[发明专利]一种电场耦合无线充电系统的监测与保护装置及其方法

权利要求书

1.一种电场耦合无线充电系统的监测与保护装置，其特征在于，包括无线充电系统，以及用于对无线充电系统进行监测和保护的被充电设备参数监测装置、充电装置参数监测装置；

所述无线充电系统中，电网电压V1连接第一整流桥T1的输入端，第一整流桥T1输出正端分别连接开关K1和电阻R1，所述开关K1和电阻R1的另一端连接第一滤波电容C1，所述第一滤波电容C1两端并联逆变器(1)的两个输入端，将直流电变成中频交流电，逆变器(1)的第一个输出端依次连接第一充电装置极板(2)、第一被充电设备极板(4)，逆变器(1)的第二个输出端依次连接第二充电装置极板(3)、第二被充电设备极板(5)，所述第一被充电设备极板(4)、第二被充电设备极板(5)的另一端分别连接第二整流桥T2的两个输入端，所述第二整流桥T₂的两个输出端依次并联第二滤波电容C2、蓄电池电压V2；

所述被充电设备参数监测装置包括微处理器、第一电压检测、第一电流检测、第一温度检测、第一无线传输装置、第一常闭继电器、第一闭合开关；所述微处理器分别和第一电压检测、第一电流检测、第一温度检测、第一无线传输装置、第一常闭继电器相连接，所述第一常闭继电器和第一闭合开关相连接，所述微处理器用于比较判断被充电设备参数的运行状况并控制开关和第一常闭继电器状态，获取第一电压检测、第一电流检测、第一温度检测的结果，控制数据发送；所述第一电压检测、第一电流检测、第一温度检测分别用于检测蓄电池实际工作电压、工作电流和工作温度，所述第一无线传输装置用于将蓄电池的额定电压、电流、和工作温度范围发送给充电装置的第二无线传输装置；

所述充电装置参数监测装置包括控制器、第二电压检测、第二电流检测、第二温度检测、第二无线传输装置、第二常闭继电器、第二闭合开关、液晶显示器、报警器；所述控制器分别和第二电压检测、第二电流检测、第二温度检测、第二无线传输装置、第二常闭继电器、液晶显示器、报警器相连接，所述第二常闭继电器和第二闭合开关相连接；所述控制器用于比较判断被充电设备参数、充电装置参数的运行状况并控制开关和第二常闭继电器状态；所述第二电压检测、第二电流检测、第二温度检测分别用于检测充电装置自身的工作电压、工作电流和工作温度。

2.根据权利要求1所述的电场耦合无线充电系统的监测与保护装置，其特征在于，所述第一被充电设备极板(4)、第二被充电设备极板(5)均安装在电动汽车的底盘，与地面平行，且电极板由绝缘护套包被。

3.根据权利要求1所述的电场耦合无线充电系统的监测与保护装置，其特征在于，所述无线传输装置用于无线信号数据传输，为无线电方式，或是光电式，或是超声波方式，或者其中两种都安装。

4.根据权利要求1所述的电场耦合无线充电系统的监测与保护装置，其特征在于，所述微处理器是单片机，或者是数字处理器，或者是嵌入式系统。

5.根据权利要求4所述的电场耦合无线充电系统的监测与保护装置，其特征在于，所述微处理器存有蓄电池的额定电压、额定充电电流和工作温度范围。

6.根据权利要求1所述的电场耦合无线充电系统的监测与保护装置，其特征在于，所述控制器为可编程控制器，或嵌入式系统。

7.一种电场耦合无线充电系统的监测与保护方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)充电过程开始时，被充电设备通过第一无线数据传输装置将蓄电池的额定电压、电流、和工作温度范围发送给充电装置；在充电过程中，被充电设备实时检测蓄电池充电电压、电流和工作温度，并将其通过无线数据传输装置发送给充电装置，同时，微处理器对监测的电流与额定工作电流比对、工作温度与蓄电池工作温度进行比对、还对充电电压与蓄电池额定电压进行比对，如果实际电压小于等于额定电压，而电流大于额定电流，则表明被充电系统发生异常，第一常闭继电器断开，断开充电线路，若被充电设备工作温度高于蓄电池的允许工作温度范围，同样断开第一常闭继电器，以防止意外发生，该第一常闭继电器必须通过人为手段按下被充电设备上的闭合开关才能重新将其闭合；

2)充电装置只有在接收到了被充电设备发出充电请求后，才会闭合开关K1，并启动逆变器，否则，逆变器一直处于关闭状态；不论在充电状态，还是非充电状态，充电装置同时监测自身的工作电压、工作电流和工作温度，并将监测结果与充电装置额定工作电压、额定工作电流与工作温度范围进行比较，若其中一个项超出相应额定值，则断开第二常闭继电器；此外，充电装置同时进行步骤1)中的比对，若步骤1)中的异常现象发生，充电装置上的控制器同样地通过第二继电器关断充电电路，以确保充电过程中充电系统的安全，同时在显示器上显示故障类型，并启动报警器，充电装置上的第二常闭继电器也只有在按下闭合开关的时候，才能将其闭合。