CN110626187A - 一种金属异物检测装置、检测方法及无线充电系统 - Google Patents

一种金属异物检测装置、检测方法及无线充电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种金属异物检测装置、检测方法及无线充电系统，包括：至少一个由至少一个电感线圈和第一电容组成的LC并联振荡电路、检测模块和处理模块，所述检测模块分别与所述LC并联振荡电路和所述处理模块连接；所述检测模块，用于检测所述LC并联振荡电路的电路参数，所述电路参数至少包括以下之一：谐振频率、输入功率、电压、电流；所述处理模块，用于根据所述检测模块的电路参数检测结果，确定金属异物的存在。通过本发明实施例，可以实现无线充电系统实时进行金属异物检测，检测灵敏度高，使无线充电系统功率传输不受影响，提高无线充电系统传输功率的安全性，确保无线充电系统的安全运行。

Description

一种金属异物检测装置、检测方法及无线充电系统
技术领域
本发明涉及电动汽车无线充电领域，特别涉及一种金属异物检测装置、检测方法及无线充电系统。
背景技术
目前电动汽车充电主要采用的是有线充电和无线充电两种方式。有线充电虽然效率较高，但是充电过程不灵活，需要反复插拔充电电缆，存在滑动磨损、导线老化及接触电火花等安全隐患。
无线充电，是近年来兴起的一种新型充电技术，其不借助充电线材即可实现对一定空间范围内的充电。其实现的方法主要是基于无线电能传输Wireless Power Transfer，WPT)技术，利用磁谐振耦合、激光、微波等原理将电能以非接触的方式由电源端传送到用电设备端，可以实现用电设备的无线充/供电，具有安全可靠、灵活便捷、环境友好、可全天候工作等优点，因而近年来受到了广泛关注。
无线充电采用一个原副边完全分离，无电气连接的变压器，利用原副边的互相磁场耦合实现电能透过空气在原副边之间进行传输。显然，去掉电动汽车与充电电源的直接电气连接，实现电能的无线传输，则可以使电动汽车在行进过程中频繁充电，并减少在充电过程的人工操作环节。
对于公共电动汽车充电站来说，其停车位一般处于露天环境中，停车位的地面侧原边线圈上和可能会掉落硬币、铁片、金属包装纸等金属物体。由于无线充电过程中，原边线圈和副边线圈之间具有很强的交变磁场，若地面侧原边线圈表面或原边线圈和副边线圈之间存在金属异物，则金属异物会产生感应电动势，感应电动势将使金属异物的温度上升，严重时会引起火灾。
所以，有必要提供一种无线充电系统金属异物检测方法，以便可以实现实时进行金属异物检测，使无线充电系统功率传输不受影响，提高无线充电系统传输功率的安全性。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种金属异物检测装置、检测方法及无线充电系统，可以实现实时进行金属异物检测，使无线充电系统功率传输不受影响，提高无线充电系统传输功率的安全性。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
根据本发明实施例的一个方面，提供的一种金属异物检测装置，应用于无线充电系统，所述金属异物检测装置包括至少一个由至少一个电感线圈和第一电容组成的LC并联振荡电路、检测模块和处理模块，所述检测模块分别与所述LC并联振荡电路和所述处理模块连接；
所述检测模块，用于检测所述LC并联振荡电路的电路参数，所述电路参数至少包括以下之一：谐振频率、输入功率、电压、电流；
所述处理模块，用于根据所述检测模块的电路参数检测结果，确定金属异物的存在。
在一个可能的设计中，所述检测模块用于检测所述LC并联振荡电路的电路参数，包括：
所述检测模块检测所述LC并联振荡电路的谐振频率；或者，
所述检测模块检测系统输入给LC并联振荡电路的输入功率，采样所述LC并联振荡电路的电压和/或电流。
在一个可能的设计中，所述处理模块根据所述检测模块的电路参数检测结果，确定金属异物的存在，包括：
该处理模块根据所述检测模块检测获得的谐振频率，得到电感线圈电感值，获得电感线圈的电感量的变化；或者，所述处理模块根据所述检测模块检测得到的输入功率及电压和/或电流，得到电感线圈的等效并联阻抗，获得LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化；
所述处理模块根据所述电感线圈电感值和/或所述等效并联阻抗值的变化判断金属异物的存在。
在一个可能的设计中，所述处理模块根据所述电感线圈电感和/或所述等效并联阻抗的变化判断金属异物的存在，包括至少以下方式之一：
所述处理模块分别设置电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值的初始值，所述处理模块根据实时计算的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值与上述电感线圈电感值和/或等效并联阻抗初始值的变化来判断金属异物的存在；或者，
所述处理模块根据实时计算的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值与上一时刻的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值的计算值进行比较来判断金属异物的存在。
在一个可能的设计中，所述无线充电系统金属异物检测装置包括两个或两个以上的LC并联振荡电路时，所述金属异物检测装置还包括一个多路模拟开关控制模块，所述多路模拟开关控制模块的每一路输入端与各个LC并联振荡电路的输出端连接，输出端与所述检测模块的输入端连接；
所述处理模块还用于通过轮询方式控制选择所述多路模拟开关控制模块的不同通道开通和关断；
所述多路模拟开关控制模块用于根据所述处理模块的控制选择一个LC并联振荡电路的开通和关断进行金属异物检测。
在一个可能的设计中，所述电感线圈采用偶数个正反绕的小线圈组成。
在一个可能的设计中，所述电感线圈L串联一个第二电容，用于过滤掉无线充电系统工作频率的感应电压。
根据本发明实施例的一个方面，提供的一种金属异物检测方法，应用于金属异物检测装置，所述金属异物检测装置包括至少一个由至少一个电感线圈和第一电容组成的LC并联振荡电路、检测模块和处理模块；所述金属异物检测方法包括：
所述检测模块检测所述LC并联振荡电路的电路参数，所述电路参数至少包括以下之一：谐振频率、输入功率、电压、电流；
所述处理模块根据所述检测模块的电路参数检测结果，确定金属异物的存在。
根据本发明实施例的一个方面，提供的一种无线充电系统，所述无线充电系统包括：地面线圈、车载线圈、金属异物检测装置，其中：
所述地面线圈安装在地面无线充电停车位上，用于通过无线充电方式将交流电输送给车载线圈；
所述车载线圈安装在汽车上，用于接收地面线圈经过无线充电方式输送过来的交流电；
所述金属异物检测装置安装在地面无线充电停车位上，位于所述地面线圈之上，用于检测所述地面线圈与车载线圈之间的金属异物检测，根据检测结果确定金属异物的存在。
根据本发明实施例的一个方面，提供的一种无线充电系统金属异物检测方法，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括：地面线圈、车载线圈、金属异物检测装置，所述无线充电系统金属异物检测方法包括：
所述地面线圈通过无线充电方式将交流电输送给所述车载线圈；
所述车载线圈接收所述地面线圈经过无线充电方式输送过来的交流电；
所述金属异物检测装置检测所述地面线圈与所述车载线圈之间的金属异物检测，根据检测结果确定金属异物的存在。
与相关技术相比，本发明实施例提供一种金属异物检测装置、检测方法及无线充电系统，包括：至少一个由至少一个电感线圈和第一电容组成的LC并联振荡电路、检测模块和处理模块，所述检测模块分别与所述LC并联振荡电路和所述处理模块连接；所述检测模块，用于检测所述LC并联振荡电路的电路参数，所述电路参数至少包括以下之一：谐振频率、输入功率、电压、电流；所述处理模块，用于根据所述检测模块的电路参数检测结果，确定金属异物的存在。通过本发明实施例，基于金属会对电感线圈的感量和等效阻抗产生影响，通过该检测模块检测LC并联振荡电路的电路参数，该处理模块根据该检测模块的电路参数检测结果，确定LC并联振荡电路的电路参数的变化，实现无线充电系统实时进行金属异物检测，检测灵敏度高，使无线充电系统功率传输不受影响，提高无线充电系统传输功率的安全性，确保无线充电系统的安全运行。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种金属异物检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种金属涡流与电感线圈的等效模型示意图；
图3为本发明实施例提供的一种LC并联振荡电路中等效并联阻抗示意图；
图4为本发明实施例提供的一种金属异物检测装置中检测谐振频率的电路示意图；
图5为本发明实施例提供的一种金属异物检测装置中检测等效并联阻抗的电路示意图；
图6为本发明实施例提供的一种金属异物检测装置的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种金属异物检测装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种金属异物检测方法的流程示意图；
图9为本发明实施例提供的一种无线充电系统的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种无线充电系统金属异物检测方法的流程示意图；
图11为本发明实施例提供的一种无线充电系统金属异物检测方法的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅以解释本发明，并不用于限定本发明。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
在一个实施例中，请参考图1，本发明提供一种金属异物检测装置，应用于无线充电系统，该金属异物检测装置10安装在地面无线充电停车位上，位于该地面线圈之上，用于检测该地面线圈与车载线圈之间的金属异物检测；其中：该金属异物检测装置10包括至少一个LC并联振荡电路12、检测模块14和处理模块16，该检测模块14分别与该LC并联振荡电路12和该处理模块16连接。
该LC并联振荡电路12包括至少一个电感线圈L和第一电容C1，该电感线圈位于该地面线圈之上，该电感线圈L和第一电容C1并联，组成LC并联振荡电路。
该检测模块14与该LC并联振荡电路12连接，用于检测所述LC并联振荡电路12的电路参数，所述电路参数至少包括以下之一：谐振频率、输入功率、电压、电流。
该处理模块16，用于根据该检测模块14的电路参数检测结果，确定金属异物的存在。
在本实施例中，由于交流电流通过电感线圈时会产生交变磁场，处于该磁场中的金属表面会产生涡流，同时涡流产生一个新的交变磁场，又会反作用于电感线圈的交变磁场。如图2所示。其中，Ls是电感线圈的电感，Rs是电感线圈的等效串联电阻，L(d)是金属表面涡流耦合到电感线圈的等效电感，R(d)是金属表面涡流等效到电感线圈的阻抗。因此，金属的涡流效应会对电感线圈的电感量及等效阻抗产生影响。
在本实施例中，如图3所示，电感线圈与第一电容C1并联组成LC并联振荡电路，则输入交流源在LC并联振荡电路中的功率损耗只在Rs+R(d)中。LC并联振荡电路可以进一步等效为并联阻抗形式，如以下公式(1)所示，其中Rp(d)是LC并联振荡电路的等效并联阻抗。由于金属涡流的影响，等效并联阻抗Rp(d)产生变化。
该检测模块与该LC并联振荡电路连接，可以检测该LC并联振荡电路中电感线圈的电感量和/或LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化，藉由该LC并联振荡电路中电感线圈的电感量和/或LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化来判断金属异物的存在。
在本实施例中，本发明基于金属会对电感线圈的感量和等效阻抗产生影响，通过该检测模块检测LC并联振荡电路的电路参数，该处理模块根据该检测模块的电路参数检测结果，确定LC并联振荡电路的电路参数的变化，实现无线充电系统实时进行金属异物检测，检测灵敏度高，使无线充电系统功率传输不受影响，提高无线充电系统传输功率的安全性，确保无线充电系统的安全运行。
在一个实施例中，该检测模块14用于检测该LC并联振荡电路12的电路参数，包括：该检测模块14检测该LC并联振荡电路12的谐振频率，从而通过检测LC并联振荡电路12的谐振频率来获得电感线圈的电感量的变化。
如图4所示，该检测模块14包括频率计数器，LC并联振荡电路12的谐振频率f(d)的检测可以通过频率计数器的方式获得。LC并联振荡电路12中有一个已知频率的基频信号，在基频半周期内对检测信号进行计数。基频频率为f1，半个基频周期内的计数为N，则谐振频率为f(d)＝2N*f1。
LC并联振荡电路12的谐振频率f(d)的检测还可以通过过零检测的方式获得。其中，该过零检测方式为对LC并联振荡电路的振荡电压波形进行正半周过零检测，根据过零检测时间得出波形的周期及频率。
在一个实施例中，如图5所示，该检测模块14用于检测该LC并联振荡电路12的电路参数，包括：该检测模块14检测系统输入给LC并联振荡电路12的输入功率，采样该LC并联振荡电路12的电压和/或电流，从而通过检测LC并联振荡电路12的输入功率及电压和/或电流来获得LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化。
由于LC并联振荡电路中的功率损耗为零，LC并联振荡电路的输入功率损耗主要在等效并联阻抗Rp(d)中。LC并联振荡电路12中根据闭环反馈可以控制振荡的幅值保持不变，该检测模块14可以检测给LC并联振荡电路的输入功率，或采样LC并联振荡电路的电压、电流。
在本实施例中，通过该检测模块可以检测LC并联振荡电路的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数，检测灵敏度高，为实现无线充电系统实时进行金属异物检测提供很好的电路参数依据。
在一个实施例中，如图4和图5所示，该处理模块16根据该检测模块14的电路参数检测结果，确定金属异物的存在，包括：
该处理模块16根据该检测模块14检测获得的谐振频率，得到电感线圈电感值，获得电感线圈的电感量的变化；或者，该处理模块16根据该检测模块14检测得到的输入功率及电压和/或电流，得到电感线圈的等效并联阻抗Rp(d)值，获得LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化；
该处理模块16根据该电感线圈电感值和/或该等效并联阻抗值的变化判断金属异物的存在。
在一个实施例中，如图4所示。由于金属的涡流效应，电感线圈的感量变为Ls+L(d)。该处理模块16根据该检测模块14检测获得的谐振频率f(d)，根据公式(2)计算得到的Ls+L(d)值，得到电感线圈电感值。
通过公式(2)计算得到的(Ls+L(d))值，如果该(Ls+L(d))值发生变化，该处理模块16根据即可判断金属异物的存在。
在一个实施例中，如图5所示。由于LC并联振荡电路12中的功率损耗为零，LC并联振荡电路12的输入功率损耗主要在等效并联阻抗Rp(d)中。LC并联振荡电路12中根据闭环反馈可以控制振荡的幅值保持不变，通过该检测模块14检测LC并联振荡电路12的输入功率，或采样LC并联振荡电路12的电压、电流。
该处理模块16根据该检测模块14检测得到的输入功率及电压和/或电流，根据以下公式(3)或公式(4)，可以计算得到电感线圈的等效并联阻抗Rp(d)的阻抗值。
该处理模块16根据通过Rp(d)值的变化可以判断金属异物的存在。
在一个实施例中，该处理模块16根据该电感线圈电感值和/或该等效并联阻抗值的变化判断金属异物的存在，包括至少以下方式之一：
该处理模块16分别设置电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值的初始值，该处理模块16根据实时计算的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值与上述电感线圈电感值和/或等效并联阻抗初始值的变化来判断金属异物的存在；或者，
该处理模块16根据实时计算的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值与上一时刻的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值的计算值进行比较来判断金属异物的存在。
在本实施例中，本发明基于金属会对电感线圈的感量和等效阻抗产生影响，通过该检测模块检测LC并联振荡电路的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数，该处理模块根据该检测模块的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数检测结果，确定LC并联振荡电路的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数的变化，计算检测电感线圈的电感和/或LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化，实现无线充电系统实时进行金属异物检测，检测灵敏度高，使无线充电系统功率传输不受影响，提高无线充电系统传输功率的安全性，确保无线充电系统的安全运行。
在一个实施例中，该电感线圈可以采用单个线圈组成，也可以采用偶数个(例如两个)正反绕的小线圈组成。
在本实施例中，在无线充电系统传输功率过程中，由于电磁感应作用，在电感线圈中产生感应电压。当电感线圈采用偶数个正反绕小线圈的组成结构时，可以降低电感线圈中产生感应电压的电压值，避免LC并联振荡电路受到影响。
在一个实施例中，该LC并联振荡电路12的谐振频率大于无线充电系统的工作频率。这样，一方面可以与无线充电系统工作频率区别，利于滤波电路设计；另一方面频率大可以增加磁场深度，提高检测精度。
在一个实施例中，如图6所示，该电感线圈L可以串联一个第二电容C2，用于过滤掉无线充电系统工作频率的感应电压。
在本实施例中，该第二电容C2和该电感线圈L串联，可以滤除无线充电系统工作频率的感应电压，减小了无线充电系统功率磁场的感应电压的影响。
在一个实施例中，该LC并联振荡电路12可以包括多个电感线圈，每个电感线圈单独进行金属异物检测。
在本实施例中，采用多个电感线圈的结构，一方面可以根据电感线圈位置更精确地定位金属异物的位置；另一方面可以避免电感线圈太大影响电感线圈中心的检测精度。
在一个实施例中，如图7所示，该金属异物检测装置10包括两个或两个以上的LC并联振荡电路12时，所述金属异物检测装置10还包括一个多路模拟开关控制模块18，该多路模拟开关控制模块18的每一路输入端与各个LC并联振荡电路12的输出端连接，该多路模拟开关控制模块18的输出端与该检测模块14的输入端连接。
该处理模块16还用于通过轮询方式控制选择该多路模拟开关控制模块18的不同通道开通和关断，从而控制与该多路模拟开关控制模块18连接的多个LC并联振荡电路12的开通和关断，实现整个金属异物检测装置对金属异物的检测；
该多路模拟开关控制模块18用于根据该处理模块16的控制选择一个LC并联振荡电路12的开通和关断，每个LC并联振荡电路12可以单独进行金属异物检测。
在一个实施例中，该处理模块16确定该地面线圈与车载线圈之间存在金属异物后上报给无线充电系统。
在本实施例中，通过采用多路模拟开关控制模块与多个LC并联振荡电路连接，使得多路模拟开关控制模块在处理模块的控制该多路模拟开关控制模块的不同通道开通和关断，通过轮询方式实现整个金属异物检测装置对金属异物的检测，可以多路模拟开关控制模块实现了金属异物检测装置电路的简化，降低了成本；同时，采用多个LC并联振荡电路，使金属异物检测装置内含有多个电感线圈结构，一方面可以根据电感线圈位置更精确地定位金属异物的位置；另一方面可以避免电感线圈太大影响电感线圈中心的检测精度。
在一个实施例中，如图8所示，本发明提供一种金属异物检测方法，应用于金属异物检测装置，该金属异物检测装置安装在地面无线充电停车位上，位于该地面线圈之上，用于检测该地面线圈与车载线圈之间的金属异物检测；其中：该金属异物检测装置包括至少一个由至少一个电感线圈L和第一电容C1组成的LC并联振荡电路、检测模块和处理模块，该检测模块分别与该LC并联振荡电路和该处理模块连接；该金属异物检测方法包括：
步骤S11，该检测模块检测所述LC并联振荡电路的电路参数，所述电路参数至少包括以下之一：谐振频率、输入功率、电压、电流；
步骤S12，该处理模块根据该检测模块的电路参数检测结果，确定金属异物的存在。
在本实施例中，本发明基于金属会对电感线圈的感量和等效阻抗产生影响，通过该检测模块检测LC并联振荡电路的电路参数，该处理模块根据该检测模块的电路参数检测结果，确定LC并联振荡电路的电路参数的变化，实现无线充电系统实时进行金属异物检测，检测灵敏度高，使无线充电系统功率传输不受影响，提高无线充电系统传输功率的安全性，确保无线充电系统的安全运行。
在一个实施例中，该步骤S11中，该检测模块检测该LC并联振荡电路的电路参数，包括：该检测模块检测该LC并联振荡电路的谐振频率，从而通过检测LC并联振荡电路的谐振频率来获得电感线圈的电感量的变化。
其中，LC并联振荡电路的谐振频率f(d)的检测可以通过频率计数器的方式获得。LC并联振荡电路中有一个已知频率的基频信号，在基频半周期内对检测信号进行计数。基频频率为f1，半个基频周期内的计数为N，则谐振频率为f(d)＝2N*f1。
LC并联振荡电路的谐振频率f(d)的检测还可以通过过零检测的方式获得。其中，该过零检测方式为对LC并联振荡电路的振荡电压波形进行正半周过零检测，根据过零检测时间得出波形的周期及频率。
在一个实施例中，该步骤S11中，该检测模块检测该LC并联振荡电路的电路参数，包括：该检测模块检测系统输入给LC并联振荡电路的输入功率，采样该LC并联振荡电路的电压和/或电流，从而通过检测LC并联振荡电路的输入功率及电压和/或电流来获得LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化。
由于LC并联振荡电路中的功率损耗为零，LC并联振荡电路的输入功率损耗主要在等效并联阻抗Rp(d)中。LC并联振荡电路中根据闭环反馈可以控制振荡的幅值保持不变，该检测模块可以检测给LC并联振荡电路的输入功率，或采样LC并联振荡电路的电压、电流。
在本实施例中，通过该检测模块可以检测LC并联振荡电路的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数，检测灵敏度高，为实现无线充电系统实时进行金属异物检测提供很好的电路参数依据。
在一个实施例中，该步骤S12中，该处理模块根据该检测模块的电路参数检测结果，确定金属异物的存在，包括：
该处理模块根据该检测模块检测获得的谐振频率，得到电感线圈电感值，获得电感线圈的电感量的变化；或者，该处理模块根据该检测模块检测得到的输入功率及电压和/或电流，得到电感线圈的等效并联阻抗Rp(d)值，获得LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化；
该处理模块根据该电感线圈电感值和/或该等效并联阻抗值的变化判断金属异物的存在。
在一个实施例中，由于金属的涡流效应，电感线圈的感量变为Ls+L(d)。该处理模块根据该检测模块检测获得的谐振频率f(d)，根据公式(2)计算得到的Ls+L(d)值，得到电感线圈电感值。
通过公式(2)计算得到的(Ls+L(d))值，如果该(Ls+L(d))值发生变化，该处理模块根据即可判断金属异物的存在。
在一个实施例中，由于LC并联振荡电路中的功率损耗为零，LC并联振荡电路的输入功率损耗主要在等效并联阻抗Rp(d)中。LC并联振荡电路中根据闭环反馈可以控制振荡的幅值保持不变，通过该检测模块检测LC并联振荡电路的输入功率，或采样LC并联振荡电路的电压、电流。
该处理模块根据该检测模块检测得到的输入功率及电压和/或电流，根据以下公式(3)或公式(4)，可以计算得到电感线圈的等效并联阻抗Rp(d)的阻抗值。
该处理模块根据通过Rp(d)值的变化可以判断金属异物的存在。
在一个实施例中，该处理模块根据该电感线圈电感值和/或该等效并联阻抗值的变化判断金属异物的存在，包括至少以下方式之一：
该处理模块分别设置电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值的初始值，该处理模块根据实时计算的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值与上述电感线圈电感值和/或等效并联阻抗初始值的变化来判断金属异物的存在；或者，
该处理模块根据实时计算的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值与上一时刻的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值的计算值进行比较来判断金属异物的存在。
在本实施例中，本发明基于金属会对电感线圈的感量和等效阻抗产生影响，通过该检测模块检测LC并联振荡电路的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数，该处理模块根据该检测模块的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数检测结果，确定LC并联振荡电路的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数的变化，计算检测电感线圈的电感和/或LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化，实现无线充电系统实时进行金属异物检测，检测灵敏度高，使无线充电系统功率传输不受影响，提高无线充电系统传输功率的安全性，确保无线充电系统的安全运行。
在一个实施例中，该无线充电系统金属异物检测装置包括两个或两个以上的LC并联振荡电路时，所述金属异物检测装置还包括一个多路模拟开关控制模块，该多路模拟开关控制模块的每一路输入端与各个LC并联振荡电路的输出端连接，该多路模拟开关控制模块的输出端与该检测模块的输入端连接。在该步骤S11之前，该金属异物检测方法还包括：
该处理模块通过轮询方式控制选择该多路模拟开关控制模块的不同通道开通和关断，从而控制与该多路模拟开关控制模块连接的多个LC并联振荡电路的开通和关断，实现整个金属异物检测装置对金属异物的检测；
该多路模拟开关控制模块用于根据该处理模块的控制选择一个LC并联振荡电路的开通和关断，每个LC并联振荡电路可以单独进行金属异物检测。
在一个实施例中，该金属异物检测方法还包括：该处理模块确定该地面线圈与车载线圈之间存在金属异物后上报给无线充电系统。
在本实施例中，通过采用多路模拟开关控制模块与多个LC并联振荡电路连接，使得多路模拟开关控制模块在处理模块的控制该多路模拟开关控制模块的不同通道开通和关断，通过轮询方式实现整个金属异物检测装置对金属异物的检测，可以多路模拟开关控制模块实现了金属异物检测装置电路的简化，降低了成本；同时，采用多个LC并联振荡电路，使金属异物检测装置内含有多个电感线圈结构，一方面可以根据电感线圈位置更精确地定位金属异物的位置；另一方面可以避免电感线圈太大影响电感线圈中心的检测精度。
在一个实施例中，请参考图9，本发明提供一种无线充电系统，该无线充电系统包括：地面线圈50、车载线圈60、如上述任一实施例所述的金属异物检测装置10，其中：
该地面线圈50安装在地面无线充电停车位上，用于通过无线充电方式将交流电输送给车载线圈60。
该车载线圈60安装在汽车上，用于接收地面线圈50经过无线充电方式输送过来的交流电。
该金属异物检测装置10安装在地面无线充电停车位上，位于该地面线圈50之上，用于检测该地面线圈50与车载线圈60之间的金属异物检测，根据检测结果确定金属异物的存在。
在本实施例中，本发明基于金属会对电感线圈的感量和等效阻抗产生影响，通过安装在地面无线充电停车位上的该地面线圈之上的金属异物检测装置检测地面线圈与车载线圈之间的金属异物检测，根据检测结果确定金属异物的存在，实现无线充电系统实时进行金属异物检测，检测灵敏度高，使无线充电系统功率传输不受影响，提高无线充电系统传输功率的安全性，确保无线充电系统的安全运行。
在一个实施例中，该金属异物检测装置10包括至少一个LC并联振荡电路12、检测模块14和处理模块16，该检测模块14分别与该LC并联振荡电路12和该处理模块16连接。
该LC并联振荡电路12包括至少一个电感线圈L和第一电容C1，该电感线圈位于该地面线圈之上，该电感线圈L和第一电容C1并联，组成LC并联振荡电路。
该检测模块14与该LC并联振荡电路12连接，用于检测所述LC并联振荡电路12的电路参数，所述电路参数至少包括以下之一：谐振频率、输入功率、电压、电流。
该处理模块16，用于根据该检测模块14的电路参数检测结果，确定金属异物的存在。
在本实施例中，由于交流电流通过电感线圈时会产生交变磁场，处于该磁场中的金属表面会产生涡流，同时涡流产生一个新的交变磁场，又会反作用于电感线圈的交变磁场。如图2所示。其中，Ls是电感线圈的电感，Rs是电感线圈的等效串联电阻，L(d)是金属表面涡流耦合到电感线圈的等效电感，R(d)是金属表面涡流等效到电感线圈的阻抗。因此，金属的涡流效应会对电感线圈的电感量及等效阻抗产生影响。
在本实施例中，如图3所示，电感线圈与第一电容C1并联组成LC并联振荡电路，则输入交流源在LC并联振荡电路中的功率损耗只在Rs+R(d)中。LC并联振荡电路可以进一步等效为并联阻抗形式，如以下公式(1)所示，其中Rp(d)是LC并联振荡电路的等效并联阻抗。由于金属涡流的影响，等效并联阻抗Rp(d)产生变化。
该检测模块与该LC并联振荡电路连接，可以检测该LC并联振荡电路中电感线圈的电感量和/或LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化，藉由该LC并联振荡电路中电感线圈的电感量和/或LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化来判断金属异物的存在。
在本实施例中，本发明基于金属会对电感线圈的感量和等效阻抗产生影响，通过该检测模块检测LC并联振荡电路的电路参数，该处理模块根据该检测模块的电路参数检测结果，确定LC并联振荡电路的电路参数的变化，实现无线充电系统实时进行金属异物检测，检测灵敏度高，使无线充电系统功率传输不受影响，提高无线充电系统传输功率的安全性，确保无线充电系统的安全运行。
在一个实施例中，该检测模块14用于检测该LC并联振荡电路12的电路参数，包括：该检测模块14检测该LC并联振荡电路12的谐振频率，从而通过检测LC并联振荡电路12的谐振频率来获得电感线圈的电感量的变化。
如图4所示，该检测模块14包括频率计数器，LC并联振荡电路12的谐振频率f(d)的检测可以通过频率计数器的方式获得。LC并联振荡电路12中有一个已知频率的基频信号，在基频半周期内对检测信号进行计数。基频频率为f1，半个基频周期内的计数为N，则谐振频率为f(d)＝2N*f1。
LC并联振荡电路12的谐振频率f(d)的检测还可以通过过零检测的方式获得。其中，该过零检测方式为对LC并联振荡电路的振荡电压波形进行正半周过零检测，根据过零检测时间得出波形的周期及频率。
在一个实施例中，如图5所示，该检测模块14用于检测该LC并联振荡电路12的电路参数，包括：该检测模块14检测系统输入给LC并联振荡电路12的输入功率，采样该LC并联振荡电路12的电压和/或电流，从而通过检测LC并联振荡电路12的输入功率及电压和/或电流来获得LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化。
由于LC并联振荡电路中的功率损耗为零，LC并联振荡电路的输入功率损耗主要在等效并联阻抗Rp(d)中。LC并联振荡电路12中根据闭环反馈可以控制振荡的幅值保持不变，该检测模块14可以检测给LC并联振荡电路的输入功率，或采样LC并联振荡电路的电压、电流。
在本实施例中，通过该检测模块可以检测LC并联振荡电路的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数，检测灵敏度高，为实现无线充电系统实时进行金属异物检测提供很好的电路参数依据。
在一个实施例中，如图4和图5所示，该处理模块16根据该检测模块14的电路参数检测结果，确定金属异物的存在，包括：
该处理模块16根据该检测模块14检测获得的谐振频率，得到电感线圈电感值，获得电感线圈的电感量的变化；或者，该处理模块16根据该检测模块14检测得到的输入功率及电压和/或电流，得到电感线圈的等效并联阻抗Rp(d)值，获得LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化；
该处理模块16根据该电感线圈电感值和/或该等效并联阻抗值的变化判断金属异物的存在。
在一个实施例中，如图4所示。由于金属的涡流效应，电感线圈的感量变为Ls+L(d)。该处理模块16根据该检测模块14检测获得的谐振频率f(d)，根据公式(2)计算得到的Ls+L(d)值，得到电感线圈电感值。
通过公式(2)计算得到的(Ls+L(d))值，如果该(Ls+L(d))值发生变化，该处理模块16根据即可判断金属异物的存在。
在一个实施例中，如图5所示。由于LC并联振荡电路12中的功率损耗为零，LC并联振荡电路12的输入功率损耗主要在等效并联阻抗Rp(d)中。LC并联振荡电路12中根据闭环反馈可以控制振荡的幅值保持不变，通过该检测模块14检测LC并联振荡电路12的输入功率，或采样LC并联振荡电路12的电压、电流。
该处理模块16根据该检测模块14检测得到的输入功率及电压和/或电流，根据以下公式(3)或公式(4)，可以计算得到电感线圈的等效并联阻抗Rp(d)的阻抗值。
该处理模块16根据通过Rp(d)值的变化可以判断金属异物的存在。
在一个实施例中，该处理模块16根据该电感线圈电感值和/或该等效并联阻抗值的变化判断金属异物的存在，包括至少以下方式之一：
该处理模块16分别设置电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值的初始值，该处理模块16根据实时计算的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值与上述电感线圈电感值和/或等效并联阻抗初始值的变化来判断金属异物的存在；或者，
该处理模块16根据实时计算的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值与上一时刻的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值的计算值进行比较来判断金属异物的存在。
在本实施例中，本发明基于金属会对电感线圈的感量和等效阻抗产生影响，通过该检测模块检测LC并联振荡电路的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数，该处理模块根据该检测模块的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数检测结果，确定LC并联振荡电路的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数的变化，计算检测电感线圈的电感和/或LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化，实现无线充电系统实时进行金属异物检测，检测灵敏度高，使无线充电系统功率传输不受影响，提高无线充电系统传输功率的安全性，确保无线充电系统的安全运行。
在一个实施例中，该电感线圈可以采用单个线圈组成，也可以采用偶数个(例如两个)正反绕的小线圈组成。
在本实施例中，在无线充电系统传输功率过程中，由于电磁感应作用，在电感线圈中产生感应电压。当电感线圈采用偶数个正反绕小线圈的组成结构时，可以降低电感线圈中产生感应电压的电压值，避免LC并联振荡电路受到影响。
在一个实施例中，该LC并联振荡电路12的谐振频率大于无线充电系统的工作频率。这样，一方面可以与无线充电系统工作频率区别，利于滤波电路设计；另一方面频率大可以增加磁场深度，提高检测精度。
在一个实施例中，如图6所示，该电感线圈L可以串联一个第二电容C2，用于过滤掉无线充电系统工作频率的感应电压。
在本实施例中，该第二电容C2和该电感线圈L串联，可以滤除无线充电系统工作频率的感应电压，减小了无线充电系统功率磁场的感应电压的影响。
在一个实施例中，该LC并联振荡电路12可以包括多个电感线圈，每个电感线圈单独进行金属异物检测。
在本实施例中，采用多个电感线圈的结构，一方面可以根据电感线圈位置更精确地定位金属异物的位置；另一方面可以避免电感线圈太大影响电感线圈中心的检测精度。
在一个实施例中，如图7所示，该金属异物检测装置10包括两个或两个以上的LC并联振荡电路12时，所述金属异物检测装置10还包括一个多路模拟开关控制模块18，该多路模拟开关控制模块18的每一路输入端与各个LC并联振荡电路12的输出端连接，该多路模拟开关控制模块18的输出端与该检测模块14的输入端连接。
该处理模块16还用于通过轮询方式控制选择该多路模拟开关控制模块18的不同通道开通和关断，从而控制与该多路模拟开关控制模块18连接的多个LC并联振荡电路12的开通和关断，实现整个金属异物检测装置对金属异物的检测；
该多路模拟开关控制模块18用于根据该处理模块16的控制选择一个LC并联振荡电路12的开通和关断，每个LC并联振荡电路12可以单独进行金属异物检测。
在一个实施例中，该处理模块16确定该地面线圈与车载线圈之间存在金属异物后上报给无线充电系统。
在本实施例中，通过采用多路模拟开关控制模块与多个LC并联振荡电路连接，使得多路模拟开关控制模块在处理模块的控制该多路模拟开关控制模块的不同通道开通和关断，通过轮询方式实现整个金属异物检测装置对金属异物的检测，可以多路模拟开关控制模块实现了金属异物检测装置电路的简化，降低了成本；同时，采用多个LC并联振荡电路，使金属异物检测装置内含有多个电感线圈结构，一方面可以根据电感线圈位置更精确地定位金属异物的位置；另一方面可以避免电感线圈太大影响电感线圈中心的检测精度。
在一个实施例中，该无线充电系统还包括市电电路20，该市电电路20用于无线充电系统提供输入交流电。
在一个实施例中，该无线充电系统还包括地面整流电路30，该地面整流电路30用于将市电电路20输入的交流电进行整流后转换直流电。
在一个实施例中，该无线充电系统还包括逆变电路40，该逆变电路40用于将经过地面整流电路30整流后的直流电转换为交流电。
该地面线圈50用于将经过逆变电路40后的交流电，通过无线充电方式输送给车载线圈60。
该车载线圈60用于接收地面线圈50经过无线充电方式输送过来的交流电。
在一个实施例中，该无线充电系统还包括车载整流电路70，该车载整流电路70用于将车载线圈60接收的交流电进行整流后转换直流电，输送到电池80中进行储存。
在一个实施例中，该无线充电系统还包括电池80，该电池80用于将经过将车载整流电路70整流后的直流电进行储存。
在一个实施例中，请参考图10，本发明提供一种无线充电系统金属异物检测方法，应用于无线充电系统，该无线充电系统包括：地面线圈、车载线圈、如上述任一实施例所述的金属异物检测装置；所述无线充电系统金属异物检测方法包括：
步骤S31，该地面线圈安装在地面无线充电停车位上，用于通过无线充电方式将交流电输送给车载线圈。
步骤S32，该车载线圈安装在汽车上，用于接收地面线圈经过无线充电方式输送过来的交流电。
步骤S33，该金属异物检测装置安装在地面无线充电停车位上，位于该地面线圈之上，用于检测该地面线圈与车载线圈之间的金属异物检测，根据检测结果确定金属异物的存在。
在本实施例中，本发明基于金属会对电感线圈的感量和等效阻抗产生影响，通过安装在地面无线充电停车位上的该地面线圈之上的金属异物检测装置检测地面线圈与车载线圈之间的金属异物检测，根据检测结果确定金属异物的存在，实现无线充电系统实时进行金属异物检测，检测灵敏度高，使无线充电系统功率传输不受影响，提高无线充电系统传输功率的安全性，确保无线充电系统的安全运行。
在一个实施例中，该金属异物检测装置安装在地面无线充电停车位上，位于该地面线圈之上，用于检测该地面线圈与车载线圈之间的金属异物检测；其中：该金属异物检测装置包括至少一个由至少一个电感线圈L和第一电容C1组成的LC并联振荡电路、检测模块和处理模块，该检测模块分别与该LC并联振荡电路和该处理模块连接。在步骤S33中，进一步包括：
步骤S331，该检测模块检测所述LC并联振荡电路的电路参数，所述电路参数至少包括以下之一：谐振频率、输入功率、电压、电流；
步骤S332，该处理模块根据该检测模块的电路参数检测结果，确定金属异物的存在。
在本实施例中，本发明基于金属会对电感线圈的感量和等效阻抗产生影响，通过该检测模块检测LC并联振荡电路的电路参数，该处理模块根据该检测模块的电路参数检测结果，确定LC并联振荡电路的电路参数的变化，实现无线充电系统实时进行金属异物检测，检测灵敏度高，使无线充电系统功率传输不受影响，提高无线充电系统传输功率的安全性，确保无线充电系统的安全运行。
在一个实施例中，该步骤S331中，该检测模块检测该LC并联振荡电路的电路参数，包括：该检测模块检测该LC并联振荡电路的谐振频率，从而通过检测LC并联振荡电路的谐振频率来获得电感线圈的电感量的变化。
其中，LC并联振荡电路的谐振频率f(d)的检测可以通过频率计数器的方式获得。LC并联振荡电路中有一个已知频率的基频信号，在基频半周期内对检测信号进行计数。基频频率为f1，半个基频周期内的计数为N，则谐振频率为f(d)＝2N*f1。
LC并联振荡电路的谐振频率f(d)的检测还可以通过过零检测的方式获得。其中，该过零检测方式为对LC并联振荡电路的振荡电压波形进行正半周过零检测，根据过零检测时间得出波形的周期及频率。
在一个实施例中，该步骤S331中，该检测模块检测该LC并联振荡电路的电路参数，包括：该检测模块检测系统输入给LC并联振荡电路的输入功率，采样该LC并联振荡电路的电压和/或电流，从而通过检测LC并联振荡电路的输入功率及电压和/或电流来获得LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化。
由于LC并联振荡电路中的功率损耗为零，LC并联振荡电路的输入功率损耗主要在等效并联阻抗Rp(d)中。LC并联振荡电路中根据闭环反馈可以控制振荡的幅值保持不变，该检测模块可以检测给LC并联振荡电路的输入功率，或采样LC并联振荡电路的电压、电流。
在本实施例中，通过该检测模块可以检测LC并联振荡电路的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数，检测灵敏度高，为实现无线充电系统实时进行金属异物检测提供很好的电路参数依据。
在一个实施例中，该步骤S332中，该处理模块根据该检测模块的电路参数检测结果，确定金属异物的存在，包括：
该处理模块根据该检测模块检测获得的谐振频率，得到电感线圈电感值，获得电感线圈的电感量的变化；或者，该处理模块根据该检测模块检测得到的输入功率及电压和/或电流，得到电感线圈的等效并联阻抗Rp(d)值，获得LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化；
该处理模块根据该电感线圈电感值和/或该等效并联阻抗值的变化判断金属异物的存在。
在一个实施例中，由于金属的涡流效应，电感线圈的感量变为Ls+L(d)。该处理模块根据该检测模块检测获得的谐振频率f(d)，根据公式(2)计算得到的Ls+L(d)值，得到电感线圈电感值。
通过公式(2)计算得到的(Ls+L(d))值，如果该(Ls+L(d))值发生变化，该处理模块根据即可判断金属异物的存在。
在一个实施例中，由于LC并联振荡电路中的功率损耗为零，LC并联振荡电路的输入功率损耗主要在等效并联阻抗Rp(d)中。LC并联振荡电路中根据闭环反馈可以控制振荡的幅值保持不变，通过该检测模块检测LC并联振荡电路的输入功率，或采样LC并联振荡电路的电压、电流。
该处理模块根据该检测模块检测得到的输入功率及电压和/或电流，根据以下公式(3)或公式(4)，可以计算得到电感线圈的等效并联阻抗Rp(d)的阻抗值。
该处理模块根据通过Rp(d)值的变化可以判断金属异物的存在。
在一个实施例中，该处理模块根据该电感线圈电感值和/或该等效并联阻抗值的变化判断金属异物的存在，包括至少以下方式之一：
该处理模块分别设置电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值的初始值，该处理模块根据实时计算的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值与上述电感线圈电感值和/或等效并联阻抗初始值的变化来判断金属异物的存在；或者，
该处理模块根据实时计算的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值与上一时刻的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值的计算值进行比较来判断金属异物的存在。
在本实施例中，本发明基于金属会对电感线圈的感量和等效阻抗产生影响，通过该检测模块检测LC并联振荡电路的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数，该处理模块根据该检测模块的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数检测结果，确定LC并联振荡电路的包括谐振频率、输入功率、电压和/或电流等电路参数的变化，计算检测电感线圈的电感和/或LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化，实现无线充电系统实时进行金属异物检测，检测灵敏度高，使无线充电系统功率传输不受影响，提高无线充电系统传输功率的安全性，确保无线充电系统的安全运行。
在一个实施例中，该无线充电系统金属异物检测装置包括两个或两个以上的LC并联振荡电路时，所述金属异物检测装置还包括一个多路模拟开关控制模块，该多路模拟开关控制模块的每一路输入端与各个LC并联振荡电路的输出端连接，该多路模拟开关控制模块的输出端与该检测模块的输入端连接。在该步骤S331之前，该金属异物检测方法还包括：
该处理模块通过轮询方式控制选择该多路模拟开关控制模块的不同通道开通和关断，从而控制与该多路模拟开关控制模块连接的多个LC并联振荡电路的开通和关断，实现整个金属异物检测装置对金属异物的检测；
该多路模拟开关控制模块用于根据该处理模块的控制选择一个LC并联振荡电路的开通和关断，每个LC并联振荡电路可以单独进行金属异物检测。
在一个实施例中，该金属异物检测方法还包括：该处理模块确定该地面线圈与车载线圈之间存在金属异物后上报给无线充电系统。
在本实施例中，通过采用多路模拟开关控制模块与多个LC并联振荡电路连接，使得多路模拟开关控制模块在处理模块的控制该多路模拟开关控制模块的不同通道开通和关断，通过轮询方式实现整个金属异物检测装置对金属异物的检测，可以多路模拟开关控制模块实现了金属异物检测装置电路的简化，降低了成本；同时，采用多个LC并联振荡电路，使金属异物检测装置内含有多个电感线圈结构，一方面可以根据电感线圈位置更精确地定位金属异物的位置；另一方面可以避免电感线圈太大影响电感线圈中心的检测精度。
在一个实施例中，请参考图11，本发明提供一种无线充电系统金属异物检测方法，应用于无线充电系统，该无线充电系统包括：地面线圈、车载线圈、如上述任一实施例所述的金属异物检测装置；所述无线充电系统金属异物检测方法包括：
步骤S401，开始进行金属异物检测，控制多路模拟开关控制模块选通通道。
步骤S402，启动金属异物检测装置的LC并联振荡电路。
步骤S403，检测输入LC并联振荡电路的输入功率、电压、电流和谐振频率。
步骤S404，根据频率计数器检测LC并联谐振电路的谐振频率，计算得出电感线圈感量；根据输入功率、电压和电流计算得出LC并联谐振电路的等效并联阻抗值。
步骤S405，判断是否所有LC并联振荡电路的电感线圈检测完成，没有则返回步骤S401，选通下一通道继续进行检测；如果检测完成，则转入步骤S406。
步骤S406，金属异物检测装置处理电感线圈感量和等效并联阻抗值，分别转入步骤S407和步骤S408。
步骤S407，将计算得出的电感线圈感量和等效并联阻抗值与电感线圈初始感量和等效并联阻抗值进行比较，有变化？有变化，转入步骤S409；没有变化，转入步骤S410。
步骤S408，将计算得出的电感线圈感量和等效并联阻抗与上一次计算得出的电感线圈感量和等效并联阻抗进行比较，有变化？有变化，转入步骤S409；没有变化，转入步骤S410。
步骤S409，判断存在金属异物。
步骤S410，判断不存在金属异物，继续实时检测。
步骤S411，检测出金属异物的存在后上报无线充电系统。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干个指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种金属异物检测装置，应用于无线充电系统，其特征在于，所述金属异物检测装置包括至少一个由至少一个电感线圈和第一电容组成的LC并联振荡电路、检测模块和处理模块，所述检测模块分别与所述LC并联振荡电路和所述处理模块连接；
所述检测模块，用于检测所述LC并联振荡电路的电路参数，所述电路参数至少包括以下之一：谐振频率、输入功率、电压、电流；
所述处理模块，用于根据所述检测模块的电路参数检测结果，确定金属异物的存在。
2.根据权利要求1所述的金属异物检测装置，其特征在于，所述检测模块用于检测所述LC并联振荡电路的电路参数，包括：
所述检测模块检测所述LC并联振荡电路的谐振频率；或者，
所述检测模块检测系统输入给LC并联振荡电路的输入功率，采样所述LC并联振荡电路的电压和/或电流。
3.根据权利要求2所述的金属异物检测装置，其特征在于，所述处理模块根据所述检测模块的电路参数检测结果，确定金属异物的存在，包括：
该处理模块根据所述检测模块检测获得的谐振频率，得到电感线圈电感值，获得电感线圈的电感量的变化；或者，所述处理模块根据所述检测模块检测得到的输入功率及电压和/或电流，得到电感线圈的等效并联阻抗，获得LC并联振荡电路等效并联阻抗的变化；
所述处理模块根据所述电感线圈电感值和/或所述等效并联阻抗值的变化判断金属异物的存在。
4.根据权利要求1所述的金属异物检测装置，其特征在于，所述处理模块根据所述电感线圈电感和/或所述等效并联阻抗的变化判断金属异物的存在，包括至少以下方式之一：
所述处理模块分别设置电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值的初始值，所述处理模块根据实时计算的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值与上述电感线圈电感值和/或等效并联阻抗初始值的变化来判断金属异物的存在；或者，
所述处理模块根据实时计算的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值与上一时刻的电感线圈电感值和/或等效并联阻抗值的计算值进行比较来判断金属异物的存在。
5.根据权利要求1所述的金属异物检测装置，其特征在于，所述无线充电系统金属异物检测装置包括两个或两个以上的LC并联振荡电路时，所述金属异物检测装置还包括一个多路模拟开关控制模块，所述多路模拟开关控制模块的每一路输入端与各个LC并联振荡电路的输出端连接，输出端与所述检测模块的输入端连接；
所述处理模块还用于通过轮询方式控制选择所述多路模拟开关控制模块的不同通道开通和关断；
所述多路模拟开关控制模块用于根据所述处理模块的控制选择一个LC并联振荡电路的开通和关断进行金属异物检测。
6.根据权利要求1所述的金属异物检测装置，其特征在于，所述电感线圈采用偶数个正反绕的小线圈组成。
7.根据权利要求1所述的金属异物检测装置，其特征在于，所述电感线圈L串联一个第二电容，用于过滤掉无线充电系统工作频率的感应电压。
8.一种金属异物检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7任一项所述的金属异物检测装置，所述金属异物检测装置包括至少一个由至少一个电感线圈和第一电容组成的LC并联振荡电路、检测模块和处理模块；所述金属异物检测方法包括：
所述检测模块检测所述LC并联振荡电路的电路参数，所述电路参数至少包括以下之一：谐振频率、输入功率、电压、电流；
所述处理模块根据所述检测模块的电路参数检测结果，确定金属异物的存在。
9.一种无线充电系统，其特征在于，所述无线充电系统包括：地面线圈、车载线圈、如权利要求1至7任一项所述的金属异物检测装置，其中：
所述地面线圈安装在地面无线充电停车位上，用于通过无线充电方式将交流电输送给车载线圈；
所述车载线圈安装在汽车上，用于接收地面线圈经过无线充电方式输送过来的交流电；
所述金属异物检测装置安装在地面无线充电停车位上，位于所述地面线圈之上，用于检测所述地面线圈与车载线圈之间的金属异物检测，根据检测结果确定金属异物的存在。
10.一种无线充电系统金属异物检测方法，应用于如权利要求9所述的无线充电系统，其特征在于，所述无线充电系统包括：地面线圈、车载线圈、如权利要求1至7任一项所述的金属异物检测装置，所述无线充电系统金属异物检测方法包括：
所述地面线圈通过无线充电方式将交流电输送给所述车载线圈；
所述车载线圈接收所述地面线圈经过无线充电方式输送过来的交流电；
所述金属异物检测装置检测所述地面线圈与所述车载线圈之间的金属异物检测，根据检测结果确定金属异物的存在。
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