[发明专利]物体检测系统和用于检测感应电能传输系统中的外来物体的方法

说明书

本发明涉及一种用于感应电能传输系统的物体检测系统，感应电能传输系统尤其用于向在路径(3)的表面(2)上的车辆(1)传输电能，其中，感应电能传输系统包括初级绕组结构和次级绕组结构，其中，充电体积空间(CV)在感应电能传输期间被分配到感应电能传输系统，其中，物体检测系统包括至少一个感测装置，其中，感测装置具有检测体积空间(10)，其中，所述至少一个感测装置设置成使得检测体积空间(10)完全设置在充电体积空间(CV)外侧或仅包括充电体积空间(CV)的边缘部分。而且，本发明涉及一种用于检测外来物体的方法、一种感应电能传输系统和一种车辆。

技术领域

本发明涉及一种用于感应电能传输系统的物体检测系统，感应电能传输系统尤其用于向在路径的表面上的车辆传输电能。而且，本发明涉及一种用于检测在感应电能传输系统内的外来物体的方法。而且，本发明涉及一种感应电能传输系统和一种车辆。

背景技术

在行驶在路径上时，车辆需要用于驱动(即，推动力)的能量和用于不产生车辆推动力的辅助设备的能量。这种辅助设备包括例如发光系统、加热和/或空调系统、通风和乘客信息系统。不仅轨道限制的车辆(诸如，有轨电车)、而且公路汽车也可利用电能操作。如果行驶车辆和沿路径的电轨或线缆之间的连续电接触不被期望，则可从车载能量存储器抽取电能或可通过由路径的电线的布置结构的感应接收电能。

通过感应向车辆传输电能形成本发明的背景。用于感应电能传输的系统的初级单元的路径侧导体布置结构(初级绕组结构)产生电磁场。所述电磁场由结合在车载的接收装置中的次级绕组结构接收，以使得所述电磁场由感应产生电压。被传输的能量可用于推动车辆和/或用于其他目的，诸如给车辆的辅助设备提供能量。

这种装置的问题在于，基本不可能机械地防止外来物体(尤其由金属制成的物体)在感应电能传输系统的初级单元附近放置、尤其在初级和次级绕组结构之间的空气间隙内放置。这种外来物体例如可包括硬币、金属罐、钥匙、工具以及其他物体。由初级绕组结构产生的变化磁场可在由金属制成的外来物体中及在其他物体或流体中感应电流。这种电流可引起电能损失和物体加热。尤其在包括初级绕组结构的路径侧充电垫和接收装置之间的充电空间中放置的金属物体可在感应电能传输期间变热。外来物体加热可能对于例如尝试碰触且移除外来物体的人而言是危险的、和/或可能损坏外来物体放置的表面或初级单元的一部分。同样，被加热的物体可引起火。例如，被金属化的纸可能着火。这种被金属化的纸或其他轻包装废弃物可能例如由于天气情况例如被吹入初级和次级绕组结构之间的空间。

期望的是一种在所有可预见情况下都可靠且安全的、用于私用或公用运输车辆的感应电能传输系统。例如，如果成人或儿童将金属物体放置到所述充电空间中，则期望的是自动关闭或降载感应传输系统。

文献WO 2013/036947A2公开了用于无线能量传输系统的外来物体碎屑检测系统，其包括至少一个磁场传感器和用于测量所述至少一个磁场传感器的电参数的至少一个读数回路。所述至少一个磁场传感器定位在无线能量传输系统的磁场内。

文献GB 1222712.0(还未公开)公开了用于感应电能传输系统的安全性系统，感应电能传输系统用于向在路径的表面上的车辆传输电能。所述文献公开了检测绕组可以是LC震荡回路的一部分。

文献US 2008/0054905A1公开了金属检测器，其包括联接到模数转换器的感应线圈，模数转换器产生与位于感应线圈的有效区域中的导电物体相关的电信号的数字表征。所述文献描述了在LC震荡回路的交流电部分中的电信号被用于检测外来物体。

文献US 5,029,300公开了包括震荡回路的传感器，震荡回路包括LC谐振回路，其中，检测信号在外来无线电波到达时被抑制。