CN114498960A - 一种异物检测装置、方法及无线电能传输系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及无线电能传输技术领域，提供了一种异物检测装置、方法及无线电能传输系统，其中异物检测装置包括：至少一组线圈组，所述线圈组由若干对反相串联的检测线圈并联形成，至少一组所述线圈组沿第一方向排列，所述线圈组的检测线圈沿垂直于所述第一方向的第二方向排列；主动激励线圈，至少一组所述线圈组设置于所述主动激励线圈表面，所述主动激励线圈用于为所述检测线圈提供交流激励信号；异物检测电路，所述异物检测电路用于根据各所述检测线圈产生的感应信号检测所述线圈组所对应的检测区域是否存在异物。本申请解决了现有无线充电安全性较低的问题。

Description

一种异物检测装置、方法及无线电能传输系统

技术领域

本申请涉及无线电能传输技术领域，特别涉及一种异物检测装置、方法及无线电能传输系统。

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。电动汽车以车载电源为动力，其充电方法通常包括接触式充电和无线充电。其中，无线充电与接触式充电相比，具有使用方便、无火花及触电危险、无机械磨损、便于实现无人自动充电和移动式充电等优点，将可能成为未来电动汽车充电的主流方式。

无线充电技术通过埋设在地表的发射线圈与安装在受电设备底盘的接收线圈间的电磁耦合来进行电能传输，进而对电池进行充电。发射线圈与接收线圈之间有空气间隙，因而可能会进入异物；当有金属异物(如金属碎片、硬币、易拉罐等)进入由发射线圈和接收线圈组成的能量传输区域时，将可能阻碍能量传输或者降低能量传输效率，甚至由于涡流效应，金属异物被持续加热升温可能会发生自燃或燃烧其他物品等安全性问题，因此，为了保证安全性，有必要进行异物检测。

发明内容

本申请实施例提供一种异物检测装置、方法及无线电能传输系统，解决了现有无线充电安全性较低的问题。

本发明是这样实现的，一种异物检测装置，应用于无线电能传输系统，包括至少一组线圈组、主动激励线圈和异物检测电路；

其中，所述线圈组由若干对反相串联的检测线圈并联形成，至少一组所述线圈组沿第一方向排列，所述线圈组的检测线圈沿垂直于所述第一方向的第二方向排列；至少一组所述线圈组设置于所述主动激励线圈表面，所述主动激励线圈用于为所述检测线圈提供交流激励信号；所述异物检测电路用于根据各所述检测线圈产生的感应电压信号检测所述线圈组所对应的检测区域是否存在异物。

根据本申请实施例提供的异物检测装置，设置在无线电能传输系统中，通过主动激励线圈为线圈组提供交流激励信号，线圈组的检测线圈生成感应电压信号，利用异物检测电路根据感应电压信号检测线圈组对应的检测区域是否存在异物，这样在检测到异物的情况下就可以及时排除异物，从而可以提高无线充电的安全性和充电效率；单独设置主动激励线圈来提供交流激励信号可以实现不依赖于发射线圈的独立检测异物的功能，从而使得异物检测装置的灵敏度高，检测效果更好。

在其中一个实施例中，所述异物检测电路包括谐振电路、多路信号处理电路、模数转换电路、微控制器、电源电路和异物报警电路；

至少一组所述线圈组的信号输出端均与所述谐振电路电连接，所述多路信号处理电路分别与所述谐振电路和所述模数转换电路电连接，所述模数转换电路、所述电源电路和所述异物报警电路均与所述微控制器电连接。

在其中一个实施例中，所述异物检测装置还包括多路复用器，所述多路复用器的输入端与所述微控制器电连接，所述多路复用器的输出端分别与至少一组所述线圈组电连接。

在其中一个实施例中，所述主动激励线圈由两个大小相等、匝数相同且绕向相反的子线圈串联组成。

在其中一个实施例中，所述子线圈和所述检测线圈均为矩形。

在其中一个实施例中，所述子线圈的长度与所述检测线圈的长度的比值为整数；

所述子线圈的宽度与所述检测线圈的宽度的比值为整数。

本申请实施例还提供了一种异物检测方法，应用于如上述任一实施例所述的异物检测装置的异物检测电路，包括：

依次获取至少一组所述线圈组中的所述检测线圈产生的感应电压信号；

对每一个所述线圈组的感应电压信号进行处理；

将处理后的每一个所述线圈组的感应电压信号依次与预设电压阈值进行比较，检测每一个所述线圈组对应的检测区域是否存在异物。

在其中一个实施例中，对每一个所述线圈组的感应电压信号进行处理，包括：

计算每一个所述线圈组中的其中一对检测线圈产生的正相感应电压和反相感应电压的感应电压差。

在其中一个实施例中，将处理后的每一个所述线圈组的感应电压信号依次与预设电压阈值进行比较，检测每一个所述线圈组对应的检测区域是否存在异物，包括：

将每一个所述线圈组的感应电压差分别与预设电压阈值进行比较；

如果所述线圈组的感应电压差大于所述预设电压阈值，则所述线圈组对应的检测区域存在异物；

如果所述线圈组的感应电压差小于或等于所述预设电压阈值，则所述线圈组对应的检测区域无异物。

本申请实施例还提供了一种无线电能传输系统，包括能量发射装置、能量接收装置以及如上述任一实施例所述的异物检测装置，所述能量发射装置包括直流电压、逆变电路以及发射线圈，所述逆变电路分别与所述直流电压和所述发射线圈电连接；所述能量接收装置包括整流电路、蓄电电路以及接收线圈，所述整流电路分别与所述接收线圈和蓄电电路电连接；所述主动激励线圈和所述线圈组均位于所述发射线圈和所述接收线圈之间，且所述主动激励线圈设置于所述发射线圈的表面。

本申请提供的异物检测装置、方法及无线电能传输系统的有益效果在于：与现有技术相比，本申请的线圈组的检测线圈生成感应电压信号，利用异物检测电路检测异物进入能量传输区域前后线圈组的感应电压信号变化情况来检测线圈组对应的检测区域是否存在异物，这样在检测到异物的情况下就可以及时排除异物，从而可以提高无线充电的安全性和充电效率；单独设置主动激励线圈来为检测线圈提供交流激励信号可以使异物检测装置不依赖于发射线圈而独立的完成检测异物的功能，从而使得异物检测装置的灵敏度高，检测效果更好。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种异物检测装置的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种异物检测装置的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种异物检测装置的功能模块示意图；

图4是本申请实施例提供的主动激励线圈的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的线圈组的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的异物检测方法的流程示意图；

图7是本申请实施例提供的线圈组的异物检测过程示意图；

图8是本申请实施例提供的无线电能传输系统的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种应用场景示意图。

附图标记：10、线圈组；11、检测线圈；

20、主动激励线圈；21、子线圈；

30、谐振电路；40、多路信号处理电路；50、模数转换电路；60、微控制器；70、电源电路；80、异物报警电路；

90、多路复用器；

100、能量发射装置；101、直流电压；102、逆变电路；103、发射线圈；

200、能量接收装置；201、整流电路；202、蓄电电路；203、接收线圈。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本申请实施例提供一种异物检测装置、方法及无线电能传输系统，解决了现有无线充电安全性较低的问题。

参考图1，本申请实施例提供的异物检测装置应用于无线电能传输系统，包括至少一组线圈组10、主动激励线圈20和异物检测电路；

其中，线圈组10由若干对反相串联的检测线圈11并联形成，至少一组线圈组10沿第一方向排列，线圈组10的检测线圈11沿垂直于第一方向的第二方向排列；至少一组线圈组10设置于主动激励线圈20表面，主动激励线圈20用于为检测线圈11提供交流激励信号；异物检测电路用于根据各检测线圈11产生的感应电压信号检测线圈组10所对应的检测区域是否存在异物。

根据本申请实施例提供的异物检测装置，设置在无线电能传输系统中，通过主动激励线圈20为线圈组10提供交流激励信号，线圈组10的检测线圈11生成感应电压信号，利用异物检测电路根据感应电压信号检测线圈组10对应的检测区域是否存在异物，这样在检测到异物的情况下就可以及时排除异物，从而可以提高无线充电的安全性和充电效率；单独设置主动激励线圈20来提供交流激励信号可以实现不依赖于发射线圈103的独立检测异物的功能，从而使得异物检测装置的灵敏度高，检测效果更好。

具体的，本申请实施例的主动激励线圈20可以铺设在无线电能传输系统的发射线圈103与接收线圈203之间，其铺设平面可以与发射线圈103的铺设平面平行，具体的可以设置在发射线圈103的表面，主动激励线圈20的中心在发射线圈103的铺设平面上的投影可以与发射线圈103的中心重合。至少一组线圈组10的铺设平面与主动激励线圈20的铺设平面平行，具体可以设置在主动激励线圈20的表面。其中，主动激励线圈20的覆盖面积可以大于或等于发射线圈103的覆盖面积，至少一组线圈组10的覆盖面积可以大于或等于发射线圈103的覆盖面积，且至少一组线圈组10的覆盖面积小于或等于主动激励线圈20的覆盖面积，以便主动激励线圈20可以对至少一组线圈组10的每一组线圈组10的检测线圈11提供激励信号，可以对整个发射线圈103所对应的检测区域(即发射线圈103朝向接收线圈203方向的投影区域)进行异物检测。主动激励线圈20和线圈组10可以设置在地面上，也可以埋于地面之下。

在其中一个实施例中，参考图1，异物检测电路包括谐振电路30、多路信号处理电路40、模数转换电路50、微控制器60、电源电路70和异物报警电路80；至少一组线圈组10的信号输出端均与谐振电路30电连接，多路信号处理电路40分别与谐振电路30和模数转换电路50电连接，模数转换电路50、电源电路70和异物报警电路80均与微控制器60电连接。

需要说明的是，在实现异物检测的过程中，主动激励线圈20先为线圈组10的检测线圈11提供交流激励信号，在发射线圈103未启动时，可以通过主动激励线圈20和检测线圈11来进行异物检测，通过给主动激励线圈20加激励的方式，使检测线圈11开始工作，这样可以实现不依赖于发射线圈103的独立检测异物的功能，从而使得异物检测装置的灵敏度高，检测效果更好。检测线圈11会产生正相和反相两路感应电压信号，然后发送至谐振电路30对信号进行放大处理，放大后的感应电压信号通过多路信号处理电路40进行处理，然后多路信号处理电路40输出的电压信号经模数转换电路50后转换成数字信号输出给微控制器60，再通过微控制器60判断是否有异物入侵，从而控制异物报警电路80进行报警。进一步的，微控制器60在判断出有异物入侵的时候还可以控制无线充电系统关断，停止无线充电，避免异物发生自燃甚至损坏周围物体。

可以理解的是，上述主动激励线圈20始终保持工作状态，至少一组线圈组10的检测线圈11都会生成正相和反相两种类型的感应电压信号，经过谐振电路30进行放大处理，进入到多路信号处理电路40中的感应电压信号就有至少一对，多路信号处理电路40每一次会选择其中的一对感应电压信号，也就是至少一组线圈组10中的其中一组线圈组10的检测线圈11产生的感应电压信号对进行处理，然后经过模数转换电路50后转换成数字信号输出给微控制器60，通过微控制器60判断是否有异物入侵，如果有异物入侵，则控制异物报警电路80进行报警，提示用户将异物移走，这样就完成了一组线圈组10对应的检测区域的异物检测工作；按照以上流程，多路信号处理电路40会依次对至少一组线圈组10的检测线圈11产生的感应电压信号对进行处理，从而完成所有线圈组10对应的检测区域的异物检测工作。

在其中一个实施例中，参考图2-图3，异物检测装置还包括多路复用器90，多路复用器90的输入端与微控制器60电连接，多路复用器90的输出端分别与至少一组线圈组10电连接。

需要说明的是，设置多路复用器90之后，通过微控制器60向多路复用器90的输入端发送控制信号，多路复用器90就可以根据控制信号选择至少一组线圈组10中的其中一组线圈组10进行电连接，这样就只有该组线圈组10的检测线圈11会产生感应电压信号，从而对该组线圈组10对应的检测区域进行异物检测，按照以上流程，微控制器60向多路复用器90依次发送控制不同组线圈组10的检测线圈11产生感应电压信号的控制信号，就可以依次对至少一组线圈组10的每一组线圈组10对应的检测区域进行异物检测。

在其中一个实施例中，参考图4，主动激励线圈20由两个大小相等、匝数相同且绕向相反的子线圈21串联组成。

本申请实施例中，主动激励线圈20需要满足磁场相互抵消的要求，因此主动激励线圈20可以设置为图4所示的DD结构，即包括两个大小相等、匝数相同且绕向相反的呈矩形结构的子线圈21，当然，本申请的主动激励线圈20的结构并不仅限于图4所示的DD结构。单个D结构的长为L1，宽为L2，匝数为N，匝间距为d。DD结构线圈中通有电流I，由于左右两侧线圈绕向相反，产生的磁场相互抵消，故主动激励线圈20整体产生的磁场近似为零。

具体的，本申请实施例包括多组线圈组10，每一组线圈组10包括六个检测线圈11，参考图5，线圈组10中的六个检测线圈11分为两组，分别为A组和B组，在第二方向上按照A1、A2、A3、B3、B2、B1的顺序排列，其中，A1和B1串联，A2和B2串联，A3和B3串联，然后将串联的A1和B1、串联的A2和B2以及串联的A3和B3并联在一起，由于无线充电的区域较大，上述结构可以有效的减少所需要处理的高频信号。其中单个检测线圈11长为a1，宽为a2，匝数为n。图5中检测线圈11的大小和数目仅仅用于说明原理和实施过程，具体可以根据异物大小来设置不同数目及不同大小的检测线圈11。

本实施例中，各个检测线圈11均会接收主动激励线圈20提供的交流激励信号，检测线圈11受环境磁场(即主动激励线圈20与检测线圈11之间的磁场)的作用，可以产生感应电压信号；由于检测线圈11在第二方向上相对于主动激励线圈20对称分布，不存在金属异物时，检测线圈11的A组和B组产生的感应电压之差ΔUi为零或接近于零，且主动激励线圈20采用对称的DD结构，自身磁场左右相互抵消，不会对检测线圈11的磁场分布及异物检测产生影响。当检测线圈11所对应的检测区域有异物时，受异物的影响，就会破坏原有磁场分布，导致A组和B组的检测线圈11的感应电压之差ΔUi不为零且大于预设的电压阈值ΔV，通过检测该电压差的变化即可实现对异物的检测。

线圈组10可以包括多个检测线圈11，各检测线圈11的材质、匝数和绕制方式可以相同，检测线圈11具体可以卷绕成矩形结构，以消除圆形线圈间的星型盲区。检测线圈11可以采用导线绕制而成，也可以采用印刷电路板(printed circuitboard，PCB)线圈，以减小线圈绕制过程中产生的误差。参考图5，检测线圈11可以是线圈紧密度均匀分布的线圈结构，即各匝线圈等间距排布，该绕制方式较为简单。

可选的，考虑到检测线圈11靠近边缘的线圈所对应的检测区域较大，异物位于检测线圈11边缘区域的概率相对较高，本实施例中，检测线圈11边缘区域的匝间距可以大于中间区域的匝间距，检测线圈11的匝间距从外向内依次增大，这样可以提高检测线圈11边缘区域的检测灵敏度。另外，检测线圈11的边缘区域的线圈对磁场强度的影响大于中间区域的线圈对磁场强度的影响，在检测线圈11的边缘区域增加一匝线圈所提升的磁场强度相当于在中间区域增加多匝线圈所提升的磁场强度，而增加线圈匝数会增加检测线圈11的阻抗，在提升相同磁场强度的情况下，采用在中间区域增加线圈匝数的方式会带来更高的阻抗，因此，在检测线圈11的边缘区域采用较小的匝间距，中间区域采用较大的匝间距，也可以在提升检测线圈11的检测灵敏度的同时，降低检测线圈11的阻抗，从而降低检测线圈11的功耗。

在其中一个实施例中，可选的，子线圈21的长度与检测线圈11的长度的比值为整数；子线圈21的宽度与检测线圈11的宽度的比值为整数。

需要说明的是，子线圈21的长度和检测线圈11的长度均为在第一方向上测量的长度，子线圈21的宽度和检测线圈11的宽度均为在第二方向上测量的宽度，具体的，保持子线圈21的长度于检测线圈11的长度的比值为整数且子线圈21的宽度与检测线圈11的宽度的比值为整数，可以确保检测线圈11所占的区域在主动激励线圈20上的投影位于主动激励线圈20内，使得主动激励线圈20可以对每一个检测线圈11都能够提供交流激励信号，确保异物检测能够正常进行。

参考图6，本申请实施例还提供了一种异物检测方法，应用于如上述任一实施例的异物检测装置的异物检测电路，包括：

S601、依次获取至少一组线圈组中的检测线圈产生的感应电压信号；

需要说明的是，本申请实施例中通过主动激励线圈为检测线圈提供交流激励信号。本实施例中，可以是由主动激励线圈持续地向各个检测线圈并行输出交流激励信号，同时并行采集各个检测线圈产生的感应电压信号；也可以依次选通各个线圈组中的检测线圈进行感应电压信号的采集。其中，并行采集感应电压信号的方式实时性更高，依次采集感应电压信号的方式可以节省能耗，在实际应用中可以根据需要选择，本实施例对此不做特别限定。本实施例中后续以依次采集感应电压信号的方式为例示例性说明本申请的技术方案。

具体地，对于依次采集感应电压信号的方式，可以利用多路复用器90按照预设的顺序(此处称为第一预设顺序)依次选通各个线圈组，向选通的线圈组输出交流激励信号，并进行感应电压信号的采集。也可以利用多路信号处理电路按照预设的顺序(此处称为第二预设顺序)依次选通各个线圈组，并采集选通的的线圈组的检测线圈产生的感应电压信号。

S602、对每一个线圈组的感应电压信号进行处理；

具体的，上述步骤S602的具体实施方式为：计算每一个线圈组中的其中一对检测线圈产生的正相感应电压和反相感应电压的感应电压差。由于每一个线圈组中的检测线圈都是采用反相串联的检测线圈对并联形成的，因此线圈组中的任意一对反相串联的检测线圈产生的正相感应电压和反相感应电压即为线圈组产生的感应电压信号，当多路信号处理电路接收到线圈组产生的感应电压信号之后，可以计算该线圈组的正相感应电压和反相感应电压的感应电压差，由于在有异物进入检测线圈的检测区域时就会影响该检测区域的磁场分布，进而检测线圈产生的感应电压信号会发生变化，所以可以通过计算线圈组的正相感应电压和反相感应电压的感应电压差来判断检测线圈产生的感应电压信号是否发生变化，进而判断是否有异物进入检测线圈对应的检测区域内。

S603、将处理后的每一个线圈组的感应电压信号依次与预设电压阈值进行比较，检测每一个线圈组对应的检测区域是否存在异物。

具体的，上述步骤S603的具体实施方式为：将每一个线圈组的感应电压差分别与预设电压阈值进行比较；如果线圈组的感应电压差大于预设电压阈值，则线圈组对应的检测区域存在异物；如果线圈组的感应电压差小于或等于预设电压阈值，则线圈组对应的检测区域无异物。

示例性的，参考图7，本申请实施例的异物检测的工作流程为：主动激励线圈供电，从多组线圈组中选择第一组线圈组开启，第一组检测线圈1，A1、1，A2、1，A3，1，B3、1，B2、1，B1开始工作，根据Ax和Bx(x＝1，2，3)检测线圈对输出电压变化来检测第一组线圈组对应的检测区域是否有金属异物存在。不存在金属异物时，由于Ax和Bx相对于发射线圈对称分布，它们产生的感应电压之差ΔUi为零或接近于零；当Ax或Bx上方存在金属异物时，就会破坏原有磁场分布，导致Ai和Bi的感应电压之差ΔUi不为零且大于预设的电压阈值ΔV，通过检测该电压差的变化即可实现对金属异物的检测。如果判断没有金属异物，则进一步判断是否所有的线圈组对应的检测区域均已检测，如果判断有金属异物，则先清除金属异物，再进一步判断是否所有的线圈组对应的检测区域均已检测，如果判断并不是所有的线圈组对应的检测区域均已检测，则选择第二组线圈组开启，第二组检测线圈开始工作，根据第二组检测线圈对输出的感应电压变化来检测第二组线圈组对应的检测区域是否有金属异物存在，直至将多组线圈组对应的检测区域全部检测完成。

参考图8，本申请实施例还提供了一种无线电能传输系统，包括能量发射装置100、能量接收装置200以及如上述任一实施例的异物检测装置，能量发射装置100包括直流电压101、逆变电路102以及发射线圈103，逆变电路102分别与直流电压101和发射线圈103电连接；能量接收装置200包括整流电路201、蓄电电路202以及接收线圈203，整流电路201分别与接收线圈203和蓄电电路202电连接；主动激励线圈20和线圈组10均位于发射线圈103和接收线圈203之间，且主动激励线圈20设置于发射线圈103的表面。

需要说明的是，能量发射装置100设置在充电设备中，充电设备可以为非便携式充电板，可以设置在无线充电站、无线充电停车位或无线充电道路等区域，其可以设置在地面上，也可以埋于地面之下，图9中是以充电板埋于地面之下为例进行示例性说明。

能量接收装置200可以设置在受电设备中，参见图9，该受电设备可以为图9中所示的电动车辆，电动车辆可以是电动汽车或电动自行车等，图9中是以电动汽车为例进行示例性说明。

能量发射装置100和能量接收装置200可以通过电磁感应的方式相互传递能量。其中，能量发射装置100可以与供电电源连接，能量接收装置200可以与待充电设备的电源连接。当待充电设备进入能量发射装置100的无线充电范围内后，启动无线电能传输系统，供电电源即可通过能量发射装置100和能量接收装置200为待充电设备的电源充电。

具体地，能量发射装置100可以包括发射线圈103和与发射线圈103相连的逆变电路102和直流电压101，直流电压101和逆变电路102作为无线充电传输系统的能量发射端，通过逆变电路102将供电电源产生的直流电转换成高频交流电，可以为发射线圈103提供高频交流电，使发射线圈103产生交变磁场，通过该交变磁场发射能量；能量接收装置200可以包括接收线圈203和与接收线圈203相连的整流电路201和蓄电电路202，接收线圈203与发射线圈103耦合，可以通过发射线圈103产生的交变磁场接收能量，产生感应电流或电压，整流电路201和蓄电电路202作为无线充电传输系统的能量接收端，可以通过整流电路201将发射线圈103产生的感应电流或电压转换为直流电流或电压，为待充电设备的电源充电；在发射线圈103和接收线圈203之间的空隙放置有主动激励线圈20和检测线圈11。其中，主动激励线圈20置于发射线圈103表面，且采用DD结构；检测线圈11置于主动激励线圈20上表面位置，且采用分组对称式结构，异物检测装置用于检测在无线充电传输系统在充电前或充电过程中，发射线圈103表面是否有金属异物。

可以理解的是，上述只是简要介绍了能量发射装置100和能量接收装置200，能量发射装置100和能量接收装置200还可以包括其他模块，例如通信模块和存储模块，本实施例对能量发射装置100和能量接收装置200的具体结构不做特别限定。

为了提高无线充电的安全性和充电效率，本实施例中，在能量发射装置100和能量接收装置200之间设置异物检测装置。其中，异物检测装置可以设置在受电侧，考虑到受电设备相对比较多，为了降低成本，提高设置异物检测装置的便利性，如图9所示，异物检测装置也可以设置在充电侧。

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 (10)

1.一种异物检测装置，应用于无线电能传输系统，其特征在于，包括：

至少一组线圈组(10)，所述线圈组(10)由若干对反相串联的检测线圈(11)并联形成，至少一组所述线圈组(10)沿第一方向排列，所述线圈组(10)的检测线圈(11)沿垂直于所述第一方向的第二方向排列；

主动激励线圈(20)，至少一组所述线圈组(10)设置于所述主动激励线圈(20)表面，所述主动激励线圈(20)用于为所述检测线圈(11)提供交流激励信号；

异物检测电路，所述异物检测电路用于根据各所述检测线圈(11)产生的感应电压信号检测所述线圈组(10)所对应的检测区域是否存在异物。

2.根据权利要求1所述的异物检测装置，其特征在于，所述异物检测电路包括谐振电路(30)、多路信号处理电路(40)、模数转换电路(50)、微控制器(60)、电源电路(70)和异物报警电路(80)；

至少一组所述线圈组(10)的信号输出端均与所述谐振电路(30)电连接，所述多路信号处理电路(40)分别与所述谐振电路(30)和所述模数转换电路(50)电连接，所述模数转换电路(50)、所述电源电路(70)和所述异物报警电路(80)均与所述微控制器(60)电连接。

3.根据权利要求2所述的异物检测装置，其特征在于，还包括多路复用器(90)，所述多路复用器(90)的输入端与所述微控制器(60)电连接，所述多路复用器(90)的输出端分别与至少一组所述线圈组(10)电连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的异物检测装置，其特征在于，所述主动激励线圈(20)由两个大小相等、匝数相同且绕向相反的子线圈(21)串联组成。

5.根据权利要求4所述的异物检测装置，其特征在于，所述子线圈(21)和所述检测线圈(11)均为矩形。

6.根据权利要求5所述的异物检测装置，其特征在于，所述子线圈(21)的长度与所述检测线圈(11)的长度的比值为整数；

所述子线圈(21)的宽度与所述检测线圈(11)的宽度的比值为整数。

7.一种异物检测方法，应用于如权利要求1-6任一项所述的异物检测装置的异物检测电路，其特征在于，包括：

依次获取至少一组所述线圈组中的所述检测线圈产生的感应电压信号；

对每一个所述线圈组的感应电压信号进行处理；

将处理后的每一个所述线圈组的感应电压信号依次与预设电压阈值进行比较，检测每一个所述线圈组对应的检测区域是否存在异物。

8.根据权利要求7所述的异物检测方法，其特征在于，对每一个所述线圈组的感应电压信号进行处理，包括：

计算每一个所述线圈组中的其中一对检测线圈产生的正相感应电压和反相感应电压的感应电压差。

9.根据权利要求8所述的异物检测方法，其特征在于，将处理后的每一个所述线圈组的感应电压信号依次与预设电压阈值进行比较，检测每一个所述线圈组对应的检测区域是否存在异物，包括：

将每一个所述线圈组的感应电压差分别与预设电压阈值进行比较；

如果所述线圈组的感应电压差大于所述预设电压阈值，则所述线圈组对应的检测区域存在异物；

如果所述线圈组的感应电压差小于或等于所述预设电压阈值，则所述线圈组对应的检测区域无异物。

10.一种无线电能传输系统，其特征在于，包括：

能量发射装置(100)，所述能量发射装置(100)包括直流电压(101)、逆变电路(102)以及发射线圈(103)，所述逆变电路(102)分别与所述直流电压(101)和所述发射线圈(103)电连接；

能量接收装置(200)，所述能量接收装置(200)包括整流电路(201)、蓄电电路(202)以及接收线圈(203)，所述整流电路(201)分别与所述接收线圈(203)和蓄电电路(202)电连接；

如权利要求1-6任一项所述的异物检测装置，所述主动激励线圈(20)和所述线圈组(10)均位于所述发射线圈(103)和所述接收线圈(203)之间，且所述主动激励线圈(20)设置于所述发射线圈(103)的表面。

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