异物检测方法、装置和无线充电系统制造方法及图纸

本申请提供一种异物检测方法、装置和无线充电系统，其中，异物检测装置包括线圈阵列和异物检测电路，线圈阵列包括至少一个线圈组，每个线圈组中包括四个位置互为对称的检测线圈。异物检测电路可以获取各检测线圈产生的感应信号；然后根据在第一时间段获取的每个线圈组的感应信号确定每个线圈组的异常值阈值，再基于各异常值阈值和各线圈组的感应信号，检测是否存在异物；并可以在确定无异物的情况下，根据每个线圈组的感应信号确定各自的信号阈值；然后根据各线圈组的信号阈值和在第二时间段获取的各线圈组的感应信号，检测是否存在异物。本申请提供的技术方案可以提高无线充电的安全性。安全性。安全性。

【技术实现步骤摘要】
异物检测方法、装置和无线充电系统


[0001]本申请涉及无线电能传输
，尤其涉及一种异物检测方法、装置和无线充电系统。

技术介绍

[0002]随着现代社会能源短缺和环境污染问题的加剧，电动汽车作为新能源汽车一经推出便受到了各界的广泛关注。电动汽车以车载电源为动力，其充电方法通常包括接触式充电和无线充电。其中，无线充电与接触式充电相比，具有使用方便、无火花及触电危险、无机械磨损、便于实现无人自动充电和移动式充电等优点，将可能成为未来电动汽车充电的主流方式。
[0003]无线电能传输(wireless power transmission，WPT)系统主要包括：与供电电源连接的功率发射装置和与负载连接的功率接收装置，功率发射装置中的发射线圈可以与功率接收装置中的接收线圈通过电磁感应来传递能量。发射线圈与接收线圈之间有空气间隙，因而可能会进入异物；其中，当发射线圈与接收线圈之间存在金属异物时，由于涡流效应，金属异物会发热，这样就可能发生自燃或燃烧其他物品等安全性问题，因此，为了保证安全性，有必要进行异物检测。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供一种异物检测方法、装置和无线充电系统，用于提高无线充电的安全性。
[0005]为了实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供一种异物检测方法，应用于异物检测装置中的异物检测电路，所述异物检测装置应用于无线充电系统，所述异物检测装置还包括线圈阵列，所述线圈阵列包括至少一个线圈组，每个所述线圈组包括四个卷绕成矩形的检测线圈，所述线圈阵列中的所述检测线圈排列成行数和列数均为偶数的矩阵，所述线圈阵列中位置互为对称的四个所述检测线圈位于同一所述线圈组中，每个所述检测线圈均与所述异物检测电路电连接；
[0006]所述方法包括：
[0007]获取各所述线圈组中每个所述检测线圈产生的感应信号；
[0008]根据在第一时间段内获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的异常值阈值，所述第一时间段为获取所述感应信号后的预设时间段；
[0009]根据各所述线圈组的异常值阈值和感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物。
[0010]本实施例提供的异物检测方法，在无线充电系统中设置异物检测装置，在开始充电后，获取各检测线圈产生的感应信号；然后根据在第一时间段内获取的每个线圈组的感应信号确定每个线圈组的异常值阈值，第一时间段为开始获取感应信号后的预设时间段；再根据各线圈组的异常值阈值和感应信号，检测线圈阵列所对应的检测区域是否存在异
物，这样在检测到异物的情况下就可以及时排除异物，从而可以提高无线充电的安全性和充电效率。
[0011]并且，该技术方案基于获取的感应信号来动态确定异常值阈值，根据该异常值阈值进行异物检测，这样可以实现将固有误差(例如功率调整、混凝土层、保护壳等干扰因素引起的误差)融合进异常值阈值内，从而可以提高异物检测的抗干扰能力和环境自适应性。
[0012]另外，该技术方案利用检测线圈的对称性，以线圈组为单位进行异物检测，这样可以降低算法复杂度。
[0013]在第一方面的一种可能的实施方式中，所述根据在第一时间段内获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的异常值阈值，包括：
[0014]根据在所述第一时间段获取的每个所述线圈组的感应信号的信号值，通过四分位距法确定每个所述线圈组的异常值阈值。
[0015]上述实施方式中，采用四分位距法进行异常值阈值的确定，可以降低算法复杂度，并可以提高异常值阈值的准确度。
[0016]在第一方面的一种可能的实施方式中，所述线圈组包括多组，所述根据各所述线圈组的异常值阈值和感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物，包括：
[0017]对于每个所述线圈组，根据所述线圈组的异常值阈值确定所述线圈组的感应信号中是否存在异常值；
[0018]若各所述线圈组的感应信号中均有所述异常值或均无所述异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域无异物；
[0019]若各所述线圈组中至少一个所述线圈组的感应信号存在异常值，且至少一个所述线圈组的感应信号无异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域存在异物。
[0020]在发生环境异常时，比如充电初期阶段，充电功率发生波动，会对线圈阵列所在磁场产生影响，上述实施方式中，在进行异物检测时考虑环境异常情况，在各线圈组的感应信号中均有异常值时，认为是发生了环境异常，而不是有异物，即线圈阵列所对应的检测区域无异物，这样确定的异物检测结果更加准确。
[0021]在第一方面的一种可能的实施方式中，所述异常值阈值包括第一阈值和大于所述第一阈值的第二阈值，所述根据所述线圈组的异常值阈值确定所述线圈组的感应信号中是否存在异常值，包括：
[0022]判断所述线圈组的感应信号中是否存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值；
[0023]若所述线圈组的感应信号中存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值，则确定所述线圈组的感应信号中存在所述异常值；
[0024]若所述线圈组的感应信号中不存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值，则确定所述线圈组的感应信号中不存在所述异常值。
[0025]上述实施方式中，基于第一阈值和第二阈值进行异常值的判断，算法复杂度低。
[0026]在第一方面的一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
[0027]若所述线圈阵列所对应的检测区域无异物，对于每个所述线圈组，根据在所述第一时间段获取的所述线圈组的感应信号确定所述线圈组的信号阈值；
[0028]对于所述第一时间段之后的至少一个第二时间段，根据各所述线圈组的信号阈值
和在所述第二时间段内获取的各所述线圈组的感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物。
[0029]上述实施方式中，在确定无异物的情况下，基于第一时间段获取的感应信号来确定信号阈值，后续根据该信号阈值进行异物检测，这样可以提高处理速度。
[0030]在第一方面的一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
[0031]若确定在所述第二时间段中所述线圈阵列所对应的检测区域不存在异物，则根据在所述第二时间段获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的信号阈值。
[0032]上述实施方式中，在确定出信号阈值后，在后续的检测过程中，可以对信号阈值进行更新，这样可以进一步提高异物检测的环境自适应性。
[0033]在第一方面的一种可能的实施方式中，若所述线圈阵列所对应的检测区域无异物，且各所述线圈组的感应信号中均无异常值，根据在所述第一时间段获取的每个所述线圈组的所述感应信号确定每个所述线圈组的信号阈值。这样确定出的信号阈值更加准确，从而可以提高后续异物检测结果的准确性。
[0034]在第一方面的一种可能的实施方式中，获取的所述线圈组的感应信号的信号值包括多种，每种所述信号值均具有对应的信号阈值。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异物检测方法，应用于异物检测装置中的异物检测电路，所述异物检测装置应用于无线充电系统，其特征在于，所述异物检测装置还包括线圈阵列，所述线圈阵列包括至少一个线圈组，每个所述线圈组包括四个卷绕成矩形的检测线圈，所述线圈阵列中的所述检测线圈排列成行数和列数均为偶数的矩阵，所述线圈阵列中位置互为对称的四个所述检测线圈位于同一所述线圈组中，每个所述检测线圈均与所述异物检测电路电连接；所述方法包括：获取各所述线圈组中每个所述检测线圈产生的感应信号；根据在第一时间段内获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的异常值阈值，所述第一时间段为获取所述感应信号后的预设时间段；根据各所述线圈组的异常值阈值和感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据在第一时间段内获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的异常值阈值，包括：根据在所述第一时间段获取的每个所述线圈组的感应信号的信号值，通过四分位距法确定每个所述线圈组的异常值阈值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述线圈组包括多组，所述根据各所述线圈组的异常值阈值和感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物，包括：对于每个所述线圈组，根据所述线圈组的异常值阈值确定所述线圈组的感应信号中是否存在异常值；若各所述线圈组的感应信号中均有所述异常值或均无所述异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域无异物；若各所述线圈组中至少一个所述线圈组的感应信号存在异常值，且至少一个所述线圈组的感应信号无异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域存在异物。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述异常值阈值包括第一阈值和大于所述第一阈值的第二阈值，所述根据所述线圈组的异常值阈值确定所述线圈组的感应信号中是否存在异常值，包括：判断所述线圈组的感应信号中是否存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值；若所述线圈组的感应信号中存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值，则确定所述线圈组的感应信号中存在所述异常值；若所述线圈组的感应信号中不存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值，则确定所述线圈组的感应信号中不存在所述异常值。5.根据权利要求1
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4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述线圈阵列所对应的检测区域无异物，对于每个所述线圈组，根据在所述第一时间段获取的所述线圈组的感应信号确定所述线圈组的信号阈值；对于所述第一时间段之后的至少一个第二时间段，根据各所述线圈组的信号阈值和在所述第二时间段内获取的各所述线圈组的感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若确定在所述第二时间段中所述线圈阵列所对应的检测区域不存在异物，则根据在所述第二时间段获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的信号阈值。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，若所述线圈阵列所对应的检测区域无异物，且各所述线圈组的感应信号中均无异常值，根据在所述第一时间段获取的每个所述线圈组的所述感应信号确定每个所述线圈组的信号阈值。8.根据权利要求5
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7任一项所述的方法，其特征在于，获取的所述线圈组的感应信号的信号值包括多种，每种所述信号值均具有对应的信号阈值。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，获取的所述线圈组的感应信号的信号值包括：所述线圈组中每个所述检测线圈的幅值和所述线圈组中各所述检测线圈之间的相位差；所述线圈组的信号阈值包括幅值阈值和相位差阈值。10.根据权利要求5
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9任一项所述的方法，其特征在于，所述根据在所述第一时间段获取的所述线圈组的感应信号确定所述线圈组的信号阈值，包括：根据在所述第一时间段获取的所述线圈组的感应信号，采用均值法确定所述线圈组的信号阈值。11.根据权利要求5
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10任一项所述的方法，其特征在于，所述线圈组包括多组，所述根据各所述线圈组的信号阈值和在所述第二时间段内获取的各所述线圈组的感应信号，检测所述线圈阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐春森，王智慧，王曜怡，白鹏飞，王桢桢，曹佳凯，匡伟，武志贤，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：