CN105305534A - 免手动车辆充电系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种免手动车辆充电系统。一种车辆充电系统可包括安装到车辆的充电插座和对齐销以及基站。所述基站可包括引导件，所述引导件具有定位区域，所述定位区域被构造为容纳对齐销并响应于对齐销接触定位区域而沿着轨道移动。所述电连接器可被构造为接合充电插座。所述电连接器可被设置在与所述引导件相关联并的壳体中。

Description

免手动车辆充电系统
技术领域
本专利申请涉及一种车辆充电系统。
背景技术
插电式车辆可以使车辆的操作者能够将车辆连接到外部电源。这可使操作者能够在多个位置为车辆电池充电。操作者可手动地将充电线缆连接至车辆或从车辆断开以为车辆电池充电。或者，自动对准车辆充电器在将车辆连接至充电器或将车辆从充电器断开时可为驾驶员提供便利。
发明内容
在至少一个实施例中，提供一种车辆充电系统。所述车辆充电系统可包括基站、安装到车辆的充电插座和对齐销。基站可包括引导件和电连接器。所述引导件可具有定位区域，所述定位区域被构造为容纳对齐销，并响应于对齐销接触定位区域而沿着轨道移动。电连接器可与所述引导件相关联并设置在壳体中。电连接器可被构造为接合充电插座。
在至少一个实施例中，车辆充电系统可包括设置在下部车身上的次级线圈和引导销。所述车辆充电系统还可包括具有活动引导件和初级线圈的对接站，所述引导件被构造为容纳所述引导销。所述初级线圈可以是随着活动引导件可运动的，以响应于引导销接触活动引导件而将初级线圈和次级线圈对齐。
根据本发明的一个实施例，所述对接站还可包括车轮板，所述车轮板被构造为容纳车轮并使用车辆的重量阻止对接站的运动。
根据本发明的一个实施例，活动引导件和初级线圈可被配置为响应于引导销接触所述引导件而枢转。
根据本发明的一个实施例，所述引导销可响应于车辆位置靠近对接站而展开。
根据本发明的一个实施例，所述对接站还可包括被构造为阻止车辆的向前的运动的伸长构件。
在至少一个实施例中，提供一种插电式电动车辆。所述插电式电动车辆可包括安装到车辆的可展开的销，所述销被构造为接合活动引导件，以将车载充电接收装置与外接式车辆充电输送装置对齐。
根据本发明的一个实施例，安装到车辆的可展开的销可响应于车辆靠近外接式车辆充电输送装置而从第一位置运动到第二位置，并且可被构造为在处于第二位置时接合活动引导件。
根据本发明的一个实施例，车载充电接收装置可以是充电插座，并且外接式车辆充电输送装置可以是电连接器，所述电连接器被构造为可释放地接合所述充电插座。
根据本发明的一个实施例，车载充电接收装置可以是车辆线圈，并且外接式车辆充电输送装置可以是源线圈，所述源线圈被构造为当与车辆线圈对齐时将电力传递至车辆线圈。
根据本发明的一个实施例，第一位置可以是缩回的位置，第二位置可以是展开的位置。
根据本发明的一个实施例，所述充电插座可设置在防护罩中，所述防护罩设置有门，所述门被配置为当车辆接近电连接器时暴露所述充电插座。
根据本发明的一个实施例，所述电连接器设置为靠近活动引导件，所述引导件可枢转地安装到滑动结构，其中，活动引导件限定槽，所述槽被构造为容纳可展开的安装到车辆的销，并引导充电插座朝向电连接器。
根据本发明的一个实施例，所述车辆线圈可设置在防擦面之上的车辆的下侧上。
附图说明
图1是车辆和车辆充电系统的示意图。
图2A和图2B是车辆的一部分和车辆充电系统的一部分的透视图。
图3A和图3B是车辆和车辆充电系统的仰视图。
图4A和图4B是车辆和车辆充电系统的仰视图。
具体实施方式
根据需要，在此描述本公开的详细的实施例；然而，应该理解，公开的实施例仅是示例性的并且可以以多种和可选的形式被实施。附图不需要按照比例绘制；可夸大或缩小一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能的细节不应该被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以多种方式使用实施例的代表性基础。
插电式车辆(包括插电式混合动力电动车辆(PHEV)和电池电动车辆(BEV))可包括车辆牵引电池，车辆牵引电池被配置为将电力供应至牵引马达。牵引电池、牵引马达和其它部件配合作为电驱动系统。在BEV中，电驱动系统可以是至车辆牵引车轮的唯一的驱动源，而PHEV可另外设置内燃发动机。这种车辆可被连接到外部动力源，以在车辆泊车时为牵引电池再充电。
对于一些PHEV或BEV，用户可能需要离开车辆以将车辆连接至外部动力源并使用充电线缆为牵引电池充电。充电线缆可能是脏的或湿的，或者不方便存放在车辆中或接近车辆。
免手动插电式电动车辆充电系统可被设置为使用户能够待在车辆中并将车辆连接到外部电源。免手动电动车辆充电系统可以使车辆能够朝着基站(groundstation)行驶并将车辆连接到基站。免手动电动车辆充电系统可能需要外部电连接器相对于车载充电端口精确定位。
参照图1，示出了根据本公开的实施例的被构造为接合车辆充电系统50的车辆10。车辆10可设置有电驱动系统20。车辆电驱动系统20可包括牵引电池22、电机24、控制器26和车载充电插座组件30。车载充电插座组件30可被配置为在车辆10连接到车辆充电系统时对牵引电池进行充电。如果车辆10是这样装备的，则电驱动系统20可以可选择地结合到内燃发动机28。
牵引电池22和车载充电插座组件30可与控制器26通信或受控于控制器26。控制器26可控制车载充电插座组件30以选择性地启用或禁用牵引电池22的再充电。
控制器26虽然被示出为单个控制器，但是其可包括结合操作来控制各个车辆系统的多个控制器。例如，控制器26可以是车辆系统控制器/动力传动系统控制模块(VSC/PCM)。就这一点而言，VSC/PCM的车辆充电控制部分可以是嵌入VSC/PCM中的软件，或者其可以是分开的硬件设备。控制器26通常可包括相互合作以执行一系列操作的任意数量的微处理器、ASIC、IC、存储器(例如，闪存、ROM、RAM、EPROM和/或EEPROM)和软件代码。控制器26可与牵引电池22电通信并且接收指示电池荷电状态水平的信号。控制器26还可通过使用公共总线协议(例如，CAN)的硬线车辆连接与其它控制器通信，并且也可使用无线通信。
车载充电插座组件30可设置在车辆的前饰板、车辆的下侧中或其它位置，以使外接式车辆充电输送装置与车载充电插座组件30能够接合。如果车载充电插座组件30设置在车辆的下侧或下部车身上，那么车载充电插座组件30可被设置在车辆10的防擦面(scuffplane)之上。防擦面之上的位置可防止车载充电插座如果与地面进行接触而对其造成的损坏。
车载充电插座组件30可包括充电插座32、充电插座壳体34和活动门(movabledoor)36。充电插座32可以装载弹簧以适应车辆10和车辆充电系统50之间的偏移或越位(over-run)。
车载充电插座32可以是任何合适类型的电连接器。车载充电插座32可以是被构造为与凸形连接器匹配的凹形电连接器，凸形连接器被设置为邻近车辆充电系统50。为了更大的经济性，可使用现有的J1772凸形或凹形连接器。
车载充电插座32可被设置在插座壳体34中。插座壳体34可被实现为气象防护箱，气象防护箱被构造为防护罩以保护充电插座32免受恶劣天气(theelements)影响。插座壳体34可设置有活动门36。活动门36可以是正常情况下关闭的铰接的前门，使得保护其在行驶时免受恶劣天气影响。当车辆接近车辆充电系统50时，活动门36可被自动打开。
插座壳体34可设置有锥形区域，锥形区域设置在活动门36和充电插座32之间。锥形区域可使外接式车辆充电输送装置60与充电插座组件30对齐，以适应在车辆充电系统50和车载充电插座组件30接合过程中的偏移。
车辆10可设置有对齐销40，对齐销40设置在车辆的下侧42上。对齐销40可被设置为车载充电插座组件30的一部分。对齐销40可从插座壳体34伸出或者可缩进插座壳体34中。或者，对齐销40可被设置为靠近车载充电插座组件30。
对齐销40可用作引导销，以辅助车辆充电系统50与车载充电插座组件30对齐。对齐销40可从第一缩回位置(图2A)展开到第二展开位置(图2B)。对齐销40可响应于车辆位置接近车辆充电系统50而从第一缩回位置展开。对齐销40可响应于车辆位置在与车辆充电系统50接近的位置之外，而从第二展开位置缩回。
控制器26可与车辆传感器通信，所述车辆传感器被配置为提供车辆10相对于车辆充电系统50的位置。例如，这些车辆传感器可包括前方对象传感器(forwardobjectsensor)、主动泊车传感器、主动巡航传感器、车道偏离传感器、车辆导航系统、光学照相机、车载雷达和蓝牙接收器或收发器。响应于车辆传感器检测到车辆10的位置靠近或不靠近车辆充电系统50，控制器26可命令对齐销40展开或缩回。
参照图1-图3A/B，车辆充电系统50可被设置有基站52。基站52可被连接到向基站52提供电力的AC电源。基站52可包括具有定位区域56的引导件54。引导件54可被构造为容纳对齐销40并沿着定位区域56朝定位槽58引导对齐销40。引导件54可被认为是对齐引导件。
定位区域56可以以一定角度逐渐变小，从而对齐销40可沿着定位区域56的边缘朝向定位槽58运动。当对齐销40到达并接合定位槽58时，对齐销40和引导件54可一起从侧面被固定。
引导件54可以可枢转地安装到导轨70。引导件54可以绕着枢转轴线100枢转以适应车辆10和基站52之间的任何的不对齐。导轨70可以是限定轨道72的伸长构件，轨道72被构造为容纳引导件54的一部分。引导件54可设置有滑动结构，所述滑动结构被构造为接合导轨70并沿轨道72行动。
参照图3A和图3B，车辆10可以以一定角度接近基站52。车辆10的向前运动可使对齐销40接合引导件54。车辆的向前运动可使引导件54沿轨道72移动，并且可使引导件54绕枢转轴线100枢转。引导件54的移动和/或枢转可以使对齐销40在引导件54上居中。对齐销40在引导件54上居中可使车载充电插座组件30和设置在引导件54上的外接式车辆充电输送装置60横向地对齐。
车辆10的向前运动可促进对齐销40朝向定位槽58前进。随着对齐销40更加深入地运动到定位槽58中，外接式车辆充电输送装置60可与车载充电插座组件30纵向对齐，如图3B中所示。
外接式车辆充电输送装置60可装载弹簧，以适应车辆10和车载充电插座组件30之间的偏移或越位。
作为基站52初始安装的一部分，用户可竖直或水平地调节外接式车辆充电输送装置60。竖直或水平地调节外接式车辆充电输送装置60可将车载充电插座组件30与外接式车辆充电输送装置60大致对齐。
这个调节的步骤可通过车辆10的驾驶员手动执行，或者根据具体车辆应用而出厂预置。插座壳体34可设置有锥形区域，所述锥形区域可适应车载充电插座组件30与外接式车辆充电输送装置60之间的在预定公差内的一般性的不对准。
导轨70可设置有至少一个车轮止动件74，车轮止动件74设置为靠近轨道72。车轮止动件74可被构造为在车载充电插座组件30与外接式车辆充电输送装置60对齐时阻止车辆的向前运动。当车轮12快要接合车轮止动件74时，车载充电插座组件30与外接式车辆充电输送装置60可以可释放地接合。
车轮止动件74可以是传统的止轮块(wheelchock)或类似的障碍物型结构，例如：挡车器、停车场阻挡件(turtarrier)或泊车限位器。车轮止动件74可确保车辆10相对于基站52纵向对齐，使可释放的接合成为可能。
导轨70还可设置有引导件止动件78。引导件止动件78可被构造为将引导件54在轨道72中的横向运动约束在预定界限内。
在一些实施例中，基站52可以不是固定的或安装到地面的，以降低安装成本并增加基站52的便携性。在这些实施例中，车辆充电系统可设置有车轮板76。车轮板76可容纳车辆的车轮12，从而通过车辆10的向前的运动车辆10的重量可阻止基站52的运动。此外，基站52可被配置为吸收车辆10的一部分动能。
外接式车辆充电输送装置60可以是设置在气象防护壳体62中的电连接器。电连接器可以是被构造为与车载充电插座组件30匹配的J1772凸形连接器或任何其它可用的电连接器。气象防护壳体62可保护外接式车辆充电输送装置60免受恶劣天气影响。
当车辆10接近基站52时，插座壳体34接近气象防护壳体62。插座壳体34的活动门36可被气象防护壳体62推开以暴露车载充电插座组件30。车辆的继续向前的运动可允许外接式车辆充电输送装置60接合车载充电插座组件30。
车辆充电系统50可为车辆10的驾驶员提供视觉指示器90。视觉指示器90可从基站52伸出并可从车辆中心线92偏移。视觉指示器90可直接位于驾驶员座位的前方以使视差最小化，如果视觉指示器直接位于车辆的沿着车辆中心线92的前方可能引起视差。视觉指示器90可为车辆的驾驶员提供视觉目标以辅助驾驶员将车辆与车辆充电系统50对齐。
参照图4A和图4B，车辆充电系统50被构造为车辆无线充电系统。基站52可被认为是对接站52a。引导件54可运动地并可枢转地设置在导轨70中。如上所述，响应于对齐销40接触引导件54(引导件54可以是被构造为相对于导轨70枢转和/或移动的活动引导件)以将外接式车辆充电输送装置60a与车载充电插座组件30a横向地定位。
外接式车辆充电输送装置60a可被构造为源线圈或初级线圈。初级线圈可被构造为将电力传递至可包括车辆线圈或次级线圈的车载充电插座组件30a。车载充电插座组件30a可被设置在车辆的下侧42上。
外接式车辆充电输送装置60a可通过线圈支撑结构110连接到引导件54。外接式车辆充电输送装置60a和线圈支撑结构110的组合可相对于导轨70枢转和/或移动，以将外接式车辆充电输送装置60a与车载充电插座组件30a定位。
对接站52a与车辆10的定心可将外接式车辆充电输送装置60a与车载充电插座组件30a对齐。随着车辆接近对接站52a，外接式车辆充电输送装置60a与车载充电插座组件30a可大致对齐。外接式车辆充电输送装置60a与车载充电插座组件30a之间对齐得越接近，无线电力传输的效率越高。
控制器26可与车辆传感器通信，车辆传感器被配置为提供车辆10相对于对接站52a的位置。对接站52a可设置有与车辆10通信并最终与控制器26通信的蓝牙发送器112。蓝牙发送器112可将它的存在发送至车辆10，并且响应于感测到车辆10的位置靠近对接站52a，控制器26可请求充电过程开始。
虽然以上描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了本发明的所有可能的形式。更确切地讲，说明书中使用的词语为描述性词语而非限制，并且应理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。此外，可组合多个实施的实施例的特征以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (7)

1.一种车辆充电系统，包括：
安装到车辆的充电插座；
安装到车辆的对齐销；以及
基站，包括：
引导件，具有定位区域，所述定位区域被配置为容纳对齐销并响应于所述对齐销接触所述定位区域而使引导件沿着轨道移动；
电连接器，被配置为接合充电插座，所述电连接器设置在与所述引导件相关联的壳体中。
2.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述基站还包括从所述基站伸出的视觉指示器，所述视觉指示器从车辆的中心线偏移，被配置为给车辆的驾驶员提供视觉目标。
3.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述轨道设置有车轮止动件，所述车轮止动件被构造为阻止车辆的向前运动，使得所述安装到车辆的充电插座与所述电连接器对齐。
4.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述引导件被构造为响应于对齐销接触所述定位区域而绕轴线枢转。
5.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述引导件响应于对齐销接触所述定位区域而沿着所述轨道移动，使得所述安装到车辆的充电插座与电连接器横向对齐。
6.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述安装到车辆的充电插座具有考虑所述安装到车辆的充电插座和电连接器之间的不对准而构造的锥形区域。
7.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述安装到车辆的充电插座设置有能够运动的门，所述门被配置为响应于所述壳体接合所述门而打开。
CN201510437094.3A 2014-07-24 2015-07-23 免手动车辆充电系统 Pending CN105305534A (zh)

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