利用热敏材料和电感式感测进行外部物体检测制造技术

在某些方面，公开了一种用于使用热敏材料和电感式感测来检测异物的方法和装置。在某些方面，一种异物检测系统包括热感测系统，该热感测系统包括热敏材料，该热敏材料具有被配置为根据温度改变的性质。异物检测系统还包括电感式感测系统，电感式感测系统包括一个或多个感测线圈，其中一个或多个感测线圈的电特性的变化指示异物的存在。异物检测系统还包括耦合到热感测系统和电感式感测系统的控制器，其中控制器被配置为基于热敏材料的性质的度量或一个或多个感测线圈的电特性的度量中的至少一个来确定异物的存在。

Detection of External Objects Using Thermosensitive Materials and Inductive Sensors

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用热敏材料和电感式感测进行外部物体检测相关申请的交叉引用本申请要求于2017年6月12日提交的美国申请No.15/620,548的优先权，该申请要求于2017年1月10日提交的美国临时专利No.62/444,714和于2017年2月10日提交的美国临时专利No.62/457,462的权益，所有这些申请的内容通过引用整体并入本文。
本申请总体上涉及无线充电电力传输应用，并且具体涉及使用热敏材料和电感式感测来检测异物的方法和装置。
技术介绍
无线电力传输系统(例如，用于电动车辆的电感式充电系统)可以包括基于地面的无线电力传输器(例如，基垫、基础无线充电系统或包括耦合器(例如，基础耦合器)的某种其他无线电力传输设备)，该无线电力传输器被配置为向无线电力接收器(例如，车辆垫、电动车辆无线充电单元或包括耦合器(例如，车辆耦合器)的某种其他无线电力接收设备)发射无线电力场，该无线电力接收器被配置为在车辆底部接收无线电力场。在这种无线电力传输系统中，地面上的无线电力传输器与车辆上的无线电力接收器之间的空间可以是开放式的并且是异物可访问的。例如，异物可能意外地或有意地被放置在无线电力传输器与无线电力接收器之间的空间中。在异物是传导的和/或铁磁性的(例如，金属物体，诸如回形针、螺钉等)的情况下，当异物暴露于无线电力传输器与无线电力接收器之间的无线充电场时，如果磁通密度水平超过某些临界水平，则异物可能达到高温(例如，超过200摄氏度)，例如由于无线充电场引起的涡流和滞后效应。异物可能潜在地达到的高温可能会损坏无线电力传输器。例如，异物可能位于无线电力传输器上并且引起无线电力传输器的部分熔化或燃烧，或者可能自身融化到无线电力传输器中。此外，使用某些异物检测(FOD)技术检测异物可能是不可行的，诸如由于物体小且难以检测，或者可能太昂贵。因此，需要一种如上所述的用于检测异物的方法和装置。
技术实现思路
在某些方面，公开了一种异物检测系统。异物检测系统包括热感测系统，该热感测系统包括热敏材料，该热敏材料具有被配置为根据温度改变的性质。异物检测系统还包括电感式感测系统，电感式感测系统包括一个或多个感测线圈，其中一个或多个感测线圈的电特性的变化指示异物的存在。异物检测系统还包括耦合到热感测系统和电感式感测系统的控制器，其中控制器被配置为基于热敏材料的性质的度量或一个或多个感测线圈的电特性的度量中的至少一个来确定异物的存在。在某些方面，公开了一种用于控制异物检测系统的方法。该方法包括确定热敏材料的性质的变化。该方法还包括确定一个或多个感测线圈的电特性的变化。该方法还包括基于所确定的热敏材料的性质的变化或所确定的一个或多个感测线圈的电特性的变化中的至少一个来确定异物的存在。在某些方面，公开了一种异物检测系统。异物检测系统包括用于基于温度来感测异物的存在的第一装置。异物检测系统还包括用于基于电感来感测异物的存在的第二装置。异物检测系统还包括用于基于第一感测装置或第二感测装置中的至少一个来确定异物的存在的装置。附图说明图1图示了根据一些实施方式的用于对电动车辆充电的无线电力传输系统。图2是图1的无线电力传输系统的示例性组件的示意图。图3是图示图1的无线电力传输系统的示例性组件的功能框图。图4A图示了根据说明性方面的用于无线电力传输垫的外壳的示例。图4B图示了根据说明性方面的用于无线电力传输垫的外壳的示例。图4C图示了根据说明性方面的用于无线电力传输垫的外壳的示例。图4D图示了根据说明性方面的用于无线电力传输垫的外壳的示例。图5图示了根据说明性方面的热敏层的示例。图6图示了根据说明性方面的与图5的热敏层相对应的电路的示例。图7图示了根据说明性方面的热敏层的示例。图8图示了根据说明性方面的热敏层的示例。图9A和9B图示了根据说明性方面的选择性热敏阵列的示例性方面。图10图示了根据说明性方面的与热敏层相对应的电路的示例。图11是图示根据说明性方面的电感式异物检测器的示例的电路图。图12A图示了根据说明性方面的使用热敏材料的双线电感式感测线圈的示例。图12B图示了根据说明性方面的嵌入在热敏层中的双线电感式感测线圈的示例。图12C图示了根据说明性方面的在两个线圈绕组之间具有热敏层的双线电感式感测线圈的另一示例。图13A是图示根据说明性方面的组合电感式感测和热感测的异物检测器的示例的电路图。图13B是图示根据说明性方面的组合电感式感测和热感测的异物检测器的另一示例的电路图。图14图示了根据说明性方面的用于执行用于异物检测的组合的电感式感测和热感测的示例操作。具体实施方式下面结合附图阐述的详细描述旨在作为示例性实现的描述，而不旨在表示其中可以实践本专利技术的唯一的实施方式。在本说明书中使用的术语“示例性”表示“用作示例、实例或说明”，而不应当被解释为比其他示例性实施方式优选或有利。详细描述包括具体细节，目的是提供对示例性实施方式的透彻理解。在一些情况下，一些设备以框图形式示出。无线地传输电力可以是指将与电场、磁场、电磁场等相关联的任何形式的能量从传输器传输到接收器而不使用物理电导体(例如，电力可以通过自由空间被传输)。输出到无线场(例如，磁场)中的电力可以由“接收线圈”接收、捕获或耦合以实现电力传输。本文中使用电动车辆来描述远程系统，远程系统的示例是车辆，车辆包括从可充电能量存储设备(例如，一个或多个可再充电电化学电池或其他类型的电池)得到的电力作为其运动能力的部分。作为非限制性示例，一些电动车辆可以是除了电动机之外还包括用于直接运动或对车辆电池充电的传统的内燃机的混合电动车辆。其他电动车辆可以从电力中汲取所有的运动能力。电动车辆不限于汽车，也可以包括摩托车、推车、踏板车等。作为示例而非限制，在本文中以电动车辆(EV)的形式描述了远程系统。此外，也可以考虑可以使用可充电能量存储装置来至少部分被供电的其他远程系统(例如，电子设备，诸如个人计算设备等)。图1是根据一些示例性实施方式的用于对电动车辆充电的示例性无线电力传输系统100的图。无线电力传输系统100能够在电动车辆112停放时对电动车辆112充电以与基础无线充电系统102a高效地耦合。两个电动车辆的空间被示出在停放区域中以停放在相应的基础无线充电系统102a和102b上。在一些实施方式中，本地分配中心130可以被连接到电力骨干132并且被配置为通过电力链路110向基础无线充电系统102a和102b提供交流(AC)或直流(DC)电源。基础无线充电系统102a和102b中的每个还包括分别用于无线地传输电力的基础耦合器104a和104b。在一些其他实现(图1中未示出)中，基础耦合器104a或104b可以是独立的物理单元，并且不是基础无线充电系统102a或102b的一部分。电动车辆112可以包括电池单元118、电动车辆耦合器116和电动车辆无线充电单元114。电动车辆无线充电单元114和电动车辆耦合器116构成电动车辆无线充电系统。在本文中所示的一些图中，电动车辆无线充电单元114也被称为车辆充电单元(VCU)。电动车辆耦合器116可以例如经由由基础耦合器104a生成的电磁场的区域来与基础耦合器104a交互。在一些示例性实施方式中，当电动车辆耦合器116位于由基础耦合器104a产生的电磁场中时，电动车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异物检测系统，包括：热感测系统，包括热敏材料，所述热敏材料具有被配置为根据温度改变的性质；电感式感测系统，包括一个或多个感测线圈，其中所述一个或多个感测线圈的电特性的变化指示异物的存在；以及控制器，被耦合到所述热感测系统和所述电感式感测系统，其中所述控制器被配置为基于所述热敏材料的所述性质的度量或者所述一个或多个感测线圈的所述电特性的度量中的至少一个度量，来确定所述异物的存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.10 US 62/444,714;2017.02.10 US 62/457,462;1.一种异物检测系统，包括：热感测系统，包括热敏材料，所述热敏材料具有被配置为根据温度改变的性质；电感式感测系统，包括一个或多个感测线圈，其中所述一个或多个感测线圈的电特性的变化指示异物的存在；以及控制器，被耦合到所述热感测系统和所述电感式感测系统，其中所述控制器被配置为基于所述热敏材料的所述性质的度量或者所述一个或多个感测线圈的所述电特性的度量中的至少一个度量，来确定所述异物的存在。2.根据权利要求1所述的异物检测系统，其中所述热感测系统和所述电感式感测系统共享一个或多个组件。3.根据权利要求2所述的异物检测系统，其中所述一个或多个感测线圈包括所述热敏材料。4.根据权利要求1所述的异物检测系统，其中所述热感测系统包括至少两条导电线和绝缘层，其中所述绝缘层包括所述热敏材料，并且其中所述电感式感测系统包括所述至少两个导电线中的至少一条。5.根据权利要求4所述的异物检测系统，其中所述至少两条导电线是以下中的至少一项：被嵌入在所述绝缘层中，被嵌入在同一平面上并且与所述绝缘层接触，或者被嵌入在与所述绝缘层的单独表面接触的单独平面上。6.根据权利要求1所述的异物检测系统，其中所述热感测系统包括第一导电线和第二导电线，其中所述电感式感测系统的第一感测线圈包括所述第一导电线，其中所述第一导电线的第一端子和所述第一导电线的第二端子选择性地被耦合到所述控制器的阻抗测量端口，并且其中所述第一导电线的所述第一端子和所述第二导电线的第一端子选择性地被耦合到所述控制器的电阻测量端口，其中所述控制器被配置为通过测量所述电阻测量端口处的电阻来测量所述热敏材料的所述性质，并且其中所述控制器被配置为通过测量所述阻抗测量端口处的阻抗来测量所述第一感测线圈的所述电特性。7.根据权利要求6所述的异物检测系统，其中所述第二导电线的第二端子是开路的，并且其中所述热敏材料被耦合在所述第一导电线与所述第二导电线之间。8.根据权利要求6所述的异物检测系统，其中所述第二导电线的第二端子与所述第一导电线的所述第二端子短路，并且其中所述第一导电线和所述第二导电线中的至少一个包括所述热敏材料。9.根据权利要求1所述的异物检测系统，其中所述性质包括导电率，并且其中所述控制器被配置为基于所述电导率的所述变化满足阈值来确定所述异物的所述存在。10.根据权利要求1所述的异物检测系统，其中所述热感测系统包括多个热敏单元。11.根据权利要求1所述的异物检测系统，其中所述控制器被配置为：当所述热敏材料的所述性质的所述度量和所述一个或多个感测线圈的所述电特性的所述度量两者都指示所述异物的存在时，确定所述异物存在。12.根据权利要求1所述的异物检测系统，其中所述控制器被配置为：当所述热敏材料的所述性质的所述度量或者所述一个或多个感测线圈的所述电特性的所述度量指示所述异物的存在时，确定所述异物存在。13.根据权利要求1所述的异物检测系统，其中所述控制器被配置为基于所述热敏材料的所述性质的所述度量来控制所述电感式感测系统。14.根据权利要求13所述的异物检测系统，其中所述控制器被配置为：当所述热敏材料的所述性质的所述度量满足阈值时，控制所述电感式感测系统以测量所述一个或多个感测...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·P·威德默，L·西伯，M·比特纳，
申请(专利权)人：韦特里西提公司，
类型：发明
国别省市：美国,US