CN114954060A - 一种智能柔性充电网***及其智能充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种智能柔性充电网***及其智能充电方法,涉及电动汽车充电基础设施技术领域。该智能柔性充电网***,包括电源监控箱、主轨道、从轨道、吊架、滑触线、运载机器人和充电机器人、管理控制软件终端和用户应用软件终端,所述吊架固定安装在地下停车场顶部或地面停车场顶部的支架上,所述主轨道和从轨道与吊架之间固定连接,且与吊架之间形成T字型连接结构。本发明的智能柔性充电网***,能够使停车场不需设置专用充电车位,避免燃油车占位问题,不影响停车位资源利用率,***可以灵活布置在停车场顶部,离地高度不影响车辆通行,实现电动车充电设施具有智能、经济、安全、高效特征,解决现有充电技术的缺陷和问题。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车充电基础设施技术领域,具体为一种智能柔性充电网***及其智能充电方法。
背景技术
随着电动汽车的快速发展,越来越多的停车场都已配置和计划配置电动汽车充电车位,充电车位安装有固定的充电桩,满足电动汽车充电需求。现实中由于车位资源紧张,充电车位经常被燃油汽车占用,如以强制措施迫使燃油汽车不能停在充电车位上,又会造成公共资源的闲置。
另外充电车位均采用配置充电桩的方式,建设投资大且配电容量需求大,造成难以实施,特别对于老旧居民区电力容量限制更难实施,或者有些车位充电桩由于长时间闲置,变成了“僵尸桩”,失去使用价值,造成了资源浪费。
现在电动汽车往往不得已选择充电站进行充电,距离远,不便捷成为制约电动汽车发展的一个主要原因,现有技术中也设计了一些可移动式的充电桩,给广大电动车主提供了一些方便,但仍存在一些缺点而不能进行推广应用。
经检索,现有专利(公开号为:CN211364292U)公开了一种可移动悬挂式充电桩。该可移动悬挂式充电桩,通过第一拉杆和第二拉杆的底端第一握把,可以拉动第一握把从而实现对充电桩本体在轨道的移动。该方案部分解决充电桩的集中布置充电麻烦的问题,但在实际应用过程中仍然存在多个缺点:
1)此产品只能应用在集中充电车位,不能使用在停车场;
2)如在轨道上布置多个此产品,会出现相互阻挡现象,造成空闲充电桩无法拖动到需充电车位;
3)该产品需要人工拖拉到充电需求车位,非常不便利,为了减少拖拉距离,该产品服务的车位越少越好,限制了使用条件;
4)为了便于人工操作,该产品离地面高度为1.6~1.8m,存在与车辆磕碰可能,必须置于不影响车辆行走的位置,安装位置存在局限性;
该产品充电完毕后需人工拔出充电枪,所以需要驾驶员在现场长时间守候,否则造成产品无效占用。
基于此,本领域技术人员提供了一种智能柔性充电网***及其智能充电方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种智能柔性充电网***及其智能充电方法,能够使停车场不需设置专用充电车位,避免燃油车占位问题,不影响停车位资源利用率,***可以灵活布置在停车场顶部,离地高度不影响车辆通行,实现电动车充电设施具有智能、经济、安全、高效特征,解决现有充电技术的缺陷和问题。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种智能柔性充电网***一种智能柔性充电网***,包括电源监控箱、主轨道、从轨道、吊架、滑触线、运载机器人和充电机器人、管理控制软件终端和用户应用软件终端,所述吊架固定安装在地下停车场顶部或地面停车场顶部的支架上,所述主轨道和从轨道与吊架之间固定连接,且与吊架之间形成T字型连接结构,所述滑触线固定设置在主轨道和从轨道上,所述运载机器人在主轨道上运行,所述充电机器人在从轨道上运行;
所述主轨道转弯位置的前后侧和从轨道上端均固定安装有RFID标签,所述主轨道与从轨道之间设置有固定间距,且主轨道与从轨道之间在间距处通过支架固定连接,所述主轨道靠近从轨道位置处固定设置有光电开关阻光板(9);
所述运载机器人包括RFID标签、光电开关阻光板、驱动轮、承载轮、挂载轨道、滑触线、集电器、锁定孔、RFID辨识器、光电开关、控制模块、连接板和导向轮;
所述充电机器人包括锁定装置、驱动轮、承载轮、RFID辨识器、光电开关、交流充电装置、集电器,导向轮、电动转向盘、电动推杆、电动收线器、充电枪和控制装置。
优选的,当所述RFID辨识器收到RFID标签的信息后,运载机器人进入弯道慢速运行,出弯道恢复正常速度。
优选的,所述主轨道上间隔前后安装有RFID标签,两个所述RFID标签中间安装有光电开关阻光板,所述从轨道上安装有四个RFID标签,其位置分别对应电动汽车正前方的充电口、前侧侧充电口、后侧侧充电口和充电机器人待命位置。
优选的,所述主轨道与从轨道交接处的前后端均固定设置有RFID标签和光电开关阻光板,所述运载机器人的挂载轨道与从轨道对接,当RFID辨识器收到RFID标签信息后,运载机器人立即慢速运行,当运载机器人上面的光电开关与光电开关阻光板对准时,运载机器人立即停止,其挂载轨道与从轨道完成对接。
优选的,所述管理控制软件终端包括充电网配置管理模块、运载机器人和充电机器人工作指令下达模块。
优选的,所述用户应用软件终端包括手机APP和微信小程序,其主要功能为充电申请、预约充电、车辆设置、信息提醒、移动支付等。
优选的,一种智能柔性充电网***的智能充电方法,包括以下过程:
S1.当电动汽车驶入停车位,驾驶员通过手机输入车位编号和选择车型,然后发起充电申请,管理控制软件获取信息后立即进行分析计算;
S2.管理控制软件分析各运载机器人和空闲充电机器人的位置,计算到达充电车位的时间,然后依据耗时最短时间原则选择运载机器人和空闲机器人,以及可能需要让位通行的运载机器人,然后将指令下达给目标运载机器人和充电机器人执行运载和充电服务,以及指令让位运载机器人到指定位置;
S3.运载机器人沿主轨道自动运行到目标从轨道相接位置,将运载机器人本体上装载轨道与从轨道精确对准,然后在从轨道待命位置的充电机器人自动运行到装载轨道上,进入运载轨道后被电磁锁锁定,避免意外脱落;
S4.充电机器人被装载后,运载机器人依据指令沿主轨道自动运行到与从轨道交接位置,将运载机器人本体上装载轨道与从轨道精确对准,然后电磁锁解锁,充电机器人从装载轨道运行到从轨道上,完成卸载后运载机器人依据指令在主轨道指定位置待命;
S5.充电机器人沿从轨道自动运行到指定的RFID标签位置处停止,然后电动转向装置依据指令自动转向,使电动伸缩杆指向充电口位置方向,然后电动推杆自动伸展,将自动收线器置于充电口正上方,然后自动放下充电枪到充电口附近。驾驶员***充电枪,确认充电服务正常后可选择离开,驾驶员可通过手机应用程序了解充电服务信息;
S6.在上述流程中,如果在规定的时间内充电枪没有被***充电口,管理控制软件认为驾驶员临时取消了充电服务,则指令自动收线器收纳充电枪,然后电动伸缩杆完成收缩,充电机器人自动运行到待命位置;
S7.当充电服务结束后,管理控制软件向驾驶员手机发送告知信息并完成支付,同时指令自动收线器收纳充电枪,电动伸缩杆完成收缩,充电机器人运行到待命位置;
S8.如在充电服务过程中,驾驶员通过手机应用程序中止充电服务,则管理控制软件指令充电枪推出充电口,然后自动收线器将充电枪完成收纳,然后电推杆完成收缩,充电机器人运行到待命位置,如驾驶员按下充电枪按钮,实施手动拔出充电枪,则充电装置立即自动切断电源并上报信息,则管理控制软件指令充电枪推出充电口,然后自动收线器将充电枪完成收纳,电推杆完成收缩,充电机器人运行到待命位置;
S9.当驾驶员通过手机申请充电时,如无可用充电机器人,则会告知预约等待时间,如确认预约服务,则进入预约排队等待,当出现空闲充电机器人时,发送信息通知驾驶员前往停车位***充电枪,同时指令运载机器人运送该充电机器人到达停车位上方指定RFID标签位置,然后电动转向装置依据指令自动转向,使电动伸缩杆指向充电口位置方向,然后电动推杆自动伸展,将自动收线器置于充电口正上方,待驾驶员到达车位后,再次确认后放下自动充电枪,如果在规定的时间内没有收到驾驶员确认信息,管理控制软件认为驾驶员临时取消了预约充电服务,则指令电动伸缩杆完成收缩,充电机器人自动运行到待命位置。
优选的,所述步骤S2中如果充电机器人正待命于需充电服务车位,则直接执行步骤S5的操作。
(三)有益效果
本发明提供了一种智能柔性充电网***及其智能充电方法。具备以下有益效果:
1、本发明提供了一种智能柔性充电网***及其智能充电方法,使用该方法使停车场无需设置专门充电车位,只要在停车场顶部铺设导轨,充电机器人就能为任一车位提供充电服务,从而提高停车场资源利用率,尤其是车位紧张的停车场所。
2、本发明提供了一种智能柔性充电网***及其智能充电方法,驾驶员通过操作手机申请充电服务,充电机器人自动到达停车位上方,并且将充电枪垂放到电动汽车充电口位置,驾驶员***充电枪后无需在现场守候,充电完成后自动退出充电枪并向驾驶员发送信息和完成支付,使用便捷。
3、本发明提供了一种智能柔性充电网***及其智能充电方法,如暂无空闲充电机器人,驾驶员可预约充电服务,具备条件后发送信息给驾驶员前往停车位***充电枪进行充电。使用便捷,充分提高充电机器人利用率
4、本发明提供了一种智能柔性充电网***及其智能充电方法,充电机器人依靠运载机器人运送,并且其它运载机器人可自动让位,因此不会出现相互阻挡问题,可极大提高充电设施利用率。
5、本发明提供了一种智能柔性充电网***及其智能充电方法,其充电服务完成后,充电枪自动推出充电口,然后充电枪自动收纳入收线器内,然后充电机器人运行到待命位置,不存在因充电枪不及时拔出造成闲置占用充电机器人,充分提高充电机器人利用率。
6、本发明提供了一种智能柔性充电网***及其智能充电方法,由于无需驾驶员在充电机器人本体上操作,因此安装高度可避免对车辆通行造成妨碍,同时运载机器人和充电器人均采用导轨供电,相比电池供电方式,成本更低,运行维护简单,也不用拖着长长的电源线在停车场里移动充电桩,使用更加安全可靠。
附图说明
图1为本发明的充电***布置示意图;
图2为本发明的主、从轨道T型连接结构示意图;
图3为本发明的运载机器人外部结构示意图;
图4为本发明的运载机器人内部结构示意图;
图5为本发明的充电机器人外部结构示意图;
图6为本发明的充电机器人内部结构示意图。
其中,1、电源监控箱;2、主轨道;3、从轨道;4、吊架;5、滑触线;6、运载机器人;7、充电机器人;8、RFID标签;9、光电开关阻光板;10、锁定孔;11、锁定装置;12、支架;13、驱动轮;14、承载轮;15、挂载轨道;16、集电器;17、锁定孔;18、RFID辨识器;19、光电开关;20、交流充电装置;21、集电器;22导向轮、;23、电动转向盘;24、电动推杆;25、电动收线器;26、充电枪;27、控制装置。
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,都属于本发明保护的范围。
实施例:
如图1-6所示,本发明实施例提供一种智能柔性充电网***,包括电源监控箱1、主轨道2、从轨道3、吊架4、滑触线5、运载机器人6和充电机器人7、管理控制软件终端和用户应用软件终端,吊架4固定安装在地下停车场顶部或地面停车场顶部的支架上,主轨道2和从轨道3与吊架4之间固定连接,且与吊架4之间形成T字型连接结构,滑触线5固定设置在主轨道2和从轨道3上,运载机器人6在主轨道2上运行,充电机器人7在从轨道3上运行;
主轨道2转弯位置的前后侧和从轨道3上端均固定安装有RFID标签8,主轨道2与从轨道3之间设置有固定间距,且主轨道2与从轨道3之间在间距处通过支架12固定连接,主轨道2靠近从轨道3位置处固定设置有光电开关阻光板9;
运载机器人6包括RFID标签8、光电开关阻光板9、驱动轮13、承载轮14、挂载轨道15、滑触线5、集电器16、锁定孔17、RFID辨识器18、光电开关19、控制模块20、连接板21和导向轮22;
充电机器人7包括锁定装置11、驱动轮13、承载轮14、RFID辨识器18、光电开关19、交流充电装置20、集电器21,导向轮22、电动转向盘23、电动推杆24、电动收线器25、充电枪26和控制装置27。
当RFID辨识器18收到RFID标签8的信息后,运载机器人7进入弯道慢速运行,出弯道恢复正常速度。
主轨道2上间隔前后安装有RFID标签8,两个RFID标签8中间安装有光电开关阻光板9,从轨道3上安装有四个RFID标签8,其位置分别对应电动汽车正前方的充电口、前侧侧充电口、后侧侧充电口和充电机器人待命位置。
主轨道2与从轨道3交接处的前后端均固定设置有RFID标签8和光电开关阻光板9,运载机器人6的挂载轨道15与从轨道2对接,当RFID辨识器18收到RFID标签8信息后,运载机器人6立即慢速运行,当运载机器人6上面的光电开关19与光电开关阻光板9对准时,运载机器人6立即停止,其挂载轨道15与从轨道2完成对接。
充电机器人7驶入挂载轨道15过程中,当充电机器人7上面的光电开关19与光电接收器9对准时,充电机器人7立即停止,然后锁定装置11自动***锁定孔17,装载任务完成,如充电器人7需要驶出挂载轨道15前,锁定装置11自动退出锁定孔17。
运载机器人6的光电开关19与主轨道2的光电开关阻光板9对准,这时运载机器人6的挂载轨道15与从轨3对准,充电机器人7的光电开关19与挂载轨道15的光电开关阻光板9已经对准,充电机器人7的锁定装置***挂载轨道15的锁定孔10,这种状态下,运载机器人6可以运行到指令所在车位从轨道3,完成类似对接后,充电机器人7的锁定装置退出挂载轨道15的锁定孔10,然后充电机器人7可以驶入指令的从轨道3。
所述管理控制软件终端包括充电网配置管理模块、运载机器人和充电机器人工作指令下达模块。
所述用户应用软件终端包括手机APP和微信小程序,其主要功能为充电申请、预约充电、车辆设置、信息提醒、移动支付等。
智能柔性充电网***的智能充电方法,包括以下过程:
S1.当电动汽车驶入停车位,驾驶员通过手机输入车位编号和选择车型,然后发起充电申请,管理控制软件获取信息后立即进行分析计算;
S2.管理控制软件分析各运载机器人和空闲充电机器人的位置,计算到达充电车位的时间,然后依据耗时最短时间原则选择运载机器人和空闲机器人,以及可能需要让位通行的运载机器人,然后将指令下达给目标运载机器人和充电机器人执行运载和充电服务,以及指令让位运载机器人到指定位置;
S3.运载机器人沿主轨道自动运行到目标从轨道相接位置,将运载机器人本体上装载轨道与从轨道精确对准,然后在从轨道待命位置的充电机器人自动运行到装载轨道上,进入运载轨道后被电磁锁锁定,避免意外脱落;
S4.充电机器人被装载后,运载机器人依据指令沿主轨道自动运行到与从轨道交接位置,将运载机器人本体上装载轨道与从轨道精确对准,然后电磁锁解锁,充电机器人从装载轨道运行到从轨道上,完成卸载后运载机器人依据指令在主轨道指定位置待命;
S5.充电机器人沿从轨道自动运行到指定的RFID标签位置处停止,然后电动转向装置依据指令自动转向,使电动伸缩杆指向充电口位置方向,然后电动推杆自动伸展,将自动收线器置于充电口正上方,然后自动放下充电枪到充电口附近。驾驶员***充电枪,确认充电服务正常后可选择离开,驾驶员可通过手机应用程序了解充电服务信息;
S6.在上述流程中,如果在规定的时间内充电枪没有被***充电口,管理控制软件认为驾驶员临时取消了充电服务,则指令自动收线器收纳充电枪,然后电动伸缩杆完成收缩,充电机器人自动运行到待命位置;
S7.当充电服务结束后,管理控制软件向驾驶员手机发送告知信息并完成支付,同时指令自动收线器收纳充电枪,电动伸缩杆完成收缩,充电机器人运行到待命位置;
S8.如在充电服务过程中,驾驶员通过手机应用程序中止充电服务,则管理控制软件指令充电枪推出充电口,然后自动收线器将充电枪完成收纳,然后电推杆完成收缩,充电机器人运行到待命位置,如驾驶员按下充电枪按钮,实施手动拔出充电枪,则充电装置立即自动切断电源并上报信息,则管理控制软件指令充电枪推出充电口,然后自动收线器将充电枪完成收纳,电推杆完成收缩,充电机器人运行到待命位置;
S9.当驾驶员通过手机申请充电时,如无可用充电机器人,则会告知预约等待时间,如确认预约服务,则进入预约排队等待,当出现空闲充电机器人时,发送信息通知驾驶员前往停车位***充电枪,同时指令运载机器人运送该充电机器人到达停车位上方指定RFID标签位置,然后电动转向装置依据指令自动转向,使电动伸缩杆指向充电口位置方向,然后电动推杆自动伸展,将自动收线器置于充电口正上方,待驾驶员到达车位后,再次确认后放下自动充电枪,如果在规定的时间内没有收到驾驶员确认信息,管理控制软件认为驾驶员临时取消了预约充电服务,则指令电动伸缩杆完成收缩,充电机器人自动运行到待命位置。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种智能柔性充电网***,包括电源监控箱(1)、主轨道(2)、从轨道(3)、吊架(4)、滑触线(5)、运载机器人(6)和充电机器人(7)、管理控制软件终端和用户应用软件终端,其特征在于:所述吊架(4)固定安装在地下停车场顶部或地面停车场顶部的支架上,所述主轨道(2)和从轨道(3)与吊架(4)之间固定连接,且与吊架(4)之间形成T字型连接结构,所述滑触线(5)固定设置在主轨道(2)和从轨道(3)上,所述运载机器人(6)在主轨道(2)上运行,所述充电机器人(7)在从轨道(3)上运行;
所述主轨道(2)转弯位置的前后侧和从轨道(3)上端均固定安装有RFID标签(8),所述主轨道(2)与从轨道(3)之间设置有固定间距,且主轨道(2)与从轨道(3)之间在间距处通过支架(12)固定连接,所述主轨道(2)靠近从轨道(3)位置处固定设置有光电开关阻光板(9);
所述运载机器人(6)包括RFID标签(8)、光电开关阻光板(9)、驱动轮(13)、承载轮(14)、挂载轨道(15)、滑触线(5)、集电器(16)、锁定孔(17)、RFID辨识器(18)、光电开关(19)、控制模块(20)、连接板(21)和导向轮(22);
所述充电机器人(7)包括锁定装置(11)、驱动轮(13)、承载轮(14)、RFID辨识器(18)、光电开关(19)、交流充电装置(20)、集电器(21),导向轮(22)、电动转向盘(23)、电动推杆(24)、电动收线器(25)、充电枪(26)和控制装置(27)。
2.根据权利要求1所述的一种智能柔性充电网***,其特征在于:当所述RFID辨识器(18)收到RFID标签(8)的信息后,运载机器人(7)进入弯道慢速运行,出弯道恢复正常速度。
3.根据权利要求1所述的一种智能柔性充电网***,其特征在于:所述主轨道(2)上间隔前后安装有RFID标签(8),两个所述RFID标签(8)中间安装有光电开关阻光板(9),所述从轨道(3)上安装有四个RFID标签(8),其位置分别对应电动汽车正前方的充电口、前侧侧充电口、后侧侧充电口和充电机器人待命位置。
4.根据权利要求1所述的一种智能柔性充电网***,其特征在于:所述主轨道(2)与从轨道(3)交接处的前后端均固定设置有RFID标签(8)和光电开关阻光板(9),所述运载机器人(6)的挂载轨道(15)与从轨道(2)对接。
5.根据权利要求1所述的一种智能柔性充电网***,其特征在于:所述管理控制软件终端包括充电网配置管理模块、运载机器人和充电机器人工作指令下达模块。
6.根据权利要求1所述的一种智能柔性充电网***,其特征在于:所述用户应用软件终端包括手机APP和微信小程序,其主要功能为充电申请、预约充电、车辆设置、信息提醒、移动支付等。
7.一种智能柔性充电网***的智能充电方法,其特征在于:包括以下过程:
S1.当电动汽车驶入停车位,驾驶员通过手机输入车位编号和选择车型,然后发起充电申请,管理控制软件获取信息后立即进行分析计算;
S2.管理控制软件分析各运载机器人和空闲充电机器人的位置,计算到达充电车位的时间,然后依据耗时最短时间原则选择运载机器人和空闲机器人,以及可能需要让位通行的运载机器人,然后将指令下达给目标运载机器人和充电机器人执行运载和充电服务,以及指令让位运载机器人到指定位置;
S3.运载机器人沿主轨道自动运行到目标从轨道相接位置,将运载机器人本体上装载轨道与从轨道精确对准,然后在从轨道待命位置的充电机器人自动运行到装载轨道上,进入运载轨道后被电磁锁锁定,避免意外脱落;
S4.充电机器人被装载后,运载机器人依据指令沿主轨道自动运行到与从轨道交接位置,将运载机器人本体上装载轨道与从轨道精确对准,然后电磁锁解锁,充电机器人从装载轨道运行到从轨道上,完成卸载后运载机器人依据指令在主轨道指定位置待命;
S5.充电机器人沿从轨道自动运行到指定的RFID标签位置处停止,然后电动转向装置依据指令自动转向,使电动伸缩杆指向充电口位置方向,然后电动推杆自动伸展,将自动收线器置于充电口正上方,然后自动放下充电枪到充电口附近。驾驶员***充电枪,确认充电服务正常后可选择离开,驾驶员可通过手机应用程序了解充电服务信息;
S6.在上述流程中,如果在规定的时间内充电枪没有被***充电口,管理控制软件认为驾驶员临时取消了充电服务,则指令自动收线器收纳充电枪,然后电动伸缩杆完成收缩,充电机器人自动运行到待命位置;
S7.当充电服务结束后,管理控制软件向驾驶员手机发送告知信息并完成支付,同时指令自动收线器收纳充电枪,电动伸缩杆完成收缩,充电机器人运行到待命位置;
S8.如在充电服务过程中,驾驶员通过手机应用程序中止充电服务,则管理控制软件指令充电枪推出充电口,然后自动收线器将充电枪完成收纳,然后电推杆完成收缩,充电机器人运行到待命位置,如驾驶员按下充电枪按钮,实施手动拔出充电枪,则充电装置立即自动切断电源并上报信息,则管理控制软件指令充电枪推出充电口,然后自动收线器将充电枪完成收纳,电推杆完成收缩,充电机器人运行到待命位置;
S9.当驾驶员通过手机申请充电时,如无可用充电机器人,则会告知预约等待时间,如确认预约服务,则进入预约排队等待,当出现空闲充电机器人时,发送信息通知驾驶员前往停车位***充电枪,同时指令运载机器人运送该充电机器人到达停车位上方指定RFID标签位置,然后电动转向装置依据指令自动转向,使电动伸缩杆指向充电口位置方向,然后电动推杆自动伸展,将自动收线器置于充电口正上方,待驾驶员到达车位后,再次确认后放下自动充电枪,如果在规定的时间内没有收到驾驶员确认信息,管理控制软件认为驾驶员临时取消了预约充电服务,则指令电动伸缩杆完成收缩,充电机器人自动运行到待命位置。
8.根据权利要求7所述的一种智能柔性充电网***的智能充电方法,其特征在于:所述步骤S2中如果充电机器人正待命于需充电服务车位,则直接执行步骤S5的操作。
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