[发明专利]一种金属异物检测方法及磁耦合谐振式无线充电装置

权利要求书

1.一种金属异物检测方法，其特征是，包括：非充电阶段金属异物检测步骤、对位过程金属异物检测步骤及充电过程中金属异物检测步骤；

上述三个步骤中分别通过检测无线充电装置发射端电流信号，针对检测到的电流信号利用模糊神经网络算法进行判断是否存在异物，若存在，则进行报警处理；

对位过程金属异物检测步骤中，采集发射端电流信号，利用模糊神经网络算法对充电设备的对位过程进行判断，若符合对位过程中发射端电流变化基本规律，则判断为无金属异物混入；若不符合，则判断为在充电设备对位过程中有金属异物混入，报警处理；

在确定充电并且进入三段式充电后，采集电流互感器测得的充电稳定后的发射端电流I_c，3秒后再次采集电流互感器测得的电流I_c1，判断两者的差值是否大于或等于设定值，若不是，则将I_c1的值赋给I_c，继续检测采集3秒后电流互感器测得的电流I_c1；若连续5次差值大于等于设定值，则判定充电区域存在金属异物，报警并及时断电。

2.如权利要求1所述的一种金属异物检测方法，其特征是，非充电阶段金属异物检测步骤中，在非充电阶段，调整充电频率使发射端通入稳定且较低的电流，在有金属异物进入充电区域时，采集发射端电流信号，实时检测发射端电流的变化，当变化量超过设定值，且持续一定时间后报警处理。

3.如权利要求1所述的一种金属异物检测方法，其特征是，充电过程中金属异物检测步骤中，当金属异物混入充电区域时，电流的变化更大，实时检测发射端电流的变化，并利用模糊神经网络算法进行判断，当变化量超过设定值，且持续一段时间后报警处理。

4.如权利要求1所述的一种金属异物检测方法，其特征是，在非充电阶段金属异物检测步骤中判断为无金属异物混入时，再进行对位过程金属异物检测步骤，对位过程金属异物检测步骤中判断为无金属异物混入时，再进行充电过程中金属异物检测步骤。

5.如权利要求1所述的一种金属异物检测方法，其特征是，模糊神经网络算法具体为：

建立了BP模糊神经网络的网络模型；

BP模糊神经网络的训练：

首先对每一个输入电流信号设定一个输出信号期望输出值，然后再对网络进行训练，当系统给定输入信号时，输入信号由输入层经隐含层传输到输出层的过程是一个正向传播的过程，又称为“顺势传播过程”；

如果实际输出信号输出值与输出信号期望输出值存在偏差，即存在误差，那么就将进行反向传播，又称为“误差逆传播过程”；

在误差逆传播过程中，网络产生的误差由输出层传输到中间层，根据各层误差的不同，不断修改权值和阈值，经过“顺势传播过程”和“误差逆传播过程”的不断交替反复进行，并采用最快下降法使权值沿着误差函数负梯度方向改变，网络的实际输出不断向期望输出逼近，直到所对应的输出信号收敛于输出信号期望输出值为止。

6.磁耦合谐振式无线充电装置，其特征是，所述装置应用上述权利要求1-5任一所述的金属异物检测方法，主要包括发射端电能变换装置、能量耦合机构、接收端电能变换装置、接收端检测信号处理器及发射端检测信号处理器；

发射端电能变换装置主要功能是将220V市电变换成可让线圈和电容谐振的高频交流电，并输出可控；

能量耦合机构主要由发射线圈、接收线圈、谐振电容组成，谐振系统采用串串式谐振补偿结构；

接收端电能变换装置主要由高频整流器、充电电压、电流检测装置组成，高频整流器主要采用快恢复二极管，将高频交流转换成直流，再经过滤波装置，变成稳定直流，为汽车电池提供充电电流；

接收端检测信号处理器主要负责和充电设备通信，及时获取电池的SOC以及实时充电电压和充电电流，并通过蓝牙通信将数据传送到发射端检测信号处理器。

7.一种电动汽车，其特征是，应用上述权利要求6所述的磁耦合谐振式无线充电装置充电。

8.一种电力巡检机器人，其特征是，应用上述权利要求6所述的磁耦合谐振式无线充电装置充电。