金属异物检测装置、检测方法、判断装置及无线充电系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种金属异物检测装置，所述金属异物检测装置包括第一方向上平行且均匀排列的m个检测线圈和第二方向上平行且均匀排列的n个检测线圈，第一方向上的检测线圈与第二方向上的检测线圈叠加；所述检测线圈由k个线圈单元构成，从所述检测线圈的一端开始，两两线圈单元为一组，各组包含的线圈单元不相同，且每组内的两个线圈单元的面积相等、绕向相反，将所述检测线圈的各个线圈单元置于磁场中时，所述检测线圈的电压或电流在预设的取值范围内。本发明专利技术还公开一种金属异物检测方法、判断装置及无线充电系统。本发明专利技术提高了无线充电系统对金属异物检测的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车领域，尤其涉及金属异物检测装置、检测方法、判断装置及无线充电系统。
技术介绍
随着化石能源逐渐枯竭和环境污染日益加剧，人类正在寻求更加绿色清洁的替代能源及节能环保的生活方式。为缓解传统汽车对化石能源的依赖程度并减小尾气的排放量，电动汽车是一种较好的解决方案。电动汽车将电能转化为驱动力，具有零排放、零污染的特点，可以大大降低对化石能源的依赖程度，减小尾气的排放量。电动汽车逐渐成为机动车辆未来发展的重要方向，目前许多国家政府都在大力支持和推广发展电动汽车。目前，电动汽车充电主要采用的是有线充电和无线充电两种方式。有线充电虽然效率较高，但是充电过程不灵活，需要反复插拔充电电缆，存在滑动磨损、导线老化及接触电火花等安全隐患。另外在场地安装方面，充电站的修建与传统加油站类似，受建设场地制约，建设成本很大。无线充电可以克服上述缺点，采用一个原副边完全分离、无电气连接的变压器，利用原副边的互相磁场耦合实现电能透过空气在原副边之间进行传输。显然，去掉电动汽车与充电电源的直接电气连接，实现电能的无线传输，则可以使电动汽车在行进过程中频繁充电，并减少在充电过程的人工操作环节。所以，无线电能传输是在当前电动汽车蓄电池储能能力不足、体积重量庞大、造价昂贵的背景下，实现“分布式充电”的有效解决方案。无线充电可以降低电动汽车成本、缩短电池充电时间、提高充电安全性，使电动汽车的使用更为便捷舒适。对于公共电动汽车充电站来说，其停车位一般处于露天环境中，停车位的地面侧原边线圈上和可能会掉落硬币、铁片、金属包装纸等金属物体。由于无线充电过程中，原边线圈和副边线圈之间具有很强的交变磁场，若地面侧原边线圈表面或原边线圈和副边线圈之间存在金属异物，则金属异物会产生感应电动势，会造成较大的功率损耗，感应电动势将会使异物的温度上升，严重时会引起火灾，然而现有无线充电系统中，对金属异物的检测灵敏度还不够高。
技术实现思路
本专利技术提供一种金属异物检测装置、检测方法、判断装置及无线充电系统，旨在提高无线充电系统对金属异物检测的灵敏度。为实现上述目的，本专利技术提供一种金属异物检测装置，所述金属异物检测装置包括第一方向上平行且均匀排列的m个检测线圈和第二方向上平行且均匀排列的n个检测线圈，第一方向上的检测线圈与第二方向上的检测线圈叠加；所述检测线圈由k个线圈单元构成，从所述检测线圈的一端开始，两两线圈单元为一组，各组包含的线圈单元不相同，且每组内的两个线圈单元的面积相等、绕向相反，将所述检测线圈的各个线圈单元置于磁场中时，所述检测线圈的电压或电流在预设的取值范围内。优选地，所述线圈单元的大小小于预设的最小金属异物的大小。优选地，所述检测线圈上连接有一个或多个元器件。优选地，所述m个检测线圈与所述n个检测线圈交错叠加。优选地，所述m个检测线圈和所述n个检测线圈构成所述金属异物检测装置的第一层线圈，所述金属异物检测装置还包括与所述第一层线圈完全相同的第二层线圈，所述第一层线圈与所述第二层线圈在第三方向和/或第四方向上交错叠加。为实现上述目的，本专利技术还提供一种基于上述金属异物检测装置的金属异物检测方法，所述金属异物检测方法包括：获取所述金属异物检测装置置于磁场中时各个检测线圈的电压或电流；根据预置的所述金属异物检测装置上各个检测线圈的电压或电流的取值范围，确定出获取到的检测线圈的电压或电流不在其相应的取值范围内的检测线圈；在确定出的检测线圈的个数大于0且小于所述金属异物检测装置中检测线圈的总数时，确定在磁场中存在金属异物，否则，确定在磁场中不存在金属异物。优选地，所述金属异物检测方法还包括：在磁场中存在金属异物时，根据各个方向上确定出的检测线圈的交叉点确定金属异物的位置和/或大小。为实现上述目的，本专利技术还提供一种基于上述金属异物检测装置的金属异物判断装置，所述金属异物判断装置包括：获取模块，用于获取所述金属异物检测装置置于磁场中时各个检测线圈的电压或电流；确定模块，用于根据预置的所述金属异物检测装置上各个检测线圈的电压或电流的取值范围，确定出获取到的检测线圈的电压或电流不在其相应的取值范围内的检测线圈；判断模块，用于在确定出的检测线圈的个数大于0且小于所述金属异物检测装置中检测线圈的总数时，确定在磁场中存在金属异物，否则，确定在磁场中不存在金属异物。优选地，所述金属异物判断装置还包括：定位模块，用于在磁场中存在金属异物时，根据各个方向上确定出的检测线圈的交叉点确定金属异物的位置和/或大小。此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种无线充电系统，包括基建端和车载端，所述基建端的发射线圈表面敷设有上述金属异物检测装置，所述基建端包括上述金属异物判断装置。优选地，所述金属异物判断装置设置在基建端的控制器，所述金属异物检测装置中的检测电路与所述基建端的控制器相连，所述检测电路用于获取所述金属异物检测装置上各个检测线圈的电压或电流信号，并将获取到的各个检测线圈的电压或电流信号经过处理后发送到所述基建端的控制器。本专利技术提出的金属异物检测装置、检测方法、判断装置及无线充电系统中，所述金属异物检测装置包括第一方向上平行且均匀排列的m个检测线圈和第二方向上平行且均匀排列的n个检测线圈，第一方向上的检测线圈与第二方向上的检测线圈叠加；所述检测线圈由k个线圈单元构成，从所述检测线圈的一端开始，两两线圈单元为一组，各组包含的线圈单元不相同，且每组内的两个线圈单元的面积相等、绕向相反，将所述检测线圈的各个线圈单元置于磁场中时，所述检测线圈的电压或电流在预设的取值范围内，这种结构的金属异物检测装置，由于同一方向上的各个检测线圈平行且均匀排列，不同方向上的检测线圈叠加，能够较大程度地检测到磁场中存在的金属异物，提高对金属异物检测的灵敏度。附图说明图1为本专利技术金属异物检测装置一实施例中各个检测线圈排列的结构示意图；图2为本专利技术金属异物检测装置中具有不同线圈单元形状的检测线圈的外观示意图；图3为本专利技术金属异物检测装置中检测线圈的一个通用外观示意图；图4(a)-(b)为本专利技术金属异物检测装置中检测线圈分别在垂直方向和水平方向上的排列示意图；图5为存在检测盲点的金属异物检测装置中部分检测线圈排列的结构示意图；图6为消除检测盲点的一种金属异物检测装置中部分检测线圈排列的结构示意图；图7为本专利技术金属异物检测方法第一实施例的流程示意图；图8为本专利技术金属异物检测装置坐标化后的示意图；图9为本专利技术金属异物判断装置第一实施例的功能模块示意图；图10为本专利技术金属异物判断装置第二实施例的功能模块示意图；图11为本专利技术无线充电系统一实施例的结构示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种金属异物检测装置，如图1所示，示出了本专利技术金属异物检测装置一实施例中各个检测线圈排列的结构示意图。所述金属异物检测装置包括第一方向上平行且均匀排列的m个检测线圈和第二方向上平行且均匀排列的n个检测线圈，第一方向上的检测线圈与第二方向上的检测线圈叠加；所述检测线圈由k个线圈单元构成，从所述检测线圈的一端开始，两两线圈单元为一组，各组包含的线圈单元不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属异物检测装置，其特征在于，所述金属异物检测装置包括第一方向上平行且均匀排列的m个检测线圈和第二方向上平行且均匀排列的n个检测线圈，第一方向上的检测线圈与第二方向上的检测线圈叠加；所述检测线圈由k个线圈单元构成，从所述检测线圈的一端开始，两两线圈单元为一组，各组包含的线圈单元不相同，且每组内的两个线圈单元的面积相等、绕向相反，将所述检测线圈的各个线圈单元置于磁场中时，所述检测线圈的电压或电流在预设的取值范围内。

【技术特征摘要】
1.一种金属异物检测装置，其特征在于，所述金属异物检测装置包括第一方向上平行且均匀排列的m个检测线圈和第二方向上平行且均匀排列的n个检测线圈，第一方向上的检测线圈与第二方向上的检测线圈叠加；所述检测线圈由k个线圈单元构成，从所述检测线圈的一端开始，两两线圈单元为一组，各组包含的线圈单元不相同，且每组内的两个线圈单元的面积相等、绕向相反，将所述检测线圈的各个线圈单元置于磁场中时，所述检测线圈的电压或电流在预设的取值范围内。2.如权利要求1所述的金属异物检测装置，其特征在于，所述线圈单元的大小小于预设的最小金属异物的大小。3.如权利要求1所述的金属异物检测装置，其特征在于，所述检测线圈上连接有一个或多个元器件。4.如权利要求1所述的金属异物检测装置，其特征在于，所述m个检测线圈与所述n个检测线圈交错叠加。5.如权利要求4所述的金属异物检测装置，其特征在于，所述m个检测线圈和所述n个检测线圈构成所述金属异物检测装置的第一层线圈，所述金属异物检测装置还包括与所述第一层线圈完全相同的第二层线圈，所述第一层线圈与所述第二层线圈在第三方向和/或第四方向上交错叠加。6.一种基于如权利要求1-5任一项所述的金属异物检测装置的金属异物检测方法，其特征在于，所述金属异物检测方法包括：获取所述金属异物检测装置置于磁场中时各个检测线圈的电压或电流；根据预置的所述金属异物检测装置上各个检测线圈的电压或电流的取值范围，确定出获取到的检测线圈的电压或电流不在其相应的取值范围内的检测线圈；在确定出的检测线圈的个数大于0且小于所述金属异物检测装置中检测线圈的总数时，确定在磁场中存在金属异物，否则...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴坤，张永辉，罗勇，曹生辉，金亮亮，刘俊强，赵勇，
申请(专利权)人：中兴新能源汽车有限责任公司，成都兴新新能源汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42