[发明专利]用于电动交通工具无线充电器输出保护的系统和方法

说明书

本申请涉及用于电动交通工具无线充电器输出保护的系统和方法。提供了一种无线充电器输出保护系统和方法，用于在无线充电期间保护电动交通工具中的电池免受所需要的电源和杂散电源的影响。无线电力传输系统包括在电动交通工具侧的无线充电器，无线充电器从充电基座无线地接收电力。当连接到无线充电器的低电压电池失去时，无线充电器输出保护系统和方法关停无线充电器输出并引流接收天线(例如，交通工具垫)中的能量。并且当电力从耦合到接收天线的杂散电源传输时，无线充电器输出保护系统和方法关停无线充电器输出并引流接收天线(例如，交通工具垫)中的不需要的能量。

技术领域

本公开涉及一种电动交通工具电池充电保护系统。

背景

无线电力传输系统使电力能够从源无线地传输到负载。感应电力传输是非辐射或近场类型的无线电力传输。感应电力传输使用通过源的初级线圈(即，发射天线)的振荡电流来生成振荡磁近场，该振荡磁近场在负载的次级线圈(即，接收天线)中感应电流。源包括具有功率晶体管开关的电力转换器，该电力转换器以可控的时间切换以将源的电力转换成通过初级线圈的振荡电流。

执行感应电力传输以使用来自源的电力对负载(例如，电动交通工具的牵引电池)进行无线充电。在这样的无线电动交通工具充电系统中，源的发射天线嵌入在“充电”垫中，并且接收天线(和相关联的整流器)嵌入在交通工具的指定位置中。感应电力传输涉及天线之间的感应耦合。为了使感应电力传输有效，天线之间的间隔必须在小的偏移容差内相对接近。

理想地，交通工具的接收天线仅接收从充电垫中的发射天线传输的电力。实际上，电动交通工具的接收天线是LC谐振电路，如果信号频率接近接收天线的LC谐振频率，LC谐振电路可以接收来自任何感应电源的电力，并将其传输到牵引电池。来自杂散电源(straypower source)的意外电力可能损坏牵引电池。交通工具侧的无线充电器中的许多控制电子设备仅在正常充电期间通过低电压电池(例如，12伏电池)来提供电力。因此，当从杂散电源接收到磁近场信号时，控制电子设备不能够断开无线充电器输出。此外，在正常无线充电期间，如果低电压电池以某种方式与无线充电器断开连接，并且控制电子设备失去电力，则充电器和源之间的无线通信也同样失去。缺少与电源的无线通信的情况下，充电操作的有效控制可能被放弃，潜在地损坏牵引电池。

概述

本公开的一个或更多个实施方案涉及交通工具充电单元，该交通工具充电单元具有无线充电器输出保护系统。交通工具充电单元可以包括电力线和整流器，电力线构造成传输在接收天线中所感应的交流电流，整流器构造成将来自电力线的交流电流整流成用于对交通工具电池充电的直流电流。交通工具充电单元还可以包括电力线开关、传感器电路、控制开关和监控电路。电力线开关可以连接到电力线并且构造成控制接收天线和整流器之间的电连接。传感器电路可以构造成检测电力线电压并使用电力线电压生成控制电压信号。监控电路可以通过控制开关选择性地连接到电力线开关。监控电路可以构造成响应于来自传感器电路的控制电压信号输出开关控制信号，使电力线开关改变状态。

根据实施方案，控制开关可以是MOSFET。此外，电力线开关可以是绝缘栅双极晶体管(IGBT)，绝缘栅双极晶体管具有选择性地连接到监控电路的栅极。

监控电路可以构造成在由充电基座在接收天线中所感应的电流引起的对交通工具电池的正常无线充电期间，被从传感器电路的控制电压信号通过接收天线来提供电力。控制开关可以构造成在交通工具电池的正常无线充电期间正常打开，并且阻止来自监控电路的开关控制信号到达电力线开关。控制开关可以构造成在正常无线充电期间，当低电压电池与监控电路断开时闭合。监控电路还可以构造成将停用信号无线地传输到充电基座以关闭设置在充电基座中的交流电源。

控制开关可以构造成当监控电路处于睡眠模式时闭合。监控电路可以构造成当传感器电路检测到的电力线电压是通过由杂散电源在接收天线中感应的电流引起时，从传感器电路的控制电压信号接收电力。