[发明专利]感应功率传输系统和方法

说明书

本公开涉及感应功率传输系统和方法。用于IPT系统(400)的外物检测设备，包括控制装置(10)，所述控制装置(10)适于检测在所述系统的IPT初级衬垫(401)上或其附近的外物的存在。

本申请是2012年12月18日提交的、申请号为201810460114.2、发明名称为“感应功率传输系统和方法”的中国发明专利申请的分案申请，其中，中国发明专利申请201810460114.2是2012年12月18日提交的、申请号为201280069521.1、发明名称为“感应功率传输系统和方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于检测感应功率传输(IPT)系统中的外物以及检测IP T系统中的磁功率传输结构的排列或相对位置的系统和方法。本发明还涉及提高IPT系统的安全，例如缓解高功率IPT系统以高速率对电动车辆充电时的火灾风险。

背景技术

在纯电动车辆(即与混合车辆不同，只通过电力供电的车辆)的开发中，有许多问题需要解决才能使纯电动车辆获得广泛接受。主要问题之一是与对车辆的电池充电相关的不方便和安全因素。

感应功率传输(IPT)提供了更传统充电的有用替代。IPT系统在美国专利US5293308中有描述。

除了其它优点，使用IPT不需要用户将电缆手动连接到电池。在优选实施例中，只需要将车驾驶到嵌入道路或停车场中(或设置于道路或停车场上)的IPT充电衬垫上就可以开始充电。

在电动车辆的感应充电开发中，使用安装在道路上的发射器衬垫将磁通耦合到车辆下面的衬垫，关心的问题是在地面安装的衬垫上可能有各种物体在加热。IPT系统固有便利性的一个缺点是在将车停在衬垫上开始充电之前用户不可能检查IPT衬垫没有外物(可能降低效率或对IPT系统的操作构成危害的物体(例如金属物体))或垃圾。

此问题的一种解决方案是提供复杂的电子外物检测(FOD)系统，但这种系统需要在苛刻的条件下工作，要求其极其敏感。此外，道路上的衬垫和车辆上的衬垫可能由不同的企业使用不同的调谐技术和不同的磁路结构制造，因此产生额外的复杂性。

在一些情况下，甚至非常小的物体(例如香烟或口香糖包装的薄箔)如果在充电操作过程中位于IPT衬垫上都有可能引起安全问题。小片的金属纸可能在一些充电条件下引起火灾。纸本身的燃烧可能是无关紧要的，但如果在车辆下方附近还有其它易燃材料(例如干树叶)，则也可能引起火灾，这意味着局势可能很快就变得更加严重。

较大物体(例如铝罐)本身可能不会引起火灾，但可能非常热，使得当车辆离开充电衬垫时，有热的碎片留下，小孩可能拾到而受伤。非常大的物体可能停止充电过程本身。

在本说明书中，提到“IPT”时表示“感应功率传输”。提到“IPT衬垫”时是指作为IPT系统的一部分的配置为用于产生用于能量传输的磁场或从磁场中得到能量的一个或多个线圈。提到磁结构时包括衬垫或导电元件的其它布置(例如IPT系统轨道或线圈)，他们用来通过使用IPT系统中的磁场来传输能量。词语“初级(primary)”指被激励以产生磁场的磁结构，词语“次级(secondary)”指一种磁结构，在这种磁结构中由来自初级或发射器结构的磁场感生出电流。因此，“初级衬垫”和“发射器衬垫”指被激励以产生磁场的衬垫结构，词语“次级衬垫”指一种衬垫结构，在这种衬垫结构中，由来自初级结构的磁场感生出电流。

在此说明书中通过申请号或公开号引用的所有以前的专利说明书通过引用被全文并入本文中。然而，在该说明书中对现有技术的引用不是也不应认为是对现有技术在任何国家形成公知常识的一部分的承认或任何形式的建议。

发明内容

本发明的目的是提供IPT系统或用于IPT系统的设备或方法，其会克服或改善目前这种系统的问题，或者至少提供一种有用选择。