CN110843574B - 一种自动充电方法、电动汽车和充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动充电方法、电动汽车和充电桩，属于电动汽车充电技术领域。该自动充电方法包括：首先控制车辆驶向一个空闲的充电桩；然后充电桩发送包含其状态信息的第一红外信号，由车辆判断充电桩是否可用；接着充电桩判断自身与车辆是否匹配，若匹配，则通过红外信号向车辆发送具备充电条件指令，等待车辆发送的调整完毕指令和wifi连接请求；充电桩收到所述调整完毕指令，则与车辆建立物理连接。本发明的效果是：车辆与充电桩利用红外信号进行信息交互，只有当充电桩可用且与车辆匹配时才建立连接，避免无效连接，有效缩短了充电准备时间；因红外信号单次传递的信息少，这种信息交互方式具有网络负担小、信道资源占用率低，实现容易的优点。

Description

一种自动充电方法、电动汽车和充电桩

技术领域

本发明涉及一种自动充电方法、电动汽车和充电桩，属于电动汽车充电技术领域。

背景技术

随着纯电动汽车技术的迅猛发展，电池续航里程的增加，新能源汽车越来越受人们的欢迎，纯电动汽车的充电问题是人们非常关注的问题，其关系到电动汽车的普及和推广。

现有的自动充电方式主要有两种：

1、车辆进入充电场时，直接接入充电场的wifi网络中，车辆与后台进行信息交互，由后台***给车辆分配相应的充电桩、确定各自充电参数；然后引导车辆到被分配的充电桩进行充电。

这种充电方式，由于信息交互的效率很高，在车辆与充电桩进行物理连接之前就完成了充电准备工作，整体充电时间较短。但是，其问题是需要坚强稳定的无线网络和后台极强的处理能力，而由于网络的干扰和覆盖问题，以及后台算法的复杂性，最终实现比较困难，效果较差。

2、每个充电桩设为独立的wifi热点；车辆在与充电桩物理连接完成后，再与充电桩实现wifi连接，使车辆与充电桩进行充电报文传输，控制充电起停、充电电流大小、充电时间等充电参数。

但这种充电方式有如下缺点：(1)wifi连接必须在物理连接之后，因为若车辆提前建立了wifi连接，容易出现与车辆建立了wifi连接的充电桩和与车辆建立了物理连接的充电桩不是同一充电桩的情况，此时需重新建立车辆与充电桩的wifi连接，影响充电进程；(2)容易出现车辆与充电桩建立物理连接后，才发现充电机不可用或者车辆与充电桩不匹配造成不具备充电条件的情况，浪费大量的时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动充电方法、电动汽车和充电桩，用以解决目前电动汽车自动充电方式充电准备时间长的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种自动充电方法、电动汽车和充电桩，包括：

本发明提供了一种自动充电方法，步骤如下：

(1)控制车辆驶向一个空闲的充电桩；

(2)充电桩发送包含其状态信息的第一红外信号，等待车辆应答；

(3)车辆驶向充电桩过程中接收所述第一红外信号，判断充电桩是否可用，若可用，则向充电桩发送包含其充电参数的第二红外信号以进行应答；

(4)充电桩接收所述第二红外信号，判断自身与车辆是否匹配，若匹配，则通过红外信号向车辆发送具备充电条件指令，等待车辆发送的调整完毕指令和wifi连接请求；

(5)车辆收到所述具备充电条件指令，则调整其与充电桩的相对位置和姿态，调整完成后通过红外信号向充电桩发送调整完毕指令；

(6)充电桩收到所述调整完毕指令，则与车辆建立物理连接，物理连接建立后开始充电；在充电桩收到所述调整完毕指令以后，或者在所述物理连接建立以后，充电桩接受所述wifi连接请求，与车辆建立wifi连接，以wifi方式进行充电控制信息的交互。

本发明的自动充电方法的有益效果是：车辆与充电桩建立连接前，利用红外信号进行信息交互；首先，因红外信号方向性极强，从而确保只有进入了充电桩红外信号所在区域的车辆才能与其进行交互，实现了车辆与充电桩的精准配对；其次，只有当充电桩可用且车辆与充电桩匹配时才建立连接，避免无效连接，有效缩短了充电准备时间；最后，因红外信号单次传递的信息少，这种信息交互方式具有网络负担小、信道资源占用率低，实现容易的优点。

为进一步节省充电准备时间，作为对上述自动充电方法的一种改进，车辆在步骤(3)或步骤(5)中，通过图像采集的方式识别充电桩的wifi热点信息，向充电桩发出所述wifi连接请求。

本发明还提供了一种电动汽车，包括车身和车辆控制器，所述车身设有图像采集装置、红外接收器、红外发射器和wifi连接装置；所述车辆控制器连接所述图像采集装置、红外接收器、红外发射器和wifi连接装置；所述车辆控制器包括处理器及存储器；所述处理器用于运行存储在所述存储器中的程序指令以实现如下步骤：

1)控制车辆驶向一个空闲的充电桩；

2)车辆驶向充电桩过程中，接收充电桩发送的第一红外信号，识别其中的充电桩状态信息，判断充电桩是否可用，若可用，则向充电桩发送包含车辆充电参数的第二红外信号以进行应答；

3)车辆收到充电桩发送的具备充电条件指令，则调整其与充电桩的相对位置和姿态，调整完成后通过红外信号向充电桩发送调整完毕指令；

4)车辆等待充电桩与其建立物理连接，物理连接建立后开始充电；在车辆与充电桩建立wifi连接后，以wifi方式进行充电控制信息的交互。

本发明的电动汽车的有益效果是：车辆与充电桩建立连接前，利用红外信号进行信息交互，当车辆找到可用且与之匹配的充电桩时，才调整与充电桩的相对位置和姿态，否则驶向另一个空闲的充电桩，有效缩短了充电准备时间。

为进一步节省充电准备时间，作为对上述电动汽车的一种改进，车辆在步骤2)或步骤3)中，通过图像采集的方式识别充电桩的wifi热点信息，向充电桩发出所述wifi连接请求。

本发明还提供了一种充电桩，包括桩体，所述桩体设有充电机，还设有充电控制器、红外接收器、红外发射器和wifi热点；所述充电控制器控制连接所述充电机，还连接红外接收器、红外发射器和wifi热点；所述充电控制器包括处理器和存储器；所述处理器用于运行存储在所述存储器中的程序指令以实现如下步骤：

充电桩发送包含其状态信息的第一红外信号，等待车辆应答；

充电桩接收包含车辆充电参数的第二红外信号，判断自身与车辆是否匹配，若匹配，则通过红外信号向车辆发送具备充电条件指令，等待车辆发送的调整完毕指令和wifi连接请求；

充电桩收到所述调整完毕指令，则与车辆建立物理连接，物理连接建立后开始充电；在充电桩收到所述调整完毕指令以后，或者在所述物理连接建立以后，充电桩接受所述wifi连接请求，与车辆建立wifi连接，以wifi方式进行充电控制信息的交互。

本发明的充电桩的有益效果是：充电桩与车辆建立连接前，利用红外信号进行信息交互，当自身与车辆相匹配时才向车辆发送具备充电条件指令，并在收到车辆发送的调整完毕指令和wifi连接请求后才与车辆建立连接，确保连接有效，缩短了充电准备时间。

附图说明

图1是本发明的自动充电方法流程图；

图2是本发明的电动汽车自动充电流程图；

图3是本发明的充电桩自动充电流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

本发明自动充电方法的实施例

如图1所示，本发明的自动充电方法步骤如下：

(1)控制车辆驶向一个空闲的充电桩；

(2)充电桩发送包含其状态信息的第一红外信号，等待车辆应答；

(3)车辆驶向充电桩过程中接收所述第一红外信号，判断充电桩是否可用，若可用，则向充电桩发送包含其充电参数的第二红外信号以进行应答；同时，车辆通过图像采集的方式识别充电桩的wifi热点信息，向充电桩发出所述wifi连接请求；

(4)充电桩接收所述第二红外信号，判断自身与车辆是否匹配，若匹配，则通过红外信号向车辆发送具备充电条件指令，等待车辆发送的调整完毕指令和wifi连接请求；

(5)车辆收到所述具备充电条件指令，则调整其与充电桩的相对位置和姿态，调整完成后通过红外信号向充电桩发送调整完毕指令；

(6)充电桩收到所述调整完毕指令，则与车辆建立物理连接，物理连接建立后开始充电；在充电桩收到所述调整完毕指令以后，充电桩接受所述wifi连接请求，与车辆建立wifi连接，以wifi方式进行充电控制信息的交互。

本实施例，上述充电参数指电动汽车充电需满足的电压等级、电流等级等参数，用于判断充电桩与电动汽车是否匹配；上述wifi热点信息指充电桩wifi的名称和密码；上述充电控制信息指电动汽车的当前电量信息、可用消费余额、充电时间、充电策略等信息。

本实施例，步骤(6)中的“在充电桩收到所述调整完毕指令以后，充电桩接受所述wifi连接请求”是“在充电桩收到所述调整完毕指令的同时，充电桩接受所述wifi连接请求”，这种方式能够使建立wifi连接与建立物理连接一起进行，进一步节省时间。在其他实施例中，也可以是“在充电桩收到所述调整完毕指令之后，充电桩接受所述wifi连接请求”。

作为其他实施方式，上述“车辆通过图像采集的方式识别充电桩的wifi热点信息，向充电桩发出所述wifi连接请求”的过程，可以在步骤(5)中进行；或者“车辆通过图像采集的方式识别充电桩的wifi热点信息”在步骤(3)中进行，“向充电桩发出所述wifi连接请求”在步骤(5)中进行。

作为其他实施方式，上述“充电桩接受所述wifi连接请求”的过程，可以在所述物理连接建立以后进行；此时，“所述物理连接建立以后”可以指“所述物理连接建立的同时”，也可以指“所述物理连接建立之后”。

本发明电动汽车的实施例

本发明提供的电动汽车，包括车身、车辆仪表台、语音提示装置和车辆控制器；所述车身设有图像采集装置、红外接收器、红外发射器和wifi连接装置；所述车辆控制器连接所述图像采集装置、红外接收器、红外发射器、wifi连接装置、车辆仪表台和语音提示装置；所述车辆控制器包括处理器及存储器(处理器即车辆控制器所采用的处理芯片，可以是单核或者多核，所述存储器可以是外设也可以是处理器自带)；所述处理器用于运行存储在所述存储器中的程序指令以实现如下步骤，如图2所示：

1)控制车辆驶向一个空闲的充电桩；

2)车辆驶向充电桩过程中，接收充电桩发送的第一红外信号，识别其中的充电桩状态信息，判断充电桩是否可用，若可用，则向充电桩发送包含车辆充电参数的第二红外信号以进行应答；同时，车辆通过图像采集的方式识别充电桩的wifi热点信息，向充电桩发出所述wifi连接请求；

3)车辆收到充电桩发送的具备充电条件指令，则调整其与充电桩的相对位置和姿态，调整完成后通过红外信号向充电桩发送调整完毕指令；

4)车辆等待充电桩与其建立物理连接，物理连接建立后开始充电；在车辆与充电桩建立wifi连接后，以wifi方式进行充电控制信息的交互。

本实施例，上述充电参数指电动汽车充电需满足的电压等级、电流等级等参数，用于判断充电桩与电动汽车是否匹配；上述wifi热点信息指充电桩wifi的名称和密码；上述充电控制信息指电动汽车的当前电量信息、可用消费余额、充电时间、充电策略等信息。

作为其他实施方式，上述“车辆通过图像采集的方式识别充电桩的wifi热点信息，向充电桩发出所述wifi连接请求”的过程，可以在步骤3)中进行；或者“车辆通过图像采集的方式识别充电桩的wifi热点信息”在步骤2)中进行，“向充电桩发出所述wifi连接请求”在步骤3)中进行。

本实施例的电动汽车，是设有集电器的电动汽车，集电器与充电弓连接以实现充电。作为其他实施方式，也可以是其他类型的电动汽车，例如通过充电枪、充电插座进行充电的类型。

另外，上文中的wifi连接装置与下文中wifi热点均可以由wifi无线网卡构成，充电桩作为热点使用，使车辆加入其网络。

本实施例中所指的车辆控制器，优选为整车控制器VCU。

电动汽车自动充电过程具体如下：图像采集装置用于实时获取电动汽车周围图像信息，并上传给车辆控制器；车辆控制器在进行图像处理等操作识别出其中的空闲充电桩后，一方面发送给车辆仪表台实时显示；一方面控制电动汽车驶向一个空闲的充电桩。

电动汽车行驶到充电桩红外信号所在区域，通过红外接收器接收充电桩发射的第一红外信号，并上传到车辆控制器；车辆控制器识别其中的充电桩状态信息，判断该充电桩是否可用。

若充电桩可用，电动汽车通过红外发射器向充电桩发送包含其充电参数的第二红外信号以进行应答；同时，通过图像采集装置获取充电桩上的二维码，经过车辆控制器进行图像处理等操作后，获取充电桩wifi的名称和密码，并发送给wifi连接装置，然后通过wifi连接装置向充电桩发出wifi连接请求。

若充电桩不可用，则车辆控制器控制电动汽车驶向另一个空闲的充电桩。

当电动汽车的红外接收器收到充电桩发送的具备充电条件指令，则通过图像采集装置实时获取充电桩上充电弓的轮廓特征，并上传给车辆控制器；车辆控制器在进行图像处理等操作识别出充电弓的位置后，一方面发送给车辆仪表台实时显示，同时语音提示电动汽车偏离方向和距离；一方面根据充电弓位置，调整电动汽车的位置和姿态，使电动汽车在其集电器与充电弓相对应的位置停车。

电动汽车停车后，通过红外发射器向充电桩发送调整完毕指令，等待充电桩与其建立物理连接，物理连接建立后开始充电；在车辆与充电桩建立wifi连接后，以wifi方式进行充电控制信息的交互。

本实施例，上述图像采集装置，例如是摄像头；上述语音提示装置，例如是音响。

本发明充电桩的实施例

本发明提供的充电桩，包括桩体，所述桩体设有充电机，还设有充电控制器、红外接收器、红外发射器和wifi热点；所述充电控制器控制连接所述充电机，还连接红外接收器、红外发射器和wifi热点；所述充电控制器包括处理器和存储器；所述处理器用于运行存储在所述存储器中的程序指令以实现如下步骤，如图3所示：

充电桩发送包含其状态信息的第一红外信号，等待车辆应答；

充电桩接收包含车辆充电参数的第二红外信号，判断自身与车辆是否匹配，若匹配，则通过红外信号向车辆发送具备充电条件指令，等待车辆发送的调整完毕指令和wifi连接请求；

充电桩收到所述调整完毕指令，则与车辆建立物理连接，物理连接建立后开始充电；在充电桩收到所述调整完毕指令以后，充电桩接受所述wifi连接请求，与车辆建立wifi连接，以wifi方式进行充电控制信息的交互。

具体地，充电桩通过红外发射器向外发射包含其状态信息的第一红外信号，等待车辆应答；通过红外接收器接收车辆进行应答的第二红外信号，并上传给充电控制器，充电控制器识别其中的车辆充电参数信息，判断充电桩与车辆是否匹配。

若匹配，则充电桩通过红外发射器向车辆发送具备充电条件指令，等待车辆发送的调整完毕指令和wifi连接请求。

若不匹配，则充电桩通过红外发射器向车辆发送不具备充电条件指令，通知车辆需重新寻找其他充电桩。

当充电桩的红外接收器收到车辆发送的调整完毕指令，则与车辆建立物理连接，物理连接建立后开始充电；在充电桩收到所述调整完毕指令以后，充电桩接受所述wifi连接请求，与车辆建立wifi连接，以wifi方式进行充电控制信息的交互。

本实施例，上述充电参数指电动汽车充电需满足的电压等级、电流等级等参数，用于判断充电桩与电动汽车是否匹配；上述充电控制信息指电动汽车的当前电量信息、可用消费余额、充电时间、充电策略等信息；上述充电机通过充电弓与集电器连接给车辆充电；上述建立物理连接的过程包括：充电桩的红外接收器收到车辆发送的调整完毕指令，并上传给充电控制器，充电控制器控制充电机的充电弓下降与车辆上的集电器连接；上述建立wifi连接的过程包括：充电桩的wifi热点接受车辆发送的wifi连接请求，并在车辆的wifi连接装置输入正确的wifi名称和密码后，与车辆建立wifi连接。

本实施例中，“在充电桩收到所述调整完毕指令以后，充电桩接受所述wifi连接请求”是“在充电桩收到所述调整完毕指令的同时，充电桩接受所述wifi连接请求”；在其他实施例中，也可以是“在充电桩收到所述调整完毕指令之后，充电桩接受所述wifi连接请求”。

作为其他实施方式，上述“充电桩接受所述wifi连接请求”的过程，可以在所述物理连接建立以后进行；此时，“所述物理连接建立以后”可以指“所述物理连接建立的同时”，也可以指“所述物理连接建立之后”。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种自动充电方法，其特征在于，步骤如下：

(1)控制车辆驶向一个空闲的充电桩；

(2)充电桩发送包含其状态信息的第一红外信号，等待车辆应答；

(3)车辆驶向充电桩过程中接收所述第一红外信号，判断充电桩是否可用，若可用，则向充电桩发送包含其充电参数的第二红外信号以进行应答；

(4)充电桩接收所述第二红外信号，判断自身与车辆是否匹配，若匹配，则通过红外信号向车辆发送具备充电条件指令，等待车辆发送的调整完毕指令和wifi连接请求；

(5)车辆收到所述具备充电条件指令，则调整其与充电桩的相对位置和姿态，调整完成后通过红外信号向充电桩发送调整完毕指令；

(6)充电桩收到所述调整完毕指令，则与车辆建立物理连接，物理连接建立后开始充电；在充电桩收到所述调整完毕指令以后，或者在所述物理连接建立以后，充电桩接受所述wifi连接请求，与车辆建立wifi连接，以wifi方式进行充电控制信息的交互。

2.根据权利要求1所述的自动充电方法，其特征在于：车辆在步骤(3)或步骤(5)中，通过图像采集的方式识别充电桩的wifi热点信息，向充电桩发出所述wifi连接请求。

3.一种电动汽车，包括车身和车辆控制器，所述车身设有图像采集装置、红外接收器、红外发射器和wifi连接装置；所述车辆控制器连接所述图像采集装置、红外接收器、红外发射器和wifi连接装置；所述车辆控制器包括处理器及存储器；其特征在于：所述处理器用于运行存储在所述存储器中的程序指令以实现如下步骤：

1)控制车辆驶向一个空闲的充电桩；

2)车辆驶向充电桩过程中，接收充电桩发送的第一红外信号，识别其中的充电桩状态信息，判断充电桩是否可用，若可用，则向充电桩发送包含车辆充电参数的第二红外信号以进行应答；

3)车辆收到充电桩发送的具备充电条件指令，则调整其与充电桩的相对位置和姿态，调整完成后通过红外信号向充电桩发送调整完毕指令；

4)车辆等待充电桩与其建立物理连接，物理连接建立后开始充电；在车辆与充电桩建立wifi连接后，以wifi方式进行充电控制信息的交互。

4.根据权利要求3所述的电动汽车，其特征在于：车辆在步骤2)或步骤3)中，通过图像采集的方式识别充电桩的wifi热点信息，向充电桩发出wifi连接请求。

5.一种充电桩，包括桩体，所述桩体设有充电机，还设有充电控制器、红外接收器、红外发射器和wifi热点；所述充电控制器控制连接所述充电机，还连接红外接收器、红外发射器和wifi热点；所述充电控制器包括处理器和存储器；其特征在于：所述处理器用于运行存储在所述存储器中的程序指令以实现如下步骤：

充电桩发送包含其状态信息的第一红外信号，等待车辆应答；

充电桩接收包含车辆充电参数的第二红外信号，判断自身与车辆是否匹配，若匹配，则通过红外信号向车辆发送具备充电条件指令，等待车辆发送的调整完毕指令和wifi连接请求；

充电桩收到所述调整完毕指令，则与车辆建立物理连接，物理连接建立后开始充电；在充电桩收到所述调整完毕指令以后，或者在所述物理连接建立以后，充电桩接受所述wifi连接请求，与车辆建立wifi连接，以wifi方式进行充电控制信息的交互。

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