[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

说明书

本发明公开了一种金属异物检测方法及磁耦合谐振式无线充电装置，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。在无线充电设备的基础上，可以实现完全程控，无外加设备，大大降低了无线充电设备的成本。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别是涉及一种金属异物检测方法及磁耦合谐振式无线充电装置。

背景技术

相比于有线充电技术，无线充电技术不需要电气连接，没有接触火花和磨损老化等问题，而且几乎不需要占地，可以做到远程控制和调度，而且更适合恶劣环境使用，正是由于这些优点，无线充电技术将在电动汽车领域、电力巡检机器人领域得到越来越广泛的应用。

无线充电技术应用于电动汽车、电力巡检机器人等设备时的工作状态，将区别于能量在自由空间中传播时的情况，除无线充电系统自身的耦合外，还存在与外部环境的耦合，车身(机器人外壳)、底盘、金属异物、生物体等因素将对系统周围的电磁环境产生影响，从而使系统的参数发生变化，而该耦合将严重影响到系统的充电效率与稳定性。当金属异物进入工作中的无线充电系统能量传递区域时，在电磁场的作用下，金属会产生相应的电磁现象。金属异物的置入使发射线圈电感明显降低，线圈之间的互感以及耦合系数变小，线圈间的耦合程度下降，无线充电系统的工作效率变低。此外，由于涡流效应金属异物会急剧升温，严重时可能引起火灾，这就产生了极大的安全隐患。

目前，在无线充电领域，已经提出来的金属异物检测方法，包括平衡线圈检测方法和红外热感应器检测方法。虽然上述检测方法可以做到金属异物的检测，但上述方法需要在无线充电系统之外添加检测机构，这就大大增加了充电系统的复杂程度和装置的成本，为无线充电桩的推广增加阻力的同时还增加了安全隐患。

综上所述，现有技术中对于如何实现金属物的检测的同时不增加检测机构的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种金属异物检测方法，本发明可以解决金属异物混入对无线充电系统带来的影响，同时，本发明在无线充电系统原有设备的基础上，可以实现完全程控，无外添加额外设备，降低了无线充电的成本，且减少了安全隐患。

一种金属异物检测方法，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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；