持される。表３、４及び図６では、本実施形態の無線充電装置と従来の無線充電装置に対して、充電時間による発熱温度をそれぞれ９０分と６０分まで測定して示しているが、その後の充電時間による発熱温度は維持されるのでそれを省略した。つまり、回路基板と電力モジュールから発熱する発熱量と、外部へ放熱される放熱量が等しくなる時点から発熱温度は一定に維持される。

【0115】

本実施形態の無線充電装置では、充電開始時刻から約９０分になる時点から発熱温度が維持され、充電開始時刻から約９０分間の発熱温度変化量は約４０度である。従来の無線充電装置では、充電開始時刻から約６０分になる時点から発熱温度が維持され、充電開始時刻から約６０分間の発熱温度変化量は約７５度である。

【0116】

発熱率（ＨＲ）は、充電時間と発熱温度の変化量に対する比率を意味し得る。充電時間は、充電開始時刻から特定時刻までの時間を意味し得る。

【0117】

つまり、発熱率（ＨＲ）は下記式４を満たすことができる。

【0118】

[式４]
発熱率（ＨＲ、℃／ｍｉｎ）＝△発熱温度（℃）／６０ｍｉｎ

【0119】

発熱率（ＨＲ）は、一定の充電時間に対する発熱温度グラフの傾きを意味し得る。図６において、本実施形態の無線充電装置の発熱率は約０．６７℃／ｍｉｎ（発熱温度＝６５℃－２５℃、充電時間＝６０ｍｉｎ、図６のＨＲ１を参照）であり、従来の無線充電装置の発熱率は約１．２５℃／ｍｉｎ（発熱温度＝１００℃－２５℃、充電時間＝６０ｍｉｎ、図６のＨＲ２を参照）であってもよい。

【0120】

本発明の実施形態による無線充電装置の発熱率（ＨＲ）は、０超２．０未満であってもよく、０．３以上１．６以下であってもよく、０．５以上１．４以下であってもよく、０．６以上１．３以下であってもよい。

【0121】

前記式４による発熱率（ＨＲ）において、６０ｍｉｎは無線充電装置が充電される時間を意味し、△発熱温度は無線充電装置を６０分間充電したときの温度変化を意味する。すなわち、図６のＨＲ１の傾きは、前記のような発熱率（ＨＲ）の数値範囲を満たすことができる。説明の都合上、図４、５の無線充電装置を例に挙げたが、発熱率（ＨＲ）の範囲は、後述する図７、８に示すような無線充電装置の発熱率（ＨＲ）にも同様に適用することができる。

【0122】

発熱温度が急激に上昇すると、回路基板、電力モジュールのような無線充電装置の内部構成に損傷を引き起こすことがあり、無線充電装置の寿命が短くなり、バッテリーの充電効率が低下することがある。本発明では、充電時間による発熱温度の変化量を制御することにより、無線充電装置の放熱効率を向上させることができる。

【0123】

また、無線充電装置の放熱効率を向上させることにより、別の冷却部材が不要となり、無線充電装置をよりコンパクトに構成することができる。さらに、放熱モジュール自体が内部構成を収容して冷却する機能をすることにより、無線充電装置の密閉性、シール効率を向上させることができる。

【0124】

次に、本発明の他の実施形態による無線充電装置について説明する。前述の実施形態と同様の構成については重複する説明を省略する。

【0125】

図７は、本発明の他の実施形態による無線充電装置の断面図である。

【0126】

無線充電装置１５０は放熱モジュール６２を含むことができる。

【0127】

放熱モジュール６２は区画部１７０を含むことができる。区画部１７０は、ケース本体６３の内部に配置することができ、ケース本体６３の内部に形成される空間を区画するように構成できる。区画部１７０は、放熱モジュール６２の一構成であり、放熱素材で構成することができ、一例としてアルミニウム素材を含むことができる。区画部１７０は、回路基板８０または電力モジュール８４から伝達された熱をケース本体６３に伝達するように構成できる。

【0128】

区画部１７０は、回路基板８０と電力モジュール８４で発生する熱が相互間に伝達されることを防止するために、ケース本体６３の内部を区画するように構成できる。区画部１７０は、ケース本体６３と一体に形成され、区画部１７０に伝達される熱がケース本体６３に伝達されるように構成できる。

【0129】

区画部１７０は、第１、２区画プレート１７１，１７２を含むことができる。

【0130】

第１、２区画プレート１７１，１７２は、回路基板８０が配置される第１空間６１ａと、電力モジュール８４が配置される第２空間６１ｂとを区画するように構成できる。第１区画プレート１７１は第１空間６１ａに向くように配置でき、第２区画プレート１７２は第２空間６１ｂに向くように配置できる。

【0131】

無線充電装置５０では、一方向に沿って充電面６６ａが形成されたケースカバー６６、電力モジュール８４、回路基板８０の順に配置することができ、第１、２区画プレート１７１，１７２は、電力モジュール８４と回路基板８０との間を区画するように、前記一方向とは異なる方向、一例としては垂直な方向に形成することができる。

【0132】

区画プレート１７１，１７２は、その周囲に沿ってケース本体６３の内側面に連結することができる。これにより、第１、２空間６１ａ，６１ｂ間の熱による対流を防止することができ、回路基板８０と電力モジュール８４がそれぞれ配置される第１、２空間６１ａ，６１ｂにおいて、それぞれの放熱制御が可能となる。

【0133】

第１、２区画プレート１７１，１７２は、その間に離隔空間１７４を形成するように、相互離隔して形成することができる。第１、２区画プレート１７１，１７２は相互に並んで配置することができ、その間に離隔空間１７４を形成することができる。

【0134】

離隔空間１７４は、第１、２区画プレート１７１，１７２の間に配置することにより、離隔空間１７４の空気による断熱機能を行うことができる。これにより、第１、２区画プレート１７１，１７２の間、回路基板８０と電力モジュール８４との間の断熱機能を行うことができる。

【0135】

本実施形態では、第１、２区画プレート１７１，１７２と離隔空間１７４により、回路基板８０と電力モジュール８４で発生する熱を、第１、２区画プレート１７１，１７２を介して放熱モジュール６２、ケース本体６３に伝達することができる。また、第１、２区画プレート１７１，１７２を介して、回路基板８０で発生する熱が電力モジュール８４に伝達されることや、電力モジュール８４で発生する熱が回路基板８０に伝達されることを防ぐことができる。

【0136】

次に、本発明のまた他の実施形態による無線充電モジュールについて説明する。前述の実施形態と同様の構成については重複する説明を省略する。

【0137】

図８は、本発明のまた他の実施形態による無線充電装置の断面図である。

【0138】

無線充電装置２５０は放熱モジュール６２を含むことができる。

【0139】

放熱モジュール６２はケース本体２６３を含むことができる。ケース本体２６３は、第１、２ケース本体２６３ａ，２６３ｂを含むことができる。第１、２ケース本体６３は、相互離隔して配置することができ、これにより回路基板８０と電力モジュール８４がそれぞれ配置される第１、２空間６１ａ，６１ｂで各々の放熱制御が可能となる。

【0140】

第１ケース本体２６３ａは、その内部に回路基板８０が配置される第１空間６１ａを形成し、第２ケース本体２６３ｂは、その内部に電力モジュール８４が配置される第２空間６１ｂを形成することができる。第１、２ケース本体２６３ａ，２６３ｂの内部にそれぞれ配置される回路基板８０と電力モジュール８４は、別のワイヤを介して電気的に接続することができる。

【0141】

放熱モジュール６２は区画部２７０を含むことができる。区画部２７０は、ケース本体２６３の一構成として形成することができる。区画部２７０は、放熱モジュール６２の一構成であり、放熱素材で構成することができ、一例としてアルミニウム素材を含むことができる。本実施形態では、区画部２７０はケース本体２６３の一構成であり、外部に露出するように構成されるので、区画部２７０は回路基板８０または電力モジュール８４から伝達された熱をケース本体６３に伝達するか、または外部に放熱することができる。

【0142】

区画部２７０は、第１、２区画プレート２７１，２７２を含むことができる。

【0143】

第１区画プレート２７１は第１ケース本体２６３ａと共に第１空間６１ａを形成し、第２区画プレート２７２は第２ケース本体２６３ｂと共に第２空間６１ｂを形成するように構成できる。第１、２区画プレート２７１，２７２の間には、電気移動装置のポスト１７を配置できる。

【0144】

無線充電装置５０において、一方向に沿って充電面６６ａが形成されたケースカバー６６、電力モジュール８４、回路基板８０の順に配置することができ、区画プレート２７１，２７２は、電力モジュール８４と回路基板８０との間を区画するように、前記一方向とは異なる方向、一例として垂直な方向に形成することができる。

【0145】

第１、２区画プレート２７２は、その間に離隔空間２７４を形成するように、相互離隔して形成することができる。第１、２区画プレート２７２は相互に並んで配置することができ、その間に離隔空間２７４を形成することができる。離隔空間２７４には、電気移動装置のポスト１７を配置できる。

【0146】

離隔空間２７４は、第１、２区画プレート２７１，２７２の間に配置することにより、第１、２空間６１ａ，６１ｂを分離することができ、第１、２区画プレート２７１，２７２の間、回路基板８０と電力モジュール８４との間の相互影響を最小限に抑えることができる。

【0147】

以上では、特定の実施形態について図面を参照して説明した。しかし、前述した実施形態のみに限定されず、発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、以下の請求の範囲に記載された発明の技術的思想の要旨を逸脱することなく、いくらでも多様に変更実施することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】