CN110979042A - 无线充电接收装置、无线充电控制方法无线充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线充电接收装置、无线充电控制方法无线充电系统，该无线充电接收装置包括：副边谐振网络，与外部无线充电发射装置的原边谐振网络耦合设置，并传输原边谐振网络耦合发射的交流电能；可控整流调节电路，与副边谐振网络连接，并将副边谐振网络输出的交流电转换成直流；车载检测控制电路，与可控整流调节电路的受控端连接，检测的电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数，并根据检测的电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数或根据原边的工作参数调节可控整流调节电路的工作参数。本发明可以实现无线充电接收装置的谐振网络的谐振匹配，解决谐振网络处于非谐振匹配状态，影响到系统工作特性的问题。

Description

无线充电接收装置、无线充电控制方法无线充电系统

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别涉及一种无线充电接收装置、无线充电控制方法无线充电系统。

背景技术

随着新能源的发展，越来越多的汽车开始采用电动，或者油电混合，而在给电动汽车充电时，可以利用电磁感应的原理，采样无线充电的方式充电。

在实际应用中，车底盘离地间隙会随载重、胎压等因素而变化，导致车载和基建之间性能不够匹配。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种无线充电接收装置、无线充电控制方法无线充电系统，旨在通过无线充电接收装置的参数调节，实现无线充电系统的性能匹配。

为实现上述目的，本发明提出一种无线充电接收装置，该无线充电接收装置包括：

副边谐振网络，与外部无线充电发射装置的原边谐振网络耦合设置，并传输所述原边谐振网络耦合发射的交流电能；

可控整流调节电路，与所述副边谐振网络连接，并将所述副边谐振网络输出的交流电转换成直流；

车载检测控制电路，与所述可控整流调节电路的受控端连接，检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数，以及获取原边的工作参数，并根据检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数或根据原边的工作参数调节所述可控整流调节电路的工作参数。

可选地，电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数和原边的工作参数至少包括原副边谐振网络的谐振参数、副边阻抗Zs的反射阻抗角、副边全桥中点电压Ve/电流Ie及其相位、副边输出电压/电流、原边逆变桥的电压/电流以及相位。

可选地，所述可控整流调节电路包括第一上桥臂开关、第二上桥臂开关、第一下桥臂开关及第二下桥臂开关，所述第一上桥臂开关与第一下桥臂开关串联以形成第一桥臂电路，所述第二上桥臂开关与第二下桥臂开关串联以形成第二桥臂电路。

可选地，所述可控整流调节电路的工作参数包括所述可控整流调节电路的占空比或者移相角度，以及电压Ve和电流Ie的相位关系。

可选地，所述无线充电系统还包括无线通讯电路，所述车载检测控制电路通过所述无线通讯电路与无线充电发射装置通信连接。

可选地，所述副边谐振网络包括副边补偿网络及副边线圈，所述原边补偿网络与所述原边线圈连接，所述原边线圈与所述副边线圈耦合设置；所述副边线圈与所述副边补偿网络连接。

本发明还提出一种无线充电控制方法，适用于如上所述的无线充电接收装置，该无线充电接收装置包括车载侧的副边谐振网络、可控整流调节电路及车载检测控制电路；所述无线充电接收装置包括以下步骤：

检测所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数，以及获取原边的工作参数；

根据检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数和原边的工作参数控制所述可控整流调节电路工作。

可选地，所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数和原边的工作参数至少包括原副边谐振网络的谐振参数、副边阻抗Zs的反射阻抗角、副边全桥中点电压Ve/电流Ie及其相位、副边输出电压/电流、原边逆变桥的电压/电流以及相位。

可选地，在所述电动汽车无线充电系统的工作参数为原副边谐振网络的谐振参数时，所述根据检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数和原边的工作参数控制所述可控整流调节电路工作，以使所述原边谐振网络、所述副边谐振网络谐振匹配的步骤具体包括：

根据检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数和原边的工作参数，查表或计算出所述可控整流调节电路的控制量，以使所述原边谐振网络、所述副边谐振网络谐振匹配。

可选地，在所述电动汽车无线充电系统的工作参数为原副边谐振网络的谐振参数时，所述根据检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数和原边的工作参数工作参数控制所述可控整流调节电路工作，以使所述原边谐振网络、所述副边谐振网络谐振匹配的步骤具体包括：

连续调整所述可控整流调节电路的工作参数，直至所述原边谐振网络、所述副边谐振网络谐振匹配。

可选地，所述工作参数包括所述可控整流调节电路的占空比或者移相角度，以及电压Ve和电流Ie的相位关系。

本发明还提出一种电动汽车，包括如上所述的无线充电接收装置；该无线充电接收装置包括：副边谐振网络，与外部无线充电发射装置的原边谐振网络耦合设置，并传输所述原边谐振网络耦合发射的交流电能；可控整流调节电路，与所述副边谐振网络连接，并将所述副边谐振网络输出的交流电转换成直流；车载检测控制电路，与所述可控整流调节电路的受控端连接，检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数，以及获取原边的工作参数，并根据检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数和原边的工作参数调节所述可控整流调节电路的工作参数，以使所述原边谐振网络、所述副边谐振网络谐振匹配。

本发明无线充电接收装置通过设置副边谐振网络，与外部无线充电发射装置的原边谐振网络耦合设置，并传输所述原边谐振网络耦合发射的交流电能，以使可控整流调节电路将副边谐振网络输出的交流电转换成直流。本发明还通过位于车载侧的车载检测控制电路根据检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数，以及获取原边的工作参数，调节所述可控整流调节电路的工作参数，以使所述原边谐振网络、所述副边谐振网络谐振匹配。本发明可以实现无线充电接收装置的谐振网络的谐振匹配，解决谐振网络处于非谐振匹配状态，提高系统的功能和性能。无线充电系统的性能匹配，包括原副边谐振网络的谐振匹配，当系统处于谐振匹配状态时，系统具有较好的效率指标等性能；同时性能匹配还包括某些其他的性能目标，比如合理的副边阻抗Zs的反射阻抗角范围(比如30°左右)，比如软开关的实现(MOS管处于零电压开关ZVS或零电流开关ZCS工作模式)等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明无线充电接收装置一实施例的功能模块示意图；

图2为本发明无线充电接收装置一实施例的电路模块示意图；

图3为图2中可控整流调节电路占空比调节波形图；

图4为图2中可控整流调节电路的工作流程示意图；

图5为图2中可控整流调节电路中等效负载虚部系数曲线图；

图6为图2中可控整流调节电路中感性工作模式和阻性工作模式示意图；

图7为可控整流调节电路的等效电路图；

图8为本发明无线充电控制方法一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	副边谐振网络	Q1	第一上桥臂开关
20	可控整流调节电路	Q2	第二上桥臂开关
				30	车载检测控制电路	Q3	第一下桥臂开关
40	无线通讯电路	Q4	第二下桥臂开关
				11	副边补偿网络	Lp	原边线圈
Ls	副边线圈

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种无线充电接收装置，应用于电动汽车无线充电系统中，该电动汽车无线充电系统还包括无线充电发送装置，例如基建侧设备。

该无线充电接收装置设置于汽车上，与基建侧部分设置在地表下的无线充电发射装置耦合设置，在进行充电时，驾驶员将汽车驾驶到指定位置上，开启该无线充电接收装置便可进行充电。电动汽车无线充电主要利用电磁感应耦合的原理，当无线充电发射装置中的原边谐振网络与接收装置内的副边谐振网络调整到统一谐振频率时，两个谐振网络产生共振，能量能高效的从基建侧传输到车载侧，将基建侧电网能量以非接触的方式传递到车载侧电池，实现无线充电。然而在实际应用中，车底盘离地间隙会随载重、胎压等因素而变化，同时每次停车都不能特别精准(在前后、左右方向上有一定偏差)，导致每次松耦合变压器原副边线圈的相对物理位置可能不一样，即每次停车松耦合变压器参数可能会不一样，从而影响到谐振网络的谐振匹配状态，原边相角、副边反射阻抗角等参数，并进一步的影响到整个系统的性能。

为了解决上述问题，参照图1，在本发明一实施例中，该无线充电接收装置包括：

副边谐振网络10，与外部无线充电发射装置的原边谐振网络耦合设置，并传输所述原边谐振网络耦合发射的交流电能；

可控整流调节电路20，与所述副边谐振网络10连接，并将所述副边谐振网络10输出的交流电转换成直流；

车载检测控制电路30，与所述可控整流调节电路20的受控端连接，检测所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数以及获取原边的工作参数，或通过可控整流调节电路20中的电压、电流等信息获得原副边谐振状态，或通过无线通讯电路40获取原边谐振状态，并根据检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数或获取的原边工作参数调节所述可控整流调节电路20的工作参数。

为了更好的说明本实施例，本实施例以解决谐振匹配问题为例进行说明，本实施例中，副边谐振网络10包括副边线圈Ls、副边补偿网络11，其中，副边线圈Ls与基建侧，也即无线充电发射装置的原边线圈组成松耦合变压器，以实现能量的传输，副边线圈Ls的形状类型不限，可以是圆形线圈、矩形线圈、D字型线圈等。原边线圈与副边线圈Ls之间气隙较大，具有漏感大、励磁电感小的特点，系统整体的功率因数很低。为此，副边谐振网络10还设置有副边补偿网络11，具体可以由补偿电容和补偿电感组成，可以是串联补偿电容或并联补偿电容等单器件补偿方式，也可以是LCL、LCC等多器件组合补偿方式来实现。松耦合变压器和两个补偿网络组成无线充电系统的谐振网络，该谐振网络处于谐振匹配状态时，整个无线充电接收装置的功能(例如输出功能大小、输出电压/电流范围等)和性能(例如效率指标等)等具有较好的工作特性；反之则相反。

参照图3，图5，图6，可控整流调节电路20，为开关型全桥整流电路，用于将高频交流电流转换成直流，以及实现谐振网络调谐。全桥的中点电压/电流分别为Ve/Ie，等效阻抗为Re。车载侧还设置有车载电池、输出滤波电容Co、阻抗匹配电阻，以及用电负载等Rout等输出网络100。

传统不控整流/同步整流的Ve、Ie波形如图3(a)所示，此时Re大概估算如下：

当本专利可控整流调节电路20工作的Ve、Ie波形如图3(b)所示时，占空比D如图中标识，则此时的效阻抗为Re可以表示为：

如上式可知，此时等效阻抗Re并不是纯阻性，把其分解成实部和虚部如下所示：

其中，

为不控整流或同步整流时的等效负载，D为可控整流调节电路20的占空比，即此时Re相比不控整流/同步整流，其纯阻性负载相当于引入系数kre，同时增加了一个系数为kim的虚部。另如图3(b)所示，此工作模式下的电流Ie相位超前电压Ve基波过零点，为容性，两者的相位大小为θ＝D/2。因此通过调节不同的占空比D，可以调节等效阻抗的虚部，该虚部和系统的谐振网络相连接，相当于在原有谐振网络中串联了一个可控谐振参数调节量。

当然，可控全桥除了图3(b)所述的容性工作模式外，还可以调节驱动和Ie过零点的相位，使可控全桥工作在感性或阻性的状态下，比如图6所示。图6(a)中电压Ve基波过零点超前电流Ie过零点，即可控整流模块工作在感性模式，此时电压Ve和电流Ie相位大小为θ＝D/2；图6(b)中电压Ve基波过零点和电流Ie过零点重合，即可控整流模块工作在阻性模式，此时电压Ve和电流Ie相位大小为θ＝0；

因此通过上面描述，通过调节驱动和Ie过零点的相位，可以使可控整流模块工作在容性、阻性或感性的工作模式下；并通过调节占空比D，可以调节容值、阻值或感值大小，实现不同谐振参数的调节，并最终实现谐振网络的调节。

可控整流调节电路20还可通过控制移相角度α，来调节谐振网络，其具体调节方式与调节占空比的方式相同的，工作原理相同，且实现的技术效果也相同。因此，通过调节不同的移相角度α，可以调节等效阻抗的虚部，该虚部和系统的谐振网络相连接，相当于在原有谐振网络中串联了一个可控谐振参数调节量。当原有谐振网络处于非谐振匹配状态时，可以调节通过可控整流调节电路20移相角度α或者占空比的大小，以及电压Ve和电流Ie的相位关系，来调节等效负载Re虚部，使系统重新处于谐振匹配状态，从而达到系统较优的工作特性。

车载检测控制电路30包括采样电路和控制电路，其中采样电路可以采用电流互感器、霍尔传感器等单独的器件，或者由电阻、电容等元件器组成的检测电路来检测电流/电压，控制电路可以采用DSP、单片机、FPGA等微处理器来实现，以实现对可控整流调节电路20的输出电流、电压等信号进行采样和对基建侧的PFC电路、逆变电路，以及车载侧可控整流调节电路20进行相关的逻辑控制，例如可以检测系统输出电压Vout/电流Iout的采样量，可控整流调节电路20全桥中点电流Ie/电压Ve，及其电压电流相位的采样量，副边线圈Ls电流Is，或副边反射阻抗Zs相角的采样量。

基建侧和车载侧的控制电路还可以通过原边线圈、副边线圈Ls来实现通讯连接，以将检测信号以及各自的工作状态进行传输，以实现信号交互。车载侧检测电路可以通过检测可控整流调节电路20的中点电压/电流，查表或者计算以获取谐振参数，还可以直接检测当前松耦合变压器的参数(例如互感M，或耦合系数K等)，或者其他能反映系统谐振状态的相关量。当然，也可以通过原边Vin/Iin相角量、副边阻抗Zs相角的采样量、副边变压器电流Is的大小(谐振匹配时，无功最小，电流最小)、系统效率(谐振匹配时，系统效率最高)等参数来获取谐振参数。

本发明无线充电接收装置通过设置副边谐振网络10，与外部无线充电发射装置的原边谐振网络耦合设置，并传输所述原边谐振网络耦合发射的交流电能，以使可控整流调节电路20将副边谐振网络10输出的交流电转换成直流。本发明还通过位于车载侧的车载检测控制电路30根据检测的电动汽车无线充电系统的工作参数，调节可控整流调节电路20的工作参数，以使车载侧和基建侧的性能匹配。本发明可以实现无线充电接收装置的谐振网络的谐振匹配，解决谐振网络处于非谐振匹配状态，影响到系统工作特性的问题。

可以理解的是，电动汽车无线充电系统的工作参数至少包括原副边谐振网络的谐振参数、副边反射阻抗角、原边相位角以及逆变桥的电压/电流。

在实际应用中，也可以根据系统需求的不同，通过调节可控整流调节电路20的工作参数，以满足并实现系统中器件电压/电流最小等特定功能或性能，例如原边逆变桥的电流最小，或者副边的反射阻抗Zs相角(即从原边Lp处观看副边的阻抗角度)保持在预设范围等，例如30°；或者系统干扰最小，或者同时包含某些特定功能的功能和性能。其调节过程可参照谐振网络的匹配的工作原理，通过上述工作原理进行调节来满足应用需求，在此不再赘述。

参照图4，在一实施例中，所述可控整流调节电路20包括第一上桥臂开关Q1、第二上桥臂开关Q2、第一下桥臂开关Q3及第二下桥臂开关Q4，所述第一上桥臂开关Q1与第一下桥臂开关Q3串联以形成第一桥臂电路，所述第二上桥臂开关Q2与第二下桥臂开关Q4串联以形成第二桥臂电路。

本实施例中，第一上桥臂开关Q1、第二上桥臂开关Q2、第一下桥臂开关Q3及第二下桥臂开关Q4组成两个桥臂电路，并且两个桥臂电路共有2种工作模式：同步/不控整流模式和短路模式，以电流Ie正半周为例，分别如图4(a)和图4(b)所示。如图4(a)所示，当第一上桥臂开关Q1、第二下桥臂开关Q4导通时，Ie电流此时通过整流桥给负载供电，此为同步整流模式；或者此时所有MOS关全部关断，此时Ie电流通过MOS管体二极管给负载供电，此为不控整流模式；当第一下桥臂开关Q3和第二下桥臂开关Q4同时导通时，Re相当于短路，此时Ve为零，负载Rout由电容Co提供能量；负半周工作模式和正半周类似，不在赘述。

参照图4，在调节占空比工作模式下，每个桥臂上下管驱动互补，防止直通，主要通过调节驱动高电平导通时刻和时间。定义中第二下桥臂开关Q4和第一下桥臂开关Q3同时导通时间和一个开关周期的比值为D，其中T为一个系统开关周期。则每个开关周期内，会有2个DT时间内第二下桥臂开关Q4和第一下桥臂开关Q3同时导通。占空比D的取值范围为0～0.5。当占空比D＝0时，第一上桥臂开关Q1和第二下桥臂开关Q4在等效电流Ie正半周内导通；第一下桥臂开关Q3和第二上桥臂开关Q2在等效电流Ie负半周内导通，此时电路为同步整流，此时虚部为0，效果和不控整流类似。当占空比D＝0.5时，即第一下桥臂开关Q3和第二下桥臂开关Q4持续导通，此时相当于短路，理论上会有最大虚部，所有能量转成无功，无任何电流输出到负载Rout侧。

而在移相工作模式下，每个MOS管驱动都保持在0.5，每个桥臂上下管驱动互补，防止直通。其短路状态有2种可能工作模式：第一上桥臂开关Q1与第二上桥臂开关Q2同时导通工作，或第一下桥臂开关Q3与第二下桥臂开关Q4同时导通工作。在此时时间段内等效负载Re相当于短路，松耦合变压器副边接收到能量不能传递到负载Rout，负载由电容Co供电；在其他工作时段时，二极管导通，Ve被输出电压钳位，松耦合变压器接收到能量传递到负载，并给输出电容Co充电。

可以理解的是，本实施例中移相控制时的工作特性调节和占空比D类似，工作原理相同，功能等效，此处不再赘述。因此可以通过调节移相角度或者调节占空比来实现等效负载Re实部和虚部的调节，实现输出负载特性和谐振网络调谐的能力。

还可以理解的是，可控整流调节电路20以采用4个开关管组成的全桥电路为例进行说明，但是并不意味着本发明仅如实施例所展示，包括但不限于一些常用的电路拓扑如图7所示，这些电路拓扑通过一定控制算法都可以实现等效负载Re可调。

参照图1，在一实施例中，所述无线充电系统还包括无线通讯电路40，所述所述车载检测控制电路30通过所述无线通讯电路40与无线充电发射装置通信连接。

本实施例中，无线通讯电路40可以是副边线圈Ls和原边线圈组成的耦合电路，车载检测控制电路30可以通过副边线圈Ls将充电电压、电流以及功率等信息发射至原边线圈Lp，然后发送至基建采样控制电路；也可接受原边传递过来的相关信息。无线通讯电路40还可以采用WIFI模块、射频模块、蓝牙模块等可用于实现信号的接收和发送的无线通讯电路40来实现，车载检测控制电路30与无线充电发射装置通讯连接，从而在无线充电接收装置进行充电时，车载检测控制电路30将车载侧的充电电压、电流以及功率等信息通过无线通信的方式发送到无线充电发射装置，无线充电发射装置可以根据当前的电网电压和所需要的充电电流对基建侧进行调节来实现充电电流的优化控制或者保护。或者，无线充电发射装置通过无线通讯电路40接收车载侧指令，并按照指令，进行原边线圈电流或者输入电压等参数的调节，最终实现充电电流的优化控制或者保护。

参照图1至图6，在一实施例中，所述无线充电接收装置还包括电池管理器(图未示出)，所述电池管理器与可控整流调节电路20的输出端连接。

电池管理器即BMS(Battery Management System，电池管理系统)，用于对电池的电量、电压及电流进行检测和管理，并与车载检测控制电路30连接，以将工作参数输出至车载检测控制电路30，车载检测控制电路30则可以根据电池管理器检测的工作参数，调节可控整流调节电路20的占空比或者移相角度、或者电压Ve和电流Ie的相位，以实现基建侧输出电压/输出电流的调节与输出。电池管理器提高了整了汽车无线充电接收装置的自动化水平。

本发明还提出一种无线充电控制方法，适用于如上所述的无线充电接收装置，该无线充电接收装置包括位于基建侧的PFC电路、逆变电路、原边谐振网络及基建采样控制电路，以及位于车载侧的副边谐振网络、可控整流调节电路及车载检测控制电路；参照图8，所述无线充电控制方法包括以下步骤：步骤S100、检测所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数，以及获取原边的工作参数；

车载侧和原边侧的工作参数包括原副边谐振网络的谐振参数，其中谐振参数可以通过检测可控整流调节电路的中点电压/电流，查表或者计算以获取，还可以直接检测当前松耦合变压器的参数(例如互感M，或耦合系数K等)来获得。当然，工作参数也可以包括原边Vin/Iin相角量、副边阻抗Zs相角的采样量、副边变压器电流Is的大小(谐振匹配时，无功最小，电流最小)、系统效率(谐振匹配时，系统效率最高)，以及副边阻抗Zs的反射阻抗角、副边全桥中点电压Ve/电流Ie及其相位、副边输出电压/电流、原边逆变桥的电压/电流以及相位等。

步骤S200、根据检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数和获取的原边的工作参数控制所述可控整流调节电路工作。

可控整流调节电路全桥的中点电压/电流分别为Ve/Ie，等效阻抗为Re。车载侧还设置有车载电池、输出滤波电容Co、阻抗匹配电阻，以及用电负载等Rout。以图3(b)所示可控整流调节电路工作在容性工作模式时，此时的效阻抗为Re可以表示为：

如上式可知，此时等效阻抗Re并不是纯阻性，把其分解成实部和虚部如下所示：

其中，

为不控整流或同步整流时的等效负载，D为可控整流调节电路的占空比即此时Re相比不控整流/同步整流，其纯阻性负载相当于引入系数k_re，同时增加了一个系数为k_im的虚部。通过调节不同的占空比D，可以调节等效阻抗的虚部，该虚部和系统的谐振网络相连接，相当于在原有谐振网络中串联了一个可控谐振参数调节量。

可控整流调节电路还可通过控制移相角度α，来调节谐振网络，其具体调节方式与调节占空比的方式相同的，工作原理相同，且实现的技术效果也相同。因此，通过调节不同的移相角度α，可以调节等效阻抗的虚部，该虚部和系统的谐振网络相连接，相当于在原有谐振网络中串联了一个可控谐振参数调节量。当原有谐振网络处于非谐振匹配状态时，可以调节通过可控整流调节电路移相角度α、占空比大小，以及电压Ve和电流Ie之间的相位关系，来调节等效负载Re虚部，使系统重新处于谐振匹配状态，从而达到系统较优的工作特性。

本发明无线充电接收装置通过所述原边谐振网络、副边谐振网络，传输至车载侧的可控整流调节电路，以及通过位于车载侧的车载检测控制电路根据检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数调节所述可控整流调节电路的工作参数，以使所述原边谐振网络、所述副边谐振网络谐振匹配，本发明实现了无线充电接收装置的谐振网络的谐振匹配。其中，原边的工作参数可以通过设置无线通讯电路来获取。

在一实施例中，在所述电动汽车无线充电系统的工作参数为原副边谐振网络的谐振参数时，所述根据检测的所述电动汽车无线充电系统的工作参数控制所述可控整流调节电路工作，以使所述原边谐振网络、所述副边谐振网络谐振匹配的步骤具体包括：

根据检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数和原边的工作参数工作参数，查表或计算出所述可控整流调节电路的控制量，或者连续调整所述可控整流调节电路的工作参数，直至所述原边谐振网络、所述副边谐振网络谐振匹配。

通过调节不同的占空比D或者移相大小，以及电压Ve和电流Ie的相位关系，可以调节等效阻抗的虚部，该虚部和系统的谐振网络相连接，相当于在原有谐振网络中串联了一个可控谐振参数调节量。当原有谐振网络处于非谐振匹配状态时，可以根据检测到的谐振参数与预设的谐振参数之间的差值直接生成可控整流调节电路的占空比D或者移相角度大小，以及电压Ve和电流Ie的相位关系，或者根据检测结果连续调节可控整流调节电路的占空比D或者移相角度大小，以及电压Ve和电流Ie的相位关系，直至当前谐振参数与预设的谐振参数匹配，使系统重新处于谐振匹配状态，从而达到系统最优工作特性。

本发明还提出一种电动汽车，包括如上所述的无线充电接收装置。该无线充电接收装置的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明电动汽车中使用了上述无线充电接收装置，因此，本发明电动汽车的实施例包括上述无线充电接收装置全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

本实施例中，电动汽车可以是纯电动汽车，也可以是油电混合型汽车，无线充电接收装置的输出端与电动汽车的电池连接，以为电动汽车实现续航。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种无线充电接收装置，应用于电动汽车无线充电系统中，其特征在于，该无线充电接收装置包括：

副边谐振网络，与外部无线充电发射装置的原边谐振网络耦合设置，并传输所述原边谐振网络耦合发射的交流电能；

可控整流调节电路，与所述副边谐振网络连接，并将所述副边谐振网络输出的交流电转换成直流；

车载检测控制电路，与所述可控整流调节电路的受控端连接，所述车载检测控制电路用于检测所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数，以及获取原边的工作参数，并根据检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数或根据原边的工作参数，调节所述可控整流调节电路的工作参数。

2.如权利要求1所述的无线充电接收装置，其特征在于，电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数和原边的工作参数至少包括原副边谐振网络的谐振参数、副边阻抗Zs的反射阻抗角、副边全桥中点电压Ve/电流Ie及其相位、副边输出电压/电流、原边逆变桥的电压/电流以及相位。

3.如权利要求1所述的无线充电接收装置，其特征在于，所述可控整流调节电路包括第一上桥臂开关、第二上桥臂开关、第一下桥臂开关及第二下桥臂开关，所述第一上桥臂开关与第一下桥臂开关串联以形成第一桥臂电路，所述第二上桥臂开关与第二下桥臂开关串联以形成第二桥臂电路。

4.如权利要求1所述的无线充电接收装置，其特征在于，所述工作参数包括所述可控整流调节电路的占空比或者移相角度，以及电压Ve和电流Ie的相位关系。

5.如权利要求1所述的无线充电接收装置，其特征在于，所述无线充电系统还包括无线通讯电路，所述所述车载检测控制电路通过所述无线通讯电路与无线充电发射装置通信连接。

6.如权利要求1至5任意一项所述的无线充电接收装置，其特征在于，所述副边谐振网络包括副边补偿网络及副边线圈，所述原边补偿网络与所述原边线圈连接，所述原边线圈与所述副边线圈耦合设置；所述副边线圈与所述副边补偿网络连接。

7.一种无线充电控制方法，适用于如权利要求1至6任意一项所述的无线充电接收装置，该无线充电接收装置包括车载侧的副边谐振网络、可控整流调节电路及车载检测控制电路；其特征在于，所述无线充电接收装置包括以下步骤：

检测所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数，以及获取原边的工作参数；

根据检测的所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数和获取的原边的工作参数控制所述可控整流调节电路工作。

8.如权利要求7所述的无线充电控制方法，其特征在于，所述电动汽车无线充电系统车载侧的工作参数和原边的工作参数至少包括原副边谐振网络的谐振参数、副边阻抗Zs的反射阻抗角、副边全桥中点电压Ve/电流Ie及其相位、副边输出电压/电流、原边逆变桥的电压/电流以及相位。

9.如权利要求7所述的无线充电控制方法，其特征在于，在所述电动汽车无线充电系统的工作参数为原副边谐振网络的谐振参数时，所述根据检测的所述电动汽车无线充电系统的工作参数控制所述可控整流调节电路工作，以使所述原边谐振网络、所述副边谐振网络谐振匹配的步骤具体包括：

连续调整所述可控整流调节电路的工作参数，直至所述原边谐振网络、所述副边谐振网络谐振匹配。

10.如权利要求7所述的无线充电控制方法，其特征在于，在所述电动汽车无线充电系统的工作参数为原副边谐振网络的谐振参数时，所述根据检测的所述电动汽车无线充电系统的工作参数控制所述可控整流调节电路工作，以使所述原边谐振网络、所述副边谐振网络谐振匹配的步骤具体包括：

根据检测的所述电动汽车无线充电系统的工作参数，查表或计算出所述可控整流调节电路的控制量，以使所述原边谐振网络、所述副边谐振网络谐振匹配。

11.如权利要求9或10任一项所述的无线充电控制方法，其特征在于，所述可控整流调节电路的工作参数包括所述可控整流调节电路的占空比、移相角度，以及电压Ve和电流Ie之间的相位关系。

12.一种无线充电系统，其特征在于，包括如权利要求1至6任意一项所述的无线充电接收装置。

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