CN112550013A - 无线充电系统的异物检测组件、发射装置以及无线充电系统 - Google Patents

无线充电系统的异物检测组件、发射装置以及无线充电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112550013A
CN112550013A CN202011360929.7A CN202011360929A CN112550013A CN 112550013 A CN112550013 A CN 112550013A CN 202011360929 A CN202011360929 A CN 202011360929A CN 112550013 A CN112550013 A CN 112550013A
Authority
CN
China
Prior art keywords
detection
plate
coil
foreign matter
wireless charging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011360929.7A
Other languages
English (en)
Inventor
郭光文
陈双全
武志贤
毛云鹤
曾晓生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN202011360929.7A priority Critical patent/CN112550013A/zh
Publication of CN112550013A publication Critical patent/CN112550013A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B60L53/124—Detection or removal of foreign bodies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/60—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power responsive to the presence of foreign objects, e.g. detection of living beings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Abstract

本申请实施例提供一种无线充电系统的异物检测组件、发射装置以及无线充电系统，通过在第一支撑板上设置支撑柱以及设置开设有用于设置支撑柱的第一通孔的异物检测板，支撑柱可以将第一支撑板所承受的力的部分，传导至支撑柱的另一端，从而减小第一支撑板所承受的力。本申请实施例可以提高异物检测组件对金属异物的检测精度，从而提升异物检测组件的使用性能。

Description

无线充电系统的异物检测组件、发射装置以及无线充电系统
技术领域
本申请涉及无线充电领域，尤其涉及一种无线充电系统的异物检测组件、发射装置以及无线充电系统。
背景技术
随着现代社会能源短缺和环境污染问题的加剧，电动汽车作为新能源汽车一经推出便受到了各界的广泛关注。电动汽车是一种以车载电源为动力，利用电机驱动车轮行驶，并符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。
向电动汽车的电池充电的方法通常包括：接触式充电和无线充电。其中，接触式充电采用插头与插座的金属接触来导电。无线充电是以耦合的电磁场为媒介实现电能的传递。与接触式充电相比，无线充电具有使用方便、无火花及触电危险、无机械磨损、可适应多种恶劣环境和天气、便于实现无人自动充电和移动式充电等优点，成为未来电动汽车充电的主流方式。无线充电系统(Wireless Power Transfer，WPT)由两个分离的部件构成，一边是功率发射装置，与市电或者其他供电电源相连，另一边是功率接收装置，与负载相连。功率发射装置中包含发射线圈和功率变换器，功率接收装置中包含接收线圈和整流器。发射线圈与接收线圈之间采用磁场方式进行电能传输。发射线圈和接收线圈之间有空气间隙，在空气间隙中间会有各种异物进入。当有金属异物位于发射线圈和接收线圈之间时，由于电磁感应的作用会在金属异物中产生涡流，导致金属异物发热，会引发自燃或者金属异物上的其他物品燃烧。例如，锡箔纸自燃，金属异物上的树叶、纸片等燃烧。为了保证无线充电系统及车辆的安全工作，无线充电系统需要具备金属异物检测(Foreign ObjectDetection，FOD)功能，在充电前和充电过程中进行金属异物检测，以保障无线充电系统安全运作。常用的金属异物检测方法有采用主功率线圈检测、辅助线圈检测、红外成像、温度检测、超声波检测、磁阻检测等。其中，辅助线圈检测是利用异物检测辅助线圈进行金属异物检测。该异物检测辅助线圈设置在功率发射装置的发射线圈的上方，该异物检测辅助线圈的上方是该发射线圈的外壳上盖。该辅助线圈检测的原理是异物检测辅助线圈和金属异物由于电磁感应，使异物检测辅助线圈上的电气参数发生变化，通过电气参数的变化来判断是否有金属异物。
其中，功率发射装置设置在地面或埋于地面之下，设置有功率接收装置的电动汽车的车轮会碾压该功率发射装置，这使得该功率发射装置需要具备抗碾压性能。即对该功率发射装置的发射线圈的外壳上盖的厚度有一定要求，以满足抗碾压性能需求。然而，抗碾压性能与FOD精度对该外壳上盖的厚度的需求相矛盾。所以，如何在满足抗碾压性能需求的同时，满足FOD精度需求，以提升功率发射装置的使用性能，成为一个亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种无线充电系统的异物检测组件、发射装置以及无线充电系统，以提升发射装置的使用性能。
第一方面，本申请实施例提供一种无线充电系统的异物检测组件，该异物检测组件可以应用于无线充电系统的发射装置中，该异物检测组件设置在磁场信号发射器之上，用于检测发射装置与接收装置之间的金属异物，该异物检测组件可以包括：第一支撑板、至少一个支撑柱和异物检测板。至少一个支撑柱的一端设置在第一支撑板上。异物检测板可以包括至少一个检测线圈和至少一个第一通孔，该异物检测板通过该至少一个第一通孔套设于支撑柱上，该至少一个检测线圈用于检测该金属异物。
本实现方式，通过在第一支撑板上设置支撑柱以及设置开设有用于设置支撑柱的第一通孔的异物检测板，支撑柱可以将第一支撑板所承受的力的部分，传导至支撑柱的另一端，从而减小第一支撑板所承受的力。由此，在不影响抗碾压性能的情况下，可以减小第一支撑板的厚度，第一支撑板的厚度减小使得异物检测板到第一支撑板的距离减小，进而使得异物检测板和落在第一支撑板上金属异物之间的距离减小，可以提高异物检测组件对金属异物的检测精度，从而提升异物检测组件的使用性能。
该异物检测组件可以检测到细小金属异物，例如螺钉、回形针等。
一种可能的设计中，至少一个支撑柱中任意一个支撑柱的高度大于或等于该异物检测板的厚度。
本实现方式，设置任意一个支撑柱的高度大于或等于该异物检测板的厚度，可以使得支撑柱的另一端可以与其他支撑部件接触，将第一支撑板所承受的部分压力传导至其他支撑部件，减少第一支撑板所承受的压力。
一种可能的设计中，该第一支撑板与该异物检测板面贴合。
本实现方式，通过设置第一支撑板的下表面与异物检测板面贴合，可以减小异物检测板到第一支撑板的距离，进而使得异物检测板和落在第一支撑板上金属异物之间的距离减小，从而提升异物检测的精度。
一种可能的设计中，至少一个检测线圈包括一个或多个线圈层的检测线圈，每个线圈层分布有多个检测线圈，多个线圈层沿异物检测板的厚度方向堆叠设置，多个线圈层中的任意一个线圈层中的任意一个检测线圈的水平投影与多个线圈层中的另一个线圈层的检测线圈的水平投影存在重叠。
本实现方式，可以设置多个不同线圈层中的检测线圈，使得多个线圈层中的任意一个检测线圈的水平投影与另一个线圈层的检测线圈的水平投影存在重叠，可以减少异物检测组件的检测盲区。
一种可能的设计中，至少一个支撑柱设置于第一支撑板的中心区域。
本实现方式，将至少一个支撑柱设置在第一支撑板的下表面的中心区域，可以给异物检测板的检测线圈提供更大的分布空间，使得异物检测板的检测线圈可以灵活合理分布，以减少检测盲区。
一种可能的设计中，至少一个支撑柱包括第一支撑柱和至少一个第二支撑柱，第一支撑柱的直径可以大于一个第二支撑柱。
一种可能的设计中，多个第二支撑柱的位置可以关于第一支撑柱的位置中心对称。
一种可能的设计中，多个支撑柱以阵列形式分布在第一支撑板上。
本实现方式，通过在第一支撑板的设置阵列分布形式的多个支撑柱、设置开设有用于设置支撑柱的通孔的异物检测板以及第二支撑板，支撑柱可以将第一支撑板所承受的力的部分，传导至第二支撑板，从而减小第一支撑板所承受的力。由此，在不影响抗碾压性能的情况下，可以减小第一支撑板的厚度，第一支撑板的厚度减小使得异物检测板到第一支撑板的距离减小，进而使得异物检测板和落在第一支撑板上金属异物之间的距离减小，可以提高异物检测组件对金属异物的检测精度，从而提升异物检测组件的使用性能。
一种可能的设计中，至少一个检测线圈包括多个线圈层的检测线圈，每个线圈层的检测线圈包括第一检测线圈和第二检测线圈，第一检测线圈所占面积等于第二检测线圈所占面积的N倍，第二检测线圈的中心设有M个第一通孔，第一检测线圈的中心设有M*N个第一通孔，N为大于或等于2的整数，M为任意正整数。多个线圈层中的任意一个线圈层中的任意一个第二检测线圈的水平投影与多个线圈层中的另一个线圈层的第一检测线圈的水平投影存在重叠。
一种可能的设计中，该组件还可以包括第二支撑板，至少一个支撑柱的另一端设置于第二支撑板上，异物检测板位于第一支撑板与第二支撑板之间。可选的，第二支撑板的位置可以在第一支撑板下方，也可以在第一支撑板上方，换言之，当无线充电系统的发射装置和接收装置之间存在金属异物时，该第一支撑板的上表面是与金属异物接触的一面，或者，该第二支撑板的上表面是与金属异物接触的一面。
当第一支撑板与一个或多个支撑柱是一体化结构部件时，第一支撑板的设置有一个或多个支撑柱的一面可以向下，第二支撑板位于第一支撑板的下方，或者，第一支撑板的设置有一个或多个支撑柱的一面可以向上，第二支撑板位于第一支撑板的上方。
一种可能的设计中，第二支撑板与异物检测板面贴合。
一种可能的设计中，第一支撑板包括多个非金属材料层。
本实现方式，通过多个非金属材料层复合，以提升第一支撑板的抗拉强度，从而提升异物检测组件的抗碾压性能。
一种可能的设计中，多个非金属材料层包括第一非金属材料层和第二非金属材料层，第一非金属材料层为编织布状，第二非金属材料层围设于第一非金属材料层的四周。
一种可能的设计中，第一非金属材料层包括玻璃纤维层或者芳纶纤维层，第二非金属材料层包括树脂层。
一种可能的设计中，第一支撑板为支撑盖，至少一个支撑柱的一端设置在支撑盖的腔体底面上，异物检测板位于支撑盖的腔体内。
第二方面，本申请实施例提供一种无线充电系统的发射装置，该发射装置包括磁场信号发射器和如第一方面或第一方面任一可能的设计所述的异物检测组件。该磁场信号发射器用于通过交变磁场向无线充电系统的接收装置进行无线能量传输。
一种可能的设计中，该发射装置还可以包括散热器，该磁场信号发射器设置于该异物检测组件与该散热器之间，该散热器用于该磁场信号发射器散热。
本实现方式，散热器在起到支撑作用的同时，对磁场信号发射器起散热作用，以提升磁场信号发射器的运行安全性和可靠性，从而提升无线充电系统的发射装置的使用性能。
一种可能的设计中，该发射装置还可以包括屏蔽板，该屏蔽板用于使得无线能量向接收装置的方向传输，屏蔽板设置于散热器与磁场信号发射器之间。
一种可能的设计中，该发射装置还可以包括逆变电路板，屏蔽板与散热器为一体化结构，且屏蔽板与散热器形成空腔，该空腔用于设置该逆变电路板。
一种可能的设计中，该磁场信号发射器可以包括发射线圈和磁芯，该磁芯上设置有至少一个第二通孔，该磁芯通过至少一个第二通孔套设于支撑柱上。
一种可能的设计中，该屏蔽板上设置有至少一个第三通孔，该屏蔽板通过该至少一个第三通孔套设于支撑柱上，该支撑柱与该散热器的中心柱同轴且柱面接触，该屏蔽板与该散热器接触。
一种可能的设计中，该支撑柱与该屏蔽板接触，该屏蔽板与该散热器接触。
一种可能的设计中，该散热器可以包括散热齿、散热孔或热管中至少一项，散热齿、散热孔或热管中至少一项用于传导磁场信号发射器所产生的热量。
第三方面，本申请实施例提供一种无线充电系统，该无线充电系统可以包括接收装置和如第二方面或第二方面任一可能的设计所述的发射装置。
本申请实施例的无线充电系统的异物检测组件、发射装置以及无线充电系统，通过在第一支撑板上设置支撑柱以及设置开设有用于设置支撑柱的第一通孔的异物检测板，支撑柱可以将第一支撑板所承受的力的部分，传导至支撑柱的另一端，从而减小第一支撑板所承受的力。由此，在不影响抗碾压性能的情况下，可以减小第一支撑板的厚度，第一支撑板的厚度减小使得异物检测板到第一支撑板的距离减小，进而使得异物检测板和落在第一支撑板上金属异物之间的距离减小，可以提高异物检测组件对金属异物的检测精度，从而提升异物检测组件的使用性能。另外，在第一支撑板内布置非金属材料层，例如，布状纤维层，可以提高第一支撑板的刚度，实现第一支撑板在相比业界现有抗车轮碾压厚度基础上进一步减低厚度，并且仍能够承受车轮碾压。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电动汽车的无线充电系统的示意图；
图2为图1所示的电动汽车的无线充电系统的一种示例的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种无线充电系统的异物检测组件的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的异物检测组件的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种无线充电系统的发射装置的结构示意图；
图6A为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的发射装置的拆分结构示意图；
图6B为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的发射装置的结构示意图；
图7A为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的发射装置的拆分结构示意图；
图7B为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的发射装置的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种检测线圈的分布示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本申请实施例涉及的术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请实施例中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
本申请实施例提供的无线充电系统的异物检测组件，该异物检测组件可以应用于无线充电系统的发射装置中，该异物检测组件设置在发射装置的磁场信号发射器之上，通过该异物检测组件检测发射装置与接收装置之间的金属异物，以保障无线充电系统的安全运作。该异物检测组件可以应用于任意领域的无线充电系统，例如，电动汽车的无线充电系统，无人机的无线充电系统，巡检机器人的无线充电系统等。本申请实施例以应用于电动汽车为例进行举例说明，其保护范围不以此作为限制。
本申请实施例的金属异物可以包括但不限于钥匙、硬币、金属瓶盖、易拉罐、或口香糖包装锡箔纸。本申请实施例对金属异物的具体示例不一一举例说明。
异物检测组件的异物检测板包括检测线圈，异物检测组件的检测线圈和金属异物之间的电磁感应引起电气参数变化的大小，与检测线圈和金属异物之间的距离成反比，与金属异物的尺寸大小成正比。由此，检测线圈和金属异物的距离越近，异物检测的精度越高，金属异物的尺寸越大，越容易被检测到。因此，需要检测线圈和金属异物之间的距离越小越好，以提升异物检测的精度。而包括异物检测组件的发射装置通常设置于地面上或埋于地面下，所以需要异物检测组件具有一定的抗碾压性能，以避免异物检测组件被碾压时损坏异物检测板。本申请实施例的无线充电系统的异物检测组件，具有较好的异物检测的精度和较好的抗碾压性能。换言之，可以在满足抗碾压性能需求的同时，满足异物检测精度需求，以提升包括异物检测组件的发射装置的使用性能。本申请实施例的异物检测组件的具体结构可以参见下述实施例的解释说明。
示例性的，图1为本申请实施例提供的一种电动汽车的无线充电系统的示意图。电动汽车是一种新能源汽车，通过无线充电系统对电动汽车充电是一种方便、自动、能够与自动驾驶很好结合的技术。如图1所示，该无线充电系统至少可以包括：电动汽车100和无线充电站101。
电动汽车100可以包括无线充电系统的接收装置1000，无线充电站101可以包括无线充电系统的发射装置1010。无线充电系统对电动汽车的充电过程是通过位于电动汽车100中的无线充电系统的接收装置1000和位于无线充电站101中的无线充电系统的发射装置1010共同工作，来进行非接触式充电的。对电动汽车的充电可以是对电动汽车的动力电池组的充电。
无线充电站101可以为固定无线充电站、固定无线充电停车位、无线充电道路等。无线充电系统的发射装置1010可以设置在地面上、或者埋于地面之下。例如，图1示出的无线充电系统的发射装置1010埋于地面之下。无线充电系统的发射装置1010可对位于其上方的电动汽车100无线充电。无线充电系统的接收装置1000可以集成到电动汽车100的底部，当电动汽车100进入无线充电系统的发射装置1010的无线充电范围时，即可通过无线充电方式对电动汽车100充电。
无线充电系统的接收装置1000的功率接收线圈和整流电路可以集成在一起，也可以分离，本申请实施例对此不作具体限定。当功率接收线圈和整流电路分离时，整流电路通常可以设置在车内。例如，图1示出的接收装置1000是功率接收线圈和整流模块集成在一起的形式。
无线充电系统的发射装置1010的功率发射线圈和逆变电路可以集成在一起，也可以分离，本申请实施例对此不作具体限定。例如，图1示出的发射装置1010是功率发射线圈和逆变电路集成在一起的形式。
非接触式充电可以是无线充电系统的接收装置1000和无线充电系统的发射装置1010通过电场或磁场耦合方式进行无线能量传输，具体可为电场感应、磁感应、磁共振或无线辐射方式，本发明对此不做具体限制。此外，在一些应用场景中，电动汽车100和无线充电站101还可以双向充电，即无线充电站101通过供电电源向电动汽车100充电，也可以由电动汽车100向供电电源放电。
本申请实施例的异物检测组件可以应用于如图1所示的无线充电系统的发射装置1010中。对于接收装置1000和发射装置1010通过磁场进行能量传输的模式下，当有金属异物落在发射装置1010上，可以通过异物检测组件检测金属异物，避免金属异物在充电过程中发热引发自燃或者金属异物上的其他物品燃烧，以保障无线充电系统及车辆的安全。
示例性的，图2为图1所示的电动汽车的无线充电系统的一种示例的结构示意图，如图2所示，无线充电系统的发射装置1010可以包括：发射变换模块1010a1、功率发射模块1010a2、发射控制模块1010a3、通讯模块1010a4、认证管理模块1010a5和存储模块1010a6。
无线充电系统的接收装置1000包括：功率接收模块1000a2、接收控制模块1000a3、接收变换模块1000a1、车辆通讯模块1000a4、储能管理模块1000a5和储能模块1000a6。此外，接收变换模块1000a1可以通过储能管理模块1000a5和储能模块1000a6连接，接收到的能量用于对储能模块1000a6充电，进一步用于电动汽车的驱动。储能管理模块1000a5和储能模块1000a6可以位于无线充电系统的接收装置1000的内部，也可以位于无线充电系统的接收装置1000的外部，本申请实施例对此不作具体限制。功率接收模块1000a2包括接收线圈。
发射变换模块1010a1可以与外部电源连接，将从外部电源中获取的交流电或直流电转换为高频交流电，当外部电源的输入为交流电时，发射变换模块1010a1至少包括功率因数校正单元和逆变器；当外部电源的输入为直流电时，发射变换模块1010a1至少包括逆变器。其中，功率因数校正单元用于使无线充电系统的输入电流相位与电网电压相位一致，减小无线充电系统的谐波含量，提高功率因数值，以减少无线充电系统对电网的污染，提高可靠性。功率因数校正单元还可根据后级需求，升高或者降低功率因数校正单元的输出电压。逆变器将功率因数校正单元输出的电压转换成高频交流电压后作用在功率发射模块1010a2上，高频交流电压可以提高发射效率及传输距离。外部电源可以位于无线充电系统的发射装置1010a内部或外部。
功率发射模块1010a2用于将发射变换模块1010a1输出的交流电以交变磁场的形式进行发射。功率发射模块1010a2包括发射线圈。该功率发射模块1010a2可以是下述实施例中的磁场信号发射器。本申请实施例的异物检测组件可以设置在该功率发射模块1010a2上，以实现金属异物检测。
发射控制模块1010a3可以根据实际无线充电的发射功率需求，控制发射变换模块1010a1的电压、电流和频率变换参数调节，以控制功率发射模块1010a2中高频交流电的电压和电流输出调节。
通讯模块1010a4和车辆通讯模块1000a4实现无线充电系统的发射装置1010和无线充电系统的接收装置1000之间的无线通讯，包括异物告警信息、功率控制信息、故障保护信息、开关机信息、交互认证信息等。一方面，无线充电系统的发射装置1010可以接收无线充电系统的接收装置1000发送的电动汽车的属性信息、充电请求和交互认证信息等信息；另一方面，无线充电系统的发射装置1010还可向无线充电系统的接收装置1000发送无线充电发射控制信息、交互认证信息、无线充电历史数据信息等。具体地，上述无线通讯的方式可以包括但不仅限于蓝牙(Bluetooth)、无线宽带(WIreless-Fidelity，WiFi)、紫蜂协议(Zigbee)、射频识别技术(Radio FrequencyIdentification，RFID)、远程(Long Range，Lora)无线技术、近距离无线通信技术(NearField Communication，NFC)中的任意一种或多种的组合。进一步地，通讯模块1010a4还可以与电动汽车的所属用户的智能终端进行通讯，所属用户通过通讯功能实现远程认证和用户信息传输。
认证管理模块1010a5用于无线充电系统的发射装置1010与电动汽车的交互认证和权限管理。
存储模块1010a6用于存储无线充电系统的发射装置1010的充电过程数据、交互认证数据(例如交互认证信息)和权限管理数据(例如权限管理信息)等，其中，交互认证数据和权限管理数据可为出厂设置也可为用户自行设置的，本申请实施例对此不作具体限制。
功率接收模块1000a2以交变磁场的形式接收功率发射模块1010a2发射的电磁能量。无线充电系统的发射装置1010和无线充电系统的接收装置1000可以功能互换，即无线充电系统的接收装置1000也可以反过来给无线充电系统的发射装置1010充电。
接收变换模块1000a1将功率接收模块1000a2接收的电磁能量转换成为储能模块1000a6充电所需要的直流电。接收变换模块1000a1至少包括补偿电路和整流器，其中整流器将功率接收模块接收的高频谐振电流和电压转换成直流电。
接收控制模块1000a3能够根据实际无线充电的接收功率需求，调节接收变换模块1000a1的电压、电流和频率等参数。
下面采用几个具体的实施例对本申请实施例的无线充电系统的异物检测组件对解释说明。
图3为本申请实施例提供的一种无线充电系统的异物检测组件的结构示意图，该异物检测组件可以应用于上述无线充电系统的发射装置中，该异物检测组件设置在磁场信号发射器之上，用于检测发射装置和接收装置之间的金属异物。如图3所示，该异物检测组件可以包括：第一支撑板31、一个或多个支撑柱32和异物检测板33。
其中，一个或多个支撑柱32的一端设置在第一支撑板31上。异物检测板33可以包括至少一个检测线圈和至少一个第一通孔331。异物检测板33通过该至少一个第一通孔331套设于支撑柱32上。该至少一个检测线圈用于检测金属异物。
该第一支撑板31的上表面可以是正方形、长方形、圆形等任意形状，本申请实施例对此不做具体限定。该第一支撑板31的上表面是当无线充电系统的发射装置和接收装置之间存在金属异物时，与金属异物接触的一面。该第一支撑板31的下表面与该第一支撑板31的上表面对应，该第一支撑板31的下表面上设置该一个或多个支撑柱32。换言之，该第一支撑板31的下表面与支撑柱31的一端连接。
该第一支撑板31与一个或多个支撑柱32可以是一体化结构部件，例如通过热固一体成型。该第一支撑板31与一个或多个支撑柱32也可以是各自独立的结构部件，其可以根据需求进行灵活设置。
该异物检测板33可以是硬性印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)，也可以是柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)。该异物检测板33包括至少一个检测线圈，即至少一个检测线圈铺设在异物检测板33的基板上。该异物检测板33上开设有至少一个第一通孔331，该异物检测板33通过该至少一个第一通孔331套设在一个或多个支撑柱32上。一个或多个支撑柱32可以将第一支撑板所承受的力的部分，例如车轮碾压该异物检测组件时作用在第一支撑板上的力的部分，传导至支撑柱的另一端，从而减小第一支撑板所承受的力。由此，在不影响抗碾压性能的情况下，可以减小第一支撑板的厚度。该第一支撑板31的厚度可以小于或等于8毫米(mm)。例如，第一支撑板的厚度范围为8mm至2mm。第一支撑板的厚度减小使得异物检测板到第一支撑板的距离减小，进而使得异物检测板和落在第一支撑板上金属异物之间的距离减小。由上述论述检测线圈与金属异物之间的距离越近，金属异物的检测精度越高，所以通过本申请实施例的在第一支撑板上设置支撑柱以及设置开设有用于设置支撑柱的第一通孔的异物检测板，可以提高异物检测组件对金属异物的检测精度，从而提升异物检测组件的使用性能。
为了在第一支撑板被碾压时减少由于力的作用造成的异物检测板的损坏，本申请实施例的一个或多个支撑柱32中任意一个支撑柱的高度大于或等于异物检测板的厚度，从而使得支撑柱32的另一端可以与其他支撑部件接触，可以将第一支撑板上的力的部分传导至其他支撑部件，使得第一支撑板上的力均摊至其他支撑部分，进而在第一支撑板被碾压时可以减少第一支撑板所承受的力。由此，在不影响第一支撑板的抗碾压性能的情况下，可以减小第一支撑板的厚度。
该第一支撑板31与异物检测板33可以不接触。例如，如图3所示，该第一支撑板31与异物检测板33未接触，换言之，该第一支撑板31与异物检测板33之间存在间隙，这样设置可以在第一支撑板产生形变时避免对异物检测板33造成损坏，以提升异物检测组件的使用性能。该第一支撑板31与异物检测板33也可以面贴合，即第一支撑板31的下表面与异物检测板33面贴合。其中，二者可以通过螺纹连接、注塑等固定方式实现完全面贴合，也可以通过胶粘等固定方式实现非完全面贴合。通过设置第一支撑板31的下表面与异物检测板33面贴合，可以减小异物检测板到第一支撑板的距离，进而使得异物检测板和落在第一支撑板上金属异物之间的距离减小，从而提升异物检测的精度。
在一些实施例中，上述至少一个检测线圈可以包括至少一个线圈层的检测线圈，每个线圈层分布有至少一个检测线圈。至少一个线圈层沿异物检测板33的厚度方向堆叠设置。可选的，为了减少异物检测组件的检测盲区，可以设置不同线圈层中的检测线圈的大小、形状和排布，使得多个线圈层中的任意一个检测线圈的水平投影与另一个线圈层的检测线圈的水平投影存在重叠。举例而言，该检测线圈可以是圆形、矩形等形状。
该第一支撑板31包括多个非金属材料层。通过多个非金属材料层复合，以提升第一支撑板31的抗拉强度，从而提升异物检测组件的抗碾压性能。一种可实现方式，该多个非金属材料层包括第一非金属材料层和第二非金属材料层，即第一支撑板31由两种非金属材料复合而成。例如，第一非金属材料层包括玻璃纤维层或者芳纶纤维层，第二非金属材料层包括树脂层。
一种可实现方式，如图3所示，该第一非金属材料层311内嵌于第二非金属材料层312中，即第二非金属材料层312围设于第一非金属材料层311的四周。由多个非金属材料层复合而成的第一支撑板31具有高强度的特点，例如，第一支撑板31的强度是钢的数倍，从而实现轻薄的第一支撑板31具有较好的抗碾压性能。该第一非金属材料层还可以是编织布状，即采用编织工艺将玻璃纤维或芳纶纤维加工成布状结构，从而进一步提升第一支撑板31的抗碾压性能。通过本申请实施例的多个非金属材料层复合而成的第一支撑板31，可以在减薄第一支撑板的基础上保证第一支撑板的抗碾压性能，可以提高异物检测组件对金属异物的检测精度，从而提升异物检测组件的使用性能。
可选的，该第一支撑板31可以是支撑盖，该第一支撑板31可以包括盖板和侧壁，盖板和侧壁形成有一个腔体，上述至少一个支撑柱32的一端设置在腔体底面上，该异物检测板33位于该腔体内。该侧壁可以起到支撑作用，以减少异物检测板损坏。
在一些实施例中，上述磁场信号发射器也可以位于该腔体内。
本实施例，通过在第一支撑板上设置支撑柱以及设置开设有用于设置支撑柱的第一通孔的异物检测板，支撑柱可以将第一支撑板所承受的力的部分，传导至支撑柱的另一端，从而减小第一支撑板所承受的力。由此，在不影响抗碾压性能的情况下，可以减小第一支撑板的厚度，第一支撑板的厚度减小使得异物检测板到第一支撑板的距离减小，进而使得异物检测板和落在第一支撑板上金属异物之间的距离减小，可以提高异物检测组件对金属异物的检测精度，从而提升异物检测组件的使用性能。
本申请实施例的异物检测组件可以检测到细小金属异物，例如螺钉、回形针等。
图4为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的异物检测组件的结构示意图，该异物检测组件可以应用于上述无线充电系统的发射装置中，该异物检测组件设置在磁场信号发射器之上，用于检测发射装置和接收装置之间的金属异物。该异物检测组件可以包括：第一支撑板31、一个或多个支撑柱32和异物检测板33。
该异物检测组件所包括的各个部件以及部件之间的连接关系，可以参见图3所示实施例的解释说明，本实施例与图3所示实施例的区别在于，如图4所示，该异物检测组件还可以包括第二支撑板34。
上述一个或多个支撑柱32的另一端设置于第二支撑板34上，该异物检测板33位于第一支撑板31与第二支撑板34之间。
一个或多个支撑柱32可以将第一支撑板所承受的力的部分，例如车轮碾压该异物检测组件时作用在第一支撑板上的力的部分，传导至支撑柱的另一端，即本实施例的第二支撑板34，从而减小第一支撑板所承受的力。由此，在不影响抗碾压性能的情况下，可以减小第一支撑板的厚度。该第一支撑板31的厚度可以小于8毫米(mm)。例如，第一支撑板的厚度范围为4mm至2mm。第一支撑板的厚度减小使得异物检测板到第一支撑板的距离减小，进而使得异物检测板和落在第一支撑板上金属异物之间的距离减小。由上述论述检测线圈与金属异物之间的距离越近，金属异物的检测精度越高，所以通过本申请实施例的在第一支撑板上设置支撑柱、支撑柱通过异物检测板的第一通孔，设置到第二支撑板上，可以提高异物检测组件对金属异物的检测精度，从而提升异物检测组件的使用性能。
该第二支撑板34与支撑柱32连接的一面可以是正方形、长方形、圆形等任意形状。该第二支撑板34与支撑柱32连接的一面的尺寸可以小于或等于第一支撑板的上表面。例如，如图4所示该第二支撑板34与支撑柱32连接的一面的尺寸等于第一支撑板的上表面。再例如，支撑柱32集中位于第一支撑板的下表面的中心区域，该第二支撑板34与所有支撑柱32均连接即可,该第二支撑板34与支撑柱32连接的一面的尺寸可以小于第一支撑板的上表面。
该第二支撑板31与一个或多个支撑柱32可以是一体化结构部件，也可以是各自独立的结构部件，其可以根据需求进行灵活设置。
在一些实施例中，异物检测板33可以与第二支撑板31面贴合，即异物检测板33放置在第二支撑板31上。第二支撑板31在对支撑柱32和异物检测板33起到支撑作用。
本实施例，通过在第一支撑板上设置支撑柱、设置开设有用于设置支撑柱的第一通孔的异物检测板以及第二支撑板，支撑柱可以将第一支撑板所承受的力的部分，传导至第二支撑板，从而减小第一支撑板所承受的力。由此，在不影响抗碾压性能的情况下，可以减小第一支撑板的厚度，第一支撑板的厚度减小使得异物检测板到第一支撑板的距离减小，进而使得异物检测板和落在第一支撑板上金属异物之间的距离减小，可以提高异物检测组件对金属异物的检测精度，从而提升异物检测组件的使用性能。
图5为本申请实施例提供的一种无线充电系统的发射装置的结构示意图，如图5所示，该发射装置可以包括异物检测组件30和磁场信号发射器40，该磁场信号发射器40用于通过交变磁场向无线充电系统的接收装置进行无线能量传输，该异物检测组件30设置在磁场信号发射器40之上，即磁场信号发射器的靠近接收装置的一侧，该异物检测组件30用于对接收装置和磁场信号发射器40之间的金属异物进行检测。例如，该磁场信号发射器可以是如图2所示的功率发射模块1010a2。该异物检测组件30可以采用上述任一实施例的异物检测组件的结构。
该磁场信号发射器40可以包括发射线圈和磁芯。在一些实施例中，该磁场信号发射器40还可以包括屏蔽板。
在一些实施例中，该发射装置还可以包括散热器50，该散热器50设置在磁场信号发射器40的远离接收装置的一侧，换言之，磁场信号发射器位于异物检测组件30和散热器50之间。该散热器50用于磁场信号发射器40散热。磁场信号发射器40可以将自身产生的热量传导至散热器50，以提升磁场信号发射器40的运行安全性和可靠性，从而提升无线充电系统的发射装置的使用性能。
该散热器可以包括散热齿、散热孔或热管中至少一项，散热齿、散热孔或热管中至少一项用于传导磁场信号发射器所产生的热量。
本实施例，通过设置上述任一实施例的异物检测组件，可以在不影响抗碾压性能的情况下，减小第一支撑板的厚度，第一支撑板的厚度减小使得异物检测板到第一支撑板的距离减小，进而使得异物检测板和落在第一支撑板上金属异物之间的距离减小，可以提高异物检测组件对金属异物的检测精度，从而提升无线充电系统的发射装置的使用性能。
上述任一实施例中的一个或多个支撑柱32的分布形式可以有很多种，其中，包括一个支撑柱32分布于第一支撑板的31中心位置、多个支撑柱32分布于第一支撑板31的中心区域、或多个支撑柱32以阵列形式均匀分布在第一支撑板31上，其具体分布形式本申请实施例不一一举例说明。需要说明的是，支撑柱通常分布在第一支撑板在压力作用下较易产生形变的地方，例如，第一支撑板的中心区域。
下面以两种不同分布形式的异物检测组件为例，对本申请实施例提供的无线充电系统的发射装置的部件和连接关系进行解释说明。
分布形式一：多个支撑柱32分布于第一支撑板31的中心区域。
图6A为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的发射装置的拆分结构示意图，图6B为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的发射装置的结构示意，结合图6A和图6B所示，该发射装置可以包括异物检测组件30、磁场信号发射器40和散热器50，该异物检测组件30、磁场信号发射器40和散热器50从发射装置的高度方向自上而下堆叠设置。
该异物检测组件30可以包括第一支撑板31、多个支撑柱32和异物检测板33，该多个支撑柱32分布于第一支撑板31的中心区域。如上所述该多个支撑柱32中任一支撑柱32的一端与第一支撑板31的下表面连接。示例性的，该第一支撑板31和多个支撑柱32可以通过热固一体成型。该第一支撑板31的厚度可以小于或等于8mm。该多个支撑柱32可以包括一个第一支撑柱321和四个第二支撑柱322。第一支撑柱322的直径大于第二支撑柱322。该第一支撑柱321位于第一支撑板321的中心位置，该四个第二支撑柱322位于第一支撑柱321的四周。可选的，该四个第二支撑柱322的位置关于第一支撑柱321的位置中心对称。该第一支撑柱321的直径可以小于20mm。
本实施例将多个支撑柱32设置在第一支撑板31的下表面的中心区域，可以给异物检测板33的检测线圈提供更大的分布空间，使得异物检测板33的检测线圈可以灵活合理分布，以减少检测盲区。
在一些实施例中，该第一支撑板31可以是第一非金属材料层和树脂层复合而成，该第一非金属层可以是玻璃纤维层或者芳纶纤维层。示例性的，可以采用对位芳纶或长丝状玻璃材料，并经编织工艺加工成布状结构后嵌入树脂中一体固化得到超高强度(强度是钢的数倍)的该第一支撑板31，该第一支撑板31的厚度小于或等于8mm，来保证较薄的第一支撑板的抗碾压性能。
该异物检测板33可以由PCB制成，包括2个线圈层、每层线圈层内嵌不完全等间距分布的多个检测线圈。2个线圈层沿异物检测板33的厚度方向堆叠设置。上下两个线圈层中任一线圈的水平投影均与另一个线圈层的线圈的水平投影存在相交，即存在重叠区域。堆叠设置的2个线圈层可以有效减少异物检测盲区，实现更小尺寸的异物的识别检测。该异物检测板33的中心区域设置有与上述多个支撑柱32相匹配的第一通孔331。例如，本实施例中，与一个第一支撑柱321和四个第二支撑柱322相匹配的五个第一通孔331。异物检测板33通过该五个第一通孔331套设在第一支撑柱321和四个第二支撑柱322上。
举例而言，该2个线圈层中任一线圈层可以设置12x12个尺寸不完全相同的圆环线圈，该圆环线圈作为本实施例的检测线圈。该圆环线圈的形式、大小和分布形式可以根据磁场信号发射器的发射线圈上方磁场分布情况进行合理设置。
在一些实施例，异物检测板33可以与第一支撑板31的下表面通过背胶粘接。
该磁场信号发射器40可以位于异物检测板33与散热器50之间的空腔中。该磁场信号发射器通过与散热器的侧壁(腔内壁)直接接触或与导热介质接触中至少一项，传导热量至散热器散热。
该磁场信号发射器40可以包括发射线圈41、磁芯42和屏蔽板43。如图6A所示，该发射线圈41可以是环形线圈，上述第一支撑柱321和四个第二支撑柱322可以穿过该发射线圈41的中心孔。本实施例的磁芯42和屏蔽板43上可以开设有与上述第一支撑柱321和四个第二支撑柱322匹配的通孔，以便上述第一支撑柱321和四个第二支撑柱322可以穿过该发射线圈41、磁芯42和屏蔽板43，与散热器50的五个中心柱51同轴且柱面接触。例如，磁芯42上的五个第二通孔421和屏蔽板43的五个第三通孔431，磁芯42通过第二通孔421、屏蔽板43通过第三通孔431套设在上述第一支撑柱321和四个第二支撑柱322上。
该屏蔽板43可以是金属板，例如，铝板，以使得发射线圈所产生的磁场向接收装置方向传输。
一种可实现方式，该磁场信号发射器通过与导热介质接触传导热量，该导热介质为散热器50的散热齿52。该磁场信号发射器的屏蔽板43与散热器50的散热齿52接触，以便将发射线圈41所产生的热量传递至散热齿52，通过散热齿52散热。散热器50还可以包括一个或多个散热孔53。该一个或多个散热孔53设置在散热器50的侧壁，该一个或多个散热孔53可以使得散热器50内部与外部的空气流通。该散热齿也可以称为散热片，多由铝合金，黄铜或青铜做成板状、片状、或多片状等。在一些实施例中，可以设置散热齿的平面与散热孔53的开口垂直，以便空气流从散热孔53进入散热器中，经过散热齿的平面，从散热孔53到散热器外部，从而带走散热齿的热量。在一些实施例中，多个散热孔53可以设置在散热器50的两个相对的侧壁，以便空气流从一个侧壁的散热孔53进入，从相对的另一个侧壁的散热孔53流出，以起到散热作用。
可选的，散热器50还可以与第一支撑板31可拆卸连接，以装配形成本实施例的发射装置。例如，该散热器50与第一支撑板31的四周均设置有装配面，该散热器50与第一支撑板31在装配面通过螺钉连接。
本实施例，通过在第一支撑板的中心区域设置多个支撑柱以及设置开设有用于设置支撑柱的第一通孔的异物检测板，支撑柱可以将第一支撑板所承受的力的部分，传导至散热器的中心柱，从而减小第一支撑板所承受的力。由此，在不影响抗碾压性能的情况下，可以减小第一支撑板的厚度，第一支撑板的厚度减小使得异物检测板到第一支撑板的距离减小，进而使得异物检测板和落在第一支撑板上金属异物之间的距离减小，可以提高异物检测组件对金属异物的检测精度，从而提升异物检测组件的使用性能。散热器在起到支撑作用的同时，对磁场信号发射器起散热作用，以提升磁场信号发射器的运行安全性和可靠性，从而提升无线充电系统的发射装置的使用性能。
通过多个非金属材料层复合而成的第一支撑板，使得较薄的第一支撑板具有较好的抗碾压性能，以减小异物检测组件在压力作用下所产生的形变，避免异物检测组件的异物检测板的损坏。本实施例可以实现一种结构轻薄化的异物检测组件。
分布形式二：多个支撑柱32以阵列形式均匀分布在第一支撑板31上。
图7A为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的发射装置的拆分结构示意图，图7B为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的发射装置的结构示意，结合图7A和图7B所示，该发射装置可以包括异物检测组件30、磁场信号发射器40和散热器50，该异物检测组件30、磁场信号发射器40和散热器50从发射装置的高度方向自上而下堆叠设置。
本实施例的异物检测组件30可以包括第一支撑板31、多个支撑柱32、异物检测板33和第二支撑板34，该多个支撑柱32以阵列形式均匀分布在第一支撑板31上。如上所述该多个支撑柱32中任一支撑柱32的一端与第一支撑板31的下表面连接，该任一支撑柱32的另一端与第二支撑板34的上表面连接，该第二支撑板34的上表面为该第二支撑板34的靠近第一支撑板31的一面。示例性的，一种可实现方式，该第一支撑板31和多个支撑柱32可以通过热固一体成型。另一种可实现方式，该第二支撑板34和多个支撑柱32可以通过热固一体成型。又一种可实现方式，该第一支撑板31、多个支撑柱32以及第二支撑板34可以通过热固一体成型。该第一支撑板31的厚度可以小于8mm。该第二支撑板34的厚度可以小于第一支撑板31的厚度。由于本实施例的异物检测组件30设置有第二支撑板34，所以相较于图6A所示实施例的第一支撑板，本实施例可以进一步减小第一支撑板31的厚度，例如，第一支撑板31的厚度范围可以为4mm至2mm，从而提升异物检测精度。
例如，如图7A所示，该多个支撑柱32为14x8个支撑柱，即分布成14x8的阵列形式。通过阵列形式均匀分布的多个支撑柱，可以将第一支撑板所承受的力的部分，例如车轮碾压该异物检测组件时作用在第一支撑板上的力的部分，均匀传导至第二支撑板，从而减小第一支撑板所承受的力。由此，在不影响抗碾压性能的情况下，可以减小第一支撑板的厚度。
在一些实施例中，该第一支撑板31可以是第一非金属材料层和树脂层复合而成，该第一非金属层可以是玻璃纤维层或者芳纶纤维层。示例性的，可以采用对位芳纶或长丝状玻璃材料，并经编织工艺加工成布状结构后嵌入树脂中一体固化得到超高强度(强度是钢的数倍)的该第一支撑板31，该第一支撑板31的厚度小于8mm，来保证较薄的第一支撑板的抗碾压性能。
该异物检测板33可以由PCB制成，包括4个线圈层、每个线圈层内嵌多个检测线圈。4个线圈层沿异物检测板33的厚度方向堆叠设置。相邻两个线圈层中任一线圈的水平投影均与另一个线圈层的线圈的水平投影存在相交，即存在重叠区域。堆叠设置的4个线圈层可以有效减少异物检测盲区，实现更小尺寸的异物的识别检测。
在一些实施例中，每个线圈层的多个检测线圈包括第一检测线圈和第二检测线圈，该第一检测线圈所占面积等于该第二检测线圈所占面积的N倍，该第二检测线圈的中心设有M个第一通孔，该第一检测线圈的中心设有M*N个第一通孔，N为大于或等于2的整数，M为任意正整数。
示例性的，以图7A所示的分布成14x8的阵列形式分布的多个支撑柱为例做进一步举例说明，本申请实施例还提供与图7A所示的支撑柱相匹配的异物检测板的检测线圈分布，一种示例，以与图7A所示的阵列形式分布的多个支撑柱中的部分支撑柱相匹配的异物检测板的检测线圈分布为例进行举例说明，例如，这里以其中4x4的部分支撑柱为例，与该4x4的部分支撑柱相匹配的检测线圈分布可以参见图8所示。图8为本申请实施例提供的一种相邻两个线圈层的检测线圈的局部示意图，每个线圈层分布不同长度但相同宽度的第一检测线圈和第二检测线圈。这里，以第一检测线圈的长度等于第二检测线圈的长度的两倍为例进行举例说明，即该第一检测线圈所占面积等于第二检测线圈所占面积的两倍(N＝2)。如图8所示，以4行检测线圈为例，相邻两个线圈层中的一个线圈层(图8中的(a))的检测线圈分布为，第一行一个第一检测线圈和两个第二检测线圈，第二行与第一行采用相同的分布，第三行两个第二检测线圈和一个第一检测线圈，第四行与第三行采用相同的分布。该相邻两个线圈层中的另一个线圈层(图8中的(b))的检测线圈分布为，第一行两个第二检测线圈和一个第一检测线圈，第二行与第一行采用相同的分布，第三行一个第一检测线圈和两个第二检测线圈，第四行与第三行采用相同的分布。相邻两个线圈层的上述分布方式的层叠效果图如图8的(c)的示意图，相邻的两层线圈层中其中一个线圈层的第二检测线圈的水平投影均与相邻另一个线圈层的第一检测线圈的水平投影相交(有重叠区域)。本示例中，每个第一检测线圈中心开有可供2个支撑柱32贯穿通过的通孔。每个第二检测线圈中心开有可供1个支撑柱32贯穿通过的通孔(M＝1)。第一检测线圈的数量与第二检测线圈的数量的比值为1:2，以使得堆叠设置的2个线圈层可以有4x4个通孔，以便上述4x4个支撑柱可以贯穿通过异物检测板。
需要说明的是上述图8所示的检测线圈分布仅为一种示意性举例说明，与图7A所示的支撑柱相匹配的异物检测板的检测线圈分布还可以是其他分布形态，每一层线圈层的检测线圈的形式、大小和分布形式可以根据磁场信号发射器的发射线圈上方磁场分布情况进行合理设置，本申请实施例不一一举例说明。
在一些实施例，异物检测板33可以与第一支撑板31的下表面通过背胶粘接。
本实施例中，该第一支撑板31可以是支撑盖，即如图7B所示，该第一支撑板31包括底面和侧壁，第一支撑板31的开口朝向散热器50，该侧壁可以设置在散热器50上。该第一支撑板31与散热器50形成空腔，磁场信号发射器40可以位于该空腔中。该磁场信号发射器通过与散热器的盖板，即屏蔽板43接触，传导热量至散热器散热。该屏蔽板43可以是金属板，例如，铝板，以使得发射线圈所产生的磁场向接收装置方向传输。
该磁场信号发射器40可以包括发射线圈41和磁芯42。如图7A所示，该发射线圈41可以是环形线圈。
一种可实现方式，该屏蔽板43通过与导热介质接触传导热量，该导热介质为散热器50的散热齿52。该屏蔽板43与散热器50的散热齿52接触，以便将发射线圈41所产生的热量传递至散热齿52，通过散热齿52散热。散热器50还可以包括一个或多个散热孔53。该一个或多个散热孔53设置在散热器50的侧壁，该一个或多个散热孔53可以使得散热器50内部与外部的空气流通。该散热齿也可以称为散热片，多由铝合金，黄铜或青铜做成板状、片状、或多片状等。在一些实施例中，可以设置散热齿的平面与散热孔53的开口垂直，以便空气流从散热孔53进入散热器中，经过散热齿的平面，从散热孔53到散热器外部，从而带走散热齿的热量。在一些实施例中，多个散热孔53可以设置在散热器50的两个相对的侧壁，以便空气流从一个侧壁的散热孔53进入，从相对的另一个侧壁的散热孔53流出，以起到散热作用。
本实施例，通过在第一支撑板的设置阵列分布形式的多个支撑柱、设置开设有用于设置支撑柱的通孔的异物检测板以及第二支撑板，支撑柱可以将第一支撑板所承受的力的部分，传导至第二支撑板，从而减小第一支撑板所承受的力。由此，在不影响抗碾压性能的情况下，可以减小第一支撑板的厚度，第一支撑板的厚度减小使得异物检测板到第一支撑板的距离减小，进而使得异物检测板和落在第一支撑板上金属异物之间的距离减小，可以提高异物检测组件对金属异物的检测精度，从而提升异物检测组件的使用性能。散热器在起到支撑作用的同时，对磁场信号发射器起散热作用，以提升磁场信号发射器的运行安全性和可靠性，从而提升无线充电系统的发射装置的使用性能。
通过多个非金属材料层复合而成的第一支撑板，使得较薄的第一支撑板具有较好的抗碾压性能，以减小异物检测组件在压力作用下所产生的形变，避免异物检测组件的异物检测板的损坏。本实施例可以实现一种结构轻薄化的异物检测组件。
需要说明的是，本申请实施例以图6A和图7A所示的发射装置为例进行举例说明，发射装置还可以是其他结构形式，例如，采用如图6A所示的第一支撑板和异物检测板，采用如图7A所示的第二支撑板、磁场信号发射器和散热器组合形成无线充电系统的发射装置，本申请实施例不一一举例说明。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (22)

1.一种无线充电系统的异物检测组件，其特征在于，所述异物检测组件应用于所述无线充电系统的发射装置中，所述异物检测组件设置在磁场信号发射器之上，用于检测所述发射装置与接收装置之间的金属异物，所述异物检测组件包括：
第一支撑板、至少一个支撑柱和异物检测板；
所述至少一个支撑柱的一端设置在所述第一支撑板上；
所述异物检测板包括至少一个检测线圈和至少一个第一通孔，所述异物检测板通过所述至少一个第一通孔套设于所述支撑柱上，所述至少一个检测线圈用于检测所述金属异物。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述至少一个支撑柱中任意一个支撑柱的高度大于或等于所述异物检测板的厚度。
3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述第一支撑板与所述异物检测板面贴合。
4.根据权利要求1至3任一项所述的组件，其特征在于，所述至少一个检测线圈包括一个或多个线圈层的检测线圈，每个线圈层分布有多个检测线圈，所述多个线圈层沿所述异物检测板的厚度方向堆叠设置，所述多个线圈层中的任意一个线圈层中的任意一个检测线圈的水平投影与所述多个线圈层中的另一个线圈层的检测线圈的水平投影存在重叠。
5.根据权利要求1至4任一项所述的组件，其特征在于，所述至少一个支撑柱设置于所述第一支撑板的中心区域。
6.根据权利要求1至4任一项所述的组件，其特征在于，多个支撑柱以阵列形式分布在所述第一支撑板上。
7.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，所述至少一个检测线圈包括多个线圈层的检测线圈，每个线圈层的检测线圈包括第一检测线圈和第二检测线圈，所述第一检测线圈所占面积等于所述第二检测线圈所占面积的N倍，所述第二检测线圈的中心设有M个所述第一通孔，所述第一检测线圈的中心设有M*N个所述第一通孔，N为大于或等于2的整数，M为任意正整数；
所述多个线圈层中的任意一个线圈层中的任意一个第二检测线圈的水平投影与所述多个线圈层中的另一个线圈层的第一检测线圈的水平投影存在重叠。
8.根据权利要求1至7任一项所述的组件，其特征在于，所述组件还包括第二支撑板，所述至少一个支撑柱的另一端设置于所述第二支撑板上，所述异物检测板位于所述第一支撑板与第二支撑板之间。
9.根据权利要求8所述的组件，其特征在于，所述第二支撑板与所述异物检测板面贴合。
10.根据权利要求1至9任一项所述的组件，其特征在于，所述第一支撑板包括多个非金属材料层。
11.根据权利要求10所述的组件，其特征在于，所述多个非金属材料层包括第一非金属材料层和第二非金属材料层，所述第一非金属材料层为编织布状，所述第二非金属材料层围设于所述第一非金属材料层的四周。
12.根据权利要求11所述的组件，其特征在于，所述第一非金属材料层包括玻璃纤维层或者芳纶纤维层，第二非金属材料层包括树脂层。
13.根据权利要求1至12任一项所述的组件，其特征在于，所述第一支撑板为支撑盖，所述至少一个支撑柱的一端设置在所述支撑盖的腔体底面上，所述异物检测板位于所述支撑盖的腔体内。
14.一种无线充电系统的发射装置，其特征在于，所述发射装置包括磁场信号发射器和如权利要求1至13任一项所述的异物检测组件；
所述磁场信号发射器用于通过交变磁场向无线充电系统的接收装置进行无线能量传输。
15.根据权利要求14所述的发射装置，其特征在于，所述发射装置还包括散热器，所述磁场信号发射器设置于所述异物检测组件与所述散热器之间，所述散热器用于所述磁场信号发射器散热。
16.根据权利要求15所述的发射装置，其特征在于，所述发射装置还包括屏蔽板，所述屏蔽板用于使得无线能量向所述接收装置的方向传输，所述屏蔽板设置于所述散热器与所述磁场信号发射器之间。
17.根据权利要求16所述的发射装置，其特征在于，所述发射装置还包括逆变电路板，所述屏蔽板与所述散热器为一体化结构，且所述屏蔽板与所述散热器形成空腔，所述空腔用于设置所述逆变电路板。
18.根据权利要求16或17所述的发射装置，其特征在于，所述磁场信号发射器包括发射线圈和磁芯，所述磁芯上设置有至少一个第二通孔，所述磁芯通过所述至少一个第二通孔套设于所述支撑柱上。
19.根据权利要求18所述的发射装置，其特征在于，所述屏蔽板上设置有至少一个第三通孔，所述屏蔽板通过所述至少一个第三通孔套设于所述支撑柱上，所述支撑柱与所述散热器的中心柱同轴且柱面接触，所述屏蔽板与所述散热器接触。
20.根据权利要求18所述的发射装置，其特征在于，所述支撑柱与所述屏蔽板接触，所述屏蔽板与所述散热器接触。
21.根据权利要求15至20任一项所述的发射装置，其特征在于，所述散热器包括散热齿、散热孔或热管中至少一项，所述散热齿、散热孔或热管中至少一项用于传导所述磁场信号发射器所产生的热量。
22.一种无线充电系统，其特征在于，包括接收装置和如权利要求14至21任一项所述的发射装置。
CN202011360929.7A 2020-11-27 2020-11-27 无线充电系统的异物检测组件、发射装置以及无线充电系统 Pending CN112550013A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011360929.7A CN112550013A (zh) 2020-11-27 2020-11-27 无线充电系统的异物检测组件、发射装置以及无线充电系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011360929.7A CN112550013A (zh) 2020-11-27 2020-11-27 无线充电系统的异物检测组件、发射装置以及无线充电系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112550013A true CN112550013A (zh) 2021-03-26

Family

ID=75046465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011360929.7A Pending CN112550013A (zh) 2020-11-27 2020-11-27 无线充电系统的异物检测组件、发射装置以及无线充电系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112550013A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113949171A (zh) * 2021-11-17 2022-01-18 重庆前卫无线电能传输研究院有限公司 轨道式无线充电拾取器及其成型方法
CN114489053A (zh) * 2021-12-30 2022-05-13 南京苏美达智能技术有限公司 一种智能割草机红外测温控制方法
CN115180364A (zh) * 2022-08-01 2022-10-14 宁夏广天夏科技股份有限公司 基于gmi磁传感器的矿用输送带异物监测装置及方法
DE102021205980A1 (de) 2021-06-11 2022-12-15 Mahle International Gmbh Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung
DE102021205979A1 (de) 2021-06-11 2022-12-15 Mahle International Gmbh Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung
CN114489053B (zh) * 2021-12-30 2024-05-03 南京苏美达智能技术有限公司 一种智能割草机红外测温控制方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130147427A1 (en) * 2011-09-07 2013-06-13 Solace Power Inc. Wireless electric field power transmission system and method
EP2827473A1 (en) * 2012-03-14 2015-01-21 Panasonic Corporation Electricity supply device, electricity reception device, and electricity supply system
CN106489082A (zh) * 2014-05-07 2017-03-08 无线电力公司 无线能量传送系统中的异物检测
CN107591903A (zh) * 2017-09-05 2018-01-16 中惠创智无线供电技术有限公司 用于电力无线传输系统的异物清除设备及其使用方法
CN107872103A (zh) * 2016-09-23 2018-04-03 苹果公司 用于无线充电垫的结构框架
CN109149792A (zh) * 2017-06-28 2019-01-04 乐金电子研发中心(上海)有限公司 金属异物检测系统及其检测金属异物的方法
WO2019057777A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 Prodrive Technologies B.V. DEVICE AND METHOD FOR FOREIGN OBJECT DETECTION IN WIRELESS POWER TRANSFER
CN110077249A (zh) * 2019-06-06 2019-08-02 北京有感科技有限责任公司 电动汽车无线充电的生物监测系统及方法
US20200070673A1 (en) * 2017-07-05 2020-03-05 Ihi Corporation Coil device
CN111082537A (zh) * 2019-12-30 2020-04-28 北京有感科技有限责任公司 异物检测设备和无线充电系统
CN111095731A (zh) * 2017-09-14 2020-05-01 阿莫先恩电子电器有限公司 无线电力发射装置
CN211493675U (zh) * 2019-11-12 2020-09-15 上海纵青新能源科技有限公司 支撑结构
CN111835095A (zh) * 2020-06-19 2020-10-27 华为技术有限公司 异物检测装置及无线充电发射端设备

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130147427A1 (en) * 2011-09-07 2013-06-13 Solace Power Inc. Wireless electric field power transmission system and method
EP2827473A1 (en) * 2012-03-14 2015-01-21 Panasonic Corporation Electricity supply device, electricity reception device, and electricity supply system
CN106489082A (zh) * 2014-05-07 2017-03-08 无线电力公司 无线能量传送系统中的异物检测
CN107872103A (zh) * 2016-09-23 2018-04-03 苹果公司 用于无线充电垫的结构框架
CN109149792A (zh) * 2017-06-28 2019-01-04 乐金电子研发中心(上海)有限公司 金属异物检测系统及其检测金属异物的方法
US20200070673A1 (en) * 2017-07-05 2020-03-05 Ihi Corporation Coil device
CN107591903A (zh) * 2017-09-05 2018-01-16 中惠创智无线供电技术有限公司 用于电力无线传输系统的异物清除设备及其使用方法
CN111095731A (zh) * 2017-09-14 2020-05-01 阿莫先恩电子电器有限公司 无线电力发射装置
WO2019057777A1 (en) * 2017-09-22 2019-03-28 Prodrive Technologies B.V. DEVICE AND METHOD FOR FOREIGN OBJECT DETECTION IN WIRELESS POWER TRANSFER
CN110077249A (zh) * 2019-06-06 2019-08-02 北京有感科技有限责任公司 电动汽车无线充电的生物监测系统及方法
CN211493675U (zh) * 2019-11-12 2020-09-15 上海纵青新能源科技有限公司 支撑结构
CN111082537A (zh) * 2019-12-30 2020-04-28 北京有感科技有限责任公司 异物检测设备和无线充电系统
CN111835095A (zh) * 2020-06-19 2020-10-27 华为技术有限公司 异物检测装置及无线充电发射端设备

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021205980A1 (de) 2021-06-11 2022-12-15 Mahle International Gmbh Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung
DE102021205979A1 (de) 2021-06-11 2022-12-15 Mahle International Gmbh Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung
CN113949171A (zh) * 2021-11-17 2022-01-18 重庆前卫无线电能传输研究院有限公司 轨道式无线充电拾取器及其成型方法
CN114489053A (zh) * 2021-12-30 2022-05-13 南京苏美达智能技术有限公司 一种智能割草机红外测温控制方法
CN114489053B (zh) * 2021-12-30 2024-05-03 南京苏美达智能技术有限公司 一种智能割草机红外测温控制方法
CN115180364A (zh) * 2022-08-01 2022-10-14 宁夏广天夏科技股份有限公司 基于gmi磁传感器的矿用输送带异物监测装置及方法
CN115180364B (zh) * 2022-08-01 2024-02-27 宁夏广天夏科技股份有限公司 基于gmi磁传感器的矿用输送带异物监测装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112550013A (zh) 无线充电系统的异物检测组件、发射装置以及无线充电系统
US11843259B2 (en) Power feeding device, power receiving device, and wireless power feed system
CN106899088B (zh) 用于无线电力传送器的传输线圈模块
EP3568718B1 (en) Foreign object detection using heat sensitive material and inductive sensing
US11689056B2 (en) Transmitting assembly for a universal wireless charging device and a method thereof
EP2410631B1 (en) Contactless power receiving device, contactless power transmitting device, contactless power supply system, and vehicle
JP5673810B2 (ja) 受電装置、送電装置および電力伝送システム
EP2546999B1 (en) Wireless power transmitting device for wireless power communication system
US8796990B2 (en) System and method for inductively transferring AC power and self alignment between a vehicle and a recharging station
EP3128524B1 (en) Power transmission apparatus and power reception apparatus
KR101750149B1 (ko) 차량
US20190006826A1 (en) Reinforced base pad cover
WO2012165244A1 (ja) 非接触給電装置
US10018516B2 (en) Foreign matter detection device
CN105164771A (zh) 具有减小厚度的车辆充电垫
KR20140144699A (ko) 무선 전력 전송 장치 및 제조 방법
US10090717B2 (en) Power receiving device and power feeding device
EP3082141B1 (en) Power receiving device and power transmitting device
US20150028687A1 (en) Power transmitting device, power receiving device and power transfer system
WO2014136545A1 (ja) 非接触電力伝送装置及び非接触電力伝送方法
WO2015072574A1 (ja) 受電装置および送電装置
EP3503348B1 (en) Wireless power transmission device
JP2000341887A (ja) 給電用カプラ、給電装置、受電器及び電磁誘導型非接触充電装置
JP6589759B2 (ja) コイル装置
WO2013150784A1 (ja) コイルユニット及びコイルユニットを備える電力伝送装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210326

RJ01 Rejection of invention patent application after publication