无线充电系统及其检测设备、检测方法、充电方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无线充电系统及其检测设备、检测方法、充电方法，检测设备包括：线圈矩阵、电路矩阵、控制器和电源，电路矩阵联通于线圈矩阵和控制器；线圈矩阵包括第一线圈组和第二线圈组，第一线圈组包括多个第一线圈，第二线圈组包括多个第二线圈；第一线圈组和第二线圈组叠置，且任意相邻的第二线圈之间的非覆盖区域，处于第一线圈的覆盖区域内；电路矩阵包括第一电路和第二电路；电源至少向控制器和第二电路和第二线圈组供电。第二线圈的非覆盖区域在第一线圈的覆盖区域内，保证了该区域内的异物能够被检测。同时第二电路有独立的供电，能够实现对充电频率变化、对位不准等情况的判断。

Wireless charging system and its testing equipment, testing method and charging method

【技术实现步骤摘要】
无线充电系统及其检测设备、检测方法、充电方法
本专利技术涉及无线充电领域，尤其涉及无线充电系统及其检测设备、检测方法、充电方法。
技术介绍
电动汽车无线充电技术具有安全、环保、使用便捷等特点，随着自动泊车和自动驾驶、智能网联汽车等技术的逐步普及，无线充电作为一种极具优势的自动充电方式而受到广泛重视。然而当无线充电系统的发射线圈上方出现金属异物时，金属异物因涡流效应而引起发热，这对系统电能的传输造成严重影响，甚至可能因温度急剧升高而造成安全隐患。因此金属异物检测是无线充电发射线圈和无线充电技术所必须的一项重要的保护功能。在无线充电时，除了考虑异物进入的影响，还要求车辆停放时，保证接收线圈和发射线圈位置对准，以提高充电效率。现有技术中，一般使用采用多个并联的检测线圈，将检测线圈设置在发射线圈和接收线圈之间，检测线圈置于能量发射线圈所在平面内侧。有异物时，异物检测线圈的电流或电压或相位发生改变，异物检测传感器根据异物检测线圈的电流或电压或相位变化检测到异物。当然，这里提到的异物主要是指金属异物，当然其他导电材料的异物也包括。当异物存在于多个线圈的相邻边缘时，存在漏检测的问题。同时，检测线圈放置在发射线圈上，通过与发射线圈发生电磁感应，来产生电流和电压，并以此检测异物进入时的电流和电压变化实现异物检测，但是在电动汽车充电时，发射线圈的充电功率会随充电时间等因素进行调节，这就导致异物检测线圈也会发生改变，从而发生误判断。
技术实现思路
本专利技术提供一种无线充电系统及其检测设备、检测方法、充电方法，能够准确的进行异物检测，同时能够避免其他因素对判断的干扰。本专利技术的无线充电系统的检测设备，包括：线圈矩阵、电路矩阵、控制器和电源，所述电路矩阵联通于所述线圈矩阵和所述控制器；所述线圈矩阵包括第一线圈组和第二线圈组，所述第一线圈组包括多个第一线圈，所述第二线圈组包括多个第二线圈；所述第一线圈组和所述第二线圈组叠置，且任意相邻的所述第二线圈之间的非覆盖区域，处于所述第一线圈的覆盖区域内；所述电路矩阵包括第一电路和第二电路，所述第一电路联通所述第一线圈组和所述控制器，所述第二电路联通所述第二线圈组和所述控制器；所述电源至少向所述控制器和所述第二电路和所述第二线圈组供电。优选的，所述第二电路包括连接的第二开关模块、第二滤波模块和第二转换模块；所述第二开关模块分别与每个所述第二线圈联通，控制每个所述第二线圈的联通状态；所述第二滤波模块与所述第二开关模块联通，对每个联通后的所述第二线圈滤波，形成第二滤波信号；所述第二转换模块与所述第二滤波模块联通，将第二滤波信号转换成第二处理信号，所述第二转换模块还与所述控制器联通，将所述第二处理信号发送至所述控制器。优选的，所述第一电路包括连接的第一开关模块、第一整流模块和第一转换模块；所述第一开关模块分别与每个所述第一线圈联通，控制每个所述第一线圈的联通状态；所述第一整流模块与所述第一开关模块联通，对每个联通后的所述第一线圈整流，形成第一整流信号；所述第一转换模块与所述第一整流模块联通，将第一整流信号转换成第一处理信号，所述第一转换模块还与所述控制器联通，将所述第一处理信号发送至所述控制器。优选的，所述第二转换模块包括：信号发生器、基准元件、接入元件和信号处理器；所述信号发生器、所述基准元件和所述接入元件串联，所述信号处理器与所述基准元件并联，同时，所述信号处理器与还所述接入元件并联；其中，所述接入元件包含所述第二滤波模块；所述信号处理器生成所述第二处理信号。优选的，所述基准元件为线圈、电阻中的至少一个。优选的，还包括：通信器，与所述控制器联通。无线充电设备的检测方法，包括通过第一电路获取每个第一线圈的第一电参数值；通过第二电路获取每个第二线圈的第二电参数值；预制每个所述第一线圈的第一标准值和第二线圈的第二标准值；当所述第二电参数值偏移于所述第二标准值，部分所述第一电参数值偏移于所述第一标准值时，判断为有异物；当所述第二电参数值偏移于所述第二标准值，全部所述第一电参数值符合所述第一标准值时，判断为有异物；当所述第二电参数值符合所述第二标准值，部分所述第一电参数值偏移于所述第一标准值时，判断为有异物；当所述第二电参数值符合所述第二标准值，全部所述第一电参数值以预制的偏移值偏移于所述第一标准值时，判断为充电功率变化；当所述第二电参数值符合所述第二标准值，连续区域内的所述第一电参数值偏移于所述第一标准值时，且在充电初始阶段，判断为对位未完全对准；其中，预制的偏移值是指：在充电功率需要变化时，全部第一电参数对应充电功率变化而进行的偏移量；所述第一电参数值包括电压值、电流值、电感值、频率值、相位值中的一个或多个；所述第二电参数值包括电压值、电流值、电感值、频率值、相位值中的一个或多个。优选的，当判断为对位不准时，获取或计算每个所述第一电参数值的电压值，当全部所述电压值处于电压阈值范围内时，则继续充电，否则不充电；当判断有异物时，发出报警和/或不充电。本专利技术还有一种无线充电设备的检测方法，包括通过第二电路获取每个第二线圈的第二电参数值；预制每个所述第二线圈的第二标准值；当所述第二电参数值偏移于所述第二标准值时，判断为有异物。本专利技术的无线充电系统的充电方法包括，开始充电时，在发射线圈上施加小功率电量，并使用上述的无线充电系统的检测方法进行检测。本专利技术的无线充电系统，包括发射线圈和外壳，其特征在于，还包括上述的无线充电系统的检测设备，所述无线充电系统的检测设备设置在所述发射线圈和所述外壳之间。本专利技术的无线充电系统的检测设备、检测方法和充电方法中，具有两个线圈组，第一线圈组和第二线圈组，第二线圈的非覆盖区域在第一线圈的覆盖区域内，保证了该区域内的异物能够被检测。同时第二电路有独立的供电，因此受到发射线圈频率变化的影响小，配合第一线圈组，能够实现对充电频率变化、对位不准等情况的判断。附图说明图1为本专利技术无线充电系统的检测设备的示意图；图2为本专利技术无线充电系统的检测设备中第二转换模块的示意图；图3为本专利技术无线充电系统的检测设备中线圈矩阵的部分示意图。附图标记：线圈矩阵A、电路矩阵B、控制器C、电源D、通信器E、第一线圈组1、第二线圈组2、第一电路3、第二电路4、第一线圈11、第二线圈21、第一开关模块31、第一整流模块32、第一转换模块33、第二开关模块41、第二滤波模块42、第二转换模块43、信号发生器431、基准元件432、接入元件433、信号处理器434。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本专利技术的无线充电系统的检测设备(以下简称检测设备)，参见图1。其包括：线圈矩阵A、电路矩阵B、控制器C和电源D。电路矩阵B联通于线圈矩阵A和控制器C，电路矩阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线充电系统的检测设备，其特征在于，包括：/n线圈矩阵(A)、电路矩阵(B)、控制器(C)和电源(D)，所述电路矩阵(B)联通于所述线圈矩阵(A)和所述控制器(C)；/n所述线圈矩阵(A)包括第一线圈组(1)和第二线圈组(2)，所述第一线圈组(1)包括多个第一线圈(11)，所述第二线圈组(2)包括多个第二线圈(21)；所述第一线圈组(1)和所述第二线圈组(2)叠置，且任意相邻的所述第二线圈(21)之间的非覆盖区域，处于所述第一线圈(11)的覆盖区域内；/n所述电路矩阵(B)包括第一电路(3)和第二电路(4)，所述第一电路(3)联通所述第一线圈组(1)和所述控制器(C)，所述第二电路(4)联通所述第二线圈组(2)和所述控制器(C)；/n所述电源(D)至少向所述控制器(C)、所述第二电路(4)和所述第二线圈组(2)供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线充电系统的检测设备，其特征在于，包括：
线圈矩阵(A)、电路矩阵(B)、控制器(C)和电源(D)，所述电路矩阵(B)联通于所述线圈矩阵(A)和所述控制器(C)；
所述线圈矩阵(A)包括第一线圈组(1)和第二线圈组(2)，所述第一线圈组(1)包括多个第一线圈(11)，所述第二线圈组(2)包括多个第二线圈(21)；所述第一线圈组(1)和所述第二线圈组(2)叠置，且任意相邻的所述第二线圈(21)之间的非覆盖区域，处于所述第一线圈(11)的覆盖区域内；
所述电路矩阵(B)包括第一电路(3)和第二电路(4)，所述第一电路(3)联通所述第一线圈组(1)和所述控制器(C)，所述第二电路(4)联通所述第二线圈组(2)和所述控制器(C)；
所述电源(D)至少向所述控制器(C)、所述第二电路(4)和所述第二线圈组(2)供电。


2.根据权利要求1所述的无线充电系统的检测设备，其特征在于，
所述第二电路(4)包括连接的第二开关模块(41)、第二滤波模块(42)和第二转换模块(43)；
所述第二开关模块(41)分别与每个所述第二线圈(21)联通，控制每个所述第二线圈(21)的联通状态；
所述第二滤波模块(42)与所述第二开关模块(41)联通，对每个联通后的所述第二线圈(21)滤波，形成第二滤波信号；
所述第二转换模块(43)与所述第二滤波模块(42)联通，将第二滤波信号转换成第二处理信号，所述第二转换模块(43)还与所述控制器(C)联通，将所述第二处理信号发送至所述控制器(C)。


3.根据权利要求1所述的无线充电系统的检测设备，其特征在于，
所述第一电路(3)包括连接的第一开关模块(31)、第一整流模块(32)和第一转换模块(33)；
所述第一开关模块(31)分别与每个所述第一线圈(11)联通，控制每个所述第一线圈(11)的联通状态；
所述第一整流模块(32)与所述第一开关模块(31)联通，对每个联通后的所述第一线圈(11)整流，形成第一整流信号；
所述第一转换模块(33)与所述第一整流模块(32)联通，将第一整流信号转换成第一处理信号，所述第一转换模块(33)还与所述控制器(C)联通，将所述第一处理信号发送至所述控制器(C)。


4.根据权利要求2所述的无线充电系统的检测设备，其特征在于，
所述第二转换模块(43)包括：信号发生器(431)、基准元件(432)、接入元件(433)和信号处理器(434)；
所述信号发生器(431)、所述基准元件(432)和所述接入元件(433)串联，所述信号处理器(434)与所述基准元件(432)并联，同时，所述信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：王哲，陆钧，贺凡波，葛俊杰，马俊超，
申请(专利权)人：北京有感科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11