本發(fā)明涉及無線充電領(lǐng)域，具體為一種便攜式無線充電電子系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
1、在移動使用場景下，便攜式無線充電設(shè)備的角度變化對充電效果的負(fù)面影響是一個(gè)重要技術(shù)挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的無線充電系統(tǒng)通常基于電磁感應(yīng)或電磁共振原理，這要求充電器與設(shè)備之間保持較為精確的對準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)備在使用過程中發(fā)生角度變化時(shí)，充電器和設(shè)備之間的能量傳輸效率顯著降低。特別是在設(shè)備傾斜或移動時(shí)，電磁場的耦合效率會發(fā)生變化，導(dǎo)致功率損失或充電速度大幅減慢，甚至完全中斷充電過程，用戶在使用設(shè)備時(shí)經(jīng)常需要手動調(diào)整位置，增加了操作的不便。因此，設(shè)計(jì)一種提高充電效率的便攜式無線充電電子系統(tǒng)及方法是很有必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種便攜式無線充電電子系統(tǒng)及方法，具備提高充電效率的優(yōu)點(diǎn)，解決了上述背景技術(shù)中的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述提高充電效率的目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種便攜式無線充電電子方法，包括以下步驟：
3、通過無線充電設(shè)備的輸入系統(tǒng)，獲取電池電量及設(shè)備傾斜或移動狀態(tài)數(shù)據(jù)，并結(jié)合電磁場強(qiáng)度算法分析，構(gòu)建設(shè)備的電池充電環(huán)境數(shù)據(jù)集；
4、對電池充電環(huán)境數(shù)據(jù)集進(jìn)行動態(tài)特征提取，基于實(shí)時(shí)電磁場模擬算法構(gòu)建設(shè)備充電狀態(tài)模型，引入自適應(yīng)補(bǔ)償機(jī)制對充電狀態(tài)模型進(jìn)行優(yōu)化訓(xùn)練，并在優(yōu)化訓(xùn)練過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測充電效率的變化；
5、基于充電效率變化情況，判斷充電過程是否穩(wěn)定，若穩(wěn)定，則記錄充電效率的階段性變化結(jié)果，并結(jié)合設(shè)備位置信息進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，優(yōu)化電磁場耦合效果；
6、根據(jù)調(diào)整后的電磁場耦合效果，應(yīng)用多維度實(shí)時(shí)反饋算法，對充電效率進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性修正，提取修正參數(shù)，并動態(tài)調(diào)整充電策略，優(yōu)化充電過程；
7、基于優(yōu)化后的充電策略，結(jié)合設(shè)備狀態(tài)檢測系統(tǒng)，對充電過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，自動調(diào)整充電方式。
8、優(yōu)選的，構(gòu)建設(shè)備的電池充電環(huán)境數(shù)據(jù)集過程為：
9、通過無線充電設(shè)備采集多源原始充電數(shù)據(jù)；
10、獲取設(shè)備的傾斜角度與加速度參數(shù)；
11、構(gòu)建多維數(shù)據(jù)向量，結(jié)合電磁場強(qiáng)度算法分析，根據(jù)設(shè)備相對于充電線圈的位置變化動態(tài)計(jì)算電磁耦合強(qiáng)度指標(biāo)；
12、融合時(shí)序信息，將不同時(shí)間片段的充電狀態(tài)記錄整合為充電環(huán)境數(shù)據(jù)集。
13、優(yōu)選的，對電池充電環(huán)境數(shù)據(jù)集進(jìn)行動態(tài)特征提取過程為：
14、采用滑動時(shí)間窗口方法對電池充電環(huán)境數(shù)據(jù)集進(jìn)行分段處理，提取每段時(shí)間內(nèi)充電電壓、電流波動趨勢以及電磁場強(qiáng)度變化速率；
15、針對每個(gè)時(shí)間片段構(gòu)建特征向量，計(jì)算統(tǒng)計(jì)特征；
16、基于變化率識別的異常檢測機(jī)制，識別短時(shí)突變信號并標(biāo)記為特征突變事件；
17、將所有時(shí)間段特征合并構(gòu)建多維動態(tài)特征矩陣。
18、優(yōu)選的，基于實(shí)時(shí)電磁場模擬算法構(gòu)建設(shè)備充電狀態(tài)模型過程為：
19、利用物理建?？蚣?，結(jié)合動態(tài)特征矩陣中的數(shù)值信息，對當(dāng)前時(shí)刻的感應(yīng)充電過程進(jìn)行仿真；
20、在電磁仿真過程中，建立充電輸入與效率輸出之間的映射關(guān)系；
21、通過歷史數(shù)據(jù)樣本對仿真模型進(jìn)行訓(xùn)練優(yōu)化，形成基于實(shí)時(shí)輸入數(shù)據(jù)輸出設(shè)備充電狀態(tài)模型。
22、優(yōu)選的，引入自適應(yīng)補(bǔ)償機(jī)制對充電狀態(tài)模型進(jìn)行優(yōu)化訓(xùn)練過程為：
23、對比實(shí)時(shí)觀測到的充電效率與狀態(tài)模型預(yù)測值，計(jì)算誤差殘差并定義為性能偏差函數(shù)；
24、引入自適應(yīng)補(bǔ)償機(jī)制，基于性能偏差函數(shù)自動調(diào)整參數(shù)；
25、利用基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的調(diào)節(jié)器，根據(jù)歷史充電效果反饋動態(tài)生成獎勵函數(shù)，對模型優(yōu)化路徑進(jìn)行調(diào)整。
26、優(yōu)選的，判斷充電過程是否穩(wěn)定過程為：
27、實(shí)時(shí)監(jiān)控充電過程中的功率輸出、效率曲線、電池溫升速率以及姿態(tài)變動幅度；
28、計(jì)算連續(xù)時(shí)間窗口內(nèi)的充電效率變化率，并與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較；
29、若連續(xù)時(shí)間窗口內(nèi)的充電效率變化率小于設(shè)定閾值，則判定當(dāng)前充電過程穩(wěn)定；
30、若連續(xù)時(shí)間窗口內(nèi)的充電效率變化率大于等于設(shè)定閾值，則判定當(dāng)前充電過程不穩(wěn)定。
31、優(yōu)選的，應(yīng)用多維度實(shí)時(shí)反饋算法，對充電效率進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性修正過程為：
32、獲取外部環(huán)境變量信息，基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，構(gòu)建環(huán)境變量與充電效率之間的映射函數(shù)；
33、對當(dāng)前環(huán)境狀態(tài)輸入映射函數(shù)，輸出修正參數(shù)向量。
34、優(yōu)選的，動態(tài)調(diào)整充電策略過程為：
35、依據(jù)修正參數(shù)及穩(wěn)定性判斷結(jié)果，對當(dāng)前采用的充電模式進(jìn)行判定與切換；
36、控制發(fā)射端輸出功率幅度及頻率范圍；
37、在檢測設(shè)備運(yùn)動或姿態(tài)調(diào)整時(shí)，動態(tài)調(diào)整線圈激勵模式與時(shí)間序列波形，保持穩(wěn)定耦合狀態(tài)。
38、優(yōu)選的，對充電過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，自動調(diào)整充電方式過程為：
39、通過中央控制單元進(jìn)行多通道數(shù)據(jù)融合分析，判斷當(dāng)前充電方式是否存在風(fēng)險(xiǎn)；
40、若檢測到風(fēng)險(xiǎn)因子超出安全閾值，立即調(diào)用最適合當(dāng)前狀態(tài)的充電方式替代原模式。
41、一種便攜式無線充電電子系統(tǒng)，包括：
42、環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊：用于獲取感知數(shù)據(jù)，并結(jié)合電磁場強(qiáng)度參數(shù)，構(gòu)建設(shè)備的電池充電環(huán)境數(shù)據(jù)集；
43、充電狀態(tài)建模模塊：用于對環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行動態(tài)特征提取，并基于實(shí)時(shí)電磁場模擬構(gòu)建充電狀態(tài)模型，引入自適應(yīng)補(bǔ)償機(jī)制優(yōu)化模型訓(xùn)練過程；
44、充電穩(wěn)定性評估模塊：用于監(jiān)測充電效率變化情況，判斷充電過程是否穩(wěn)定，并在穩(wěn)定條件下記錄階段性效率數(shù)據(jù)及動態(tài)調(diào)整位置信息；
45、充電策略優(yōu)化模塊：用于根據(jù)電磁場耦合效果，應(yīng)用多維度實(shí)時(shí)反饋算法，對充電效率進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性修正，并生成修正參數(shù)；
46、充電控制模塊：用于基于優(yōu)化后的充電策略，結(jié)合設(shè)備狀態(tài)檢測，對充電過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控與自動充電方式調(diào)整。
47、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供一種便攜式無線充電電子系統(tǒng)及方法，具備以下有益效果：
48、本發(fā)明通過無線充電設(shè)備的輸入系統(tǒng)獲取電池電量及設(shè)備的傾斜或移動狀態(tài)數(shù)據(jù)，并結(jié)合電磁場強(qiáng)度算法分析，能夠全面采集充電過程中的環(huán)境信息，構(gòu)建一個(gè)精準(zhǔn)的電池充電環(huán)境數(shù)據(jù)集，為后續(xù)的充電狀態(tài)模型建立提供基礎(chǔ)?；陔姵爻潆姯h(huán)境數(shù)據(jù)集，結(jié)合實(shí)時(shí)電磁場模擬與自適應(yīng)補(bǔ)償機(jī)制，系統(tǒng)能夠動態(tài)優(yōu)化充電狀態(tài)模型，提高充電效率和穩(wěn)定性。通過對充電效率的實(shí)時(shí)監(jiān)測與分析，判斷充電過程的穩(wěn)定性，并在穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行電磁場耦合優(yōu)化，調(diào)整充電策略以適應(yīng)環(huán)境變化，確保充電過程高效、穩(wěn)定且安全?；趦?yōu)化后的充電策略和實(shí)時(shí)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控，系統(tǒng)能夠智能調(diào)節(jié)充電方式，提升充電過程的整體性能和用戶體驗(yàn)。
1.一種便攜式無線充電電子方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式無線充電電子方法，其特征在于，結(jié)合電磁場強(qiáng)度算法分析，構(gòu)建設(shè)備的電池充電環(huán)境數(shù)據(jù)集過程為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式無線充電電子方法，其特征在于，對電池充電環(huán)境數(shù)據(jù)集進(jìn)行動態(tài)特征提取過程為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式無線充電電子方法，其特征在于，基于實(shí)時(shí)電磁場模擬算法構(gòu)建設(shè)備充電狀態(tài)模型過程為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式無線充電電子方法，其特征在于，引入自適應(yīng)補(bǔ)償機(jī)制對充電狀態(tài)模型進(jìn)行優(yōu)化訓(xùn)練過程為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式無線充電電子方法，其特征在于，判斷充電過程是否穩(wěn)定過程為：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式無線充電電子方法，其特征在于，應(yīng)用多維度實(shí)時(shí)反饋算法，對充電效率進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性修正過程為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式無線充電電子方法，其特征在于，動態(tài)調(diào)整充電策略過程為：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式無線充電電子方法，其特征在于，對充電過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，自動調(diào)整充電方式過程為：
10.一種便攜式無線充電電子系統(tǒng)，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，包括：