无线充电系统辅助检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无线充电系统辅助检测方法，包括：依次将设置在无线充电系统地面端的传感器组中的每个电容接入工作电路；每接入一个电容，执行以下步骤：测量步骤：信号发生器在工作电路中施加一组频率变化的交流信号，并对应的测量出一组工作电压值；筛选步骤：筛选出工作电压值最高的一个，将对应的交流信号的频率作为测量谐振频率；第一判断步骤：通过所述测量谐振频率与标准谐振频率比对，判断该接入的电容处是否存在金属异物。本发明专利技术起到对金属异物的检测功能，可以直接运用温度对电容值的影响，直接高效的发现异物，具有较高的检测精度，受到环境干扰小。同时，该方式对温度敏感，能够实现对温度的检测。能够实现对温度的检测。能够实现对温度的检测。

【技术实现步骤摘要】
无线充电系统辅助检测方法


[0001]本专利技术涉及无线充电领域，尤其涉及无线充电辅助检测方法。

技术介绍

[0002]电动汽车无线充电时，在功率发射线圈和功率接收线圈之间存在着开放的空间，可能会有金属材质的异物进入，而无线充电功率传输时的交变磁场会在金属异物中产生涡流，使金属异物被加热到高温，导致灼伤、燃烧等潜在的风险，因此异物检测是保证无线充电系统安全运行所必须配置的功能。
[0003]排除金属异物造成风险最直接的方法是测量发射线圈表面的温度，但现有技术中常见的温度传感器如热电阻一般只能测定某一接触点的温度，如果布置不足会产生监测盲区，并且其基本也是金属材质，同样容易受到功率传输磁场的影响。专利CN110077247A
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《基于光纤传感网络的无线充电异物检测系统及检测方法》提出了可以在磁场中工作的基于光纤传感网络的无线充电异物检测系统及检测方法，但存在着异物位置分辨率低和测量精度不高的问题。专利CN110103745A
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《一种无线充电金属异物检测装置及检测方法》提出了通过激励声表面波检测发射线圈表面的温度变化从而发现异物的装置及检测方法，但其测量精度也容易受到环境噪声及介质组成等因数的影响，因此仍有必要提出一种异物检测的方法，改进当前技术的不足。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种无线充电系统辅助检测方法，能够精准检测金属异物。
[0005]本专利技术的无线充电系统辅助检测方法，包括：依次将设置在无线充电系统地面端的传感器组中的每个电容接入工作电路；每接入一个电容，执行以下步骤：测量步骤：信号发生器在工作电路中施加一组频率变化的交流信号，并对应的测量出一组工作电压值；筛选步骤：筛选出工作电压值最高的一个，将对应的交流信号的频率作为测量谐振频率；第一判断步骤：通过所述测量谐振频率与标准谐振频率比对，判断该接入的电容处是否存在金属异物。
[0006]优选的，将传感器组中的电容分为多个电容组，在接入步骤中，依次将电容组接入工作电路；每接入一个电容组，执行所述测量步骤、所述筛选步骤和第二判断步骤，所述第二判断步骤为：通过所述测量谐振频率与标准谐振频率比对，判断该接入的电容组处是否存在金属异物；当电容组处存在异物时，再将该电容组内的每个电容依次接入工作电路，每接入一个电容，执行所述测量步骤、所述筛选步骤和第一判断步骤。
[0007]优选的，所述第一判断步骤还包括：通过测量谐振频率和获得电容的电容值Cx，根据电容值Cx获得对应的电容的温度值，其中f为测量谐振频率。
[0008]优选的，所述第一判断步骤还包括：通过测量谐振频率和获得电容的电容值Cx，根据电容值Cx获得对应的电容的温度值，其中f为测量谐振频率；所述第二判断步骤还包括：通过测量谐振频率和获得电容组的电容值Cx
’
，根据电
容值 Cx
’
获得对应的电容的温度值，其中f为测量谐振频率。
[0009]优选的，根据
[0010]Cx＝ε0εrS/d
[0011]计算出电容的介电常数ε
r
，该介电常数ε
r
与温度相关，通过介电常数ε
r
计算电容的温度值；其中ε0为真空绝对介电常数(8.85
×
10
‑
12
F/m)，ε
r
为上电容板和下电容板间的介质材料的介电常数，S为电容板面积，d为电容板之间的间距。
[0012]优选的，信号发生器施加的交流信号的频率范围与无线充电系统工作频率的范围不重合。
[0013]本专利技术的无线充电辅助检测方法能够通过传感器组的电容，接入工作电路，在金属异物被加热时，影响电容的电容值，从而改变工作电路的电参数，从而起到对金属异物的检测功能。对无线充电来说，金属异物在电磁场内被加热升温，是主要的安全隐患，本申请可以直接运用温度对电容值的影响，直接高效的发现异物，具有较高的检测精度，受到环境干扰小。同时，该方式对温度敏感，能够实现对温度的检测。
附图说明
[0014]图1为无线充电系统辅助检测方法的流程图；
[0015]图2为发射端的爆炸图；
[0016]图3为本专利技术无线充电系统辅助检测方法对应设备的示意图；
[0017]图4为传感器组的示意图；
[0018]图5为无线充电系统工作的示意图。
[0019]附图标记：
[0020]工作电路1；传感器组3；接收端8；发射端9；信号发生器11；工作电感12；检测单元13；上电容板31；基片32；下电容板33；电极34；上壳体91；线圈绕组92；软磁材料板93；金属屏蔽板94；下壳体95；工作电阻R；检测器M；开关组K；。
具体实施方式
[0021]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。
[0022]本专利技术提供一种无线充电系统辅助检测方法，该辅助设备主要用于金属异物检测，在一些实施例中还能够对温度监控。
[0023]为了方便说明，下文将以电动汽车的无线充电为例进行说明，但是需要强调的是，本申请的无线充电系统辅助检测方法并不仅适用于车辆的无线充电，例如手机无线充电、无人机无线充电等，都可以运用本申请的辅助设备。
[0024]先参见图5，以电动汽车无线充电为例进行整体介绍。无线系统包括安装在地面的发射端9和安装在汽车底部的接收端8，发射端9的功率发射线圈通过功率控制器连接到供电电源，工频交流电转换为高频交流电后通过发射线圈，将电能转化为磁场，其可通过空气传播，接收端8的功率接收线圈接收到磁场后，由于电磁感应在接收线圈内会产生电流，进而转换为直流电为动力电池充电，最终实现电能从电源到电池的无线传输。
[0025]在无线充电过程中，如果在功率发射线圈和功率接收线圈之间存在金属异物，就会磁场加热，产生安全隐患。本申请的无线充电系统辅助检测方法就能及时发现这些安全隐患。
[0026]参见图1，该方法包括：依次将设置在无线充电系统地面端的传感器组 3中的每个电容接入工作电路1；每接入一个电容，执行以下步骤：
[0027]测量步骤：信号发生器11在工作电路1中施加一组频率变化的交流信号，并对应的测量出一组工作电压值；信号发生器11施加的交流信号的频率范围与无线充电系统工作频率的范围不重合。筛选步骤：筛选出工作电压值最高的一个，将对应的交流信号的频率作为测量谐振频率；第一判断步骤：通过所述测量谐振频率与标准谐振频率比对，判断该接入的电容处是否存在金属异物。
[0028]因为金属异物会被无线充电的电磁场加热升温，导致其电容值变化，电容值的变化会使工作电路1的谐振频率变化，因此通过测量谐振频率与标准谐振频率的比对，就能判断是否有金属异物被加热。
[0029]这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线充电系统辅助检测方法，其特征在于，包括：依次将设置在无线充电系统地面端的传感器组(3)中的每个电容接入工作电路(1)；每接入一个电容，执行以下步骤：测量步骤：信号发生器(11)在工作电路(1)中施加一组频率变化的交流信号，并对应的测量出一组工作电压值；筛选步骤：筛选出工作电压值最高的一个，将对应的交流信号的频率作为测量谐振频率；第一判断步骤：通过所述测量谐振频率与标准谐振频率比对，判断该接入的电容处是否存在金属异物。2.根据权利要求1所述的无线充电系统辅助检测方法，其特征在于，包括：将传感器组(3)中的电容分为多个电容组，在接入步骤中，依次将电容组接入工作电路(1)；每接入一个电容组，执行所述测量步骤、所述筛选步骤和第二判断步骤，所述第二判断步骤为：通过所述测量谐振频率与标准谐振频率比对，判断该接入的电容组处是否存在金属异物；当电容组处存在异物时，再将该电容组内的每个电容依次接入工作电路(1)，每接入一个电容，执行所述测量步骤、所述筛选步骤和第一判断步骤。3.根据权利要求1所述的无线充电系统辅助检测方法，其特征在于，所述第一判断步骤还包括：通过测量谐振频率和获得电容的电容值Cx，根据电容值Cx获得对应的电容的温度值，其中f为测量谐振...

【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，石晓峰，
申请(专利权)人：合肥有感科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：