CN112477662B - 车辆充电系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种车辆充电系统，涉及电动车辆充电技术。车辆充电系统包括：充电桩，充电桩具有支撑主体、伺服滑台、插接装置和充电控制器；伺服滑台可滑动地设置于支撑主体；插接装置安装于伺服滑台；插接装置具有充电插头及位姿补偿机构；充电控制器安装于支撑主体；充电控制器与伺服滑台通信连接；车载受电装置，用于设置于车体；车载受电装置具有箱体、充电座及车载控制器；充电座及车载控制器设置于箱体内；充电座具有充电接口；车载控制器用于与充电桩的充电控制器通信连接。车辆充电系统能够根据充电指令及车载受电装置的位置信息，控制充电桩的插接装置与车辆的车载受电装置插接，触发充电操作，实现了自动对车辆进行充电。

Description

车辆充电系统

技术领域

本申请涉及电动车辆充电技术，尤其是涉及一种车辆充电系统。

背景技术

电动车是一种环保型交通工具，其上设置有储能器件为电动汽车提供行驶动力。当电力不足时通过充电桩为储能器件进行充电。目前，充电的过程均为人工操作，充电桩上设置有充电枪，操作人员手持充电枪插入车辆上的充电接口，然后按下充电桩上的充电按钮开始充电。充电桩或汽车通过指示灯示意电量是否充满，待充电完毕之后，操作人员手动拔出充电枪放回充电桩上。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种车辆充电系统。

本申请实施例提供一种车辆充电系统，包括：

充电桩，所述充电桩具有支撑主体、伺服滑台、插接装置和充电控制器；所述伺服滑台可滑动地设置于所述支撑主体；所述插接装置安装于所述伺服滑台；所述插接装置具有充电插头及位姿补偿机构；所述充电控制器安装于所述支撑主体；所述充电控制器与所述伺服滑台通信连接；

车载受电装置，用于设置于所述车体；所述车载受电装置具有箱体、充电座及车载控制器；所述充电座及车载控制器设置于所述箱体内；所述充电座具有充电接口；所述车载控制器用于与充电桩的充电控制器通信连接；

所述车载控制器用于在接收到充电启动指令时，获取车载受电装置和插接装置的插接状态，在所述插接状态为正常插接时，启动充电模式进行充电。

所述充电控制器用于在收到充电指令时，根据所述车载受电装置的位置控制所述伺服滑台运动，使得所述充电插头与车载受电装置的充电接口插接。

本申请实施例提供的车辆充电系统，能够根据充电指令及车载受电装置的位置信息，控制充电桩的插接装置与车辆的车载受电装置插接，触发充电操作，实现了自动对车辆进行充电，无需人工操作，提高了充电过程的智能性和充电效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为一示例性实施例提供的充电桩朝向车载受电装置运动时的示意图；

图2为一示例性实施例提供的充电座的局部示意图；

图3为一示例性实施例提供的车载受电装置的结构示意图一；

图4为一示例性实施例提供的车载受电装置的结构示意图二；

图5为一示例性实施例提供的充电桩与车载受电装置插接到位时的示意图；

图6为一示例性实施例提供的充电控制器与车载控制器的电连接示意图；

图7为一示例性实施例提供的车载充电系统中充电保护罩处于初始位置时的示意图；

图8为一示例性实施例提供的车载充电系统中充电保护罩处于罩设位置时的示意图。

附图标记说明：

1-车体；18-车载受电装置；181-箱体；182-充电座；1821-充电接口；1822-导向孔；183-防护板；184-车载控制器；

6-充电桩；61-支撑主体；62-伺服滑台；63-插接装置；64-充电控制器；

631-充电插头；632-位姿补偿机构；6321-支撑架；6322-第一安装板；6323-第二安装板；6324-第三安装板；6325-第一导向杆；6326-第一弹簧；6327-第二导向杆；6328-第二弹簧；6329-第三导向杆；6330-第三弹簧；

634-导向件；635-电磁锁；636-定位传感器；65-充电保护罩。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

相关技术中，充电的过程均为人工操作，充电桩上设置有充电枪，操作人员手持充电枪插入车辆上的充电接口，然后按下充电桩上的充电按钮开始充电。充电桩或汽车通过指示灯示意电量是否充满，待充电完毕之后，操作人员手动拔出充电枪放回充电桩上。

为了克服上述技术问题，本申请实施例提供一种车辆充电系统，能够根据充电指令及车载受电装置的位置信息，控制充电桩的插接装置与车辆的车载受电装置插接，触发充电操作，实现了自动对车辆进行充电，无需人工操作，提高了充电过程的智能性和充电效率。

下面结合附图1至图8所示，对本实施例的车辆充电系统进行举例说明。其中，为便于描述，以车体的横向为X轴，以车体的纵向为Y轴，以车体的高度方向为Z轴。

如图1所示，本实施例提供的车辆充电系统，包括：充电桩6及车载受电装置18。

如图1、图2、图5及图6所示，充电桩6具有支撑主体61、伺服滑台62、插接装置63和充电控制器64；伺服滑台62可滑动地设置于支撑主体61；插接装置63安装于伺服滑台62；插接装置63具有充电插头631及位姿补偿机构632；充电控制器64安装于支撑主体61；充电控制器64与伺服滑台62通信连接；

如图1、图3、图4、图5及图6所示，车载受电装置18用于设置于车体1；车载受电装置18具有箱体181、充电座182及车载控制器184；充电座182及车载控制器184设置于箱体181内；充电座182具有充电接口1821；车载控制器184用于与充电桩6的充电控制器64通信连接；

车载控制器184用于在接收到充电启动指令时，获取车载受电装置18和插接装置63的插接状态，在插接状态为正常插接时，启动充电模式进行充电。

充电控制器64用于在收到充电指令时，根据车载受电装置18的位置控制伺服滑台62运动，使得充电插头631与车载受电装置18的充电接口1821插接。

充电桩6通常设置于车辆场站、公交站台或者其他便于对车辆进行充电场所。示例性地，充电场所布设有多个停车位，在停车位旁边设置充电桩6。车辆驶入充电场并停在停车位内通过充电桩6进行充电。

充电桩6具有支撑主体61，支撑主体61是充电桩6的主要承载部件。支撑主体61可设置于地面上；或者，支撑主体61可挂设于侧壁等壁面；或者，支撑主体61可吊设于充电场上方搭建的顶棚等顶面。车载受电装置18可以设置在车辆的底部、侧面或顶部。

举例来说：当充电桩6设置在顶棚上，车载受电装置18设置在车顶且充电接口1821朝上时，车载控制器184可根据车载受电装置18的位置信息控制伺服滑台62带着充电插头631沿水平方向移动至与充电接口1821垂向对正，然后控制伺服滑台62带着充电插头631垂直向下移动至与充电接口1821插接。

当充电桩6设置在顶棚上，车载受电装置18设置在车辆侧面或底部且充电接口1821朝向侧面时，车载控制器184可根据车载受电装置18的位置信息控制伺服滑台62带着充电插头631垂向移动下落至与充电接口1821同一高度，然后水平移动至与充电接口1821对正，再控制伺服滑台62带着充电插头631水平移动至与充电接口1821插接。

当充电桩6设置在顶棚上，车载受电装置18设置在车辆侧面或底部且充电接口1821朝下时，车载控制器184可根据车载受电装置18的位置信息控制伺服滑台62带着充电插头631垂向移动下落至低于充电接口1821，然后水平移动至与充电接口1821对正，再控制伺服滑台62带着充电插头631向上移动至与充电接口1821插接。

当充电桩6设置在地面上，车载受电装置18设置在车顶且充电接口1821朝上时，车载控制器184可根据车载受电装置18的位置信息控制伺服滑台62带着充电插头631垂向上移动至高于充电接口1821，然后沿水平方向移动至与充电接口1821垂向对正，然后控制伺服滑台62带着充电插头631垂直向下移动至与充电接口1821插接。

当充电桩6设置在地面上，车载受电装置18设置在车顶、侧面或底部且充电接口1821朝向侧面时，车载控制器184可根据车载受电装置18的位置信息控制伺服滑台62带着充电插头631垂向移动、水平移动至与充电接口1821对正，再控制伺服滑台62带着充电插头631水平移动至与充电接口1821插接。

当充电桩6设置在地面上，车载受电装置18设置在车辆的侧面或底部且充电接口1821朝下时，车载控制器184可根据车载受电装置18的位置信息控制伺服滑台62带着充电插头631垂向移动下落至低于充电接口1821，然后水平移动至与充电接口1821对正，再控制伺服滑台62带着充电插头631向上移动至与充电接口1821插接。

为便于描述，下面不妨以充电桩6设置于地面、车载受电装置18设置在车顶、且充电接口1821朝向侧面为例来说明。

支撑主体61具有一定高度。支撑主体61的上部设置有伺服滑台62。伺服滑台62可滑动地设置于支撑主体61。插接装置63设置于伺服滑台62。插接装置63具有充电插头631及位姿补偿机构632。充电控制器64安装于支撑主体61。充电控制器64与伺服滑台62通信连接。另外，充电桩6还可设置有电压转换器件、电路保护器件等。

伺服滑台62可在充电控制器64的控制指令下带动插接装置63朝向车辆的车载受电装置18运动，直至充电插头631与车载受电装置18的充电接口1821插接到位，以对车辆进行充电。伺服滑台62还可在充电控制器64的控制指令下带动插接装置63远离车辆的车载受电装置18运动。

其中，伺服滑台62可以为多轴驱动机构，以在一定的距离范围内，伺服滑台62从对充电插头631具有位置调节功能。当需要车辆进行充电时，车辆的停车位置需使得车载受电装置18在伺服滑台62的调节范围内；一般来说，车载受电装置18与插接装置63的纵向调节范围在±25cm范围内，车载受电装置18与插接装置63的横向调节距离在±25cm范围内。

由于车辆实际载重、轮胎压力等因素会导致充电接口1821的实际高度与预设高度之间会产生偏差，因此，采用上述位姿补偿机构632带动充电插头631沿多个方向浮动，以适应充电接口1821的实际位置。位姿补偿机构具体可用于将充电插头631浮动连接至充电座182的充电接口1821中，避免充电插头631与充电座182硬性接触而损坏充电插头631和/或充电座182。

举例来说：伺服滑台62可以是三轴伺服滑台62，其可相对车载受电装置18沿X轴、Y轴、Z轴方向移动，即伺服滑台62可带动插接装置63沿X轴方向、Y轴方向及Z轴方向移动，以调整插接装置63的位置。位姿补偿机构632能够为充电插头631提供六自由度的浮动量，避免充电插头631与充电座182刚性连接而损坏，即位姿补偿机构632可为充电插头631提供沿X轴方向的前、后浮动量，沿Y轴方向的左、右浮动量，沿Z轴方向的上、下浮动量，便于充电插头631插入充电座182的充电接口1821。如此，在车辆的停靠位置会存在偏差，可通过伺服滑台62对充电插头631的位置进行快速调整，之后，再通过位姿补偿机构632对充电插头631的位置进行微调，以确保充电插头631能够快速与充电接口1821对准。

在其它示例中，伺服滑台62可以为平移机构，也即，伺服滑台62带动充电插头631朝向或远离车载受电装置18运动。位姿补偿机构632为多轴运动机构，多轴运动机构具有多自由度移动，利于确保插接装置63与车载受电装置18对准，利于充电插头631顺利插入充电座182的充电接口1821，避免充电插头631与充电座182硬性接触而损坏充电插头631和/或充电座182。

车载受电装置18设置在车辆的顶部，且位于靠近车辆的一侧边缘设置。车载受电装置18包括：箱体181及设于箱体181内的充电座182和车载控制器184。充电座182设置在车辆的侧面、前端、后端或顶部，充电座182设置有充电接口1821。充电接口1821朝向车辆的侧方设置。充电座182还可与设置于车辆的储能器件电连接。储能器件可设置在车辆的顶部或底部。储能器件可以为超级电容或蓄电池等。车载控制器184分别与各相关器件电连接，用于对充电前期、后期及充电过程进行控制。

在具体实现时，充电控制器64用于在收到充电指令时，根据车载受电装置18的位置控制伺服滑台62运动，使得充电插头631与车载受电装置18的充电接口1821插接。车载控制器184用于在接收到充电启动指令时，获取车载受电装置18和插接装置63的插接状态，在插接状态为正常插接时，启动充电模式进行充电。

充电指令可以为充电桩6发出的，例如：充电桩6上设置有充电按钮，操作人员按下充电按钮，产生充电指令。或者，充电指令也可以为车辆发出，例如：车辆上设置有充电按钮，操作人员按下车辆上的充电按钮，产生充电指令。

其中，充电桩6的充电控制器64与车载受电装置18的车载控制器184之间预先建立通信连接，以利于进行充电指令等数据的交互。具体地，电桩的充电控制器64与车载受电装置18的车载控制器184可通过无线网络进行通信；例如：可通过运营商提供的无线通信网络进行通信，也可以通过热点进行通信，或者通过充电场设置的局域网进行通信。具体实现时，当充电桩6识别到车辆到达充电场地时，与车辆建立无线网络连接。例如，充电桩6可对车辆上设置的信标进行检测，当检测到信标时，表明车辆进入充电场地。

示例性地，充电控制器64具体用于：获取车辆的热点信息；根据热点信息向车载控制器184发送热点连接请求；车载控制器184还用于：在接收到充电控制器64发送的热点连接请求时，与充电控制器64建立无线网络连接。

在充电控制器64与车载控制器184建立无线连接后，在一些示例中，车载控制器184具体用于：接收到车辆上的充电按钮被触发时生成的充电启动指令；通过无线网络向充电控制器64发送充电指令。车载控制器184还用于在获取到车辆上的停止充电按钮被触发时，通过无线网络向充电控制器64发送充电停止指令。在另一些示例中，充电控制器64可用于将充电桩6上的充电按钮被触发时生成的充电启动指令通过无线网络发送至车载控制器184。充电控制器64可用于将充电桩6上的停止充电按钮被触发时生成的充电停止指令通过无线网络发送至车载控制器184

当充电控制器64接收到充电指令时，获取车载受电装置18的位置信息，例如可以通过图像采集装置采集车辆图像并进行图像处理之后确定车载受电装置18的位置信息。或者，充电控制器64也可以通过在充电桩6与车辆上分别对应设置的传感器和感应标识等来确定车载受电装置18的位置信息。

在根据车载受电装置18的位置信息确定车载受电装置18位于预设的调节范围内时，充电控制器64控制伺服滑台62和/或位姿补偿机构632运动，直至根据车载受电装置18的位置信息确定充电插头631与充电接口1821正对，充电控制器64可控制伺服滑台62带动充电插头631与充电接口1821插接。在充电插头631与充电接口1821插接到位后，充电桩6可通过充电座182对车辆上的储能器件进行充电。

在充电控制器64控制伺服滑台62带动充电插头631与车载受电装置18的充电接口1821插接之后，车载控制器184对插接状态进行检测。例如可设置接近开关、行程开关等检测器件对插接状态进行检测，当插接到位且接触良好时，检测器件可发出相应的信号。当车载控制器184确定插接状态为正常插接时，启动充电模式，通过充电桩6对车辆上的储能器件进行充电。

本申请实施例提供的车辆充电系统，能够根据充电指令及车载受电装置18的位置信息，控制充电桩6的插接装置63与车辆的车载受电装置18插接，触发充电操作，实现了自动对车辆进行充电，无需人工操作，提高了充电过程的智能性和充电效率。

在其中一种可能的实现方式中，位姿补偿机构632包括：

横向补偿组件，横向补偿组件与充电控制器64通信连接，用于根据充电控制器64的横向运动指令带动插接头沿横向运动；

垂向补偿组件，垂向补偿组件与充电控制器64通信连接，用于根据充电控制器64的垂向运动指令带动插接头沿垂向运动；

纵向补偿组件，纵向补偿组件与充电控制器64通信连接，用于根据充电控制器64的纵向运动指令带动插接头沿纵向运动。

如图2所示，位姿补偿机构还包括：支撑架6321，支撑架6321安装至伺服滑台62；支撑架6321与充电插头631之间的第一安装板6322、第二安装板6323及第三安装板6324；第一安装板6322与支撑架6321之间设置有垂向补偿组件；第二安装板6323与第一安装板6322之间设置有纵向补偿组件；充电插头631安装在第三安装板6324上，第三安装板6324与第二安装板6323之间设置有横向补偿组件。

具体地，支撑架6321为位姿补偿机构632的主要承载部件。示例性地，支撑架6321可包括两个对称设置的直角三角形支臂，两个直角三角形支臂之间形成的空间供充电插头631及充电插头631连接的线路穿过，每个直角三角形支臂的一直角面与伺服滑台62固定连接，另一直角面用于固定位姿补偿机构632的各部件。

支撑架6321与充电插头631之间依次间隔设置有第一安装板6322、第二安装板6323和第三安装板6324。也就是说，第一安装板6322靠近支撑架6321设置，第三安装板6324用于固定充电插头631，第二安装板6323位于第一安装板6322和第二安装板6323之间。其中，第一安装板6322和第二安装板6323均设置有供充电插头631穿过的通孔，并且通孔与充电插头631之间间隙配合，以提供充电插头631一定的补充空间。

在具体实现时，位姿补偿机构632可以为浮动机构。横向补偿组件、垂向补偿组件及纵向补偿组件均可以采用浮动结构来实现。

上述垂向补偿组件设置在第一安装板6322和支撑架6321之间，垂向补偿组件包括第一导向杆6325及第一弹簧6326，其中，第一导向杆6325沿Z轴方向布置，并通过其两端的固定座安装在支撑架6321的支臂上；第一导向杆6325的中间位置设置有固定块，第一弹簧6326套接在第一导向杆6325上，第一弹簧6326的一端与位于第一导向杆6325一端的固定座抵接，另一端抵接在固定块上。第一安装板6322固定在固定块上，第一安装板6322与第一弹簧6326相抵，以使得第一安装板6322可沿Z轴浮动调节。可理解的是，垂向补偿组件可设置有一组或多组，例如，垂向补偿组件可设置有两组，支撑架6321中的两个支臂分别连接有一垂向补偿组件。

纵向补偿组件布置在第一安装板6322和第二安装板6323之间，纵向补偿组件包括一个第二导向杆6327及两个第二弹簧6328；其中，第二导向杆6327沿Y轴方向布置，并通过其两端的固定座安装在第一安装板6322上；第二导向杆6327的中间位置设置有固定块，两个第二弹簧6328分别套接在第二导向杆6327上，第二弹簧6328的一端与位于第二导向杆6327一端的固定座抵接，另一端抵接在固定块上。第二安装板6323固定在固定块上，第二安装板6323分别于两个第二弹簧6328相抵，使得第二安装板6323可沿Y轴浮动调节。可理解的是，本实施例中第一安装板6322和第二安装板6323之间设置有一组或多组纵向补偿组件；在设置多组纵向补偿组件时，多组纵向补偿组件沿高度方向间隔设置。

横向补偿组件布置在第二安装板6323和第三安装板6324之间，横向补偿组件包括第三导向杆6329和套接在第三导向杆6329的第三弹簧6330；第三导向杆6329沿X轴方向垂直于第二安装板6323和第三安装板6324设置，即第三导向杆6329的一端与第二安装板6323垂直连接，第三导向杆6329的另一端与第三安装板6324垂直连接，第三弹簧6330套接在第三导向杆6329上，且第三弹簧6330的两端与第二安装板6323和第三安装板6324抵接，以使得第三安装板6324可沿X轴方向浮动调节。可理解的是，第三安装板6324和第二安装板6323之间可设置有多个横向补偿组件，多个横向补偿组件可沿第三安装板6324的周向布置；示例性地，多个横向补偿组件可分别靠近第三安装板6324的多个顶点布设。

当然，可以理解的是，位姿补偿机构632的结构并不限于此，本实施例此处只是举例说明。例如，横向补偿组件、纵向补偿组件及垂向补偿组件之间的相对装设关系可以变化；本示例中，在支撑架6321与充电插头631之间依次设置有垂向补偿组件、纵向补偿组件、横向补偿组件；在其它示例中，在支撑架6321与充电插头631之间依次设置有横向补偿组件、纵向补偿组件、垂向补偿组件。又例如，各补偿组件的具体结构也不限于此；举例来说，本示例中的弹簧的功能也可以由橡胶等其它弹性件来实现。

在其中一种可能的实现方式中，插接装置63还包括至少一个导向件634，相应地，充电座182设置有至少一个与导向件634配合的引导孔。导向件634与引导孔的数量相适配。在导向件634具有多个时，例如，在导向件634为2个、3个或4个时，多个导向件634沿充电插头631的周向间隔分布。导向件634具体可以为导向销；相应地，导向孔1822为销孔。

举例来说：充电座182对称设置有两个引导孔，两个引导孔分别位于充电座182的充电接口1821的左、右两侧；相应的，第三安装板6324设置有两个导向件634，两个导向件634对称布置在充电插头631的左、右两侧；当充电插头631需插接至充电接口1821时，导向件634可插接至引导孔内，以引导插接装置63与充电座182对接，以使充电插头631顺利插接至充电接口1821内。

本示例中，通过导向件634与引导孔的配合，能够引导充电插头631沿预设方向插入车载受电装置18的充电接口1821。

为保证插接装置63与充电座182电性连接的可靠性，通常在充电插头631插入充电接口1821后，可进行锁定，防止充电插头631与充电接口1821脱离。

在其中一种可能的实现方式中，插接装置63及充电座182还设置有锁定件。锁定件用于在充电插头631与充电接口1821插接到位时，将插接装置63与车载受电装置18锁定。示例性地，锁定件包括至少一个电磁锁。在一些示例中，电磁锁可以设置于插接装置63。在另一些示例中，电磁锁可设置于充电座182。

以电磁锁设置于插接装置63为例：在电磁锁634具有多个时，多个电磁锁634沿充电插头631的周向间隔分布。充电桩6的电磁锁634布置在第三安装板6324朝向充电座182的一侧。具体地，充电桩6的电磁锁634上电后产生磁力，基于磁感作用，充电桩6的电磁锁634与充电座182的配合部件之间生产吸附力，从而将插接装置63与车载受电装置18锁定。

在其中一种可能的实现方式中，插接装置63还包括定位传感器636，充电座182设置有定位标识；定位传感器636用于检测设置于车载受电装置18的定位标识；充电控制器64用于根据定位传感器636的检测结果确定充电插头631与车载受电装置18的充电接口1821正对时，控制位姿补偿机构伺服滑台62带动充电插头631与充电接口1821插接。

在具体实现时，上述定位传感器636可以为光电传感器、红外传感器或激光传感器等。定位标识可以为能够被定位传感器636识别到的标识件，具体可以根据所采用的传感器进行设定。

举例来说：在充电插头631与充电接口1821具有纵向偏差时，充电控制器64可控制伺服滑台62驱动插接装置63沿纵向(Y轴方向)移动。在移动过程中，定位传感器636实时将检测结果发送给充电控制器64。当充电控制器64根据定位传感器636检测的信号确定插接装置63与充电座182沿纵向对正时，控制平移驱动装置沿横向(X轴方向)朝向充电座182移动使插接装置63与充电接口1821插接。

在插接头与充电接口1821高度不同，也即，在充电插头631与充电接口1821具有垂向偏差时，充电控制器64可控制伺服滑台62驱动插接装置63沿沿垂向(Z轴方向)移动。在移动过程中，定位传感器636实时将检测结果发送给充电控制器64。当充电控制器64根据定位传感器636检测的信号确定插接装置63与充电座182沿垂向对正时，控制平移驱动装置沿垂直于横向(X轴方向)朝向充电座182移动使插接装置63与充电接口1821插接。

如图7及图8所示，在其中一种可能的实现方式中，充电桩6还包括壳体及充电保护罩65；伺服滑台62及插接装置63位于壳体围合成的空间中；充电保护罩65可滑动地设置在壳体的上方；充电保护罩65用于在充电插头631与充电接口1821插接时朝向车载受电装置18滑动至罩设充电插头631与充电接口1821的罩设位置；充电保护罩65用于在充电插头631与充电接口1821脱离时远离车载受电装置18滑动至初始位置。

为避免充电过程中的雨水等外界环境对车载充电系统的侵蚀等损害，本实施例充电桩6还设置有壳体和充电保护罩65。壳体用于保护伺服滑台62及插接装置63，即插接装置63和伺服滑台62位于壳体内；可理解的是，插接装置63可从壳体穿出，并与车载受电装置18的充电座182连接。

由于插接装置63在充电过程中需伸出壳体外，因为对于处于使用状态下的充电装置需提供防护，充电保护罩65可设置在壳体的上部，并可相对壳体滑动；当插接装置63伸出壳体外时，充电保护罩65可沿壳体的上部自其初始位置朝向车辆的一侧滑动，并且充电保护罩65罩设在车载受电装置18的上方，即充电保护罩65可在车辆与充电桩6之间的横向间距的上方形成防护空间，为插接装置63以及插接装置63与充电座182的连接位置提供防护，可提升充电过程中的可靠性及安全性。此时，充电保护罩65所在的位置可为罩设位置。充电保护罩65的初始位置可根据实际需要来设定。

为了进一步提高充电操作的自动化程度，可由充电控制器64控制充电保护罩65在初始位置与罩设位置之间进行切换。具体地：充电控制器64还用于：在充电插头631与充电接口1821插接之前，控制充电保护罩65移动至罩设位置；在充电插头631与充电接口1821脱离之后，控制充电保护罩65移动至初始位置。相应地，还设置有保护罩驱动机构，保护罩驱动机构与充电控制器64电连接，且与充电保护罩65驱动连接。在具体实现时，保护罩驱动机构可采用电动、液压或气动驱动结构。充电保护罩65可以采用多种方式，例如：采用折棚伸缩结构，也可以采用固定罩板结构。

当然，在其它示例中，充电保护罩65也可设置于车载受电装置18处，此时的实现过程可与前述类似，此处不再赘述。

本示例中，采用充电保护罩65用于在插接过程中和/或充电过程中对插接装置63和车载受电装置18进行保护。在控制充电桩6的插接装置63与车载受电装置18插接之前，控制充电保护罩65移动至罩设在插接装置63与车载受电装置18之间，能够在雨雪天气阻挡水滴进入插接装置63与车载受电装置18。

在其中一种可能的实现方式中，充电座182还包括：防护板183，防护板183与箱体181转动连接；防护板183位于关闭状态时，防护板183与箱体181密封连接，以保护箱体181内的充电座182等部件；防护板183位于打开状态时，使得充电座182从箱体181的开口处露出。

为了进一步提高充电操作的自动化程度，可由充电控制器64控制防护板183在打开位置与关闭位置之间进行切换。具体地：车载控制器184还用于：在接收到充电启动指令时，控制防护板183运动至打开状态；在充电完成时，控制防护板183运动至关闭状态。

在具体实现时，防护板183的上端可通过铰轴铰接于箱体181；电动防护驱动机构可与车载控制器184电连接，电动防护驱动机构还可与铰轴驱动连接，电动防护驱动机构可根据车载控制器184的控制指令控制电动防护驱动机构驱动铰轴转动，以控制防护板183在关闭位置与打开位置之间切换。在其它示例中，还可以采用气动、液压驱动当驱动方式来实现。

此外，防护板183连接于活动裙板104，在电动防护驱动机构确定防护板183转动时，活动裙板104随防护板183一起转动；活动裙板104的轮廓可与车载受电装置18附近的车体裙板103相适配，以使得在电动防护驱动机构驱动防护板183转动至闭合位置时，活动裙板104能够与车体1外侧的车体裙板103配合，利于提高车体1的整体性。示例性地，活动裙板103可以为弧形板，其具体弧度需根据车载受电装置18附近的车体裙板103来设置；活动裙板103可直接与防护板183连接，或者通过其它连接结构与防护板183连接，具体可根据实际需要来设置。

在其中一种可能的实现方式中，充电控制器64还用于：获取车辆受电装置的电量；在电量达到预设上限值时，控制插接装置63与车载受电装置18分离并移动回位。

在充电过程中，充电控制器64获取车辆受电装置的电量，当确定电量达到预设上限值时，控制插接装置63与车载受电装置18分离并移动回位。电量可以由设置在车辆上的电量传感器检测得到，车辆上设置的处理器如车载控制器184对电量进行分析和判断，当判断出电量达到预设上限值时，表明已充满电，通过无线网络向充电桩6的充电控制器64发送电量充满信息，以使的充电控制器64控制插接装置63与车载受电装置18分离并移动回位。或者，车辆将传感器检测到的电量发送给充电桩6的充电控制器64，由充电桩6的充电控制器64对电量进行分析和判断，当判断出电量达到预设上限值时，表明已充满电，的充电控制器64控制插接装置63与车载受电装置18分离并移动回位。

在其中一种可能的实现方式中，充电控制器64还用于：在接收到充电停止指令时，控制插接装置63与车载受电装置18分离并移动回位。

在充电过程中，当充电控制器64接收到充电停止指令时，控制插接装置63与车载受电装置18分离并移动回位。充电停止指令可以为充电桩6上设置的停止充电按钮被按下时产生；或者，充电停止指令可以为车辆上设置的停止充电按钮被按下时产生，并通过无线网络发送给充电控制器64。充电控制器64控制插接装置63与车载受电装置18分离，并移动回位，收纳于充电桩6的预设位置。

在其中一种可能的实现方式中，在充电失败时，控制插接装置63与车载受电装置18分离，并重新插接。

在插接装置63与充电接口1821插接之后，若无法启动充电或者车辆侧接收不到充电电流，或者在充电过程中突然断电，发生了充电失败。则当充电桩6获取到以上问题发生时，控制插接装置63与车载受电装置18分离，并按照上述任一方式进行重新插接。或者，还可以执行软件重启的方式，对相关的电路或控制器进行断电处理，并重新上电。

此外，在对车载受电装置18进行充电之前，充电控制器64还可用于将车辆的电驱动系统锁定，并在检测到电驱动系统已锁定反馈信息时，进入充电模式开始充电，以提高充电过程的安全性。

在其中一种可能的实现方式中，车载控制器184还用于：在启动充电模式进行充电之前，控制车辆的电驱动系统锁定，使得车辆不能启动行驶。在锁定完毕后开始充电，提高充电过程的安全性。

在其中一种可能的实现方式中，车载控制器184还用于：在充电过程中获取电量；当电量达到预设上限值时，向充电控制器64发送充电完成指令，以使充电控制器64发控制插接装置63与充电接口1821脱离并移动回位。

在其中一种可能的实现方式中，车载控制器184还用于：在车辆运行过程中获取电量；在电量低于预设下限值时，产生充电提醒信息。充电提醒信息可以通过音频、指示灯、画面等方式提示驾驶员电量不足需要充电。

在上述方案的基础上，车载控制器184与储能器件中的电池管理系统进行数据交互。例如：电池管理系统检测储能器件中的剩余电量，并发送给车载控制器184进行监控。

在充电过程中，当剩余电量到达预设上限值时，车载控制器184向充电控制器64发送充电完成指示信息。在驾驶舱的显示器主界面上用四个柱状图表示每组超级电容的剩余电量状态，以绿色、黄色和红色显示不同区段，并显示出具体的剩余电量值，例如：50％-100％显示为绿色，20％-50％显示为黄色，0％-20％显示为红色。

在车辆运行过程中，当剩余电量低于预设下限时发出充电提醒信息，可通过车辆的显示屏产生报警提示画面，也以通过蜂鸣器发出报警提示声音。预设下限例如可以为储能器件容量的20％。

在车辆运行过程中，当剩余电量低于第一下限值(例如30％)时，车载控制器184用于降低车辆空调的功率；在剩余电量低于第二下限值(例如10％)时，控制车辆空调切换至通风模式以减少电能消耗。第二下限值低于第一下限值。

在车辆运行过程中，当剩余电量达到5％时，车辆驾驶舱显示屏上弹出应急续航按钮，点击进入应急续航模式，实现电量低时的紧急动车。正常情况下此按钮不可见，当储能器件中的四组超级电容平均剩余电量均达到5％时，弹出应急续航按钮，若司机按下此按钮，四组电容进入应急续航状态，将剩余部分能量以百分比的形式显示。

车辆设置应急启动功能，在储能器件馈电的情况，通过按下应急启动按钮，并且国标充电插座插入情况下，主回路接触器不闭合，仅闭合插接装置63的回路接触器。若车辆的低压输入端的电压值低于18V且无高压，充电机输出500V，给辅助变流器供高压实现应急启动。辅助变流器投入工作后，充电机模块式输出DC24V电源，车辆唤醒。

下面对本实施例提供的车辆充电系统的工作过程进行举例说明，车辆充电过程包括如下几个步骤：

步骤101、充电控制器检测车辆上的信标，自动连接车辆热点。

步骤102、当车载控制器识别到车内的充电按钮被触发时，向充电控制器发送充电指令。

步骤103、车载控制器控制充电保护罩驱动机构驱动充电保护罩移动至搭接在充电座与插接装置的上方。

步骤104、车载控制器控制防护板驱动件机构驱动防护板翻转打开。

步骤105、充电控制器控制平移驱动装置驱动插接装置移动对准充电座上的充电接口并插接。

步骤106、车载控制器将车辆的电驱动系统封锁。

步骤107、当车载控制器识别到充电完成后，将车辆的电驱动系统解锁，并向充电控制器发送充电完成指示信息。

步骤108、充电控制器控制平移驱动装置驱动插接装置与充电座分离并回收。

步骤109、车载控制器控制充电保护罩驱动机构驱动充电保护罩回收。

步骤110、车载控制器控制防护板驱动件机构驱动防护板翻转关闭。

本示例提供的车辆充电系统，能够根据充电指令及车载受电装置的位置信息，控制充电桩的插接装置与车辆的车载受电装置插接，触发充电操作，实现了自动对车辆进行充电，无需人工操作，提高了充电过程的智能性和充电效率。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (18)

1.一种车辆充电系统，其特征在于，包括：

充电桩，所述充电桩具有支撑主体、伺服滑台、插接装置和充电控制器；所述伺服滑台可滑动地设置于所述支撑主体；所述插接装置安装于所述伺服滑台；所述插接装置具有充电插头及位姿补偿机构；所述充电控制器安装于所述支撑主体；所述充电控制器与所述伺服滑台通信连接；

车载受电装置，用于设置于车体；所述车载受电装置具有箱体、充电座及车载控制器；所述充电座及车载控制器设置于所述箱体内；所述充电座具有充电接口；所述车载控制器用于与充电桩的充电控制器通信连接；

所述车载控制器用于在接收到充电启动指令时，获取车载受电装置和插接装置的插接状态，在所述插接状态为正常插接时，启动充电模式进行充电；

所述充电控制器用于在收到充电指令时，根据所述车载受电装置的位置控制所述伺服滑台运动，使得所述充电插头与车载受电装置的充电接口插接；

所述位姿补偿机构包括：

横向补偿组件，所述横向补偿组件与所述充电控制器通信连接，用于根据所述充电控制器的横向运动指令带动充电插头沿横向运动；

垂向补偿组件，所述垂向补偿组件与所述充电控制器通信连接，用于根据所述充电控制器的垂向运动指令带动充电插头沿垂向运动；

纵向补偿组件，所述纵向补偿组件与所述充电控制器通信连接，用于根据所述充电控制器的纵向运动指令带动充电插头沿纵向运动；

所述位姿补偿机构还包括：支撑架，所述支撑架安装至所述伺服滑台；所述支撑架与所述充电插头之间的第一安装板、第二安装板及第三安装板；

所述第一安装板与所述支撑架之间设置有所述垂向补偿组件；

所述第二安装板与所述第一安装板之间设置有所述纵向补偿组件；

所述充电插头安装在所述第三安装板上，所述第三安装板与所述第二安装板之间设置有横向补偿组件。

2.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，

所述垂向补偿组件包括第一导向杆及第一弹簧；所述第一导向杆沿垂向延伸；所述第一导向杆安装至所述支撑架；所述第一弹簧套设于所述第一导向杆；所述第一安装板通过固定块可滑动地设置于所述第一导向杆，且所述第一安装板与所述第一弹簧相抵；

所述纵向补偿组件包括第二导向杆及第二弹簧；所述第二导向杆沿纵向延伸；所述第二导向杆固定至所述第一安装板；所述第二弹簧分别套设于所述第二导向杆的两端；所述第二安装板通过固定块可滑动地安装于所述第二导向杆中部，且所述第二安装板分别与两个所述第二弹簧相抵；

所述横向补偿组件包括：第三导向杆及第三弹簧；所述第三导向杆沿横向延伸；所述第三弹簧套设于所述第三导向杆；所述第三弹簧的两端分别于第二安装板和第三安装板相抵。

3.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述插接装置还包括至少一个导向件，所述充电座设置有至少一个与所述导向件配合的引导孔。

4.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述插接装置还及充电座中的至少一个设置有至少一个电磁锁，所述电磁锁用于在所述充电插头与所述充电接口插接到位时，将所述插接装置与所述车载受电装置锁定。

5.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述插接装置还包括定位传感器；所述充电座设置有定位标识；

所述充电控制器用于根据所述定位传感器的检测结果确定所述充电插头与所述车载受电装置的充电接口正对时，控制所述伺服滑台带动所述充电插头与所述充电接口插接。

6.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述充电桩还包括壳体及充电保护罩；

所述伺服滑台及所述插接装置位于所述壳体围合成的空间中；

所述充电保护罩可滑动地设置在所述壳体的上方；所述充电保护罩用于在所述充电插头与充电接口插接时朝向所述车载受电装置滑动至罩设所述充电插头与充电接口的罩设位置；所述充电保护罩用于在所述充电插头与充电接口脱离时远离所述车载受电装置滑动至初始位置。

7.根据权利要求6所述的车辆充电系统，其特征在于，所述充电控制器还用于：

在所述充电插头与所述充电接口插接之前，控制所述充电保护罩移动至所述罩设位置；

在所述充电插头与所述充电接口脱离之后，控制所述充电保护罩移动至所述初始位置。

8.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述充电座还包括：防护板，所述防护板与所述箱体转动连接；所述防护板位于关闭状态时，所述防护板与所述箱体密封连接；所述防护板位于打开状态时，使得所述充电座从所述箱体的开口处露出。

9.根据权利要求8所述的车辆充电系统，其特征在于，所述车载控制器还用于：在接收到充电启动指令时，控制所述防护板运动至打开状态；在充电完成时，控制所述防护板运动至关闭状态。

10.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述充电控制器具体用于：获取车辆的热点信息；根据所述热点信息向所述车载控制器发送热点连接请求；

所述车载控制器还用于：在接收到所述充电控制器发送的热点连接请求时，与充电控制器建立无线网络连接。

11.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述车载控制器具体用于：接收到车辆上的充电按钮被触发时生成的充电启动指令；

通过无线网络向所述充电控制器发送充电指令。

12.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述车载控制器还用于：在获取到车辆上的停止充电按钮被触发时，通过无线网络向所述充电控制器发送充电停止指令。

13.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述充电控制器具体用于：

获取图像采集装置采集到的车辆图像；根据所述车辆图像确定车载受电装置的位置信息。

14.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述充电控制器还用于：

获取车辆受电装置的电量；在电量达到预设上限值时，控制插接装置与车载受电装置分离并移动回位；或者，

在接收到充电停止指令时，控制插接装置与车载受电装置分离并移动回位。

15.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述充电控制器还用于：

在充电失败时，控制插接装置与车载受电装置分离，并重新插接。

16.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述车载控制器还用于：

接收所述充电桩发送的充电启动指令。

17.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述车载控制器还用于：

在启动充电模式进行充电之前，控制车辆的电驱动系统锁定。

18.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其特征在于，所述车载控制器还用于：

在充电过程中获取电量；当电量达到预设上限值时，向充电控制器发送充电完成指令；或者，

在车辆运行过程中获取电量；在所述电量低于预设下限值时，产生充电提醒信息。

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