一种电场耦合无线充电系统的监测与保护装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电场耦合无线充电系统的监测与保护装置及其方法，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；充电过程开始时，被充电设备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，充电设备实时检测充电电压、电流和工作温度，并将其发送给充电装置。充电装置同时监测自身的工作电流、电压和工作温度，充电装置上的控制器则通过继电器关断充电电路，以确保充电过程中充电系统的安全，并在显示器上显示原因。本发明专利技术具有可靠、快速检测性，起到确保系统的安全充电的目的。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，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；充电过程开始时，被充电设备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，充电设备实时检测充电电压、电流和工作温度，并将其发送给充电装置。充电装置同时监测自身的工作电流、电压和工作温度，充电装置上的控制器则通过继电器关断充电电路，以确保充电过程中充电系统的安全，并在显示器上显示原因。本专利技术具有可靠、快速检测性，起到确保系统的安全充电的目的。【专利说明】
本专利技术涉及无线充电领域，特别涉及基于电场耦合的无线充电领域。
技术介绍
近年来，汽车越来越多，世界交通越来越拥挤，从而导致城市污染越来越严重，我国的城市雾霾天气时有发生。为了降低城市污染，电动车已越来越有希望成为下一代城市交通工具。但电动车的充电问题，一直没能得到满意的解决。常规的有线充电方式，一方面，汽车上拖着一个“尾巴”使得汽车有限的容积变得更为有限；另一方面，有线充电存在一些安全隐患，更重要的是，一些女司机对插拔电源线感到吃力。目前，为了克服这一困难，诸多科研工作者和工程师研究了许多无线充电方法。 为了实施安全、高效的无线充电，必须对充电装置和被充电设备的参数进行监控，并反馈给充电装置，以做出综合的状态评估，并做出决策。目前，常用的无线充电方法包括电磁感应、磁共振和微波等方法。这些充电方法都在一个线圈,在线圈对准范围内，电磁场很强，实施无线电波无线通讯比较困难，若采用光学方式进行无线信号传输，则容易受到灰尘、落叶、纸屑等的影响；而且，常规无线充电方法由于线圈的存在，使得线圈中的电阻消耗了部分能量，其充电效率难于提高。为此， 申请人:申请了一种基于电场耦合的无线充电方法与装置的专利技术专利，该方法与装置可在充电装置和被充电设备之间进行无线电波的无线通讯，且充电装置与被充电设备两者均没有线圈，充电效率更高，没有电磁辐射，充电更安全。 该无线充电方法与装置上装有无线通讯装置与电压、电流与温度检测装置，用于被充电设备与充电装置之间进行参数互通，并在这些参数的基础上实现在同一台充电装置上对不同额定电压被充电设备进行无线充电。 虽然电场耦合无线充电方法无电磁辐射、效率更高，但如果充电过程中存在异常现象，导致充电控制，则可能烧坏蓄电池、甚至发生人生安全事故，因此需要进行严密的监控，为此，本专利提出了一种被充电设备、充电装置双向监测的电场耦合无线充电系统的监测与保护装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种用于基于电场耦合无线充电过程中，确保无线充电系统安全运行的监测与防护装置及其方法。 为了实现上述目的，本专利技术装置采用的技术方案是: 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，市电电网电压Vl连接第一整流桥Tl，第一整流桥Tl输出正端分别连接开关Kl和电阻Rl，所述开关Kl和电阻Rl的另一端连接第一滤波电容Cl，第一滤波电容Cl两端并联逆变器的两个输入端，将直流电变成中频交流电，逆变器的第一个输出端依次连接第一充电装置极板、第一被充电设备极板，逆变器的第二个输出端依次连接第二充电装置极板、第二被充电设备极板，所述第一被充电设备极板、第二被充电设备极板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，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，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。 进一步，所述第一被充电设备极板、第二被充电设备极板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。 进一步，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。 进一步，所述微处理器是单片机，或者数字处理器，或者是Arm系统。 进一步，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。 进一步，所述控制器为欧姆龙可编程控制器。 本专利技术的方法的技术方案为: 一种电场耦合无线充电系统的监测与保护方法，包括如下步骤: I)充电过程开始时，被充电设备通过它的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I)中的比对，若步骤I)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。 基于电场耦合无线充电方法由于没有线圈，因此可以避免因线圈中存在的较大内阻带来的损耗，充电效率高.而且，该方法没有电磁泄露，因此该无线充电系统周边不存在电磁辐射，对人体来说,其安全性好。 本专利技术作为该无线充电方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤晓君，娄阳，王金明，管智岑，徐萍，
申请(专利权)人：江苏嘉钰新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32