本申请涉及无线电能传输技术领域，提供了一种异物检测装置、方法及无线电能传输系统，其中异物检测装置包括：至少一组线圈组，所述线圈组由若干对反相串联的检测线圈并联形成，至少一组所述线圈组沿第一方向排列，所述线圈组的检测线圈沿垂直于所述第一方向的第二方向排列；主动激励线圈，至少一组所述线圈组设置于所述主动激励线圈表面，所述主动激励线圈用于为所述检测线圈提供交流激励信号；异物检测电路，所述异物检测电路用于根据各所述检测线圈产生的感应信号检测所述线圈组所对应的检测区域是否存在异物。本申请解决了现有无线充电安全性较低的问题。充电安全性较低的问题。充电安全性较低的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种异物检测装置、方法及无线电能传输系统
[0001]本申请涉及无线电能传输
，特别涉及一种异物检测装置、方法及无线电能传输系统。
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]无线充电技术通过埋设在地表的发射线圈与安装在受电设备底盘的接收线圈间的电磁耦合来进行电能传输，进而对电池进行充电。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；当有金属异物(如金属碎片、硬币、易拉罐等)进入由发射线圈和接收线圈组成的能量传输区域时，将可能阻碍能量传输或者降低能量传输效率，甚至由于涡流效应，金属异物被持续加热升温可能会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]本申请实施例提供一种异物检测装置、方法及无线电能传输系统，解决了现有无线充电安全性较低的问题。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种异物检测装置，应用于无线电能传输系统，包括至少一组线圈组、主动激励线圈和异物检测电路；
[0006]其中，所述线圈组由若干对反相串联的检测线圈并联形成，至少一组所述线圈组沿第一方向排列，所述线圈组的检测线圈沿垂直于所述第一方向的第二方向排列；至少一组所述线圈组设置于所述主动激励线圈表面，所述主动激励线圈用于为所述检测线圈提供交流激励信号；所述异物检测电路用于根据各所述检测线圈产生的感应电压信号检测所述线圈组所对应的检测区域是否存在异物。
[0007]根据本申请实施例提供的异物检测装置，设置在无线电能传输系统中，通过主动激励线圈为线圈组提供交流激励信号，线圈组的检测线圈生成感应电压信号，利用异物检测电路根据感应电压信号检测线圈组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；单独设置主动激励线圈来提供交流激励信号可以实现不依赖于发射线圈的独立检测异物的功能，从而使得异物检测装置的灵敏度高，检测效果更好。
[0008]在其中一个实施例中，所述异物检测电路包括谐振电路、多路信号处理电路、模数转换电路、微控制器、电源电路和异物报警电路；
[0009]至少一组所述线圈组的信号输出端均与所述谐振电路电连接，所述多路信号处理
电路分别与所述谐振电路和所述模数转换电路电连接，所述模数转换电路、所述电源电路和所述异物报警电路均与所述微控制器电连接。
[0010]在其中一个实施例中，所述异物检测装置还包括多路复用器，所述多路复用器的输入端与所述微控制器电连接，所述多路复用器的输出端分别与至少一组所述线圈组电连接。
[0011]在其中一个实施例中，所述主动激励线圈由两个大小相等、匝数相同且绕向相反的子线圈串联组成。
[0012]在其中一个实施例中，所述子线圈和所述检测线圈均为矩形。
[0013]在其中一个实施例中，所述子线圈的长度与所述检测线圈的长度的比值为整数；
[0014]所述子线圈的宽度与所述检测线圈的宽度的比值为整数。
[0015]本申请实施例还提供了一种异物检测方法，应用于如上述任一实施例所述的异物检测装置的异物检测电路，包括：
[0016]依次获取至少一组所述线圈组中的所述检测线圈产生的感应电压信号；
[0017]对每一个所述线圈组的感应电压信号进行处理；
[0018]将处理后的每一个所述线圈组的感应电压信号依次与预设电压阈值进行比较，检测每一个所述线圈组对应的检测区域是否存在异物。
[0019]在其中一个实施例中，对每一个所述线圈组的感应电压信号进行处理，包括：
[0020]计算每一个所述线圈组中的其中一对检测线圈产生的正相感应电压和反相感应电压的感应电压差。
[0021]在其中一个实施例中，将处理后的每一个所述线圈组的感应电压信号依次与预设电压阈值进行比较，检测每一个所述线圈组对应的检测区域是否存在异物，包括：
[0022]将每一个所述线圈组的感应电压差分别与预设电压阈值进行比较；
[0023]如果所述线圈组的感应电压差大于所述预设电压阈值，则所述线圈组对应的检测区域存在异物；
[0024]如果所述线圈组的感应电压差小于或等于所述预设电压阈值，则所述线圈组对应的检测区域无异物。
[0025]本申请实施例还提供了一种无线电能传输系统，包括能量发射装置、能量接收装置以及如上述任一实施例所述的异物检测装置，所述能量发射装置包括直流电压、逆变电路以及发射线圈，所述逆变电路分别与所述直流电压和所述发射线圈电连接；所述能量接收装置包括整流电路、蓄电电路以及接收线圈，所述整流电路分别与所述接收线圈和蓄电电路电连接；所述主动激励线圈和所述线圈组均位于所述发射线圈和所述接收线圈之间，且所述主动激励线圈设置于所述发射线圈的表面。
[0026]本申请提供的异物检测装置、方法及无线电能传输系统的有益效果在于：与现有技术相比，本申请的线圈组的检测线圈生成感应电压信号，利用异物检测电路检测异物进入能量传输区域前后线圈组的感应电压信号变化情况来检测线圈组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；单独设置主动激励线圈来为检测线圈提供交流激励信号可以使异物检测装置不依赖于发射线圈而独立的完成检测异物的功能，从而使得异物检测装置的灵敏度高，检测效果更好。
附图说明
[0027]图1是本申请实施例提供的一种异物检测装置的结构示意图；
[0028]图2是本申请实施例提供的另一种异物检测装置的结构示意图；
[0029]图3是本申请实施例提供的另一种异物检测装置的功能模块示意图；
[0030]图4是本申请实施例提供的主动激励线圈的结构示意图；
[0031]图5是本申请实施例提供的线圈组的结构示意图；
[0032]图6是本申请实施例提供的异物检测方法的流程示意图；
[0033]图7是本申请实施例提供的线圈组的异物检测过程示意图；
[0034]图8是本申请实施例提供的无线电能传输系统的结构示意图；
[0035]图9是本申请实施例提供的一种应用场景示意图。
[0036]附图标记：10、线圈组；11、检测线圈；
[0037]20、主动激励线圈；21、子线圈；
[0038]30、谐振电路；40、多路信号处理电路；50、模数转换电路；60、微控制器；70、电源电路；80、异物报警电路；
[0039]90、多路复用器；
[0040]100、能量发射装置；101、直流电压；102、逆变电路；103、发射线圈；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种异物检测装置，应用于无线电能传输系统，其特征在于，包括：至少一组线圈组(10)，所述线圈组(10)由若干对反相串联的检测线圈(11)并联形成，至少一组所述线圈组(10)沿第一方向排列，所述线圈组(10)的检测线圈(11)沿垂直于所述第一方向的第二方向排列；主动激励线圈(20)，至少一组所述线圈组(10)设置于所述主动激励线圈(20)表面，所述主动激励线圈(20)用于为所述检测线圈(11)提供交流激励信号；异物检测电路，所述异物检测电路用于根据各所述检测线圈(11)产生的感应电压信号检测所述线圈组(10)所对应的检测区域是否存在异物。2.根据权利要求1所述的异物检测装置，其特征在于，所述异物检测电路包括谐振电路(30)、多路信号处理电路(40)、模数转换电路(50)、微控制器(60)、电源电路(70)和异物报警电路(80)；至少一组所述线圈组(10)的信号输出端均与所述谐振电路(30)电连接，所述多路信号处理电路(40)分别与所述谐振电路(30)和所述模数转换电路(50)电连接，所述模数转换电路(50)、所述电源电路(70)和所述异物报警电路(80)均与所述微控制器(60)电连接。3.根据权利要求2所述的异物检测装置，其特征在于，还包括多路复用器(90)，所述多路复用器(90)的输入端与所述微控制器(60)电连接，所述多路复用器(90)的输出端分别与至少一组所述线圈组(10)电连接。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的异物检测装置，其特征在于，所述主动激励线圈(20)由两个大小相等、匝数相同且绕向相反的子线圈(21)串联组成。5.根据权利要求4所述的异物检测装置，其特征在于，所述子线圈(21)和所述检测线圈(11)均为矩形。6.根据权利要求5所述的异物检测装置，其特征在于，所述子线圈(21)的长度与所述检测线圈(11)的长度的比值为整数；所述子线圈(21)的宽度与所述检测线圈(11)的宽度...
【专利技术属性】
技术研发人员：田勇，关文慧，田劲东，李晓宇，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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