技术领域
[0001] 本
申请涉及检测技术领域，特别是涉及一种金属异物检测装置、无线充电系统及方法。
背景技术
[0002]
汽车无线充电技术是指不借助
导线，利用
电磁感应原理或者其他相关交流感应技术，为汽车动
力电池提供
电能。无线充电所具有的使用便利性、充电安全性、车-网电能传输灵活性、无人驾驶
电动车辆适用性等独特优点，使得无线充电技术具有较为广阔的发展空间。
[0003] 目前主流的汽车无线充电是通过
磁场实现
能量传输的，当发射线圈和接
收线圈之间存在异物，尤其是金属异物时，交变磁场会在金属异物中产生
涡流，不但会降低充电能量效率，更有可能导致异物温升甚至引发起火燃烧。因此汽车无线充电的异物检测是保证充电安全高效的重要技术。
[0004] 传统的异物检测方法在小金属异物、大功率、充电系统存在偏移等情况下难以准确检测到异物。
发明内容
[0005] 基于此，有必要针对传统的异物检测方法检测
精度低的问题，提供一种金属异物检测装置、无线充电系统及方法。
[0006] 一种金属异物检测装置，包括：
[0007] 巨磁阻抗器件，用于检测待测
位置的磁场变化；以及
[0008]
电压检测器，并联连接于所述巨磁阻抗器件的两端，用于检测所述巨磁阻抗器件两端的电压值；
[0009] 将所述金属异物检测装置通电，对所述待检测位置进行金属异物检测，若所述电压检测器检测到所述巨磁阻抗器件两端的电压值大于报警安全
阈值范围的最大值，或所述电压值小于所述报警安全阈值范围的最小值，则判定所述待检测位置存在金属异物。
[0010] 在其中一个
实施例中，所述巨磁阻抗器件为巨磁
电阻、巨磁电容或巨磁电感中的一种或多种。
[0011] 在其中一个实施例中，还包括：
[0012] 检测板，所述巨磁阻抗器件固定设置与所述检测板上。
[0013] 在其中一个实施例中，所述检测板为PCB板、薄塑料板或薄木板中的一种。
[0014] 在其中一个实施例中，所述巨磁阻抗器件为多个；
[0015] 所述多个巨磁阻抗器件呈阵列排布，固定设置于所述检测板上；
[0016] 所述电压检测器为多个，每一个电压检测器并联连接于一个所述巨磁阻抗器件的两端。
[0017] 在其中一个实施例中，还包括：
[0018] 处理器，与所述电压检测器电连接；
[0019] 报警器，与所述处理器电连接，所述处理器用于控制所述报警器输出报警信息。
[0020] 在其中一个实施例中，还包括：
[0021]
存储器，与所述处理器电连接，用于存储报警安全阈值范围；
[0022] 所述处理器还用于将所述电压值与所述报警安全阈值范围作比较，并根据比较结果控制所述报警器输出报警信息。
[0023] 在其中一个实施例中，所述报警器包括：
[0024] 指示灯，与所述处理器电连接，用于通过灯光输出报警信息；
[0025] 蜂鸣器，与所述处理器电连接，用于通过声音输出报警信息。
[0026] 在其中一个实施例中，还包括：
[0027] 通信设备，与所述处理器电连接，用于发送所述报警信息至外部设备。
[0028] 在其中一个实施例中，所述通信设备的通信
接口为GPRS接口、蓝牙接口、CAN总线接口或WIFI接口中的一种或多种。
[0029] 一种无线充电系统，包括：
[0030] 发射装置，包括发射线圈；
[0031] 接收装置，包括接收线圈，所述发射线圈与所述接收线圈耦合连接，用于产生感应电压；以及
[0032] 如上述实施例任一项所述的金属异物检测装置，设置于所述发射线圈与所述接收线圈之间；
[0033] 当对所述发射装置与所述接收装置之间，进行金属异物检测时，将所述金属异物检测装置通电，若所述电压检测器检测到所述巨磁阻抗器件两端的电压值大于报警安全阈值范围的最大值，或所述电压值小于所述报警安全阈值范围的最小值，则判定所述发射装置与所述接收装置之间存在金属异物。
[0034] 在其中一个实施例中，所述发射装置还包括：
[0035] 发射板，所述发射线圈集成于所述发射板内；
[0036] 所述发射板具有发射面，所述金属异物检测装置集成于所述发射面与所述发射线圈之间。
[0037] 在其中一个实施例中，还包括：
[0038] 充电
控制器，与所述金属异物检测装置电连接，用于在所述金属异物检测装置检测到存在异物时，停止无线充电。
[0039] 一种无线充电系统中金属异物检测方法，所述金属异物检测方法用于实现如上述实施例所述的无线充电系统中金属异物的检测，所述检测方法包括：
[0040] 将金属异物检测装置设置于所述发射线圈和所述接收线圈之间；
[0041] 开启所述无线充电系统，通过所述电压检测器获取所述巨磁阻抗器件两端的电压值；
[0042] 通过所述处理器判断所述电压值是否处于报警安全阈值范围内；
[0043] 若所述电压值大于所述报警安全阈值范围的最大值，或所述电压值小于所述报警安全阈值范围的最小值，则所述发射装置和所述接收装置之间存在金属异物。
[0044] 本申请提供一种金属异物检测装置、无线充电系统及方法。所述金属异物检测装置包括巨磁阻抗器件和电压检测器。所述电压检测器用于检测所述巨磁阻抗器件的电压变化。所述巨磁阻抗器件具有阻抗随磁场大小而变化的特性。对待检测位置进行金属异物检测时，将所述金属异物检测装置通电。若所述电压值大于报警安全阈值范围的最大值，或所述电压值小于所述报警安全阈值范围的最小值，则判定所述待检测位置存在金属异物。所述金属异物检测装置通过所述巨磁阻抗器件的特性能实现高精度的异物检测功能。
附图说明
[0045] 图1为本申请一个实施例提供的一种金属异物检测装置结构图；
[0046] 图2为本申请一个实施例提供的一种金属异物检测装置结构图；
[0047] 图3为本申请一个实施例提供的一种巨磁阻抗器件设置结构图；
[0048] 图4为本申请一个实施例提供的一种无线充电系统结构图；
[0049] 图5为本申请一个实施例提供的一种无线充电系统结构图。
[0050] 主要元件附图标号说明
[0051] 金属异物检测装置100
[0052] 巨磁阻抗器件20
[0053] 电压检测器30
[0054] 检测板40
[0055] 处理器50
[0056] 报警器60
[0057] 指示灯61
[0058] 蜂鸣器62
[0059] 存储器70
[0060] 通信设备80
[0061] 无线充电系统200
[0062] 发射装置110
[0063] 发射板111
[0064] 发射面101
[0065] 发射线圈112
[0066] 接收装置120
[0067] 接收线圈121
[0068] 充电控制器130
具体实施方式
[0069] 为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
[0070] 需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0071] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的
说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0072] 请参见图1，本申请一个实施例提供一种金属异物检测装置100。所述金属异物检测装置100包括巨磁阻抗器件20和电压检测器30。
[0073] 所述巨磁阻抗器件20用于检测待测位置的磁场变化。所述电压检测器30并联连接于所述巨磁阻抗器件20的两端，用于检测所述巨磁阻抗器件20两端的电压值。对所述待检测位置进行金属异物检测时，将所述金属异物检测装置100通电，若所述电压检测器30检测到所述巨磁阻抗器件20两端的电压值大于报警安全阈值范围的最大值，或所述电压值小于所述报警安全阈值范围的最小值，则判定所述待检测位置存在金属异物。
[0074] 所述巨磁阻抗器件20具有阻抗随磁场大小变化的特性。所述巨磁阻抗器件20具有结构小而简单、灵敏度高的特点。所述巨磁阻抗器件20可以为
巨磁电阻、巨磁电容或巨磁电感中的一种或多种。对所述电压检测器30的不做限制，只要能检测所述巨磁阻抗器件20两端的电压即可。所述电压检测器30可以为电压计、电压
传感器或带有电压检测
电路的芯片。所述报警安全阈值范围可以根据需要的检测精度任意设定。
[0075] 当所述巨磁阻抗器件20为巨磁电阻，并对待检测位置进行金属异物检测时，可以向所述巨磁电阻提供一个稳定的直流
电流源。并向所述电压检测器30提供一个直流电源。所述电压检测器30通过检测所述巨磁阻抗器件20两端的电压，进而检测所述巨磁阻抗器件
20的电
阻变化。根据检测所述巨磁阻抗器件20的电阻的变化可以检测所述待检测位置的磁场变化。进而根据所述磁场变化实现检测有无金属异物的目的。
[0076] 当所述巨磁阻抗器件20为巨磁电感或巨磁电容，并对待检测位置进行金属异物检测时，可以向所述巨磁电感或巨磁电容提供一个稳定的交流电流源。并向所述电压检测器30提供一个直流电源。所述电压检测器30通过检测所述巨磁阻抗器件20两端的交流电压，进而检测所述巨磁电感的感抗变化或所述巨磁电容的容抗变化。根据所述感抗变化或所述容抗变化可以检测所述待检测位置的磁场变化。进而根据所述磁场变化实现检测有无金属异物的目的。
[0077] 本实施例中，所述金属异物检测装置100包括巨磁阻抗器件20和电压检测器30。所述电压检测器30用于检测所述巨磁阻抗器件20的电压变化。所述巨磁阻抗器件20具有阻抗随磁场大小而变化的特性。对待检测位置进行金属异物检测时，将所述金属异物检测装置100通电。若所述电压值大于报警安全阈值范围的最大值，或所述电压值小于所述报警安全阈值范围的最小值，则判定所述待检测位置存在金属异物。所述金属异物检测装置100通过所述巨磁阻抗器件20的特性能实现高精度的异物检测功能。所述金属异物检测装置100具有结构简单、灵敏度高抗噪性强的特点。
[0078] 请参见图2，在其中一个实施例中，所述金属异物检测装置100还包括处理器50、报警器60和存储器70。
[0079] 所述处理器50与所述电压检测器30电连接。所述报警器60与所述处理器50电连接。所述处理器50用于控制所述报警器60输出报警信息。所述存储器70与所述处理器50电连接。所述存储器70用于存储报警安全阈值范围。所述存储报警安全阈值范围可以为多个。每一个所述巨磁阻抗器件20对应一个所述存储报警安全阈值范围。一个所述存储报警安全阈值范围与其他所述存储报警安全阈值范围可以不完全相同。并且，每个所述存储报警安全阈值范围可以变化。所述处理器50还用于将所述电压值与所述报警安全阈值范围作比较，并根据比较结果控制所述报警器60输出报警信息。
[0080] 所述处理器50可以是
微处理器或
单片机。所述存储器70可以为集成于所述处理器50的芯片。所述存储器70还可以为单独设置的存储元件。所述报警器60可以为指示灯61和蜂鸣器62。所述指示灯61与所述处理器50电连接。所述指示灯61用于通过灯光输出报警信息。所述蜂鸣器62与所述处理器50电连接。所述蜂鸣器62用于通过声音输出报警信息。
[0081] 本实施例中，当所述待检测位置有金属异物时，所述金属异物检测装置100通过所述处理器50、所述报警器60和所述存储器70可以实现及时报警，以通知当前操作人员。
[0082] 在其中一个实施例中，所述金属异物检测装置100还包括通信设备80。
[0083] 所述通信设备80与所述处理器50电连接。所述通信设备80用于发送所述报警信息至外部设备。所述通信设备80的
通信接口为GPRS接口、蓝牙接口、CAN总线接口或WIFI接口中的一种或多种。所述外部设备可以为远程终端或其他控制装置。所述远程终端可以为手机或电脑。所述其他控制装置可以充电控制器。
[0084] 本实施例中，当所述待检测位置有金属异物时，所述处理器50可以通过所述通信设备80将所述报警信息发送给所述外部设备。所述外部设备可以根据所述报警信息进行进一步的动作，以避免当前操作人员不能及时对所述报警装置60发出的报警信息作出反应的问题。
[0085] 请参见图3，在其中一个实施例中，所述金属异物检测装置100还包括检测板40。
[0086] 所述巨磁阻抗器件20固定设置与所述检测板40上。所述检测板40的形状不做限定。所述检测板40可以为PCB板、薄塑料板或薄木板中的一种。
[0087] 进一步的，所述巨磁阻抗器件20为多个。所述多个巨磁阻抗器件20可以呈阵列排布，固定设置于所述检测板40上。所述多个巨磁阻抗器件20的一种设置方式如图3所示。所述多个巨磁阻抗器件20还可以无规则的固定设置于所述检测板40上。所述电压检测器30可以为多个。每一个电压检测器30并联连接于一个所述巨磁阻抗器件20的两端。所述多个电压检测器30的位置不做限定。所述多个电压检测器30可以固定设置于所述检测板40上。所述多个电压检测器30还可以与所述巨磁阻抗器件20分开设置于两
块检测板上。所述电压检测器30还可以是一个。当所述电压检测器30为一个时，所述电压检测器30具有多路输入和多路输出，以检测每个所述巨磁阻抗器件20的两端的电压。
[0088] 本实施例中，所述巨磁阻抗器件20结构小。当所述巨磁阻抗器件20为多个时，将多个巨磁阻抗器件20固定设置于所述检测板40上。便于所述多个巨磁阻抗器件20固定和检测。
[0089] 请参见图4，本申请一个实施例提供一种无线充电系统200。所述无线充电系统200包括发射装置110、接收装置120、如上述实施例任一项所述的金属异物检测装置100。
[0090] 所述发射装置110。包括发射线圈112。所述接收装置120包括接收线圈121，所述发射线圈112与所述接收线圈121耦合连接，用于产生感应电压。所述金属异物检测装置100设置于所述发射线圈112与所述接收线圈121之间。所述金属异物检测装置100可以集成于所述发射装置内。所述金属异物检测装置100还可以设置于所述发射装置110与所述接收装置120之间。
[0091] 当对所述发射装置110与所述接收装置120之间进行金属异物检测时，将所述金属异物检测装置100通电。若所述电压检测器30检测到所述巨磁阻抗器件20两端的电压值大于报警安全阈值范围的最大值，或所述电压值小于所述报警安全阈值范围的最小值，则判定所述发射装置110与所述接收装置120之间存在金属异物。
[0092] 本实施例中，所述无线充电系统200通过所述发射装置110和所述接收装置120可以实现无线充电功能。所述无线充电系统200通过所述金属异物检测装置100可以实现检测所述发射装置110和所述接收装置120之间有无金属异物的功能。
[0093] 在其中一个实施例中，为了使所述金属异物检测装置100可以全面准确的检测所述发射装置110和所述接收装置120之间的金属，可以使所述金属异物检测装置100的检测面积大于等于所述发射装置110的面积。
[0094] 请参见图5，在其中一个实施例中，所述发射装置110还包括发射板111。所述发射线圈112集成于所述发射板111内。所述发射板111具有发射面101。所述发射面101为所述发射装置110靠近所述接收装置120的一面。即所述发射面101为所述发射装置110的外表面。当所述金属异物检测装置100可以集成于所述发射装置内时，所述金属异物检测装置100集成于所述发射面101与所述发射线圈112之间。所述金属异物检测装置100设置于所述发射面101与所述发射线圈112之间，可以检测所述发射线圈112与所述接收装置120之间的金属异物。
[0095] 在其中一个实施例中，所述无线充电系统200还包括充电控制器130。
[0096] 所述充电控制器130与所述金属异物检测装置100电连接。所述充电控制器130用于在所述金属异物检测装置100检测到存在异物时，停止无线充电。当所述金属异物检测装置100检测到金属异物时，所述金属异物检测装置100可以通过所述通信设备80将报警信息发送给所述充电控制器130。所述充电控制器130接收到所述报警信息后，可以断开所述发送设备110和所述接收设备120之间的耦接，进而停止无线充电功能。
[0097] 本申请一个实施例提供一种无线充电系统中金属异物检测方法。所述金属异物检测方法用于实现如上述实施例所述的无线充电系统200中金属异物的检测。所述检测方法包括：
[0098] 将金属异物检测装置100设置于所述发射线圈112和所述接收线圈121之间。开启所述无线充电系统200。通过所述电压检测器30获取所述巨磁阻抗器件20两端的电压值。通过所述处理器50判断所述电压值是否处于报警安全阈值范围内。若所述电压值大于所述报警安全阈值范围的最大值，或所述电压值小于所述报警安全阈值范围的最小值，则所述发射装置110和所述接收装置120之间存在金属异物。
[0099] 本实施例中，所述检测方法通过所述金属异物检测装置100中所述巨磁阻抗器件10的特性能实现高精度的异物检测功能。
[0100] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0101] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请
专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干
变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附
权利要求为准。
