CN109733236B - 新能源汽车自动充电系统的运行控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源汽车自动充电系统的运行控制方法，充电准备阶段：控制系统通过车轮限位条上的压电传感器采集压力信息，获得新能源汽车两后轮的位置，参照受电侧底座在新能源车上的安装位置，计算出供电装置需移动的数据，控制系统通过控制移动支架的运行使供电装置到达指定位置，然后实现供电装置和受电装置的对接；充电阶段：控制系统通过对充电电流、电压、供电装置压电传感器的检测来判断充电状态；充电完成后：检测到新能源汽车电池已至充满状态后，控制系统关闭充电电源开关，将相关装置恢复至待充电状态，反馈充电完成信息。本发明效果好、使用操作方便。
Description
本申请是申请号：201811523021.6、申请日：2018.12.13、名称“汽车充电对接装置的运行控制方法”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种新能源汽车自动充电系统的运行控制方法。
背景技术
随着社会的进步，汽车的数量越来越多，汽车尾气对环境造成了较严重的负担。新能源汽车的出现，给环境问题的解决带来了希望。近年，得益于政府的政策，新能源汽车发展非常迅速，随之也带来了新的问题，即新能源车的充电问题，充电设施的配套数量和质量成了影响新能源汽车发展的重要因素之一。
现有的主要充电设施即充电桩有两种充电方式，有线方式和无线方式。基于有线的充电方式的充电桩，技术比较简单，依靠人工操作，自动化智能化程度不高。基于无线的充电技术仍在研究过程中，然而，无线充电技术的充电效率有待进一步提高，传输距离受到一定的限制，电磁泄露等可能会对人体造成一定的影响。还有一些在研的充电技术过于复杂，实用性、可维护性和成本方面都有待进一步优化改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种效果好的汽车充电对接装置的运行控制方法。
本发明的技术解决方案是：
一种汽车充电对接装置的运行控制方法，其特征是：所述汽车充电对接装置包括供电装置和受电装置，其特征是：所述供电装置包括供电侧底座、摄像头、供电对接头和供电电极；供电侧底座下方装配在移动支架上；供电侧底座上方呈阶梯柱状，可在一定范围内自由伸缩，也可使供电对接头沿竖直方向对称轴旋转，方便调整供电对接头高度和水平方向角度；供电对接头固装于供电侧底座顶端，供电侧底座顶端另设有摄像头；供电对接头上设有供电电极；供电对接头与供电侧底座的顶部之间设有压电传感器，压电传感器与控制系统连接，用于检测供电装置和受电装置对接时的作用力；摄像头与控制系统连接；
所述受电装置包括受电侧底座、受电对接头、受电电极和防护罩；受电对接头在受电侧底座上，受电对接头上设有受电电极，受电对接头上方设有防护罩用于防护受电对接头，受电侧底座用于将受电装置倒置固装在新能源汽车下方；
供电装置和受电装置处于对接状态时，供电装置在下方，受电装置在上方并处于倒置状态；控制系统可利用供电侧底座顶端的摄像头传回的图像对供电装置和受电装置的对接位置进行识别判断，对供电对接头进行必要的姿态调整；确认可以对接后，控制系统通过控制供电侧底座的伸缩，驱动供电对接头向上运动；当供电对接头与受电装置的防护内罩主开口两边边缘接触后，控制系统通过压电传感器（供电装置）来获得供电对接头两端受力信息；供电对接头与受电装置的防护内罩主开口边缘接触后，继续向上运动，防护内罩受力压缩防护内罩复位弹簧，至触及防护内罩挡板，防护内罩挡板复位弹簧可提供一定缓冲，此过程中，由于防护内罩和防护内罩挡板的相对位置发生变化，防护板动力臂限位装置会带动防护板动力臂绕防护板固定轴转动，导致防护板同时也绕防护板固定轴转动，从防护内罩侧面开口移出，打开防护内罩顶端主开口，外露受电对接头；当供电对接头对防护内罩压力达到限值时，控制系统通过控制供电侧底座，保持住供电对接头和受电对接头紧密对接状态，让供电电极和受电电极保持贴合达到充电要求；
供电装置与受电装置分离时，控制系统控制供电侧底座使供电对接头回缩，受电装置的防护内罩受力减小，防护内罩挡板复位弹簧和防护内罩复位弹簧分别逐渐恢复原有长度，防护内罩与防护内罩挡板之间距离增大，防护板动力臂限位装置带动防护板动力臂绕防护板固定轴转动，防护板最终完全覆盖防护内罩顶端主开口。
受电对接头呈Y形，受电对接头与受电侧底座由防护内罩挡板复位弹簧固接，供电装置与受电装置作用力过大时防护内罩挡板复位弹簧可被压缩。
所述防护罩包括防护外罩、防护内罩、防护板和防护内罩挡板；防护外罩与受电侧底座固装；防护内罩嵌套在防护外罩内，相对于防护外罩，可在一定范围内上下自由滑动，防护内罩通过防护内罩复位弹簧与防护内罩挡板连接，供电装置和受电装置对接时，防护内罩复位弹簧被压缩，防护内罩距防护内罩挡板近端可挤压在防护内罩挡板上；供电装置与受电装置不接触时，防护板覆盖住防护内罩顶端主开口，为受电对接头提供防护；防护内罩侧面有一开口，供电装置与受电装置对接时，防护板可由防护内罩侧面开口移出，从而打开防护内罩顶端主开口，外露受电对接头；防护内罩挡板与受电对接头固接；
防护板面为圆柱面的一部分；防护板圆弧端面的一边通过长杆固接在防护板固定轴上，防护板固定轴与受电对接头无接触，防护板固定轴的轴线在防护板面所在圆柱的中轴线上，防护板通过防护板固定轴装配在防护内罩上，防护板固定轴可沿轴线相对于防护内罩转动，防护板跟随防护板固定轴转动从而打开和关闭防护内罩顶端主开口；防护板固定轴上另设有防护板动力臂，防护内罩挡板上设有防护板动力臂限位装置；防护板动力臂限位装置用于限制防护板动力臂距防护板固定轴远端相对于防护内罩挡板的高度，在防护内罩上下移动时，带动防护板固定轴转动，也带动防护板绕防护板固定轴转动，从而控制防护内罩顶端主开口的开合；
防护板动力臂限位装置距防护内罩挡板远端设有水平方向的长形开孔，防护板动力臂距防护板固定轴远端设有防护板动力臂限位轴，防护板动力臂限位轴置于防护板动力臂限位装置的长形开孔内，正常工作时，防护板动力臂限位轴可在防护板动力臂限位装置的长形开孔内滑动。
本发明效果好、使用操作方便。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1 、图2是供电装置和受电装置对接时不同视角的两个视图。
图3 是新能源汽车停放状态示意图。
图4是载车板的示意图。
图5 供电装置示意图。
图6 受电装置示意图。
图7 是图6 不包含防护外罩的示意图。
图8 防护板打开状态下受电装置示意图。
图9 是图8 不包含防护外罩和防护内罩的示意图。
图10充电控制系统结构示意图。
图中，1、新能源汽车；2、载车板；3、车轮限位条；4、移动支架；5、供受电装置；6、供电装置；7、受电装置；8、供电对接头；9、供电电极；10、摄像头；11、供电侧底座；12、防护外罩；13、防护内罩；14、防护内罩复位弹簧；15、防护内罩挡板；16、防护内罩挡板复位弹簧；17、受电侧底座；18、受电对接头；19、受电电极；20、防护板；21、防护板固定轴；22、防护板动力臂；23防护板动力臂限位装置。
具体实施方式
一种汽车充电对接装置的运行控制方法，供电装置和受电装置处于对接状态时，供电装置在下方，受电装置在上方并处于倒置状态；控制系统利用供电侧底座顶端的摄像头传回的图像对供电装置和受电装置的对接位置进行识别判断，对供电对接头进行必要的姿态调整；确认可以对接后，控制系统通过控制供电侧底座的伸缩，驱动供电对接头向上运动；当供电对接头与受电装置的防护内罩主开口两边边缘接触后，控制系统通过压电传感器来获得供电对接头两端受力信息；供电对接头与受电装置的防护内罩主开口边缘接触后，继续向上运动，防护内罩受力压缩防护内罩复位弹簧，至触及防护内罩挡板，防护内罩挡板复位弹簧提供一定缓冲，此过程中，由于防护内罩和防护内罩挡板的相对位置发生变化，防护板动力臂限位装置会带动防护板动力臂绕防护板固定轴转动，导致防护板同时也绕防护板固定轴转动，从防护内罩侧面开口移出，打开防护内罩顶端主开口，外露受电对接头；当供电对接头对防护内罩压力达到限值时，控制系统通过控制供电侧底座，保持住供电对接头和受电对接头紧密对接状态，让供电电极和受电电极保持贴合达到充电要求；
供电装置与受电装置分离时，控制系统控制供电侧底座使供电对接头回缩，受电装置的防护内罩受力减小，防护内罩挡板复位弹簧和防护内罩复位弹簧分别逐渐恢复原有长度，防护内罩与防护内罩挡板之间距离增大，防护板动力臂限位装置带动防护板动力臂绕防护板固定轴转动，防护板最终完全覆盖防护内罩顶端主开口。
汽车充电对接装置，包括供电装置6和受电装置7。
供电装置安装在移动支架上，受电装置固装在新能源汽车下方，充电时供电装置和受电装置对接。
所述载车板设有新能源汽车入口。
采用上述汽车充电对接装置的新能源汽车自动充电系统，包括新能源汽车1、载车板2、车轮限位条3、移动支架4、供受电装置5、控制系统；新能源汽车位于载车板上，载车板上设有车轮限位条，载车板固装有移动支架；供受电装置处于移动支架和新能源汽车之间；控制系统用于充电过程的信息传输、数据处理和控制。
载车板上设有两个车轮限位条，车轮限位条上设有压电传感器（车轮限位条），压电传感器（车轮限位条）与控制系统连接。
移动支架固装于载车板下方，移动支架可使供电装置在一定的平面区域内移动至任意位置，便于供电装置和受电装置对接；载车板有一开口、供电装置由载车板开口向上伸出。
移动支架与控制系统连接。
车轮限位条上的压电传感器（车轮限位条）均匀设置在车轮限位条与新能源汽车车轮可能的接触位置。
所述供电装置包括供电侧底座11、摄像头10、供电对接头8和供电电极9；供电侧底座下方可装配在移动支架上；供电侧底座上方呈阶梯柱状，可在一定范围内自由伸缩，也可使供电对接头沿竖直方向对称轴旋转，方便调整供电对接头高度和水平方向角度；供电对接头固装于供电侧底座顶端，供电侧底座顶端另设有摄像头；供电对接头上设有供电电极。
供电侧底座与控制系统连接。
供电对接头与供电侧底座之间设有压电传感器（供电装置），压电传感器（供电装置）与控制系统连接，用于检测供电装置和受电装置对接时的作用力。
摄像头与控制系统连接。
所述受电装置包括受电侧底座17、受电对接头18、受电电极19和防护罩；受电对接头在受电侧底座上，受电对接头上设有受电电极，防护罩用于防护受电对接头，受电侧底座可用于将受电装置倒置固装在新能源汽车下方。
受电侧底座固装在新能源汽车下方距两后轮确定的位置。
受电对接头呈Y形，受电对接头与受电侧底座由防护内罩挡板复位弹簧16固接，供电装置与受电装置作用力过大时防护内罩挡板复位弹簧可被压缩。
所述防护罩包括防护外罩12、防护内罩13、防护板20和防护内罩挡板15；防护外罩与受电侧底座固装；防护内罩嵌套在防护外罩内，相对于防护外罩，可在一定范围内上下自由滑动，防护内罩通过防护内罩复位弹簧14与防护内罩挡板连接，供电装置和受电装置对接时，防护内罩复位弹簧被压缩，防护内罩距防护内罩挡板近端可挤压在防护内罩挡板上；供电装置与受电装置不接触时，防护板覆盖住防护内罩顶端主开口为受电对接头提供防护；防护内罩侧面有一开口，供电装置与受电装置对接时，防护板可由防护内罩侧面开口移出，从而打开防护内罩顶端主开口，外露受电对接头；防护内罩挡板与受电对接头固接。
供电装置和受电装置正常对接过程中，防护板在防护内罩中的位置确保防护板不会与供电对接头接触。
防护板面为圆柱面的一部分；防护板圆弧端面的一边通过长杆固接在防护板固定轴21上，防护板固定轴与受电对接头无接触，防护板固定轴的轴线在防护板面所在圆柱的中轴线上，防护板通过防护板固定轴装配在防护内罩上，防护板固定轴可沿轴线相对于防护内罩转动，防护板跟随防护板固定轴转动从而打开和关闭防护内罩顶端主开口；防护板固定轴上另设有防护板动力臂22，防护内罩挡板上设有防护板动力臂限位装置23；防护板动力臂限位装置用于限制防护板动力臂距防护板固定轴远端相对于防护内罩挡板的高度，在防护内罩上下移动时，带动防护板固定轴转动，也带动防护板绕防护板固定轴转动，从而控制防护内罩顶端主开口的开合。
防护板动力臂限位装置距防护内罩挡板远端设有水平方向的长形开孔，防护板动力臂距防护板固定轴远端设有防护板动力臂限位轴，防护板动力臂限位轴置于防护板动力臂限位装置的长形开孔内，正常工作时，防护板动力臂限位轴可在防护板动力臂限位装置的长形开孔内滑动。
供电对接头呈一字形，供电装置和受电装置对接时，供电对接头两端压在受电装置防护内罩主开口两边边缘上。
新能源汽车充电系统的运行控制方法：
充电准备阶段：待充电新能源汽车从载车板入口处倒车停至载车板上，车后轮嵌在两车轮限位条之间，由于车轮限位条的凸起，车主通过新能源汽车倒车时的卡顿以及车后部的起伏可判断是否停车到位；需充电时，触发开始充电控制装置，控制系统启动，控制系统通过车轮限位条上的压电传感器（车轮限位条）采集压力信息，获得新能源汽车两后轮的位置，参照受电侧底座在新能源车上的安装位置，计算出供电装置需移动的数据，控制系统通过控制移动支架的运行使供电装置到达指定位置，然后实现供电装置和受电装置的对接；对接异常时，通过异常报警装置反馈充电异常信息。
充电阶段：控制系统检测到供电装置和受电装置对接正常后，打开充电电源开关；充电时，控制系统通过对充电电流、电压、供电装置压电传感器的检测来判断充电状态；当发现充电异常时，控制系统立即关闭充电电源开关，并判断充电异常的原因，若控制系统判断无需人工干预可以解决异常，则按预订异常处理程序运行，若控制系统判断无法解决或多次运行异常处理程序仍无法解决异常，则复位供电装置至待充电状态，通过异常报警装置反馈充电异常信息。
充电完成后：检测到新能源汽车电池已至充满状态后，控制系统关闭充电电源开关，将相关装置恢复至待充电状态，反馈充电完成信息。
Claims (2)
1.一种新能源汽车自动充电系统的运行控制方法，其特征是：所述新能源汽车自动充电系统包括放置新能源汽车的载车板，载车板上设有车轮限位条，车轮限位条设有压电传感器，用于感知车轮位置信息，并将车轮位置信息传输给控制系统；载车板装有移动支架，移动支架上装供电装置，供电装置与设置在新能源汽车底部的受电装置配合组成供受电装置；控制系统接受压电传感器的信息、控制移动支架的移动，并控制充电的开始和停止；
充电准备阶段：待充电新能源汽车从载车板入口处倒车停至载车板上，车后轮嵌在两车轮限位条之间，由于车轮限位条的凸起，车主通过新能源汽车倒车时的卡顿以及车后部的起伏可判断是否停车到位；需充电时，触发开始充电控制装置，控制系统启动，控制系统通过车轮限位条上的压电传感器采集压力信息，获得新能源汽车两后轮的位置，参照受电侧底座在新能源车上的安装位置，计算出供电装置需移动的数据，控制系统通过控制移动支架的运行使供电装置到达指定位置，然后实现供电装置和受电装置的对接；对接异常时，通过异常报警装置反馈充电异常信息；
充电阶段：控制系统检测到供电装置和受电装置对接正常后，打开充电电源开关；充电时，控制系统通过对充电电流、电压、供电装置压电传感器的检测来判断充电状态；当发现充电异常时，控制系统立即关闭充电电源开关，并判断充电异常的原因，若控制系统判断无需人工干预可以解决异常，则按预订异常处理程序运行，若控制系统判断无法解决或多次运行异常处理程序仍无法解决异常，则复位供电装置至待充电状态，通过异常报警装置反馈充电异常信息；
充电完成后：检测到新能源汽车电池已至充满状态后，控制系统关闭充电电源开关，将相关装置恢复至待充电状态，反馈充电完成信息；
所述受电装置包括受电侧底座、受电对接头、受电电极和防护罩；受电对接头在受电侧底座上，受电对接头上设有受电电极，受电对接头上方设有防护罩用于防护受电对接头，受电侧底座用于将受电装置倒置固装在新能源汽车下方；
受电对接头呈Y形，受电对接头与受电侧底座由防护内罩挡板复位弹簧固接，供电装置与受电装置作用力过大时防护内罩挡板复位弹簧可被压缩；
所述防护罩包括防护外罩、防护内罩、防护板和防护内罩挡板；防护外罩与受电侧底座固装；防护内罩嵌套在防护外罩内，相对于防护外罩，可在一定范围内上下自由滑动，防护内罩通过防护内罩复位弹簧与防护内罩挡板连接，供电装置和受电装置对接时，防护内罩复位弹簧被压缩，防护内罩距防护内罩挡板近端可挤压在防护内罩挡板上；供电装置与受电装置不接触时，防护板覆盖住防护内罩顶端主开口为受电对接头提供防护；防护内罩侧面有一开口，供电装置与受电装置对接时，防护板可由防护内罩侧面开口移出，从而打开防护内罩顶端主开口，外露受电对接头；防护内罩挡板与受电对接头固接；
供电装置和受电装置正常对接过程中，防护板在防护内罩中的位置确保防护板不会与供电对接头接触；
防护板面为圆柱面的一部分；防护板圆弧端面的一边通过长杆固接在防护板固定轴上，防护板固定轴与受电对接头无接触，防护板固定轴的轴线在防护板面所在圆柱的中轴线上，防护板通过防护板固定轴装配在防护内罩上，防护板固定轴可沿轴线相对于防护内罩转动，防护板跟随防护板固定轴转动从而打开和关闭防护内罩顶端主开口；防护板固定轴上另设有防护板动力臂，防护内罩挡板上设有防护板动力臂限位装置；防护板动力臂限位装置用于限制防护板动力臂距防护板固定轴远端相对于防护内罩挡板的高度，在防护内罩上下移动时，带动防护板固定轴转动，也带动防护板绕防护板固定轴转动，从而控制防护内罩顶端主开口的开合；
防护板动力臂限位装置距防护内罩挡板远端设有水平方向的长形开孔，防护板动力臂距防护板固定轴远端设有防护板动力臂限位轴，防护板动力臂限位轴置于防护板动力臂限位装置的长形开孔内，正常工作时，防护板动力臂限位轴可在防护板动力臂限位装置的长形开孔内滑动。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车自动充电系统的运行控制方法，其特征是：所述供电装置包括供电侧底座、摄像头、供电对接头和供电电极；供电侧底座下方装配在移动支架上；供电侧底座上方呈阶梯柱状，可在一定范围内自由伸缩，也可使供电对接头沿竖直方向对称轴旋转，方便调整供电对接头高度和水平方向角度；供电对接头固装于供电侧底座顶端，供电侧底座顶端另设有摄像头；供电对接头上设有供电电极；供电对接头与供电侧底座的顶部之间设有压电传感器，压电传感器与控制系统连接，用于检测供电装置和受电装置对接时的作用力；摄像头与控制系统连接。
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| CN105564265A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-05-11 | 厦门新页科技有限公司 | 一种电动汽车的无线充电方法及系统 |
| CN206327172U (zh) * | 2016-12-26 | 2017-07-14 | 河南科技大学 | 一种电动汽车自动充电装置 |
| CN107825976A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-03-23 | 杭州电子科技大学 | 一种电动汽车无线充电装置及其充电方法 |
| CN108973724A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-12-11 | 四川长虹电器股份有限公司 | 适用于多种电动汽车的全自动充电系统及其实现方法 |
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2018
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