金属异物检测方法及装置、无线充电系统、电动车辆制造方法及图纸

本申请提供了一种金属异物检测方法及装置、无线充电系统、电动车辆，涉及无线充电领域。该金属异物检测装置中的激励源可以驱动线圈组中的发射线圈产生检测磁场，使得线圈组中的检测线圈可以在该检测磁场中产生感应信号。由于无需功率发射线圈提供检测磁场，因此有效提高了金属异物的检测效率和检测灵活性。并且，由于每个线圈组包括多个检测线圈，且多个检测线圈的结构和在线圈组的设置平面的设置位置中的一个或多个参数不同，使得异物检测电路可以根据该多个检测线圈产生的感应信号检测金属异物，提高了金属异物检测的准确性，检测效果较好。测效果较好。测效果较好。

【技术实现步骤摘要】
金属异物检测方法及装置、无线充电系统、电动车辆


[0001]本申请涉及无线充电领域，特别涉及一种金属异物检测方法及装置、无线充电系统、电动车辆。

技术介绍

[0002]无线充电(wireless power transmission，WPT)是一种以耦合的电磁场为媒介传递电能，从而为电动车辆的车载电源进行充电的技术。无线充电系统一般包括：设置在地面或地下的功率发射设备，以及设置在电动车辆底部的功率接收设备。该功率发射设备中的功率发射线圈可以与功率接收设备中的功率接收线圈通过电磁互感来相互传递能量。
[0003]当地面上功率发射线圈所在区域存在金属异物时，由于涡流效应，该金属异物会被加热，造成安全隐患。因此功率发射设备还可以包括金属异物检测装置，该金属异物检测装置包括检测线圈和异物检测电路。其中检测线圈位于功率发射线圈靠近功率接收线圈的一侧。在功率发射线圈通过电磁互感的方式向功率接收线圈传递能量的过程中，检测线圈可以产生感应信号，异物检测电路可以通过该感应信号检测功率发射线圈所在区域是否存在金属异物。
[0004]但是，由于只有功率发射线圈通过电磁互感的方式向功率接收线圈传递能量时，检测线圈才能够产生感应信号，因此只能在无线充电系统工作时检测是否存在金属异物，检测效率较低，检测灵活性较差。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种金属异物检测方法及装置、无线充电系统、电动车辆，可以解决相关技术中金属异物的检测效率较低，检测灵活性较差的问题，技术方案如下：
[0006]一方面，提供了一种金属异物检测装置，该装置可以包括：一个或多个线圈组，激励源，信号检测电路以及异物检测电路。每个线圈组可以包括层叠的发射线圈和多个检测线圈，每个检测线圈与该发射线圈之间的耦合系数可以均小于系数阈值，且该多个检测线圈中，至少两个检测线圈的结构和在线圈组的设置平面的设置位置中的一个或多个参数不同。该信号检测电路可以与每个检测线圈连接，用于检测每个检测线圈在该检测磁场中产生的感应信号。该异物检测电路可以与信号检测电路连接，用于根据该多个检测线圈产生的感应信号，检测该至多个检测线圈所在区域是否存在金属异物。
[0007]由于该金属异物检测装置中设置有激励源，该激励源可以驱动该发射线圈产生检测磁场，因此无需功率发射线圈提供检测磁场，有效提高了金属异物的检测效率和检测灵活性。并且，由于每个线圈组包括多个检测线圈，且多个检测线圈中，至少两个检测线圈的结构和在线圈组的设置平面的设置位置中的一个或多个参数不同，使得异物检测电路可以根据该多个不同的检测线圈产生的感应信号检测金属异物，提高了金属异物检测的准确性，检测效果较好。
[0008]可选的，每个检测线圈可以均包括串联的2N个检测子线圈，N可以为大于或等于1
的正整数。该2N个检测子线圈中，N个检测子线圈的绕向为第一绕向，另外N个检测子线圈的绕向为第二绕向，该第一绕向与该第二绕向相反。
[0009]可选的，每个线圈组包括第一检测线圈和第二检测线圈，该第一检测线圈和该第二检测线圈在线圈组的设置平面的设置位置相同。该第一检测线圈中串联的2N个检测子线圈可以沿第一方向排列，该第二检测线圈中串联的2N个检测子线圈可以沿第二方向排列。其中，该第一方向与该第二方向相交。
[0010]其中，第一检测线圈包括的2N个检测子线圈中，相邻且绕向相反的检测子线圈之间的轴线为该第一检测线圈的检测盲区，第二检测线圈包括的2N个检测子线圈中，相邻且绕向相反的检测子线圈之间的轴线为该第二检测线圈的检测盲区。通过使得第一检测线圈中的2N个检测子线圈沿第一方向排列，该第二检测线圈中的2N个检测子线圈沿第二方向排列，且使得该第一方向与该第二方向相交，可以有效减小该两个检测线圈的检测盲区的重叠区域的大小，从而可以减小该线圈组的检测盲区的大小，也即是减小了金属异物检测装置的检测盲区的大小。
[0011]可选的，该第一方向可以垂直于该第二方向。
[0012]可选的，每个线圈组可以包括第一检测线圈和第二检测线圈，该第一检测线圈和该第二检测线圈在线圈组的设置平面的设置位置相同。该第二检测线圈包括的检测子线圈的个数为该第一检测线圈包括的检测子线圈的个数的偶数倍。该第一检测线圈中串联的偶数个检测子线圈沿第三方向排列，该第二检测线圈中串联的偶数个检测子线圈沿该第三方向排列。
[0013]由于两个检测线圈包括的检测子线圈均沿第三方向排列，且该第二检测线圈包括的检测子线圈的个数为该第一检测线圈包括的检测子线圈的个数的偶数倍。因此第一检测线圈的检测盲区和第二检测线圈的检测盲区不存在重叠区域，从而可以消除该线圈组的检测盲区，提高了金属异物检测的可靠性。
[0014]可选的，每个线圈组可以包括第一检测线圈和第二检测线圈，该第一检测线圈和该第二检测线圈在线圈组的设置平面的设置位置相同。第一检测线圈中串联的偶数个检测子线圈可以沿第四方向排列，该第二检测线圈可以包括串联的至少两个子线圈组，该至少两个线圈组沿该第五方向排列，每个子线圈组包括串联的两个检测子线圈，该串联的两个检测子线圈沿第五方向排列。其中，该第四方向与该第五方向相交。
[0015]通过使得该第四方向与该第五方向相交，可以有效减小该两个检测线圈的检测盲区的重叠区域的大小，从而可以减小该线圈组的检测盲区的大小，也即是减小了金属异物检测装置的检测盲区的大小。
[0016]可选的，每个线圈组可以包括两个发射线圈，以及与两个发射线圈一一对应的两个检测线圈，每个检测线圈与对应的发射线圈之间的耦合系数小于系数阈值，且两个检测线圈的结构相同。两个发射线圈在该线圈组的设置平面的正投影部分重叠。每个检测线圈在该设置平面的正投影与对应的一个发射线圈在该设置平面的正投影重合，或者位于对应的一个发射线圈在该设置平面的正投影内，且一个检测线圈中相邻且绕向相反的两个子线圈之间的轴线，与另一个检测线圈中相邻且绕向相反的两个检测子线圈之间的轴线不共线。
[0017]由于第一检测线圈中相邻且绕向相反的两个检测子线圈之间的轴线，与第二检测
线圈中相邻且绕向相反的两个检测子线圈之间的轴线不共线，因此第一检测线圈的检测盲区和第二检测线圈的检测盲区不存在重叠区域，因此可以消除金属异物检测装置的检测盲区，提高了金属异物检测的可靠性。
[0018]可选的，该装置包括：阵列排布的多个线圈组。
[0019]可选的，该装置还包括：多个开关。每个开关分别与该激励源以及一列或一行该线圈组中的发射线圈连接。该异物检测电路还与每个开关连接，该异物检测电路还用于控制每个开关的开关状态。
[0020]当异物检测电路控制一个开关闭合时，激励源可以驱动该开关连接的一列或一行线圈组中的发射线圈产生检测磁场，该一列或一行线圈组中的检测线圈可以在该检测磁场的作用下产生感应信号。异物检测电路可以通过控制各个开关的开关状态，使得激励源与位于不同列或不同行的线圈组中的发射线圈连通。从而实现对不同线圈组中的检测线圈所在区域的金属异物的检测，提高了金属异物检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属异物检测装置，其特征在于，包括：一个或多个线圈组，激励源，信号检测电路以及异物检测电路；每个所述线圈组包括层叠的发射线圈和多个检测线圈，每个所述检测线圈与所述发射线圈之间的耦合系数均小于系数阈值，且所述多个检测线圈中，至少两个检测线圈的结构和在所述线圈组的设置平面的设置位置中的一个或多个参数不同；所述激励源与所述发射线圈连接，用于驱动所述发射线圈产生检测磁场；所述信号检测电路与每个所述检测线圈连接，用于检测每个所述检测线圈在所述检测磁场中产生的感应信号；所述异物检测电路与所述信号检测电路连接，用于根据所述多个检测线圈产生的感应信号，检测所述多个检测线圈所在区域是否存在金属异物。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个所述检测线圈均包括串联的2N个检测子线圈，N为大于或等于1的正整数；所述2N个检测子线圈中，N个检测子线圈的绕向为第一绕向，另外N个检测子线圈的绕向为第二绕向，所述第一绕向与所述第二绕向相反。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，每个所述线圈组包括第一检测线圈和第二检测线圈，所述第一检测线圈和所述第二检测线圈在所述设置平面的设置位置相同；所述第一检测线圈中串联的2N个检测子线圈沿第一方向排列，所述第二检测线圈中串联的2N个检测子线圈沿第二方向排列；其中，所述第一方向与所述第二方向相交。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，每个所述线圈组包括第一检测线圈和第二检测线圈，所述第一检测线圈和所述第二检测线圈在所述设置平面的设置位置相同；所述第二检测线圈包括的检测子线圈的个数为所述第一检测线圈包括的检测子线圈的个数的偶数倍；所述第一检测线圈中串联的偶数个检测子线圈沿第三方向排列，所述第二检测线圈中串联的偶数个检测子线圈沿所述第三方向排列。5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，每个所述线圈组包括第一检测线圈和第二检测线圈，所述第一检测线圈和所述第二检测线圈在所述设置平面的设置位置相同；所述第一检测线圈中串联的偶数个检测子线圈沿第四方向排列；所述第二检测线圈包括串联的至少两个子线圈组，所述至少两个线圈组沿所述第四方向排列，每个所述子线圈组包括串联的两个检测子线圈，所述串联的两个检测子线圈沿第五方向排列；其中，所述第四方向与所述第五方向相交。6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，每个所述线圈组包括两个所述发射线圈，以及与两个所述发射线圈一一对应的两个所述检测线圈，每个所述检测线圈与对应的所述发射线圈之间的耦合系数小于系数阈值，且两个所述检测线圈的结构相同；两个所述发射线圈在所述线圈组的设置平面的正投影部分重叠；每个所述检测线圈在所述设置平面的正投影与对应的一个所述发射线圈在所述设置平面的正投影重合，或者位于对应的一个所述发射线圈在所述设置平面的正投影内，且一个所述检测线圈中相邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈双全，肖辅荣，毛云鹤，舒为亮，曾晓生，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：