[发明专利]用于无线电力传输系统的活物体保护和异物体保护以及用于操作无线电力传输系统的方法

说明书

提供了具有物体检测和物体保护系统的无线电力传输系统。该传输系统包括具有一个或多个传感器的检测系统，从而允许对至少两个参数进行监视，并且对电介质和/或金属材料敏感。

本发明涉及无线电力传输领域，特别地，涉及检测无线电力传输系统附近的物体和物质。

无线电力传输系统可以被用于将电力从初级组装件传递到次级组装件，而不具有针对在初级组装件与次级组装件之间的直接电连接的需要。次级组装件可以被布置在应当由初级组装件供电的电气设备中。经由这样的无线电力传输系统，可以为诸如移动通信设备和电动车辆之类的设备供电。特别地，电动车辆的电池可以在无线电力传输系统的操作期间被充电。

特别是在需要高功率率（power rate）例如以向电动车辆的大容量电池充电的时候，无线电力传输系统附近的物体或物质可能干扰操作。另外，高功率率可能加热诸如金属物体之类的物体或损害无线电力传输系统附近的活物质。

根据WO 2016/099806 A1和WO 2016/060748 A1，使用雷达收发器来确定车辆的存在并且支持车辆的对准是已知的。

然而，想要的是一种可以检测异物体的存在的无线电力传输系统，该异物体诸如活物体或金属物体。另外，期望来监视无线电力传输系统的整个区域。附加地，合期望的是在无线电力传输系统的操作期间监视传输系统的环境。

为此，提供了根据独立权利要求的无线电力传输系统和操作无线电力传输系统的方法。从属权利要求提供了优选的实施例。

无线电力传输系统包括检测系统。该检测系统对从介电材料或金属材料选择的材料敏感。该检测系统允许对从以下各项选择的至少两个参数的监视：物体的存在、物体的距离、物体的温度、物体的热行为、金属物体的存在、电介质物体的存在以及检测系统具有金属或电介质物质的覆盖范围。该检测系统具有从以下各项选择的至少一个或多个传感器：红外传感器、超声传感器、电容传感器和感应传感器。

这样的无线电力传输由于存在其检测系统而可以检测传输系统附近的异物体和活物体。这样的无线电力传输系统可以满足对于无线电力传输系统而言必要的安全要求。另外，可能的是，这样的无线电力传输系统确定附近任何活物体或任何异物体的存在。这样的系统可以确定系统与相应物体之间的距离。连续或迭代地监视检测到的物体的温度是可能的。因此，可以观察物体的热发展。因此，例如，金属物体处于无线电力传输系统附近，并且磁功率被传递到该金属物体，并且然后该金属物体被加热，那么可以识别该场景并且可以启动对应的对抗动作。

无线电力传输系统的至少一个传感器不受磁场和/或电场影响是可能的。

尤其当提供高功率率的无线电力传输系统正在运行时，则发射强磁场。这些强磁场对于多个已知的传感器或已知的无线电力传输系统是有问题的。

在无线电力传输系统的传感器系统的领域中进行深入研究的结果是，可以以这样的方式获得传感器的组合以及传感器在传感器块中的集中度：该方式即传感器可以在电力传输系统处于活动时监视无线电力传输系统环境。

因而，无线电力传输系统包括多个传感器块是可能的。每个传感器块包括至少一个或多个传感器。每个传感器块被布置在无线电力传输系统的周界的方位处。每个传感器块被对准以监视无线电力传输系统的环境的不同部分。

相对于无线电力传输系统的传感器块和传感器块内部的传感器以这样的方式被布置：该方式即由传输系统发射的磁场将不损害传感器。仅很少的噪声被感应到传感器。

为了描述传感器或相应传感器块的可观察区域，球坐标系的使用可以是有用的。在球坐标系中，物体相对于坐标系中心的方位、即方向和距离通过水平方位角、极角和距离r来被表征。另外，立体角是用于指定可观察方向的组合的量度。

对应地，以这样的方式来布置并且对准无线电力传输系统的传感器是可能的：该方式即可以针对在0°与360°之间范围中的每个方位角监视从介电材料和金属材料选择的材料。