[發明專利]用于探測無線充電區域中物體的設備和方法

有效

• 申請號: 201610848659.1
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN107521355B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: A·劉易斯;B·賈瓦德
• 申請（專利權）人: 現代自動車美國技術研究所;現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: B60L53/124
• 分類號: B60L53/124;B60L53/38;B60L53/62;H02J50/60
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;彭益群

本發明提供用于探測電動車輛的無線充電區域中的物體的組件和方法。該方法包括：通過控制器向無線充電區域施加電壓，以產生電容值，以及通過控制器測量布置在車輛下側的電磁屏蔽件的電容值。此外，控制器監測電磁屏蔽件的電容值；并且當物體進入無線充電區域時，控制器探測電容值的改變。

技術領域

本發明涉及電動車輛的無線充電，且特別涉及探測無線充電區域中物體的設備。

背景技術

通常，電動車輛當被施加電荷時被充電(例如，通過插電式方法)。近來，已經開發了無線功率傳輸系統和方法，從而為電動車輛無線充電。這些無線充電系統(例如，功率傳輸)比起當前的插電式方法給駕駛員提供了增加的便利性。

依照現有技術的用于車輛的無線充電系統使用電容感應系統為車輛充電。然而，電極設計和感測電路不被利用來操作充電系統(例如，調整充電速度或改變充電)。這樣的充電系統的缺點是缺乏基于影響車輛充電功能的車輛外部因素的對充電系統的控制。例如，充電區域(例如，車輛充電的地區，例如充電站)中的干擾會降低或延遲車輛的充電。

在現有技術的另一方面，在無線能量傳輸系統中探測外來物體。特別，通常的無線功率傳輸系統探測到多種類型的物體。例如，一種技術是使用電容感測。然而，感測并不布置在電動車輛中或也并不適用于電動車輛中(例如，能夠提供足夠功率)。

圖1示出了依照現有技術的充電構造，其包括并聯板式電容器。特別地，并聯板式電容器使得兩個導體能夠在兩個板之間存儲電場。例如，一個平行板可具有V+電荷且另一個平行板可具有V-電荷。理論上，兩個導體之間的電容是相等、但相反的電荷q，并且電壓差V由下面的等式：C＝q/V算出。例如，當介電性材料(例如，具有高電容率)位于導體之間時，電容會增加。因此，電壓差會降低，而不改變(例如，調整)電容，因而產生了較高電容。

圖2A-圖2B示出了現有技術的另一種平行板電容器，具有固定電壓。特別地，圖2A-圖2B示出了，當電壓固定且介電性材料進入充電區域時，充電區域中的電容增加，這是由于介電性材料使得額外的介電性電荷能夠積聚。例如，圖2A示出了正極板至負極板之間形成的電場。此外，圖2B示出了當介電性物體進入充電區域時降低的電場。介電性材料極化且在所施加的電場的相反方向中產生了感應電場。例如，介電性材料包括水、塑料、玻璃、特氟龍和主要由水組成的活性有機體(例如，哺乳動物)。在現有技術中，電容感測是一種通過當介電性材料接近傳感器電極時測量電容中的改變或變化的近距離感測方法。示例性地，介電感測用于觸摸屏、加速計或液面傳感器。

為了降低充電區域中物體干擾車輛充電的風險，需要物體探測技術以便于車輛的適當充電。例如，當物體進入位于車輛下側的充電區域時，物體會承受過熱或被高能磁場影響。此外，當金屬物體進入充電區域時，功率傳輸的效率會降低并且金屬物體會承受過熱。因此，有利的是提供一種系統，其探測充電區域中的物體，包括金屬物體。

在本章節的上述信息僅用于增強對本發明背景技術的理解，因而其可能包括不形成本領域技術人員在這一國家中已知的現有技術的信息。

發明內容

本發明提供了電動車輛的無線充電，且特別是探測無線充電區域中物體的設備和方法。

在本發明示例性實施方式的一個方面中，一種探測電動車輛的無線充電區域中的物體的方法，包括以下步驟：通過控制器，向無線充電區域施加電壓，以產生電容值；以及測量布置在車輛下側的電磁屏蔽件的電容值。可以通過控制器，監測電磁屏蔽件的電容值，并且當物體進入無線充電區域時可以探測電容值的改變。

此外，可以基于由于電容值的改變實現的物體的探測調整車輛充電。可以基于由于電容值的改變實現的物體的探測終止車輛充電。可以向駕駛員警示電容值的改變。可以識別改變電容值的物體類型。

在一些方面，電磁屏蔽件可以包括彼此平行布置的多個板。此外，可以通過控制器產生位于車輛下側的電磁屏蔽件的基線參考電容值。