CN111347897B - 无人驾驶车辆相互借电***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了无人驾驶车辆相互借电***及其控制方法,所述控制器接收BMS电池管理模块传来的电池SOC信息,当电量不足以支撑到达目的地时,通过无线网络通讯模块将充电需求、车辆GPS定位、行驶目的地、电池SOC信息发送到车联网云平台,并和车联网云平台实现信息互通;所述人机交互模块向乘客展示车辆的行驶信息,并且接收乘客输入的目的地信息并传输给控制器。相对于其他无线充电方法本发明是通过车联网技术对车辆信息实时采集交互,主动寻找配对供电车和充电需求车,并根据双方目的地等信息规划路径,使两辆无人驾驶汽车行驶至同一路段满足充电范围后进行无线电能传输,实现车联网交通下的智能出行。
Description
技术领域
本发明涉及无人驾驶汽车领域,特别是一种无人驾驶车辆相互借电***及其控制方法。
背景技术
传统汽车消耗的石油占到了世界产量的一半以上,石油资源短缺是社会面临的一大问题。因此,世界上几乎所有国家都在开发新能源的应用。而电动汽车相对传统汽车在这方面有明显的优势,有排放少、能源利用率高等优点。目前限制电动汽车发展的主要因素是充电难,电动汽车传统的充电方式是在小区、单位或城市固定网点充电,而城市中停车位短缺,电动车充电位经常被燃油车占据,且电动汽车续航能力差,这种传统充电方法极大制约了电动汽车的发展。而且在城市固定网点充电,将附带充电服务费,停车费等高额费用,增加了充电成本。近几年关于解决电动汽车充电难的问题上出现了很多专利和学术研究。
专利CN 109050301 A提供了一种装备动力电池的能源车,通过用户在APP上预约到达指定地点为电动汽车更换动力电池。专利CN 107650705 A设计了一种存放于停车场的移动式充电桩,该充电桩可通过自动驾驶技术到达待充电需求车辆附近为其充电。上述方法均需要车辆停靠到指定地点进行电能补充,不仅占用土地资源,而且浪费时间。
CN 109606147 A、CN 110194068 A和CN 109986978 A这三项专利设计了基于路面的无线充电路段和与之匹配的电动汽车,这种方法需要电动汽车到达指定路段才能充电,限制了车辆的行驶路径且影响交通,难以推广使用。
专利CN 209497305 U设计了一种电能互充装置,通过接口插在供电车和充电需求车之间进行电能传输,这种方法仅适用于电动车路边抛锚救援时的情况。
专利CN 106627174 A发明了一种自动驾驶车队连续供电***,通过太阳能,风能进行供电,并通过无线线圈实现车队内部电能流通。专利CN 107134820 A公开了一种无线互充***,主要是通过计算电池差额电能,然后判断车辆自身无线充电范围内是否有其他充电需求车辆才进行无线充放电实现车辆之间电能传输,上述两种方法只能被动实现小范围内车辆之间无线充电,当无线充电范围内没有合适的车辆时则无法及时满足充电需求,而且目前的无线充电技术对距离,位置等环境因素要求较高,上述专利并未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足,提供一种无人驾驶车辆相互借电***及其控制方法。
为实现以上目的,提供以下技术方案:
无人驾驶车辆相互借电***,包括:
车辆智能终端:包括控制器、人机交互模块、无线网络通讯模块;
车联网云平台:用于接收车辆传来的充电需求、车辆GPS定位、行驶目的地、电池SOC信息,匹配合适的电能供应车辆,并为双方车辆规划行驶路径和使双方车辆信息实现互通;
GPS定位模块:实时监测车辆位置,并将位置信息发送给车辆智能终端;
BMS电池管理模块:实时监测电池SOC,并将信息反馈给车辆智能终端;
毫米波雷达:位于无人驾驶车辆头部和尾部,用于观测两车之间的距离和位置信息,并将信息传输给各自车辆智能终端;
电磁连接模块:包括车辆前端伸出的插接磁柱机构和尾端的电磁插孔机构,在进行无线充电前,通过毫米波雷达进行位置校准,充电需求车的插接磁柱与供电车的电磁插孔实现电磁接合,从而使两辆车实现固连,此时两辆车之间间距为5~10cm,为下一步的无线充电做准备;
无线充电摸块:采用电磁感应充电技术,包括能量发射端线圈和能量接收端线圈,在发射端线圈上通有一定频率的交流电,使次级线圈生成电流,此时发射端会将产生的能量传输到接收端,从而实现能源转移,能量发射端和能量接收端分别分布在车辆尾部、头部,用于电能的发送和接收;
所述控制器接收BMS电池管理模块传来的电池SOC信息,当电量不足以支撑到达目的地时,通过无线网络通讯模块将充电需求、车辆GPS定位、行驶目的地、电池SOC信息发送到车联网云平台,并和车联网云平台实现信息互通;所述人机交互模块向乘客展示车辆的行驶信息,并且接收乘客输入的目的地信息并传输给控制器。
优选地,所述电磁连接模块的插接磁柱机构包括插接底板、置于插接底板上的插接柱和插接柱四周的缓冲装置,所述插接柱内开有插接孔,插接孔内安装有压力传感器,插接柱中心有电磁转子装置;所述电磁插孔机构包括带有容腔的插接箱体、容腔内壁开有缓冲槽、容腔底部有插接凸起以及置于中心的电磁枢盘,插接柱置于插接箱体的容腔内,插接孔与插接凸起配合,缓冲装置置于缓冲槽内,电磁转子装置与电磁枢盘配合。
无人驾驶车辆相互借电***的控制方法,包括以下步骤:
S1:乘客通过车辆智能终端的人机交互模块输入目标地点,无人驾驶车辆按规划好的路径行驶,所述BMS电池管理模块将检测到的电池SOC信息传递给车辆智能终端的控制器,所述控制器将预估剩余电量所支持的里程,若剩余电量不足以支持车辆到达目标地点,则通过人机交互模块提示乘客需要充电;
S2:充电需求车辆通过车辆智能终端向车联网云平台发送充电需求,车辆智能终端通过无线网络传输模块与车联网云平台实现信息实时交互,车联网云平台根据充电需求车的定位、剩余电量、目标地点信息与车联网云平台所有车辆进行匹配,匹配完成后,基于省电原则为双方车辆规划行驶路径,使两辆车尽快汇合,双方行驶路径存在段重合路段,此重合路段即为两辆车充电路段;
S3:充电需求车和供电车通过规划行驶路径导航行驶到充电路段时,通过GPS定位模块调整两车行驶位置至队列行驶状态;
S4:通过毫米波雷达将两辆车的车距和位置信息传输给控制器,控制器进行整车控制,调整并校准位置,通过电磁连接模块,实现两辆车的“握手”操作;
S5:无线充电模块在两辆车实现“握手”后,接受控制器的指令,开始工作进行电能传输;
S6:BMS电池管理模块记录电能传输量,并反馈给车辆智能终端,当传输能量达到设定值Wg,控制器控制无线充电模块中断电能传输,并解除电磁连接;
S7:计算充电需求车此时电量是否能支持车辆到达目的地,若不满足则返回上述步骤S2,继续寻找供电车进行充电。
优选地,所述步骤S2中充电需求车和供电车的匹配过程,包括以下步骤:
S21:供电车为电量充足的无人驾驶车辆,定义冗余电量Wr为电池总电量W减去供电车到达目的地所需电量Wa,可供电能Wg为供电车可以提供的电量如公式(1)和(2),其中供电车供电够后,冗余电能不能低于总电能的10%;
Wa+Wr=W (1)
Wg=Wr-0.1W (2)
S22:当充电需求车电量不足时,计算到达目的地所需电量Wx,并将信息发送至车辆网云平台;
S23:车联网云平台将以充电需求车的位置为中心,按路程距离的远近,把周围的潜在供电车辆分为a1、a2、a3…ak(k∈N),对应的距离d1<d2<d2<…dk;
S24:基于省电原则采取多段充电方式,按距离充电需求车远近,车联网云平台先选取供电车a1并采集其电池信息,车联网云平台为供电车a1和充电需求车模拟规划行驶路径,计算在规划后路径行驶和原路径行驶相比多耗费的电能Wh,供电车的电池电量减去消耗的电能Wh,求得此时供电车a1电池电量W和冗余电量Wr,其可提供的电能为Wg;
S25:充电需求车所需电量Wx加上Wh,此时充电需求车到达目的地所需电能Wx’,此时应同时满足以下基本要求:
供电车a1冗余电量应占电池总电量20%以上;充电需求车在新规划的路径上行驶需要的电量Wx’不能超过原需要电能的120%;Wx’减去供电车a1提供的电能Wg后应小于Wx,即Wr≥0.2W并且Wx’≤1.2Wx且Wx’-Wg<Wx;
若满足要求则执行步骤S3,否则返回步骤S24依次选取a2、a3…ak执行上述步骤。
本发明的有益效果为:
1、车辆电池电量不足时不需要停靠到指定地点进行长时间充电,节省了时间和土地资源。
2、车辆自带的无线充电模块省去了传统复杂的插接式充电结构,更安全快捷,可以满足边行驶边充电的需要。
3、本发明设计了车辆间的电磁连接模块,使两辆车稳定相连,共驾行驶。为电磁感应式无线充电模块提供最佳充电环境。
4、相对于其他无线充电方法本发明是通过车联网技术对车辆信息实时采集交互,主动寻找配对供电车和充电需求车,并根据双方目的地等信息规划路径,使两辆无人驾驶汽车行驶至同一路段满足充电范围后进行无线电能传输,实现车联网交通下的智能出行。
附图说明
图1为无人驾驶车辆相互借电***连接关系图;
图2为插接磁柱机构结构示意图;
图3为电磁插孔机构结构示意图;
图4为插接磁柱机构与电磁插孔机构工作状态截面图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中附图,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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要注意的是,在本发明的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
另外,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示的无人驾驶车辆相互借电***,包括:
车辆智能终端100:包括控制器106、人机交互模块108、无线网络通讯模块107;
车联网云平台200:用于接收车辆传来的充电需求、车辆GPS定位、行驶目的地、电池SOC信息,匹配合适的电能供应车辆,并为双方车辆规划行驶路径和使双方车辆信息实现互通,具体包括双方的GPS位置信息、车牌号信息、车速信息、行驶路线信息、双方电磁链接模块工作状态信息、双方电磁感应式无线充电模块工作状态信息;
GPS定位模块102:实时监测车辆位置,并将位置信息发送给车辆智能终端;
BMS电池管理模块103:实时监测电池SOC,并将信息反馈给车辆智能终端;
毫米波雷达101:位于无人驾驶车辆头部和尾部,用于观测两车之间的距离和位置信息,并将信息传输给各自车辆智能终端;
电磁连接模块104:包括车辆前端伸出的插接磁柱机构和尾端的电磁插孔机构,在进行无线充电前,通过毫米波雷达进行位置校准,充电需求车的插接磁柱与供电车的电磁插孔实现电磁接合,从而使两辆车实现固连,此时两辆车之间间距为5~10cm,为下一步的无线充电做准备;
无线充电摸块105:采用电磁感应充电技术,包括能量发射端线圈和能量接收端线圈,在发射端线圈上通有一定频率的交流电,使次级线圈生成电流,此时发射端会将产生的能量传输到接收端,从而实现能源转移,能量发射端和能量接收端分别分布在车辆尾部、头部,用于电能的发送和接收;
所述控制器106接收BMS电池管理模块103传来的电池SOC信息,当电量不足以支撑到达目的地时,通过无线网络通讯模块107将充电需求、车辆GPS定位、行驶目的地、电池SOC信息发送到车联网云平台200,并和车联网云平台200实现信息互通;所述人机交互模块108向乘客展示车辆的行驶信息,并且接收乘客输入的目的地信息并传输给控制器106。
如图2-4所示为电磁连接模块104,所述电磁连接模块104的插接磁柱机构10包括插接底板15、置于插接底板15上的插接柱11和插接柱11四周的缓冲装置12,所述插接柱11内开有插接孔13,插接孔13内安装有压力传感器16,插接柱11中心有电磁转子装置14;所述电磁插孔机构20包括带有容腔的插接箱体24、容腔内壁开有缓冲槽23、容腔底部有插接凸起22以及置于中心的电磁枢盘21,插接柱11置于插接箱体24的容腔内,插接孔13与插接凸起22配合,缓冲装置12置于缓冲槽23内,电磁转子装置14与电磁枢盘21配合。
插接底板15和插接箱体24通过螺栓分别固定在车头和车位,保持了装置的稳定性。缓冲装置12连接了插接底板15和插接柱11。缓冲装置采用了弹簧减振器的结构,能够有效的减少在连接和供电过程中产生的振动。减振器活塞杆与活塞套筒分别与插接柱11和插接底板15相连接,在不影响插接柱11与插接箱体24连接进行供电的同时,缓冲装置12还能够有效保护位于中间的电磁转子装置14,同时缓解整体装置产生的振动。
电磁枢盘21通过螺钉固定在插接箱体24。插接孔13与插接凸起22具有调节空气间隙的作用,在电磁转子装置14与电磁枢盘21之间设置预定的空气间隙,以防止电磁转子装置14与电磁枢盘21在未联接的状态下接触。与此同时当线圈停止通电后,插接孔13与插接凸起22通过调节空气间隙,能够将插接磁柱机构10与电磁插孔机构20有效分离。
在进行无线充电前一阶段,通过毫米波雷达进行位置校准。当毫米波雷达探测到两辆车之间达到合适距离时,充电车的插接磁柱机构与供电车的电磁插孔机构实现电磁结合。固连时,插接磁柱机构中的插接孔与插接凸起进行插接,并控制电磁转子装置与电磁枢盘之间的空气间隙。在探测到接合稳定后,车辆控制器输入直流电,电磁枢盘内部磁轭与线圈产生磁性,与电磁转子装置实现电磁连接。控制器接收压力传感器测得的插接时的压力信息,控制电磁线圈电流大小使其连接稳定。实现固连后,保持两辆车之间的间距为5~10cm,为下一步的无线充电奠定基础。当无线充电结束,控制器控制电磁线圈断电,在插接孔与插接凸起的作用下快速分开,电磁连接装置分离。
无人驾驶车辆相互借电***的控制方法,包括以下步骤:
S1:乘客通过车辆智能终端的人机交互模块输入目标地点,无人驾驶车辆按规划好的路径行驶,所述BMS电池管理模块将检测到的电池SOC信息传递给车辆智能终端的控制器,所述控制器将预估剩余电量所支持的里程,若剩余电量不足以支持车辆到达目标地点,则通过人机交互模块提示乘客需要充电;
S2:充电需求车辆通过车辆智能终端向车联网云平台发送充电需求,车辆智能终端通过无线网络传输模块与车联网云平台实现信息实时交互,车联网云平台根据充电需求车的定位、剩余电量、目标地点信息与车联网云平台所有车辆进行匹配,匹配完成后,基于省电原则为双方车辆规划行驶路径,使两辆车尽快汇合,双方行驶路径存在段重合路段,此重合路段即为两辆车充电路段;
S3:充电需求车和供电车通过规划行驶路径导航行驶到充电路段时,通过GPS定位模块调整两车行驶位置至队列行驶状态;
S4:通过毫米波雷达将两辆车的车距和位置信息传输给控制器,控制器进行整车控制,调整并校准位置,通过电磁连接模块,实现两辆车的“握手”操作;
S5:无线充电模块在两辆车实现“握手”后,接受控制器的指令,开始工作进行电能传输;
S6:BMS电池管理模块记录电能传输量,并反馈给车辆智能终端,当传输能量达到设定值Wg,控制器控制无线充电模块中断电能传输,并解除电磁连接;
S7:计算充电需求车此时电量是否能支持车辆到达目的地,若不满足则返回上述步骤S2,继续寻找供电车进行充电。
步骤S2中充电需求车和供电车的匹配过程,包括以下步骤:
S21:供电车为电量充足的无人驾驶车辆,定义冗余电量Wr为电池总电量W减去供电车到达目的地所需电量Wa,可供电能Wg为供电车可以提供的电量如公式(1)和(2),其中供电车供电够后,冗余电能不能低于总电能的10%;
Wa+Wr=W (1)
Wg=Wr-0.1W (2)
S22:当充电需求车电量不足时,计算到达目的地所需电量Wx,并将信息发送至车辆网云平台;
S23:车联网云平台将以充电需求车的位置为中心,按路程距离的远近,把周围的潜在供电车辆分为a1、a2、a3…ak(k∈N),对应的距离d1<d2<d2<…dk;
S24:基于省电原则采取多段充电方式,按距离充电需求车远近,车联网云平台先选取供电车a1并采集其电池信息,车联网云平台为供电车a1和充电需求车模拟规划行驶路径,计算在规划后路径行驶和原路径行驶相比多耗费的电能Wh,供电车的电池电量减去消耗的电能Wh,求得此时供电车a1电池电量W和冗余电量Wr,其可提供的电能为Wg;
S25:充电需求车所需电量Wx加上Wh,此时充电需求车到达目的地所需电能Wx’,此时应同时满足以下基本要求:
供电车a1冗余电量应占电池总电量20%以上;充电需求车在新规划的路径上行驶需要的电量Wx’不能超过原需要电能的120%;Wx’减去供电车a1提供的电能Wg后应小于Wx,即Wr≥0.2W并且Wx’≤1.2Wx且Wx’-Wg<Wx;
若满足要求则执行步骤S3,否则返回步骤S24依次选取a2、a3…ak执行上述步骤。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.无人驾驶车辆相互借电***,其特征在于,包括:
车辆智能终端:包括控制器、人机交互模块、无线网络通讯模块;
车联网云平台:用于接收车辆传来的充电需求、车辆GPS定位、行驶目的地、电池SOC信息,匹配合适的电能供应车辆,并为双方车辆规划行驶路径和使双方车辆信息实现互通;
GPS定位模块:实时监测车辆位置,并将位置信息发送给车辆智能终端;
BMS电池管理模块:实时监测电池SOC,并将信息反馈给车辆智能终端;
毫米波雷达:位于无人驾驶车辆头部和尾部,用于观测两车之间的距离和位置信息,并将信息传输给各自车辆智能终端;
电磁连接模块:包括车辆前端伸出的插接磁柱机构和尾端的电磁插孔机构,在进行无线充电前,通过毫米波雷达进行位置校准,充电需求车的插接磁柱与供电车的电磁插孔实现电磁接合,从而使两辆车实现固连,此时两辆车之间间距为5~10cm,为下一步的无线充电做准备;
无线充电摸块:采用电磁感应充电技术,包括能量发射端线圈和能量接收端线圈,在发射端线圈上通有一定频率的交流电,使次级线圈生成电流,此时发射端会将产生的能量传输到接收端,从而实现能源转移,能量发射端和能量接收端分别分布在车辆尾部、头部,用于电能的发送和接收;
所述控制器接收BMS电池管理模块传来的电池SOC信息,当电量不足以支撑到达目的地时,通过无线网络通讯模块将充电需求、车辆GPS定位、行驶目的地、电池SOC信息发送到车联网云平台,并和车联网云平台实现信息互通;所述人机交互模块向乘客展示车辆的行驶信息,并且接收乘客输入的目的地信息并传输给控制器。
2.根据权利要求1所述的无人驾驶车辆相互借电***,其特征在于,所述电磁连接模块的插接磁柱机构包括插接底板、置于插接底板上的插接柱和插接柱四周的缓冲装置,所述插接柱内开有插接孔,插接孔内安装有压力传感器,插接柱中心有电磁转子装置;所述电磁插孔机构包括带有容腔的插接箱体、容腔内壁开有缓冲槽、容腔底部有插接凸起以及置于中心的电磁枢盘,插接柱置于插接箱体的容腔内,插接孔与插接凸起配合,缓冲装置置于缓冲槽内,电磁转子装置与电磁枢盘配合。
3.根据权利要求1所述的无人驾驶车辆相互借电***的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:乘客通过车辆智能终端的人机交互模块输入目标地点,无人驾驶车辆按规划好的路径行驶,所述BMS电池管理模块将检测到的电池SOC信息传递给车辆智能终端的控制器,所述控制器将预估剩余电量所支持的里程,若剩余电量不足以支持车辆到达目标地点,则通过人机交互模块提示乘客需要充电;
S2:充电需求车辆通过车辆智能终端向车联网云平台发送充电需求,车辆智能终端通过无线网络传输模块与车联网云平台实现信息实时交互,车联网云平台根据充电需求车的定位、剩余电量、目标地点信息与车联网云平台所有车辆进行匹配,匹配完成后,基于省电原则为双方车辆规划行驶路径,使两辆车尽快汇合,双方行驶路径存在段重合路段,此重合路段即为两辆车充电路段;
S3:充电需求车和供电车通过规划行驶路径导航行驶到充电路段时,通过GPS定位模块调整两车行驶位置至队列行驶状态;
S4:通过毫米波雷达将两辆车的车距和位置信息传输给控制器,控制器进行整车控制,调整并校准位置,通过电磁连接模块,实现两辆车的“握手”操作;
S5:无线充电模块在两辆车实现“握手”后,接受控制器的指令,开始工作进行电能传输;
S6:BMS电池管理模块记录电能传输量,并反馈给车辆智能终端,当传输能量达到设定值Wg,控制器控制无线充电模块中断电能传输,并解除电磁连接;
S7:计算充电需求车此时电量是否能支持车辆到达目的地,若不满足则返回上述步骤S2,继续寻找供电车进行充电。
4.根据权利要求3所述的无人驾驶车辆相互借电***的控制方法,其特征在于,所述步骤S2中充电需求车和供电车的匹配过程,包括以下步骤:
S21:供电车为电量充足的无人驾驶车辆,定义冗余电量Wr为电池总电量W减去供电车到达目的地所需电量Wa,可供电能Wg为供电车可以提供的电量如公式(1)和(2),其中供电车供电后,冗余电能不能低于总电能的10%;
Wa+Wr=W (1)
Wg=Wr-0.1W (2)
S22:当充电需求车电量不足时,计算到达目的地所需电量Wx,并将信息发送至车辆网云平台;
S23:车联网云平台将以充电需求车的位置为中心,按路程距离的远近,把周围的潜在供电车辆分为a1、a2、a3…ak(k∈N),对应的距离d1<d2<d2<…dk;
S24:基于省电原则采取多段充电方式,按距离充电需求车远近,车联网云平台先选取供电车a1并采集其电池信息,车联网云平台为供电车a1和充电需求车模拟规划行驶路径,计算在规划后路径行驶和原路径行驶相比多耗费的电能Wh,供电车的电池电量减去消耗的电能Wh,求得此时供电车a1电池电量W和冗余电量Wr,其可提供的电能为Wg;
S25:充电需求车所需电量Wx加上Wh,此时充电需求车到达目的地所需电能Wx’,此时应同时满足以下基本要求:
供电车a1冗余电量应占电池总电量20%以上;充电需求车在新规划的路径上行驶需要的电量Wx’不能超过原需要电能的120%;Wx’减去供电车a1提供的电能Wg后应小于Wx,即Wr≥0.2W并且Wx’≤1.2Wx且Wx’-Wg<Wx;
若满足要求则执行步骤S3,否则返回步骤S24依次选取a2、a3…ak执行上述步骤。
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Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112078687A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-15 | 奇瑞商用车(安徽)有限公司 | 一种充电车及其控制方法 |
CN112060941B (zh) * | 2020-09-18 | 2023-02-24 | 山东交通学院 | 一种电动汽车顺路供电救援方法 |
CN113256185A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-08-13 | 新石器慧通(北京)科技有限公司 | 更换无人网约车辆的方法与装置 |
CN113682163A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-23 | 北京洛必德科技有限公司 | 一种无人车的无线充电方法、***及存储介质 |
CN113696752B (zh) * | 2021-09-30 | 2023-05-23 | 蜂巢能源科技有限公司 | 无线充电方法、无线充电装置、处理器与充电*** |
CN114228567A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-25 | 东风悦享科技有限公司 | 一种无人驾驶车辆自动充电***架构及控制方法 |
CN114655039A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-06-24 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种电动汽车之间直流充电的方法 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002260035A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-13 | Toshiba Corp | 料金収受システム、料金収受方法 |
JP2013020346A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Alpine Electronics Inc | 電力配分提示システムおよび電力配分提示方法 |
CN103023091A (zh) * | 2011-09-26 | 2013-04-03 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 机器人操作的车辆充电站 |
JP2013130963A (ja) * | 2011-12-20 | 2013-07-04 | Denso Corp | 充電システム |
CN103346599A (zh) * | 2013-07-10 | 2013-10-09 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种电动汽车充电的方法及*** |
JP2014154366A (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | コネクタ |
CN106740174A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-31 | 浙江大学 | 一种利用电车受电弓的电动车辆无线充电***及方法 |
CN107972515A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-05-01 | 杭州杰能动力有限公司沈阳分公司 | 一种电动汽车行车互补充电方法 |
CN109088450A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-12-25 | 安徽工业大学 | 一种电动汽车及其无线充放电***、充电方法 |
CN109195830A (zh) * | 2016-05-31 | 2019-01-11 | 福特全球技术公司 | 对于电动车辆的移动充电 |
CN209381812U (zh) * | 2019-01-10 | 2019-09-13 | 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 | 电动汽车v2x动态无线能量双向推送*** |
CN110912275A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-03-24 | 华为技术有限公司 | 一种无线充电的接收端、***及控制方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140188699A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | International Business Machines Corporation | Managing inter-vehicular battery charging transactions |
-
2020
- 2020-04-14 CN CN202010289999.1A patent/CN111347897B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002260035A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-13 | Toshiba Corp | 料金収受システム、料金収受方法 |
JP2013020346A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Alpine Electronics Inc | 電力配分提示システムおよび電力配分提示方法 |
CN103023091A (zh) * | 2011-09-26 | 2013-04-03 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 机器人操作的车辆充电站 |
JP2013130963A (ja) * | 2011-12-20 | 2013-07-04 | Denso Corp | 充電システム |
JP2014154366A (ja) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | コネクタ |
CN103346599A (zh) * | 2013-07-10 | 2013-10-09 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种电动汽车充电的方法及*** |
CN109195830A (zh) * | 2016-05-31 | 2019-01-11 | 福特全球技术公司 | 对于电动车辆的移动充电 |
CN106740174A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-31 | 浙江大学 | 一种利用电车受电弓的电动车辆无线充电***及方法 |
CN107972515A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-05-01 | 杭州杰能动力有限公司沈阳分公司 | 一种电动汽车行车互补充电方法 |
CN109088450A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-12-25 | 安徽工业大学 | 一种电动汽车及其无线充放电***、充电方法 |
CN209381812U (zh) * | 2019-01-10 | 2019-09-13 | 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 | 电动汽车v2x动态无线能量双向推送*** |
CN110912275A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-03-24 | 华为技术有限公司 | 一种无线充电的接收端、***及控制方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
一种锂电池快速充电方法的设计与实现;卢雅豪等;《电子设计工程》;20200105(第01期);全文 * |
基于激光测距的便携式汽车无线充电***;汝玉星等;《时代汽车》;20200205(第03期);全文 * |
电动汽车智能动态无线充电***的研究现状与展望;苏宏业等;《智能科学与技术学报》;20200315(第01期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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