无线充电的接收端、发射端、无线充电系统和电动汽车的制作方法

本技术涉及无线充电，尤其涉及一种无线充电的接收端、发射端、无线充电系统和电动汽车。

背景技术：

1、随着现代社会能源短缺和环境污染问题的加剧，电动汽车作为新能源汽车受到了各界的广泛关注。电动汽车以车载动力电池组为能源来驱动车辆行驶。电动汽车的充电方式包括接触式充电和非接触式充电即无线充电，无线充电方式使用方便，无火花及触点危险，因此无线充电可能成为未来电动汽车的发展方向。

2、在温度较低的场景下，电动汽车上的部件需要先进行预加热后再开始充电。其中预加热的加热器由正温度系数(pos itive temperature coefficient，ptc)热敏电阻构成。对于补偿网络是双边lcc或者lcl的无线充电系统，正常工作时是电流源输出，但是在带ptc负载时，需要工作在电压源模式，因此，需要进行电压源模式的控制，当无线充电系统控制pct负载进行大范围的功率切换时，会造成无线充电系统的输出电压过冲与整流电路峰值过高的问题，影响系统的安全稳定。

技术实现思路

1、本技术提供一种无线充电的接收端、发射端、无线充电系统和电动汽车。本技术在负载进行大范围的功率切换时，可以有效抑制系统的输出电压过冲与整流电流峰值，优化动态性能，提升系统的安全稳定性。

2、第一方面，本技术提供一种无线充电系统，本技术的无线充电系统可以包括发射端和接收端。其中，发射端可以包括逆变电路、发射端补偿网络、发射线圈和发射端控制电路。发射端可以包括逆变电路、发射端补偿网络、发射线圈和发射端控制电路。逆变电路可以将输入电源的直流电转换为交流电，并传输给发射端补偿网络，发射端补偿网络可以将交流电进行补偿后输送给发射线圈，发射线圈可以将接收到的交流电以交变磁场的形式发射出去以使接收端接收。接收端可以包括接收线圈、接收端补偿网络、整流电路和接收端控制电路。接收端补偿网络可以对交流电进行补偿后输送给整流电路，整流电路可以将补偿后的交流电整流为直流电提供给负载。本技术的接收端控制电路可以获取负载电流，并在负载电流小于第一电流阈值时，调节整流电路的占空比，以使整流电路的输入电压降低到第一电压阈值。本技术的发射端控制电路可以获取逆变电路的输出电流，并可以在逆变电路的输出电流小于第二电流阈值时，通过对逆变电路中开关管的控制，以使得逆变电路的输出电压降低到第二电压阈值。

3、采用本技术的无线充电系统，不需要发射端与接收端之间的无线通信，可靠性高，本技术的无线充电系统可以通过实时监控负载信息，并可以在负载功率进行大范围切换时，可以有效抑制系统的输出电压过冲与整流电流峰值，优化动态性能，进而可以提升系统的安全稳定性。

4、作为一种可选地实现方式，逆变电路可以为全桥逆变电路，逆变电路可以包括两个桥臂，两个桥臂的上半桥臂和下半桥臂的开关管均为可控开关管。因此，发射端控制电路可以在逆变电路的输出电流小于第二电流阈值时，控制上半桥臂的开关管关断，并控制下半桥臂的开关管导通。这样可以在负载功率发生大范围切换时，关断发射端的输入，进而可以抑制系统的输出电压过冲与整流电流峰值。

5、作为一种可选地实现方式，调节整流电路的占空比，可以包括：在多个连续时间段，将整流电路的占空比由初始占空比逐步增至扰动占空比。其中，初始占空比可以为控制整流电路处于恒压模式时的占空比，扰动占空比为控制整流电路的输入电压降低到第二电压阈值时的占空比。这样即可使得整流电路的输入电压降低到阈值，同时不会让整流电流的峰值过高，提升系统的安全稳定性。

6、作为一种可选地实现方式，多个连续时间段，将整流电路的占空比由初始占空比逐步增至扰动占空比，可以包括：在第一时间段，调节整流电路的占空比为第一占空比d1；在第二时间段，调节整流电路的占空比为第二占空比d2。其中，第一占空比d1小于第二占空比d2，第二占空比d2为扰动占空比。这样可以使得整流电路的输入电压降低到阈值，同时不会让整流电流的峰值过高，提升系统的安全稳定性。

7、作为一种可选地实现方式，第一时间段可以为第一个谐振周期，第二时间段可以为第二个谐振周期；或者在另一些实现方式中，第一时间段可以为第一个谐振半周期，第二时间段可以为第二个谐振半周期。

8、作为一种可选地实现方式，第一占空比d1可以满足以下公式：

9、

10、其中，dpi为初始占空比，dm为扰动占空比；

11、第二占空比d2可以满足以下公式：

12、d2＝dm。

13、第二方面，本技术提供一种无线充电的发射端，包括逆变电路、发射端补偿网络、发射线圈和发射端控制电路。逆变电路可以将输入电源的直流电转换为交流电，并传输给发射端补偿网络。因此发射端补偿网络可以将交流电进行补偿后输送给发射线圈。发射线圈可以将接收到的交流电以交变磁场的形式发射出去以使接收端接收。本技术的发射端控制电路可以获取所述逆变电路的输出电流，并在所述逆变电路的输出电流小于第二电流阈值时，通过对逆变电路中开关管的控制，以使得逆变电路的输出电压可以降低到第二电压阈值。采用本技术的无线充电的发射端，不需要发射端与接收端之间的无线通信，发射端可以快速的获取到接收端的负载信息，可靠性高，并且还可以在负载功率发生大范围切换时，进一步抑制系统的输出电压过冲与整流电流峰值。

14、作为一种可选地实现方式，逆变电路可以为全桥逆变电路，逆变电路可以包括两个桥臂，这两个桥臂的上半桥臂和下半桥臂的开关管均可以为可控开关管。基于这样的设计，本技术可以实现直流电能转换为交流电能，并进行电能的控制。

15、作为一种可选地实现方式，发射端控制电路对逆变电路中开关管的控制，可以包括：在逆变电路的输出电流小于第二电流阈值时，可以控制两个桥臂的上半桥臂的开关管关断，并控制两个桥臂的下半桥臂的开关管导通。基于这样的设计，本技术可以在负载功率发生大范围切换时，关断发射端的输入，进而可以抑制系统的输出电压过冲与整流电流峰值。

16、第三方面，本技术提供一种无线充电的接收端，接收端可以包括接收线圈、接收端补偿网络、整流电路和接收端控制电路。接收线圈可以将发射端发射的交变磁场转换为交流电输送给接收端补偿网络。接收端补偿网络可以对所述交流电进行补偿后输送给整流电路。整流电路可以将补偿后的交流电整流为直流电提供给负载。本技术的接收端控制电路可以获取负载电流，并可以在负载电流小于第一电流阈值时，调节输出至整流电路的占空比，以使整流电路的输入电压降低到第一电压阈值。采用本技术的无线充电的接收端，不需要发射端与接收端之间的无线通信，可以通过接收端的扰动控制，向发射端传递负载信息，可以让发射端快速动作，这样在负载功率大范围切换的情况下，可以有效抑制输出电压过冲，优化动态性能。

17、作为一种可选地实现方式，调节整流电路的占空比，可以包括：在多个连续时间段，将整流电路的占空比由初始占空比逐步增至扰动占空比。其中，初始占空比可以为控制整流电路处于恒压模式时的占空比，扰动占空比为控制整流电路的输入电压降低到第二电压阈值时的占空比。这样即可使得整流电路的输入电压降低到阈值，同时不会让整流电流的峰值过高，提升系统的安全稳定性。

18、作为一种可选地实现方式，在多个连续时间段，将整流电路的占空比由初始占空比逐步增至扰动占空比，可以包括：在第一时间段，调节整流电路的占空比为第一占空比d1；在第二时间段，调节整流电路的占空比为第二占空比d2。其中，第一占空比d1小于第二占空比d2，第二占空比d2为扰动占空比。基于这样的设计，本技术可以使得整流电路的输入电压降低到阈值，同时不会让整流电流的峰值过高，提升系统的安全稳定性。

19、作为一种可选地实现方式，第一时间段可以为第一个谐振周期，并且第二时间段可以为第二个谐振周期。或者在另一些实现方式中，第一时间段也可以为第一个谐振半周期，第二时间段可一为第二个谐振半周期。这样可以使得整流电路的输入电压降低到阈值，同时不会让整流电流的峰值过高，提升系统的安全稳定性。

20、作为一种可选地实现方式，第一占空比d1可以满足以下公式：

21、

22、其中，dpi为初始占空比，dm为扰动占空比；

23、第二占空比d2可以满足以下公式：

24、d2＝dm。

25、基于这样的设计，本技术可以使得整流电路的输入电压降低到阈值，同时不会让整流电流的峰值过高，提升系统的安全稳定性。

26、作为一种可选地实现方式，整流电路可以包括两个桥臂，两个桥臂的上半桥臂的开关管均为二极管，两个桥臂的下半桥臂的开关管均为可控开关管。或者在另一些实现方式中，整流电路可以包括两个桥臂，两个桥臂的上半桥臂和下半桥臂的开关管均为可控开关管。基于这样的设计，可以使得交流电能转换为直流电能，并为负载供电。

27、第四方面，本技术还提供一种电动汽车，电动汽车包括如上述所述的无线充电的接收端，还包括动力电池组。动力电池组用于与接收端电连接，以使用来自接收端的电能进行充电，同时用于为电动汽车提供电能。

28、本技术实施例提供的接收端、发射端、无线充电系统和电动汽车，在负载进行大范围的功率切换时，可以有效抑制系统的输出电压过冲，优化动态性能，提升系统的安全稳定性。