KR20200134335A - 이물질 검출 디바이스, 시스템 및 방법 - Google Patents

이물질 검출 디바이스, 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200134335A
KR20200134335A KR1020207033326A KR20207033326A KR20200134335A KR 20200134335 A KR20200134335 A KR 20200134335A KR 1020207033326 A KR1020207033326 A KR 1020207033326A KR 20207033326 A KR20207033326 A KR 20207033326A KR 20200134335 A KR20200134335 A KR 20200134335A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
detection
groups
coils
detection coils
mat
Prior art date
Application number
KR1020207033326A
Other languages
English (en)
Inventor
비스와나단 카나카사바이
디팍 아라빈드
수마 메마나 나라야나 밧
애드난 쿠투부딘 보호리
Original Assignee
제네럴 일렉트릭 컴퍼니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 filed Critical 제네럴 일렉트릭 컴퍼니
Publication of KR20200134335A publication Critical patent/KR20200134335A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B60L53/124—Detection or removal of foreign bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B60L53/122—Circuits or methods for driving the primary coil, e.g. supplying electric power to the coil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/60—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power responsive to the presence of foreign objects, e.g. detection of living beings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • G01V3/101—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils by measuring the impedance of the search coil; by measuring features of a resonant circuit comprising the search coil
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/10—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils
    • G01V3/104—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils
    • G01V3/105—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils forming directly coupled primary and secondary coils or loops
    • G01V3/107—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices using induction coils using several coupled or uncoupled coils forming directly coupled primary and secondary coils or loops using compensating coil or loop arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/91—Battery charging
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

검출 디바이스(100)는 복수의 검출 코일들(106), 및 검출 코일들(106)의 그룹들의 적어도 한 쌍을 갖는 검출 매트(102)를 포함하고, 검출 코일들(106)의 그룹들의 쌍은 제1 및 제2 검출 코일들(106)의 그룹들을 포함한다. 제1 및 제2 검출 코일들(106)들의 그룹은 제1 및 제2 임피던스 값들을 포함한다. 검출 디바이스(100)는 하나 이상의 구동 서브-시스템(112) 및 비교 서브-시스템(112)을 포함한다. 구동 서브-시스템들(112)은 검출 매트(102)에 동작가능하게 결합되고 검출 코일들(106)의 그룹들의 적어도 한 쌍을 여기시키도록 구성된다. 비교 서브-시스템(114)은 검출 매트(102)에 동작가능하게 결합되고 검출 코일들(106)의 그룹들의 쌍으로부터 차동 전류 신호를 수신하도록 구성되고, 비교 서브-시스템(114)은 차동 전류 신호에 기반하여 제어 신호를 생성하도록 구성된다.

Description

이물질 검출 디바이스, 시스템 및 방법
본 명세서의 실시예들은 검출 디바이스에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 명세서의 실시예들은 시스템의 동작 환경에서 이물질 검출을 위한 검출 디바이스에 관한 것이다.
종래의 무선 전력 전달(WPT) 시스템은 유도 전력 전달 원리로 작동하여 하나의 디바이스에서 다른 디바이스로 에너지를 무선으로 전달한다. 통상적으로, WPT 시스템들에서, 송신기와 같은 1 차 전력 디바이스는 수신기로 지칭되는 2 차 전력 디바이스 무선으로 전력을 전달한다. 송신기 및 수신기는 WPT 시스템의 동작 동안 동작적으로 근접하게 배치되는 각자의 코일을 포함한다. 송신기 코일에 전류가 통과될 때, 생성된 자기장은 수신기 코일에 기전력을 유도하여, 송신기에서 수신기로 전력을 무선으로 전달한다.
그런 WPT 시스템들에서, 무선 전력 전달 동안 송신기 코일과 수신기 코일 사이에 금속 캔이 또는 알루미늄 호일과 같은 임의의 금속 물체가 있으면, 와전류로 인해 금속 물체가 바람직하지 않게 가열될 수 있다. 이것은 화재 안전 위험과 같은 안전 위험을 초래할 수 있다. 또한, 무선 전력 전달 프로세스의 효율성은 의도하지 않게 영향을 받거나 전체 프로세스가 완전히 중단될 수 있다.
WPT 시스템들에서 이물질들을 검출하는 다양한 상이한 방법들이 있다. 방법들은 1 차 코일에서 전류의 주파수 변동에 의한 이물질의 존재 감지, 1 차 코일에서 인출된 전력 측정들을 기반으로 1 차 코일의 전류 및 전압의 불균형한 디스패리티(disparity)들 검출 등을 포함한다. 또한, 검출 방법들의 일부에서, 무선 전력 전달이 개시된 후 이물질들 검출에 약간의 지연이 있을 수 있다. 이 기간 동안 이물질은 계속해서 전력을 인출하여 전력을 낭비시킨다.
일 실시예에서, 검출 디바이스는 복수의 검출 코일들, 및 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍을 갖는 검출 매트(mat)를 포함하고, 검출 코일들의 그룹들의 쌍은 제1 및 제2 검출 코일들의 그룹들을 포함한다. 제1 검출 코일들의 그룹은 제1 임피던스 값을 포함하고, 제2 검출 코일들의 그룹은 제2 임피던스 값을 포함한다. 또한, 검출 디바이스는 하나 이상의 구동 서브-시스템 및 비교 서브-시스템을 포함한다. 구동 서브-시스템들은 검출 매트에 동작가능하게 결합되고 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍을 여기시키도록 구성된다. 비교 서브-시스템은 검출 매트에 동작가능하게 결합되고 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍으로부터 차동 전류 신호를 수신하도록 구성되며, 비교 서브-시스템은 차동 전류 신호에 기반하여 제어 신호를 생성하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 검출 시스템은 검출 디바이스 및 무선 전력 전달(WPT) 시스템을 포함한다. 검출 디바이스는 복수의 검출 코일, 및 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍을 갖는 검출 매트를 포함하고, 검출 코일들 그룹들의 쌍은 제1 및 제2 검출 코일들의 그룹들을 포함한다. 제1 검출 코일들의 그룹은 제1 임피던스 값을 포함하고, 제2 검출 코일들의 그룹은 제2 임피던스 값을 포함한다. 또한, 검출 디바이스는 하나 이상의 구동 서브-시스템 및 비교 서브-시스템을 포함한다. 구동 서브-시스템들은 검출 매트에 동작가능하게 결합되고 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍을 여기시키도록 구성된다. 비교 서브-시스템은 검출 매트에 동작가능하게 결합되고 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍으로부터 차동 전류 신호를 수신하도록 구성되며, 비교 서브-시스템은 차동 전류 신호에 기반하여 제어 신호를 생성하도록 구성된다. WPT 시스템은 교류(AC) 전압 신호 형태의 전력을 공급하도록 구성된 1 차 전력 소스를 포함한다. WPT 시스템은 적어도 하나의 송신기를 갖는 송신기 유닛을 더 포함하고, 송신기 유닛은 1 차 전력 소스로부터 AC 전압 신호를 수신하도록 구성된다. 또한, 송신기 유닛은 수신된 AC 전압 신호에 대한 응답으로 1 차 자기장을 생성하도록 구성되고, 검출 매트는 송신기 유닛에 동작가능하게 결합된다. WPT 시스템은 적어도 하나의 수신기 코일을 포함하고 송신기 유닛에 의해 생성된 1 차 자기장의 적어도 일부를 수신하도록 구성된 수신기 유닛을 더 포함한다. 또한, WPT 시스템은 검출 디바이스에 동작가능하게 결합되고 검출 디바이스로부터 제어 신호를 수신하고, 그리고 제어 신호에 기반하여 송신기 유닛으로의 전력 공급을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 방법은 복수의 검출 코일들, 및 검출 코일들의 그룹들의 적어도 하나의 쌍을 갖는 검출 매트를 포함하는 검출 디바이스를 활용하는 단계를 포함하고, 검출 코일들의 그룹들의 쌍은 제1 및 제2 검출 코일들의 그룹들을 포함한다. 제1 검출 코일들의 그룹은 제1 임피던스 값을 포함하고, 제2 검출 코일들의 그룹은 제2 임피던스 값을 포함한다. 본 방법은 검출 코일들의 그룹들의 적어도 하나의 쌍을 여기시키는 단계 및 검출 코일들의 그룹들의 적어도 하나의 쌍으로부터 차동 전류 신호를 결정하는 단계를 더 포함한다. 또한, 본 방법은 차동 전류 신호에 기반하여 제어 신호를 생성하는 단계, 및 제어 신호를 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징들 및 양상들은, 다음의 상세한 설명이 첨부 도면들을 참조하여 판독될 때 더 잘 이해될 것이고, 여기서 유사한 문자들은 도면들 전반에 걸쳐 유사한 부분들을 나타낸다.
도 1은 본 명세서의 양상들에 따른 이물질의 존재를 검출하기 위한 예시적인 검출 디바이스의 개략도이다.
도 2a-도 2b는 본 명세서의 양상들에 따른 검출 코일들의 그룹들의 예시적인 쌍들의 개략도들이다.
도 3a-도 3b는 본 명세서의 양상들에 따른, 구동 서브-시스템에 결합된 한 쌍의 검출 코일들의 그룹들을 포함하는 검출 디바이스의 부분의 개략도들이다.
도 3c-도 3e는 본 명세서의 양상들에 따른 한 쌍의 검출 코일들의 그룹들에 결합된 하나 이상의 구동 서브-시스템을 갖는 검출 디바이스들의 부분들의 개략도이다.
도 4는 본 명세서의 양상들에 따른 WPT 시스템의 동작 환경에서 이물질의 존재를 검출하기 위한 검출 디바이스를 갖는 예시적인 검출 시스템의 개략도이다.
도 5는 본 명세서의 양상들에 따른 검출 디바이스의 예시적인 비교 서브-시스템의 개략도이다.
도 6-도 7은 본 명세서의 양상들에 따른 WPT 시스템의 동작 환경에서 이물질의 존재를 검출하기 위한 예시적인 방법들이다.
도 8은 본 명세서의 양상들에 따른 검출 매트의 단면도이다.
본 명세서의 실시예들은 검출 디바이스, 검출 시스템 및 이물질의 검출 방법에 관한 것이다. 소정의 실시예들에서, 검출 디바이스는 무선 전력 전달(WPT) 시스템에서 이물질의 검출에 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "이물질"이라는 용어는 전기 전도성이거나 검출가능한 자기 투과성을 가지며 시스템의 일부가 아니지만 시스템의 동작 환경에 의도하지 않게 존재하는 물체들을 지칭한다. 이물질들의 비-제한적인 예들은 철류 물체, 주석 캔, 또는 다른 전기 전도성 또는 철류 물체들을 포함할 수 있다. 일 예에서, 캔 또는 키 묶음은 WPT 시스템의 동작 환경에서 이물질들로 고려된다.
본원에 사용된 바와 같이, "1 차 자기장"이라는 용어는 WPT 시스템의 송신 유닛과 같은 송신기 유닛에 의해 유도되는 자기장을 지칭한다. "동작 환경"이라는 용어는, 송신기 유닛의 1 차 자기장이 검출가능하게 존재하고 이물질과 검출가능하게 상호작용할 수 있는 시스템의 1 차 자기장에 의해 규정된다. 예로서, WPT 시스템의 동작 환경에 존재하는 이물질은 1 차 자기장과의 상호 작용으로 인해 온도 증가를 경험할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "검출 코일들의 그룹"이라는 용어는, 각각의 개별 그룹의 검출 코일들이 서로 전기적으로 결합된 단일 검출 코일 또는 2 개 이상의 코일을 지칭한다. 또한, "검출 코일들의 그룹들의 쌍"이라는 용어는 검출 코일들의 2 개의 이런 그룹을 지칭한다.
일부 전기 차량(EV)들 및 하이브리드 차량들은 WPT 시스템들을 사용하는 무선 전력 전달 또는 유도 전력 전달에 의해 충전된다. WPT 시스템은 충전소의 일부인 송신기 유닛, 및 전기 차량(EV)에 배치된 수신기 유닛인 2 개의 부분들로 주로 만들어진다. 충전소의 송신기 유닛은 EV의 수신기 유닛에 유도 결합된다. 통상적으로, EV의 수신기 코일이 송신기 코일의 동작 환경에 들어가고 송신기 장치로의 전력 공급이 시작될 때 송신기와 수신기 유닛들의 코일들 사이에서 전력 전달이 개시된다.
전기 전도성 물질 또는 철류 물질로 만들어진 이물질이 WPT의 동작 환경에 의도하지 않게 배치될 때, 이물질은 송신기 유닛에서 생성된 자기장과 상호작용할 수 있다. 결과적으로, 이물질은 자기장을 의도하지 않게 인터셉트하고 자기장을 통해 송신기에서 전력을 인출할 수 있다. 따라서, 이물질에 의해 인출된 전력은 전력 낭비와 바람직하지 않은 이물질의 가열을 초래한다. 적시에 처리하지 않거나, 눈에 띄지 않으면, 이물질의 온도는 이물질을 취급하기에 안전하지 않게 할 수 있는 값들로 증가할 수 있고, 또한 안전 위험들을 야기할 수 있다. 결과적으로, 전력 낭비를 방지하고 안전하지 않은 환경의 위험을 회피하기 위해 이물질의 존재를 검출하는 것이 바람직하다.
도 1은 복수의 검출 코일들(106), 및 검출 코일들(106)의 그룹의 적어도 한 쌍(도 1에 도시되지 않음)을 갖는 검출 매트(102)를 갖는 검출 디바이스(100)를 예시한다. 검출 코일들(106)의 그룹들의 적어도 한 쌍은 제1 검출 코일들(106)의 그룹 및 제2 검출 코일들(106)의 그룹을 포함하며, 여기서 제1 검출 코일들(106)의 그룹은 제1 임피던스 값을 갖고, 제 2 검출 코일들(106)의 그룹은 제2 임피던스 값을 갖는다. 검출 디바이스(100)는 또한 검출 매트(102)에 동작가능하게 결합되고 검출 코일들(106)의 그룹들의 적어도 한 쌍을 여기하도록 구성된 하나 이상의 구동 서브-시스템(112)을 포함한다. 또한, 검출 디바이스(100)는 검출 매트(102)에 동작가능하게 결합되고 검출 코일들(106)의 그룹들의 적어도 한 쌍으로부터 차동 전류 신호를 수신하도록 구성된 비교 서브-시스템 (114)을 포함한다. 비교 서브-시스템(114)은 차동 전류 신호에 기반하여 제어 신호를 생성하도록 구성된다.
소정의 실시예들에서, 검출 디바이스(100)는 무선 전력 전달(WPT) 시스템(도 1에 도시되지 않음)의 동작 환경에서 이물질의 존재를 검출하도록 구성된다. WPT 시스템의 동작 환경에서 이물질의 존재는 하나 이상의 검출 코일(106)의 임피던스 값들의 변화를 초래할 수 있다. 검출 코일들(106)의 임피던스 값들의 이러한 변화는 이물질의 존재를 확인하는 데 사용된다. 검출 코일들(106)의 그룹들은 도 2a-도 2b 및 도 3a-도 3b에 관하여 더 상세히 설명될 것이다.
또한, 검출 매트(102)는 또한 "검출 구역"(104)으로 지칭되는 여러 기하학적 위치를 포함할 수 있다. 검출 구역들(104)은 검출 매트(102)의 개별 구역들을 규정하며, 여기서 각각의 검출 구역(104)은 검출 코일들(106)의 하나 이상의 그룹을 포함한다. 검출 구역들(104)이 물리적으로 분리되거나 서로 분리되지 않을 수 있으며, 검출 구역들(104)이 서로 전기적으로 격리될 수 있다는 것이 주목될 수 있다. 또한, 검출 구역들(104)은 기하학적 또는 비-기하학적 형상들을 가질 수 있다.
검출 매트(102)는 가요성 매트, 순응성 매트, 강성 매트 또는 플러그 앤 플레이 매트, 독립형 매트 또는 이들의 조합일 수 있다. 검출 매트(102)의 표면적이 검출 매트(102)가 배치되는 송신기 유닛의 표면적 이상일 수 있음이 주목될 수 있다. 검출 매트(102)의 기판은 전기 절연 재료로 만들어질 수 있다. 검출 매트(102)는 그 위에서의 전기 차량의 움직임을 견디기 위해 기계적 내마모성 재료를 더 포함할 수 있다. 검출 매트(102)는 또한 실외 적용을 위해 설계될 수 있고 온도, 습도를 견디도록 설계될 수 있고 물의 침투에 저항할 수 있다.
일부 실시예들에서, 검출 코일들(106)은 검출 매트(102)의 기판 상에 배치될 수 있거나 사용자의 안전 및 미관을 위해 검출 매트(102)의 기판에 매립될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 검출 코일들(106)은 검출 매트(102)의 기판 상에 인쇄, 몰딩, 직조 또는 적층 제조될 수 있다.
검출 코일들(106)은 전자기 코일들이다. 도 1의 예시된 실시예에서. 검출 코일들(106)은 대표 목적들에 사용되며, 각각의 검출 코일(106)이 나선형 또는 다른 코일 토폴로지를 포함할 수 있음이 주목될 수 있다. 또한, 각각의 검출 구역(104)은 하나 이상의 검출 코일(106)을 가질 수 있다. 소정의 실시예들에서, 검출 코일들(106)의 그룹들은 검출 코일들(106)의 다양한 코일 토폴로지, 형상 및 기하학적 배열을 포함할 수 있다. 검출 코일들(106)의 형상들의 비-제한적인 예들은 헬리컬(helical) 코일들, 나선형 코일들, 비-원형 등을 포함할 수 있다. 검출 매트(102) 상에 존재하는 상이한 검출 코일들(106) 또는 검출 코일들(106)의 그룹들은 동일하거나 상이한 임피던스 값들을 가질 수 있다.
검출 코일들(106)의 그룹들의 각각의 쌍은 검출 코일들(106)의 그룹들의 쌍을 형성하기 위해 검출 매트(102)상의 동일하거나 상이한 기하학적 위치들에 배치되는 2 개의 그룹을 포함한다. 예로서, 쌍의 2 개의 그룹은 동일한 검출 구역(104)에 배치될 수 있거나, 2 개의 상이한 검출 구역(104)에 배치될 수 있다. 비-제한적인 예에서, 검출 코일들(106)의 각각의 그룹은 동심 코일들, 인접하게 배치된 코일, 나란한 배열의 코일들을 포함할 수 있다. 또한, 검출 코일들(106)의 하나 이상의 그룹은 단일 평면 또는 2 개 이상의 층에 배치될 수 있다. 검출 코일들(106)의 그룹 내의 검출 코일들(106)은 직렬 연결, 병렬 연결, 또는 직렬 및 병렬 연결들의 조합으로 연결될 수 있다.
일부 실시예들에서, 검출 코일들(106)의 그룹들의 쌍은 동심 코일들을 포함한다. 비-제한적인 예에서, 2 개의 동심 코일 중 하나의 인덕턴스 값은 다른 동심 코일의 인덕턴스 값과 상이하다. 예로서, 동심 코일들의 쌍 중 하나의 동심 코일의 인덕턴스 값은 L로 표현될 수 있지만, 동심 코일들의 쌍 중 다른 동심 코일의 인덕턴스 값은 nL로 표현될 수 있다.
구동-서브시스템(112)은 하나 이상의 구동 유닛 및 구동 제어기를 포함한다. 구동-서브시스템(112)은 검출 매트(102)에 동작가능하게 결합되고 검출 코일들(106)의 그룹들의 하나 이상의 쌍을 여기시키도록 구성된다. 구동 서브-시스템(112)은 검출 디바이스(100)의 검출 코일들(106)의 결정된 그룹들을 간헐적으로 또는 주기적으로 여기시키도록 구성될 수 있고, 여기서 검출 코일들의 결정된 그룹들은 검출 코일들(106)의 그룹들의 하나 이상의 쌍을 형성한다. 구동 서브-시스템(112)은 동일하거나 상이한 검출 구역들(104)에 속하는 검출 코일들(106)의 그룹들의 쌍들을 여기시키도록 구성될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 구동 서브-시스템(112)은 WPT 시스템의 1 차 자기장(도 1에 도시되지 않음)에 관하여 대칭적으로 위치된 검출 코일들(106)의 그룹들을 여기시키도록 구성될 수 있다.
일 예에서, 구동 서브-시스템(112)은 검출 코일들(106)의 그룹들의 한 쌍의 그룹들을 동시에 또는 순차적으로 여기시키도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 구동 서브-시스템(112)은 검출 매트(102)의 검출 코일들(106)의 그룹들의 2 개 이상의 쌍을 동시에 또는 순차적으로 여기시키도록 구성될 수 있다. 일 예에서, 구동 서브-시스템(112)은 이물질의 존재에 대해 검출 매트(102)를 스캔하도록 구성될 수 있다. 이물질의 존재 검출은 장치(이를테면 EV)에 대한 무선 전력 전달을 시작하기 전에 완료될 수 있다. 또한, 이물질의 존재 검출은 또한 장치(이를테면 EV)에 대한 무선 전력 전달의 프로세스 동안 주기적으로 또는 간헐적으로 수행될 수 있다.
일 예에서 도 3a 내지 도 3e에 관하여 상세히 설명될 바와 같이, 검출 코일들(106) 그룹들의 각각의 쌍은 개별 구동 서브-시스템에 결합될 수 있고, 다른 예에서, 검출 코일들(106)의 그룹들의 2 개 이상의 쌍은 공통 구동 제어기를 공유하는 상이한 구동 유닛들에 결합될 수 있다.
일부 실시예들에서, 구동 서브-시스템(112)의 구동 유닛은 검출 코일들(106)의 하나 이상의 그룹에 전압 신호를 제공하도록 구성되고, 구동 제어기는 구동 유닛의 동작을 제어하도록 구성된다. 이를 위해, 구동 제어기는 검출 코일들(106)의 하나 이상의 그룹을 여기시키기 위해 구동 서브-시스템(112)을 스위치 온하고, 검출 코일들(106)의 그룹들이 여기될 필요가 없을 때 구동 서브-시스템(112)을 스위치 오프한다. 소정의 실시예들에서, 구동 서브-시스템(112)은 인버터, 컨버터, 선형 증폭기, 전자 스위치, 또는 이들의 조합들 중 하나 이상을 포함한다. 구동 서브-시스템(112)의 스위칭은 양방향 스위치와 같은 전자 스위치, 반도체 스위치, 릴레이와 같은 기계적 스위치, 계약자 또는 이들의 조합에 의해 수행될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 구동 서브-시스템(112)은 WPT 시스템의 송신기 유닛에 전력을 공급하도록 구성된 1 차 전력 소스로부터 전력을 인출될 수 있다. 대안적으로, 구동 서브-시스템(112)은 배터리(그러나 이에 한정되지 않음)와 같은 개별 전력 소스를 가질 수 있다.
동작 중에, 검출 매트(102) 상에 존재하는 경우, 이물질은 하나 이상의 검출 코일(106)에 유도적으로 결합될 수 있고, 이에 의해 검출 코일들(106)의 이런 특정 그룹(들)의 결과적인 임피던스 값들에 영향을 미칠 수 있다는 것이 주목될 수 있다. 또한, 검출 디바이스(100)의 상이한 그룹들의 검출 코일들(106)의 고유 임피던스 값들이 이물질이 없을 때 동일하거나 상이할 수 있다는 것이 주목될 수 있다. 또한, 검출 코일들(106)의 한 쌍의 그룹들의 2 개의 그룹들의 고유 임피던스 값들은 이물질이 없을 때 동일하거나 상이할 수 있다. 이런 실시예들 중 일부에서, 검출 매트(102)는 이물질이 없을 때 검출 코일들(106)의 그룹들의 쌍의 2 개의 그룹의 각각으로부터 유사한 결과 임피던스 값들을 제공하기 위해 검출 코일들(106)의 그룹들의 쌍의 그룹들 중 적어도 하나에 동작가능하게 결합된 보상기 엘리먼트(도 1에 도시되지 않음)를 더 포함한다. 일부 다른 실시예들에서, 구동 제어기는 검출 코일들(106)의 그룹들의 쌍의 그룹들 중 하나에 대한 전압 보상을 제공하는 데 사용될 수 있다. 예로서, 구동 서브-시스템(112)의 구동 제어기는, 검출 코일들(106) 그룹들의 쌍의 2 개의 그룹이 이물질이 없을 때의 크기 및 위상과 유사한 동일한 전류들에 의해 구동되도록, 검출 코일들(106)의 그룹들의 쌍의 2 개의 그룹과 상이한 전압 신호들을 제공한다.
비교 서브-시스템(114)은 검출 매트(102)에 동작가능하게 결합되고 검출 매트(102)로부터 하나 이상의 차동 전류 신호를 수신하도록 구성된다. 비교 서브-시스템(114)은 차동 전류 신호에 기반하여 검출 전압 신호를 결정하도록 구성된다. 차동 전류 신호의 값이 이물질이 없을 때 매우 작고 검출되지 않을 수 있다는 것이 주목될 수 있다. 또한, 이물질과 하나 이상의 검출 코일(106) 사이의 유도 결합으로 인해, 차동 전류 신호의 값은 이물질이 존재할 때 검출 가능한 0이 아닌 값일 수 있다.
검출 디바이스(100)는 WPT 시스템(그러나 이에 한정되지 않음)과 같은 시스템들에서 이물질의 존재를 검출하는 데 사용될 수 있는 독립형 디바이스일 수 있다. 이를 위해, 검출 디바이스(100)는 무선 전력 전달 전 및/또는 동안 이물질의 존재를 검출하기 위해 기존 WPT 시스템과 함께 사용될 수 있다. 검출 매트(102), 구동 서브-시스템(112), 및 비교 서브-시스템(114)에 추가하여, 검출 디바이스(100)는 또한 검출 디바이스(100)가 사용되는 시스템과 통신할 있게 하는 통신 유닛(도 1에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예로서, 통신 유닛은 SAE(Society of Automotive Engineers) 표준들에 따라 검출 디바이스(100)가 WPT 시스템과 통신하게 할 수 있다. 통신 유닛은 WPT 시스템의 송신기 유닛으로의 전력 공급을 계속할지 여부를 평가하기 위해 WPT 시스템의 제어 유닛에 검출 전압 신호를 통신하는 데 사용될 수 있다.
유리하게, 본 기법의 검출 디바이스(100)는 WPT 시스템의 동작 환경에서 비교적 작은 이물질들의 존재를 검출하도록 구성된다. 일예에서, 이물질은 2 sq.cm 이상의 표면적을 가질 수 있다.
이제 도 2a-도 2b를 참조하여, 소정의 실시예들에서, 검출 디바이스의 검출 코일들의 그룹들의 하나 이상의 쌍들은 검출 매트로부터 차동 전류 신호를 결정하기 위해 여기될 수 있고, 여기서 차동 전류 신호는 이물질의 존재 또는 부재를 결정하는 데 사용된다. 검출 코일들의 쌍의 2 개의 개별 그룹 각각은 하나 이상의 검출 코일을 포함할 수 있다 것이 주목될 수 있다.
소정의 실시예들에서, 검출 코일들의 그룹들의 쌍들의 제1 및 제2 그룹들은 1 차 자기장에 관하여 대칭적으로 배치된다. 또한, 검출 코일들의 그룹들의 쌍들의 제1 및 제2 그룹은 검출 매트 상의 동일한 기하학적 영역에 배치된다. 일부 실시예들에서, 검출 코일들의 그룹들의 쌍들의 제1 및 제2 그룹은 구조적으로 유사한 배열의 검출 코일들을 포함한다. 또한, 소정의 실시예들에서, 검출 코일들의 그룹들의 쌍들의 그룹들의 제1 및 제2 임피던스 값은 WPT 시스템의 동작 환경에서 이물질의 부재 때 유사하다. 본원에 사용된 바와 같이, 유사한 임피던스 값들은 서로 ± 0.5 % 이하의 변동을 갖는 임피던스 값을 지칭한다. 예로서, 제1 그룹의 임피던스 값은 제2 그룹의 임피던스 값의 -0.5 % 이내일 수 있고, 여기서 제1 및 제2 그룹은 검출 코일들의 한 쌍의 그룹들을 형성한다.
일부 다른 실시예들에서, 제1 및 제2 임피던스 값들은 이물질이 없을 때 유사하지 않다. 이런 실시예들 중 일부에서, 검출 매트는 검출 코일들(106)의 제1 및 제2 그룹들의 임피던스 값의 차이를 보상하기 위해 검출 코일들의 쌍들의 제1 및 제2 그룹들 중 하나에 동작가능하게 결합된 보상기 엘리먼트를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 및 제2 임피던스 값들은 이물질이 없을 때 유사하지 않고, 하나 이상의 구동 서브-시스템은 제1 및 제2 검출 코일들의 그룹들에 상이한 전압 신호들을 제공하도록 구성된 구동 제어기를 더 포함하여, 검출 코일들의 그룹들의 쌍의 제1 및 제2 그룹들은 이물질이 없을 때 크기 및 위상인 것과 유사한 동일한 전류들에 의해 구동된다.
도 2a에 관련하여 설명될 바와 같이, 검출 코일들의 그룹들의 특정 상의 검출 코일들은 1 차 자기장에 대해 대칭적으로 배치되고 따라서 1 차 자기장과 유사한 강도를 받게 된다. 도 2b에 대해 설명될 바와 같이, 검출 코일들의 한 쌍의 그룹들의 그룹들은 검출 매트의 동일한 기하학적 영역에 배치될 수 있고, 따라서 그룹들은 1 차 자기장과 유사한 강도를 경험할 수 있다. 일부 실시예들에서, 검출 코일들의 그룹들의 쌍의 각각의 그룹은 WPT 시스템의 동작 환경에서 이물질이 없을 때 동일한 임피던스 값들을 포함한다. 일부 다른 실시예들에서, 검출 코일들의 그룹들의 쌍의 2 개의 그룹은 상이한 임피던스 값을 갖는다. 이런 실시예들에서, 한 쌍의 검출 코일들의 2 개의 그룹은 보상기 엘리먼트와 관련하여, 또는 구동 제어기의 도움으로 무시할 수 있고 검출할 수 없는 양의 차동 전류를 제공할 수 있지만, 이물질이 존재하는 경우, 검출 코일들의 그룹들의 쌍에 속하는 그룹의 하나 이상의 검출 코일은 이물질과 전기적으로 결합되어, 검출 코일들의 그룹의 순 임피던스를 변경하고, 이는 검출 코일들의 그룹들의 쌍의 2 개의 그룹들에 의해 인출된 전류의 차이를 초래한다. 결과적으로, 검출 코일들의 그룹들의 쌍의 2 개의 그룹 중 하나에 대한 입력 전류와 다른 그룹으로부터의 입력 전류 사이의 차이인 차동 전류가 검출가능한 값에 이른다.
도 2a는 검출 코일들(205)의 그룹들(204)을 갖는 복수의 검출 구역들(202)을 갖는 예시적인 검출 매트(200)를 예시한다. 비-제한적으로 예시된 실시예에서, 검출 매트(200)는 4x4 어레이의 검출 구역들(202)을 갖는 것으로 도시되고, 각각의 검출 구역(202)은 검출 코일들(205)의 4 개의 그룹(204)을 갖는 것으로 예시되지만, 검출 매트(200) 내의 검출 구역들(202)의 수, 및 각각의 검출 구역(202) 내의 그룹들(204)의 수가 가변할 수 있고 단지 예시를 위한 것임이 주목될 수 있다. 또한, 검출 매트(200)가 예시된 예에서 16 개의 검출 구역(202)을 갖는 것으로 도시되지만, 검출 매트(200)와 같은 검출 매트 내의 검출 구역들(202)의 수가 하나 이상일 수 있다는 것이 주목될 수 있다. 또한, 각각의 그룹(204)은 하나 이상의 검출 코일(205)을 포함할 수 있다. 또한, 그룹들(204)의 검출 코일들(205)의 나선형 형상은 예시를 위한 것이고, 검출 코일들(205)은 원형, 비-원형, 나선형, 헬리컬 형상, 또는 이들의 조합들(그러나 이에 제한되지 않음)과 같은 형상들을 가질 수 있다. 검출 매트(200)는 송신기 유닛(도 2a에 도시되지 않음) 상에 배치될 수 있다. 또한, 점선 원(206)은 검출 매트(200) 아래에 배치된 송신기 유닛의 송신기 코일을 나타낸다.
1 차 자기장과 유사한 강도를 받을 가능성이 있는 검출 코일들의 임의의 2 개의 그룹(204)은 이물질의 존재를 검출하기 위해 검출 코일들의 한 쌍의 그룹들을 형성하도록 쌍으로 이루어질 수 있다. 검출 코일들(205)의 그룹들(204)의 몇 가지 그럴듯한 쌍들은 n-n'로 표현된다. 예로서, 참조 번호들(208)로 지칭된 그룹들(204)은 송신기 코일(206) 또는 송신기 유닛의 1 차 자기장에 대해 대칭적으로 배치되고, 검출 코일들의 그룹들(208)의 쌍(212)을 형성한다. 유사하게, 그룹들(210)은 송신기 유닛의 1 차 자기장에 대해 대칭적으로 배치되고, 검출 코일들의 그룹들(210)의 다른 쌍(214)을 형성한다. 212, 214, n-n'이외의 검출 코일들(205)의 그룹들(204)의 다른 쌍들이 또한 가능할 수 있다는 것이 주목될 수 있다.
소정의 실시예들에서, 검출 매트(200)가 송신기 유닛 상에 배치될 때, WPT 시스템(도 2a에 도시되지 않음)의 동작 환경에서 이물질의 존재를 검출하기 위해, 그룹들(204)의 하나 이상의 쌍의 검출 코일들(205)은 여기될 수 있다. 예로서, 2 개의 쌍(212 또는 214) 중 하나는 구동 서브-시스템에 의해 여기될 수 있다. 또한, 한 쌍의 그룹의 2 개의 그룹의 임피던스 값들이 서로 다른 경우들에서, 보상기 엘리먼트(218)는 이물질의 부재 시 검출 코일들(205)의 그룹들의 쌍의 2 개의 그룹(204)의 각각으로부터 유사한 결과적인 임피던스 값들을 제공하기 위해 검출 코일들(205)의 그룹들(204)의 쌍의 그룹들(204) 중 적어도 하나의 동작가능하게 결합된다.
도 2b는 2 개 이상의 검출 코일(222)을 갖는 복수의 검출 구역들(224)을 갖는 검출 매트(220)를 나타낸다. 검출 디바이스(220)는 송신기 유닛(도 2b에 도시되지 않음)에 배치될 수 있다. 예시된 실시예에서, 점선 원(225)은 검출 디바이스(220) 아래에 배치된 송신기 유닛의 송신기 코일을 나타낸다. 또한, 각각의 구역(224)은 각각의 검출 구역(224)에 배치된 복수의 동심 검출 코일들(222)의 그룹을 포함한다. 구역(224) 당 더 많은 수의 검출 코일(222), 또는 상이한 형상 및 기하구조를 갖는 검출 코일들(222)이 본 출원의 범위 내에서 구상되고 도 2b의 예시된 실시예가 단지 예시를 위해 제시된 대표 실시예인 것이 주목될 수 있다. 검출 코일들(222)의 그룹들(228 및 230)의 쌍(226)은 예시된 방식으로 형성된다. 개별 그룹들(228 및 230)은, 그룹들(228 및 230)의 검출 코일들(222)이 1 차 자기장과 유사한 강도를 경험하도록 동일한 기하학적 영역에 배치된다.
도 3a는 본 명세서의 검출 디바이스의 일부(300)를 예시한다. 부분(300)은 검출 디바이스의 검출 매트 상에 배치된 검출 코일들(308)의 그룹들(304 및 306)의 쌍(302)을 포함한다. 현재 고려되는 실시예에서, 검출 코일들(308)의 2 개의 그룹(304 및 306)은 둘 모두 단일 구동-서브시스템(310)에 의해 여기된다. 구동 서브-시스템(310)은 구동 유닛(311) 및 구동 제어기(314)를 포함한다. 또한, 검출 코일들(308)의 그룹들(304 및 306) 둘 모두는 구동 서브-시스템(310)의 단일 구동 유닛(311)을 사용하여 여기된다. 구동 유닛(311)은 인버터/컨버터(312), 커패시터들(309 및 311), 하나 이상의 보상 엘리먼트(315 및 317)를 포함한다. 커패시터들(309, 311)의 커패시턴스 값이 고정되거나 가변적일 수 있음이 주목될 수 있다. 구동 서브-시스템(310)의 구동 제어기(314)는 검출 코일들(308)의 2 개의 그룹(304 및 306)에 대한 여기 전압들을 제어하도록 구성된다. 예시된 바와 같이, 각각의 그룹(304 및 306) 내의 검출 코일들(308)은 직렬 연결, 병렬 연결 또는 둘 모두로 서로 결합될 수 있다. 커패시터들(309 및 311)은 그룹들(304 및 306)에 결합되고 그룹들(304 및 306)의 검출 코일들(308)과 공진 회로를 형성한다. 커패시터들(309 및 311)은 검출 코일들(308)에서 구동되는 전류들을 조정하는 것을 돕고 따라서 검출 디바이스의 검출 매트 상의 이물질을 검출하는 데 사용되는 자기장의 강도를 수정한다.
이물질 가까이에 존재하는 하나 이상의 검출 코일들(308)은 이물질과 전자기적으로 결합될 수 있고, 이런 유도 결합은 검출 코일들(308)에 의해 인출되는 전류 값의 변화를 초래할 수 있다. 일 실시예에서, 검출 코일들(308)의 쌍들(302)의 2 개의 그룹(304 및 306)은 이물질이 없을 때 검출 가능하게 유사한 임피던스 값들을 가질 수 있다. 이물질의 존재를 검출하기 위해, 쌍(302)에 대한 차동 전류 신호는 그룹(304)의 복귀 전류 신호(I1)(318) 및 그룹(306)의 진행 중인 전류 신호(I2)(320)에 기반하여 계산되거나 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 다른 실시예에서, 2 개의 그룹(304 및 306)이 이물질이 없을 때 검출가능하게 상이한 임피던스들을 갖는 경우, 하나 이상의 보상기 엘리먼트(315 및 317)는 2 개의 그룹에 의해 인출되는 전류들이 물질의 부재 시와 유사한 것을 보장하기 위해 사용된다. 보상기 엘리먼트들(315 및 317)의 비-제한적인 예들은 직렬 또는 병렬 방식의 인덕턴스, 저항, 커패시턴스 또는 둘 모두를 포함할 수 있다.
도 3b는 다른 실시예를 예시하고, 여기서 본 명세서의 검출 디바이스의 일부(330)는 검출 디바이스의 검출 매트 상에 배치된 검출 코일들(338)의 제1 그룹(334) 및 제2 그룹(336)의 쌍(332)을 포함한다. 2 개의 그룹(334 및 336)은 구동 서브-시스템(340)에 결합된다. 구동 서브-시스템(340)은 각각 제1 그룹(334) 및 제2 그룹(336)을 여기시키도록 구성된 2 개의 구동 유닛(342 및 344)을 포함한다. 2 개의 구동 유닛(342 및 344)은 인버터들(348 및 350), DC/DC 컨버터들(352 및 354), 및 커패시터들(333 및 335)을 포함한다. 예시되지 않았지만, 하나 또는 둘 모두의 구동 유닛(342, 244)은 하나 이상의 보상 엘리먼트를 더 포함할 수 있다. 그룹들(334 및 336)에 결합된 커패시터들(333 및 335)은 그룹들(334 및 336)의 검출 코일들(338)과 공진 회로를 형성하고 코일들에서 구동되는 전류를 조정하여 검출 매트에서 자기장의 강도를 조정하는 데 도움을 준다. 인버터들(348 및 350)은 2 개의 그룹(334 및 336)을 구동하는 2 개의 DC/DC 변환기(352 및 354)로부터 입력들을 수신하고, 여기서 2 개의 그룹(334 및 336)은 이물질이 없을 때 유사하거나 상이한 임피던스 값들을 가질 수 있다.
구동 서브-시스템(340)은 제1 및 제2 그룹들(334 및 336)의 임피던스 값들의 차이에도 불구하고 제1 및 제2 그룹들(334 및 336)의 전류 값들의 임의의 차이를 보상하도록 구성될 수 있는 구동 제어기(346)를 더 포함한다. 그룹들(334 및 336)이 상이한 임피던스 값들을 갖는 실시예들에서, 구동 제어기(346)는 하나 이상의 방법에 의해 2 개의 그룹(334 및 336)을 구동하는 데 사용되는 전류를 조정하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 구동 제어기(346)는 DC/DC 스테이지 컨버터들(352 및 354)을 제어함으로써 인버터들(348 및 350)의 전압 신호들(V1 및 V2)을 변경하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 인버터들(348 및 350)의 듀티 사이클은 인버터들(348 및 350)의 동작 주파수를 변경하지 않고 가변될 수 있고, 이는 검출 코일들(338)의 제1 및 제2 그룹들(334 및 336)이 이물질이 없을 때 크기 및 위상이 유사한 동일한 전류들에 의해 구동되게 할 수 있다. 쌍(332)에 대한 차동 전류 신호는 제1 그룹(334)의 복귀 전류 신호(I1)(356) 및 제2 그룹(336)의 진행중인 전류 신호(I2)(358)에 기반하여 계산되거나, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
이제 도 3c-도 3e를 참조하여, 도 3c-도 3e는 구동 서브-시스템들과 검출 코일들의 그룹들 사이의 동작 결합의 실시예들을 나타낸다. 검출 동안, 검출 코일들의 그룹들은 구동 서브-시스템의 하나 이상의 구동 유닛으로부터 인출되도록 검출 시스템의 하나 이상의 구동 서브-시스템에 결합된다. 한 쌍의 그룹들의 둘 모두의 그룹의 임피던스 값들이 유사할 때, 검출 코일들의 그룹들의 쌍의 2 개의 그룹에 의해 인출된 전류들은, 이물질이 없을 때 차동 전류 값이 무시할 수 있도록 한다. 그러나, 검출 코일들의 그룹들의 쌍의 2 개의 그룹의 임피던스가 다른 경우, 구동 제어기는, 이물질이 없을 때, 2 개의 그룹이 유사한 전류에 의해 구동되는 것을 보장하기 위해 검출 코일들의 쌍의 하나 또는 둘 모두의 그룹에 대한 보상을 제공한다. 구동 제어기는 또한 검출 코일들의 여기 전압, 주파수 및 여기 지속기간을 제어한다. 구동 제어기는 검출 코일들의 그룹들을 여기시키기 위해 구동 유닛들을 스위치 온하고, 검출 코일들의 그룹들이 여기될 필요가 없을 때까지 구동 유닛을 스위치 오프한다. 구동 제어기는 구동 유닛들을 제어하기 위해 전자 회로를 사용할 수 있다. 전자 회로의 비-제한적인 예들은 마이크로제어기들, FPGA(field-programmable gate array), 반도체 디바이스들, 논리 게이트들, 디바이스 구동기들, 발진기들 및 타이머들, 또는 이들의 조합을 포함한다.
도 3c는 검출 매트 상에 배치된 검출 코일들의 복수(364)의 그룹(366)에 결합된 구동 서브-시스템(362)을 갖는 검출 디바이스(도 3c에 도시되지 않음)의 일부(360)를 예시한다. 구동 서브-시스템(362)은 복수의 구동 유닛들(368)을 포함하고, 각각의 구동 유닛(368)은 검출 코일들의 대응하는 그룹(366)에 결합된다. 구동 서브-시스템(362)은 구동 유닛들(368)의 동작들을 제어하는 구동 제어기(370)를 더 포함한다.
도 3d는 검출 매트 상에 배치된 검출 코일들의 복수(384)의 그룹(386)에 결합된 구동 서브-시스템(382)을 갖는 검출 디바이스(도 3d에 도시되지 않음)의 부분(380)을 예시한다. 구동 서브-시스템(382)은 복수의 구동 유닛들(387)을 포함한다. 구동 서브-시스템(382)은 구동 유닛들(387)의 동작들을 제어하는 구동 제어기(389)를 더 포함한다. 검출 코일들의 그룹들의 쌍들(388)은, 각각의 쌍(388)이 각각의 단일 구동 유닛(387)에 결합되도록 구동 서브-시스템(382)에 결합된다.
도 3e는 검출 디바이스(도 3e에 도시되지 않음)의 부분(390)을 예시하고, 여기서 검출 디바이스는 검출 코일들의 복수(393)의 그룹(394)에 결합된 2 개의 구동-서브 시스템(391 및 392)을 이용한다. 검출 코일들은 검출 매트 상에 배치된다. 검출 코일들의 그룹들(394)의 쌍들(395 및 397)은 각각 구동 서브-시스템(391 및 392)에 결합된다. 구동 서브-시스템(391)은 구동 유닛(399) 및 구동 제어기(401)를 포함하고, 구동 서브-시스템(392)은 구동 유닛(403) 및 구동 제어기(405)를 포함한다.
도 4는 WPT 시스템(404)의 동작 환경(402)에서 이물질의 존재를 검출하기 위한 예시적인 검출 시스템(400)을 예시한다. 시스템(400)은 검출 디바이스(406) 및 WPT 시스템(404)을 포함한다. 검출 디바이스(406)는 WPT 시스템(404)의 동작 환경(402)에서 이물질의 존재를 검출하기 위한 복수의 검출 코일들, 및 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍을 갖는 검출 매트(408)를 포함한다.
검출 디바이스(406)는 또한 구동 서브-시스템(410)을 포함한다. 구동 서브-시스템(410)은 구동 유닛(411) 및 구동 제어기(412)를 포함한다. 예시되지는 않지만, 검출 시스템(400)은 2 개 이상의 구동 서브-시스템(410)을 포함할 수 있다. 또한, 구동 서브-시스템(410)은 복수의 구동 유닛들(411), 복수의 구동 제어기(412), 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 구동 서브-시스템(410)은 검출 매트(408)에 동작가능하게 결합되고 검출 매트(408)의 검출 코일들의 2 개 이상의 그룹을 여기시키도록 구성된다. 검출 디바이스(406)는 또한 검출 매트(408)에 동작가능하게 결합되고 검출 매트로부터 차동 전류 신호를 수신하도록 구성된 비교 서브-시스템(414)을 포함한다. 또한, 비교 서브-시스템(414)은 차동 전류 신호에 기반하여 제어 신호를 제공하도록 구성된다.
검출 시스템(400)의 WPT 시스템(404)은 교류(AC) 전압 신호의 형태로 WPT 시스템(404)의 송신기 유닛(420)에 전력을 공급하도록 구성된 1 차 전력 소스(418)를 포함한다. 송신기 유닛(420)은 적어도 하나의 송신기 코일(도 4에 도시되지 않음)을 포함한다. 송신기 유닛(420)은 1 차 전력 소스(418)로부터 AC 전압 신호를 수신하고 수신된 AC 전압 신호에 대한 응답으로 1 차 자기장 또는 동작 환경(402)을 생성하도록 구성된다.
검출 매트(408)는 송신기 유닛(420)에 동작가능하게 결합된다. 특히, 검출 매트(408)는 송신기 유닛(420) 상에 배치된다. 일부 실시예들에서, 검출 매트(408)는 송신기 유닛(420)의 표면(422) 상에 직접 배치된다. 일부 다른 실시예들에서, 검출 매트(408)는, 검출 매트(408)가 WPT 시스템(404)의 동작 환경에 배치되도록 송신기 유닛(408) 위에 포지셔닝된다. 검출 매트(408)는 송신기 유닛(420)의 송신기 코일에 대해 배치되고 정렬될 수 있다. 검출 매트(408)는, 송신기 코일이 검출 매트(408)에 대해 기하학적으로 대칭적으로 포지셔닝되도록 배치될 수 있다. 또한, 검출 매트(408)는 독립형 매트(408), 플러그 앤 플레이 매트일 수 있고, 가요성, 등각, 및 강성 구조 중 하나 이상을 가질 수 있다.
WPT 시스템(404)은 송신기 유닛(420)에 의해 생성된 1 차 자기장(402)의 적어도 일부를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 수신기 코일을 갖는 수신기 유닛(424)을 더 포함한다. 수신기 유닛(424)은 충전될 필요가 있는 장치의 하부측(426) 상에 배치될 수 있다. 예시된 실시예에서, 수신기 유닛(424)은 WPT 시스템(404)을 사용하여 충전될 전기 차량(EV)(416)의 하부측(426)에 배치된다. EV(416)는 배터리(417)와 같은 외부 전력 공급부를 포함할 수 있다. WPT 시스템(404)은 또한 제어 유닛(426)을 포함하고, 제어 유닛(426)은 1 차 전력 소스(418)의 동작을 제어하고 또한 검출 디바이스(406)에 동작가능하게 결합된다. 제어 유닛(426)은 검출 디바이스(406)로부터 제어 신호를 수신한다. 또한, 제어 유닛(426)은 제어 신호에 기반하여 1 차 전력 소스(418)로부터 송신기 유닛(420)으로의 전력 공급을 제어한다.
소정의 실시예들에서, 검출 디바이스(406)는 비교 서브-시스템(414)에 동작가능하게 결합되고 비교 서브-시스템 (414)으로부터 제어 신호를 수신하도록 구성된 통신 유닛(428)을 포함한다. 또한, 통신 유닛(428)은 WPT 시스템(404)의 제어 유닛(426)과 통신하도록 구성된다. 소정의 실시예들에서, 통신 유닛(428)은 이물질의 존재 및/또는 부재를 통신하도록, 예컨대 이동 전화 네트워크를 사용하여 EV(416)의 사용자 또는 각각의 EV 충전소의 운영자에게 제어 신호를 전송할 수 있다.
검출 매트(408)의 검출 코일들로부터 비교 서브-시스템(414)에 의해 수신된 차동 전류 신호는 검출 전압 신호로 지칭되는 전압 신호로 변환된다. 일부 실시예들에서, 검출 전압 신호는 임계 값 또는 임계 전압 신호와 비교된다. 임계 값 또는 임계치는 예컨대, 검출 디바이스(406)의 파라미터들 및 설계에 기반하여 사용자에 의해 규정될 수 있다. 검출 전압 신호의 값이 임계 전압 신호의 값보다 크면, 검출 코일들의 그룹들의 쌍의 2 개 그룹에 의해 인출된 전류들이 다르며, 이것이 WPT 시스템(404)의 동작 환경에서 이물질의 존재를 나타내는 것을 가리킨다. 대안적으로, 전압 신호의 값이 임계 전압 신호의 값보다 작거나 같으면, 검출 코일들의 그룹들의 상의 2 개의 그룹에 의해 인출된 전류들이 적절하게 유사하고, 이것이 WPT 시스템(404)의 동작 환경에서 WPT의 동작에 악영향을 미치지 않을 수 있는 이물질의 존재 또는 매우 작은 이물질(코일 등과 같은)의 존재를 나타내는 것을 가리킨다.
또한, 검출 전압 신호의 값이 임계 전압 신호의 값보다 큰 경우, 제어 신호는 송신기 유닛(420)으로의 전력 공급을 중단하기 위해 검출 디바이스(406)에 의해 WPT 시스템(404)으로 통신될 수 있다. 일부 실시예들에서, 통신 유닛(428)은 제어 유닛(426)과 통신하고, 이는 차례로 1 차 전력 소스(418)로부터 송신기 유닛(420)으로의 전력 공급을 중단한다. 다른 실시예에서, 송신기 유닛(420)이 코일들의 어레이로 구성되는 경우, 검출 디바이스(406)에 의해 제어 유닛(426)으로 통신되는 제어 신호는 제어 유닛(426)이 송신기 유닛(420)의 코일들의 어레이의 서브세트만을 여기하게 할 것이고, 따라서 이물질이 검출되는 영역을 회피할 수 있다.
도 5는 검출 매트의 검출 코일들의 그룹들(504 및 506)의 쌍(502)에 동작가능하게 결합된 예시적인 비교 서브-시스템(500)을 예시한다. 도 5의 예시된 예는 차동 전류를 측정하는 비-제한적인 예이며, 차동 측정을 위한 다른 방법이 본 명세서에서 또한 이용될 수 있고, 여기서 다른 방법이 개별 전류들을 감지하고 차동 증폭기(그러나 이에 제한되지 않음) 같은 전자장치를 사용하여 개별 전류 사이의 차이를 발견하는 것을 포함할 수 있다는 것이 주목될 수 있다. 쌍(502)으로부터의 차동 전류 신호는 하나의 그룹에 대한 진행중인 전류 신호 및 그룹들 쌍의 다른 그룹으로부터의 복귀 전류 신호를 사용함으로써 결정될 수 있다. 예시된 실시예에서, 그룹(504)으로부터의 복귀 전류 신호(I1)(508) 및 그룹(506)으로부터 진행중인 전류 신호(I2)(510)는 그룹들(504 및 506)의 쌍(502)에 대한 차동 전류 신호를 유도하는 데 사용된다.
2 개의 전류 신호(508 및 510)가 자기 코어(512)를 통과할 때, 전류 신호들(508 및 510)의 차이는 코어에 자속 링키지를 생성하고 일반적으로 참조 번호 516으로 표현되는 대응하는 검출 전압 신호를 자기 코어(512) 둘레에 감겨진 검출 권선(514)에 유도한다. 자기적으로 포화되지 않은 코어의 조건들하에서, 이 검출 전압은 전류 신호들(508 및 510) 사이의 차이에 비례하고 그룹들의 쌍(502)의 2 개의 그룹(504 및 506) 사이의 차동 전류 측정을 나타낸다.
비교 서브-시스템(500)은 또한 검출 전압 신호를 수신하고 정류하는 정류기(518)를 포함한다. 선택적 필터(520)는 전압 신호를 비교기(522)로 보내기 전에 전압 신호를 필터링한다. 일 예에서, 필터(520)는 측정으로부터 고주파 성분들을 필터링하도록 구성된다. 비교기(522)는 필터링된 전압 신호를 임계 전압 신호와 비교하고, 이에 따라 제어 신호는 도 4의 WPT 시스템(404)과 같은 WPT 시스템에 통신된다.
도 6은 시스템의 동작 환경에서 이물질의 존재를 검출하기 위한 예시적인 방법 흐름도(600)이다. 일예에서, 시스템은 WPT 시스템일 수 있다. 블록(602)에서, 검출 디바이스는 WPT 시스템의 송신기 유닛 상에 검출 디바이스의 검출 매트를 배치함으로써 활용된다. 검출 매트는 송신기 유닛에 직접 배치될 수 있거나, 검출 매트는 송신기 유닛과 물리적으로 접촉하지 않도록 송신기 유닛 위에 배치될 수 있다. 검출 매트는 복수의 검출 코일들, 및 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍을 포함하고, 여기서 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍은 제1 검출 코일들의 그룹 및 제2 검출 코일들의 그룹을 포함하고, 여기서 제1 검출 코일들의 그룹은 제1 임피던스 값을 포함하고, 제2 검출 코일들의 그룹은 제2 임피던스 값을 포함한다.
블록(604)에서, 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍이 여기된다. 일부 실시예들에서, 한 쌍의 그룹들은 1 차 자기장에 대해 대칭적으로 배 될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 쌍의 그룹들은 동일한 기하학적 위치에 배치된다. 소정의 실시예들에서, 쌍의 그룹들은 2 개의 상이한 검출 구역에 배치될 수 있고, 검출 구역들은, 한 쌍의 검출 구역 중 2 개의 검출 구역이 송신기 유닛의 자기장에 대해 대칭적으로 배치되도록 선택될 수 있다.
소정의 실시예들에서, 검출 코일들의 그룹들의 하나 초과의 쌍이 여기될 수 있다. 일 예에서, 검출 코일들의 그룹들의 다양한 쌍은 이물질의 존재를 검출하기 위해 동시에 여기될 수 있다. 일 실시예에서, 검출 매트의 전체 표면이 이물질의 존재를 검출하기 위해 여기되도록 검출 코일들 그룹들의 상이한 쌍들이 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상이한 쌍은 상이한 시간 인스턴스에서 여기될 수 있다. 다른 실시예에서, 2 개 이상의 쌍이 동시에 여기될 수 있다. 일 실시예들에서, 그룹들의 다양한 쌍들은 시간 순차적 순서로 여기될 수 있다.
또한, 그룹들의 쌍들은 수신기 유닛에 대한 WPT 시스템의 무선 전력 전달 동작을 시작하기 전에, 그리고 또한 WPT 시스템의 무선 전력 전달 동작 동안 여기될 수 있다. 그룹들 쌍은 간헐적으로, 또는 주기적인 간격으로 여기될 수 있다. 또한, 검출 구역들의 상이한 쌍들에 대응하는 검출 코일들은 시간적으로 상이한 인스턴스들에서 여기된다. 또한, 검출 코일들의 쌍의 검출 코일들이 이물질의 부재 시 크기 및 위상과 유사한 동일한 전류 신호들에 의해 구동되도록 상이한 전압 신호들은 다른 임피던스 값들을 갖는 검출 코일들의 쌍의 검출 코일들에 제공된다.
블록(606)에서, 여기된 검출 코일에 대한 차동 전류 신호가 결정된다. 일 실시예에서, 차동 전류 신호는 검출 코일들의 그룹들의 쌍의 하나의 그룹에 대한 진행중인 전류 신호 및 검출 코일들의 그룹들의 쌍의 다른 그룹에 대한 복귀 전류 신호를 사용하여 결정된다. 2 개 이상의 쌍이 동시에 여기되는 실시예들에서, 대응하는 개별 차동 전류 신호들은 이물질의 존재를 검출하기 위해 결정될 수 있다. 차동 전류 신호에 기반하여, WPT 시스템의 동작 환경에서 이물질의 존재 또는 부재가 결정된다.
이어서, 블록(608)에서, 차동 전류 신호(들)에 기반하여 제어 신호가 생성된다. 블록(610)에서, 생성된 제어 신호가 송신된다. 일예에서, 제어 신호는 WPT 시스템의 제어 유닛으로 송신된다. 일부 실시예들에서, WPT 시스템의 송신기 유닛에 대한 전력 공급은 WPT 시스템의 제어 유닛에 의해 수신된 제어 신호에 기반하여 계속, 조정 또는 중단된다.
도 7은 제어 신호에 기반하여 송신기 유닛의 전력 공급을 제어하는 방법에 대한 방법 흐름도(700)이다. 블록(702)에서, 검출 전압 신호는 예컨대 비교 서브-시스템의 전기 권선 및 자기 코어를 사용하여 차동 전류 신호에 비례하여 생성된다. 블록(704)에서, 검출 전압 신호는 임계 값과 비교된다. 일부 실시예들에서,이 임계치는 임계 값 또는 임계 전압 신호일 수 있다. 임계 전압 신호는 WPT 시스템의 특성에 기반하여 미리 결정된 전압 신호일 수 있다.
판정 블록(706)에서, 검출 전압 신호가 임계 전압 신호보다 큰 것으로 발견되면, 제어 신호는 WPT 시스템에 통신되어 송신기 유닛의 전력 공급을 시작, 조정 또는 중단하지 않는다(블록 708). 대안적으로, 판정 블록(706)에서,검출 전압 신호가 임계 전압 신호보다 낮은 경우 , WPT 시스템에 어떠한 통신도 이루어지지 않거나, 송신기 유닛의 전력 공급이 계속되거나 시작됨을 나타내는 제어 신호가 WPT 시스템에 통신될 수 있다(블록 710).
검출은 실시간 또는 거의 실시간으로 수행될 수 있다. 거의 실시간 검출이 수행되어 검출 시작 시간으로부터 수 마이크로 초 내지 수 밀리 초의 기간에 제어 신호가 생성되고 통신될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 검출 매트는 결정된 속도로, 예컨대 매초마다 한 번씩 주기적인 간격으로 임의의 이물질에 대해 스캔될 수 있다. 이물질이 검출될 때, 통신 신호가 송신기 유닛으로 전송된다.
도 8은 본 명세서의 양상들에 따른 검출 매트(800)의 단면도이다. 일부 실시예들에서, 검출 매트(800)는 도 4의 송신기 유닛(420)과 같은 송신기 유닛에 분리가능하게 결합된 독립형 구조일 수 있다. 일 예에서, 검출 매트(800)는 플러그 앤 플레이 구조일 수 있다. 검출 매트(800)는 하나 이상의 인쇄 회로 기판(PCB)들(804)을 갖는 기판(802)을 포함한다. 기판(802)은 전기 절연 재료들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판(802) 자체는 인쇄 회로 기판(PCB)일 수 있다.
또한, 검출 코일들(808)의 그룹들(806)은 기판(802) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 검출 코일들(808)의 그룹들(806)은 각각의 PCB(804) 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 검출 코일들(808)은 기판(802) 상에 배치될 수 있거나 사용자의 안전 및 미관을 위해 기판(802)에 매립될 수 있다. 검출 코일들(808)은 또한 가요성 또는 규칙적인 인쇄 회로 기판 상에 인쇄될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 검출 코일들(808)은 기판(808) 또는 PCB들(804) 상에 인쇄, 몰딩, 직조 또는 적층 제조될 수 있다. 검출 코일들(808) 각각이 콤팩트하고 얇은 게이지 와이어 내에 감겨질 수 있다는 것이 주목될 수 있다.
검출 코일들(808) 상에 커버 층(810)이 배치될 수 있다. 커버 층(810)은 제1 면(812) 및 제2 면(814)을 갖는다. 소정의 실시예들에서, 검출 코일들(808)은 커버 층(810)의 제2 면(814) 상에 직접 배치될 수 있다. 이런 실시예들 중 일부에서, 검출 코일들(808)은 PCB들(804) 상에 배치되지 않을 수 있다. 또한, 적합한 전자장치(816)는 기판(802)에 제공되어 검출 매트(800)를 검출 디바이스의 구동 서브-시스템 및 비교 서브-시스템과 동작적으로 결합시킬 수 있다.
기판(802) 및 커버 층(810)은 가요성 재료, 경질 재료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 커버 층(810)은 열 전도성 및 전기 절연(TCEI) 재료를 포함한다. 일 실시예에서, 열 전도성 및 전기 절연(TCEI) 재료는 내마모성 충전재들을 갖는 엘라스토머 또는 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 엘라스토머는 실리콘 고무일 수 있다. 충전재들은 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 베릴륨 산화물, 붕소 질화물, 그래핀 산화물, 실리콘 카바이드 및 실리콘 질화물과 같은 TCEI 충전재들일 수 있다. 유사하게, 열가소성 수지는 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리(메틸-메타 크릴레이트)(PMMA) 및 폴리에스테르들일 수 있다. 또한, 소정의 실시예들에서, 기판(802) 및 커버 층(810)은 검출 코일들(808)과 함께 접힐 수 있다. 일 실시예에서, 검출 매트(800)는 순응 가능한 구조일 수 있다. 이를 위해, 검출 매트(800)가 송신기 유닛 상에 배치될 때, 검출 매트(800)는 일반적으로 송신기 유닛 표면의 구배 및 곡선을 따르도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 커버 층(810)은 기판(802), 검출 코일들(808) 주위에 인클로저(enclosure)를 형성할 수 있고, 전자장치(816) 주위에 있을 수 있다.
일 실시예에서, 검출 매트(800)는 표준 SAE 송신기 시스템과 통합될 수 있다. 소정의 실시예들에서, 검출 매트(800)의 치수들은 약 0.5 m 내지 약 2.2 m 범위일 수 있다. 검출 매트(800)는 송신기 코일의 표면적을 커버하기에 적합하게 클 수 있다. 일부 예들에서, 검출 매트(800)는 약 0.5 m 내지 약 2.2 m 범위의 길이, 및 약 0.5 m 내지 약 2.2 m 범위의 폭을 가질 수 있다. 또한, 감지 매트(800)는 약 1 mm 내지 약 20 mm 범위의 두께를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 검출 매트(800)는 단일 구조일 수 있다. 다른 실시예에서, 검출 매트(800)는 별개의 개별 조각들을 통합하여 형성될 수 있다.
유리하게, 본 기법의 디바이스, 시스템 및 방법은 구성이 간단하고 어떤 복잡한 조립을 필요로 하지 않는다. 또한, 본 기법은 매우 민감하고 무선 전력 송신이 시작된 직후에 이물질의 존재를 검출할 수 있다. 이는 전력 낭비를 최소화하는 것을 돕는다. 본 명세서의 실시예들은 WPT 시스템의 동작 환경에 놓인 이물질을 검출하기 위한 고감도이고, 단순하고, 정확한 시스템을 제공한다. 또한, 본 명세서의 검출 디바이스는 기존 WPT 시스템에서 변경 또는 조정이 거의 필요하지 않거나 전혀 없이 기존 WPT 시스템들에 배치될 수 있다. 유리하게, 본 명세서의 디바이스, 시스템들 및 방법들은 전기 차량(EV)의 무선 전력 전달 동안 안전한 작업 환경을 가능하게 하지만, 이물질이 검출될 때 EV의 무선을 중단하거나, WPT 시스템의 동작 환경에서 이물질의 존재의 검출 시 알람을 발생시키게 할 수 있다.
본 발명의 소정의 특징들만이 본원에 예시되고 설명되었지만, 통상의 기술자들에게는 많은 수정 및 변경이 발생할 것이다. 그러므로, 첨부된 청구항들이 본 발명의 범위 내에 속하는 그런 모든 수정 및 변경을 포함하도록 의도된 것임이 이해되어야 한다.

Claims (23)

  1. 검출 디바이스(100)로서,
    복수의 검출 코일들(106), 및 검출 코일들(106)의 그룹들의 적어도 한 쌍을 갖는 검출 매트(mat)(102) - 상기 검출 코일들(106)의 그룹들의 적어도 한 쌍은 제1 검출 코일들(106)의 그룹 및 제2 검출 코일들(106)의 그룹을 포함하고, 상기 제1 검출 코일들(106)의 그룹은 제1 임피던스 값을 포함하고, 제2 검출 코일들(106)의 그룹은 제2 임피던스 값을 포함함 -;
    상기 검출 매트(102)에 동작가능하게 결합되고 상기 검출 코일들(106)의 그룹들의 적어도 한 쌍을 여기하도록 구성된 하나 이상의 구동 서브-시스템(112); 및
    상기 검출 매트(102)에 동작가능하게 결합되고 상기 검출 코일들(106)의 그룹들의 적어도 한 쌍으로부터 차동 전류 신호를 수신하도록 구성된 비교 서브-시스템(114) - 상기 비교 서브-시스템(114)은 상기 차동 전류 신호에 기반하여 제어 신호를 생성하도록 구성됨 -을 포함하는, 검출 디바이스(100).
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 검출 코일들(106)의 그룹들은 무선 전력 전달(WPT) 시스템의 1 차 자기장에 대해 대칭적으로 배치되고, 상기 검출 디바이스(100)는 상기 차동 전류 신호에 기반하여 상기 WPT 시스템의 동작 환경에서 이물질의 존재를 검출하도록 구성되는, 검출 디바이스(100).
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 검출 코일들(106)의 그룹들은 구조적으로 유사한 배열의 검출 코일들(106)을 포함하는, 검출 디바이스(100).
  4. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 검출 코일들(106)의 그룹들은 상기 검출 매트(102) 상에서 동일한 기하학적 영역에 배치되는, 검출 디바이스(100).
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 임피던스 값들은 서로 유사한, 검출 디바이스(100).
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 임피던스 값들은 서로 다르고, 상기 검출 매트(102)는 상기 제1 및 제2 검출 코일들(106)의 그룹들의 임피던스 값들의 차이를 보상하기 위해 상기 제1 및 제2 검출 코일들(106)의 그룹들 중 하나에 동작가능하게 결합된 보상기 엘리먼트를 더 포함하는, 검출 디바이스(100).
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 임피던스 값들은 서로 다르고, 상기 하나 이상의 구동 서브-시스템들(112)은 상기 제1 및 제2 검출 코일들(106)의 그룹에 상이한 전압 신호들을 제공하도록 구성된 구동 제어기를 더 포함하여 상기 제1 및 제2 검출 코일들(106)의 그룹들은 크기와 위상이 유사한 동일한 전류들에 의해 구동되는, 검출 디바이스(100).
  8. 제1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 구동 서브-시스템들(112)은 상기 제1 및 제2 검출 코일들(106)의 그룹들에 각각 결합된 2 개의 구동 유닛 및 적어도 하나의 구동 제어기를 포함하고, 상기 구동 제어기는 상기 구동 유닛들에 결합되는, 검출 디바이스(100).
  9. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 검출 코일들(106)은 복수의 검출 구역들을 포함하고, 상기 복수의 검출 구역들 각각은 상기 검출 코일들(106)의 하나 이상의 그룹을 포함하는, 검출 디바이스(100).
  10. 제9 항에 있어서, 상기 하나 이상의 구동 서브-시스템(112)의 적어도 일부는 상기 복수의 검출 구역들 중 2 개 이상의 검출 구역에 결합되도록 구성되는, 검출 디바이스(100).
  11. 제10 항에 있어서, 한 쌍의 검출 구역들에 대응하는 상기 복수의 검출 구역들의 검출 구역들은 구조적으로 동일한 배열의 검출 코일들(106)을 포함하는, 검출 디바이스(100).
  12. 제1 항에 있어서, 상기 검출 매트(102)는 가요성 매트, 순응성 매트, 강성 매트, 또는 플러그 앤 플레이 매트(plug and play mat)인, 검출 디바이스(100).
  13. 제1 항에 있어서, 상기 검출 코일들(106)의 그룹의 검출 코일들(106)은 직렬 연결, 병렬 연결, 또는 직렬 및 병렬 연결들의 조합으로 결합되고, 상기 복수의 검출 코일들(106)은 동심 코일들, 인접하게 배치된 코일들, 나란한 배열의 코일들을 포함하고, 상기 복수의 검출 코일들(106)은 하나 이상의 층에 배치되는, 검출 디바이스(100).
  14. 제1 항에 있어서, 상기 비교 서브-시스템(114)은:
    상기 제1 및 제2 검출 코일들(106)의 그룹들로부터 상기 차동 전류 신호를 수신하고, 상기 차동 전류 신호에 기반하여 검출 전압 신호를 생성하도록 구성된 전기 권선 및 자기 코어; 및
    상기 제어 신호를 생성하기 위해 상기 검출 전압 신호를 임계 전압 신호와 비교하도록 구성된 비교기를 포함하는, 검출 디바이스(100).
  15. 검출 시스템(400)으로서,
    검출 디바이스(406) - 상기 검출 디바이스(406)는:
    복수의 검출 코일들(106), 및 검출 코일들(106)의 그룹들의 적어도 한 쌍을 갖는 검출 매트(408)로서, 상기 검출 코일들(106)의 그룹들의 적어도 한 쌍은 제1 검출 코일들(106)의 그룹 및 제2 검출 코일들(106)의 그룹을 포함하고, 상기 제1 검출 코일들(106)의 그룹은 제1 임피던스 값을 포함하고, 제2 검출 코일들(106)의 그룹은 제2 임피던스 값을 포함하는, 상기 검출 매트(408);
    상기 검출 매트(408)에 동작가능하게 결합되고 상기 검출 코일들(106)의 그룹들의 적어도 한 쌍을 여기하도록 구성된 하나 이상의 구동 서브-시스템(410); 및
    상기 검출 매트(102)에 동작가능하게 결합되고 상기 검출 코일들(106)의 그룹들의 적어도 한 쌍으로부터 차동 전류 신호를 수신하도록 구성된 비교 서브-시스템(414)으로서, 상기 비교 서브-시스템은 상기 차동 전류 신호에 기반하여 제어 신호를 생성하도록 구성되는, 상기 비교 서브-시스템을 포함함 -, 및
    무선 전력 전달(WPT) 시스템을 포함하고, 상기 무선 전력 전달(WTP) 시스템은:
    교류(AC) 전압 신호 형태의 전력을 공급하도록 구성된 1 차 전력 소스;
    적어도 하나의 송신기 코일을 포함하는 송신기 유닛 - 상기 송신기 유닛은 상기 1 차 전력 소스로부터 상기 AC 전압 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 송신기 유닛은 수신된 AC 전압 신호에 대한 응답으로 1 차 자기장을 생성하도록 구성되고, 상기 검출 매트(102)는 상기 송신기 유닛에 동작가능하게 결합됨 -;
    적어도 하나의 수신기 코일을 포함하고 상기 송신기 유닛에 의해 생성된 상기 1 차 자기장의 적어도 일부를 수신하도록 구성된 수신기 유닛;
    제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 검출 디바이스에 동작가능하게 결합되고:
    상기 검출 디바이스로부터 상기 제어 신호를 수신하고; 그리고
    상기 제어 신호에 기반하여 상기 송신기 유닛으로의 전력의 공급을 제어하도록 구성되는, 검출 시스템(400).
  16. 제15 항에 있어서, 상기 구동 서브-시스템은 상기 검출 디바이스를 간헐적으로 또는 주기적으로 여기시키도록 구성되는, 검출 시스템(400).
  17. 제15 항에 있어서, 상기 하나 이상의 구동 서브-시스템은 상기 제어 신호를 상기 제어 유닛에 통신하도록 구성된 통신 유닛을 더 포함하는, 검출 시스템(400).
  18. 방법(600)으로서,
    복수의 검출 코일들, 및 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍을 갖는 검출 매트를 포함하는 검출 디바이스를 활용하는 단계(602) - 상기 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍은 제1 검출 코일들의 그룹 및 제2 검출 코일들의 그룹을 포함하고, 상기 제1 검출 코일들의 그룹은 제1 임피던스 값을 포함하고, 상기 제2 검출 코일들의 그룹은 제2 임피던스 값을 포함함 -;
    상기 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍을 여기시키는 단계(604);
    상기 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍으로부터 차동 전류 신호를 결정하는 단계(606);
    상기 차동 전류 신호에 기반하여 제어 신호를 생성하는 단계(608); 및
    상기 제어 신호를 송신하는 단계(610)를 포함하는, 방법(600).
  19. 제18 항에 있어서, 상기 제어 신호에 기반하여 송신기 유닛의 전력 공급을 제어하는 단계(700)를 더 포함하는, 방법(600).
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 차동 전류 신호에 기반하여 검출 전압 신호를 생성하는 단계(702); 및
    상기 제어 신호를 생성하기 위해 상기 검출 전압 신호를 임계 전압 신호와 비교하는 단계(704)를 더 포함하는, 방법(600).
  21. 제18 항에 있어서, 상기 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍을 여기시키는 단계(604)는 상기 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍을 간헐적으로, 또는 주기적인 간격으로 여기시키는 단계를 포함하는, 방법(600).
  22. 제18 항에 있어서, 상기 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍을 여기시키는 단계(604)는 상이한 시간 인스턴스(instance)들에서 상기 검출 코일들의 그룹들의 상이한 쌍들에 대응하는 검출 코일들의 그룹들을 여기시키는 단계를 포함하는, 방법(600).
  23. 제18 항에 있어서, 상기 검출 코일들의 그룹들의 적어도 한 쌍을 여기시키는 단계(604)는, 상기 검출 코일들의 그룹들의 쌍의 그룹들이, 크기 및 위상이 유사한 동일한 전류 신호들에 의해 구동되도록 상이한 전압 신호들을 다른 임피던스 값들을 갖는 검출 코일들의 한 쌍의 그룹들의 검출 코일들의 그룹들에 제공하는 단계를 포함하는, 방법(600).
KR1020207033326A 2018-04-19 2019-04-17 이물질 검출 디바이스, 시스템 및 방법 KR20200134335A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN201841014936 2018-04-19
IN201841014936 2018-04-19
PCT/US2019/027789 WO2019204379A1 (en) 2018-04-19 2019-04-17 Device, system and method for detection of a foreign object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200134335A true KR20200134335A (ko) 2020-12-01

Family

ID=68239047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207033326A KR20200134335A (ko) 2018-04-19 2019-04-17 이물질 검출 디바이스, 시스템 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11685269B2 (ko)
EP (1) EP3782262A4 (ko)
JP (2) JP7384821B2 (ko)
KR (1) KR20200134335A (ko)
CN (1) CN112042075A (ko)
WO (1) WO2019204379A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019204379A1 (en) 2018-04-19 2019-10-24 General Electric Company Device, system and method for detection of a foreign object
CN113039724B (zh) * 2018-09-06 2023-01-06 奥克兰联合服务有限公司 无线电力传输拾取器及控制方法、***及操作方法
EP3902085B1 (en) * 2020-04-23 2023-03-08 Ningbo Geely Automobile Research & Development Co. Ltd. A wireless power transfer pad
US11888331B2 (en) * 2020-07-01 2024-01-30 Spark Connected LLC Sub-surface wireless charging and associated method
KR20230134591A (ko) * 2021-02-16 2023-09-21 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 무선 전력 전달 시스템에서 이물질 검출
CN113315249B (zh) * 2021-05-28 2023-03-28 西南交通大学 一种用于wpt***的无盲区全尺寸金属异物检测方法及装置
CN113306417B (zh) * 2021-06-08 2023-03-28 浙江大学 一种用于无线充电异物检测的数据采集***及方法

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1866751A (en) * 1928-06-11 1932-07-12 Elek Zitats Actien Ges Vorm W Integrating and differential transformer
US20100148907A1 (en) * 2008-12-17 2010-06-17 General Electric Company Current transformer and electrical monitoring system
CN101394022B (zh) 2008-10-28 2012-11-07 江苏大学 一种扩大低频或高频rfid***阅读范围的天线设计方法
JP5340017B2 (ja) 2009-04-28 2013-11-13 三洋電機株式会社 電池内蔵機器と充電台
JP5427105B2 (ja) * 2010-05-14 2014-02-26 株式会社豊田自動織機 共鳴型非接触給電システム
JP2012016125A (ja) 2010-06-30 2012-01-19 Panasonic Electric Works Co Ltd 非接触給電システム及び非接触給電システムの金属異物検出装置
WO2013012585A1 (en) 2011-07-21 2013-01-24 Ut-Battelle, Llc Wireless power transfer electric vehicle supply equipment installation and validation tool
JP5838333B2 (ja) 2011-08-01 2016-01-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 非接触給電装置
US9631950B2 (en) 2011-08-05 2017-04-25 Evatran Group, Inc. Method and apparatus for aligning a vehicle with an inductive charging system
GB201120295D0 (en) * 2011-11-24 2012-01-04 Metroic Ltd Current measurement apparatus
JP2013192391A (ja) 2012-03-14 2013-09-26 Sony Corp 検知装置、受電装置、送電装置及び非接触給電システム
US9726518B2 (en) 2012-07-13 2017-08-08 Qualcomm Incorporated Systems, methods, and apparatus for detection of metal objects in a predetermined space
JP2015223009A (ja) 2012-09-15 2015-12-10 三洋電機株式会社 無接点充電方法
DE102012108671A1 (de) * 2012-09-17 2014-05-28 Paul Vahle Gmbh & Co. Kg Metall-Fremdkörper-Erkennungssystem für induktive Energieübertragungssysteme
US9178361B2 (en) 2012-09-27 2015-11-03 ConvenientPower, Ltd. Methods and systems for detecting foreign objects in a wireless charging system
US9404954B2 (en) * 2012-10-19 2016-08-02 Witricity Corporation Foreign object detection in wireless energy transfer systems
JP5780236B2 (ja) * 2012-12-27 2015-09-16 株式会社デンソー 金属物体検知装置
KR20150000028A (ko) 2013-06-20 2015-01-02 삼성전자주식회사 충전 환경 판별이 가능한 무선 전력 전송 시스템
US9921045B2 (en) * 2013-10-22 2018-03-20 Qualcomm Incorporated Systems, methods, and apparatus for increased foreign object detection loop array sensitivity
JP6384991B2 (ja) 2013-10-28 2018-09-05 パナソニック株式会社 送電装置及び無線電力伝送システム
JP2015216828A (ja) * 2014-04-24 2015-12-03 パナソニック株式会社 異物検出装置、無線送電装置、及び無線電力伝送システム
DE102014207885A1 (de) * 2014-04-28 2015-10-29 Continental Automotive Gmbh Fremdkörpererfassungsvorrichtung und Leistungs-Induktivladevorrichtung
US10018744B2 (en) 2014-05-07 2018-07-10 Witricity Corporation Foreign object detection in wireless energy transfer systems
EP3979462B1 (en) 2015-01-19 2023-08-16 IHI Corporation Power transmission system, foreign object detection device, and coil device
US9829599B2 (en) 2015-03-23 2017-11-28 Schneider Electric USA, Inc. Sensor and method for foreign object detection in induction electric charger
US10110063B2 (en) 2015-03-29 2018-10-23 Chargedge, Inc. Wireless power alignment guide
CN106160268B (zh) * 2015-05-15 2020-11-06 松下知识产权经营株式会社 异物检测装置、无线送电装置以及无线电力传送***
US10411524B2 (en) 2015-06-23 2019-09-10 Witricity Corporation Systems, methods and apparatuses for guidance and alignment in electric vehicles wireless inductive charging systems
DE102015224016A1 (de) 2015-12-02 2017-06-22 Robert Bosch Gmbh Überwachungsvorrichtung zur Überwachung einer induktiven Energieübertragungsvorrichtung
WO2017165549A1 (en) 2016-03-22 2017-09-28 The University Of Georgia Research Foundation, Inc. Wireless charging of electric vehicles
TWI606666B (zh) 2016-04-25 2017-11-21 無線電力傳輸裝置及其金屬異物偵測線圈的結構
CN107306054B (zh) 2016-04-25 2020-11-10 财团法人车辆研究测试中心 无线电力传输装置及其金属异物检测线圈的结构
WO2017194338A1 (en) 2016-05-10 2017-11-16 Koninklijke Philips N.V. Foreign object detection in a wireless power transfer system
US10923966B2 (en) 2016-06-05 2021-02-16 Chargedge, Inc. Coil structures for alignment and inductive wireless power transfer
US10112496B2 (en) 2016-07-12 2018-10-30 Denso International America, Inc. Vehicular wireless power transfer system with performance monitoring
US10461587B2 (en) 2016-09-19 2019-10-29 Witricity Corporation Methods and apparatus for positioning a vehicle using foreign object detection
US10804748B2 (en) 2016-12-14 2020-10-13 Apple Inc. Wireless power system with foreign object detection
US10128697B1 (en) 2017-05-01 2018-11-13 Hevo, Inc. Detecting and deterring foreign objects and living objects at wireless charging stations
KR20190009639A (ko) * 2017-07-19 2019-01-29 엘지전자 주식회사 이물질 검출 장치 및 무선 충전 시스템
NL2019616B1 (en) 2017-09-22 2019-03-28 Prodrive Tech Bv Device and method for foreign object detection in wireless energy transfer
US10784725B2 (en) 2017-09-27 2020-09-22 Utah State University Vehicle misalignment measurement and compensation in dynamic wireless charging applications
US10348139B2 (en) 2017-09-29 2019-07-09 Witricity Corporation Configurable wireless charging transmit and receive monitoring device
WO2019204379A1 (en) 2018-04-19 2019-10-24 General Electric Company Device, system and method for detection of a foreign object
US20210078426A1 (en) 2018-04-19 2021-03-18 General Electric Company System and method for determining an alignment of an apparatus coil
US20210083526A1 (en) 2018-04-19 2021-03-18 General Electric Company Device and method for detecting a foreign object in a wireless power transfer system
WO2019219208A1 (en) 2018-05-18 2019-11-21 Tdk Corporation Foreign object detector, wireless power transmission system comprising a foreign object detector and method of detecting a foreign object
US10855117B2 (en) 2018-05-22 2020-12-01 WitTricity Corporation Extended foreign object detection signal processing
CN111245107B (zh) 2018-11-28 2024-03-19 集成装置技术公司 无线电力传送***中利用线圈电流感测的增强型异物检测
KR102625659B1 (ko) 2019-02-15 2024-01-15 엘지전자 주식회사 다중 송신 코일을 이용한 다중 충전 조건에서 수신 코일 및 이물질 감지 장치
KR20230134591A (ko) 2021-02-16 2023-09-21 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 무선 전력 전달 시스템에서 이물질 검출

Also Published As

Publication number Publication date
US20210138917A1 (en) 2021-05-13
WO2019204379A1 (en) 2019-10-24
EP3782262A1 (en) 2021-02-24
EP3782262A4 (en) 2021-12-22
US20230331103A1 (en) 2023-10-19
JP7384821B2 (ja) 2023-11-21
JP2024010222A (ja) 2024-01-23
US11685269B2 (en) 2023-06-27
JP2022502985A (ja) 2022-01-11
CN112042075A (zh) 2020-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200134335A (ko) 이물질 검출 디바이스, 시스템 및 방법
JP6857133B2 (ja) 誘導送電器
KR102242819B1 (ko) 유도 전력 송신기
KR102191406B1 (ko) 유도 전력 전송기
WO2018123769A1 (ja) 金属異物検出装置、ワイヤレス給電装置、ワイヤレス受電装置、及びワイヤレス電力伝送システム
WO2017062130A1 (en) Method and apparatus for detecting metallic objects in a predetermined space via inductive kinematic sensing
WO2009027674A1 (en) Inductive power supply
GB2501609A (en) A non-contact energy transmitter periodically increases Q factor in order to detect foreign objects
US20210083526A1 (en) Device and method for detecting a foreign object in a wireless power transfer system
KR102630557B1 (ko) 무선전력 송신장치
TWI417910B (zh) 在多載並列磁路中使用共享通量的電磁裝置及其操作方法
US20210078426A1 (en) System and method for determining an alignment of an apparatus coil
JP5757269B2 (ja) 非接触給電装置
KR20200035713A (ko) 무선전력 송신장치
CN107005097A (zh) 无线电力传输装置和无线电力充电***
KR20200040527A (ko) 무선전력 송신장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal