[發(fā)明專利]采用鎖相環(huán)進(jìn)行異物檢測(cè)的電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710454705.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN107248788B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志珍;周博;曾浩;黑桐;梁留歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳赫茲創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02J50/60
• 分類號(hào): H02J50/60;H02J50/12;G01V3/10;H02J7/02;H02J7/00;B60L53/124
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種采用鎖相環(huán)進(jìn)行異物檢測(cè)的電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是：包括無(wú)線電能發(fā)射裝置、無(wú)線電能接收裝置、鎖相環(huán)和檢測(cè)信號(hào)處理器，其中，所述無(wú)線電能發(fā)射裝置與無(wú)線電能接收裝置磁耦合，向無(wú)線電能接收裝置輸送頻率一定的高頻電磁波；所述無(wú)線電能發(fā)射裝置連接有鎖相環(huán)以檢測(cè)電能發(fā)射端線圈端電壓相位和流經(jīng)電感線圈電流的相位，所述檢測(cè)信號(hào)處理器通過(guò)讀取電壓、電流相位的變化來(lái)判斷金屬異物的混入；所述無(wú)線電能接收裝置將接受到的電磁能量輸送至負(fù)載電池的兩端，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的充電；

采用兩個(gè)鎖相環(huán)分別對(duì)發(fā)射端電感線圈端電壓相位和流經(jīng)電感線圈電流的相位進(jìn)行鎖相；

對(duì)于采用調(diào)壓式充電控制策略的無(wú)線充電系統(tǒng)，發(fā)射端電容和電感處于完全諧振狀態(tài)，線圈端電壓和電流相位差為零，當(dāng)能量耦合區(qū)混入金屬異物時(shí)，因金屬磁效應(yīng)導(dǎo)致無(wú)線電能發(fā)射裝置的發(fā)射線圈等效電感改變，因無(wú)線電能發(fā)射裝置的電容值固定不變，電感等效電感值發(fā)生改變，造成電容、電感失諧；

通過(guò)鎖相環(huán)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線電能發(fā)射端線圈端電壓相位和流經(jīng)電感的電流相位，將電壓、電流相位的相位差變化作為判斷金屬異物混入的依據(jù)；無(wú)金屬異物混入無(wú)線電能耦合區(qū)時(shí)的正常充電情況下，鎖相環(huán)得到的電壓、電流同相位；當(dāng)能量傳輸區(qū)誤入金屬異物時(shí)，因混入的金屬磁效應(yīng)的作用，發(fā)射線圈等效電感值發(fā)生變化，流經(jīng)電感的電流相位與電感端電壓相位差不為零；

所述鎖相環(huán)，包括鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器，所述鑒相器檢測(cè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的相位差，并將檢測(cè)出的相位差信號(hào)轉(zhuǎn)換成UD電壓信號(hào)輸出，該信號(hào)經(jīng)低通濾波器濾波后形成壓控振蕩器的控制電壓UC，對(duì)振蕩器輸出信號(hào)的頻率實(shí)施控制，最終實(shí)現(xiàn)輸入鎖相環(huán)鑒相器的信號(hào)相位與壓控振蕩器輸出信號(hào)相位同步。

2.如權(quán)利要求1所述的一種采用鎖相環(huán)進(jìn)行異物檢測(cè)的電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是：所述無(wú)線電能發(fā)射裝置，包括依次相連的交流電源、橋式不可控整流電路、直流斬波電路、定頻逆變電路和發(fā)射端電感線圈、諧振電容。

3.如權(quán)利要求2所述的一種采用鎖相環(huán)進(jìn)行異物檢測(cè)的電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是：所述交流電源，通過(guò)橋式整流電路獲得直流電，對(duì)直流電進(jìn)行DC/DC降壓斬波以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的連續(xù)可調(diào)，調(diào)整后的直流電壓輸入到全橋逆變電路中，全橋逆變電路的開關(guān)速度固定在系統(tǒng)諧振頻率上，能量通過(guò)磁耦合結(jié)構(gòu)源源不斷地傳輸?shù)浇邮斩恕?/p>

4.如權(quán)利要求1所述的一種采用鎖相環(huán)進(jìn)行異物檢測(cè)的電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是：所述無(wú)線電能接收裝置，包括依次連接的接收端電感線圈、諧振電容、高頻整流電路、穩(wěn)壓電路和負(fù)載電池，接收端電感線圈輸出的高頻交流電經(jīng)高頻整流電路和穩(wěn)壓電路變成穩(wěn)定的直流電輸送到負(fù)載電池的兩端，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的充電。

5.如權(quán)利要求3所述的一種采用鎖相環(huán)進(jìn)行異物檢測(cè)的電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是：所述發(fā)射端電感線圈與接收端電感線圈構(gòu)成磁耦合。

6.如權(quán)利要求1所述的一種采用鎖相環(huán)進(jìn)行異物檢測(cè)的電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是：所述檢測(cè)信號(hào)處理器共用于電壓、電流相位檢測(cè)電路與直流斬波電路和逆變電路。