CN114142623A - 一种无线充电的发射端、接收端及无线充电系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种无线充电的发射端、接收端及无线充电系统，发射端包括：逆变器输出端连接发射端补偿网络；发射端LCC网络输出端连接发射线圈；开关电路与发射端LCC网络连接；接收端包括接收端LCC网络；发射端控制器在逆变器的第一输出阻抗的实部大于逆变器的第二输出阻抗的实部时，控制开关电路动作使无线充电系统工作于双边LCC网络；在第一输出阻抗的实部小于等于第二输出阻抗的实部时，控制开关电路动作使无线充电系统工作于单边LCC网络；第一输出阻抗为无线充电系统工作于双边LCC网络时逆变器的输出阻抗；第二输出阻抗为无线充电系统工作于单边LCC网络时逆变器的输出阻抗，具有较宽耦合范围，不同车型均有较高充电效率。

Description

一种无线充电的发射端、接收端及无线充电系统
技术领域
本申请涉及汽车无线充电技术领域，尤其涉及一种无线充电的发射端、接收端及无线充电系统。
背景技术
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。电动汽车的动力来源于动力电池组，动力电池组需要充电。
目前，电动汽车的充电方式包括接触式充电和无线充电，而无线充电方式由于使用方便，无火花以及触电危险，因此成为未来电动汽车充电的发展方向。电动汽车的无线充电系统包括发射端和接收端，发射端位于地面，接收端位于车上，接收端为电动汽车的动力电池组进行充电。发射端包括逆变器、发射端补偿网络和发射线圈；接收端包括接收线圈、接收端补偿网络和整流器。发射端的直流电压经过逆变器逆变产生高频交流电，流经发射端补偿网络与发射线圈，产生高频磁场，在接收线圈处耦合出感应电动势，经过整流器整流形成直流电给动力电池组充电。其中，发射端补偿网络的作用均是通过电感和/或电容与发射线圈进行谐振，补偿线路中的无功分量，使直流输入侧尽量呈现纯阻性，从而提高整个无线充电系统的效率。接收端补偿网络的作用类似，接收端补偿网络与接收线圈进行谐振。
但是，无线充电系统在实际充电时，因为车型不同，造成车辆底盘离地间隙有较大差异，即发射端和接收端之间的距离随着车型不同而有所差异。例如，SUV的底盘离地间隙一般较大而轿车的底盘离地间隙一般较小。这种差异将会导致无线充电系统需要在很宽的偏移范围内均实现高效的功率传输。位于车上的充电线圈和位于地上的接收线圈之间的偏移将影响发射端和接收端之间的耦合系数，也会影响发射线圈的自感和接收线圈的自感。
因此，如何能够使无线充电系统能够适用于各自不同的车型时均具有较高的充电效率，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
为了解决以上技术问题，本申请提供一种无线充电的发射端、接收端及无线充电系统，具有较宽的耦合范围，适用于不同的车型时均具有较高的充电效率。
本申请提供一种无线充电的发射端，包括：逆变器、发射端LCC网络、发射线圈、开关电路和发射端控制器；逆变器将输入端的直流电转换为交流电传输给发射端补偿网络；发射端LCC网络将交流电进行补偿后输送给发射线圈；开关电路与发射端LCC网络连接；发射线圈将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，接收端包括接收端LCC网络；发射端控制器在逆变器的第一输出阻抗的实部大于逆变器的第二输出阻抗的实部时，控制开关电路动作使无线充电系统工作于双边LCC网络；在第一输出阻抗的实部小于等于第二输出阻抗的实部时，控制开关电路动作使无线充电系统工作于单边LCC网络；双边LCC网络包括发射端LCC网络和接收端LCC网络，单边LCC网络包括接收端LCC网络；第一输出阻抗为无线充电系统工作于双边LCC网络时逆变器的输出阻抗；第二输出阻抗为无线充电系统工作于单边LCC网络时逆变器的输出阻抗。
由于该发射端添加了开关电路，可以根据无线充电系统的需要通过开关电路来切换发射端LCC网络是否参与工作。当发射线圈和接收线圈之间耦合较差时，即M较小，为了逆变器的开关管实现零电压开关ZVS，控制发射端LCC网络参与工作，无线充电系统工作在双边LCC网络，可以实现较高的无线充电效率。当无线充电系统的发射线圈和接收线圈之间耦合较好时，即M较大，如果无线充电系统采用双边LCC网络，则发射端的逆变器中开关管难以实现ZVS，开关管处于硬开关状态发热严重，增加功耗，而且可能无法正常运行，因此，发射端控制器控制发射端LCC网络不参与工作，即无线充电系统工作在单边LCC网络，发射线圈的电感呈现感性，因此轻松实现逆变器中开关管的ZVS，从而降低功耗，提升无线充电的效率。因此，本申请实施例提供的发射端，可以在发射端和接收端之间耦合较好时保证较高的充电效率，也可以在发射端和接收端之间耦合较低时保证较高的充电效率，从而使发射端具有较宽的耦合范围，从而可以适用于为不同车型的电动汽车充电均可以保证较高的充电效率。
下面介绍一种开关电路的具体实现方式，以开关电路包括两个开关为例，硬件实现简单，控制方便；发射端LCC包括：第一电感、第一电容和补偿电容；开关电路包括：第一开关和第二开关；该电路可以在开关的不同状态控制发射端的LCC是否参与工作。具体地，第一电感的第一端连接逆变器的第一桥臂的中点，第一电感的第二端通过补偿电容连接发射线圈的第一端；发射线圈的第二端连接逆变器的第二桥臂的中点，第一电容的第一端连接第一电感的第二端，第一电容的第二端连接第二开关的第一端，第二开关的第二端连接发射线圈的第二端；第一开关的第一端连接第一电感的第一端，第一开关的第二端连接发射线圈的第一端；发射端控制器，具体用于第一输出阻抗的实部大于第二输出阻抗的实部时，控制第一开关断开，第二开关闭合使无线充电系统工作于双边LCC网络；还具体用于第一输出阻抗的实部小于等于第二输出阻抗的实部时，控制第一开关闭合，第二开关断开使无线充电系统工作于单边LCC网络。
本申请中不限定第一输出阻抗的获得方式，可以由发射端来获得，也可以由接收端来获得，下面介绍由发射端来获得第一输出阻抗的情况。一种可能的实现方式，发射端控制器，还用于根据发射端LCC网络中的第一电感、接收端LCC网络中的第二电感、接收端的负载阻抗以及发射端和接收端之间的互感获得第一输出阻抗。
本申请中不限定第二输出阻抗的获得方式，可以由发射端来获得，也可以由接收端来获得，下面介绍由发射端来获得第二输出阻抗的情况。一种可能的实现方式，发射端控制器，还用于根据接收端LCC网络中的第二电感、接收端的负载阻抗以及发射端和接收端之间的互感获得第二输出阻抗。
本申请不限定互感的获得方式，下面介绍一种可能的实现方式，发射端控制器，根据发射端LCC网络中的第一电感、接收端LCC网络中的第二电感、第二电感的电流、逆变器的输入电压和逆变器的移相角获得互感；逆变器的移相角为逆变器的输出电压与输出电流之间的相位差。
一种可能的实现方式，发射端控制器，还用于根据接收端的输出电压和预设电流获得接收端的负载阻抗。其中，预设电流可以根据经验值来设置，本申请不做具体限定，接收端的输出电压可以采样获得，利用采样获得的输出电压除以预设电流便可以获得负载阻抗。
一种可能的实现方式，发射端控制器，具体用于通过以下公式获得第一输出阻抗Zin_re1：
Figure BDA0003326988050000031
其中，L1表示第一电感的感值，L2表示第二电感的感值，M表示互感，R0表示输出阻抗。
一种可能的实现方式，发射端控制器，具体用于通过以下公式获得第二输出阻抗Zin_re2：
Figure BDA0003326988050000032
其中，L2表示第二电感的感值，M表示互感，R0表示输出阻抗。
一种可能的实现方式，发射端控制器，具体用于通过以下公式获得互感M：
Figure BDA0003326988050000033
其中，L1表示第一电感的感值，L2表示第二电感的感值，IL2表示第二电感的电感，Vdc表示逆变器的输入电压，θ表示移相角。
以上是以发射端作为执行主体，发射端来比较第一输出阻抗的实部和第二输出阻抗的实部大小，根据比较结果控制开关电路动作，来切换双边LCC网络还是单边LCC网络工作。应该理解，也可以接收端作为执行主体，接收端来比较第一输出阻抗的实部和第二输出阻抗的实部大小，将比较结果发送给发射端，或者根据比较结果发送指令给发射端，发射端直接控制开关电路动作，来切换双边LCC网络还是单边LCC网络工作。以上发射端执行的其他动作也可以由接收端来执行，基于以上实施例提供的一种无线充电的发射端，本申请还提供一种无线充电的接收端，以上各个实现方式的优点同样适用于接收端，在此不再赘述。
下面具体介绍接收端的实现方式，接收端包括：接收线圈、接收端LCC网络、整流器和接收端控制器；接收线圈，用于从发射端的发射线圈接收电能并输送给接收端LCC网络；接收端LCC网络，用于将接收的交流电进行补偿后输送给整流器；整流器，用于将接收的交流电整流为直流电为负载进行充电；接收端控制器，用于在发射端的逆变器的第一输出阻抗的实部大于第二输出阻抗的实部时，向发射端发送双边LCC网络指令，使发射端LCC网络参与工作无线充电系统工作于双边LCC网络；在第一输出阻抗的实部小于等于第二输出阻抗的实部时，向发射端发送单边LCC网络指令，使发射端LCC网络退出工作无线充电系统工作于单边LCC；双边LCC网络包括发射端LCC网络和接收端LCC网络，单边LCC网络包括接收端LCC网络；第一输出阻抗为无线充电系统工作于双边LCC网络时逆变器的输出阻抗；第二输出阻抗为无线充电系统工作于单边LCC网络时逆变器的输出阻抗。
下面介绍由接收端获得第一输出阻抗的具体方式，一种可能的实现方式，接收端控制器，还用于根据发射端LCC网络中的第一电感、接收端LCC网络中的第二电感、接收端的负载阻抗以及发射端和接收端之间的互感获得第一输出阻抗。
下面介绍由接收端获得第二输出阻抗的具体方式，一种可能的实现方式，接收端控制器，还用于根据接收端LCC网络中的第二电感、接收端的负载阻抗以及发射端和接收端之间的互感获得第二输出阻抗。
本申请不限定互感的方式，下面介绍一种可能的实现方式，接收端控制器，还用于根据发射端LCC网络中的第一电感、接收端LCC网络中的第二电感、第二电感的电流、逆变器的输入电压和逆变器的移相角获得互感；逆变器的移相角为逆变器的输出电压与输出电流之间的相位差。
一种可能的实现方式，接收端控制器，还用于根据接收端的输出电压和预设电流获得接收端的负载阻抗。
一种可能的实现方式，接收端控制器，具体用于通过以下公式获得第一输出阻抗Zin_re1：
Figure BDA0003326988050000041
其中，L1表示第一电感的感值，L2表示第二电感的感值，M表示互感，R0表示输出阻抗。
一种可能的实现方式，接收端控制器，具体用于通过以下公式获得第二输出阻抗Zin_re2：
Figure BDA0003326988050000042
其中，L2表示第二电感的感值，M表示互感，R0表示输出阻抗。
一种可能的实现方式，接收端控制器，具体用于通过以下公式获得互感M：
Figure BDA0003326988050000043
其中，L1表示第一电感的感值，L2表示第二电感的感值，IL2表示第二电感的电感，Vdc表示逆变器的输入电压，θ表示移相角。
本申请提供一种无线充电系统，包括以上介绍的发射端和以上介绍的接收端；发射端用于为接收端进行无线充电。
本申请至少具有以下优点：
该发射端或接收端或系统，可以根据无线充电系统的需要来切换发射端LCC网络是否参与工作。当发射线圈和接收线圈之间耦合较差时，即互感M较小，为了逆变器的开关管实现零电压开关ZVS，控制发射端LCC网络参与工作，无线充电系统工作在双边LCC网络，可以实现较高的无线充电效率。当无线充电系统的发射线圈和接收线圈之间耦合较好时，即M较大，如果无线充电系统采用双边LCC网络，则发射端的逆变器中开关管难以实现ZVS，开关管处于硬开关状态发热严重，增加功耗，而且可能无法正常运行，因此，发射端控制器控制发射端LCC网络不参与工作，即无线充电系统工作在单边LCC网络，发射线圈的电感呈现感性，因此轻松实现逆变器中开关管的ZVS，从而降低功耗，提升无线充电的效率。因此，本申请实施例提供的发射端，可以在发射端和接收端之间耦合较好时保证较高的充电效率，也可以在发射端和接收端之间耦合较低时保证较高的充电效率，从而使发射端具有较宽的耦合范围，从而可以适用于为不同车型的电动汽车充电均可以保证较高的充电效率。
附图说明
图1为本申请提供的电动汽车无线充电系统的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种无线充电系统的电路示意图；
图3为图2提供的电动汽车无线充电系统的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种无线充电系统的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种逆变器的输出电压的波形图；
图6为本申请实施例提供的一种发射端的示意图；
图7为本申请实施例提供的又一种发射端的示意图；
图8为本申请实施例提供的一种无线充电系统包括单边LCC的示意图；
图9为本申请实施例提供的一种双边LCC网络时逆变器的输出阻抗的示意图；
图10为本申请实施例提供的一种单边LCC网络时逆变器的输出阻抗的示意图；
图11为本申请实施例提供另一种无线充电系统的示意图；
图12为本申请实施例提供的无线充电系统中接收端的输出端被短路的示意图；
图13为本申请实施例提供的一种无线充电的方法流程图；
图14为本申请实施例提供的又一种无线充电的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
以下说明中的“第一”、“第二”等用词仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。此外，术语“耦接”可以是实现信号传输的电性连接的方式。“耦接”可以是直接的电性连接，也可以通过中间媒介间接电性连接。
为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面先结合附图介绍该技术方案的应用场景。
参见图1，该图为本申请提供的电动汽车无线充电系统的示意图。
无线充电的接收端1000a位于电动汽车1000上，无线充电的发射端1001a位于地面的无线充电站1001。
目前，无线充电系统的充电过程是无线充电的接收端1000a和无线充电的发射端1001a通过无线形式来完成电能的传递，给动力电池组充电。
无线充电站1001具体可以为固定无线充电站、固定无线充电停车位或无线充电道路等。无线充电的发射端1001a可以设置在地面上或者埋于地面下(图中所示为无线充电的发射端1001a埋于地面下的情况)。
无线充电的接收端1000a可以集成在电动汽车1000的底部，当电动汽车1000进入无线充电的发射端1001a的无线充电范围时，即可通过无线充电方式对电动汽车1000进行充电。无线充电的接收端1000a的功率接收模块和整流电路可以集成在一起，也可以分离，本申请对此不作具体限定，当功率接收模块和整流电路分离时，整流电路中的整流器通常放在车内。
无线充电的发射端1001a的功率发射模块和逆变器可以集成在一起，也可以分离。此外，非接触式充电可以是无线充电的接收端1000a和无线充电的发射端1001a通过电场或磁场耦合方式进行能量传输，具体可为电场感应、磁感应、磁共振或无线辐射等方式，本申请实施例对此不做具体限制。电动汽车1000和无线充电站1001还可以双向充电，即无线充电站1001通过充电电源向电动汽车1000充电，也可以由电动汽车1000向充电电源放电。
参见图2，该图为本申请实施例提供的一种无线充电系统的电路示意图。
无线充电系统包括无线充电的发射端(以下简称发射端)和无线充电的接收端(以下简称接收端)。通常，发射端位于地面，接收端位于车辆上。
其中，发射端包括：逆变器H1、发射端补偿网络100和发射线圈Lp。
以逆变器H1为全桥逆变器为例，逆变器H1可以包括四个可控开关管，分别为Q1-Q4，逆变器H1将直流电源输出的直流电逆变为交流电。
发射端补偿网络100将逆变器H1输出的交流电进行补偿后输送给发射线圈Lp。
发射线圈Lp将发射端补偿网络100补偿后的交流电以交变磁场的形式发射。
接收端包括：接收线圈Ls、接收端补偿网络200和功率变换器H2。
接收线圈Ls以交变磁场的形式接收发射线圈Lp发射的电磁能量。
接收端补偿网络200将接收线圈Ls接收的交流电进行补偿后输送给功率变换器H2。
以功率变换器H2为全桥整流器H2为例，功率变换器H2可以包括四个可控开关管，分别为S1-S4，用于将接收端补偿网络200补偿后的交流电转换为直流电以给负载充电。对于电动汽车来说，负载为车载动力电池组。
发射端控制器101对逆变器的开关管进行控制，接收端控制器201对整流器的开关管进行控制。
接收端的通信模块300与发射端的通信模块400进行无线通信。
参见图3，该图为图2提供的电动汽车无线充电系统的结构示意图。
该图示出的无线充电的发射端1001a包括：发射变换模块1001a1、功率发射模块1001a2、发射控制模块1001a3、通讯模块1001a4、认证管理模块1001a5和存储模块1001a6。
无线充电的接收端1000a包括：功率接收模块1000a2、接收控制模块1000a3、接收变换模块1000a1、车辆通讯模块1000a4、储能管理模块1000a5和储能模块1000a6。此外，接收变换模块1000a1可以通过储能管理模块1000a5和储能模块1000a6连接，将接收到的能量对储能模块1000a6充电，进一步用于电动汽车的驱动。储能管理模块1000a5和储能模块1000a6可以位于无线充电的接收端1000a的内部，也可以位于无线充电接收端1000a外部，本申请实施例对此不作具体限制。功率接收模块1000a2包括接收线圈。
发射变换模块1001a1可以与外部电源连接，将从外部电源中获取的交流电或直流电转换为高频交流电，当外部电源的输入为交流电时，发射变换模块1001a1至少包括功率因数校正单元和逆变器。当外部电源的输入为直流电时，发射变换模块1001a1至少包括逆变器。其中，功率因数校正单元用于使无线充电系统的输入电流相位与电网电压相位一致，减小无线充电系统的谐波含量，提高功率因数值，以减少无线充电系统对电网的污染，提高可靠性。功率因数校正单元还可根据后级需求，升高或者降低功率因数校正单元的输出电压。逆变器将功率因数校正单元输出的电压转换成高频交流电压后作用在功率发射模块1001a2上，高频交流电压可以提高发射效率及传输距离。外部电源可以位于无线充电的发射端1001a内部或外部。
功率发射模块1001a2用于将发射变换模块1001a1输出的交流电以交变磁场的形式进行发射。功率发射模块1001a2包括发射线圈。
发射控制模块1001a3可以根据实际无线充电的发射功率需求，控制发射变换模块1001a1的电压、电流和频率变换参数调节，以控制功率发射模块1001a2中高频交流电的电压和电流输出调节。
通讯模块1001a4和车辆通讯模块1000a4实现无线充电的发射端1001a和无线充电的接收端1000a之间的无线通讯，包括功率控制信息、故障保护信息、开关机信息、交互认证信息等。一方面，无线充电的发射端1001a可以接收无线充电的接收端1000a发送的电动汽车的属性信息、充电请求和交互认证信息等信息；另一方面，无线充电的发射端1001a还可向无线充电的接收端1000a发送无线充电发射控制信息、交互认证信息、无线充电历史数据信息等。具体地，上述无线通讯的方式可以包括但不仅限于蓝牙(Bluetooth)、无线宽带(Wireless-Fidelity，WiFi)、紫蜂协议(Zigbee)、射频识别技术(Radio FrequencyIdentification，RFID)、远程(Long Range，Lora)无线技术、近距离无线通信技术(NearField Communication，NFC)中的任意一种或多种的组合。进一步地，通讯模块1001a4还可以与电动汽车的所属用户的智能终端进行通讯，所属用户通过通讯功能实现远程认证和用户信息传输。
认证管理模块1001a5用于无线充电系统中无线充电的发射端1001a与电动汽车的交互认证和权限管理。
存储模块1001a6用于存储无线充电的发射端1001a的充电过程数据、交互认证数据(例如交互认证信息)和权限管理数据(例如权限管理信息)等，其中，交互认证数据和权限管理数据可为出厂设置也可为用户自行设置的，本申请实施例对此不作具体限制。
功率接收模块1000a2以交变磁场的形式接收功率发射模块1001a2发射的电磁能量。无线充电系统中的功率发射模块1001a2和功率接收模块1000a2的补偿电路的结构组合形式有S-S型、P-P型、S-P型、P-S型、LCL-LCL型、LCL-P型和LCC-LCC型等，目前大部分采用双边LCC网络，本申请实施例中以发射端和接收端均为LCC补偿电路为例进行介绍，即LCC-LCC。无线充电的发射端1001a和无线充电的接收端1000a可以角色互换，即无线充电的接收端1000a也可以反过来给无线充电的发射端1001a充电。
接收变换模块1000a1将功率接收模块1000a2接收的电磁能量转换成为储能模块1000a6充电所需要的直流电。接收变换模块1000a1至少包括补偿电路和整流器，其中整流器将功率接收模块接收的高频谐振电流和电压转换成直流电。
接收控制模块1000a3能够根据实际无线充电的接收功率需求，调节接收变换模块1000a1的电压、电流和频率等参数。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述。可以理解的是，以下实施例中的“第一”和“第二”等词语仅是为了方便解释说明，并不构成对于本申请的限定。
在实际应用中，随着电动汽车的车型不同，则位于车上的接收端与位于地面的发射端之间的距离有所差异，造成发射线圈和接收线圈之间的耦合系数发生变化。本申请实施例提供的技术方案，可以使发射端和接收端之间的耦合系数随着车型的不同而有所调整，即发射端和接收端具有较宽的耦合范围，在不同的场景均保证较高的充电效率。例如，轿车地盘较低，接收端与发射端之间的距离较近，耦合系数较大；越野车的地盘较高，接收端和发射端之间的距离较远，耦合系数较小。本申请实施例提供的技术方案可以根据耦合系数的大小来调整补偿网络，进而调整合适的阻抗，进而调整发射端的逆变器的输出电压和输出电流之间的相位差，使逆变器的开关管实现零电压开关(ZVS，Zero VoltageSwitch)，从而降低功耗，提高无线充电效率。本申请实施例为了实现逆变器的ZVS，具体根据逆变器的阻抗大小来调整补偿网络的架构，使无线充电系统可以在双边LCC和单边LCC之间切换，即发射端的LCC补偿网络有时参与工作，有时可以不参与工作。当发射端的LCC参与工作时，无线充电系统为双边LCC；当发射端的LCC不参与工作时，无线充电系统为单边LCC。
下面结合附图介绍本申请实施例提供的发射端的具体实现方式。
首先介绍当发射端和接收的补偿网络均为LCC的具体实现方式。
参见图4，该图为本申请实施例提供的一种无线充电系统的示意图。
从图4中可以看出，发射端包括发射端LCC网络，接收端包括接收端LCC网络。
发射端LCC网络包括：第一电感L1、第一电容C1和补偿电容Cp；
第一电感L1的第一端连接逆变器的第一桥臂的中点，第一电感L1的第二端通过补偿电容Cp连接发射线圈Lp的第一端；发射线圈Lp的第二端连接逆变器的第二桥臂的中点，第一电容C1的第一端连接第一电感L1的第二端，第一电容C1的第二端连接发射线圈Lp的第二端；逆变器的第一桥臂包括串联的第一开关管Q1和第二开关管Q2，从图4中可以看出，Q1和Q2的公共端为第一桥臂的中点，同理逆变器的第二桥臂包括第三开关管Q3和第四开关管Q4，Q3和Q4的公共端为第二桥臂的中点。
接收端LCC网络包括：第二电感、第二电容和补偿电容Cs；
补偿电容Cs的第一端连接接收线圈Ls的第一端，补偿电容Cs的第二端连接第二电感L2的第一端，第二电感L2的第二端连接整流器的第一桥臂的中点，第二电容C2的第一端连接补偿电容Cs的第二端，第二电容C2的第二端连接接收线圈Ls的第二端；接收线圈Ls的第二端连接整流器的第二桥臂的中点。图4中Rload表示接收端的负载。
下面介绍无线充电系统中采用双边LCC的优势。
第一、接收端的输出侧实现电流源特性。
第二、发射线圈的电流不随负载变化，及发射线圈的电流不随发射线圈与接收线圈之间的相对位置变化而变化，从而能够达到发射端和接收端的控制解耦，即发射端的控制器控制发射端的电气参数，接收端的控制器控制接收端的电气参数。
第三、发射线圈和接收线圈之间的相对位置变化对无线充电系统影响较小。
发射端LCC网络的电感电容和接收端LCC网络的电感电容均会在耦合相对较差的地方进行匹配，例如发射线圈和接收线圈之间的相对位置较远时，从而满足无线充电系统的输出功率要求。
当发射线圈和接收线圈之间的相对位置较近时，假设此时双边LCC网络完全匹配，即
Figure BDA0003326988050000091
---原边LCC网络完全匹配
Figure BDA0003326988050000092
---副边LCC网络完全匹配
由逆变器看出去的等效阻抗Zin为：
Figure BDA0003326988050000093
其中
Figure BDA0003326988050000094
其中，Ro为接收端的负载阻抗，即负载的阻抗大小。
从上式中可以看出，Zin和耦合系数k的平方成反比，即当发射线圈和接收线圈之间的相对位置近时，k增大，Zin减小，其中M为发射线圈和接收线圈之间的互感。当无线充电系统需要的功率恒定时；
Figure BDA0003326988050000095
随着Rin的减小，Vin势必也需要减小。
目前，一般通过对逆变器的第一桥臂和第二桥臂之间的移相控制来控制逆变器的输出电压Vin，当Vin很小而逆变器的输入电压Vdc不变时，需要控制逆变器的四个开关管Q1～Q4的移相角调节到很小，随之产生如图5所示的波形。
参见图5，该图为本申请实施例提供的一种逆变器的输出电压的波形图。
图5中的Vdc为逆变器的输入电压，即直流电压。
从图中可以看出，Vin的高电平持续时间很短，逆变器的输出电压的基波分量过零点超前较多，即逆变器的输出电压和输出电流之间的相位差较大，使逆变器的开关管较难实现ZVS。另外，由于Vin减小，对应的电流有效值Irms便会增大，因此导致开关管的损耗增加。
传统的无线充电系统中，发射端LCC网络和接收LCC网络一直连接在电路中，一直参与工作，即无线充电系统一直工作在双边LCC架构，当逆变器的输出端的反射阻抗较小时，逆变器的开关管难以实现ZVS，功耗较高。
本申请实施例提供的发射端为了实现逆变器中开关管的ZVS，在发射端设置了开关电路，发射端的控制器可以根据需要来控制开关电路动作，从而控制发射端LCC网络是否参与工作，下面结合附图介绍具体的工作原理。
参见图6，该图为本申请实施例提供的一种发射端的示意图。
图6与图4的区别是发射端添加了开关电路，而且将接收端的电路简化，即将接收端LCC网络的输出侧等效为一个纯阻性的负载，用电阻Ro表示。K表示发射线圈Lp和接收线圈Ls之间的耦合系数。
发射端LCC网络包括：第一电感L1、第一电容C1和补偿电容Cp。
逆变器，用于将输入端的直流电转换为交流电传输给发射端补偿网络；本实施例中以逆变器包括四个开关管Q1-Q4形成的全桥电路为例进行说明。
发射端LCC网络，用于将交流电进行补偿后输送给发射线圈Lp；开关电路100与发射端LCC网络连接；
发射线圈Lp，用于将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，接收端包括接收端LCC网络；接收端LCC网络与图4中相同在此不再赘述。
控制器200，用于在逆变器的第一输出阻抗的实部大于第二输出阻抗的实部时，控制开关电路100动作使无线充电系统工作于双边LCC网络；在第一输出阻抗的实部小于等于第二输出阻抗的实部时，控制开关电路100动作使无线充电系统工作于单边LCC网络；双边LCC网络包括发射端LCC网络和接收端LCC网络，单边LCC网络包括接收端LCC网络；第一输出阻抗为无线充电系统工作于双边LCC时逆变器的输出阻抗；第二输出阻抗为无线充电系统工作于单边LCC时逆变器的输出阻抗。
开关电路的一种实现方式可以参见图7，该图为本申请实施例提供的又一种发射端的示意图。
如图7所示，开关电路包括：第一开关S1和第二开关S2；
第一电感L1的第一端连接逆变器的第一桥臂的中点，第一电感L1的第二端通过补偿电容Cp连接发射线圈Lp的第一端；发射线圈Lp的第二端连接逆变器的第二桥臂的中点，第一电容C1的第一端连接第一电感L1的第二端，第一电容C1的第二端连接第二开关S2的第一端，第二开关S2的第二端连接发射线圈Lp的第二端；
第一开关S1的第一端连接第一电感L1的第一端，第一开关S1的第二端连接发射线圈Lp的第一端；
控制器，具体用于第一输出阻抗的实部大于第二输出阻抗的实部时，控制第一开关S1断开，第二开关S2闭合；还具体用于第一输出阻抗的实部小于等于第二输出阻抗的实部时，控制第一开关S1闭合，第二开关S2断开。
从图7中可以看出，当第一开关S1断开，第二开关S2闭合时，发射端LCC网络参与工作，连接在逆变器的输出端和发射线圈Lp之间。当第一开关S1闭合时，S1将L1和Cp旁路，即被短路；第二开关S2断开时，C1也断开与其他器件的连接，因此，发射端LCC网络退出工作，发射端没有阻抗匹配网络，仅留下逆变器和发射线圈，即无线充电系统变为单边LCC架构，仅存在接收端LCC网络，参见图8，该图为本申请实施例提供的一种无线充电系统包括单边LCC的示意图。
从图8中可以看出，当S1闭合，S2断开时，发射端LCC网络从发射端中断开，无线充电系统仅存在接收端LCC网络。
为了使本领域技术人员理解本申请实施例提供的技术方案的原理，下面介绍方案的推导过程。
由于逆变器的输出电压和输出电流之间的关系取决于逆变器的输出阻抗，逆变器的输出阻抗是指从逆变器的输出端看出去的阻抗。下面分别结合附图介绍双边LCC时逆变器的输出阻抗与单边LCC时逆变器的输出阻抗的获取方式。
参见图9，该图为本申请实施例提供的一种双边LCC网络时逆变器的输出阻抗的示意图。
图9中的Zin表示逆变器的输出阻抗，即反射到逆变器的输出端的阻抗。
当图7中的S1断开，S2闭合时，无线充电系统包括双边LCC网络。当Zin较大时，耦合系数较低的情况下能够实现较高的电能传输效率。
假设接收端的负载阻抗不变，对于双边LCC补偿网络，当匹配网络完全匹配时，根据公式(1)反射给逆变桥的阻抗Zin反比于互感M的平方，当耦合系数很大时，即发射线圈和接收线圈之间的相对位置较近时，相应的Zin减小，导致逆变器的输出电压和输出电流之间的移相角较小，开关管无法实现ZVS，逆变器的输出电流的有效值Iin_rms增大，造成发射端的整体损耗增大。相反，当耦合系数很小时，即发射线圈和接收线圈之间的相对位置较远时，Zin增大，逆变器的输出电压和输出电流之间的移相角增大，开关管容易实现ZVS，Iin_rms减小，发射端的整体损耗减小。
当图7中的S1闭合，S2断开时，发射端LCC网络从发射端断开，无线充电系统包括单边LCC网络，即仅包括接收端LCC网络。当Zin较小，耦合系数较高时能够实现较高的电能传输效率。在耦合系数较高时，由于发射端没有LCC网络，发射线圈呈现较大的感性，逆变器的输出电流滞后输出电压，因此可以轻松实现开关管的ZVS。另外，因为发射端没有LCC网络，因此少了电感电容元器件，避免这些元器件带来的损耗，可以进一步降低发射端的整体功耗。
下面介绍无线充电系统包括单边LCC时Zin的获取方式。
参见图10，该图为本申请实施例提供的一种单边LCC网络时逆变器的输出阻抗的示意图。
假设接收端的负载阻抗Ro不变，对于单边LCC网络，反射给逆变桥的阻抗Zin如公式(2)所示；
Figure BDA0003326988050000121
由公式(2)可知，Zin正比于互感M的平方，耦合系数越大，Zin越大，逆变器的输出电压和输出电流之间的移相角越大，开关管容易实现ZVS，Iin_rms减小，发射端的整体损耗减小。相反，当耦合系数很小时，即发射线圈和接收线圈之间的相对位置较远时，Zin减小，逆变器的输出电压和输出电流之间的移相角减小，开关管不容易实现ZVS，Iin_rms增大，发射端的整体损耗增大。
结合图9和图10的分析可知，双边LCC网络和单边LCC网络对应的Zin的变换趋势正好相反，适用的情况的正好相反。
下面结合附图介绍双边LCC网络和单边LCC网络的切换原则，为了方便理解，在接收端LCC网络的输出端增加第三开关。
参见图11，该图为本申请实施例提供另一种无线充电系统的示意图。
接收端增加的第三开关S3的第一端连接第二电感L2的第二端，第三开关S2的第二端连接接收线圈Ls的第二端。
从图11可以看出，当第三开关S2闭合时，接收端的负载阻抗被短路。
参见图12，该图为本申请实施例提供的无线充电系统中接收端的输出端被短路的示意图。
如图12所示，在无线充电系统对负载放电之前，先闭合第三开关S3，输出阻抗为0；断开第一开关S1，闭合第二开关S2，此时变成双边LCC补偿模式。
由于此时无线充电系统不为负载放电，因此为了节能，可以控制逆变器的输出电压和输出电流之间一个较小的移相角θ，则此时逆变器的输出电压Vin为：
Figure BDA0003326988050000122
其中，Vdc为逆变器的输入电压。
根据发射端LCC网络的特性，根据谐振原理，流过发射线圈Lp的电流I1为：
Figure BDA0003326988050000123
根据接收端LCC网络的特性，根据谐振原理，流过第二电感L2的电流IL2为：
Figure BDA0003326988050000124
上式中，IL2可以通过电流传感器采集得到，L1，L2，Vdc，θ均为已知，可以获得发射线圈与接收线圈之间的互感M大小为：
Figure BDA0003326988050000131
应该理解，发射线圈与接收线圈之间的互感M也可以称为发射端和接收端之间的互感。互感M除了以上的计算方式以外，还可以通过其他方式获得，例如测量第二电感L2两端的电压和发射线圈的电流，其中第二电感L2两端的电压可以将接收端LCC网络的输出端开路测量开路电压即为L2两端的电压，互感M可以理解为变压器的互感，发射线圈和接收线圈分别为变压器的原边和副边，互感M与L2两端的电压成正比，与发射线圈的电流成反比。
根据无线充电系统的接收端的实际输出电压和预设电流获得接收端的输出负载Ro，可以根据公式(1)和(2)计算出双边LCC和单边LCC分别对应逆变器的输出阻抗Zin的实部Zin_re1和Zin_re2，分别为公式(3)和公式(4)：
Figure BDA0003326988050000132
Figure BDA0003326988050000133
分析公式(3)和公式(4)可以看出，对于双边LCC来说，Zin_re1的大小与互感M成反比，即发射端和接收端之间耦合越好，则Zin_re1越小。对于单边LCC来说，Zin_re2的大小与互感M成正比，即发射端和接收端之间耦合越好，则Zin_re2越大。
比较双边LCC网络对应的Zin_re1和单边LCC网络对应的Zin_re2，从而决定无线充电系统工作在双边LCC网络还是单边LCC网络。
当Zin_re1>Zin_re2时，无线充电系统工作于双边LCC网络，即S1断开，S2闭合；
当Zin_re1<Zin_re2时，无线充电系统工作于单边LCC网络，即S1闭合，S2断开；
当无线充电系统选择LCC网络时，再断开S3，无线充电系统进入正常充电模式。
本申请实施例提供的发射端，可以根据无线充电系统的需要来切换发射端LCC网络是否参与工作。当发射线圈和接收线圈之间耦合较差时，即M较小，为了逆变器的开关管实现ZVS，控制发射端LCC网络参与工作，无线充电系统工作在双边LCC网络，可以实现较高的无线充电效率。当无线充电系统的发射线圈和接收线圈之间耦合较好时，即M较大，如果无线充电系统采用双边LCC网络，则发射端的逆变器中开关管难以实现ZVS，开关管处于硬开关状态发热严重，增加功耗，而且可能无法正常运行，因此，发射端控制器控制发射端LCC网络不参与工作，即无线充电系统工作在单边LCC网络，发射线圈的电感呈现感性，因此轻松实现逆变器中开关管的ZVS，从而降低功耗，提升无线充电的效率。因此，本申请实施例提供的发射端，可以在发射端和接收端之间耦合较好时保证较高的充电效率，也可以在发射端和接收端之间耦合较低时保证较高的充电效率，从而使发射端具有较宽的耦合范围，从而可以适用于为不同车型的电动汽车充电均可以保证较高的充电效率。
基于以上实施例提供的一种无线充电的发射端，本申请实施例还提供一种无线充电的接收端，下面进行详细介绍。
以上实施例提供的发射端，是以发射端作为执行主体，发射端来比较第一输出阻抗的实部和第二输出阻抗的实部大小，根据比较结果控制开关电路动作，来切换双边LCC网络还是单边LCC网络工作。应该理解，也可以接收端作为执行主体，接收端来比较第一输出阻抗的实部和第二输出阻抗的实部大小，将比较结果发送给发射端，或者根据比较结果发送指令给发射端，发射端直接控制开关电路动作，来切换双边LCC网络还是单边LCC网络工作。以上实施例中发射端执行的其他动作也可以由接收端来执行，下面详细介绍，具体的工作原理可以参见以上发射端实施例的介绍，在此仅简要介绍，不做详细赘述。
接收端控制器，还用于根据发射端LCC网络中的第一电感、接收端LCC网络中的第二电感、接收端的负载阻抗以及发射端和接收端之间的互感获得第一输出阻抗。
接收端控制器，还用于根据接收端LCC网络中的第二电感、接收端的负载阻抗以及发射端和接收端之间的互感获得第二输出阻抗。
接收端控制器，还用于根据发射端LCC网络中的第一电感、接收端LCC网络中的第二电感、第二电感的电流、逆变器的输入电压和逆变器的移相角获得互感；逆变器的移相角为逆变器的输出电压与输出电流之间的相位差。
接收端控制器，还用于根据接收端的输出电压和预设电流获得接收端的负载阻抗。
接收端控制器，具体用于通过以下公式获得第一输出阻抗Zin_re1：
Figure BDA0003326988050000141
其中，L1表示第一电感的感值，L2表示第二电感的感值，M表示互感，R0表示输出阻抗。
接收端控制器，具体用于通过以下公式获得第二输出阻抗Zin_re2：
Figure BDA0003326988050000142
其中，L2表示第二电感的感值，M表示互感，R0表示输出阻抗。
接收端控制器，具体用于通过以下公式获得互感M：
Figure BDA0003326988050000143
其中，L1表示第一电感的感值，L2表示第二电感的感值，IL2表示第二电感的电感，Vdc表示逆变器的输入电压，θ表示移相角。
基于以上实施例提供的一种无线充电系统的发射端和接收端，本申请实施例还提供一种无线充电系统，即该无线充电系统包括发射端和接收端，其中发射端可以为以上实施例介绍的发射端实现控制双边LCC和单边LCC的切换，或由接收端实现双边LCC和单边LCC的切换。
继续参见图4，本申请实施例提供的无线充电系统中的接收端，无线充电系统包括的发射端可以参见以上实施例提供的发射端，其中，接收端包括：整流器、接收端LCC网络和接收线圈Ls。其中，整流器以全桥整流器为例进行介绍，图中整流器包括S1-S4四个开关管，其中S1和S2串联形成整流器的第一桥臂，S3和S4串联形成整流器的第二桥臂。
接收线圈Ls，用于从发射线圈Lp接收电能并输送给接收端LCC网络；
接收端LCC网络，用于将接收的交流电进行补偿后输送给整流器；
整流器，用于将接收的交流电整流为直流电为负载Rload进行充电。
接收端LCC网络包括补偿电容Cs、第二电容C2和第二电感L2，其中，补偿电容Cs的第一端连接接收线圈Ls的第一端，Cs的第二端连接第二电感L2的第一端，L2的第二端连接整流器第一桥臂的中点，即S1和S2的中点；第二电容C2的第一端连接Cs的第二端，C2的第二端连接Ls的第二端，即接收端也是LCC网络。
本申请实施例提供的无线充电系统，发射端和接收端之间的耦合较差时，控制发射端LCC网络不工作，仅接收端LCC网络工作，即单边LCC网络，从而实现发射端的开关管实现ZVS，这样也可以保证无线充电系统的充电效率较高。发射端和接收端之间耦合较好时，发射端LCC网络和接收端LCC网络均工作，即双边LCC网络，从而保证发射端的开关管实现ZVS，从而保证无线充电系统的充电效率较高。例如，当发射端为底盘较低的电动汽车充电时，发射端LCC网络参与工作，无线充电系统工作在双边LCC模式；当发射端为底盘较高的电动汽车充电时，发射端LCC网络不参与工作，无线充电系统工作在单边LCC模式。
基于以上实施例提供的一种无线充电的发射端、接收端和无线充电系统，本申请实施例还提供一种无线充电的方法，下面结合附图进行详细介绍。
参见图13，该图为本申请实施例提供的一种无线充电的方法流程图。
本申请实施例提供的无线充电的方法，应用于以上实施例提供的无线充电的发射端；具体可以参见图6所示的发射端，发射端包括：逆变器、发射端LCC网络、发射线圈和开关电路；逆变器的输出端通过发射端LCC网络连接发射线圈；开关电路连接发射端LCC网络；在此不再具体赘述发射端的具体连接关系。
该方法包括：
S1301：获得逆变器的第一输出阻抗的实部和第二输出阻抗的实部；第一输出阻抗为无线充电系统工作于双边LCC时逆变器的输出阻抗；第二输出阻抗为无线充电系统工作于单边LCC时逆变器的输出阻抗；即分别获得双边LCC和单边LCC对应的逆变器的输出阻抗的实部。
S1302：在逆变器的第一输出阻抗的实部大于第二输出阻抗的实部时，控制开关电路动作使无线充电系统工作于双边LCC网络；双边LCC网络包括发射端LCC网络和接收端LCC网络；即比较第一输出阻抗的实部和第二输出阻抗的实部的大小，根据大小关系决定发射端LCC网络是否参与工作。由于第一输出阻抗的实部与第二输出阻抗的实部与M的关系正好相反，第一输出阻抗的实部与M成反比，第二输出阻抗的实部与M成正比，因此，第一输出阻抗的实部和第二输出阻抗的实部大小关系不同时，采取不同的LCC网络。
S1303：在第一输出阻抗的实部小于等于第二输出阻抗的实部时，控制开关电路动作使无线充电系统工作于单边LCC网络；单边LCC网络包括接收端LCC网络。
本申请实施例提供的方法，发射端和接收端之间的耦合较差时，控制发射端LCC网络不工作，仅接收端LCC网络工作，即单边LCC网络，从而实现发射端的开关管实现ZVS，这样也可以保证无线充电系统的充电效率较高。发射端和接收端之间耦合较好时，发射端LCC网络和接收端LCC网络均工作，即双边LCC网络，从而保证发射端的开关管实现ZVS，从而保证无线充电系统的充电效率较高。例如，当发射端为底盘较低的电动汽车充电时，发射端LCC网络参与工作，无线充电系统工作在双边LCC模式；当发射端为底盘较高的电动汽车充电时，发射端LCC网络不参与工作，无线充电系统工作在单边LCC模式。
下面介绍发射端的开关电路的一种具体实现方式。开关电路包括：第一开关和第二开关；发射端LCC包括：第一电感、第一电容和补偿电容；第一电感的第一端连接逆变器的第一桥臂的中点，第一电感的第二端通过补偿电容连接发射线圈的第一端；发射线圈的第二端连接逆变器的第二桥臂的中点，第一电容的第一端连接第一电感的第二端，第一电容的第二端连接第二开关的第一端，第二开关的第二端连接发射线圈的第二端；第一开关的第一端连接第一电感的第一端，第一开关的第二端连接发射线圈的第一端；
控制开关电路动作使无线充电系统工作于双边LCC网络，具体包括：
控制第一开关断开，第二开关闭合使无线充电系统工作于双边LCC网络；
控制开关电路动作使无线充电系统工作于单边LCC网络，具体包括：
控制第一开关闭合，第二开关断开使无线充电系统工作于单边LCC网络。
具体地，发射端控制器可以控制第一开关和第二开关的状态来决定发射端LCC网络是否参与工作。
下面结合附图介绍本申请实施例提供的方法的一种具体实现过程。
参见图14，该图为本申请实施例提供的又一种无线充电的方法流程图。
S1401：闭合接收端的第三开关、断开发射端的第一开关、闭合发射端的第二开关，即接收端的输出端短路，并且无线充电系统工作在双边LCC网络。
S1402：逆变器的输入电压为给定值，控制逆变器工作在预设移相角，其中，预设移相角为一个较小的角度即可，此时无线充电系统未给负载充电。
S1403：采集接收端LCC网络的第二电感的电流；
S1404：根据第一电感、第二电感、第二电感的电流、预设移相角和逆变器的输入电压获得发射线圈和接收线圈之间的互感；
S1405：根据接收端的负载阻抗、互感、第一电感和第二电感获得第一输出阻抗的实部，根据接收端的负载阻抗、互感和第二电感获得第二输出阻抗的实部；
S1406：当第一输出阻抗的实部大于第二输出阻抗的实部时，控制第一开关断开，第二开关闭合；当第一输出阻抗的实部小于等于第二输出阻抗的实部时，控制第一开关闭合，第二开关断开。
S1407：断开第三开关，无线充电系统正常向负载充电。
本申请实施例提供的无线充电的方法，发射端和接收端之间的耦合较差时，控制发射端LCC网络不工作，仅接收端LCC网络工作，即单边LCC网络，从而实现发射端的开关管实现ZVS，这样也可以保证无线充电系统的充电效率较高。发射端和接收端之间耦合较好时，发射端LCC网络和接收端LCC网络均工作，即双边LCC网络，从而保证发射端的开关管实现ZVS，从而保证无线充电系统的充电效率较高。例如，当发射端为底盘较低的电动汽车充电时，发射端LCC网络参与工作，无线充电系统工作在双边LCC模式；当发射端为底盘较高的电动汽车充电时，发射端LCC网络不参与工作，无线充电系统工作在单边LCC模式。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (18)

1.一种无线充电的发射端，其特征在于，包括：逆变器、发射端LCC网络、发射线圈、开关电路和发射端控制器；
所述逆变器，用于将输入端的直流电转换为交流电传输给所述发射端补偿网络；
所述发射端LCC网络，用于将所述交流电进行补偿后输送给所述发射线圈；所述开关电路与所述发射端LCC网络连接；
所述发射线圈，用于将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，所述接收端包括接收端LCC网络；
所述发射端控制器，用于在所述逆变器的第一输出阻抗的实部大于所述逆变器的第二输出阻抗的实部时，控制所述开关电路动作使所述无线充电系统工作于双边LCC网络；在所述第一输出阻抗的实部小于等于所述第二输出阻抗的实部时，控制所述开关电路动作使所述无线充电系统工作于单边LCC网络；所述双边LCC网络包括所述发射端LCC网络和所述接收端LCC网络，所述单边LCC网络包括所述接收端LCC网络；所述第一输出阻抗为所述无线充电系统工作于双边LCC网络时所述逆变器的输出阻抗；所述第二输出阻抗为所述无线充电系统工作于单边LCC网络时所述逆变器的输出阻抗。
2.根据权利要求1所述的发射端，其特征在于，所述发射端LCC包括：第一电感、第一电容和补偿电容；所述开关电路包括：第一开关和第二开关；
所述第一电感的第一端连接所述逆变器的第一桥臂的中点，所述第一电感的第二端通过所述补偿电容连接所述发射线圈的第一端；所述发射线圈的第二端连接所述逆变器的第二桥臂的中点，所述第一电容的第一端连接所述第一电感的第二端，所述第一电容的第二端连接所述第二开关的第一端，所述第二开关的第二端连接所述发射线圈的第二端；
所述第一开关的第一端连接所述第一电感的第一端，所述第一开关的第二端连接所述发射线圈的第一端；
所述发射端控制器，具体用于所述第一输出阻抗的实部大于第二输出阻抗的实部时，控制所述第一开关断开，所述第二开关闭合使所述无线充电系统工作于双边LCC网络；还具体用于所述第一输出阻抗的实部小于等于所述第二输出阻抗的实部时，控制所述第一开关闭合，所述第二开关断开使所述无线充电系统工作于单边LCC网络。
3.根据权利要求1或2所述的发射端，其特征在于，所述发射端控制器，还用于根据所述发射端LCC网络中的第一电感、所述接收端LCC网络中的第二电感、所述接收端的负载阻抗以及所述发射端和所述接收端之间的互感获得所述第一输出阻抗。
4.根据权利要求1-3任一项所述的发射端，其特征在于，所述发射端控制器，还用于根据所述接收端LCC网络中的第二电感、所述接收端的负载阻抗以及所述发射端和所述接收端之间的互感获得所述第二输出阻抗。
5.根据权利要求3或4所述的发射端，其特征在于，所述发射端控制器，还用于根据所述发射端LCC网络中的第一电感、所述接收端LCC网络中的第二电感、所述第二电感的电流、所述逆变器的输入电压和所述逆变器的移相角获得所述互感；所述逆变器的移相角为所述逆变器的输出电压与输出电流之间的相位差。
6.根据权利要求4-5任一项所述的发射端，其特征在于，所述发射端控制器，还用于根据所述接收端的输出电压和预设电流获得所述接收端的负载阻抗。
7.根据权利要求3或5任一项所述的发射端，其特征在于，所述发射端控制器，具体用于通过以下公式获得所述第一输出阻抗Zin_re1：
Figure FDA0003326988040000021
其中，L1表示所述第一电感的感值，L2表示所述第二电感的感值，M表示所述互感，R0表示所述输出阻抗。
8.根据权利要求4-6任一项所述的发射端，其特征在于，所述发射端控制器，具体用于通过以下公式获得所述第二输出阻抗Zin_re2：
Figure FDA0003326988040000022
其中，L2表示所述第二电感的感值，M表示所述互感，R0表示所述输出阻抗。
9.根据权利要求5所述的发射端，其特征在于，所述发射端控制器，具体用于通过以下公式获得所述互感M：
Figure FDA0003326988040000023
其中，L1表示所述第一电感的感值，L2表示所述第二电感的感值，IL2表示所述第二电感的电感，Vdc表示所述逆变器的输入电压，θ表示所述移相角。
10.一种无线充电的接收端，其特征在于，所述接收端包括：接收线圈、接收端LCC网络、整流器和接收端控制器；
所述接收线圈，用于从发射端的发射线圈接收电能并输送给所述接收端LCC网络；
所述接收端LCC网络，用于将接收的交流电进行补偿后输送给所述整流器；
所述整流器，用于将接收的交流电整流为直流电为负载进行充电；
所述接收端控制器，用于在所述发射端的逆变器的第一输出阻抗的实部大于第二输出阻抗的实部时，向所述发射端发送双边LCC网络指令，使所述发射端LCC网络参与工作所述无线充电系统工作于双边LCC网络；在所述第一输出阻抗的实部小于等于所述第二输出阻抗的实部时，向所述发射端发送单边LCC网络指令，使所述发射端LCC网络退出工作所述无线充电系统工作于单边LCC；所述双边LCC网络包括所述发射端LCC网络和所述接收端LCC网络，所述单边LCC网络包括所述接收端LCC网络；所述第一输出阻抗为所述无线充电系统工作于双边LCC网络时所述逆变器的输出阻抗；所述第二输出阻抗为所述无线充电系统工作于单边LCC网络时所述逆变器的输出阻抗。
11.根据权利要求10所述的接收端，其特征在于，所述接收端控制器，还用于根据所述发射端LCC网络中的第一电感、所述接收端LCC网络中的第二电感、所述接收端的负载阻抗以及所述发射端和所述接收端之间的互感获得所述第一输出阻抗。
12.根据权利要求10或11所述的接收端，其特征在于，所述接收端控制器，还用于根据所述接收端LCC网络中的第二电感、所述接收端的负载阻抗以及所述发射端和所述接收端之间的互感获得所述第二输出阻抗。
13.根据权利要求10-12任一项所述的接收端，其特征在于，所述接收端控制器，还用于根据所述发射端LCC网络中的第一电感、所述接收端LCC网络中的第二电感、所述第二电感的电流、所述逆变器的输入电压和所述逆变器的移相角获得所述互感；所述逆变器的移相角为所述逆变器的输出电压与输出电流之间的相位差。
14.根据权利要求11或12所述的接收端，其特征在于，所述接收端控制器，还用于根据所述接收端的输出电压和预设电流获得所述接收端的负载阻抗。
15.根据权利要求3或5任一项所述的发射端，其特征在于，所述接收端控制器，具体用于通过以下公式获得所述第一输出阻抗Zin_re1：
Figure FDA0003326988040000031
其中，L1表示所述第一电感的感值，L2表示所述第二电感的感值，M表示所述互感，R0表示所述输出阻抗。
16.根据权利要求4-6任一项所述的接收端，其特征在于，所述接收端控制器，具体用于通过以下公式获得所述第二输出阻抗Zin_re2：
Figure FDA0003326988040000032
其中，L2表示所述第二电感的感值，M表示所述互感，R0表示所述输出阻抗。
17.根据权利要求5所述的接收端，其特征在于，所述接收端控制器，具体用于通过以下公式获得所述互感M：
Figure FDA0003326988040000033
其中，L1表示所述第一电感的感值，L2表示所述第二电感的感值，IL2表示所述第二电感的电感，Vdc表示所述逆变器的输入电压，θ表示所述移相角。
18.一种无线充电系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的发射端和权利要求10-17任一项所述的接收端；
所述发射端用于为所述接收端进行无线充电。
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