[发明专利]用于感应性能量传输系统的金属异物识别系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于识别在感应性能量传输系统的初级绕组和次级绕组之间的区域中的导电异物的识别系统。

背景技术

非接触式能量传输使用高频磁场。如果导电异物进入到该磁场的区域中，那么在所述磁场中产生涡流，所述涡流导致异物加热。在同样有助于异物加热的铁磁材料中还附加导致交变磁化损耗。在能量传输时此外因涡流产生损耗。

异物能够通过加热点燃。如果异物是生物，那么该生物由于可能的加热而遭遇大的危险。

导电异物因此例如在电气车辆的非接触式电池充电时是干扰因素。因此必要的是：在每次能量传输之前借助于适当的措施、例如借助于自动的或者手动的清洁过程保证将异物从能量传输系统的高频磁场的区域中去除。因此电池应感应性地充电的车辆的驾驶员例如会始终在充电过程前被要求去除可能的异物。为了避免不必要的清洁，因此所期望的是，当异物能够被自动地识别时并且仅在事实上存在异物的情况下对驾驶员产生清洁能量传输系统的要求。

用于识别异物的大量系统是已知的。DE 102009033236A1公开了一种用于识别异物的系统，其中借助于超声波图像传感器、雷达图像传感器、红外图像传感器或者电子图像传感器来识别异物。传感器在此优选设置在次级侧上、即车辆上。在此不利的是，传感器经受外部的天气影响和污染从而是易受干扰且易故障的并且此外由于碎石撞击或者外力而容易损坏。

DE 102009033237A1公开了一种用于识别异物的系统，其中应借助于大量规则地设置的平面线圈作为测量电感来识别异物。在此，所有的线圈的电感借助于评估装置来监控并且借助于参考阻抗或者参考分布来比较。在偏离预定的量时发出信号，所述信号显示所述偏离。在该系统中不利的是：大量电感必须借助于适当的电子设备来监控。此外仅测量基于异物的电感的变化。

DE 69827733T2公开了一种用于识别异物的系统，其中设有两个初级绕组和两个次级绕组，其中这两个初级绕组与一个共同的芯连接但是在空间上彼此分开地设置，使得每个初级绕组都在不同的空间范围中产生交变磁场。次级绕组类似于初级绕组设置，使得所述次级绕组在充电过程期间与初级绕组相对置。由于分开设置的初级绕组，推挽分支的振荡电路彼此不相关地响应交变磁场的空间区域的不同的负载。结合功值能够借助于系统检测交变磁场的次级部分中的负载类型、例如全负载、无负载和由于系统的异物引起的不正确的负载并且引入相应的措施。在该系统中不利的是，为了检测异物始终必须开始充电过程。

DE 69834537T2公开了一种用于非接触式能量传输的系统，其中在初级侧和次级侧分别设置两个分开的绕组，其中一个绕组相应地设置用于能量传输并且一个绕组设置用于信号传输。充电过程始终仅能够在经由信号传输线圈将相应的信号传输给初级侧时才进行。如果消耗器单元不设置在充电站上游，该系统仅防止异物能够加热。如果消耗器单元设置在充电站的初级侧上游，该系统就不能够识别异物。

从EP 2317625A2中已知一种用于非接触式能量传输的系统，其中为了识别异物通过初级线圈测量电流并且将其与预定的值比较，其中为了识别异物提高传输频率并且将消耗器单元的负载与次级谐振电路分开。在该系统中不利的是，初级绕组和次级绕组之间的间距不是始终相等的进而耦合因数是始终不同的，使得在初级电路中始终设置不同的电流。此外，为了识别异物必须总是中断充电过程，这导致待充电的电池和所使用的构件的更快的磨损和老化。同样不利的是，由于初级绕组和次级绕组的尺寸，相对于其小的异物不能够被可靠地识别。

发明内容

本发明的目的是：提供一种识别系统，所述识别系统也可靠地识别小的异物。

本发明有利地通过具有权利要求1的特征的系统来实现。根据权利要求1的系统的有利的设计方案通过从属权利要求的特征得出。

根据材料，非铁磁性金属在纯涡流效应下在磁场中引起呈挤压形式的变形。而铁磁材料使磁场聚束。对这种影响的简单的测量能够通过确定绕组的电感来实现。相应的系统如在上文中所描述的从DE102009033236A1中已知。然而电感的变化通常过小以至于不能产生准确的开关阈值。