CN109195830A - 对于电动车辆的移动充电 - Google Patents

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Abstract

本文描述了用于电动车辆的移动充电的示例方法、设备和制品。本文公开的示例方法包括：确定移动充电车辆是否在距电动车辆的目标距离内；当所述移动充电车辆被确定为在所述目标距离内时将所述电动车辆切换到自主驾驶模式；以及从所述移动充电车辆接收能量以便为所述电动车辆的电池充电。

Description

对于电动车辆的移动充电
技术领域
本公开总体涉及电动车辆，且更具体地涉及对于电动车辆的移动充电。
背景技术
电动车辆(包括全电动车辆和混合动力电动车辆)采用一个或多个电池来存储电力。这些电池通常很大，以确保充足的驾驶里程。此类大型电池不仅制造昂贵，而且给车辆增加了相当大的重量。
发明内容
本文公开的示例电动车辆包括电池和用于电池的第一充电接口，该第一充电接口安置在电动车辆的外表面上。第一充电接口被配置为与移动充电车辆的铰接臂上的第二充电接口接合，以在电动车辆处于运动中时将来自移动充电车辆的能量源的能量传输到电池。
本文公开了一种用于为具有电池和第一充电接口的电动车辆充电的移动充电车辆。移动充电车辆包括：能量供应装置；铰接臂；第二充电接口，其耦合到铰接臂的端部；以及控制器，其用于在移动充电车辆正在移动时移动铰接臂以使第二充电接口与第一充电接口接合。
本文公开的示例设备包括：第一车辆，该第一车辆具有第一充电接口，该第一充电接口安置在形成于第一车辆的外表面中的凹部中；以及第二车辆，该第二车辆具有铰接臂。第二充电接口被承载在铰接臂的端部上。铰接臂用于在第一车辆和第二车辆正在移动时伸展第二充电接口以接合第一充电接口。
本文公开的示例方法包括：确定移动充电车辆是否在距电动车辆的目标距离内；当移动充电车辆被确定为在目标距离内时将电动车辆切换到自主驾驶模式；以及从移动充电车辆接收能量以便为电动车辆的电池充电。
本文公开的电动车辆包括：电池；用于电池的充电接口，其安置在电动车辆的外表面上；以及电荷监视系统。电荷监视系统用于确定移动充电车辆何时在距电动车辆的第一目标距离内，并且当移动充电车辆被确定为在第一目标距离内时将电动车辆切换到自主驾驶模式。
本文公开的示例方法包括：检测移动充电车辆何时在距电动车辆的第一目标距离内；当移动充电车辆被检测为在第一目标距离内时将电动车辆切换到自主驾驶模式；以及控制电动车辆以将移动充电车辆和电动车辆之间的距离减小到比第一目标距离更小的第二目标距离。
附图说明
图1示出了包括电动车辆和用于为电动车辆的电池充电的示例移动充电车辆的示例系统。
图2是图1的示例电动车辆的后视图，示出了用于直接连接接口的示例阴型连接器。
图3是在缩回位置的示例臂的俯视图，具有用于与图2的示例阴型连接器配合的示例阳型连接器。
图4是在展开位置或伸展位置的图3的示例臂的俯视图，其中示例阳型连接器与示例阴型连接器接合。
图5是图1的示例电动车辆和示例移动充电车辆的侧视图，具有用于无线充电的示例感应板。
图6是在展开位置的示例臂的俯视图，其中图5的示例感应板被接合。
图7是表示通过用图1的示例系统实现的移动充电车辆为电动车辆充电的示例方法的流程图。
图8是被构造为执行至少部分地由图7表示的示例机器可读指令以实现图1的示例系统的示例处理器系统的框图。
上述附图中示出了某些示例并在下面对其进行了详细描述。在描述这些示例时，使用类似或相同的附图标记来标识相同或相似的元件。附图未必按比例绘制，并且为了清楚和/或简明起见，附图的某些特征和某些视图可以按比例放大显示，或者示意性地显示。另外，在整个说明书中已经描述了若干示例。来自任何示例的任何特征可以包括、替换或以其他方式与来自其他示例的其他特征组合。
具体实施方式
电动车辆(EV)正变得越来越普遍。事实上，很多国家正在考虑对燃气车辆进行某些限制，从而增加对EV的需求。EV可以为完全依靠电力运行的全EV，也可以为包含两个动力源的混合动力EV：一个由电力供电，一个由燃气或某种其他燃料供电。全EV和混合动力EV两者都采用电池来存储用于为EV的马达供电的能量。在购买EV时，消费者通常希望电池含有比驾车到目的地(例如，上班)和返回(例如，回家)所需多得多的电力，以防消费者不得不进行额外的停靠或行程。例如，许多消费者希望电池的电池容量是通常需要的电池容量的2至3倍。例如，行驶50英里上下班的消费者通常希望车辆的充电范围为至少100至150英里，且多达300英里。因此，EV采用相对大型电池来制造，以满足消费者的需求。这些大型电池不仅昂贵，而且它们给车辆增加了相当大的重量，因此降低了车辆的效率。重量增加还意味着需要更坚固的底盘来支撑电池，这进一步增加了制造成本。
本文公开了用于为EV(全EV或混合EV)的电池再充电的示例方法、设备和制品。在一些示例中，可以在EV处于运动中时进行充电，这使得EV能够在停车站之间更频繁地充电，并且因此减少对更大电池的需求。因此，EV可以采用具有相对较小容量的电池，并且因此可以使用更小尺寸的电池。较小的电池相对较轻且制造更便宜。因此，所公开的方法、设备和制品降低了成本并提高了EV的燃料经济性。此外，本文公开的示例方法、设备和制品使得驾驶员能够对他们的驾驶里程更有信心，因为可以在EV在途中时执行移动充电操作并且对EV的干扰最小。
在一些公开的示例中，一个或多个移动充电车辆或单元(MCV)贯穿诸如城市或城镇的区域停驻或处于运动中。如果EV的电池的剩余能量或电荷变低(即，需要充电)，则可以请求(例如，手动地或自动地)移动充电操作。MCV中的一个被安排为在会合地点(例如，沿着高速公路的路段)与EV会合。EV包括用于电池的第一充电接口，该第一充电接口可从EV的外部进入。具体地，第一充电接口被安置在EV的外表面上(例如，在EV的后保险杠上)。如本文所用，“在外表面上”或“在外部”意指在车辆的最外表面上(例如，与最外表面齐平或从中突出)、在形成于车辆的最外表面的凹部中或在保护罩(诸如打开的门或可以穿透的橡胶密封件)的后面。示例MCV包括承载用于电池的第二充电接口的铰接臂或由MCV承载的其他电能供应源。当MCV定位在距EV的目标距离内时，铰接臂被伸展以使第二充电接口与第一充电接口接合。在一些示例中，充电接口之间的接合为直接连接。例如，移动充电车辆上的第二充电接口可以为阳型销连接器，且EV上的第一充电接口可以为阴型插口连接器。在其他示例中，第一充电接口和第二充电接口可以包括用于无线充电或不需要充电接口之间的固定物理接触的充电的感应板。
在一些示例中，移动充电车辆包括对准传感器，以用于使移动充电车辆上的第二充电接口与EV上的第一充电接口对准。在一些示例中，对准传感器被承载在臂的端部上(例如，邻近第二充电接口)。例如，对准传感器可以为相机、激光器、声学传感器(例如，声波或超声波传感器)中的一个或多个。在其他示例中，可以采用其他类型的对准传感器。例如，可以采用包括发送器(例如，红外光)和接收器(例如，红外传感器)的检测/对准系统。
在一些示例中，在臂的展开期间和/或在充电期间，EV切换到其中EV为自动驾驶的自主驾驶模式。在一些情况下，使EV处于自主驾驶模式确保EV是在考虑到MCV在EV附近(例如，后面)驾驶的情况下自动驾驶。例如，考虑到制动距离和/或其他路况和交通状况，可以更谨慎地驾驶EV。在一些示例中，MCV为自主驾驶或自动驾驶的。在一些示例中，EV和MCV彼此传送驾驶信息(例如，速度、方向、制动或加速量、路况、交通状况等)以使这两辆车的驾驶同步。这样，EV和/或MCV可以根据彼此调整它们的驾驶，以在进行充电时将车辆保持在目标距离(例如，期望范围)内。一旦充电完成或达到期望的充电量，臂就可以缩回并且EV可以继续前往其期望目的地。
在图1中示出用于通过移动充电车辆(MCV)104(例如，第二车辆)为电动车辆(EV)102(例如，第一车辆)充电的示例系统100。EV102可以为至少部分地由电池或另一存储能量源(例如，电容器)供电的任何车辆(例如，汽车)。电动车辆102可以为全EV(例如，完全由电力供电)或混合动力EV(例如，部分地由燃气或燃料供电并且部分地由电力供电)。
在所示示例中，EV 102包括电池106(例如，第一电池)。电池106可以为向EV 102的马达提供电力的一个电池或多个电池。MCV104包括电池108(例如，第二电池、能量供应装置)，该电池可包括一个或多个电池。在一些示例中，MCV 104的电池108被预先充电。另外或替代地，在一些示例中，MCV 104通过MCV 104的发动机(例如，经由交流发电机)和/或由MCV104承载的另一发动机(例如，发电机)为电池108充电。MCV 104可以为全EV、混合动力EV、燃气动力车辆、燃料电池车辆或具有能量供应装置的任何其他类型的车辆。
为了将来自MCV 104的电池108的能量传输到EV 102的电池106，EV 102包括用于电池106的第一充电接口110，并且MCV 104包括用于电池108的第二充电接口112。当第一充电接口110和第二充电接口112接合(例如，耦合或非常接近)时，能量可以从MCV 104的电池108传输到EV 102的电池106。换句话说，第一充电接口110被配置为与第二充电接口112接合，以将来自MCV 104的电池108的电能传输到EV 102的电池106。例如，第一充电接口110可以为阴型连接器，并且第二充电接口112可以为阳型连接器，反之亦然。
第一充电接口110将被安置在EV 102的外表面上。在所示示例中，第一充电接口110位于EV 102的后部114上(例如，在后保险杠上、后保险杠下方等)。第二充电接口112位于MCV 104的前部116上(例如，在前保险杠上、前保险杠下方或上方等)。具体地，第二充电接口112被承载在铰接臂118的端部上，该铰接臂可移动地耦合到MCV 104的前部116。控制臂118以使第二充电接口112向外移动并使第二充电接口112与第一充电接口110接合，如本文进一步详细公开的。
在所示示例中，EV 102包括电荷监视系统120，该电荷监视系统监视电池106中剩余的能量或电荷的水平。在一些示例中，当电池106中的剩余能量达到阈值(例如，10％容量)时，电荷监视系统120自动请求来自MCV(例如，MCV 104)的充电。另外或替代地，在一些示例中，用户(例如，EV 102的驾驶员)请求来自MCV的充电。
在一些示例中，系统100贯穿充电过程以多种模式或相位运行。例如，EV 102的电荷监视系统120和MCV 104的电荷监视系统122可以以不同的模式运行相应的车辆。一旦请求充电，系统100就协调MCV(诸如MCV 104)与EV 102之间的会合。在一些示例中，多个MCV贯穿区域(例如，城市)停驻。在一些示例中，MCV停驻在充电站并且正在为它们各自的电池充电。在会合模式(例如，第一模式)中，选定的MCV 104的电荷监视系统122将MCV 104导航到会合地点并且接近EV 102。可以被实现以协调MCV和EV之间的会合的示例方法、设备和制品在2016年5月25日提交的标题为“为电动车辆充电的方法和设备”的国际专利申请号PCT/US16/34103中公开，其全部内容以引用方式并入本文。
在所示示例中，EV 102包括全球定位系统(GPS)接收器124，并且MCV 104包括GPS接收器126。可以基于EV 102和MCV 104的位置来确定会合地点。在一些示例中，会合地点为一个范围。例如，会合地点可以为高速公路的四分之一英里路段，在那里，MCV 104被安排为与EV 102相遇。在一些示例中，MCV 104为自主驾驶的。MCV 104包括自主驾驶系统128，该自主驾驶系统使MCV 104自动驾驶到会合地点。可以基于EV 102和/或MCV 104的位置和/或预期位置的变化来不断更新会合地点。这样，EV 102可以不间断地继续前往其期望地点。在其他示例中，MCV 104为人驾驶的。
MCV 104驾驶到会合地点并接近EV 102的后部114，直到MCV104在距EV 102的目标距离内。一旦MCV 104在EV 102的目标距离内，系统100就以展开模式(例如，第二模式)运行，其中臂118展开以使第二充电接口112与第一充电接口110接合。在一些示例中，电荷监视系统120和/或电荷监视系统122基于由GPS接收器124、126确定的EV 102和MCV 104的相对位置来确定MCV 104是否在目标距离内。在一些示例中，诸如雷达、超声波、相机等的车辆目标检测传感器可用于确定EV 102和MCV 104的相对位置。另外或替代地，来自对准传感器(例如，诸如图3的对准传感器322)的对准信息可用于确定MCV 104是否在距EV 102的目标距离内。
在一些示例中，目标距离是基于以下各项中的一个或多个：EV102的尺寸；MCV 104的尺寸；EV 102的速度；MCV 104的速度；臂118的可达距离；路况(例如，坑洞、结冰路面等)；交通状况等。在一些示例中，目标距离为一个范围。例如，目标距离可以为其中MCV 104的前部116的中心要停留的区域，诸如在EV 102的后部114的中间的后面3'至6'的距离内以及距EV 102的后部114的中间的任一侧的2'内。在其他示例中，目标距离可以为其他范围。在此范围内，臂118可操作以使第二充电接口112与第一充电接口110接合以进行充电(如本文进一步详细公开的)。在所示示例中，MCV 104包括臂控制器130，以用于控制臂118以使第二充电接口112与第一充电接口110接合。
一旦第二充电接口112与第一充电接口110接合，系统100就以充电模式(例如，第三模式)运行。例如，EV 102的电荷监视系统120和MCV 104的电荷监视系统122切换到充电模式，并且能量从MCV的电池108传输到EV 102的电池106。在一些示例中，在展开模式和/或充电模式期间，EV 102和/或MCV 104切换到自主驾驶模式(例如，自动驾驶模式)。例如，一旦MCV 104在目标距离内，EV 102的电荷监视系统120就可以将EV 102切换到自主驾驶模式。另外或替代地，MCV 104的电荷监视系统122可以将MCV 104切换到自主驾驶模式。在所示示例中，EV 102包括自主驾驶系统132，该自主驾驶系统操作以自动驾驶EV 102。自主驾驶系统132基于MCV 102在EV 102附近(例如，后面)的考虑来驾驶EV 102。例如，自主驾驶系统132可以使EV 102以相对较慢的速度驾驶、进行更宽范围的转弯、允许EV 102与前方车辆之间有更多空间(例如，以使EV 102能够以较低的速率加速和减速)等。在一些示例中，自主驾驶系统132可以考虑路况(例如，坑洞、结冰路面等)和/或交通状况。
在一些示例中，在将EV 102切换到自主驾驶模式之后，控制EV102以将MCV 104和EV 102之间的距离减小到比初始目标距离更近的第二目标距离。例如，MCV 104可以驾驶到会合地点并接近EV 102的后部114，直到MCV 104在第一目标距离内。第一目标距离可以为例如10'至20'的范围。当MCV 104在距EV 102的第一目标距离内时，EV 102的电荷监视系统120将EV 102切换到自主驾驶模式。EV102和/或MCV 104随后被自主地控制(例如，经由相应的自主驾驶系统132、128)以将EV 102和MCV 104之间的距离减小到比第一目标距离更小的第二目标距离。例如，第二目标距离可以为3'至6'。例如，EV 102可以降低其速度。另外或替代地，EV 102可以将驾驶指令(例如，经由通信系统134(图1))发送到MCV 104以减小MCV104与EV102之间的距离。电荷监视系统120和/或电荷监视系统122确定MCV104是否在第二目标距离内(例如，通过检测从GPS接收器124、126、对准传感器322等获得的EV 102和MCV104的相对位置)。一旦MCV104在第二目标距离内，臂118就可以展开以使第二充电接口112与第一充电接口110接合，并且能量可以从MCV 104传输到EV 102。在一些示例中，在将MCV104移动得更靠近EV 102(在臂118展开的情况下)之前将EV 102切换到自主驾驶模式提高了该过程的安全性。在其他示例中，可以采用多于两个目标距离。
当EV 102行驶时，使MCV 104同步以与EV 102一起行驶(例如，经由自适应巡航控制或另一自主控制)。在一些示例中，MCV 104包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器自动检测EV 102的位置并调整MCV 104的速度、方向等以停留在目标距离内。在一些示例中，将驾驶信息传送到MCV 104，使得MCV 104可以使其驾驶同步。在所示示例中，EV 102包括通信系统134，并且MCV 104包括通信系统136。通信系统134、136可以为例如专用短程通信(DSRC)。DSRC为可允许高速率的数据传输的双向中短程无线通信能力。在其他示例中，通信系统134、136可以采用蓝牙、无线电和/或任何其他车辆对车辆(V2V)通信装置。驾驶信息(例如，速度、转向、预期制动等)从EV 102传输到MCV 104。MCV 104的自主驾驶系统128使用驾驶信息来调整其速度、转向等以停留在目标距离内。
在其他示例中，EV 102不是自主驾驶的，并且EV 102的驾驶员在展开和/或充电模式时继续控制EV 102。在此种示例中，EV 102包括驾驶检测系统138。驾驶检测系统138接收来自转向柱的输入、制动踏板的位置、加速踏板的位置、速度计等。驾驶信息类似地传输到MCV 104，使得MCV 104可以调整其速度、转向等以停留在目标距离内。
在充电完成之后，系统100以分离模式运行。在一些示例中，电荷监视系统120确定电池106何时进行充电并且请求(例如，使用通信系统134)脱离接合。电荷监视系统122使用臂控制器130来使第二充电接口112与第一充电接口110脱离接合。EV 102继续前往其期望位置，且然后，MCV 104可以被重定向到新的目的地(例如，返回到充电站)。在一些示例中，EV 102和/或MCV 104切换回手动模式。可以看出，在充电过程中并不要求EV 102停靠、减速或改变其路线。因此，EV 102可以在干扰最小的情况下继续前往其期望目的地。
在一些示例中，能量经由第一充电接口110和第二充电接口112之间的直接或物理连接来传输。图2示出了EV 102的显示出第一充电接口110的后部114。在所示示例中，第一充电接口110被实现为阴型插口连接器200(例如，阴型连接器)。第一充电接口110被安装在形成于EV 102的后部114中(例如，形成在EV 102的外表面中)的凹部202(例如，喷嘴)中。在所示示例中，凹部202为圆锥形的，这有助于使第二充电接口112与第一充电接口110对准或对接。在其他示例中，凹部202可以具有不同的形状。在一些示例中，阴型插口连接器200未安置在凹部中(例如，与EV 102的后部114齐平或平坦)。
图3是示出了在缩回位置的臂118的俯视图，且图4是示出了在展开位置的臂118的俯视图。例如，在展开模式期间，臂118可以在缩回位置和展开位置之间伸展。在所示示例中，臂118包括第一臂部分300，该第一臂部分在第一接头302处可旋转地耦合到MCV 104的前部116。第一臂部分300可经由第一马达304(例如，执行器)围绕第一接头302旋转。第一马达304还使第一臂部分300垂直地移动，使得臂118可以根据需要上下移动。在所示示例中，第二臂部分306在第二接头308处可旋转地耦合到第一臂部分300的端部。第二臂部分306可经由第二马达310围绕第二接头308旋转。在所示示例中，第二充电接口112在第三接头312处可旋转地耦合到第二臂部分306的端部。第二充电接口112可经由第三马达314围绕第三接头312旋转。臂控制器130(图1)控制第一马达304、第二马达310和第三马达314以使第二充电接口112朝向或远离第一充电接口110移动。充电电缆或电线316从MCV 104延伸到第二充电接口112，并将电池108(图1)耦合到第二充电接口112。
为了使第二充电接口112朝向第一充电接口110偏置并保持相对紧密的连接，臂118包括具有弹簧320的减震器或支柱318。弹簧320用于吸收回弹或扰动。在所示示例中，支柱318耦合到第二臂部分306的端部，并且第二充电接口112耦合到支柱318(即，支柱耦合在第二充电接口112和第二臂部分306之间)。弹簧320使第二充电接口112向外偏置(例如，远离MCV 104的前部116)。在一些示例中，控制臂118以在第二充电接口112与第一充电接口110接合时施加预定量的力，所述力部分地或完全地压缩弹簧320，如图4所示。因此，如果EV102和/或MCV 104彼此分开、彼此相向移动或者相对于彼此以其他方式经历小的运动(例如，由道路上的隆起引起)，则弹簧320保持偏置力以保持第二充电接口112与第一充电接口110接合。在一些示例中，提供闩锁或锁(例如，具有有限的锁定力或释放阈值)以将第二充电接口112暂时耦合到第一充电接口110。在其他示例中，未提供锁或闩锁装置，使得如果经历了显著偏离，则第二充电接口112可以容易地从第一充电接口110脱开，从而使损坏的可能性最小化。
在一些示例中，采用对准传感器322来使第二充电接口112与第一充电接口110对准。在所示示例中，对准传感器322被承载在臂118的与第二充电接口112邻近的端部上。对准传感器322检测第一充电接口110的位置或地点并将第一充电接口110和第二充电接口112之间的相对位置传送到臂控制器130(图1)，该臂控制器使用该信息来控制臂118(例如，经由第一马达304、第二马达310和/或第三马达314)以使第二充电接口112朝向第一充电接口110移动。对准传感器322可以为例如相机、激光器、雷达、声波传感器(例如，超声波传感器)或微波激射器中的一个或多个。在其他示例中，可以采用其他类型的对准传感器。例如，对准传感器322可以包括GPS接收器。对准传感器322可以基于对准传感器322的位置与第一充电接口110的位置之间的相对位置来对准第二充电接口112。在一些示例中，除了从EV102发送的驾驶信息之外或作为其替代，对准传感器322将相对位置传送到MCV 104的自主驾驶系统128，使得MCV 104可以调整其速度、方向等以停留在目标距离内。
在一些示例中，对准传感器322耦合到另一其他位置，以用于检测第一充电接口110和第二充电接口112的相对位置。例如，在一些示例中，对准传感器322被安装在EV 102上，并且对准传感器322检测第二充电接口112的位置并将该位置(例如，经由通信系统130(图1))传送到MCV 104。臂控制器130(图1)基于由对准传感器322检测到的位置来控制臂118。在一些示例中，采用多个对准传感器(和/或接收器)。
依据第二充电接口112相对于第一充电接口110的位置，臂118移动以使第二充电接口112与第一充电接口110接合。另外或替代地，可以控制EV 102和/或MCV 104的速度和/或方向以调整第一充电接口110和第二充电接口112之间的相对位置。在所示示例中，第二充电接口112被实现为阳型销连接器324(例如，阳型连接器)，并且第一充电接口110为阴型插口连接器200。因此，控制臂118以将阳型销连接器324插入阴型插口连接器200中，如图4所示。当第二充电接口112接近时，凹部202的圆锥形形状有助于使第二充电接口112(例如，阳型销连接器324)与第一充电接口110(例如，阴型插口连接器200)对准。在所示示例中，第二充电接口112包括成角度的或锥形的表面326。当第二充电接口112朝向第一充电接口110移动时，锥形表面326接合凹部202的圆锥形壁以使第二充电接口112和第一充电接口110对准。
在所示示例中，第二充电接口112被实现为阳型销连接器324，并且第一充电接口110被实现为阴型插口连接器200。阳型销连接器324可以为2销连接器、3销连接器、4销连接器等。在其他示例中，可以实现其他类型的直接连接连接器，诸如圆柱形连接器。在一些示例中，第二充电接口112被实现为阴型插口连接器，并且第一充电接口110被实现为阳型销连接器。
图5和图6示出了可以被实现以将能量从MCV 104传输到EV102的另一示例充电接口。示例充电接口采用感应充电(例如，无线充电)。在所示示例中，第一充电接口110包括感应接收板500(例如，第一板)，并且第二充电接口112包括感应发射板502(例如，第二板)。感应发射板502包括初级线圈，并且感应接收板500包括次级线圈。为了发射功率，感应接收板500和感应发射板502彼此靠近定位(例如，在板500、502之间无物理接触)或彼此直接接触。当感应接收板500和感应发射板502在一定距离内时，可以经由感应耦合传输电力。
在所示示例中，感应接收板500具有比感应发射板502更大的表面积。例如，感应接收板500可以为12英寸(”)x 8”，并且感应发射板502可以为6”x 4”。尺寸差使得感应发射板502能够前后和/或左右移动，同时仍保持与感应接收板500的感应耦合。在其他示例中，板500、502可以为其他尺寸。在其他示例中，感应发射板502具有比感应接收板500更大的表面积。
在图6中，臂118处于伸展位置或展开位置。在一些示例中，控制臂118以使感应发射板502与感应接收板500接合。板500、502可以彼此滑动，同时仍保持无线感应连接。例如，如果EV 102和MCU 104之间的距离或位置改变，则板500、502可相对于彼此滑动。例如，如果臂118不包括弹簧或其他偏置构件，则这可能是有利的。在其他示例中，控制臂118以将感应发射板502定位成与感应接收板500接近或相邻(例如，2”远)而不接触感应接收板500。在一些示例中，感应接收板500和/或感应发射板502被诸如塑料的材料覆盖，在感应接收板500和感应发射板502之间产生小的间隙，从而为板500、502提供保护。覆盖也可以更加美观(例如，通过隐藏感应接收板500和/或感应发射板502的金属板)。
在图5和图6的所示示例中，感应接收板500朝向地面向下成角度，并且感应发射板502远离地面向上成角度。这样，在感应发射板502和感应接收板500之间形成平坦的接触表面。在其他示例中，感应发射板502和感应接收板500可以具有不同的角度(例如，垂直的、水平的)。
在图1至图6的所示示例中，第一充电接口110在EV 102的后部114上，且第二充电接口112在MCV 104的前部116上。然而，在其他示例中，第一充电接口110和/或第二充电接口112的位置可以不同。例如，第一充电接口110可以替代地在EV 102的前部上，并且第二充电器接口112可以在MCV104的后部上。在其他示例中，第一充电接口110可以在EV 102的一侧上，并且第二充电接口112可以在MCV 104的一侧上。
尽管图1中示出了实现系统100的示例方式，但图1中示出的元件、过程和/或装置中的一个或多个可被组合、分开、重新布置、省略、消除和/或以任何其他方式实现。此外，示例电荷监视系统120、示例电荷监视系统122、示例自主驾驶系统128、示例臂控制器130、示例自主驾驶系统132、示例通信系统134、示例通信系统136、示例驾驶检测系统138和/或更一般地，图1的示例系统100可以由硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合来实现。因此，例如，示例电荷监视系统120、示例电荷监视系统122、示例自主驾驶系统128、示例臂控制器130、示例自主驾驶系统132、示例通信系统134、示例通信系统136、示例驾驶检测系统138和/或更一般地，示例系统100中的任何一个可以由一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、一个或多个可编程处理器、一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个可编程逻辑装置(PLD)和/或一个或多个现场可编程逻辑装置(FPLD)实现。当阅读本专利的设备或系统权利要求中的任一个以涵盖纯软件和/或纯固件实现方式时，示例电荷监视系统120、示例电荷监视系统122、示例自主驾驶系统128、示例臂控制器130、示例自主驾驶系统132、示例通信系统134、示例通信系统136和/或示例驾驶检测系统138中的至少一个在此明确定义为包括存储软件和/或固件的有形计算机可读存储装置或存储盘诸如存储器、数字通用盘(DVD)、光盘(CD)、蓝光盘等。此外，图1的示例100可以包括附加于或代替图1中示出的那些的一个或多个元件、过程和/或装置，和/或可包括示出的元件、过程和装置中的任何或全部中的超过一个。
在图7中示出了表示用于实现以下各项的示例方法700的流程图：电荷监视系统120、示例电荷监视系统122、示例自主驾驶系统128、示例臂控制器130、示例自主驾驶系统132、示例通信系统134、示例通信系统136、示例驾驶检测系统138，和/或更一般地，图1的示例系统100。在该示例中，可以使用机器可读指令来实现方法700，所述机器可读指令包括用于由处理器执行的程序，所述处理器诸如在下面结合图8讨论的示例处理器平台800中示出的处理器812。该程序可以体现在存储在有形计算机可读存储介质诸如CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字通用盘(DVD)、蓝光盘或与处理器812相关联的存储器上的软件中，但整个程序和/或其部分可以替代地由除处理器812之外的装置执行和/或体现在固件或专用硬件中。此外，尽管参考图7中示出的流程图描述了示例程序，但可以替代地使用实现示例系统100的许多其他方法。例如，框的执行次序可以改变，和/或所描述的一些框可以被改变、消除或组合。
如上所述，图7的示例方法700可以使用编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现，所述编码指令存储在有形计算机可读存储介质上，诸如硬盘驱动器、快闪存储器、只读存储器(ROM)、光盘(CD)、数字通用盘(DVD)、高速缓存、随机存取存储器(RAM)和/或其中信息被存储任何持续时间(例如，用于长时间地、永久地、(简要地说)暂时地缓冲和/或用于高速缓存信息)的任何其他存储装置或存储盘。如本文所用，术语有形计算机可读介质明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储装置和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。如本文所用，“有形计算机可读存储介质”和“有形机器可读存储介质”可互换使用。另外或替代地，图7的示例过程700可以使用编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现，所述编码指令存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质上，诸如硬盘驱动器、快闪存储器、只读存储器、光盘、数字通用盘、高速缓存、随机存取存储器和/或其中信息被存储任何持续时间(例如，用于长时间地、永久地、(简要地说)暂时地缓冲和/或用于高速缓存信息)的任何其他存储装置或存储盘。如本文所用，术语非暂时性计算机可读介质明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储装置和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。如本文所用，当短语“至少”被用作权利要求的前序中的过渡术语时，其与术语“包括”一样是开放式的。
示例方法700用于通过MCV为EV充电。结合图1的示例系统100公开了示例方法700。然而，在其他示例中，可以采用其他系统来执行示例方法700。
在框702处，EV 102的电荷监视系统120确定电池106是否需要充电。在一些示例中，当电池106达到阈值(例如，10％容量)时，电荷监视系统120自动请求充电。另外或替代地，在一些示例中，由EV 102的驾驶员和/或另一操作员手动地请求充电。EV 102向MCV诸如MCV 104发送接收来自MCV 104的充电的请求。如果不请求充电，则示例方法700继续监视电池106的电荷。
一旦从EV 102发送接收来自MCV 104的充电的请求，就将MCV104导航到会合地点(框704)。如本文所公开的，MCV 104的电荷监视系统122可以切换到会合模式，其中MCV 104被导航到会合地点。
在框706处，电荷监视系统120和/或电荷监视系统122确定MCV104是否在距EV 102的目标距离内。例如，目标距离可以为范围(例如，在EV 102后面2'至6'以及距EV 102的后部114的中心的任一侧3')。在一些示例中，电荷监视系统120和/或电荷监视系统122基于来自GPS接收器124、126的输入和/或来自对准传感器322(图3)的对准信息确定MCV 104是否在目标距离内。如果MCV 104不在距EV 102的目标距离内，则MCV 104继续朝向会合地点行驶(框704)，直到MCV 104在目标距离内。
一旦MCV 104在目标距离内，EV 102和/或MCV 104就可以在展开模式下运行。在框708处，EV 102和/或MCV 104切换到自主驾驶模式。例如，当MCV 104被检测为在目标距离内时，EV 102的电荷监视系统120可以将EV 102切换到自主驾驶模式。如图1所示，自主驾驶系统128驾驶MCV 104，并且自主驾驶系统132驾驶EV102。在框710处，使用通信系统134、136在EV 102和MCV 104之间传送驾驶信息。驾驶信息可包括EV 102的速度、MCV 104的速度、EV102的行驶方向、MCV 104的行驶方向、EV 102的预期制动、路况、交通状况等。在一些示例中，MCV 104接收驾驶信息并调整MCV 104的速度、方向等以使EV 102与MCV 104之间的驾驶运动同步。
在框712处，电荷监视站122控制臂118(经由臂控制器130)以使第二充电接口112在MCV 104处于运动中时朝向第一充电接口110移动。在一些示例中，采用直接连接充电接口。例如，在图2至图4中，第二充电接口112包括阳型销连接器324，并且EV 102上的第一充电接口110包括阴型插口连接器200。在其他示例中，诸如在图5和图6中，可以实现无线充电接口。在此种示例中，控制臂118以将感应发射板502与感应接收板502接合或者将感应发射板502定位成与感应接收板500接近或邻近，而不与感应接收板500物理地接触。
在一些示例中，在将EV 102切换到自主驾驶模式之后并且在展开臂118之前，可以控制EV 102(经由自主驾驶系统132)以将MCV104和EV 102之间的距离减小到比初始目标距离更近的第二目标距离。例如，电荷监视系统120可以检测MCV 104何时在距EV 102的第一目标距离(例如，10'至30')内并且将EV 102切换到自主驾驶模式。然后，电荷监视系统120可以控制EV 102(经由自主驾驶系统132)以将EV 102和MCV之间的距离减小到第二目标距离(例如，3'至6')。一旦MCV 104在第二目标距离内，臂118就可以展开以使第二充电接口112与第一充电接口110接合，并且能量可以从MCV 104传输到EV 102。
在框714处，电荷监视系统120、122切换到充电模式，并且MCV104将来自电池108的能量传输到EV 102的电池106(例如，EV 102从MCV 104接收能量以便为电池106充电)。在一些示例中，充电操作(框714)持续约15分钟。在其他示例中，充电过程可以持续更长或更短。在框716处，电荷监视系统120在接收到能量的同时继续监视电池106的电荷水平。如果充电未完成，则MCV 104继续将能量传输到EV的电池106(框714)。
如果电荷监视系统120确定充电完成(例如，当电池106处于或接近100％容量时)(框718)，则缩回臂118以使第二充电接口112与第一充电接口110脱离接合，并且示例方法700在框720处结束。在一些示例中，EV 102向MCV 104发送指令(例如，经由通信系统134)以在电荷水平满足阈值水平时脱离接合。在臂118与EV 102脱离接合之后，EV 102继续前往其期望目的地，并且MCV 104可以被路由到新的目的地。在一些示例中，在MCV 104已经脱离接合之后，EV102切换回手动驾驶模式并且驾驶员取得对EV 102的控制。
图8是能够执行指令以实现图7的方法700和图1的系统100的示例处理器平台800的框图。处理器平台800可以为例如服务器、个人计算机、移动装置(例如，手机、智能电话、诸如iPadTM的平板电脑)、个人数字助理(PDA)、互联网设备、DVD播放器、CD播放器、蓝光播放器或任何其他类型的计算装置。
所示示例的处理器平台800包括处理器812。所示示例的处理器812为硬件。例如，处理器812可以由来自任何期望的系列或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器或控制器实现。
所示示例的处理器812包括本地存储器813(例如，高速缓存)。所示示例的处理器812经由总线818来与包括易失性存储器814和非易失性存储器816的主存储器通信。易失性存储器814可以由同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存储器(RDRAM)和/或任何其他类型的随机存取存储器装置实现。非易失性存储器816可以由快闪存储器和/或任何其他期望类型的存储器装置实现。对主存储器814、816的访问由存储器控制器来控制。
所示示例的处理器平台800还包括接口电路820。接口电路820可以由任何类型的接口标准实现，诸如以太网接口、通用串行总线(USB)接口和/或快速外围部件互连(PCIexpress)接口。
在所示示例中，一个或多个输入装置822连接到接口电路820。输入装置822允许用户将数据和命令输入到处理器812中。输入装置可以通过例如音频传感器、麦克风、相机(照相机或摄影机)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、跟踪板、轨迹球、等位点和/或语音识别系统来实现。
一个或多个输出装置824还连接到所示示例的接口电路820。输出装置824可以例如通过显示装置(例如，发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、触摸屏、触觉输出装置、打印机和/或扬声器)来实现。因此，所示示例的接口电路820通常包括图形驱动卡、图形驱动芯片或图形驱动器处理器。
所示示例的接口电路820还包括通信装置，诸如发射器、接收器、收发器、调制解调器和/或网络接口卡，以便于经由网络826(例如，以太网连接、数字用户线(DSL)、电话线、同轴电缆、蜂窝电话系统等)与外部机器(例如，任何种类的计算装置)的数据交换。
所示示例的处理器平台800还包括用于存储软件和/或数据的一个或多个大容量存储装置828。此类大容量存储装置828的示例包括软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、蓝光盘驱动器、磁盘冗余阵列系统和数字通用盘(DVD)驱动器。
用于实现图7的方法700的编码指令832可以存储在大容量存储装置828中、易失性存储器814中、非易失性存储器816中和/或可移除的有形计算机可读存储介质(诸如CD或DVD)上。
从前述内容可以理解，上文公开的方法、系统/设备和制品使得EV能够在EV行驶时进行充电。示例方法、系统/设备和制品形成了较不麻烦的充电过程，其使得能够更频繁、相对快速地为EV充电，并且与EV具有最小接口。EV可以采用具有较小容量的相对较小的电池，从而提高EV的效率并降低制造成本。因此，可以制造相对便宜的EV，其使燃气车辆的价格更具竞争力。
尽管本文已经公开了某些示例方法、设备和制品，但本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利涵盖了完全落入本专利的权利要求范围内的所有方法、设备和制品。

Claims (20)

1.一种方法，其包括：
确定移动充电车辆是否在距电动车辆的目标距离内；
当所述移动充电车辆被确定为在所述目标距离内时，将所述电动车辆切换到自主驾驶模式；以及
从所述移动充电车辆接收能量以便为所述电动车辆的电池充电。
2.如权利要求1所述的方法，其还包括将驾驶信息从所述电动车辆传输到所述移动充电车辆。
3.如权利要求1所述的方法，其还包括从所述电动车辆发送请求以从所述移动充电车辆接收电荷。
4.如权利要求1所述的方法，其还包括在接收到所述能量时，监视所述电池的电荷水平。
5.如权利要求4所述的方法，其还包括从所述电动车辆向所述移动充电车辆发送指令以在所述电荷水平满足阈值水平时脱离接合。
6.如权利要求5所述的方法，其还包括在所述移动充电车辆已经脱离接合之后，将所述电动车辆切换到手动驾驶模式。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述电动车辆包括第一充电接口并且所述移动充电车辆包括由铰接臂承载的第二充电接口，所述方法还包括在接收到所述能量之前控制所述铰接臂以使所述第二充电接口与所述第一充电接口接合。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述第一充电接口包括感应接收板，并且所述第二充电接口包括感应发射板。
9.如权利要求8所述的方法，其中控制所述铰接臂以使所述第二充电接口与所述第一充电接口接合包括将所述感应发射板定位成与所述感应接收板邻近而不接触所述感应接收板。
10.一种电动车辆，其包括：
电池；
用于所述电池的充电接口，所述充电接口安置在所述电动车辆的外表面上；以及
电荷监视系统，以用于：
确定移动充电车辆何时在距所述电动车辆的第一目标距离内；并且
当所述移动充电车辆被确定为在所述第一目标距离内时，将所述电动车辆切换到自主驾驶模式。
11.如权利要求10所述的电动车辆，其还包括自主驾驶系统，以用于以所述自主驾驶模式驾驶所述电动车辆，所述自主驾驶系统用于控制所述电动车辆以将所述移动充电车辆与所述电动车辆之间的距离减小到比所述第一目标距离更小的第二目标距离。
12.如权利要求10所述的电动车辆，其还包括通信系统，以用于将驾驶信息传输到所述移动充电车辆，所述驾驶信息包括所述电动车辆的速度、所述电动车辆的方向、路况或交通状况中的至少一个。
13.如权利要求12所述的电动车辆，其中所述电荷监视系统用于在将能量从所述移动充电车辆传输到所述电动车辆时，监视所述电池的电荷水平。
14.如权利要求13所述的电动车辆，其中所述通信系统用于向所述移动充电车辆发送指令以在所述电荷水平满足阈值水平时脱离接合。
15.一种方法，其包括：
检测移动充电车辆何时在距电动车辆的第一目标距离内；
当所述移动充电车辆被检测为在所述第一目标距离内时，将所述电动车辆切换到自主驾驶模式；以及
控制所述电动车辆以将所述移动充电车辆和所述电动车辆之间的距离减小到比所述第一目标距离更小的第二目标距离。
16.如权利要求15所述的方法，其还包括检测所述移动充电车辆何时在所述第二目标距离内。
17.如权利要求16所述的方法，其还包括当所述移动充电车辆在所述第二目标距离内时，从所述移动充电车辆接收能量以便为所述电动车辆的电池充电。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述电动车辆包括第一充电接口并且所述移动充电车辆包括由铰接臂承载的第二充电接口，所述方法还包括当所述移动充电车辆在所述第二目标距离内时，控制所述铰接臂以使所述第二充电接口与所述第一充电接口接合。
19.如权利要求18所述的方法，其中控制所述铰接臂包括基于来自由所述铰接臂承载的传感器的对准数据来使所述第二充电接口与所述第一充电接口对准。
20.如权利要求15所述的方法，其中控制所述电动车辆包括将驾驶指令从所述电动车辆发送到所述移动充电车辆。
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