异物检测设备和异物检测方法技术

在无线电力传输(WPT)系统中使用反射或折射的激光的异物检测设备可以包括：激光发射器，其设置在传输垫的上部部分的一侧上以生成激光；至少一个激光导引块，其设置在传输垫的上部部分的一侧或另一侧上以用于接收由激光发射器生成的激光并反射或折射接收到的激光；以及激光接收器，其用于通过至少一个激光导引块感测激光。

【技术实现步骤摘要】
异物检测设备和异物检测方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年1月3日提交的韩国专利申请第10-2017-0000945号和于2017年11月30日提交的第10-2017-0162990号的优先权权益，其全部内容通过引用结合于此。
本公开涉及一种用于在无线电力传输(WPT)系统中使用反射或折射的激光进行异物检测(FOD)的设备和方法，更具体地涉及一种用于通过使用安装在WPT系统的传输垫中的至少一个激光导引块以检测传输垫与接收垫之间的异物来使激光设备的尺寸和数量最小化并提高FOD性能的设备和方法。
技术介绍
电动车辆(EV)充电系统基本上可以被定义为用于通过使用能量存储装置或商用电源的电网的电力对安装在EV上的高压电池进行充电的系统。这种EV充电系统可以根据EV的类型具有各种形式。例如，EV充电系统可以分类为使用充电线缆的导电型和非接触式无线电力传输(WPT)型(也称为“感应型”)。当对EV充电时，安装在EV上的车辆组件(VA)(即，VA中的接收垫)与位于充电站或充电点中的接地组件(GA)的传输垫进行感应谐振耦合并且使用通过感应谐振耦合从GA传送的电力对EV中的电池充电。感应型WPT系统为使用传输垫(即，传输线圈)与接收垫(即，接收线圈)之间的相互电磁感应现象来传输电力的系统。因此，当传输线圈与接收线圈之间存在可能影响磁场的异物(诸如金属或磁性材料)时，其直接影响WPT系统的谐振频率，从而导致WPT系统的异常操作或降低WPT的效率。此外，传输线圈与接收线圈之间的异物的温度可能会迅速上升，使得系统的稳定性受到损害。因此，需要一种用于检测传输线圈与接收线圈之间的异物的方法。
技术实现思路
本公开的实施例提供了一种用于在无线电力传输系统中使用反射或折射的激光进行异物检测的设备。本公开的另一个实施例提供了一种在无线电力传输系统中执行的使用反射或折射的激光进行异物检测的方法。根据本公开的实施例，在WPT系统中使用反射或折射的激光的异物检测设备包括：激光发射器，设置在发射垫的上部部分的一侧上以生成激光；至少一个激光导引块，设置在传输垫的上部部分的一侧或另一侧上，其用于接收由激光发射器生成的激光并反射或折射接收到的激光；以及激光接收器，用于通过至少一个激光导引块感测激光。至少一个激光导引块中的每个可以包括反射镜和棱镜中的至少一者。当设备包括多个激光导引块时，多个激光导引块可以在传输垫的上部部分的一侧和与该侧相对的另一侧上设置在彼此偏移而不彼此面对的位置。当设备包括多个激光导引块时，多个激光导引块中的至少两个激光导引块可以彼此面对地设置在所述传输垫的上部部分的一侧以及与该侧相对的另一侧上，并且至少两个激光导引块中的一个可以相对于传输垫的上部部分的一侧或另一侧倾斜地安装。激光接收器可以包括子异物检测电路，该子异物检测电路被配置成用于通过使用硫化镉(CdS)传感器来检测异物。子异物检测电路可以包括：第一电阻器。其一端连接至施加电压(VCC)并且其另一端连接至CdS传感器；CdS传感器，其一端连接至第一电阻器并且其另一端连接至地面；以及缓冲器，接收第一电阻器与CdS传感器之间的电压作为输入并且以恒定的电压电平输出基于该输入的输出。第一电阻器可以比CdS传感器的初始内阻小至少十倍，并且比CdS传感器的通过感测激光而变化的内阻大至少十倍。所述设备还可以包括异物检测确定控制器，该异物检测确定控制器通过参考子异物检测电路的输出来确定异物是否存在。设备可以包括多个激光接收器。设备还可以包括或门，该或门接收子异物检测电路的输出并且输出关于子异物检测电路的输出的或运算的结果，其中，子异物检测电路中的每个被包括在多个激光接收器中的每个中。设备还可以包括异物检测确定控制器，该异物检测确定控制器通过参考从或门输出的结果来确定异物是否存在。当子异物检测电路的输出在容许误差范围内等于所施加的电压时，异物检测确定控制器可以确定出检测到异物。异物检测确定控制器可以为接地组件(GA)控制器，并且根据异物是否存在来控制包括在传输垫中的GA线圈的输出功率电平。根据本公开的另一实施例，在异物检测设备中执行的异物检测方法包括：由激光发射器生成从传输垫的上部部分的一侧到另一侧的激光；通过使用设置在传输垫的上部部分的一侧或另一侧上的至少一个激光导引块，沿对角线方向一次或多次反射或折射激光；以及由异物检测确定控制器根据是否检测到反射或折射的激光来确定异物的存在。所述至少一个激光导引块中的每个可以包括反射镜和棱镜中的至少一者。当设备包括多个激光导引块时，多个激光导引块可以在传输垫的上部部分的一侧和与该侧相对的另一侧上设置在彼此偏移而不彼此面对的位置。当设备包括多个激光导引块时，多个激光导引块中的至少两个激光导引块可以彼此面对地设置在传输垫的上部部分的一侧以及与该侧相对的另一侧上，并且所述至少两个激光导引块中的一个可以相对于传输垫的上部部分的一侧或另一侧倾斜地安装。可以使用包括硫化镉(CdS)传感器的子异物检测电路来执行该确定。子异物检测电路可以包括：第一电阻器，其一端连接至施加电压(VCC)并且其另一端连接至CdS传感器；CdS传感器，其一端连接至第一电阻器并且其另一端连接至地面；以及缓冲器，接收第一电阻器与CdS传感器之间的电压作为输入并且以恒定的电压电平输出基于该输入的输出。可以通过参考子异物检测电路的输出来执行该确定。在EVWPT系统中，通过使用根据本公开的异物检测方法和设备，可以使用少量的激光发射/接收元件来检测发射垫与接收垫之间的异物。而且，由于使用了激光，所以具有可以检测金属物体和非金属物体的优点。此外，由于仅在传输垫中准备用于检测异物的激光元件，所以即使传输垫和接收垫的制造商不同，根据本公开的异物检测设备也可以容易地应用。附图说明图1为示出了应用本公开的实施例的无线电力传输(WPT)的概念的概念图；图2为示出了根据本公开的实施例的无线电力传输电路的概念图；图3为用于解释根据本公开的实施例的EV无线电力传输中的对准的概念的概念图；图4为示出了在EVWPT系统中使用光源的异物检测设备的示意图；图5为示出了根据图4的实施例的使用光源的异物检测设备的详细图；图6A为示出了在根据本公开的实施例的异物检测设备中使用的CdS传感器的外观的视图，以及图6B为用于说明在根据本公开的实施例的异物检测设备中使用的CdS传感器的特性曲线图；图7为示出了使用激光的异物检测设备的概念图；图8为示出了根据本公开的实施例的使用反射或折射的激光的异物检测设备的概念图；图9为示出了根据本公开的实施例的包括在异物检测设备中的异物检测电路的示例的电路图；图10为示出了根据本公开的实施例的异物检测设备的配置图；图11为示出了根据本公开的实施例的使用异物检测电路的异物检测实验的结果的曲线图；以及图12为图11的曲线图的放大曲线图。应当理解，附图不一定按比例绘制，其呈现了说明本专利技术的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。本文所公开的本公开的具体设计特征，包括例如具体的尺寸、定向、位置和形状将部分地由特定预期的应用和使用环境来确定。在附图中，在整个附图的多个附图，附图标记指代本公开的相同或等同部分。具体实施方式现在将详细参考本公开的各种实施例，在附图中示出并在下面描述了本专利技术的示例。虽然本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在无线电力传输系统中使用反射或折射的激光的异物检测设备，所述异物检测设备包括：激光发射器，设置在传输垫的上部部分的一侧上以生成激光；至少一个激光导引块，设置在所述传输垫的所述上部部分的一侧或另一侧上，所述至少一个激光导引块接收由所述激光发射器生成的激光并反射或折射接收到的激光；以及激光接收器，通过所述至少一个激光导引块感测激光。

【技术特征摘要】
2017.01.03 KR 10-2017-0000945;2017.11.30 KR 10-2011.一种在无线电力传输系统中使用反射或折射的激光的异物检测设备，所述异物检测设备包括：激光发射器，设置在传输垫的上部部分的一侧上以生成激光；至少一个激光导引块，设置在所述传输垫的所述上部部分的一侧或另一侧上，所述至少一个激光导引块接收由所述激光发射器生成的激光并反射或折射接收到的激光；以及激光接收器，通过所述至少一个激光导引块感测激光。2.根据权利要求1所述的异物检测设备，其中，所述至少一个激光导引块中的每个包括反射镜和棱镜中的至少一者。3.根据权利要求1所述的异物检测设备，其中，当所述异物检测设备包括多个激光导引块时，所述多个激光导引块在所述传输垫的所述上部部分的所述一侧和与所述一侧相对的所述另一侧上设置在彼此偏移而不彼此面对的位置。4.根据权利要求1所述的异物检测设备，其中，当所述异物检测设备包括多个激光导引块时，所述多个激光导引块中的至少两个激光导引块彼此面对地设置在所述传输垫的所述上部部分的所述一侧和与所述一侧相对的所述另一侧上，并且所述至少两个激光导引块中的一个相对于所述传输垫的所述上部部分的所述一侧或所述另一侧倾斜地安装。5.根据权利要求1所述的异物检测设备，其中，所述激光接收器包括子异物检测电路，所述子异物检测电路被配置成用于通过使用硫化镉传感器来检测异物。6.根据权利要求5所述的异物检测设备，其中，所述子异物检测电路包括：第一电阻器，所述第一电阻器的一端连接至所施加的电压并且所述第一电阻器的另一端连接至所述硫化镉传感器；所述硫化镉传感器，所述硫化镉传感器的一端连接至所述第一电阻器并且所述硫化镉传感器的另一端连接至地面；以及缓冲器，接收所述第一电阻器与所述硫化镉传感器之间的电压作为输入并且以恒定的电压电平输出基于所述输入的输出。7.根据权利要求6所述的异物检测设备，其中，所述第一电阻器比所述硫化镉传感器的初始内阻小至少十倍，并且比所述硫化镉传感器的通过感测激光而变化的内阻大至少十倍。8.根据权利要求6所述的异物检测设备，还包括异物检测确定控制器，所述异物检测确定控制器通过参考所述子异物检测电路的输出来确定所述异物是否存在。9.根据权利要求6所述的异物检测设备，其中，所述异物检测设备包括多个激光接收器。10.根据权利要求9所述的异物检测设备，还包括或门，所述或门接收所述子异物检测电路的输出并输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：车载银，崔奎英，李宇宁，李秉国，金民中，朱东明，卞钟殷，安相俊，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，成均馆大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国,KR