一种电动汽车无线电能传输异物检测与除物保护装置的制作方法

本发明涉及一种电动汽车无线电能传输异物检测与除物保护装置，具体来说涉及一种通过附加除物保护和充电保护模块对电动汽车无线电能传输系统进行异物检测并及时除物保护的装置。

背景技术：

在经济高速发展的今天，传统有线输电方式的缺陷越来越明显。导线过多会占用很大的空间，电线之间相互摩擦会使其变得老旧脆化，电线老化后会有拔插电火花、跳发电弧等安全隐患，在水、矿井或油田等复杂环境中，也会有用电不安全的问题。所以，无线电能传输必将是未来电力系统发展的方向。但是，无线电能传输技术在为人们带来新前景的同时也会有这样那样的问题。在实际应用中，发射线圈与接收线圈间可能会出现金属异物，它将影响到线圈电磁参数，进而影响系统工作频率、功率和效率。同时，由于涡流效应，金属障碍物将产生涡流损耗。更严重的是，金属会因涡流效应使其表面温度急剧上升，如此时遇到可燃性材料(塑料袋等)将会引发火灾，亦或者金属异物会在高频电磁力的作用下产生飞溅，对人们的生命财产安全造成极大的安全隐患。

与此同时，就国内外形势而言，新能源汽车的发展势在必行。目前，我国已经是世界上最大的新能源汽车生产国和消费国，同时还拥有世界上最大的新能源汽车市场。在我国已拥有的发达公共交通网络的基础上，国家政策正大力推动新能源汽车的发展。根据调查数据显示，2019年1到2月，我国的新能源汽车产销分别完成15万辆和14.8万辆，比上年同期分别增长83.5％和98.9％。

综上，本发明介绍了一种适用于日常复杂环境的电动汽车无线电能传输异物检测与除物保护装置。

技术实现要素：

本发明的目的是设计一种电动汽车无线电能传输异物检测与除物保护装置，通过附加除物保护模块解决目前电动汽车无线充电异物检测系统只能检测而无法自动铲除异物的问题，从而实现在复杂环境下对电动汽车无线电能传输系统的异物检测与除物保护。

本发明装置外口设置包括陶瓷挡板升降口1、除物小铲升降口2和异物收理口3，内部模块包括异物检测模块、除物保护模块和充电保护模块。异物检测模块包括异物检测线圈、信号放大器、阻感容组件、信号采集卡、dsp芯片。除物保护模块和充电保护模块包括dsp芯片、驱动电源、驱动电机、三相ipm模块、mosfet、驱动芯片、霍尔电流传感器、同步整流器。

在充电保护模块中，陶瓷挡板下端边缘由三个托把固定，托把下端连接伸缩轴，伸缩轴机械关联于驱动电机。模块整体放置于陶瓷挡板升降口1内部。

在除物保护模块中，除物小铲与伸缩轴相连，伸缩轴关联升降箱，升降箱下端边缘由三个大型托把固定，托把下端同样连接伸缩轴，各个伸缩轴均通过机械关联连接驱动电机。模块整体放置于除物小铲升降口2内部。

本发明具有积极的效果：(1)本发明设计的装置，可在复杂环境下实时对电动汽车无线电能传输系统的异物检测与自动除物保护；(2)本发明设计的装置，可附加在任意电动汽车无线电能传输系统，移植性强，便于安装与操作；(3)本发明设计的装置通过附加除物保护模块和充电保护模块，从根本上解决了目前电动汽车无线充电异物检测系统只能检测而无法自动铲除异物并保护系统不受异物威胁的问题，实现了在复杂环境下对电动汽车无线电能传输系统的除物与充电保护。

附图说明

图1是本发明系统工作流程图；

图2是本发明系统结构图；

图3是本发明安全充电保护模块结构图；

图4是本发明除物保护模块结构图。

具体实施方式

下面结合附图阐述发明内容的具体实施方式。

如图1所示的系统工作流程图，异物检测模块对系统发射端进行扫描，检测电动汽车无线电能传输系统内是否存在金属异物，若存在，则启动除物保护模块清除金属异物，待清除完毕启动充电保护模块，保证电动汽车无线电能传输系统充电过程正常进行；若不存在，则直接启动充电保护模块，保证电动汽车正常进行充电。

如图2所示的一种电动汽车无线电能传输异物检测与除物保护装置，外口设置包括陶瓷挡板升降口1、除物小铲升降口2和异物收理口3，内部模块包含四个部分：异物检测模块、除物保护模块、充电保护模块、无线充电模块；装置的信息传递方向主要有两种，一种是未检测到异物，此时，异物检测模块会向充电保护模块发送充电保护指令，充电保护模块正常运行并动作完成后，再向无线充电模块发送准许充电指令，电动汽车无线电能传输系统即可正常工作；另一种是检测到异物的情况，该情况下异物检测模块会向除物保护模块发送除物保护指令，除物保护指令运行完成再向充电保护模块发送充电保护指令，最后无线充电模块得到充电保护模块发出的准许充电指令，电动汽车无线电能传输系统即可正常工作。

图3所示的是充电保护模块结构示意图。电动汽车无线电能传输系统工作环境复杂，在混入金属异物的情况下，系统受干扰程度严重，甚至会发生火灾等事故，所以需要在已有系统的基础上进行充电保护模块的附加与应用，充电保护模块由陶瓷挡板1、固定拖把2、伸缩轴3组成；陶瓷挡板1的下端通过固定拖把2连接伸缩轴3，伸缩轴通过电机的驱动实现伸缩功能，使陶瓷挡板上升或下降，实现充电保护模块的保护功能。

图4所示的是除物保护模块结构示意图。目前，市面上在售的电动汽车无线电能传输系统大多具备异物检测功能却仅局限于向车主发出警报，无法自动进行除物保护，所以需要在已有系统的基础上进行除物保护模块的附加与应用，除物保护模块由升降箱1、伸缩轴2、除物小铲3、固定拖把4组成；升降箱1的下端通过固定拖把4连接伸缩轴，伸缩轴通过电机的驱动实现伸缩功能，进而实现升降箱的升降；除物小铲3通过伸缩轴连接在升降箱上，此处的伸缩轴通过升降箱内的电机进行驱动，伸缩轴延伸使除物小铲推动异物进入异物收理口，从而实现除物小铲的除物功能。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化从而可以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种电动汽车无线电能传输异物检测与除物保护装置。其特征在于通过附加除物保护模块解决目前电动汽车无线充电异物检测系统只能检测而无法自动清除异物的问题。装置外设包括陶瓷挡板升降口1、除物小铲升降口2和异物收理口3，内部模块包括异物检测模块、除物保护模块、充电保护模块以及无线充电模块。本装置能够在日常生活的复杂环境中实现电动汽车无线电能传输异物检测及除物保护，结构简单，具有较高的实际应用价值。

技术研发人员：王辰羽;牛萍娟;张献;隋宇;李玉豪;马雪茹
受保护的技术使用者：天津工业大学
技术研发日：2019.04.10
技术公布日：2019.06.07