CN107020966A - 一种电动车不间断充电*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动车不间断充电***，包括服务中心、电动车、移动充电机器人和救援车，其中所述电动车具有智能充电接口；所述移动充电机器人包括机器人便捷挂钩、充电公头、电力输出模块、机器人动力电池组、机器人计费模块、导航模块、机器人数据处理单元、超声探头、视频探头、驱动模块、行走机构和机器人无线通讯模块；所述救援车具有用于回收电动车和移动充电机器人的机械装置。本发明是为电动车提供一种不间断的充电***，可以在保持车辆运动的情况下同时对其进行充电，从而大大提高电动车辆的续航能力。

Description

一种电动车不间断充电***
技术领域
本发明涉及电动车和机器人技术领域，尤其涉及一种电动车不间断充电***。
背景技术
随着国家大力提倡发展绿色能源车，纯电动车渐渐进入千家万户。然而，目前纯电动车还存在诸多问题，首先一般都比同档次燃油车价格贵；其次纯电动车一次充电续航里程较短普遍只有200Km～400Km；另外还存在目前CBD充电站因场地成本等多种因素制约建设有限特别是在非CBD区域充电站更是一站难寻；纯电动车还存在充电时间长、车辆充电时一般处于静止状态不适合长途旅行等问题。
通过检索发现，目前国内电动车充电方面的专利主要集中在电缆设计、充电电站设计、充电桩和充电过程和策略等方面，侧重解决了电动车的某个问题，而没有提出整体的解决方案。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提出一种电动车不间断充电***，包括服务中心、电动车、移动充电机器人和救援车，其中
所述电动车具有智能充电接口，所述智能充电接口包括充电母头、充电调理模块、电动车计费模块、电动车数据处理单元、电动车便捷挂钩、定位模块和电动车无线通讯信模块，其中，所述充电母头用于电动车和移动充电机器人建立电气连接；所述充电调理模块连接所述充电母头和电动车动力电池组，用于充电管理；所述电动车计费模块连接所述充电调理模块和电动车数据处理单元，用于计算充电费用；所述电动车数据处理单元用于处理信息和数据，实现智能的逻辑控制；所述电动车便捷挂钩用于建立电动车和移动充电机器人之间的安全可断开的物理连接；所述电量监测模块连接电动车动力电池组和电动车数据处理单元，用于监测电动车动力电池组的电量情况；所述定位模块连接所述电动车数据处理单元，用于接收卫星导航数据；所述电动车无线通讯模块连接所述电动车数据处理单元，用于无线连接服务中心；
所述移动充电机器人包括机器人便捷挂钩、充电公头、电力输出模块、机器人动力电池组、机器人计费模块、导航模块、机器人数据处理单元、超声探头、视频探头、驱动模块、行走机构和机器人无线通讯模块，所述机器人便捷挂钩用于移动充电机器人与电动车建立安全可断开的物理连接；所述充电公头上设有所述机器人便捷挂钩，连接所述机器人电力输出模块，用于移动充电机器人与电动车建立电气连接；所述电力输出模块连接所述机器人动力电池组和机器人计费模块，用于充电管理；所述机器人动力电池组连接所述驱动模块，用于提供移动充电机器人自身电力供应及作为充电来源；所述机器人计费模块连接数据处理单元，用于计算充电费用；所述机器人数据处理单元用于处理信息和数据，实现智能的逻辑功能控制；所述导航模块连接所述机器人数据处理单元，用于接收卫星导航数据；所述超声探头连接所述机器人数据处理单元，用于探测外部障碍物距离；所述视频探头连接所述机器人数据处理单元，用于采集自动驾驶环境图像；所述驱动模块连接所述机器人数据处理单元，用于驱动大功率无刷电机；所述行走机构连接所述驱动模块，用于机器人的自主运动；所述机器人无线通讯模块连接所述机器人数据处理单元，用于与服务中心进行数据通讯；
所述救援车具有用于回收电动车和移动充电机器人的机械装置。
进一步地，所述电动车的智能充电接口的充电母头和移动充电机器人的充电公头均具有短路保护装置。
进一步地，所述电动车计费模块和移动充电机器人充电模块均包括冲入电量收费模块和/或充电时长计费模块，所述冲入电量收费模块按照冲入电量进行计费，所述充电时长计费模块根据充电的时间进行计费。
进一步地，所述电动车的定位模块和移动充电机器人的导航模块均可可接收GPS、GLONASS或BDS的卫星信号进行坐标定位或导航。
进一步地，所述电动车的充电母头包括壳体、电流正极插口、电流负极插口、数据线正极插口和数据线负极插口，其中所述电流正极插口、电流负极插口、数据线正极插口和数据线负极插口凹陷于所述壳体内，所述数据线正极插口和数据线负极插口位于所述电流正极插口和电流负极插口之间；所述移动充电机器人的充电公头包括电流正极插头、电流负极插头、数据线正极插头和数据线负极插头，所述电流正极插头、电流负极插头、数据线正极插头和数据线负极插头向外凸出，所述充电母头和充电公头相互匹配。
进一步地，所述电动车便捷挂钩包括设于电动车上的便捷挂钩固定环，所述充电母头位于所述便捷挂钩固定环之间且凸出于所述便捷挂钩固定环；所述机器人便捷挂钩具有便捷挂钩锁，所述便捷挂钩锁通过螺钉固定在移动充电机器人上，所述便捷挂钩锁中间设有电磁锁，所述充电公头凸出于所述电磁锁，所述电磁锁和充电公头之间设有弹性连接区。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明是基于电动汽车、机器人、计算机应用***、无线通讯及网络等技术，为电动车提供一种不间断的充电***，传统充电技术需要电动车在特定场所充电进行，如在充电站、充电桩等，其次传统充电技术充电过程需要电动车较长时间停止运动。而本发明在保持车辆运动的情况下同时对其进行充电，从而大大提高车辆的续航能力；本发明让电动车在电力不足时可主动发出充电请求，服务中心将安排最合适的“移动充电机器人”或智能服务站为电动车提供充电服务；本发明还可在电动车发生故障时主动发送故障请求，服务中心将调度救援车对电动车提供救援服务。
附图说明
图1是本发明一种电动车不间断充电***结构图；
图2是本发明中智能充电接口的结构框图；
图3是本发明中移动充电机器人的结构框图；
图4是图2中的智能充电接口的充电母头的结构示意图；
图5是图3中移动充电机器人的充电公头的结构示意图；
图6是本发明中电动车便捷挂钩和机器人便捷挂钩的结构示意图。
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。
请参见图1、图2和图3，本发明一种电动车不间断充电***，包括服务中心102、电动车101、移动充电机器人103和救援车104，其中
所述电动车101具有智能充电接口，所述智能充电接口包括充电母头、充电调理模块、电动车计费模块、电动车数据处理单元、电动车便捷挂钩、定位模块和电动车无线通讯信模块，其中，所述充电母头用于电动车和移动充电机器人建立电气连接；所述充电调理模块连接所述充电母头和电动车动力电池组，用于充电管理；所述电动车计费模块连接所述充电调理模块和电动车数据处理单元，用于计算充电费用；所述电动车数据处理单元用于处理信息和数据，实现智能的逻辑控制；所述电动车便捷挂钩用于建立电动车和移动充电机器人之间的安全可断开的物理连接；所述电量监测模块连接电动车动力电池组和电动车数据处理单元，用于监测电动车动力电池组的电量情况；所述定位模块连接所述电动车数据处理单元，用于接收卫星导航数据；所述电动车无线通讯模块连接所述电动车数据处理单元，用于无线连接服务中心；
所述移动充电机器人103包括机器人便捷挂钩、充电公头、电力输出模块、机器人动力电池组、机器人计费模块、导航模块、机器人数据处理单元、超声探头、视频探头、驱动模块、行走机构和机器人无线通讯模块，所述机器人便捷挂钩用于移动充电机器人与电动车建立安全可断开的物理连接；所述充电公头上设有所述机器人便捷挂钩，连接所述机器人电力输出模块，用于移动充电机器人与电动车建立电气连接；所述电力输出模块连接所述机器人动力电池组和机器人计费模块，用于充电管理；所述机器人动力电池组连接所述驱动模块，用于提供移动充电机器人自身电力供应及作为充电来源；所述机器人计费模块连接数据处理单元，用于计算充电费用；所述机器人数据处理单元用于处理信息和数据，实现智能的逻辑功能控制；所述导航模块连接所述机器人数据处理单元，用于接收卫星导航数据；所述超声探头连接所述机器人数据处理单元，用于探测外部障碍物距离；所述视频探头连接所述机器人数据处理单元，用于采集自动驾驶环境图像；所述驱动模块连接所述机器人数据处理单元，用于驱动大功率无刷电机；所述行走机构连接所述驱动模块，用于机器人的自主运动；所述机器人无线通讯模块连接所述机器人数据处理单元，用于与服务中心进行数据通讯；
所述救援车104具有用于回收电动车和移动充电机器人的机械装置。
请参见图4和图5，移动充电机器人上的充电公头包括电流正极插头301、电流负极插头302、数据线正极插头303和数据线负极插头304，所述电流正极插头301、电流负极插头302、数据线正极插头303和数据线负极插头304向外凸出，与电动车上的充电母头的电流正极插口201、电流负极插口202、数据线正极插口203和数据线负极插口204形状相对应。电动车上的充电母头包括壳体205、电流正极插口201、电流负极插口202、数据线正极插口203和数据线负极插口204，其中所述电流正极插口201、电流负极插口202、数据线正极插口203和数据线负极插口204凹陷于所述壳体205内，所述数据线正极插口203和数据线负极插口204位于所述电流正极插口201和电流负极插口202之间。
请参见图,6，设于电动车上的电动车便捷挂钩包括便捷挂钩固定环403，所述充电母头404位于所述便捷挂钩固定环403之间且凸出于所述电动车便捷挂钩固定环403，所述便捷挂钩固定环403通过螺钉406固定在电动车上。移动充电机器人上的机器人便捷挂钩包括便捷挂钩锁401，所述便捷挂钩锁401通过螺钉406固定在移动充电机器人上，用于连接电动车上的便捷挂钩环403，所述便捷挂钩锁401中间设有电磁锁405，所述充电公头403凸出于所述电磁锁405，所述电磁锁405和充电公头403之间设有弹性连接区407，以防止硬性连接破环充电公头403。
其中，所述机器人便捷挂钩和电动车便捷挂钩用于建立电动车与移动充电机器人安全的物理连接，向机器人数据处理模块和电动车数据处理模块反馈接口状态并可编程控制松开挂钩。所述充电接口除具有直流充电和有线数据传输功能，还具有短路保护装置等。所述充机器人电力输出模块实现对动力电池组电力输出的智能管理。所述电动车计费模块和机器人计费模块可采用多种方式进行计费，如按充入电量、充电时长或两者综合等方式，并可向机器人数据处理模块和电动车传输计量数据。所述机器人数据处理模块由高性能嵌入式***构成，主要用于处理各类信息和数据并实现智能的逻辑功能控制。所述导航模块和定位模块可接收GPS、GLONASS或BDS(北斗)等卫星信号进行坐标定位。所述超声探头可探测外部障碍物距离。所述视频探头可采集自动驾驶环境图像。所述驱动模块驱动大功率无刷电机。所述行走机构实现机器人的自主运动。所述机器人无线通讯模块可建立与后台的服务中心与移动充电机器人的无线通讯链路。
本发明的典型的工作方式是这样的：
步骤1、前期准备在传统电动车尾部加装车用智能充电接口，完成电气连接；
步骤2、电动车运行过程中实时监控车辆电池电量情况，当电量达到警戒线(其中Pe为电池当前电压，当Pe≤20％*充满后的电压)下时，通过智能充电接口的无线数传功能向服务中心发送充电请求；
步骤3、服务中心收到充电请求后，将调度任务发送至最合适的移动充电机器人或智能服务站；
步骤4、移动充电机器人接到调度指令后接受导航信息并自动行驶向发出充电请求的电动车；
步骤5、当移动充电机器人与电动车汇合后，智能移动充电机器人与电动车通过智能充电接口进行电气接驳；
步骤6、移动充电机器人伴随电动车行驶并通过智能充电接口对电动车充电，实时记录耗电量；
步骤7、当电动车充满电后充电结束，移动充电机器人脱离智能充电接口与电动车分离；
步骤8、移动充电机器人进入服务等待状态，驶向最近的安全停车区或智能服务站；
步骤9、等待状态：等待指令当接收到新的充电调度指令后转至步骤4；
步骤10、当移动充电机器人电量低至警戒线时，自动驶向最近的充电站或智能服务站，否则继续步骤9；
步骤11、a)充电桩：移动充电机器人与智能充电接口对接进行充电；b)智能服务站：通过机械装置直接更换动力电池组；
步骤12、移动充电机器人充满电后，离开充电(或换电池)区驶入安全等待区，进入步骤9。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电动车不间断充电***，其特征在于，包括服务中心、电动车、移动充电机器人和救援车，其中
所述电动车具有智能充电接口，所述智能充电接口包括充电母头、充电调理模块、电动车计费模块、电动车数据处理单元、电动车便捷挂钩、定位模块和电动车无线通讯信模块，其中，所述充电母头用于电动车和移动充电机器人建立电气连接；所述充电调理模块连接所述充电母头和电动车动力电池组，用于充电管理；所述电动车计费模块连接所述充电调理模块和电动车数据处理单元，用于计算充电费用；所述电动车数据处理单元用于处理信息和数据，实现智能的逻辑控制；所述电动车便捷挂钩用于建立电动车和移动充电机器人之间的安全可断开的物理连接；所述电量监测模块连接电动车动力电池组和电动车数据处理单元，用于监测电动车动力电池组的电量情况；所述定位模块连接所述电动车数据处理单元，用于接收卫星导航数据；所述电动车无线通讯模块连接所述电动车数据处理单元，用于无线连接服务中心；
所述移动充电机器人包括机器人便捷挂钩、充电公头、电力输出模块、机器人动力电池组、机器人计费模块、导航模块、机器人数据处理单元、超声探头、视频探头、驱动模块、行走机构和机器人无线通讯模块，所述机器人便捷挂钩用于移动充电机器人与电动车建立安全可断开的物理连接；所述充电公头上设有所述机器人便捷挂钩，连接所述机器人电力输出模块，用于移动充电机器人与电动车建立电气连接；所述电力输出模块连接所述机器人动力电池组和机器人计费模块，用于充电管理；所述机器人动力电池组连接所述驱动模块，用于提供移动充电机器人自身电力供应及作为充电来源；所述机器人计费模块连接数据处理单元，用于计算充电费用；所述机器人数据处理单元用于处理信息和数据，实现智能的逻辑功能控制；所述导航模块连接所述机器人数据处理单元，用于接收卫星导航数据；所述超声探头连接所述机器人数据处理单元，用于探测外部障碍物距离；所述视频探头连接所述机器人数据处理单元，用于采集自动驾驶环境图像；所述驱动模块连接所述机器人数据处理单元，用于驱动大功率无刷电机；所述行走机构连接所述驱动模块，用于机器人的自主运动；所述机器人无线通讯模块连接所述机器人数据处理单元，用于与服务中心进行数据通讯；
所述救援车具有用于回收电动车和移动充电机器人的机械装置。
2.如权利要求1所述的电动车不间断充电***，其特征在于，所述电动车的智能充电接口的充电母头和移动充电机器人的充电公头均具有短路保护装置。
3.如权利要求1所述的电动车不间断充电***，其特征在于，所述电动车计费模块和移动充电机器人充电模块均包括冲入电量收费模块和/或充电时长计费模块，所述冲入电量收费模块按照冲入电量进行计费，所述充电时长计费模块根据充电的时间进行计费。
4.如权利要求1所述的电动车不间断充电***，其特征在于，所述电动车的定位模块和移动充电机器人的导航模块均可可接收GPS、GLONASS或BDS的卫星信号进行坐标定位或导航。
5.如权利要求1所述的电动车不间断充电***，其特征在于，所述电动车的充电母头包括壳体、电流正极插口、电流负极插口、数据线正极插口和数据线负极插口，其中所述电流正极插口、电流负极插口、数据线正极插口和数据线负极插口凹陷于所述壳体内，所述数据线正极插口和数据线负极插口位于所述电流正极插口和电流负极插口之间；所述移动充电机器人的充电公头包括电流正极插头、电流负极插头、数据线正极插头和数据线负极插头，所述电流正极插头、电流负极插头、数据线正极插头和数据线负极插头向外凸出，所述充电母头和充电公头相互匹配。
6.如权利要求1所述的电动车不间断充电***，其特征在于，所述电动车便捷挂钩包括设于电动车上的便捷挂钩固定环，所述充电母头位于所述便捷挂钩固定环之间且凸出于所述便捷挂钩固定环；所述机器人便捷挂钩具有便捷挂钩锁，所述便捷挂钩锁通过螺钉固定在移动充电机器人上，所述便捷挂钩锁中间设有电磁锁，所述充电公头凸出于所述电磁锁，所述电磁锁和充电公头之间设有弹性连接区。
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