[發明專利]用于電動車輛的無線充電的超聲波和紅外物體檢測

在審

• 申請號: 201510436139.5
• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN105291872A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 克里斯托弗·W·貝爾;約翰·保羅·吉比尤;詹姆士·A·拉斯羅普
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧;王秀君

技術領域

本公開涉及充電站以及電動車輛和混合動力電動車輛中的電池的再充電。

背景技術

隨著在車輛推進和電池技術方面的進步，用于電池電動車輛(BEV)和插電式混合動力電動車輛(PHEV)的充電方法變得越來越普遍。一些充電方法包括無線充電(諸如，感應充電)。感應充電系統包括利用電流激勵的初級充電線圈。初級充電線圈在次級充電線圈中感應出電流，該電流可用于對電池進行充電。

發明內容

一種充電系統可包括：發送器組件，包括初級線圈，被配置為向車輛發送充電信號；傳感器布置，包括部分地限定在初級線圈附近的線圈區域的邊界的第一超聲波傳感器陣列和第二超聲波傳感器陣列；紅外傳感器。紅外傳感器、第一超聲波傳感器陣列和第二超聲波傳感器陣列被安置為使得所述線圈區域的同一部分被紅外傳感器和傳感器陣列中的每個均感測到。

一種用于給車輛電池充電的電池無線充電系統，所述電池無線充電系統確定不期望的物體是否處在充電線圈附近。所述系統可包括發送器組件，被配置為向車輛發送充電信號；超聲波傳感器，被配置為感測在發送器組件附近的不期望的物體；紅外傳感器，被配置為感測在發送器組件附近的不期望的物體。在示例中，發送器組件包括初級線圈，紅外傳感器和超聲波傳感器重疊以在初級線圈與車輛的次級線圈之間感測線圈區域中的不期望的物體。在示例中，超聲波傳感器被配置為發射從不期望的物體反射并返回到超聲波傳感器的高頻聲波。在示例中，充電信號是射頻信號。在示例中，紅外傳感器包括雙級紅外傳感器，所述雙級紅外傳感器被配置為在確定不期望的物體的存在和不期望的物體的運動的區域中檢測不期望的物體的紅外輻射。在示例中，紅外傳感器包括存在檢測電路，以應用濾取的波長確定不希望的物體的存在。在示例中，紅外傳感器包括運動感測電路，以監測指示不期望的物體的運動的景象紅外數據變化。在示例中，發送器組件包括控制器，所述控制器被配置為基于來自超聲波傳感器、紅外傳感器中的至少一個或兩者的數據來調節充電信號。

超聲波傳感器可包括：第一傳感器陣列，被安置在沿著線圈區域的第一邊緣；第二傳感器陣列，被安置在沿著線圈區域的第二邊緣，使得第一傳感器陣列的傳感器在與第二傳感器陣列的傳感器的感測區域部分重疊的區域中進行感測。在示例中，第一傳感器陣列包括感測重疊的區域的傳感器。在示例中，第二傳感器陣列包括具有重疊的感測區域的傳感器。在示例中，紅外傳感器平行于第二傳感器陣列的傳感器。

超聲波傳感器可被配置為將車輛定位在發送器組件處，使得發送器組件的初級線圈與車輛的次級線圈對準。

一種電池無線充電的方法可包括：超聲波感測位于無線電力發送器附近的線圈區域的一部分內的物體，熱感測位于所述線圈區域的所述一部分內的物體；響應于超聲波感測和熱感測到位于所述線圈區域的所述一部分內的物體，通過無線電力發送器降低電力輸出。

根據本發明的一個實施例，所述超聲波感測可包括通過被布置為部分地限定線圈區域的邊界的第一超聲波傳感器陣列和第二超聲波傳感器陣列中的每個來超聲波感測位于所述線圈區域的所述一部分內的物體。

根據本發明的一個實施例，通過無線電力發送器降低電力輸出可包括將電力輸出降低至零。

根據本發明的一個實施例，所述方法還可包括基于與熱感測關聯的信號強度的變化來檢測物體的運動。

根據本發明的一個實施例，所述方法還可包括發送信號以輔助車輛將附著到車輛的次級線圈定位在線圈區域內。

一種電池無線充電的方法可包括超聲波地感測在電力發送器附近的不期望的物體；熱感測在電力發送器附近的不期望的物體；使用熱感測的數據和超聲波感測的數據控制電力發送器。在示例中，在檢測區域中，超聲波感測和熱感測可重疊以感測在無線充電器的初級線圈與車輛的次級線圈之間的不期望的物體。在示例中，控制電力發送器可包括向車輛上的線圈發送充電信號。在示例中，熱感測可包括被配置為檢測區域中的不期望的物體的紅外輻射的雙級紅外傳感器。在示例中，熱感測可包括存在感測電路以應用濾取的波長來確定不期望的物體的存在，并監測指示不期望的物體的運動的景象紅外數據變化。

超聲波感測可包括使用沿著線圈區域的第一邊緣安置的第一傳感器陣列和沿著線圈區域的第二邊緣安置的第二傳感器陣列，使得第一傳感器陣列的傳感器在與第二傳感器陣列的傳感器的感測區域部分重疊的區域中進行感測。第一傳感器陣列包括感測重疊的區域的傳感器，第二傳感器陣列包括具有重疊的感測區域的傳感器。

超聲波感測可包括在發送器組件處向車輛發送位置信號，以輔助車輛相對于充電站處的初級線圈和任何檢測到的不期望的物體定位。