无线充电线圈位置非对正及金属异物检测方法研究

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目前电动汽车快速普及,出于便捷性和安全性考虑,部分高端车型提供了无线充电选项。在实际应用场景中,由于泊车位置或车型大小不同,经常会出现线圈位置非对正情况。在露天停车场和居民停车位,偶尔也会出现异物进入充电区间的情况,如果异物类型为金属,充电过程中可能因涡流效应引发金属异物被加热失火等安全问题。因此在无线充电系统中有必要研究位置非对正和金属异物检测问题。本文研究了基于检测线圈组的位置非对正检测方法和金属异物检测方法。首先,分析了位置非对正和金属异物对无线充电线圈参数和磁场分布的影响,设计了特定形态的检测线圈组对电磁场变化引起的感应电压参数进行检测。然后,根据理论分析和仿真结果确定了通过电压幅值信号检测位置非对正或金属异物的方法。再者,基于该检测方法搭建了硬件电路,设计了软件检测算法。最后,通过实验验证了该检测方法对于位置非对正或存在金属异物情况下的有效性。实验结果表明,本文所设计的检测线圈和检测方法在用于金属异物检测时,可以检测到的最小面积约占功率线圈面积的1.2%;在用于位置非对正检测时,可以经由检测线圈的电压幅值,通过数据比对判断线圈所处位置。
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