[发明专利]一种无线充电金属异物检测装置及检测方法

说明书

一种无线充电金属异物检测装置及检测方法，包括：声表面波采样单元、压电基板、导热胶层、吸声材料层、高频发生电路、温度传感器、循环采集电路和表面声波检测电路；所述声表面波采样单元设置在压电基板上方，用于采样无线充电系统发射线圈的上壳体温度；通过在发射线圈内增加压电基板，激励声表面波检测温度变化，从而发现异物的装置及检测方法，解决了无线充电发射线圈上存在金属异物引起高温而可能引发安全隐患的问题，而且抗干扰性强，可以提高电动汽车无线充电工作的安全性。

技术领域

本发明涉及电动汽车无线充电技术领域，尤其是一种无线充电金属异物检测装置及检测方法。

背景技术

随着化石能源的不断消耗以及环境污染的不断加剧，新能源汽车产业得到了各国政府的大力支持，正处于一个高速发展的阶段。电动汽车无线充电具有安全、方便、自动化等优势，已经成为充电技术研究和发展的热点。但电动汽车无线充电发射线圈一般安装在室外的停车位上，其表面随时有可能出现如硬币、易拉罐、铁钉等各类金属异物，在无线充电时这些金属异物会因为涡流效应导致发热，这一方面将大幅降低无线充电的传输效率，同时也有可能引燃周边的易燃物而带来安全事故。所以无线充电系统必须配置一套金属异物的检测设备，保障充电的安全性。

电动汽车无线充电可以采用如下几种方式进行金属异物检测,包括:

①监控发射线圈表面图像，通过图像监测发现异物；

图像视觉的检测方法存在着可能受到光线等外界干扰，以及本身清洁的问题而产生误报警或不能及时报警的情况；

②采用辅助检测线圈阵列检测工作磁场下阻抗等参数变化的方法；

采用辅助线圈也因为无线充电工作时的强磁场对检测系统部件的影响，而存在着检测的敏感性、准确性及抗干扰等方面的问题。小尺寸金属异物因为在磁场下参数变化较小，且线圈阵列内检测线圈的边界相互有重叠，往往会存在金属异物检测的盲区。

③采用温度传感器采样发射端温度的方法；

温度传感器只能测定某一接触点的温度，如果要采样一个发射线圈的整体端面，需要大量的传感器组成阵列。温度传感器的探头和引出线一般都是金属材质，在无线充电传输过程中同样会因为涡流效应损坏传感器，破坏能量传输，且这种检测方式也很容易产生监测盲区。

④采用红外测温监控联动报警的检测技术；

红外测温同样会受到环境光线等的外界干扰，金属物体测量时表面会有反光，会影响实际应用中的检测，不能保证无线充电的整体安全。采用红外测温采样一个发射线圈的整体端面，也存在着高成本的问题，往往较多使用在实验测试中。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种无线充电金属异物检测装置及检测方法，通过在发射线圈内增加压电基板，激励声表面波检测温度变化，从而发现金属异物的装置及检测方法，解决了无线充电发射线圈上存在金属异物引起高温而可能引发安全隐患的问题，而且抗干扰性强，可以提高电动汽车无线充电工作的安全性。

一种无线充电金属异物检测装置及检测方法，其中：

一种无线充电金属异物检测装置，包括：声表面波采样单元、压电基板、导热胶层、吸声材料层、高频发生电路、温度传感器、循环采集电路和表面声波检测电路；所述声表面波采样单元设置在压电基板上方，用于采样无线充电系统发射线圈的上壳体温度；所述声表面波采样单元的一端与所述循环采集电路的一端电连接，所述循环采集电路的另一端与所述表面声波检测电路的一端电连接；所述声表面波采样单元的另一端与所述高频发生电路的一端电连接；

进一步的，为达到检测异物的目的，所述压电基板封装在发射线圈线盘上方，上壳体的下部；所述压电基板和上壳体之间填充了一层导热胶层作为缓冲层，以减少上壳体上方出现异物时对压电材料传递压力；