CN105137489B - 异物检测方法及装置、无线充电控制方法及装置 - Google Patents

异物检测方法及装置、无线充电控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种异物检测方法及装置、无线充电控制方法及装置。本发明的异物检测方法包括：在利用无线充电系统的原副边进行无线充电的过程中检测无线充电系统当前的第一开关频率；获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的第二开关频率；当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值在预设范围内时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物；本发明的异物检测方法可以有效地检测无线充电系统的原副边之间是否有异物存在。

Description

异物检测方法及装置、无线充电控制方法及装置
技术领域
本发明涉及无线电能传输领域，尤其涉及一种异物检测方法及装置、无线充电控制方法及装置。
背景技术
日益增长的汽车数量，对以石油和天然气为主的能源提出了很高的需求，而石化能源日益枯竭，长期来看油价将居于高位。同时，汽车尾气所带来的空气污染也越来越严重。发展电动汽车(EV，Electric Vehicle)，是世界公认的缓解能源短缺和环境污染的有效策略。
电动汽车是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶。电动汽车由于其节能、环保、噪音小等优势，其前景被广泛看好。然而，电动汽车的发展仍然面临着很多技术问题，动力电池及其充电技术是发展电动汽车最重要的因素之一。
电池充电技术分为有线充电(接触式充电)和无线充电。对于有线充电，运作模式和现有的加油站类似，需要手动专人进行操作，这种方式的缺点是显而易见的，比如虽然与严格的设计规范保证安全，但是充电口在高电压、大电流冲击下，容易打火，导致器件老化；充电接口部件容易沾染灰尘、雨雾、油烟等，监测维护麻烦；从日常经验看，大功率插座的损害率都非常高，而充电站的插座需要经常插拔，问题将更加严重。无线充电，也称为无线供电(WPT，Wireless Power Transmission)，是通过电磁感应等技术，在充电器和设备之间的空气中传输电能，使得电流流动从而为电池充电的技术。这种无线充电方法有效地应用于需要大容量电池充电手持通信装置、电动汽车等，而且由于连接点埋于地下，因此几乎没有漏电等危险，能够防止有线充电方式中的连接不良的问题。无线充电能够做到无人值守，无须动手，全自动操作，安全可靠；可以做到常用常充，提高电池寿命和长期使用后的整车价值；中功率充电，对电网压力小，方便在停车场、车库普及安装充电装置。
近年来，无线充电核心技术日益成熟，无线充电技术主要有三种：射频或微波WPT，电磁感应式WPT，以及电磁共振式WPT。电磁感应式WPT是基于电磁感应原理，利用原、副边分离的变压器，称为松耦合变压器，在较近距离条件下(如20cm)进行无线电能传输的技术。目前较成熟的无线供电方式均采用该技术，其无线充电端到端效率已经接近90％，无线充电功率可达30kw，甚至更高。
电磁感应式WPT中由于无线充电系统的原副边分离，特别是在电动汽车无线充电应用时，原副边之间存在较大的气隙，而且对于公共充电站，可能为露天环境，无线充电功率发射线圈上方很可能会有石子，树叶，生活垃圾等杂物，以及硬币、钥匙链、铁片、金属包装纸等金属物质。我们将这种在无线充电时存在于原副边之间的异常物体称之为异物。在功率传输过程中气隙间具有很强的交变磁场，会在异物中感应出电动势。如果介质为绝缘体或者电阻率较高的不良导体，感应电动势所产生的涡流不大，功率损耗较小；但如果介质为金属导体，由于其电阻率较低，相同电动势会产生较大的涡流，从而产生了较大的功率损耗，导致导体的温度上升，如果附近有易燃物品就存在火灾的隐患。
根据有关仿真和试验，0.5W到1W功率损耗，就可以使一枚硬币的温度上升超过80℃。而对于充电功率动辄几千瓦甚至几十千瓦的电动汽车无线充电系统，万分之几的功率损耗就可以使异物升温到足够点燃附近树叶、纸片等的程度。而在无线充电系统中，由于影响充电效率的因素非常多，有效检测千分之一的异常功率泄漏，还存在非常大的困难。
因此，对于电动汽车等应用的高功率无线充电系统，目前仍然缺乏行之有效的异物检测技术。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是，提供一种异物检测方法及装置、无线充电控制方法及装置，能够有效地检测无线充电系统的原副边之间是否有异物存在。
为解决上述技术问题，本发明提供一种异物检测方法，包括以下步骤：
在利用无线充电系统的原副边进行无线充电的过程中检测无线充电系统当前的第一开关频率；
获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的第二开关频率；
当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值在预设范围内时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物。
进一步地，所述获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的第二开关频率的步骤包括：
获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数；
获取所述无线充电系统的负载，所述无线充电系统的负载为所述无线充电系统的当前负载与标称负载的比值；
根据所述耦合参数和所述无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
进一步地，所述根据所述耦合参数和所述无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率的步骤包括：
根据所述耦合参数从数据库预设耦合参数中选取至少一个用于计算的耦合参数；
根据所述无线充电系统的负载从数据库预设负载中选取至少一个用于计算的无线充电系统的负载；
根据所述至少一个用于计算的耦合参数和至少一个用于计算的无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
进一步地，所述根据所述耦合参数获取至少一个用于计算的耦合参数的步骤包括：
根据所述耦合参数在所述预设耦合参数中选取两个耦合参数分别作为所述耦合参数的范围中最大耦合参数和最小耦合参数；
所述根据所述无线充电系统的负载获取至少一个用于计算的无线充电系统的负载的步骤包括：
根据所述无线充电系统的负载在预设负载中选取两个负载分别作为所述无线充电系统的负载的范围中最大无线充电系统的负载和最小无线充电系统的负载；
所述根据所述至少一个用于计算的耦合参数和至少一个用于计算的无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率的步骤包括：
根据所述最大耦合参数、所述最小耦合参数、所述最大无线充电系统的负载和所述最小无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
进一步地，所述根据所述最大耦合参数、所述最小耦合参数、所述最大无线充电系统的负载和所述最小无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率的步骤包括：
根据所述最大耦合参数K2和最大无线充电系统的负载L2在数据库中查表得出对应的开关频率f22；
根据所述最大耦合参数K2和最小无线充电系统的负载L1在数据库中查表得出对应的开关频率f21；
根据所述最小耦合参数K1和最小无线充电系统的负载L1在数据库中查表得出对应的开关频率f11；
根据所述最小耦合参数K1和最大无线充电系统的负载L2在数据库中查表得出对应的开关频率f12；
利用以下公式计算出所述第二开关频率f0：
f0＝g[hf11+(1-h)f12]+(1-g)[hf21+(1-h)f22]
其中，
Figure GDA0002176528830000051
进一步地，所述获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数的步骤包括：
检测所述副边与所述原边之间的位置偏移量以及所述气隙偏移量，所述气隙偏移量为所述原边与副边当前的气隙与标称气隙的差值；
根据所述位置偏移量和所述气隙偏移量计算所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数。
进一步地，所述根据所述位置偏移量和所述气隙偏移量计算所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数的步骤包括：
根据所述位置偏移量在数据库预设位置偏移量中选取至少一个用于计算的位置偏移量；
根据所述气隙偏移量在数据库预设气隙偏移量中选取至少一个用于计算的气隙偏移量；
根据所述至少一个用于计算的位置偏移量和所述至少一个用于计算的气隙偏移量计算出所述无线充电系统的耦合参数。
进一步地，所述根据所述位置偏移量在数据库预设位置偏移量中选取至少一个用于计算的位置偏移量的步骤包括：
根据所述位置偏移量在预设位置偏移量中选取两个位置偏移量作为所述位置偏移量的范围中最大位置偏移量和最小位置偏移量；
所述根据所述气隙偏移量在数据库预设气隙偏移量中选取至少一个用于计算的气隙偏移量的步骤包括：
根据所述气隙偏移量在预设气隙偏移量中选取两个气隙偏移量作为所述气隙偏移量的范围中最大气隙偏移量和最小气隙偏移量；
所述根据所述至少一个用于计算的位置偏移量和所述至少一个用于计算的气隙偏移量计算出所述无线充电系统的耦合参数的步骤包括：
根据所述最大位置偏移量、所述最小位置偏移量、所述最大气隙偏移量和所述最小气隙偏移量计算出所述无线充电系统的耦合参数。
进一步地，所述获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数的步骤还包括：在所述原边上建立直角坐标系OXYZ，在所述副边上建立与所述直角坐标系OXYZ对应的直角坐标系O’X’Y’Z’；
所述位置偏移包括：在X轴上的偏移量和在Y轴上的偏移量；所述原边与副边当前的实际气隙为当前直角坐标系OXYZ与当前直角坐标系O’X’Y’Z’之间的间距OO’；所述最大位置偏移量包括：在X轴上的最大偏移量X2和在Y轴上的最大偏移量Y2，所述最小位置偏移量包括：在X轴上的最小偏移量X1和在Y轴上的最小偏移量Y1；
所述根据所述最大位置偏移量、所述最小位置偏移量、所述最大气隙偏移量和所述最小气隙偏移量计算出所述无线充电系统的耦合参数的步骤包括：
根据X1、Y1、G1、X2、Y2、G2在数据库中查表得到耦合参数K的组合，该组合包括：KG1,X1,Y1，KG1,X1,Y2，KG1,X2,Y1，KG1,X2,Y2，KG2,X1,Y1，KG2,X1,Y2，KG2,X2,Y1，KG2,X2,Y2；
通过下面的公式计算出所述无线充电系统的耦合参数K：
K＝a[b(cKG1,X1,Y1+(1-c)KG1,X1,Y2)+(1-b)(cKG1,X2,Y1+(1-c)KG1,X2,Y2)]+(1-a)[b(cKG2,X1,Y1+(1-c)KG2,X1,Y2)+(1-b)(cKG2,X2,Y1+(1-c)KG2,X2,Y2)]
其中，
Figure GDA0002176528830000061
进一步地，所述当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值在预设范围内时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物的步骤包括：
当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值满足|f-f0|>δ*f0时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物；其中f为所述第一开关频率，f0为所述第二开关频率，δ是预设的误差范围。
同样为了解决上述的技术问题，本发明还提供了一种无线充电控制方法，包括以下步骤：
利用上述的异物检测方法检测到无线充电系统的原边与副边之间存在异物时停止无线充电。
同样为了解决上述的技术问题，本发明还提供了一种异物检测装置，包括：检测模块、获取模块以及处理模块；
所述检测模块用于在利用无线充电系统的原副边进行无线充电的过程中检测无线充电系统当前的第一开关频率；
所述获取模块用于获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的第二开关频率；
所述处理模块用于当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值在预设范围内时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物。
进一步地，所述获取模块包括：参数获取模块、负载获取模块以及开关频率计算模块；
所述参数获取模块用于获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数；
所述负载获取模块用于获取所述无线充电系统的负载，所述无线充电系统的负载为所述无线充电系统的当前负载与标称负载的比值；
所述开关频率计算模块用于根据所述耦合参数和所述无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
进一步地，所述开关频率计算模块用于：
根据所述耦合参数从数据库预设耦合参数中选取至少一个用于计算的耦合参数；
根据所述无线充电系统的负载从数据库预设负载中选取至少一个用于计算的无线充电系统的负载；
根据所述至少一个用于计算的耦合参数和至少一个用于计算的无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
进一步地，所述开关频率计算模块用于：
根据所述耦合参数在所述预设耦合参数中选取两个耦合参数分别作为所述耦合参数的范围中最大耦合参数和最小耦合参数；
根据所述无线充电系统的负载在预设负载中选取两个负载分别作为所述无线充电系统的负载的范围中最大无线充电系统的负载和最小无线充电系统的负载；
根据所述最大耦合参数、所述最小耦合参数、所述最大无线充电系统的负载和所述最小无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
进一步地，所述开关频率计算模块用于：
根据所述最大耦合参数K2和最大无线充电系统的负载L2在数据库中查表得出对应的开关频率f22；
根据所述最大耦合参数K2和最小无线充电系统的负载L1在数据库中查表得出对应的开关频率f21；
根据所述最小耦合参数K1和最小无线充电系统的负载L1在数据库中查表得出对应的开关频率f11；
根据所述最小耦合参数K1和最大无线充电系统的负载L2在数据库中查表得出对应的开关频率f12；
利用以下公式计算出所述第二开关频率f0：
f0＝g[hf11+(1-h)f12]+(1-g)[hf21+(1-h)f22]
其中，
Figure GDA0002176528830000081
进一步地，所述参数获取模块包括：偏移量检测模块和耦合参数计算模块：
所述偏移量检测模块用于检测所述副边与所述原边之间的位置偏移量以及所述气隙偏移量，所述气隙偏移量为所述原边与副边当前的气隙与标称气隙的差值；
所述耦合参数计算模块用于根据所述位置偏移量和所述气隙偏移量计算所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数。
进一步地，所述耦合参数计算模块用于：
根据所述位置偏移量在数据库预设位置偏移量中选取至少一个用于计算的位置偏移量；
根据所述气隙偏移量在数据库预设气隙偏移量中选取至少一个用于计算的气隙偏移量；
根据所述至少一个用于计算的位置偏移量和所述至少一个用于计算的气隙偏移量计算出所述无线充电系统的耦合参数。
进一步地，所述耦合参数计算模块用于：
根据所述位置偏移量在预设位置偏移量中选取两个位置偏移量作为所述位置偏移量的范围中最大位置偏移量和最小位置偏移量；
根据所述气隙偏移量在预设气隙偏移量中选取两个气隙偏移量作为所述气隙偏移量的范围中最大气隙偏移量和最小气隙偏移量；
根据所述最大位置偏移量、所述最小位置偏移量、所述最大气隙偏移量和所述最小气隙偏移量计算出所述无线充电系统的耦合参数。
进一步地，所述偏移量检测模块还用于：在所述原边上建立直角坐标系OXYZ，在所述副边上建立与所述直角坐标系OXYZ对应的直角坐标系O’X’Y’Z’；
所述位置偏移包括：在X轴上的偏移量和在Y轴上的偏移量；所述原边与副边当前的实际气隙为当前直角坐标系OXYZ与当前直角坐标系O’X’Y’Z’之间的间距OO’；所述最大位置偏移量包括：在X轴上的最大偏移量X2和在Y轴上的最大偏移量Y2，所述最小位置偏移量包括：在X轴上的最小偏移量X1和在Y轴上的最小偏移量Y1；
所述耦合参数计算模块用于：
根据X1、Y1、G1、X2、Y2、G2在数据库中查表得到耦合参数K的组合，该组合包括：KG1,X1,Y1，KG1,X1,Y2，KG1,X2,Y1，KG1,X2,Y2，KG2,X1,Y1，KG2,X1,Y2，KG2,X2,Y1，KG2,X2,Y2；
通过下面的公式计算出所述无线充电系统的耦合参数K：
K＝a[b(cKG1,X1,Y1+(1-c)KG1,X1,Y2)+(1-b)(cKG1,X2,Y1+(1-c)KG1,X2,Y2)]+(1-a)[b(cKG2,X1,Y1+(1-c)KG2,X1,Y2)+(1-b)(cKG2,X2,Y1+(1-c)KG2,X2,Y2)]
其中，
Figure GDA0002176528830000101
进一步地，所述处理模块用于：当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值满足|f-f0|>δ*f0时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物；其中f为所述第一开关频率，f0为所述第二开关频率，δ是预设的误差范围。
同样为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种无线充电控制装置，包括：充电控制模块和如上所述的异物检测装置；
所述异物检测装置用于检测无线充电系统的原边与副边之间是否存在异物；
所述充电控制模块用于在所述异物检测装置检测到无线充电系统的原边与副边之间存在异物停止无线充电。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种异物检测方法及装置、无线充电控制方法及装置，能够有效地检测无线充电系统的原副边之间是否有异物存在。本发明的异物检测方法包括：在利用无线充电系统的原副边进行无线充电的过程中检测无线充电系统当前的第一开关频率；获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的第二开关频率；当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值在预设范围内时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物；本发明利用当无线充电系统中存在异物时其开关频率将会发生变化的特性检测无线充电系统中是否存在异物，具体检测无线充电系统当前实际的开关频率将其与无线充电系统不存在异物情况下的理想开关频率进行比较，如果二者存在明显的差异，则判定无线充电系统的原副边之间存在异物；本发明的异物检测方法与现有技术相比可以准确有效地检测到无线充电系统中是否存在异物。
另外，本发明的无线充电控制方法可以在检测到无线充电系统中存在异物的情况下及时停止无线充电，可以方法防止火灾事故的发生。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种异物检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例一提供的一种计算第二开关频率的流程示意图；
图3为本发明实施例二提供的一种电动汽车无线充电位置示意；
图4为本发明实施例二提供的一种原边和副边坐标的示意图；
图5为本发明实施例二提供的一种原副边偏移示意图；
图6为本发明实施例二提供的一种电动汽车无线充电异物检测的流程示意图；
图7为本发明实施例二提供的在气隙偏移量为5cm情况下耦合系数与原副边位置偏移量关系表格；
图8为本发明实施例二提供的在气隙偏移量为4cm情况下耦合系数与原副边位置偏移量关系表格；
图9为本发明实施例二提供的在气隙偏移量为-5cm情况下耦合系数与原副边位置偏移量关系表格；
图10为本发明实施例二提供的一种开关频率与耦合系数、系统负载大小的关系表格；
图11为本发明实施例三提供的一种异物检测装置的结构示意图；
图12为本发明实施例三提供的另一种异物检测装置的结构示意图；
图13为本发明实施例三提供的又一种异物检测装置的结构示意图；
图14为本发明实施例三提供的一种无线充电控制装置的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
由于无线充电系统在利用原副边充电的过程中，当原副本之间进入异物时，会导致无线充电系统的开关频率发生变化。本实施例的异物检测方法就是利用这个特性来检测原副边之间是否存在异物，本实施例的异物检测方法主要应用于电磁感应式WPT系统，具体包括：
步骤101：在利用无线充电系统的原副边进行无线充电的过程中检测无线充电系统当前的第一开关频率。
本实施例中第一开关频率为无线充电系统的实际开关频率，可以记为f。其会在原副边之间进入异物时发生变化。例如当原副边之间的气隙中进入金属异物时，会导致原副边线圈的实际耦合系数发生变化。对于采用锁相控制的无线电能传输系统，不同耦合系数对应的开关频率也不相同。
步骤102：获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的第二开关频率。
本实施例中第二开关频率是无线充电系统原副边之间不存异物的情况下对应的开关频率，记为f0，其是不随异物的进入发生改变。
步骤103：当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值在预设范围内时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物。
本实施例中预设范围可以根据实际情况进行设定，将f与f0进行比较，当二者存在较大差异的情况下判定存在异物，例如可以通过|f-f0|/f0>δ是否成立来判断，δ为预设的误差范围，其取值可以根据实际情况确定。
由于在一般无线充电系统中原边设置在固定的充电地点，其位置是固定不变的，而副边的是设置待充电对象上的，其与原边的相对位置会随着待充电对象停放位置发生变化，所以在无异物的情况下无线充电系统的开关频率会随着原边与副边位置变化而变化的；例如在电动汽车充电时，副边是设置在电动汽车上，原边设置在地面停车位上，在实际情况下由于驾驶员在停车入位的情况下，副边与原边的位置不一定在是在理想的位置(一般是原副边完全重叠)，其会与原边会产生一个定的位置偏移，所以我们需要实时计算出发生位置偏移时对应的无异物情况下的开关频率。
本实施例步骤102中获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的第二开关频率的过程可以包括下面两种方式：
第一种，预先设置一个固定的第二开关频率，在检测时直接获取该开关频率进行比较即可。这种情况适用与原边与副边的相对位置发生变化的几率比较小的情况下，当待充电对象进行充电时副边一般情况下与原边重叠。
第二种，实时计算出每一次待充电对象充电时无异物情况下的开关频率，如图2所示，具体地计算第二开关频率的过程可以包括以下步骤：
步骤201：获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数。
由于无线充电系统中开关频率一般是与耦合参数对应的，耦合参数变化开关频率就变化，所以本实施例可以利用耦合参数计算开关频率。
步骤202：获取所述无线充电系统的负载，所述无线充电系统的负载为所述无线充电系统的当前负载与标称负载的比值。
除了上述耦合参数影响开关频率之后，无线充电系统的负载也是影响开关频率的，不同的负载对应的开关频率也是不一样的。
步骤203：根据所述耦合参数和所述无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
本实施例利用在无异物情况下耦合参数和无线充电系统的实际负载计算出无异物情况下的开关频率。
上述步骤203中根据所述耦合参数和所述无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率的过程包括：
根据所述耦合参数从数据库预设耦合参数中选取至少一个用于计算的耦合参数；
根据所述无线充电系统的负载从数据库预设负载中选取至少一个用于计算的无线充电系统的负载；
根据所述至少一个用于计算的耦合参数和至少一个用于计算的无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
本实施例中可以在数据库中预置耦合参数-负载—开关频率的表格，该表格记录了不同耦合参数和负载对应的开关频率，例如的那个耦合系统为0.1，负载为10％-100％时对应的开关频率。所以本实施例方法中在得到耦合参数之后为了能够利用数据库中的数据得到开关频率，还需要根据耦合参数从数据库预设耦合参数中选取至少一个可以用于计算的耦合参数；例如可以选取一个表格中与耦合参数值相近的耦合参数，例如耦合系统的值为0.098时，可以选取耦合系数为0.1的系统作为用于计算的耦合系数。同理，还需要选取至少一个可以用于计算的负载。本实施例数据库中的表格可以根据事先进行实验得到。
优先地，本实施例中所述根据所述耦合参数获取至少一个用于计算的耦合参数的步骤包括：根据所述耦合参数在所述预设耦合参数中选取两个耦合参数分别作为所述耦合参数的范围中最大耦合参数和最小耦合参数；例如在得到耦合参数K时，可以在根据K的值在数据库中选取最接近的K的值的K1和K2构成耦合参数的K的范围K1≤K<K2；
所述根据所述无线充电系统的负载获取至少一个用于计算的无线充电系统的负载的步骤包括：根据所述无线充电系统的负载在预设负载中选取两个负载分别作为所述无线充电系统的负载的范围中最大无线充电系统的负载和最小无线充电系统的负载；例如在得到无线充电系统的负载L后，可以根据L的值在数据库中找出两个最接近L的值的负载L1和L2构成L的范围L1≤L<L2；
所述根据所述至少一个用于计算的耦合参数和至少一个用于计算的无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率的步骤包括：根据所述最大耦合参数、所述最小耦合参数、所述最大无线充电系统的负载和所述最小无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
本实施例可以根据无异物情况下耦合系数K的范围K1和K2，以及系统负载L的范围L1和L2，计算无异物情况下的开关频率f0；具体的计算过程可以包括以下过程：
根据所述最大耦合参数K2和最大无线充电系统的负载L2在数据库中查表得出对应的开关频率f22；
本实施例可以事先进行实验测量得到不同耦合参数和负载对应的无异物情况下开关频率的关系表格，并将该表格存放在数据库中。在检测过程中利用耦合参数和负载查表得到开关频率。
根据所述最大耦合参数K2和最小无线充电系统的负载L1在数据库中查表得出对应的开关频率f21；
根据所述最小耦合参数K1和最小无线充电系统的负载L1在数据库中查表得出对应的开关频率f11；
根据所述最小耦合参数K1和最大无线充电系统的负载L2在数据库中查表得出对应的开关频率f12；
利用以下公式计算出所述第二开关频率f0：
f0＝g[hf11+(1-h)f12]+(1-g)[hf21+(1-h)f22]
其中，
Figure GDA0002176528830000161
上述介绍的是本实施例方法如何根据无异物情况下耦合参数和检测的负载计算出无异物情况下的第二开关频率。下面将介绍本实施例方法如何获取无异物情况下的耦合参数。
由于无异物情况下的耦合参数主要取决于气隙大小以及原副边线圈之间相对位置的偏移量，所以可以根据这个两个量来计算出无异物情况下的耦合参数。
上述步骤201中获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数的过程可以包括：
检测所述副边与所述原边之间的位置偏移量以及所述气隙偏移量，所述气隙偏移量为所述原边与副边当前的气隙与标称气隙的差值；
根据所述位置偏移量和所述气隙偏移量计算所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数。
本实施例中气隙为原副边之间的间距，本实施例中标称气隙可以为理想情况下原副边的气隙。
本实施例同样可以利用事先的实验数据得到无异物情况下的耦合参数；在数据库中可以设置在不同气隙偏移量下不同位置偏移量对应的耦合参数，例如可以设置10张位置偏移量—耦合参数表格，每一个张表格为在一种气隙偏移量情况下不同位置偏移量与耦合参数的对应关系。
在预先设置的实验数据的情况下，由于实际测量的数据由可能不会恰好为在数据库预设的数据，为了能够数据库中的预设数据，可以根据检测的数据在数据库中选取一些数据进行计算，这些数据称为用于计算的数据。优先地，可以选取与检测数据值相近的数据。
在本实施例中可以根据所述位置偏移量在预设位置偏移量中选取两个位置偏移量作为所述位置偏移量的范围中最大位置偏移量和最小位置偏移量；
其中最大位置偏移量和最小位置偏移量即为用于计算的位置偏移量；
根据所述气隙偏移量在预设气隙偏移量中选取两个气隙偏移量作为所述气隙偏移量的范围中最大气隙偏移量和最小气隙偏移量；其中最大气隙偏移量和最小气隙偏移量即为用于计算的气隙偏移量；
根据所述最大位置偏移量、所述最小位置偏移量、所述最大气隙偏移量和所述最小气隙偏移量计算出所述无线充电系统的耦合参数。
在实际情况下中为了检测原副边之间的位置偏移和气隙偏移量一般可以建立空间直角坐标系来进行测量，所以，本实施例中步骤201还可以包括：在所述原边上建立直角坐标系OXYZ，在所述副边上建立与所述直角坐标系OXYZ对应的直角坐标系O’X’Y’Z’；
在建立直角坐标系的情况下，所述位置偏移包括：在X轴上的偏移量和在Y轴上的偏移量；所述原边与副边当前的实际气隙为当前直角坐标系OXYZ与当前直角坐标系O’X’Y’Z’之间的间距OO’；所述最大位置偏移量包括：在X轴上的最大偏移量X2和在Y轴上的最大偏移量Y2，所述最小位置偏移量包括：在X轴上的最小偏移量X1和在Y轴上的最小偏移量Y1；
本实施例中利用X1、Y1、G1、X2、Y2、G2计算无异物情况下的耦合参数的过程可以包括：
根据X1、Y1、G1、X2、Y2、G2在数据库中查表得到耦合参数K的组合，该组合包括：KG1,X1,Y1，KG1,X1,Y2，KG1,X2,Y1，KG1,X2,Y2，KG2,X1,Y1，KG2,X1,Y2，KG2,X2,Y1，KG2,X2,Y2；
通过下面的公式计算出所述无线充电系统的耦合参数：
K＝a[b(cKG1,X1,Y1+(1-c)KG1,X1,Y2)+(1-b)(cKG1,X2,Y1+(1-c)KG1,X2,Y2)]+(1-a)[b(cKG2,X1,Y1+(1-c)KG2,X1,Y2)+(1-b)(cKG2,X2,Y1+(1-c)KG2,X2,Y2)]
其中，
Figure GDA0002176528830000171
本实施例的方法可以利用预置的实验数据得到无异物情况下的耦合参数；然后利用耦合参数和负载计算出无异物情况下的开关频率，最后与实践检测的开关频率进行比较判断出无线充电系统的原副边之间是否存在异物。
实施例二：
本实施例提供出了一种无线充电方法，包括：利用实施例一所述的异物检测方法检测到无线充电系统的原边与副边之间存在异物时停止无线充电。
下面以电动汽车无线充电为例来说明本实施例的无线充电方法：
如图3所示，是电动汽车无线充电时位置示意图。电动汽车302停靠在具有无线充电功能的停车位301中，无线充电是通过分别安装在停车位地面上和电动汽车上的原边和副边303来实现的。附图4重点突出了无线充电系统的原边401和副边402，以及参考直角坐标系OXYZ。其中，原边401固定安装在停车位地面上，副边402固定安装在电动汽车上。直角坐标系OXYZ固定在原边上，原点O取为原边401的中心，OXY在为原边所在的平面上，X-轴正方向指向为电动汽车车头方向，Z-轴正方向为垂直向上。副边402上也有类似的直角坐标系O’X’Y’Z’，原点O’取为副边402的中心，在理想情况下，O’Z’与OZ重合，OO’为原副边之间的标称气隙大小，O’X’在OXY平面的垂直投影与OX重合，O’Y’在OXY平面的垂直投影与OY重合。在实际情况下，由于驾驶员在停车入位时操作的问题，副边坐标系与原边坐标系会产生一定的偏移，如附图5所示。副边502相对原边501在X方向有X-偏移量503，在Y方向有Y-偏移量504，偏移量方向与坐标系OXYZ方向一致，在附图5示例中，X-偏移量503为负值，Y-偏移量504为正值。另外，由于汽车在载重量的不同，或者轮胎气压的变化，原副边之间的距离也会发生变化，导致实际气隙大小与标称气隙大小存在一定的偏移，即气隙偏移量，定义为实际气隙大小与标称气隙大小的差值。如果汽车空负载且轮胎气压足够大，原副边之间的气隙大小大于标称气隙大小，气隙偏移量为正；反之，如果汽车负载过大或者轮胎气压不够，原副边之间的气隙大小小于标称气隙大小，气隙偏移量为负。
如图6所示为电动汽车无线充电异物检测的过程：
步骤600：在无线充电过程中随时进行异物检测，以防止有异物进入原副边之间。异物检测过程可以按照设定的周期进行，比如每10s进行一次。该周期不宜过长，防止在两次异物检测之间进入异物，时间过长导致温升过高。也可以在开关频率发生较大变化的时候马上进行异物检测。
步骤610：检测无线充电系统的工作状态和系统参数，包括，原副边之间的气隙偏移量G，X-偏移量X，Y-偏移量Y，系统负载L，开关频率f。其中，气隙偏移量G为实际气隙大小与标称气隙大小的差值，系统负载L为实际负载与标称负载的比值。
步骤620：为了利用预先测量存储的有限的实验数据，需要确定气隙偏移量G的范围G1≤G<G2，以及X-偏移量的范围X1≤X＜X2，Y-偏移量的范围Y1≤Y＜Y2。详细见后面的说明。
图7-9是事先试验得到的实验数据，为耦合系数与气隙偏移量，X-偏移量和Y-偏移量之间的关系。在本实施例中，对气隙偏移量按-5，-4，…，0，1，…，5cm分别进行试验，共得到11组不同气隙偏移量的数据。其中，图7是气隙偏移量为5cm的示意图，图8是气隙偏移量为4cm的示意图，图9是气隙偏移量为-5cm的示意图，仅仅示意三组数据。X-偏移量按-5，-4，…，0，1，…，5cm，Y-偏移量按-10，-9，…，0，1，…，10cm进行试验，分别记录在不同气隙偏移量，不同X-偏移量，和不同Y-偏移量情况下的耦合系数，记为KG,X,Y。比如，图7中K5,4,-9表示气隙偏移量为5cm，X-偏移量4cm，以及Y-偏移量-9cm场景下测量得到的无异物情况耦合系数；图8中K4,5,10表示气隙偏移量为4cm，X-偏移量5cm，以及Y-偏移量10cm场景下测量得到的无异物情况耦合系数；图9中K-5,4,9表示气隙偏移量为-5cm，X-偏移量4cm，以及Y-偏移量9cm场景下测量得到的无异物情况耦合系数。
在附图6步骤620中，确定气隙偏移量G的范围G1≤G＜G2，就是根据试验的实验数据来确定，以便应用附图7-8中的数据。G1和G2取附图7-8中与G最接近的数值，比如，G＝4.1cm，则确定G1＝4cm，G2＝5cm。同理，确定X-偏移量的范围X1≤X＜X2，Y-偏移量的范围Y1≤Y＜Y2，比如，X＝2.7cm，则确定X1＝2cm，X2＝3cm；Y＝-7.1cm，则确定Y1＝-8cm，Y2＝-7cm。
步骤630：根据气隙偏移量G的范围G1和G2，X-偏移量的范围X1和X2，以及Y-偏移量的范围Y1和Y2，计算无异物情况下的耦合系数K。
在附图6步骤630中，根据气隙偏移量G的范围G1和G2，X-偏移量的范围X1和X2，以及Y-偏移量的范围Y1和Y2，计算无异物情况下的耦合系数K，一种计算方法为取上述多个偏移量值对应耦合系数K的组合。记对应的耦合系数为，KG1,X1,Y1，KG1,X1,Y2，KG1,X2,Y1，KG1,X2,Y2，KG2,X1,Y1，KG2,X1,Y2，KG2,X2,Y1，KG2,X2,Y2，则其一种计算无异物情况下的耦合系数K的方法为，
K＝a[b(cKG1,X1,Y1+(1-c)KG1,X1,Y2)+(1-b)(cKG1,X2,Y1+(1-c)KG1,X2,Y2)]+(1-a)[b(cKG2,X1,Y1+(1-c)KG2,X1,Y2)+(1-b)(cKG2,X2,Y1+(1-c)KG2,X2,Y2)]
其中，
Figure GDA0002176528830000201
步骤640：确定无异物情况下耦合系数K的范围K1≤K＜K2，系统负载L的范围L1≤L＜L2。同样是为了利用预先测量存储的有限的实验数据。
在附图6步骤640中，确定无异物情况下耦合系数K的范围K1≤K＜K2，系统负载L的范围L1≤L＜L2，与步骤620类似，也需要根据试验的实验数据来确定，以便应用附图10中的数据。K1和K2取附图10中与K最接近的数值，比如，K＝0.43，则确定K1＝0.4，K2＝0.5。同理确定L1和L2，比如，L＝85％，则确定L1＝80％，L2＝90％。
附图10是事先试验得到的实验数据，为开关频率与耦合系数和系统负载之间的关系。在本实施例中，对耦合系数按0.1，0.2，…，1.0，系统负载按10％，20％，…，100％进行试验，分别记录不同耦合系数，不同系统负载情况下的开关频率。比如，附图10中，f2,10表示耦合系数为0.2，系统负载为10％场景下测量得到的开关频率。
步骤650：根据无异物情况下耦合系数K的范围K1和K2，以及系统负载L的范围L1和L2，计算无异物情况下的开关频率f0。
在附图6步骤650中，根据无异物情况下耦合系数K的范围K1和K2，以及系统负载L的范围L1和L2，计算无异物情况下的开关频率f0，一种计算方法为取上述耦合系数K1和K2，系统负载L1和L2对应开关频率的组合。记对应的开关频率为，
Figure GDA0002176528830000211
则计算无异物情况下的开关频率f0的方法为:
Figure GDA0002176528830000212
其中，
Figure GDA0002176528830000213
步骤660：判断系统工作开关频率f与无异物情况下开关频率f0的大小关系。如果f与f0存在较大差异，判断原副边之间存在不可忽略的异物，转步骤670。如果f与f0差异不大，无线充电系统可以正常工作，转步骤680。
在附图6步骤660中，判断f与f0是否存在较大差异，可以通过|f-f0|/f0＞δ是否成立来判断，δ的取值根据实际情况确定，比如δ＝3％。
步骤670：原副边之间存在不可忽略的异物，暂停无线充电系统，待异物排出后再开始无线充电。
步骤680：无线充电系统正常工作，继续无线充电。
本实施例的无线充电方法可以在汽车进行无线充电的过程中检测原副边之间是否存在异物，若是存在，则停止无线充电；可以有效避免因异物存在导致的火灾。
实施例三：
如图11所示，本实施例提供了一种异物检测装置，包括：检测模块、获取模块以及处理模块；
所述检测模块用于在利用无线充电系统的原副边进行无线充电的过程中检测无线充电系统当前的第一开关频率；
所述获取模块用于获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的第二开关频率；
所述处理模块用于当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值在预设范围内时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物。
本实施例的异物检测装置可以应用与电磁感应式WPT系统中检测系统是否存在异物。本实施例异物检测装置利用开关频率与异物的关系进行检测，可以有效地检测到系统中是否存在异物。
优先地，本实施例中处理模块用于：当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值满足|f-f0|>δ*f0时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物；其中f为所述第一开关频率，f0为所述第二开关频率，δ是预设的误差范围。
优先地，本实施例中可以通过耦合参数和负载计算出无异物情况下的开关频率，具体地，如图12，所述获取模块包括：参数获取模块、负载获取模块以及开关频率计算模块；
所述参数获取模块用于获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数；
所述负载获取模块用于获取所述无线充电系统的负载，所述无线充电系统的负载为所述无线充电系统的当前负载与标称负载的比值；
所述开关频率计算模块用于根据所述耦合参数和所述无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
优先地，为了能够利用实验数据进行计算，本实施例开关频率计算模块用于：
根据所述耦合参数从数据库预设耦合参数中选取至少一个用于计算的耦合参数；
根据所述无线充电系统的负载从数据库预设负载中选取至少一个用于计算的无线充电系统的负载；
根据所述至少一个用于计算的耦合参数和至少一个用于计算的无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
优先地，本实施例可以利用实验数据来确定耦合参数和负载的范围，从而利用范围的最大值和最小值来计算第二开关频率，具体地，所述开关频率计算模块用于：
根据所述耦合参数在所述预设耦合参数中选取两个耦合参数分别作为所述耦合参数的范围中最大耦合参数和最小耦合参数；
根据所述无线充电系统的负载在预设负载中选取两个负载分别作为所述无线充电系统的负载的范围中最大无线充电系统的负载和最小无线充电系统的负载；
根据所述最大耦合参数、所述最小耦合参数、所述最大无线充电系统的负载和所述最小无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
具体地，本实施例开关频率计算模块计算第二开关频率的过程包括：
根据所述最大耦合参数K2和最大无线充电系统的负载L2在数据库中查表得出对应的开关频率f22；
根据所述最大耦合参数K2和最小无线充电系统的负载L1在数据库中查表得出对应的开关频率f21；
根据所述最小耦合参数K1和最小无线充电系统的负载L1在数据库中查表得出对应的开关频率f11；
根据所述最小耦合参数K1和最大无线充电系统的负载L2在数据库中查表得出对应的开关频率f12；
利用以下公式计算出所述第二开关频率f0：
f0＝g[hf11+(1-h)f12]+(1-g)[hf21+(1-h)f22]
其中，
Figure GDA0002176528830000241
在上述图12装置的基础上，如图13所示，本实施例中参数获取模块包括：偏移量检测模块和耦合参数计算模块；
所述偏移量检测模块用于检测所述副边与所述原边之间的位置偏移量以及所述气隙偏移量，所述气隙偏移量为所述原边与副边当前的气隙与标称气隙的差值；
所述耦合参数计算模块用于根据所述位置偏移量和所述气隙偏移量计算所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数。
优先地，本实施例所述耦合参数计算模块用于：
根据所述位置偏移量在数据库预设位置偏移量中选取至少一个用于计算的位置偏移量；
根据所述气隙偏移量在数据库预设气隙偏移量中选取至少一个用于计算的气隙偏移量；
根据所述至少一个用于计算的位置偏移量和所述至少一个用于计算的气隙偏移量计算出所述无线充电系统的耦合参数。
优先地，本实施例中所述耦合参数计算模块用于：
根据所述位置偏移量在预设位置偏移量中选取两个位置偏移量作为所述位置偏移量的范围中最大位置偏移量和最小位置偏移量；
根据所述气隙偏移量在预设气隙偏移量中选取两个气隙偏移量作为所述气隙偏移量的范围中最大气隙偏移量和最小气隙偏移量；
根据所述最大位置偏移量、所述最小位置偏移量、所述最大气隙偏移量和所述最小气隙偏移量计算出所述无线充电系统的耦合参数。
优先地，在实际检测过程中，所述偏移量检测模块还用于：在所述原边上建立直角坐标系OXYZ，在所述副边上建立与所述直角坐标系OXYZ对应的直角坐标系O’X’Y’Z’；
所述位置偏移包括：在X轴上的偏移量和在Y轴上的偏移量；所述原边与副边当前的实际气隙为当前直角坐标系OXYZ与当前直角坐标系O’X’Y’Z’之间的间距OO’；所述最大位置偏移量包括：在X轴上的最大偏移量X2和在Y轴上的最大偏移量Y2，所述最小位置偏移量包括：在X轴上的最小偏移量X1和在Y轴上的最小偏移量Y1；
所述耦合参数计算模块用于：
根据X1、Y1、G1、X2、Y2、G2在数据库中查表得到耦合参数K的组合，该组合包括：KG1,X1,Y1，KG1,X1,Y2，KG1,X2,Y1，KG1,X2,Y2，KG2,X1,Y1，KG2,X1,Y2，KG2,X2,Y1，KG2,X2,Y2；
通过下面的公式计算出所述无线充电系统的耦合参数K：
K＝a[b(cKG1,X1,Y1+(1-c)KG1,X1,Y2)+(1-b)(cKG1,X2,Y1+(1-c)KG1,X2,Y2)]+(1-a)[b(cKG2,X1,Y1+(1-c)KG2,X1,Y2)+(1-b)(cKG2,X2,Y1+(1-c)KG2,X2,Y2)]
其中，
Figure GDA0002176528830000251
如图14所示，本实施例还提供了一种无线充电控制装置，括充电控制模块和如上所述异物检测装置；
所述异物检测装置用于检测无线充电系统的原边与副边之间是否存在异物；
所述充电控制模块用于在所述异物检测装置检测到无线充电系统的原边与副边之间存在异物停止无线充电。
本实施例中各模块的功能可以由软件或硬件实现。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (22)

1.一种异物检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
在利用无线充电系统的原副边进行无线充电的过程中检测无线充电系统当前的第一开关频率；
获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的第二开关频率；
当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值在预设范围内时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物。
2.如权利要求1所述的异物检测方法，其特征在于，所述获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的第二开关频率的步骤包括：
获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数；
获取所述无线充电系统的负载，所述无线充电系统的负载为所述无线充电系统的当前负载与标称负载的比值；
根据所述耦合参数和所述无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
3.如权利要求2所述的异物检测方法，其特征在于，所述根据所述耦合参数和所述无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率的步骤包括：
根据所述耦合参数从数据库预设耦合参数中选取至少一个用于计算的耦合参数；
根据所述无线充电系统的负载从数据库预设负载中选取至少一个用于计算的无线充电系统的负载；
根据所述至少一个用于计算的耦合参数和至少一个用于计算的无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
4.如权利要求3所述的异物检测方法，其特征在于，所述根据所述耦合参数从数据库预设耦合参数中选取至少一个用于计算的耦合参数包括：
根据所述耦合参数在所述预设耦合参数中选取两个耦合参数分别作为所述耦合参数的范围中最大耦合参数和最小耦合参数；
所述根据所述无线充电系统的负载从数据库预设负载中选取至少一个用于计算的无线充电系统的负载包括：
根据所述无线充电系统的负载在预设负载中选取两个负载分别作为所述无线充电系统的负载的范围中最大无线充电系统的负载和最小无线充电系统的负载；
所述根据所述至少一个用于计算的耦合参数和至少一个用于计算的无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率的步骤包括：
根据所述最大耦合参数、所述最小耦合参数、所述最大无线充电系统的负载和所述最小无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
5.如权利要求4所述的异物检测方法，其特征在于，所述根据所述最大耦合参数、所述最小耦合参数、所述最大无线充电系统的负载和所述最小无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率的步骤包括：
根据所述最大耦合参数K2和最大无线充电系统的负载L2在数据库中查表得出对应的开关频率f22；
根据所述最大耦合参数K2和最小无线充电系统的负载L1在数据库中查表得出对应的开关频率f21；
根据所述最小耦合参数K1和最小无线充电系统的负载L1在数据库中查表得出对应的开关频率f11；
根据所述最小耦合参数K1和最大无线充电系统的负载L2在数据库中查表得出对应的开关频率f12；
利用以下公式计算出所述第二开关频率f0：
f0＝g[hf11+(1-h)f12]+(1-g)[hf21+(1-h)f22]
其中，
Figure FDA0002271987040000031
所述K为所述耦合参数，所述L为所述无线充电系统的负载。
6.如权利要求2-5任一项所述的异物检测方法，其特征在于，所述获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数的步骤包括：
检测所述副边与所述原边之间的位置偏移量以及气隙偏移量，所述气隙偏移量为所述原边与副边当前的气隙与标称气隙的差值；
根据所述位置偏移量和所述气隙偏移量计算所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数。
7.如权利要求6所述的异物检测方法，其特征在于，所述根据所述位置偏移量和所述气隙偏移量计算所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数的步骤包括：
根据所述位置偏移量在数据库预设位置偏移量中选取至少一个用于计算的位置偏移量；
根据所述气隙偏移量在数据库预设气隙偏移量中选取至少一个用于计算的气隙偏移量；
根据所述至少一个用于计算的位置偏移量和所述至少一个用于计算的气隙偏移量计算出所述无线充电系统的耦合参数。
8.如权利要求7所述的异物检测方法，其特征在于，所述根据所述位置偏移量在数据库预设位置偏移量中选取至少一个用于计算的位置偏移量的步骤包括：
根据所述位置偏移量在预设位置偏移量中选取两个位置偏移量作为所述位置偏移量的范围中最大位置偏移量和最小位置偏移量；
所述根据所述气隙偏移量在数据库预设气隙偏移量中选取至少一个用于计算的气隙偏移量的步骤包括：
根据所述气隙偏移量在预设气隙偏移量中选取两个气隙偏移量作为所述气隙偏移量的范围中最大气隙偏移量G2和最小气隙偏移量G1；
所述根据所述至少一个用于计算的位置偏移量和所述至少一个用于计算的气隙偏移量计算出所述无线充电系统的耦合参数的步骤包括：
根据所述最大位置偏移量、所述最小位置偏移量、所述最大气隙偏移量和所述最小气隙偏移量计算出所述无线充电系统的耦合参数。
9.如权利要求8所述的异物检测方法，其特征在于，所述获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数的步骤还包括：在所述原边上建立直角坐标系OXYZ，在所述副边上建立与所述直角坐标系OXYZ对应的直角坐标系O’X’Y’Z’；
所述位置偏移包括：在X轴上的偏移量和在Y轴上的偏移量；所述原边与副边当前的实际气隙为当前直角坐标系OXYZ与当前直角坐标系O’X’Y’Z’之间的间距OO’；所述最大位置偏移量包括：在X轴上的最大偏移量X2和在Y轴上的最大偏移量Y2，所述最小位置偏移量包括：在X轴上的最小偏移量X1和在Y轴上的最小偏移量Y1；
所述根据所述最大位置偏移量、所述最小位置偏移量、所述最大气隙偏移量G2和所述最小气隙偏移量G1计算出所述无线充电系统的耦合参数的步骤包括：
根据X1、Y1、G1、X2、Y2、G2在数据库中查表得到耦合参数K的组合，该组合包括：KG1,X1,Y1，KG1,X1,Y2，KG1,X2,Y1，KG1,X2,Y2，KG2,X1,Y1，KG2,X1,Y2，KG2,X2,Y1，KG2,X2,Y2；
通过下面的公式计算出所述无线充电系统的耦合参数K：
K＝a[b(cKG1,X1,Y1+(1-c)KG1,X1,Y2)+(1-b)(cKG1,X2,Y1+(1-c)KG1,X2,Y2)]+(1-a)[b(cKG2,X1,Y1+(1-c)KG2,X1,Y2)+(1-b)(cKG2,X2,Y1+(1-c)KG2,X2,Y2)]
其中，
Figure FDA0002271987040000041
所述G为气隙偏移量，所述X为X轴上的偏移量,所述Y为Y轴上的偏移量。
10.如权利要求1所述的异物检测方法，其特征在于，所述当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值在预设范围内时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物的步骤包括：
当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值满足|f-f0|>δ*f0时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物；其中f为所述第一开关频率，f0为所述第二开关频率，δ是预设的误差范围。
11.一种无线充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用如权利要求1-10任一项所述异物检测方法检测到无线充电系统的原边与副边之间存在异物时停止无线充电。
12.一种异物检测装置，其特征在于，包括：检测模块、获取模块以及处理模块；
所述检测模块用于在利用无线充电系统的原副边进行无线充电的过程中检测无线充电系统当前的第一开关频率；
所述获取模块用于获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的第二开关频率；
所述处理模块用于当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值在预设范围内时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物。
13.如权利要求12所述的异物检测装置，其特征在于，所述获取模块包括：参数获取模块、负载获取模块以及开关频率计算模块；
所述参数获取模块用于获取所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数；
所述负载获取模块用于获取所述无线充电系统的负载，所述无线充电系统的负载为所述无线充电系统的当前负载与标称负载的比值；
所述开关频率计算模块用于根据所述耦合参数和所述无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
14.如权利要求13所述的异物检测装置，其特征在于，所述开关频率计算模块用于：
根据所述耦合参数从数据库预设耦合参数中选取至少一个用于计算的耦合参数；
根据所述无线充电系统的负载从数据库预设负载中选取至少一个用于计算的无线充电系统的负载；
根据所述至少一个用于计算的耦合参数和至少一个用于计算的无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
15.如权利要求14所述的异物检测装置，其特征在于，所述开关频率计算模块用于：
根据所述耦合参数在所述预设耦合参数中选取两个耦合参数分别作为所述耦合参数的范围中最大耦合参数和最小耦合参数；
根据所述无线充电系统的负载在预设负载中选取两个负载分别作为所述无线充电系统的负载的范围中最大无线充电系统的负载和最小无线充电系统的负载；
根据所述最大耦合参数、所述最小耦合参数、所述最大无线充电系统的负载和所述最小无线充电系统的负载计算出所述无线充电系统的第二开关频率。
16.如权利要求15所述的异物检测装置，其特征在于，所述开关频率计算模块用于：
根据所述最大耦合参数K2和最大无线充电系统的负载L2在数据库中查表得出对应的开关频率f22；
根据所述最大耦合参数K2和最小无线充电系统的负载L1在数据库中查表得出对应的开关频率f21；
根据所述最小耦合参数K1和最小无线充电系统的负载L1在数据库中查表得出对应的开关频率f11；
根据所述最小耦合参数K1和最大无线充电系统的负载L2在数据库中查表得出对应的开关频率f12；
利用以下公式计算出所述第二开关频率f0：
f0＝g[hf11+(1-h)f12]+(1-g)[hf21+(1-h)f22]
其中，
Figure FDA0002271987040000071
所述K为所述耦合参数，所述L为所述无线充电系统的负载。
17.如权利要求13-15任一项所述的异物检测装置，其特征在于，所述参数获取模块包括：偏移量检测模块和耦合参数计算模块；
所述偏移量检测模块用于检测所述副边与所述原边之间的位置偏移量以及气隙偏移量，所述气隙偏移量为所述原边与副边当前的气隙与标称气隙的差值；
所述耦合参数计算模块用于根据所述位置偏移量和所述气隙偏移量计算所述无线充电系统的原边与副边之间不存在异物的情况下所述无线充电系统的耦合参数。
18.如权利要求17所述的异物检测装置，其特征在于，所述耦合参数计算模块用于：
根据所述位置偏移量在数据库预设位置偏移量中选取至少一个用于计算的位置偏移量；
根据所述气隙偏移量在数据库预设气隙偏移量中选取至少一个用于计算的气隙偏移量；
根据所述至少一个用于计算的位置偏移量和所述至少一个用于计算的气隙偏移量计算出所述无线充电系统的耦合参数。
19.如权利要求18所述的异物检测装置，其特征在于，所述耦合参数计算模块用于：
根据所述位置偏移量在预设位置偏移量中选取两个位置偏移量作为所述位置偏移量的范围中最大位置偏移量和最小位置偏移量；
根据所述气隙偏移量在预设气隙偏移量中选取两个气隙偏移量作为所述气隙偏移量的范围中最大气隙偏移量G2和最小气隙偏移量G1；
根据所述最大位置偏移量、所述最小位置偏移量、所述最大气隙偏移量和所述最小气隙偏移量计算出所述无线充电系统的耦合参数。
20.如权利要求19所述的异物检测装置，其特征在于，所述偏移量检测模块还用于：在所述原边上建立直角坐标系OXYZ，在所述副边上建立与所述直角坐标系OXYZ对应的直角坐标系O’X’Y’Z’；
所述位置偏移包括：在X轴上的偏移量和在Y轴上的偏移量；所述原边与副边当前的实际气隙为当前直角坐标系OXYZ与当前直角坐标系O’X’Y’Z’之间的间距OO’；所述最大位置偏移量包括：在X轴上的最大偏移量X2和在Y轴上的最大偏移量Y2，所述最小位置偏移量包括：在X轴上的最小偏移量X1和在Y轴上的最小偏移量Y1；
所述耦合参数计算模块用于：
根据X1、Y1、G1、X2、Y2、G2在数据库中查表得到耦合参数K的组合，该组合包括：KG1,X1,Y1，KG1,X1,Y2，KG1,X2,Y1，KG1,X2,Y2，KG2,X1,Y1，KG2,X1,Y2，KG2,X2,Y1，KG2,X2,Y2；
通过下面的公式计算出所述无线充电系统的耦合参数K：
K＝a[b(cKG1,X1,Y1+(1-c)KG1,X1,Y2)+(1-b)(cKG1,X2,Y1+(1-c)KG1,X2,Y2)]+(1-a)[b(cKG2,X1,Y1+(1-c)KG2,X1,Y2)+(1-b)(cKG2,X2,Y1+(1-c)KG2,X2,Y2)]
其中，
Figure FDA0002271987040000081
所述G为气隙偏移量，所述X为X轴上的偏移量,所述Y为Y轴上的偏移量。
21.如权利要求12所述的异物检测装置，其特征在于，所述处理模块用于：当所述第一开关频率与所述第二开关频率的差值满足|f-f0|>δ*f0时，判定所述无线充电系统的原边与副边之间存在异物；其中f为所述第一开关频率，f0为所述第二开关频率，δ是预设的误差范围。
22.一种无线充电控制装置，其特征在于，包括充电控制模块和如权利要求12-21任一项所述异物检测装置；
所述异物检测装置用于检测无线充电系统的原边与副边之间是否存在异物；
所述充电控制模块用于在所述异物检测装置检测到无线充电系统的原边与副边之间存在异物停止无线充电。
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