本实用新型涉及充电技术领域，具体为一种充电系统。
背景技术：
随着社会发展，纯电动汽车已经成为当今新能源车辆的代表。纯电动汽车是将自身存储的电能输送至电机，电机将电能转化为动能，为纯电动汽车提供行驶动力，当纯电动汽车所存储的电能用完后，是需要对纯电动汽车进行充电，而在现有技术中，充电方式一般为接触式充电方式，该充电方式是将纯电动汽车停靠至有线充电桩处，通过充电线连接纯电动汽车的充电口，充电桩通过充电线将电能输送至纯电动汽车中存储，以达到对纯电动汽车进行充电的目的。
但是，由于接触式充电方式需要人工拔插充电线接口，因此人在拔插充电线时，存在触电危险，以及在充完电后忘记拔出充电接插件时，将纯电动汽车挪动，会拉扯到充电连接线，容易引起漏电，最终引发安全事故。因此，纯电动汽车采用接触式充电方式进行充电，会因为充电连接线的存在，导致安全事故发生。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种无线充电系统，通过耦合变压器中的原边和副边，实现对电动汽车进行非接触式充电的目的。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
一种充电系统，包括：电能发送初级端和电能接收次级端；
所述电能发送初级端与所述电能接收次级端通过耦合变压器相连；
所述电能发送初级端包括三相交流电源、第一整流滤波电路、高频逆变电路、电能输出端控制系统和原边补偿电路；
所述电能输出端控制系统分别与所述第一整流滤波电路和所述高频逆变电路相连，所述第一整流滤波电路输入端与所述三相交流电源相连，输出端与所述高频逆变电路的输入端相连，所述高频逆变电路的输出端与所述原边补偿电路一端相连，所述原边补偿电路的另一端与所述耦合变压器输入端相连；
所述电能接收次极端包括副边补偿电路、第二整流滤波电路、负载和电能接收端控制系统；
所述电能接收端控制系统分别与所述第二整流滤波电路和所述负载相连，所述副边补偿电路的输入端与所述耦合变压器输出端相连，输出端与所述第二整流滤波电路的输入端相连，所述第二整流滤波电路的输出端与所述负载相连。
优选的，所述第一整流滤波电路为脉冲宽度调制pwm整流电路。
优选的，所述原边补偿电路为谐振电容。
优选的，还包括：机械传动装置；
所述机械传动装置与所述电能输出端控制系统相连，所述耦合变压器的输入端设置在所述机械传动装置上。
优选的，还包括与所述电能输出端控制系统相连的报警装置。
优选的，还包括与所述电能接收端控制系统相连的监控模块。
优选的，所述电能输出端控制系统，包括：显示终端、控制器和无线通信模块；
所述控制器分别与所述显示终端、所述无线通信模块、所述第一整流滤波电路、高频逆变电路相连；
所述无线通信模块与所述电能接收端控制系统通过无线信号相连。
优选的，所述电能发送初级端中的所述第一整流滤波电路和所述无线通信模块设置于充电桩内部，所述三相交流电源、所述高频逆变电路、所述控制器和所述原边补偿电路设置于所述充电桩的地面端内，所述耦合变压器的原边设置于支撑板内构成所述充电桩的地面端线圈盘，所述地面端线圈盘设置于停车位上。
优选的，所述耦合变压器的副边设置于支撑板内构成所述车载端线圈盘，设置于车辆底座上；
所述电能接收次极端的副边补偿电路、第二整流滤波电路、负载和电能接收端控制系统设置于车辆内部。
优选的，还包括：散热装置；
所述散热装置设置在所述充电桩一侧，分别与所述高频逆变电路和所述电能输出端控制系统相连。
基于上述本实用新型实施例提供的一种充电系统，该系统的电能发送初级端与电能接收次级端通过耦合变压器相连；所述电能发送初级端包括三相交流电源、第一整流滤波电路、高频逆变电路、电能输出端控制系统和原边补偿电路；所述电能输出端控制系统分别与所述第一整流滤波电路和所述高频逆变电路相连，所述第一整流滤波电路输入端与所述三相交流电源相连，输出端与所述高频逆变电路的输入端相连，所述高频逆变电路的输出端与所述原边补偿电路一端相连，所述原边补偿电路的另一端与所述耦合变压器输入端相连；所述电能接收次极端包括副边补偿电路、第二整流滤波电路、负载和电能接收端控制系统；所述电能接收端控制系统分别与所述第二整流滤波电路和所述负载相连，所述副边补偿电路的输入端与所述耦合变压器输出端相连，输出端与所述第二整流滤波电路的输入端相连，所述第二整流滤波电路的输出端与所述负载相连。通过上述公开的充电系统，将三相电源输入的电流通过耦合变压器中的原边转化为电磁波并发射，在通过安装在汽车中的耦合变压器中的副边接收原边发射的电磁波，并转化为电能，最终输送至负载进行使用，从而实现对电动汽车进行非接触式充电。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种充电系统结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的另一种充电系统结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的另一种充电系统结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的另一种充电系统结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的另一种充电系统结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的另一种充电系统结构示意图；
图7为本实用新型实施例提供的另一种充电系统结构示意图；
图8为本实用新型实施例提供的另一种充电系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供一种充电系统，参见图1，上述系统包括：电能发送初级端100和电能接收次级端200。
所述电能发送初级端100与电能接收次级端200通过耦合变压器300相连。
需要说明的是，所述耦合变压器300由原边和副边组成，所述原边也为耦合变压器的输入端，所述副边为耦合变压器300的输出端。所述原边为具有发射能量的线圈，即电磁波发射端，所述副边为具有接收能量的线圈，即电磁波接收端。
所述原边线圈发射的能量为电磁波，所述副边接收所述原边线圈发射的电磁波，可以实现耦合变压器300中电能的高功率传输。
所述电能发送初级端100包括三相交流电源101、第一整流滤波电路102、高频逆变电路103、电能输出端控制系统105和原边补偿电路104。
所述电能输出端控制系统105分别与所述第一整流滤波电路102和所述高频逆变电路103相连，所述第一整流滤波电路102输入端与所述三相交流电源101相连，输出端与所述高频逆变电路103的输入端相连，所述高频逆变电路103的输出端与所述原边补偿电路104一端相连，所述原边补偿电路104另一端与所述耦合变压器300输入端相连。
需要说明的是，电能输出端控制系统105通过控制所述第一整流滤波电路102将三相交流电源101输入的三相交流电压转换成预设电压，以及将所述三相交流电源输入的交流电转换成直流电，并将转换后的直流电输送至高频逆变电路103中，所述电能输出端控制系统105通过控制高频逆变电路103将接收到的直流电经过原边补偿电路104输送至耦合变压器300的输入端。
所述原边补偿电路104与所述耦合变压器300中的原边线圈连接方式为串联相连，为所述原边线圈中提供电压补偿，防止所述原边线圈中的电压不足。将直流电输入至所述高频逆变电路103和所述原边补偿电路104可得到相同频率的正弦电流，所述原边线圈将输入的正弦电流转换为高频交变的电磁波进行发射。
优选的，结合图1所示，所述电能输出端控制系统105，如图2所示，包括：显示终端107、第一控制器108和第一无线通信模块109。
所述第一控制器分别与所述显示终端107、所述第一无线通信模块109、所述第一整流滤波电路102、高频逆变电路103相连。
所述第一无线通信模块109与所述电能接收端控制系统204通过无线信号相连。
需要说明的是，所述第一无线通信模块109与所述第一控制器108相连，用于传输电能接收端控制系统105与所述第一控制器的通信信号。
所述通信信号可以为电能接收次级端200充电请求信号，停止充电信号等。
所述显示终端107用于显示对电能接收次端200的充电信息，所述充电信息包括充电计费、充电进程及相关用户信息。
优选的，在本实用新型中，所述控制器为单片机，也可以为其他具有控制功能的器件。
优选的，预设电压的电压值为300v至750v。
优选的，所述第一整流滤波电路102为脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，pwm)整流电路。
需要说明的是，所述脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在测量、通信、功率控制等领域中。
所述第一整流滤波电路102也可以为其他具有整流和滤波功能的电路，并不仅限于pwm整流电路。
优选的，所述原边补偿电路104为谐振电容，也可以为其他具有电压补偿功能的器件。
所述电能接收次极端200包括副边补偿电路201、第二整流滤波电路202、负载203和电能接收端控制系统204。
所述电能接收端控制系统204分别与所述第二整流滤波电路202和所述负载203相连，所述副边补偿电路201的输入端与所述耦合变压器300输出端相连，输出端与所述第二整流滤波电路202的输入端相连，所述第二整流滤波电路202的输出端与所述负载203相连。
所述负载203为蓄电池，所述蓄电池为电能存储设备。
需要说明的是，所述耦合变压器300中的副边和副边补偿电路的固有频率与耦合变压器300中原边发出的交变电磁波频率相同，因此所述耦合变压器300的副边可以最大程度接收耦合变压器300的原边发射的电磁波，并将接收到的电磁波转换为相同频率的交变电流，在输送至第二整流滤波电路202中整流成直流电流和降压为蓄电池所需的电压进行存储。
优选的，所述电能接收端控制系统204包括：第二无线通信模块和第二控制器。
当所述第二控制器检测到蓄电池中的电压到达预设电压时，所述第二控制器通过所述第二无线通信模块向电能输出端控制系统105发送停止充电信号。
需要说明的是，所述无线通信模块还可以向所述电能输出端控制系统105发送开始充电、暂停充电等信号。
所述第二整流滤波电路202与所述第一整流滤波电路102相同，可以为pwm整流电路，也可以为其他具有整流和滤波功能的电路，并不仅限于pwm整流电路。
所述副边补偿电路201与所述原边补偿电路104相同，可以为谐振电容，也可以为其他具有电压补偿功能的器件。
所述电能接收端控制系统204与所述电能输出端控制系统105相同，可以为单片机，也可以为其他具有控制功能的控制器。
本实用新型的电能发送初级端与电能接收次级端通过耦合变压器相连；所述电能发送初级端包括三相交流电源、第一整流滤波电路、高频逆变电路、电能输出端控制系统和原边补偿电路；所述电能输出端控制系统分别与所述第一整流滤波电路和所述高频逆变电路相连，所述第一整流滤波电路输入端与所述三相交流电源相连，输出端与所述高频逆变电路的输入端相连，所述高频逆变电路的输出端与所述原边补偿电路一端相连，所述原边补偿电路的另一端与所述耦合变压器输入端相连；所述电能接收次极端包括副边补偿电路、第二整流滤波电路、负载和电能接收端控制系统；所述电能接收端控制系统分别与所述第二整流滤波电路和所述负载相连，所述副边补偿电路的输入端与所述耦合变压器输出端相连，输出端与所述第二整流滤波电路的输入端相连，所述第二整流滤波电路的输出端与所述负载相连。通过上述公开的充电系统，将三相电源输入的电流通过耦合变压器中的原边转化为电磁波并发射，在通过安装在汽车中的耦合变压器中的副边接收原边发射的电磁波，并转化为电能，最终输送至负载进行使用，从而实现对电动汽车进行非接触式充电。
优选的，结合上述本实用新型实施例图1公开的充电系统，如图3所示，所述充电系统，还包括：机械传动装置400。
所述机械传动装置400与所述电能输出端控制系统105相连，所述耦合变压器300的输入端设置在所述机械传动装置400上。
需要说明的是，所述电能输出端控制系统105可控制所述机械传动装置400进行移动，使所述耦合变压器300的输入端对准所述耦合变压器300的输出端，即耦合变压器300的原边对准耦合变压器300的副边，以便于原边发射的电磁波能够让副边更好的接收。
优选的，结合上述本实用新型实施例图1公开的充电系统，如图4所示，所述充电系统，还包括：与所述电能输出端控制系统105相连的报警装置500。
需要说明的是，当所述电能发送初级端100和电能接收次极端200中出现安全隐患时，电能输出端控制系统105控制所述报警装置500按照预先设定的方式进行报警，从而达到警示作用，杜绝安全事故的发生。
优选的，当所述电能接收次极端200的负载203为蓄电池时，所述蓄电池电量存储到的预设值时，所述电能输出端控制系统105控制所述报警装置500按预先设定的方式播放提示音，以提示对所述蓄电池充电完成。
优选的，结合上述本实用新型实施例图1公开的充电系统，如图5所示，所述充电系统，还包括：与所述电能接收端控制系统相连的监控模块600。
所述监控模块600可以为可触控的显示终端，所述显示终端安装在充电桩上，用于显示电能发送初级端100和电能接收次极端200的工作状态。
优选的，所述监控模块600与所述电能接收控制系统204通过无线通信方式相连。
需要说明的是，所述监控模块600与所述电能接收控制系统204可以通过无线通信方式相连，也可以通过有线通信方式相连，在本实用新型中，并不对监控模块600与电能接收控制系统204的通信连接方式进行限定。
优选的，结合上述本实用新型实施例图1公开的充电系统，如图6所示，所述充电系统，还包括：与所述高频逆变电路103和所述电能输出端控制系统105相连的散热装置700。
需要说明的是，所述散热装置700主要用于对高频逆变电路103和电能输出端控制系统105进行散热处理，防止高频逆变电路和电能输出端控制系统温度过高引发的安全事故。
优选的，所述散热装置700为水冷散热装置。
需要说明的是，所述散热装置700可以为风冷散热装置，也可以为水冷散热装置，也可以为水冷和风冷结合的散热装置，在本实用新型中，并不对所述散热装置700进行限定。
参考图7，为本实用新型提供的另一种充电系统的结构示意图，所述充电系统包括：
电能发送初级端100和电能接收次级端200。
所述电能发送初级端100与电能接收次级端200通过耦合变压器300相连。
所述电能发送初级端包括三相交流电源101、第一pwm整流电路102、高频逆变电路103、mcu控制器108、第一无线通信模块106、第一谐振电容104、机械传动装置105、显示终端107。
所述mcu控制器108分别与所述第一pwm整流电路102、高频逆变电路103、第一无线通信模块106、显示终端107和机械传动装置105相连。
所述第一pwm整流电路102输入端与所述三相交流电源101相连，输出端与所述高频逆变电路103的输入端相连，所述高频逆变电路103的第一输出端与所述第一谐振电容104一端相连，所述第一谐振电容104的另一端和所述高频逆变电路103的第二输出端与所述耦合变压器300输入端相连。
所述电能接收次极端包括第二谐振电容201、第二pwm整流电路202、蓄电池203、第二单片机204、第二无线通信模块204、监控器206。
所述第二单片机204分别与所述第二pwm整流电路202和第二无线通信模块204相连，所述第二谐振电容202的一端与所述耦合变压器300第一输出端相连，另一端与所述第二pwm整流电路202的第一输入端相连，所述pwm整流电路202的第二输入端与所述耦合变压器300的第二输出端相连，所述第二pwm整流电路202的输出端与所述蓄电池203相连。
需要说明的是，所述监控器206用于对电能发送初级端100和电能接收次级端200进行监控，当所述监控器200监控到电能发送初级端100和/或电能接收次级端200发生故障时，通过第二无线通信模块204向电能发送初级端100发生停止充电信号。
基于上述公开的装置，下面对该装置的运行原理进行说明。
当安装有电能接收次级端的电动车通过第二无线通信模块向第一无线通信模块发送开始充电命令时，第一单片机接收到充电命令后，控制三相交流电源对第一pwm整流电路供电，并控制第一pwm整流电路对三相交流电源输入的电流进行整流降压，并将整流降压后的电流通过第一谐振电容输送至耦合变压器的原边，耦合变压器原边将接收到的交变电流通过电磁波发送给耦合变压器的副边，耦合变压器将接收到的电磁波转换为交流，并将交流电流输送至第二pwm整流电路进行整流降压，并将整流后的电流输送至蓄电池进行存储，当第二单片机检测到蓄电池所存储的电能达到预设值时，第二单片机通过第二无线通信模块向第一无线通信模块发送停止充电信号，第二无线通信模块将接收到的停止充电信号发送给第一单片机，第一单片机控制三相交流电线停止向第一pwm整流电路供电。
需要说明的是，本实用新型公开的充电系统中涉及到的模块具体结构和功能，与上述图1至图6中公开的充电系统中的模块相同，可参见上述公开的充电系统中相应部分，这里不再进行赘述。
本实用新型通过上述公开的充电系统，将三相电源输入的电流通过耦合变压器中的原边转化为电磁波并发射，在通过安装在汽车中的耦合变压器中的副边接收原边发射的电磁波，并转化为电能，最终输送至负载进行使用，从而实现对电动汽车进行非接触式充电。
基于上述本实用新型公开的充电系统，在具体应用中，该充电系统可以采用多种多样的方式进行设置。参见图8，为本实用新型提供的一种充电系统的具体应用设置示意图。
结合上述图1至图7中示出的充电系统。所述电能发送初级端中的所述第一整流滤波电路和所述无线通信模块设置于充电桩内部，所述三相交流电源101、所述高频逆变电路103、所述控制器和所述原边补偿电路104设置于所述充电桩的地面端10内，所述耦合变压器的原边设置于支撑板内构成所述充电桩的地面端线圈盘11，所述地面端线圈盘11设置于停车位上。
具体的在图8中，所述第一整流滤波电路具体为pwm整流电路102，所述控制器具体为mcu控制器108，所述无线通信模块具体为无线通信单元107。
所述耦合变压器的副边设置于支撑板内构成所述车载端线圈盘12，设置于车辆20底座上。
所述电能接收次极端的副边补偿电路、第二整流滤波电路、负载和电能接收端控制系统设置于车辆20内部。
具体的在图8中，所述第二整流滤波电路具体为整流电路202，所述负载具体为电池组203，电能接收端控制系统具体为mcu控制器204。
所述散热装置105设置在所述充电桩一侧，分别与所述高频逆变电路103和所述电能输出端控制系统相连。
所述散热装置105由水泵和散热器组成，水泵的水路设置在所述高频逆变电路103和所述电能输出端控制系统中，能将高频逆变电路103和所述电能输出端控制系统的温度通过水冷方式进行降温，所述散热器对水泵中的水进行降温，从而保证高频逆变电路103和所述电能输出端控制系统的温度处于正常温度范围内。
需要说明的是，上述图8示出的充电系统的具体实现过程与上述图1至图5中所公开的充电系统的执行过程和原理相同，可参见上述公开的充电系统中相应部分，这里不再进行赘述。
进一步的，上述图1-图7中示出的充电系统中部分结构或部件未在图8中示出，但在具体实现时仍存在。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种充电系统，其特征在于，包括：电能发送初级端和电能接收次级端；
所述电能发送初级端与所述电能接收次级端通过耦合变压器相连；
所述电能发送初级端包括三相交流电源、第一整流滤波电路、高频逆变电路、电能输出端控制系统和原边补偿电路；
所述电能输出端控制系统分别与所述第一整流滤波电路和所述高频逆变电路相连，所述第一整流滤波电路输入端与所述三相交流电源相连，输出端与所述高频逆变电路的输入端相连，所述高频逆变电路的输出端与所述原边补偿电路一端相连，所述原边补偿电路的另一端与所述耦合变压器输入端相连；
所述电能接收次极端包括副边补偿电路、第二整流滤波电路、负载和电能接收端控制系统；
所述电能接收端控制系统分别与所述第二整流滤波电路和所述负载相连，所述副边补偿电路的输入端与所述耦合变压器输出端相连，输出端与所述第二整流滤波电路的输入端相连，所述第二整流滤波电路的输出端与所述负载相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一整流滤波电路为脉冲宽度调制pwm整流电路。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述原边补偿电路为谐振电容。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：机械传动装置；
所述机械传动装置与所述电能输出端控制系统相连，所述耦合变压器的输入端设置在所述机械传动装置上。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括与所述电能输出端控制系统相连的报警装置。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括与所述电能接收端控制系统相连的监控模块。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电能输出端控制系统，包括：显示终端、控制器和无线通信模块；
所述控制器分别与所述显示终端、所述无线通信模块、所述第一整流滤波电路、高频逆变电路相连；
所述无线通信模块与所述电能接收端控制系统通过无线信号相连。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述电能发送初级端中的所述第一整流滤波电路和所述无线通信模块设置于充电桩内部，所述三相交流电源、所述高频逆变电路、所述控制器和所述原边补偿电路设置于所述充电桩的地面端内，所述耦合变压器的原边设置于支撑板内构成所述充电桩的地面端线圈盘，所述地面端线圈盘设置于停车位上。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述耦合变压器的副边设置于支撑板内构成车载端线圈盘，设置于车辆底座上；
所述电能接收次极端的副边补偿电路、第二整流滤波电路、负载和电能接收端控制系统设置于车辆内部。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：散热装置；
所述散热装置设置在所述充电桩一侧，分别与所述高频逆变电路和所述电能输出端控制系统相连。
技术总结