用于感应充电系统的物体检测装置制造方法及图纸

在感应充电系统中，能量通过磁场传递。一种用于感应充电系统的物体检测装置包括：发射器，该发射器用于发射信号；以及接收器，该接收器具有包括大部分磁场的视场，用于接收视场内的信号的反射。信号处理器检查所接收的信号的特性以标识与磁场相关的危险状况。通过将所接收的信号转换成频域信号，可以根据频域信号的形式来标识危险状况。物体检测装置适用于电动车辆的充电装置。车辆的充电装置。车辆的充电装置。

Object detection device for induction charging system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于感应充电系统的物体检测装置


[0001]一种用于感应充电系统的物体检测装置。一种包括物体检测装置的感应充电系统。一种检测物体检测装置中的危险状况的方法。

技术介绍

[0002]无线功率传输技术正越来越多地用于将功率从电功率源传输到从需要几瓦功率的小型手持消费电子设备(诸如移动电话和平板电脑)到需要几千瓦功率的电动车辆的各种设备。除了不需要插入电源设备来供电或给电池再充电所带来的便利之外，没有线和线缆使得桌面和停车位变得更整洁，同时减少了杂乱、绊倒和触电危险。无线传递功率具有多种方式，包括电容耦合和电感耦合，这两种方式提供了相比于用于给设备供应功率的电阻(即有线)耦合的优点。
[0003]无线功率传递系统可以被设计成从电源跨越间隙向设备或负载递送从几分之一瓦、数瓦至数千瓦的任何功率。典型地，该间隙是磁线圈之间的气隙，尽管其他技术包括在电容器的极板之间的递送功率。并且无线功率传递系统可以被设计成在固定频率或可变频率下进行操作，这对于变化的负载条件是有用的。
[0004]如此递送的能量可以用于，例如给电子电路供电、用于给设备供电；包括为诸如手机或桌子的消费设备供电；还包括驱动电动车辆中的电动机，并对电路或车辆中的电池进行充电。给手机供电或对其电池充电需要数瓦的功率，而给电动车辆中的电机供电或对电池充电需要数千瓦。电池电路或电机越大，或者要求电池充电越快，必须跨越气隙传递的功率就越大。
[0005]无线功率传输技术已在不同的
中发展，从而导致了不同的术语用于描述本质上相同的事物。诸如“磁耦合/“磁感应”、“感应功率传递、“感应充电”和“谐振感应功率传递”的术语是常见的。虽然可能存在微小的差异，但是这些术语通常被广泛地且可互换地使用，以指代通过磁场的方式从电源跨越气隙向负载传递功率的系统。本文中将使用术语“感应充电系统”或ICS来标识这种系统。
[0006]同样，各种术语用于指代感应充电系统(inductive charging system，ICS)的不同元件。本质上，ICS包括与功率供应部相关联的装备和与设备相关联的装备。功率供应装备包括将来自功率供应部的能量转换成适于驱动线圈的形式的电路。类似地，设备装备将由磁场在线圈中感应的能量转换成适于给设备供电或对设备中的电池充电的形式。
[0007]感应充电系统可以用于对电动车辆中的电池充电。驾驶员可以将他们的汽车停在地面的充电装备上方，该充电装备与车辆上的充电装备磁耦合，从而将能量传递到电池。用于车辆的感应充电系统类似地具有多个不同的名称，例如，也称为无线电动车辆充电(wireless electric vehicle charging，WEVC)系统和电动车辆电池充电器。这些名称不具有特别的含义，仅是商业选择的差别。
[0008]在用于与电动车辆一起使用的感应充电系统(ICS)中，功率供应装备具有各种名称，包括地面衬垫和可连接到主功率供应部的地面衬垫模块(ground pad module，GPM)。该
设备装备被称为车辆衬垫或汽车衬垫模块(car pad module，CPM)，并且可安装在诸如汽车的车辆中，以提供能量来对车辆的电池充电。在许多情况下的命名取决于由给定制造公司所采用的语言。自然地，电动车辆ICS能够与各种车辆一起工作(包括汽车和更重的道路车辆(包括卡车、公共汽车和有轨电车))，并且不限于与汽车一起使用，无论它们在道路行驶还是其他。本文中将使用术语“地面衬垫模块”(GPM)和“汽车衬垫模块”(CPM)来标识用于电动车辆的ICS的两个主要部分。
[0009]在ICS的不同实施方式之间的不同的其他术语包括“磁线圈”、“感应线圈”和“天线”。这些术语也是松散地并且基本上是可互换地用于描述感应充电系统的跨越气隙传递能量的部分。尽管不应该使用这些不同的术语，但为了准确起见，值得注意的是这些元件实际上是线圈而不是天线。这是因为在典型的操作频率下，元件在仅存在磁场的近场中传递能量。
[0010]在考虑电磁场的情况下设计了天线，一旦辐射能量超过近场传送到远场，则形成了电磁场。近场结束和远场开始的位置取决于发射设备(例如，线圈或天线)的特性。对于无线功率传输应用，通常不需要确切的定义，因为气隙的大小和系统操作的频率将其牢牢地置于近场中。然而，前述“磁线圈”、“感应线圈”和“天线”类似地被活跃在无线功率传递领域的那些人员互换使用。
[0011]感应充电系统可以单独使用磁线圈，或者与其他调谐的或可调谐元件一起使用。在电动车辆功率传递应用中，地面衬垫模块可以包含与相关联的驱动电子设备结合的线圈，或者地面衬垫模块可以包含线圈，同时一些或所有相关联的电子设备被提供在分离的外壳中。无论以何种方式，地面衬垫模块中的线圈用于通过磁场发射功率。类似地，汽车衬垫模块可以包含与相关联的控制电子设备结合的线圈，或者它可以包含线圈，同时一些或所有相关联的电子设备被提供在分离的外壳中。无论哪种方式，汽车衬垫模块中的线圈用于通过磁场接收功率。
[0012]感应充电系统的设计的一个重点领域是维护安全环境。当系统运行时，磁场可以跨越接地衬垫模块和车辆衬垫模块之间的空间传递较大量的能量。即使是小型家用系统在使用中也能够产生在衬垫之间能传递2kW到3kW的能量的磁场。诸如硬币、回形针，以至铝盖酸奶罐的异物将在磁场中升温，从而造成火灾隐患。活体(即人和动物)在暴露于如此高能量磁场的情况下，也有受伤的风险。
[0013]考虑到这点，已经努力设计能够检测磁场中或进入磁场的一个或多个物体的感应充电系统。感应充电系统通常包括物体检测装置，该物体检测装置标识这种物体并使系统关闭，直到物体移动或从磁场中移除。
[0014]WO 2016060748似乎描述了一种用于活体保护的装置，其中使用多个雷达模块来检测检测区域中的物体。雷达模块安装在基垫的指向背离基垫的侧部上，以提供基垫的所有侧部上的覆盖。
[0015]WO 2019086690似乎描述了一种感应能量发射单元的监控设备。监控系统评估多普勒信息，并利用存储在监控设备中的所存储的多普勒特征来补偿该信息。

技术实现思路

[0016]在感应充电系统中，能量通过磁场传递。一种用于感应充电系统的物体检测装置
包括：发射器，该发射器用于发射信号；以及接收器，该接收器具有包括大部分磁场的视场，用于接收视场内的信号的反射。信号处理器检查所接收的信号的特性，以标识与磁场相关的危险状况。通过将所接收的信号转换成频域信号，可以根据频域信号的形式来标识危险状况。物体检测装置适用于电动车辆的充电装置。
[0017]如权利要求中所限定的那样，本专利技术提供了一种用于感应充电系统的物体检测装置、一种包括物体检测装置的感应充电系统以及一种检测物体检测装置中的危险状况的方法。
[0018]本专利技术及其特征特别地在权利要求中阐述，并且根据考虑参考附图以示例方式给出的以下详细描述，对于本领域技术人员来说本专利技术及其特征以及其优点可以变得更清楚。
附图说明
[0019]在附图中：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于感应充电系统的物体检测装置，在所述感应充电系统中能量通过磁场传递，所述装置包括：发射器，所述发射器用于发射信号；接收器，所述接收器具有包括大部分磁场的视场，用于接收所述视场内的所发射的信号的反射；以及信号处理器，所述信号处理器用于检查所接收的、被反射的信号的特性，以标识与所述磁场相关的危险状况。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述信号处理器能够操作用于将所接收的信号转换成等效的频域信号，并检查所述频域信号以标识危险状况。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述信号处理器能够操作用于确定所述频域信号中的旋向性，以标识危险状况。4.根据权利要求2或3所述的装置，其中，所述信号处理器能够操作用于根据所述频域信号的旋向性来确定所述磁场中的物体的位置和/或移动方向。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括用于保存表示参考波形的特性的数据的参考存储装置，并且其中，所述接收的信号包括波形；并且所述信号处理器能够操作用于将表示所述接收的信号波形的特性的数据与所述参考波形的特性进行比较，并且根据所接收的波形和参考波形之间的等效性来标识危险状况。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述参考特性包括所述发射信号的特性。7.根据权利要求5或6所述的装置，其中，所述特性包括所述发射信号和所述接收的信号的相应频率和/或相位。8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述参考特性与所述磁场能量传递关联的操作特性相关。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述参考特性与能量传递效率相关。10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述参考特性通过与所述磁场能量传递相关的电压信号和/或电流信号来确定。11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述信号处理器能够操作用于根据与车辆相对地面的高度改变相对应的改变来缓和物体的检测。12.一种感应充电系统，包括：地面衬垫模块，所述地面衬垫模块具有线圈和驱动电路，所述驱动电路能够耦合到电功率供应部以产生磁场；汽车衬垫模块，所述汽车衬垫模...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢卡斯，
申请(专利权)人：布鲁萨电子公司，
类型：发明
国别省市：