CN108790909B - 电动汽车及其自动充电系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种电动汽车及其自动充电系统和方法，先对电动汽车的充电口进行定位，然后把充电枪的枪头移动到充电口附近，并与充电口处于同一水平线上，然后通过引力磁场将枪头的插针与车辆的充电口的充电针槽对齐，最后将枪头从充电枪中弹出，使得枪头的插针插入充电口的充电针槽，关闭引力磁场后，启动充电模块对电动汽车充电，实现了对电动汽车进行灵活、快速的自动充电。

Description

电动汽车及其自动充电系统和方法

技术领域

本申请涉及电动汽车技术领域，更具体地说，涉及一种电动汽车及其自动充电系统和方法。

背景技术

由于世界能源及环境的问题以及国际油价不断的飙升，电动汽车作为绿色新能源技术的一个分支，越来越受到汽车用户的喜爱。

然而目前，电动汽车的充电主要依赖人工完成。而充电枪的使用需要用户具有一定的专业知识，一般的车主不具备这种专业知识，需要等待充电占内的工作人员来插拔充电枪，不仅效率低，还很容易威胁到人身安全。

因此，如何对电动汽车进行灵活、快速的自动充电成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种，以至少部分的克服现有技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，本申请提供了如下技术方案：

一种电动汽车自动充电方法包括：

对所述电动汽车的充电口进行定位；

根据所述充电口的定位结果对充电模块的充电枪的位置和所述充电枪的枪头的位置进行调整，使得所述充电枪的枪头与所述充电口位于同一水平线上，且所述枪头与所述充电口的距离小于预置距离阈值；

开启设置于所述枪头的第一磁力线圈，以便所述第一磁力线圈产生第一磁极，所述第一磁极与设置于所述充电口的第二磁力线圈产生的第二磁极相反，使得所述枪头的插针与所述充电口的充电针槽对齐；

控制所述枪头从所述充电枪弹出，使得所述插针插入所述充电针槽；

关闭所述第一磁力线圈和所述第二磁力线圈；

启动所述充电模块，以对所述电动汽车充电。

上述方法，优选的，所述根据所述充电口的定位结果对充电模块的充电枪的位置和所述充电枪的枪头的位置进行调整，包括：

调整所述充电枪的位置，使得所述充电枪的枪头与所述充电口位于同一水平线上；

调整所述充电枪中的伸缩杆的长度，使得所述枪头与所述充电口的距离小于预置距离阈值。

上述方法，优选的，在对所述电动汽车的充电口进行定位之前，还包括：

对所述电动汽车的车牌号进行识别；

根据所述车牌号与所述电动汽车建立通讯连接；

通过所述通讯连接接收所述电动汽车发送的充电指令；

响应于所述充电指令，对所述电动汽车的充电口进行定位。

上述方法，优选的，还包括：

当接收到充电结束指令时，关闭所述充电模块；

将所述枪头收回到所述充电枪内。

上述方法，优选的，在启动所述充电模块之前还包括：

启动设置于所述枪头的锁止机构，使得所述枪头固定于所述充电口。

一种电动汽车自动充电方法，包括：

获取启动指令；

响应于所述启动指令，打开所述电动汽车的充电口的防护盖，并开启设置于所述充电口的第二磁力线圈，以便所述第二磁力线圈产生第二磁极，使得当充电模块的充电枪的枪头与所述充电口位于同一水平线上，且所述枪头与所述充电口的距离小于预置距离阈值的情况下，在所述枪头的第一磁力线圈开启并产生与所述第二磁极相反的第一磁极后，所述枪头的插针与所述充电口的充电针槽对齐；

当接收到磁场关闭指令时，关闭所述第二磁力线圈；所述磁场关闭指令在所述枪头的插针插入所述充电口的充电针槽后收到。

上述方法，优选的，在开启设置于所述充电口的第二磁力线圈后，还包括：

建立与电动汽车自动充电系统的通讯连接；

通过所述通讯连接向所述电动汽车自动充电系统发送充电指令。

一种电动汽车自动充电系统，包括：

充电模块，包括充电枪，所述充电枪的枪头设置有第一磁力线圈，所述枪头的位置可调；

定位模块，用于对所述电动汽车的充电口进行定位；

位置调整模块，用于根据所述充电口的定位结果对充电模块的充电枪的位置和所述充电枪的枪头的位置进行调整，使得所述充电枪的枪头与所述充电口位于同一水平线上，且所述枪头与所述充电口的距离小于预置距离阈值；

对接控制模块，用于开启所述第一磁力线圈，以便所述第一磁力线圈产生第一磁极，所述第一磁极与设置于所述充电口的第二磁力线圈产生的第二磁极相反，使得所述枪头的插针与所述充电口的充电针槽对齐；控制所述枪头从所述充电枪弹出，使得所述插针插入所述充电针槽；关闭所述第一磁力线圈和所述第二磁力线圈；

充电控制模块，用于启动所述充电模块，以对所述电动汽车充电。

上述系统，优选的，所述位置调整模块包括：

第一调整子模块，用于调整所述充电枪的位置，使得所述充电枪的枪头与所述充电口位于同一水平线上；

第二调整子模块，用于调整所述充电枪中的伸缩杆的长度，使得所述枪头与所述充电口的距离小于预置距离阈值。

上述系统，优选的，还包括：

第一通讯模块，用于对所述电动汽车的车牌号进行识别；根据所述车牌号与所述电动汽车建立通讯连接；通过所述通讯连接接收所述电动汽车发送的充电指令；

定位模块用于，响应于所述充电指令，对所述电动汽车的充电口进行定位。

上述系统，优选的，所述充电控制模块还用于，当接收到充电结束指令时，关闭所述充电模块；

所述对接控制模块还用于，将所述枪头收回到所述充电枪内。

上述系统，优选的，所述第一电磁线圈为管状电磁线圈，所述枪头的插针座位于所述管状电磁线圈的中空部分。

上述系统，优选的，所述第一电磁线圈为椭圆管电磁线圈。

上述系统，优选的，所述第一电磁线圈包括：

第一子电磁线圈，所述第一子电磁线圈为管状电磁线圈，所述枪头的插针座位于所述管状电磁线圈的中空部分；

第二子电磁线圈，所述第二子电磁线圈设置于所述枪头的插针座的中央位置。

上述系统，优选的，所述第一子电磁线圈为椭圆管电磁线圈。

上述系统，优选的，所述第二子电磁线圈为实心电磁线圈。

一种电动汽车，包括：

充电口，与所述电动汽车的电源连接，包括充电针槽和第二磁力线圈；

获取模块，用于获取启动指令；

磁场控制模块，用于响应于所述启动指令，打开所述充电口的防护盖，并开启所述第二磁力线圈，以便所述第二磁力线圈产生第二磁极，使得当充电模块的充电枪的枪头的第一磁力线圈开启并产生与所述第二磁极相反的第一磁极后，所述枪头的插针与所述充电针槽对齐；当接收到磁场关闭指令时，关闭所述第二磁力线圈；所述磁场关闭指令在所述插针插入所述充电针槽后收到。

上述电动汽车，优选的，还包括：

第二通讯模块，用于建立与电动汽车自动充电系统的通讯连接，通过所述通讯连接向所述电动汽车自动充电系统发送充电指令。

上述电动汽车，优选的，第二电磁线圈为管状电磁线圈，所述充电口的设置有所述充电针槽的本体位于所述管状电磁线圈的中空部分。

上述电动汽车，优选的，所述第二电磁线圈为椭圆管电磁线圈。

上述电动汽车，优选的，第二电磁线圈包括：

第三子电磁线圈，所述第三子电磁线圈为管状电磁线圈，所述充电口的设置有所述充电针槽的本体位于所述管状电磁线圈的中空部分；

第四子电磁线圈，所述第四子电磁线圈设置于所述充电口的设置有所述充电针槽的本体的中央位置。

上述电动汽车，优选的，所述第三子电磁线圈为椭圆管电磁线圈。

上述电动汽车，优选的，所述第四子电磁线圈为实心电磁线圈。

通过以上方案可知，本申请提供的一种电动汽车及其自动充电系统和方法，先对电动汽车的充电口进行定位，然后把充电枪的枪头移动到充电口附近，并与充电口处于同一水平线上，然后通过引力磁场将枪头的插针与车辆的充电口的充电针槽对齐，最后将枪头从充电枪中弹出，使得枪头的插针插入充电口的充电针槽，关闭引力磁场后，启动充电模块对电动汽车充电，实现了对电动汽车进行灵活、快速的自动充电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的电动汽车自动充电方法的一种实现流程图；

图2为本申请实施例提供的电动汽车自动充电方法的另一种实现流程图；

图3为本申请实施例提供的电动汽车自动充电系统的一种结构示意图；

图4为本申请实施例提供的多方向可移动机械臂的一种结构示意图；

图5为本申请实施例提供的充电枪中的伸缩杆的一种结构示意图；

图6为本申请实施例提供的枪头的一种结构示意图；

图7为本申请实施例提供的电动汽车的一种结构示意图；

图8为本申请实施例提供的对应图6所示的枪头，电动汽车的充电口的一种结构示意图；

图9为本申请实施例提供的电动汽车充电控制系统的另一种结构示意图。

说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。

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付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。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实施例相关的部分。

请参阅图1，图1为本申请提供的电动汽车自动充电方法的一种实现流程图，可以包括：

步骤S11：对电动汽车的充电口进行定位。

可以利用双目定位方法对电动汽车的充电口进行定位。双目定位方法是通过相距一定距离的两个摄像头采集充电口的图像，处理器根据两个摄像头采集的图像对充电口进行定位。其中，当电动汽车需要充电时，需要停靠在预设的停车位，则上述两个摄像头可以设置在停车位附近，用于采集停靠在停车位的电动汽车的充电口的图像。

步骤S12：将根据所述充电口的定位结果对充电模块的充电枪的位置和所述充电枪的枪头的位置进行调整，使得充电枪的枪头与充电口位于同一水平线上，且枪头与充电口的距离小于预置距离阈值。

充电模块可以是充电桩、充电机等设备。充电枪作为充电模块的一部分，用于实现充电模块与电动汽车的电连接，从而在充电模块启动后，可以为电动汽车充电。通过将充电枪头上的插针插入充电口上的充电针槽实现充电枪与电动汽车的电连接。

在确定充电口的位置后，通过对充电枪和充电枪的枪头分别进行位置调整，使得充电枪的枪头到达充电口附近。此时，充电枪的枪头朝向充电口。

枪头与充电口的距离可以通过上述双目识别模块检测枪头的实时位置，并根据充电口的位置计算枪头与充电口之间的实时距离。

步骤S13：开启设置于枪头的第一磁力线圈，以便第一磁力线圈产生第一磁极，第一磁极与设置于充电口的第二磁力线圈产生的第二磁极相反，使得枪头的插针与充电口的充电针槽在磁性吸引力的作用下对齐。

本申请实施例中，充电枪的枪头设置有第一磁力线圈，当该第一磁力线圈充电时，会产生第一磁极，同时电动汽车的充电口处设置有第二磁力线圈，当该第二磁力线圈充电时，会产生第二磁极，第一磁极与第二磁极相反。例如，第一磁极为S极，第二磁极为N极；或者，第一磁极为N极，第二磁极为S极。由于异性磁极相吸，则通过两个磁力线圈之间的磁性引力实现枪头的插针与充电口的充电针槽对齐。

前述枪头与充电口的距离小于预置距离阈值时，说明枪头位于第一磁力线圈和第二磁力线圈的最大磁力范围内。也就是说，上述距离阈值可以为第一磁力线圈和第二磁力线圈的最大磁力范围。例如，若第一磁力线圈和第二磁力线圈的最大磁力范围为1米，则枪头与充电口的距离小于1米。

步骤S14：控制枪头从充电枪弹出，使得插针插入充电针槽。

本申请实施例中，枪头不是固定设置在充电枪中，而是可以可活动的设置在充电枪中。

在将枪头的插针与充电口的充电针槽对齐之后，控制枪头从充电枪中弹出，使得枪头上的插针插入充电口的充电针槽内，实现充电枪的枪头与充电口的自动插接。

步骤S15：关闭第一磁力线圈和第二磁力线圈。

可以通过向电动汽车发送关闭指令，指示电动汽车将第二磁力线圈关闭。

步骤S16：启动充电模块，以对电动汽车充电。

本申请提供的电动汽车自动充电方法，先对电动汽车的充电口进行定位，然后把充电枪的枪头移动到充电口附近，并与充电口处于同一水平线上，然后通过引力磁场将枪头的插针与车辆的充电口的充电针槽对齐，最后将枪头从充电枪中弹出，使得枪头的插针插入充电口的充电针槽，关闭引力磁场后，启动充电模块对电动汽车充电，实现了对电动汽车进行灵活、快速的自动充电。

在一可选的实施例中，上述根据充电口的定位结果对充电模块的充电枪的位置和充电枪的枪头的位置进行调整的一种实现方式可以为：

调整充电枪的位置，使得充电枪的枪头与充电口位于同一水平线上。

调整充电枪中的伸缩杆的长度，使得枪头与充电口的距离小于预置距离阈值。

本申请实施例中，先将充电枪的枪头与充电口调整到同一水平线上，此时充电枪的枪头朝向充电口，即枪头上的插针朝向充电口的充电针槽。然后，再调整充电枪中的伸缩杆的长度，使得伸缩杆带动设置于伸缩杆端部的枪头向充电口方向移动，直至枪头与充电口的距离小于预置距离阈值。

在一可选的实施例中，在对电动汽车的充电口进行定位之前还可以包括：

对电动汽车的车牌号进行识别。

可以利用安装在充电区域进口处的摄像头采集电动汽车的车牌号的图像，根据所采集的图像进行车牌号识别。

根据车牌号建立与电动汽车的通讯连接。

可以根据车牌号加载电动汽车的属性信息，该属性信息中可以包括电动汽车支持的无线网络类型；选择与上述无线网络类型适配的无线网络与电动汽车建立通讯连接。

通过建立的通讯连接接收电动汽车发送的充电指令。

该充电指令由电动汽车在完成预设工作后发送。其中，预设工作包括：打开车辆充电口的防护盖，开启设置于充电口的第二磁力线圈，以便第二磁力线圈产生第二磁极。

响应于接收到的充电指令，对电动汽车的充电口进行定位。

通常，在与电动汽车建立通讯连接后，可以直接对电动汽车的充电口进行定位，而无需等待电动汽车发送充电指令。

然而，考虑到后续步骤中需要与电动汽车进行信息交互，为保证通讯连接可用，以便于能够顺利为电动汽车充电，避免网络不可用无法对电动汽车充电带来的麻烦，本申请实施例中，是在接收到电动汽车发送的指令后才对电动汽车的充电口进行定位。若能接收到电动汽车发送的指令，说明通讯连接是可用的。

在一可选的实施例中，在启动充电模块之后，还可以包括：

若接收到充电结束指令，则关闭充电模块，以停止对电动汽车进行充电。

将枪头收回到充电枪内。

其中，充电结束指令可以是由电动汽车发送的，也可以是由工作人员对电动汽车自动充电系统中的预设按键进行操作而手动触发生成。

在一可选的实施例中，在启动充电模块之前，还可以包括：

启动设置于枪头的锁止机构，使得枪头固定于充电口。

以上给出了电动汽车自动充电系统对电动汽车自动充电的方法。下面说明对电动汽车充电时，电动汽车一侧的自动充电过程。

本申请实施例提供的电动汽车自动充电方法的另一种实现流程图如图2所示，可以包括：

步骤S21：获取启动指令。

该启动指令可以由电动汽车驾驶员对车内的预置按钮进行操作而触发生成。

步骤S22：响应于上述启动指令，打开电动汽车的充电口的防护盖，并开启设置于充电口的第二磁力线圈，以便第二磁力线圈产生第二磁极，使得当充电模块的充电枪的枪头与充电口位于同一水平线上，且枪头与充电口的距离小于预置距离阈值的情况下，在枪头的第一磁力线圈开启并产生与第二磁极相反的第一磁极后，枪头的插针与充电口的充电针槽对齐。

步骤S23：当接收到磁场关闭指令时，关闭第二磁力线圈；上述磁场关闭指令是在枪头从充电枪中弹出，使得枪头的插针插入充电口的充电针槽后收到的。

本申请提供的电动汽车自动充电方法，开启设置于充电口的第二磁力线圈，以便第二磁力线圈产生第二磁极，使得当充电模块的充电枪的枪头与充电口位于同一水平线上，且枪头与充电口的距离小于预置距离阈值的情况下，在枪头的第一磁力线圈开启并产生与第二磁极相反的第一磁极后，枪头的插针与充电口的充电针槽对齐，在将枪头从充电枪中弹出，使得枪头的插针插入充电口的充电针槽后，关闭引力磁场，启动充电模块对电动汽车充电，实现了对电动汽车进行灵活、快速的自动充电。

在一可选的实施例中，开启设置于充电口的第二磁力线圈后，还可以包括：

建立与电动汽车自动充电系统的通讯连接。

通过建立的通讯连接向电动汽车自动充电系统发送充电指令，指示电动汽车自动充电系统启动自动充电，即对所述电动汽车的充电口进行定位。

与方法实施例相对应，本申请还提供一种电动汽车自动充电系统。如图3所示，为本申请实施例提供的电动汽车自动充电系统的一种结构示意图，可以包括：

充电模块31，定位模块32，位置调整模块33，对接控制模块34和充电控制模块35；其中，

充电模块31用于对电动汽车充电。可以为充电桩，或者是充电机。该充电模块31包括充电枪，该充电枪的枪头设置有第一磁力线圈，且枪头的位置可调。

定位模块32用于对电动汽车的充电口进行定位。定位模块32可以利用双目识别算法对充电口进行定位。

该定位模块32可以包括：处理器和相距一定距离的两个摄像头，处理器通过上述相距一定距离的两个摄像头采集充电口的图像，处理器根据两个摄像头采集的图像对充电口进行定位。其中，当电动汽车需要充电时，需要停靠在预设的停车位，因此，上述两个摄像头设置在停车位附近。

位置调整模块33用于根据充电口的定位结果对充电模块的充电枪的位置和充电枪的枪头的位置进行调整，使得充电枪的枪头与充电口位于同一水平线上，且枪头与充电口的距离小于预置距离阈值。

对接控制模块34用于开启设置于枪头的第一磁力线圈，以便第一磁力线圈产生第一磁极，第一磁极与设置于充电口的第二磁力线圈产生的第二磁极相反，使得枪头的插针与充电口的充电针槽对齐；控制枪头从充电枪弹出，使得插针插入充电针槽；关闭第一磁力线圈和第二磁力线圈。

充电控制模块35用于启动充电模块，以对电动汽车充电。

本申请提供的电动汽车自动控制系统，先对电动汽车的充电口进行定位，然后把充电枪的枪头移动到充电口附近，并与充电口处于同一水平线上，然后通过引力磁场将枪头的插针与车辆的充电口的充电针槽对齐，最后将枪头从充电枪中弹出，使得枪头的插针插入充电口的充电针槽，关闭引力磁场后，启动充电模块对电动汽车充电，实现了对电动汽车进行灵活、快速的自动充电。

在一可选的实施例中，位置调整模块33可以包括：

第一调整子模块，用于调整充电枪的位置，使得充电枪的枪头与充电口位于同一水平线上。

可选的，第一调整子模块可以为多方向可移动机械臂。该多方向可移动机械臂的一种结构示意图如图4所示，可以包括：

垂直方向导轨41，水平方向导轨42和移动驱动模块43；其中，充电枪安装在移动驱动模块43上，充电枪的枪头朝向电动汽车。移动驱动模块43可滑动的安装在水平方向导轨42上，当移动驱动模块43在水平方向导轨42上滑动时，带动充电枪在水平方向上滑动。水平方向导轨42可以在垂直方向导轨41上滑动，带动充电枪在垂直方向上滑动。垂直方向导轨41和水平方向导轨42相互垂直或近似垂直。

第二调整子模块，用于调整充电枪中的伸缩杆的长度，使得枪头与充电口的距离小于预置距离阈值。

其中，充电枪中的伸缩杆的一种结构示意图如图5所示，该伸缩杆的A端可以向B端收缩，B端固定在充电枪内部，充电枪的枪头(图中未示出)可活动的安装在A端。枪头与电源之间的连接线位于伸缩杆内。本申请实施例中，枪头从充电枪弹出，是指枪头从伸缩杆的A端弹出，即枪头脱离伸缩杆插入充电口。

在一可选的实施例中，本申请提供的电动汽车自动充电系统还可以包括：

第一通讯模块，用于对电动汽车的车牌号进行识别；根据车牌号与电动汽车建立通讯连接；通过建立的通讯连接接收电动汽车发送的充电指令。

该第一通讯模块可以包括：摄像头，处理器和通信模块；其中，摄像头用于采集电动汽车的车牌号的图像，该摄像头可以安装在充电区域进口处。处理器根据所采集的图像进行车牌号识别。处理器可以根据车牌号加载电动汽车的属性信息，该属性信息中可以包括电动汽车支持的无线网络类型；选择与上述无线网络类型适配的无线网络模块与电动汽车建立通讯连接。

本申请实施例中，第一通讯模块支持多种类型的无线网络模块，以便于与支持不同网络类型的电动汽车建立无线网络连接。例如，第一通讯装置可以支持：WIFI网络，zigbee网络等等。

定位模块具体用于，响应于所述充电指令，对电动汽车的充电口进行定位。

在一可选的实施例中，充电控制模块35还可以用于，当接收到充电结束指令时，关闭充电模块，以停止对电动汽车充电；

对接控制模块34还可以用于，将枪头收回到充电枪内。可以借助枪头与电源间的连线对枪头的拉力将枪头收回到充电枪内。

具体的，若枪头是安装在伸缩杆的一端，则将枪头收回到充电枪内是指：将枪头收回到伸缩杆的一端，然后将收缩杆收回到充电枪内。

在一可选的实施例中，第一电磁线圈为管状电磁线圈，即第一电磁线圈不是实心的，而是中空的。其中，枪头的插针座位于管状电磁线圈的中空部分，枪头的插针则位于第一电磁线圈外侧。可选的，第一电磁线圈的外径与内径的差至少为1cm。

由于枪头上设置有多个插针，充电口对应设置有多个充电针槽，有些情况下，枪头的插针与充电口的充电针槽可能会发生错位。

在一可选的实施例中，为了降低错位发生的概率，第一电磁线圈可以设置为椭圆管电磁线圈，即第一电磁线圈的横截面呈椭圆环形。

在一可选的实施例中，为了降低错位发生的概率，第一电磁线圈可以由两个子电磁线圈构成，具体包括：

第一子电磁线圈，该第一子电磁线圈为管状电磁线圈，即第一子电磁线圈不是实心的，而是中空的。其中，枪头的插针座位于管状电磁线圈的中空部分，枪头的插针则位于第一子电磁线圈外侧。可选的，第一子电磁线圈的外径与内径的差至少为1cm。

第二子电磁线圈，该第二子电磁线圈设置于枪头的插针座的中央位置。可选的，第二子电磁线圈的直径至少为1cm

在一可选的实施例中，为了进一步降低错位发生的概率，甚至不发生错位，第一子电磁线圈可以为椭圆管电磁线圈。

在一可选的实施例中，第二子电磁线圈可以为实心电磁线圈。

如图6所述，为本申请实施例提供的枪头的一种结构示意图，包括：插针座61，插针62，第一子电磁线圈63和第二子电磁线圈64。

其中，第一子电磁线圈63为椭圆管电磁线圈。

第二子电磁线圈64为实心电磁线圈。

本申请实施例还提供一种电动汽车，本申请提供的电动汽车的一种结构示意图如图7所示，可以包括：

充电口71，获取模块72和磁场控制模块73；其中，

充电口71与电动汽车的电源连接，包括充电针槽和第二磁力线圈；

获取模块72用于获取启动指令；具体可以通过电动汽车内的按钮获取启动指令。即电动汽车的驾驶员通过操作该按钮触发上传启动指令。

磁场控制模块73用于响应于启动指令，打开电动汽车的充电口的防护盖，并开启第二磁力线圈，以便第二磁力线圈产生第二磁极，使得当充电模块的充电枪的枪头的第一磁力线圈开启并产生与第二磁极相反的第一磁极后，枪头的插针与充电针槽对齐；当接收到磁场关闭指令时，关闭第二磁力线圈；磁场关闭指令在枪头从充电枪中弹出，使得插针插入充电针槽后收到。

也就是说，电动汽车自动充电系统在将枪头插入充电口后，向电动汽车发送磁场关闭指令。

本申请提供的电动汽车，开启设置于充电口的第二磁力线圈，以便第二磁力线圈产生第二磁极，使得当充电模块的充电枪的枪头与充电口位于同一水平线上，且枪头与充电口的距离小于预置距离阈值的情况下，在枪头的第一磁力线圈开启并产生与第二磁极相反的第一磁极后，枪头的插针与充电口的充电针槽对齐，在将枪头从充电枪中弹出，使得枪头的插针插入充电口的充电针槽后，关闭引力磁场，启动充电模块对电动汽车充电，实现了对电动汽车进行灵活、快速的自动充电。

在一可选的实施例中电动汽车还可以包括：

第二通讯模块，用于建立与电动汽车自动充电系统的通讯连接，通过该通讯连接向电动汽车自动充电系统发送充电指令。

在一可选的实施例中，第二电磁线圈为管状电磁线圈，即第二电磁线圈不是实心的，而是中空的。其中，充电口的设置有充电针槽的本体位于管状电磁线圈的中空部分。可选的，第二电磁线圈的外径与内径的差至少为1cm。

由于枪头上设置有多个插针，充电口对应设置有多个充电针槽，有些情况下，枪头的插针与充电口的充电针槽可能会发生错位。

在一可选的实施例中，为了降低错位发生的概率，第二电磁线圈可以设置为椭圆管电磁线圈，即第二电磁线圈的横截面呈椭圆环形。

在一可选的实施例中，为了降低错位发生的概率，第二电磁线圈可以由两个子电磁线圈构成，具体包括：

第三子电磁线圈，该第三子电磁线圈为管状电磁线圈，即第三子电磁线圈不是实心的，而是中空的。其中，充电口的设置有充电针槽的本体位于管状电磁线圈的中空部分。可选的，第三子电磁线圈的外径与内径的差至少为1cm。

第四子电磁线圈，该第四子电磁线圈设置于充电口的设置有所述充电针槽的本体的中央位置。可选的，第四子电磁线圈的直径至少为1cm

为了进一步降低错位发生的概率，甚至不发生错位，在一可选的实施例中，第三子电磁线圈可以为椭圆管电磁线圈。

在一可选的实施例中，第四子电磁线圈可以为实心电磁线圈。

如图8所述，为本申请实施例提供的对应图6所示的枪头，电动汽车的充电口的一种结构示意图，包括：本体81，充电针槽82，第三子电磁线圈83和第四子电磁线圈84。

其中，第一子电磁线圈83为椭圆管电磁线圈。

第二子电磁线圈84为实心电磁线圈。

如图9所示，为本申请实施例提供的电动汽车充电控制系统的另一种结构示意图，可以包括：

控制器91，分别与所述控制器91连接的第一图像采集单元92，第二图像采集单元93，通讯装置94，充电机95和多方向可移动机械臂96(结构如图4所示)；其中，控制器91通过RS485线与其它各部分之间进行通信。

第一图像采集单元92设置于充电区域的入口处，用于采集电动汽车的车牌的图像。

第二图像采集单元93包括相距一定距离的两个图像采集子单元，设置于停车位附近，用于采集电动汽车的充电口的图像，由于停车区域内会设置多个停车位，以便可以同时对多辆电动汽车进行充电，因此，每个停车位附近均设置有第二图像采集单元93。

通讯装置94可以支持多种类型的无线网络模块，以便于与支持不同网络类型的电动汽车建立无线网络连接。

充电机95设置于停车位附近，即每个停车位对应一个充电机95，该充电机包括充电枪，该充电枪的枪头(具体结构见图6)设置有第一电磁线圈。该充电枪内设置有可伸缩杆，枪头设置在该伸缩杆的活动端，从而可以随着伸缩杆的伸缩而改变位置。控制器91还和枪头的电磁线圈电连接，并通过弹射机构与枪头连接。

多方向可移动机械臂96设置于停车位附近，即每个停车位对应一个多方向可移动机械臂96，用于挂载充电枪，并调整充电枪的水平位置或垂直位置。

基于图9所示系统，对电动汽车自动充电的过程可以为：

电动汽车进行充电区域时，第一图像采集单元92采集车牌号的图像，并上传给控制器91，控制器91通过图像处理识别出车牌号。

控制器91根据识别到的车牌号加载车辆的属性信息，该属性信息中包括电动汽车支持的无线网络类型；控制通讯装置94使用与上述无线网络类型适配的无线网络与电动汽车建立通讯连接。

电动汽车在停车位停靠后，车辆的驾驶员对车辆的充电按钮进行操作，以启动电动汽车的充电流程，此时电动汽车打开充电口的防护盖、车辆充电口(具体结构见图8)的第二电磁线圈，使得两个线圈产生同一极性的磁极(例如均为S极)，然后向控制器91发送充电指令。

控制器91接收到充电指令后，启动第二图像采集单元93。

第二图像采集单元93采集充电口的图像并上传给控制91。

控制器91根据双目定位算法计算充电口的坐标，并发送给多方向可移动机械臂96的移动驱动模块43。

移动驱动模块43调整充电枪的位置，使充电枪与充电口位于同一水平线上，即充电枪的枪头直对充电口。之后，控制伸缩杆伸缩，使得枪头移动到第一电磁线圈和第二电磁线圈通电后相互吸引时的最大磁力范围内。可以通过判断枪头与充电口的距离是否小于预设距离阈值判断枪头是否移动到上述最大磁力范围内。具体的，若枪头与充电口的距离小于预设阈值，确定枪头移动到了到上述最大磁力范围内。之后移动驱动模块43将调整结束指令发送给控制器91。

控制器91为枪头的外侧的椭圆管电磁线圈和插针底座中央的实心电磁线圈充电，使得两个线圈产生同一极性的磁极，但与充电口侧的电磁线圈产生的极性相反(例如，根据前边示例的充电口侧的磁极为S极，这里枪头侧的磁极为N极)。在磁场引力的作用下，枪头与充电口对齐。

控制器91向弹射机构发送控制信号，使得探测机构将枪头弹出充电枪，进而插入充电口，然后启动充电枪头的锁止机构，使得枪头与充电口锁止，然后关闭枪头的电磁线圈，并通过网络通知电动汽车关闭充电口的电磁线圈，在接收到电动汽车发送的电磁线圈关闭信息后，启动充电机，为电动汽车充电。

控制器91接收到电动汽车发送的充电完成/结束指令时，关闭充电机，停止为电动汽车充电，并控制与枪头连接的线缆回缩，以便将充电枪头带回到伸缩杆，最后伸缩杆回缩到充电枪内，整个自动充电流程结束。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、模块和方法，可以通过其它的方式实现。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

应当理解，本申请实施例中，从权、各个实施例、特征可以互相组合结合，都能实现解决前述技术问题。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种电动汽车自动充电方法，其特征在于，包括：

对所述电动汽车的充电口进行定位；

根据所述充电口的定位结果对充电模块的充电枪的位置和所述充电枪的枪头的位置进行调整，使得所述充电枪的枪头与所述充电口位于同一水平线上，且所述枪头与所述充电口的距离小于预置距离阈值；

开启设置于所述枪头的第一磁力线圈，以便所述第一磁力线圈产生第一磁极，所述第一磁极与设置于所述充电口的第二磁力线圈产生的第二磁极相反，使得所述枪头的插针与所述充电口的充电针槽对齐，其中，所述预置距离阈值为所述第一磁力线圈和所述第二磁力线圈的最大磁力范围；

控制所述枪头从所述充电枪弹出，使得所述插针插入所述充电针槽；

关闭所述第一磁力线圈和所述第二磁力线圈；

启动所述充电模块，以对所述电动汽车充电；

所述第一磁力线圈包括：第一子电磁线圈，所述第一子电磁线圈为管状电磁线圈，所述枪头的插针座位于所述管状电磁线圈的中空部分；第二子电磁线圈，所述第二子电磁线圈设置于所述枪头的插针座的中央位置；所述第一子电磁线圈为椭圆管电磁线圈；所述第二子电磁线圈为实心电磁线圈。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述充电口的定位结果对充电模块的充电枪的位置和所述充电枪的枪头的位置进行调整，包括：

调整所述充电枪的位置，使得所述充电枪的枪头与所述充电口位于同一水平线上；

调整所述充电枪中的伸缩杆的长度，使得所述枪头与所述充电口的距离小于预置距离阈值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述电动汽车的充电口进行定位之前，还包括：

对所述电动汽车的车牌号进行识别；

根据所述车牌号与所述电动汽车建立通讯连接；

通过所述通讯连接接收所述电动汽车发送的充电指令；

响应于所述充电指令，对所述电动汽车的充电口进行定位。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当接收到充电结束指令时，关闭所述充电模块；

将所述枪头收回到所述充电枪内。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在启动所述充电模块之前还包括：

启动设置于所述枪头的锁止机构，使得所述枪头固定于所述充电口。

6.一种电动汽车自动充电方法，其特征在于，包括：

获取启动指令；

响应于所述启动指令，打开所述电动汽车的充电口的防护盖，并开启设置于所述充电口的第二磁力线圈，以便所述第二磁力线圈产生第二磁极，使得当充电模块的充电枪的枪头与所述充电口位于同一水平线上，且所述枪头与所述充电口的距离小于预置距离阈值的情况下，在所述枪头的第一磁力线圈开启并产生与所述第二磁极相反的第一磁极后，所述枪头的插针与所述充电口的充电针槽对齐，其中，所述预置距离阈值为所述第一磁力线圈和所述第二磁力线圈的最大磁力范围；

当接收到磁场关闭指令时，关闭所述第二磁力线圈；所述磁场关闭指令在所述枪头的插针插入所述充电口的充电针槽后收到；所述第一磁力线圈包括：第一子电磁线圈，所述第一子电磁线圈为管状电磁线圈，所述枪头的插针座位于所述管状电磁线圈的中空部分；第二子电磁线圈，所述第二子电磁线圈设置于所述枪头的插针座的中央位置；所述第一子电磁线圈为椭圆管电磁线圈；所述第二子电磁线圈为实心电磁线圈。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在开启设置于所述充电口的第二磁力线圈后，还包括：

建立与电动汽车自动充电系统的通讯连接；

通过所述通讯连接向所述电动汽车自动充电系统发送充电指令。

8.一种电动汽车自动充电系统，其特征在于，包括：

充电模块，包括充电枪，所述充电枪的枪头设置有第一磁力线圈，所述枪头的位置可调；

定位模块，用于对所述电动汽车的充电口进行定位；

位置调整模块，用于根据所述充电口的定位结果对充电模块的充电枪的位置和所述充电枪的枪头的位置进行调整，使得所述充电枪的枪头与所述充电口位于同一水平线上，且所述枪头与所述充电口的距离小于预置距离阈值；

对接控制模块，用于开启所述第一磁力线圈，以便所述第一磁力线圈产生第一磁极，所述第一磁极与设置于所述充电口的第二磁力线圈产生的第二磁极相反，使得所述枪头的插针与所述充电口的充电针槽对齐；控制所述枪头从所述充电枪弹出，使得所述插针插入所述充电针槽；关闭所述第一磁力线圈和所述第二磁力线圈，其中，所述预置距离阈值为所述第一磁力线圈和所述第二磁力线圈的最大磁力范围；

充电控制模块，用于启动所述充电模块，以对所述电动汽车充电；

所述第一磁力线圈包括：第一子电磁线圈，所述第一子电磁线圈为管状电磁线圈，所述枪头的插针座位于所述管状电磁线圈的中空部分；第二子电磁线圈，所述第二子电磁线圈设置于所述枪头的插针座的中央位置；所述第一子电磁线圈为椭圆管电磁线圈；所述第二子电磁线圈为实心电磁线圈。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述位置调整模块包括：

第一调整子模块，用于调整所述充电枪的位置，使得所述充电枪的枪头与所述充电口位于同一水平线上；

第二调整子模块，用于调整所述充电枪中的伸缩杆的长度，使得所述枪头与所述充电口的距离小于预置距离阈值。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：

第一通讯模块，用于对所述电动汽车的车牌号进行识别；根据所述车牌号与所述电动汽车建立通讯连接；通过所述通讯连接接收所述电动汽车发送的充电指令；

所述定位模块用于，响应于所述充电指令，对所述电动汽车的充电口进行定位。

11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述充电控制模块还用于，当接收到充电结束指令时，关闭所述充电模块；

所述对接控制模块还用于，将所述枪头收回到所述充电枪内。

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