CN108263230A - 电动汽车充电系统及电动汽车停车充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动汽车充电系统及电动汽车停车充电方法，系统包括控制平台以及若干个安装在不同电动汽车停车位周边的充电桩，各充电桩通过网络连接控制平台，充电桩顶部靠近电动汽车停车位一侧安装有可自由变换的机械臂式充电装置，在电动汽车停车位设置有至少两个测距传感器。充电桩顶部安装有由多节关节臂铰接在一起的可自由变换自由度的机械臂式充电装置，每个关节处均设置有电机，且两端设置有旋转座，根据用户上传的车型信息以及测距传感器测得电动车停靠的位置信息，能够计算出电动车充电口相对于充电桩的坐标信息，根据坐标信息来自动控制械臂式充电装置末端的充电插头插入汽车的充电口，无需手动将充电枪插入充电口，方便快捷。

Description

电动汽车充电系统及电动汽车停车充电方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电领域，具体涉及到一种电动汽车充电系统及电动汽车停车充电方法。

背景技术

电动汽车是指以电能为动力的交通工具，电动汽车技术近几年发展迅速。伴随着电动汽车技术迅速发展成熟，随着国家对环保的重视，因电动汽车具有独特的环保性，所以电动汽车大量出现；电动汽车重要设施是充电桩，随着电动汽车的发展，对充电桩技术的要求越来越高。

就目前充电装置的发展而言，以柱式充电桩为主的系列产品，需要人工手动操作，虽操作简单但并不方便。同时，充电桩建设多而散，不利于车主的使用。

当前处在油车、电车混用的时期，柱式充电桩安装方便但充电桩车位被汽油车频繁占用；被寄予厚望的无线充电技术虽优势众多，但因技术发展不成熟，转化率低、稳定性差等诸多因素，目前仍停留在实验室阶段，短期内无法投入市场。

发明内容

寻求一种基于使用方便并且满足当前需求电动汽车充电桩已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一，基于此背景本发明提供了一种一种电动汽车充电系统，所述电动汽车充电系统包括控制平台以及若干个安装在不同电动汽车停车位周边的充电桩，各所述充电桩通过网络连接所述控制平台，其中，

所述充电桩顶部靠近电动汽车停车位一侧设置有第一旋转座，所述旋转座上安装有可自由变换的机械臂式充电装置，所述机械臂式充电装置包括若干节前后铰接在一起的关节臂，且末端的关节臂上铰接有第二旋转座，所述第二旋转座上配置有充电插头，第一旋转座、第二旋转座、各关节臂的铰接处以及末端关节臂与第二旋转座的铰接处均设置有伺服电机，各所述伺服电机均与所述控制平台相连；

在所述电动汽车停车位设置有至少两个测距传感器，与所述控制平台相连，用于感测当前所述电动汽车停车位是否停泊有车以及汽车在当前所述电动汽车停车位停泊的具体位置。

进一步的，若测距传感器感应到电动汽车停车位当前没有停车时，控制平台控制所述机械臂式充电装置处于伸展状态以占据当前电动汽车停车位的停车空间。

进一步的，所述控制平台还设有验证系统，若用户在任一充电桩通过验证系统的验证，控制平台控制所述机械臂式充电装置的伺服电机运作使得机械臂式充电装置从电动汽车停车位中移出。

进一步的，用户上传包含车型信息的数据通过验证系统的验证后，所述控制平台根据测距传感器测得充电汽车在当前停车位停泊的具体位置，以及数据库中对应该车型的车身上的充电口位置信息，计算出充电口相对于充电桩的坐标信息，根据所述坐标信息控制所述机械臂式充电装置的伺服电机运作使末端的充电插头插入汽车的充电口。

进一步的，所述验证系统包括

RFID验证系统，包括用户数据库以及配置在各充电桩上的RFID读取模块，用户将包含车型信息的RFID卡贴近充电桩上的RFID读取模块进行验证，与用户数据库进行匹配验证通过后，机械臂式充电装置从电动汽车停车位中移出；和/或

二维码验证系统，在各充电桩上配置有包含当前充电桩编号的二维码，用户使用智能终端扫描二维码后，上传包含车型信息以及充电桩编号的数据至云端服务器，与用户数据库进行匹配验证通过后，控制平台控制当前充电桩的机械臂式充电装置从电动汽车停车位中移出。

进一步的，至少一测距传感器设置在电动汽车停车位靠近汽车正常停车时的车尾一侧，用于感测与汽车车尾的距离，

至少一测距传感器设置在电动汽车停车位靠近汽车正常停车时车身的充电口一侧，用于感测与具有充电口的车身一侧的距离。

进一步的，各所述关节臂为中空且开设有若干散热孔，末端关节臂上的充电插头的线缆通过各中空的关节臂与所述充电桩的输电线路相连。

进一步的，所述充电插头安装有防护罩，所述防护罩设有一圈向充电插头末端延伸的橡胶防水圈。

进一步的，所述充电桩通过以太网模块和/或GPRS模块与远程的控制平台相连。

同时本发明还提供了一种用于自动给电动汽车进行充电的方法，包括如下步骤：

选取一未停车的电动汽车停车位，在所述电动汽车停车位的车尾处以及具有充电口的车身一侧设置有测距传感器，且该电动汽车停车位周边配置有一充电桩，所述充电桩顶部安装有可自由变换的机械臂式充电装置，所述机械臂式充电装置处于伸展状态以占据当前电动汽车停车位的停车空间；

上传包含车型信息的账户信息以及一未停车的电动汽车停车位附近的一充电桩的编号信息至控制平台；

控制平台对账户信息进行验证，验证通过后，控制平台发送指令控制机械臂式充电装置从电动汽车停车位中移出；

待电动汽车在电动汽车停车位停稳后，根据至少一测距传感器感测到与汽车车尾的距离、至少一测距传感器感测与具有充电口的车身一侧的距离，以及数据库中对应该车型的车身上的充电口位置信息，计算出充电口相对于充电桩的坐标信息，根据所述坐标信息控制所述机械臂式充电装置运作使末端的充电插头插入汽车的充电口。

本发明的优点在于：

1、充电桩顶部安装有由多节关节臂铰接在一起的可自由变换自由度的机械臂式充电装置，每个关节处均设置有电机，且两端设置有旋转座，根据用户上传的车型信息以及测距传感器测得电动车停靠的位置信息，能够计算出电动车充电口相对于充电桩的坐标信息，根据坐标信息来自动控制械臂式充电装置末端的充电插头插入汽车的充电口，用户将车停靠在车位即可，无需手动将充电枪插入充电口；

2、测距传感器可以监测车位是否停靠有车，车位在未停靠有车时，机械臂式充电装置处于伸展状态，可以占据车位空间，避免充电专用车位被占用；

3、具有多种验证方法，用户可以用预先办好的停车卡进行刷卡停车，也可以扫描二维码的方式进行云端验证，方便快捷；

4、关节臂为中空且设置有散热孔，一方面便于充电线缆的接入和后续升级，另一方面便于大电流充电中线路的散热；

5、充电插头设置有防护罩，在充电时，橡胶防水圈可以将充电口密封，实现防水、防异物、防触电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明电动汽车充电系统之安装设计结构示意图；

图2所示为本发明电动汽车充电系统之立体结结构示意图；

图3所示为本发明电动汽车充电系统之连接器结构示意图；

图4电动汽车充电桩闲置状态示意结构示意图；

图5所示为单节关节臂之中空结构示意结构示意图；

图6所示为充电插头防水保护结构示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

本发明提供了一种电动汽车充电系统，电动汽车充电系统包括控制平台以及若干个安装在不同电动汽车停车位32周边的充电桩22，各充电桩22通过网络连接控制平台，其中，

充电桩22顶部靠近电动汽车停车位32一侧设置有第一旋转座24，旋转座上安装有可自由变换的机械臂式充电装置21，机械臂式充电装置21包括若干节前后铰接在一起的关节臂21a，且末端的关节臂21a上铰接有第二旋转座26，第二旋转座26上配置有充电插头52，第一旋转座24、第二旋转座26、各关节臂21a的铰接处以及末端的关节臂21a与第二旋转座26的铰接处均设置有伺服电机，各伺服电机均与控制平台相连；

在电动汽车停车位32设置有至少两个测距传感器，与控制平台相连，用于感测当前电动汽车停车位32是否停泊有车以及汽车在当前电动汽车停车位32停泊的具体位置。如图1所示，至少一测距传感器12设置在电动汽车停车位32靠近汽车正常停车时的车尾一侧，用于感测与汽车车尾的距离，至少一测距传感器11设置在电动汽车停车位32靠近汽车正常停车时车身的充电口一侧，用于感测与具有充电口的车身一侧的距离。

其中，第一旋转座24上设有铰接座25，用于与首段的关节臂铰接。

若测距传感器感应到电动汽车停车位32当前没有停车时，控制平台控制机械臂式充电装置21处于伸展状态以占据当前电动汽车停车位32的停车空间，以防止充电车位被违规占用，如图4所示。

控制平台还设有验证系统，若用户在任一充电桩22通过验证系统的验证，控制平台控制机械臂式充电装置21的伺服电机运作使得机械臂式充电装置21从电动汽车停车位32中移出。

验证系统包括RFID验证系统和/或二维码验证系统。具体的：

RFID验证系统包括用户数据库以及配置在各充电桩22上的RFID读取模块，用户将包含车型信息的RFID卡贴近充电桩22上的RFID读取模块进行验证，与用户数据库进行匹配验证通过后，机械臂式充电装置21从电动汽车停车位32中移出。

在各充电桩22上配置有包含当前充电桩22编号的二维码，用户使用智能终端扫描二维码后，上传包含车型信息以及充电桩22编号的数据至云端服务器，与用户数据库进行匹配验证通过后，控制平台控制当前充电桩22的机械臂式充电装置21从电动汽车停车位32中移出。

用户上传包含车型信息的数据通过验证系统的验证后，控制平台根据测距传感器测得充电汽车在当前停车位停泊的具体位置，以及数据库中对应该车型的车身上的充电口位置信息，计算出充电口23相对于充电桩22的坐标信息，根据坐标信息控制机械臂式充电装置21的伺服电机运作使末端的充电插头52插入汽车的充电口。不难理解地，控制平台将根据上述信息分析出充电接口位置并计算出充电臂运动轨迹准确与汽车充电口23实现对接，借助当前编程技术和机械设计技术完全能够实现，具体细节在此不予赘述。

非限制性地，以电动汽车用户为例，对本发明六自由度机械臂式电动汽车充电桩22之使用方法进行阐述。为了保证充电车位被充分利用，在未有车辆使用时，充电臂呈伸展状态，实现车位封锁；当用户对六自由度机械臂式电动汽车充电桩22有使用需求时，需要通过包含车型信息的RFID卡等在现有充电桩22中进行刷卡确认车型及付费信息，充电臂将收起，待车辆停稳后，车主按下充电接口盖开关，充电臂将计算充电桩22行驶路径。车主完成充电驶离后充电臂将再次呈现伸展状态。

各关节臂21a为中空且开设有若干散热孔41，末端关节臂21a上的充电插头52的线缆通过各中空的关节臂21a与充电桩22的输电线路相连。机械臂式充电装置21有多节关节臂21a，多关节的设置满足不同改装需求；中空结构便于电缆42的直接引入，此外中空设计可进一步满足对现有充电桩的改装升级，进一步提升使用价值。散热孔41便于快速充电时对电线的散热。同时为了使充电更加安全，避免意外在，充电插头52安装有防护罩51，防护罩51设有一圈向充电插头52末端延伸的橡胶防水圈，在充电时，橡胶防水圈可以将充电口密封，实现防水、防异物、防触电。

充电桩22通过以太网模块和/或GPRS模块与远程的控制平台相连。为了更好的推广本发明，使本发明可以供现有充电桩22改装使用，故所属充电臂21通过第一旋转座24实现加装至柱式充电桩22中；同时，第一旋转座24内部设置有电子箱，用于安装机械臂的必要电子器件，如电桩定位装置、GPRS通讯模块等，不难理解可根据停车场车位编号结合停车场设计图，对充电桩22位置进行准确定位，通过GPRS实现通讯，便于充电桩22的使用及管理。

此外，本发明还提供了一种用于自动给电动汽车进行充电的方法，包括如下步骤：

选取一未停车的电动汽车停车位，在电动汽车停车位的车尾处以及具有充电口的车身一侧设置有测距传感器，且该电动汽车停车位周边配置有一充电桩，充电桩顶部安装有可自由变换的机械臂式充电装置，机械臂式充电装置处于伸展状态以占据当前电动汽车停车位的停车空间；

上传包含车型信息的账户信息以及一未停车的电动汽车停车位附近的一充电桩的编号信息至控制平台；

控制平台对账户信息进行验证，验证通过后，控制平台发送指令控制机械臂式充电装置从电动汽车停车位中移出；

待电动汽车在电动汽车停车位停稳后，根据至少一测距传感器感测到与汽车车尾的距离、至少一测距传感器感测与具有充电口的车身一侧的距离，以及数据库中对应该车型的车身上的充电口位置信息，计算出充电口相对于充电桩的坐标信息，根据坐标信息控制机械臂式充电装置运作使末端的充电插头插入汽车的充电口。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种电动汽车充电系统，其特征在于，所述电动汽车充电系统包括控制平台以及若干个安装在不同电动汽车停车位周边的充电桩，各所述充电桩通过网络连接所述控制平台，其中，

所述充电桩顶部靠近电动汽车停车位一侧设置有第一旋转座，所述旋转座上安装有可自由变换的机械臂式充电装置，所述机械臂式充电装置包括若干节前后铰接在一起的关节臂，且末端的关节臂上铰接有第二旋转座，所述第二旋转座上配置有充电插头，第一旋转座、第二旋转座、各关节臂的铰接处以及末端关节臂与第二旋转座的铰接处均设置有伺服电机，各所述伺服电机均与所述控制平台相连；

在所述电动汽车停车位设置有至少两个测距传感器，与所述控制平台相连，用于感测当前所述电动汽车停车位是否停泊有车以及汽车在当前所述电动汽车停车位停泊的具体位置。

2.如权利要求1所述的电动汽车充电系统，其特征在于，若测距传感器感应到电动汽车停车位当前没有停车时，控制平台控制所述机械臂式充电装置处于伸展状态以占据当前电动汽车停车位的停车空间。

3.如权利要求2所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述控制平台还设有验证系统，若用户在任一充电桩通过验证系统的验证，控制平台控制所述机械臂式充电装置的伺服电机运作使得机械臂式充电装置从电动汽车停车位中移出。

4.如权利要求3所述的电动汽车充电系统，其特征在于，用户上传包含车型信息的数据通过验证系统的验证后，所述控制平台根据测距传感器测得充电汽车在当前停车位停泊的具体位置，以及数据库中对应该车型的车身上的充电口位置信息，计算出充电口相对于充电桩的坐标信息，根据所述坐标信息控制所述机械臂式充电装置的伺服电机运作使末端的充电插头插入汽车的充电口。

5.如权利要求4所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述验证系统包括

RFID验证系统，包括用户数据库以及配置在各充电桩上的RFID读取模块，用户将包含车型信息的RFID卡贴近充电桩上的RFID读取模块进行验证，与用户数据库进行匹配验证通过后，机械臂式充电装置从电动汽车停车位中移出；和/或

二维码验证系统，在各充电桩上配置有包含当前充电桩编号的二维码，用户使用智能终端扫描二维码后，上传包含车型信息以及充电桩编号的数据至云端服务器，与用户数据库进行匹配验证通过后，控制平台控制当前充电桩的机械臂式充电装置从电动汽车停车位中移出。

6.如权利要求1所述的电动汽车充电系统，其特征在于，至少一测距传感器设置在电动汽车停车位靠近汽车正常停车时的车尾一侧，用于感测与汽车车尾的距离，

至少一测距传感器设置在电动汽车停车位靠近汽车正常停车时车身的充电口一侧，用于感测与具有充电口的车身一侧的距离。

7.如权利要求1所述的电动汽车充电系统，其特征在于，各所述关节臂为中空且开设有若干散热孔，末端关节臂上的充电插头的线缆通过各中空的关节臂与所述充电桩的输电线路相连。

8.如权利要求1所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述充电插头安装有防护罩，所述防护罩设有一圈向充电插头末端延伸的橡胶防水圈。

9.如权利要求1所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述充电桩通过以太网模块和/或GPRS模块与远程的控制平台相连。

10.一种用于自动给电动汽车进行充电的方法，其特征在于，包括如下步骤：

选取一未停车的电动汽车停车位，在所述电动汽车停车位的车尾处以及具有充电口的车身一侧设置有测距传感器，且该电动汽车停车位周边配置有一充电桩，所述充电桩顶部安装有可自由变换的机械臂式充电装置，所述机械臂式充电装置处于伸展状态以占据当前电动汽车停车位的停车空间；

上传包含车型信息的账户信息以及一未停车的电动汽车停车位附近的一充电桩的编号信息至控制平台；

控制平台对账户信息进行验证，验证通过后，控制平台发送指令控制机械臂式充电装置从电动汽车停车位中移出；

待电动汽车在电动汽车停车位停稳后，根据至少一测距传感器感测到与汽车车尾的距离、至少一测距传感器感测与具有充电口的车身一侧的距离，以及数据库中对应该车型的车身上的充电口位置信息，计算出充电口相对于充电桩的坐标信息，根据所述坐标信息控制所述机械臂式充电装置运作使末端的充电插头插入汽车的充电口。