CN104716710A - 电动车智能充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车智能充电装置，包括：充电桩、执行机构、充电头，所述执行机构与所述充电桩连接，所述充电头与所述执行机构连接，所述执行机构用于自动识别车辆并将所述充电头送至车辆取电端。

Description

电动车智能充电装置

技术领域

本发明涉及电动车充电装置，具体涉及一种电动车智能充电装置。

技术背景

新能源汽车能大大降低车辆运行中的油耗并能降低尾气的排放，由于电池要满足车辆的行驶里程需求就必须保证一定的容量，而充电站的建设成本及维护成本很高，目前无法达到大面积覆盖，一些城市甚至没有充电站，这就导致电动车的充电出现问题，也就阻碍了电动车的发展推广，特别是对于需要充电的城市电动公交车(包括纯电动公交车、插电式混合动力公交车等)，由于公交车的运营间歇时间较短，不利于长时间充电，因而目前适合电动公交车的充电方式为快速充电和夜间充电，但是一般公交车的线路比较分散，难以集中充电，传统的充电桩一般较矮，而且车辆的取电端设置在车辆的侧面，主要是方便人工操作，但是这样的人为操作存在一定的危险性且长时间操作会增加人的工作量，特别是电动公交车的充电(以下所述电动公交车包括纯电动公交车、插电式混合动力公交车等装备储能电源且能够外接充电的公交车)，由于公交车白天需要长时间的工作，而且充电站的数量也很有限，因此，电动公交车只能选择夜间充电，但是往往公交车站距离充电站较远，公交车开往充电站以及从充电站开回公交站都会消耗大量的能量，而且公交车的工作路线长、工作时间长，这也要求公交车每天的充电次数需求较大，而现有的充电站无法满足该需求，而且人工接插高压电枪存在一定的危险性，出于上述问题，因此现有的充电方式不能作为一种通用的充电方式，目前亟待提出一种自动充电的充电装置。

现有的一些充电方式采用无线充电，使用线圈感应来实现无线充电，但是该充电方式要求司机将车辆较为准确的停靠在充电设备发射端，而后由磁吸合充电，当车辆与充电设备发射端的距离稍大就无法实现充电，这样对司机停车的要求较高，而且充电装置全部或者部分处在地面，而车辆(特别是公交车)停靠时会有人员的上下，存在安全隐患。

出于解决上述问题，本发明提出了简单、成本较低的电动车智能充电装置，包括充电桩、执行机构、充电头，所述执行机构与所述充电桩连接，所述充电头与所述执行机构连接，所述执行机构用于将所述充电头送至车辆取电端，所述充电装置通过与车辆的无线通讯及摄像头来指导执行机构精确的将充电头送至车辆取电端，实现智能充电，完全脱离司机的参与，避免安全隐患。

发明内容

现有的一些自动充电方式采用线圈感应来实现无线充电，但是该充电方式要求司机将车辆较为准确的停靠在充电设备发射端，当车辆与充电设备发射端的距离稍大就无法实现充电，这对司机停车的要求较高，而且充电装置全部或者部分处在地面，而车辆(特别是公交车)停靠时会有人员的上下，存在安全隐患。

出于解决上述问题，本发明提出了简单、成本低的电动车智能充电装置，设置于各个公交站(特别是公交总站)，包括充电桩、执行机构、充电头，所述执行机构与所述充电桩连接，所述充电头与所述执行机构连接，所述执行机构用于将所述充电头送至车辆取电端，所述充电装置通过与车辆的无线通讯或摄像头来指导执行机构精确的将充电头送至车辆取电端，实现智能充电，完全脱离司机的参与，避免安全隐患。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

电动车智能充电装置，包括：充电桩、执行机构、充电头，所述执行机构与所述充电桩连接，所述充电头与所述执行机构连接，所述执行机构用于自动识别车辆并将所述充电头送至车辆取电端。

所述执行机构包括：定位机构、传送机构、控制机构，所述定位机构用于确定车辆取电端位置，所述传送机构用于传送所述充电头至所述车辆取电端，所述控制机构用于控制整个充电装置。

所述传送机构包括：

第一传送机构，与所述充电桩连接，用于实现所述充电头的空中平面运动；

第二传送机构，与所述第一传送机构连接，用于实现所述充电头的升降运动；

第三传送机构，与所述第二传送机构连接，用于实现所述充电头到达车身后的运动。

所述第一传送机构为悬臂，所述悬臂一端与所述充电桩连接。

所述第一传送机构为机械臂，所述机械臂一端与所述充电桩连接。

所述第二传送机构为钢丝绳电动葫芦，所述钢丝绳电动葫芦与所述第一传送机构连接。

所述第三传送机构为一电动小车，所述电动小车一端与所述充电头固定连接。

所述充电装置与车辆设置无线通讯连接。

所述充电装置上设置摄像头。

相比现有的电动车充电装置，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：

1.使用本发明的电动车智能充电装置，由充电装置通过与车辆直接通讯来实现自动充电，减少了司机工作量且节省时间；

2.使用本发明的电动车智能充电装置，充电设备及线缆均远离地面人所能触及的位置，提高了安全性。

附图说明

图1为本发明电动车智能充电装置第一实施例的结构示意图；

图2为本发明电动车智能充电装置第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下：

传统的充电桩一般较矮，而且车辆的取电端设置在车辆的侧面，主要是方便人工操作，但是对于电动公交车，由于其工作路线长、工作时间长，这也要求公交车每天的充电次数需求较多，这样人为操作时间长且存在一定的危险性。

出于解决上述充电站成本高、人工充电危险等问题，本发明提出一种成本较低且安全可靠的新的充电装置，如图1所示为本发明所述电动车智能充电装置第一实施例的结构示意图，其中：1为充电桩、2为定位机构、3为控制机构、4为第一传送机构、5为第二传送机构、6为第三传送机构、7为充电头、8为车辆取电端。

所述充电桩1设置于公交站公交车停靠点附近；所述第一传送机构4与充电桩1活动连接，并相对于充电桩1可水平转动，所述第一传送机构4可以为悬臂等可起支撑作用的支撑臂，所述第一传送机构4上设置滑道；所述第二传送机构5与所述第一传送机构4连接并可沿所述第一传送机构4的滑道运动，所述第二传送机构5为钢丝绳电动葫芦等可以在第一传送机构4上移动且能够起升降作用的起重机构；所述第三传送机构6连接所述第二传送机构5，所述第三传送机构6侧面一端与所述充电头7固定连接，所述第三传送机构6可以为电动小车等能够自行运动的机构，所述电动小车还包括一个小型电机，用于驱动电动小车运动；所述定位机构2设置于所述执行机构上，可以为摄像头、传感器等能够实现定位功能的机构；所述控制机构3设置于所述充电桩1或者所述第一传送机构4上用于控制整体充电装置的正常工作，所述控制机构3与所述定位机构2通讯连接；所述车辆取电端8设置于车顶部，既能方便定位机构2的定位操作，也能使得充电线缆尽量远离地面人群，防止触电危险。

由于所述第一传送机构4可以做水平转动且所述第二传送机构5可以沿所述第一传送机构4滑道活动，而且所述第二传送机构5以实现第三传送机构6的升降运动，因此，所述第三传送机构6可以到达所述充电桩1为中心、所述第一传送机构4臂长为半径的圆周内任意位置，而且第三传送机构6本身可以移动，因而可以到达车身之后进一步调整位置，这样就能保证第三传送机构6能够将充电头7送至车辆取电端而不需要司机的参与，保证车辆的自动安全充电。

悬臂为梁的一端不产生轴向、垂直位移和转动的固定支座，另一端自由(可以产生平行于轴向和垂直于轴向的力)；电动葫芦是一种特种起重设备，安装于天车、龙门吊之上，电动葫芦具有体积小、自重轻、操作简单、使用方便等特点，用于工矿企业，仓储码头等场所，分为钢丝绳电动葫芦和环链电动葫芦两种，钢丝绳电动葫芦是一种小型起重设备，钢丝绳电动葫芦具有结构紧凑、重量轻、体积小、零部件通用性强、操作方便等优点，它既可以单独安装在工字钢上，也可以配套安装在电动或手动单梁、双梁、悬臂、龙门等起重机上使用，电机一般使用的是锥型电机，停止后自动锁死抱闸。

车辆与充电装置之间设置无线通讯连接，利用所述定位机构2实现充电装置与车辆的取电端8的相对位置确定，可以在车辆取电端8附近设置位置传感器或者在充电装置端设置摄像头，也可以二者都设置来共同实现定位，所述定位机构2通过位置传感器或者摄像头来获取车辆取电端8的位置信息并将此位置信息传送给所述控制机构3，控制机构3根据定位机构2传送的车辆取电端8位置信息控制所述第一传送机构4水平旋转、第二传送机构5沿第一传送机构4滑道运动及升降运动来实现将第三传送机构6、充电头7送至车辆取电端8处，由于执行机构在运动过程中可能受到外界因素(如风等影响执行机构的移动精度的干扰因素)或其本身的晃动及误差的干扰，因此，第三传送机构6及充电头7到达的车身位置有可能偏离预定的车辆取电端8处，而此时可通过定位机构2再次定位，并将其确定的车辆取电端8的位置信息发送给控制机构3，控制机构3根据定位机构2发送的车辆取电端8的位置信息控制第三传送机构6带动充电头7移动至车辆取电端8处并推送充电头7与车辆取电端8连接充电；所述充电头7可以设置为接插件，由所述第三传送机构6推送与车辆取电端8接插充电，也可以设置为无线充电头，由所述第三传送机构6推送至车辆取电端8附近实现无线充电。

所述第一传送机构4、第二传送机构5、第三传送机构6由步进电机或伺服电机等提供动力的装置来驱动，并由控制机构3统一控制；充电装置充电线缆设置为螺旋形，悬挂于所述第二传送机构5与所述第三传送机构6之间，既节省空间又能防止与钢丝绳的缠绕。

如图2所示为本发明的第二实施例，第一传送机构4一端与充电桩1固定连接，另一端与第二传送机构5连接，所述第一传送机构4为一机械臂，所述机械臂设置第一活动关节41、第二活动关节42，通过所述第一活动关节41、第二活动关节42的活动，所述机械臂可以实现充电桩1一侧的圆周范围内活动，所述圆周以所述第一活动关节41为中心、第一活动关节41与所述第一传送机构4与所述第二传送机构5连接点之间的最长距离为半径；本实施例中设置同第一实施例一样的第三传送机构、定位机构、控制机构，所述第二传送机构5为钢丝绳电动葫芦等能够起升降作用的起重机构，所述第三传送机构连接所述第二传送机构5，所述第三传送机构侧面一端与所述充电头固定连接，所述第三传送机构可以为电动小车等能够自行运动的机构，所述电动小车还包括一个小型电机，用于驱动电动小车运动，所述定位机构设置于所述执行机构上，可以为摄像头、传感器等能够实现定位功能的机构，所述控制机构设置于所述充电桩1或者所述第一传送机构4上用于控制整体充电装置的正常工作，所述控制机构与所述定位机构通讯连接，所述车辆取电端设置于车顶部，既能方便定位机构的定位操作，也能使得充电线缆尽量远离地面人群，防止触电危险。

车辆与充电装置之间设置无线通讯连接，利用所述定位机构实现充电装置与车辆的取电端的相对位置确定，可以在车辆取电端附近设置位置传感器或者在充电装置端设置摄像头，所述定位机构通过位置传感器或者摄像头来获取车辆取电端的位置信息并将此位置信息传送给所述控制机构，控制机构根据定位机构传送的车辆取电端位置信息控制所述第一传送机构4水平旋转、第二传送机构5升降运动来实现将第三传送机构、充电头送至车辆取电端处，由于执行机构在运动过程中可能受到外界因素(如风等影响执行机构的移动精度的干扰因素)或其本身的晃动及误差的干扰，因此，第三传送机构及充电头到达的车身位置有可能偏离预定的车辆取电端处，而此时可通过定位机构再次定位，并将其确定的车辆取电端的位置信息发送给控制机构，控制机构根据定位机构发送的车辆取电端的位置信息控制第三传送机构带动充电头移动至车辆取电端处并推送充电头与车辆取电端连接充电；所述充电头可以设置为接插件，由所述第三传送机构推送与车辆取电端接插充电，也可以设置为无线充电头，由所述第三传送机构推送至车辆取电端附近实现无线充电。

所述第一传送机构、第二传送机构、第三传送机构由步进电机或伺服电机等提供动力的装置来驱动，并由控制机构统一控制；充电装置充电线缆设置为螺旋形，悬挂于所述第二传送机构与所述第三传送机构之间，既节省空间又能防止与钢丝绳的缠绕。

对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。

Claims (9)

1.电动车智能充电装置，包括：充电桩、执行机构、充电头，所述执行机构与所述充电桩连接，所述充电头与所述执行机构连接，所述执行机构用于自动识别车辆并将所述充电头送至车辆取电端。

2.根据权利要求1所述的电动车智能充电装置，其特征在于：所述执行机构包括：定位机构、传送机构、控制机构，所述定位机构用于确定车辆取电端位置，所述传送机构用于传送所述充电头至所述车辆取电端，所述控制机构用于控制整个充电装置。

3.根据权利要求2所述的电动车智能充电装置，其特征在于：所述传送机构包括：

第一传送机构，与所述充电桩连接，用于实现所述充电头的空中平面运动；

第二传送机构，与所述第一传送机构连接，用于实现所述充电头的升降运动；

第三传送机构，与所述第二传送机构连接，用于实现所述充电头到达车身后的运动。

4.根据权利要求3所述的电动车智能充电装置，其特征在于：所述第一传送机构为悬臂，所述悬臂一端与所述充电桩连接。

5.根据权利要求3所述的电动车智能充电装置，其特征在于：所述第一传送机构为机械臂，所述机械臂一端与所述充电桩连接。

6.根据权利要求4或5所述的电动车智能充电装置，其特征在于：所述第二传送机构为钢丝绳电动葫芦，所述钢丝绳电动葫芦与所述第一传送机构连接。

7.根据权利要求6所述的电动车智能充电装置，其特征在于：所述第三传送机构为一电动小车，所述电动小车一端与所述充电头固定连接。

8.根据权利要求7所述的电动车智能充电装置，其特征在于：所述充电装置与车辆设置无线通讯连接。

9.根据权利要求8所述的电动车智能充电装置，其特征在于：所述充电装置上设置摄像头。