CN112736527B - 一种充电连接结构及充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车充电技术领域，具体涉及一种充电连接结构及充电系统，所述充电连接结构包括驱动电机、支架和多个铜排，所述驱动电机的输出轴固定连接有支架，所述支架的自由端设有连接口，所述连接口内设有多个平行设置的铜排，所述铜排呈长条状且垂直于所述支架的转动平面设置。本发明提供的一种充电连接结构，结构简单、成本低，并且使得充电连接的定位更加容易实现，同时还具有防护性能高、可防止铜排误接等优点。

Description

一种充电连接结构及充电系统

技术领域

本发明涉及汽车充电技术领域，具体涉及一种充电连接结构及充电系统。

背景技术

随着自动驾驶及自动泊车技术的发展，无人值守的自动充电成为电动汽车分支运行发展的必然趋势。在公路两侧等停车空间有限、适合离散充电桩的场所，针对电动汽车自动充电过程完全无人化、自主充电特点，以及自主充电过程中车辆停靠情况不同时充电口位置的离散化分成情况，本着降低充电设施成本的原则结合机器人技术进行电动汽车自动插接自动充电具有重大意义。

目前底盘式自动充电按照连接器类型来分主要有两种：一种为非接触式自动充电，主要代表为无线充电，无线充电有以下几种缺点：能量传输效率低，原因为固有的线圈发热所产生的能量损耗非常严重，并且受限于原理此损耗是不可避免的；有效充电区域小，在增加充电区域时带来的效率大幅下降，充电区域也取决于充电端与受电端的线圈大小，以增加线圈所带来的增加充电区域的投入产出比大于1；安全性方面还有缺陷，充电过程中产生的磁场功率高可将铁质物液化，液化后会击穿充电板的面板带来燃烧放电等事故，就目前的检测技术还达不到完全检测的效果，活体检测也只能针对于大型动物，所以产品的危害很大；电磁辐射忧虑，充电过程中产生的电磁辐射对人体的伤害大，轻微可至人体毛发脱落，重度可产生人员的伤亡。因此，无线充电优点很明显但缺点也无法避免，目前还不能进行大规模的应用。

另一种为接触式底盘自动充电，接触式底盘自动充电又分为三种情况：

1.受电端或车载端向下与充电端对接，主要代表为充电靴，一种将运动机构放置在充电汽车上的方法，主要的缺点在于增加了汽车的自重，减少了汽车的续航能力，并且需要特殊的地面，方案整体的成本过高；

2.受电端或车载端与充电端对接同时运动进行对接，此法产生的主要优点在于简化了机构繁杂度，增加了对接高度的范围，但其带来的成本增加大，并不能产生功率或效率的提升，所以此方式并不适合推广；

3.充电端向上与受电端或车载端对接，主要的代表为Volterio运动机构，但是防护性能不高，对接连接器结构过于繁杂。

由于车辆停靠情况不同，在车载端与地面充电端对接充电时，需要进行多方向的定位，而现有技术中的定位方案存在一定缺陷：采用视觉定位系统来实现定位的方案，不适用于汽车底盘光线环境，失效的可能性过大，而且方案复杂成本高；采用磁定位，通过系统所建立的磁场环境进行定位，但是对停车场的改造又过大。

由此可见，现有技术中的底盘式自动充电方案存在结构复杂、成本高、防护性差等技术问题，并且充电连接的定位方案也存在精度低、可靠性差、成本高等技术问题。

发明内容

本发明为解决现有技术中底盘式自动充电方案结构复杂、成本高且定位困难的技术问题，提出了一种充电连接结构，结构简单、成本低，并且使得充电连接的定位更加容易实现。

本发明的技术方案：

一种充电连接结构，包括：

驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接有支架；

支架，所述支架的自由端设有连接口，所述连接口内设有多个平行设置的铜排；

多个铜排，所述铜排呈长条状且垂直于所述支架的转动平面设置。

进一步地，所述充电连接结构还包括与车辆固定的外壳，所述外壳内配置所述支架和驱动电机，所述外壳上设有容所述支架的自由端活动的开口，所述开口的边缘内设有位置传感器。

进一步地，所述支架的自由端对应所述开口设有密封盖板，所述密封盖板借助密封件密封所述开口。

进一步地，所述支架的自由端包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和第二连接部通过弹性件连接，所述第一连接部和第二连接部之间形成所述连接口。

进一步地，所述第二连接部上设有铜排，所述第二连接部上的铜排通过软排连接至第一连接部。

进一步地，所述第一连接部上配置有第一铜排和第二铜排，所述第一连接部在第一铜排和第二铜排之间设有第一过渡面使得所述第一铜排和第二铜排位于不同台阶面，所述第二连接部上配置有第三铜排和第四铜排，所述第二连接部在第三铜排和第四铜排之间设有第二过渡面使得所述第三铜排和第四铜排位于不同台阶面。

优选地，任意两个所述铜排之间的距离大于17mm。

进一步地，所述充电连接结构还包括被配置为固定安装的定位锁，所述支架上对应设有至少两个定位孔，所述定位锁锁紧所述定位孔以固定所述支架。

进一步地，所述驱动电机的输出轴上还设有编码器，所述编码器用于检测和\或控制所述支架的转角。

本发明的另一方面，提供一种充电系统，包括车载单元和地面单元，所述车载单元内配置有如以上任意一项所述的充电连接结构，所述地面单元包括连接器和驱动模块，所述驱动模块驱动所述连接器与所述连接口对接。

进一步地，所述地面单元还包括壳体，所述壳体内配置所述驱动模块和连接器，所述壳体与地面之间设有高度调节结构。

所述连接口还设有导向面，所述连接器上对应设有滑动面，所述连接器通过滑动面沿着所述导向面运动与所述连接口找准对接。

进一步地，所述地面单元还包括配置在壳体内的第一导轨和第二导轨，所述第一导轨上远离所述连接器的一端与所述壳体铰接，所述壳体上设有容所述第一导轨的另一端活动的活动口，所述第二导轨滑动安装在所述第一导轨内，所述第二导轨在驱动模块的驱动下带动所述连接器运动与所述连接口找准对接。

进一步地，所述连接器的后端设有柔性连接件。

进一步地，所述支架的自由端设有接收传感器，所述壳体上设有发射传感器。

进一步地，所述支架的自由端包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部上配置有第一铜排和第二铜排，所述第一连接部在第一铜排和第二铜排之间设有第一过渡面使得所述第一铜排和第二铜排位于不同台阶面，所述第二连接部上配置有第三铜排和第四铜排，所述第二连接部在第三铜排和第四铜排之间设有第二过渡面使得所述第三铜排和第四铜排位于不同台阶面；

所述连接器包括与所述第一连接部对应的第三连接部和与所述第二连接部对应的第四连接部，所述第三连接部上配置有第一触指和第二触指，所述第三连接部在第一触指和第二触指之间设有第三过渡面使得所述第一触指和第二触指位于不同台阶面，所述第四连接部上配置有第三触指和第四触指，所述第四连接部在第三触指和第四触指之间设有第四过渡面使得所述第三触指和第四触指位于不同台阶面。

进一步地，所述第三过渡面和/或第四过渡面上设有接近传感器。

进一步地，所述车载单元配置有车载无线模块，所述地面单元配置有地面无线模块，所述车载无线模块与地面无线模块进行无线通信。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的充电连接结构通过设置长条状的铜排，一方面省去了地面端连接器在Y方向的移动，将三轴运动转化为二轴运动；另一方面省去了地面端连接器在Y方向的定位，使三轴空间定位转化为平面定位，降低定位难度；

(2)本发明的车载单元外壳上设有开口，支架的自由端对应设有密封盖板，开口的边缘还设有密封件，在支架旋转关闭开口时，密封盖板压紧所述密封件密封该开口，如此对外壳内的结构进行防护，避免受水和灰尘的污染，提高防护性能；

(3)本发明的第一连接部和第二连接部通过弹性件连接，使得对接充电时，连接器上的触指等导电件与各铜排在弹性件的作用下可靠电连接；

(4)本发明设置第一铜排和第二铜排、第三铜排和第四铜排位于不同的台阶面，这样在车辆停车存在偏航角时也不会发生误接，提升安全性和可靠性，并且通过增大第一铜排和第二铜排的间距可以满足更大的停车偏航角；

(5)本发明通过定位锁锁紧定位孔将支架固定，无需依赖驱动电机的刹车功能，并且可节省一定电能消耗；

(6)本发明采用发射传感器和接收传感器来调整地面单元连接器的高度，发射传感器和接收传感器为超声波传感器，超声波传感器不受车辆底盘的光线环境影响，稳定性好、精度高，可减小定位误差；

(7)本发明在连接器的后端设置有柔性连接件，对接时可以满足车辆停车位置的俯仰角和翻滚角，同时在对接后的充电过程中，可以满足人上下车等带来的车辆的上下左右等各方向的位移；

(8)本发明通过在连接器上设置接近传感器，使得第一过渡面和第三过渡面之间存在一定间隙，可满足车辆停车时一定的偏航角。

附图说明

图1为本发明第一视角下的应用场景示意图；

图2为本发明第二视角下的应用场景示意图；

图3为本发明的充电连接结构在对接时的示意图；

图4为本发明的连接口和连接器的结构示意图；

图5为本发明的充电连接结构的软排的结构示意图；

图6为本发明的充电连接结构在初始状态下的示意图；

图7为车辆停车位置准确时连接器触指与连接口铜排对接的示意图；

图8为车辆停车偏航角较大时连接器触指与连接口铜排对接的示意图；

图9为本发明的车载单元的工作流程图；

图10为本发明的地面单元的工作流程图。

其中，

充电连接结构1，输出轴11，支架12，密封盖板121，定位孔122，接收传感器123，连接口13，第一连接部131，第一过渡面1311，第二连接部132，第二过渡面1321，弹性件133，第一铜排141，第二铜排142，第三铜排143，第四铜排144，软排145，外壳15，开口151，位置传感器152，密封件153，车载无线模块154，导向面155；

连接器2，柔性连接件21，第一导轨22，第二导轨221，第三连接部231，第三过渡面2311，第四连接部232，第四过渡面2321，第一触指241，第二触指242，第三触指243，第四触指244，接近传感器245，壳体25，高度调节结构251，地脚252，活动口253，发射传感器254，位置开关255，地面无线模块256，滑动面26；

车辆3；

地面4。

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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明的目的是提供一种能够实现从地面到电动车辆充电对接的可行性、低成本充电系统，该充电系统包括地面单元与车载单元，可以解决由于车辆停止位置偏差导致充电位置不准确的问题，并且解决了现有技术采用视觉定位导致成本高、精度差的问题，同时解决了充电口位于汽车底盘的防护性问题，本发明的充电系统结构简单、成本低，定位难度低且定位精度高，可实现接触式的底盘自动充电。下面结合附图通过具体实施例进行具体说明。

实施例一：

如图1-3所示，本实施例的充电连接结构1包括驱动电机、支架12和多个铜排，驱动电机的输出轴11固定连接有支架12，支架12的自由端设有连接口13，连接口13内设有多个平行设置的铜排，多个铜排均呈长条状且垂直于支架12的转动平面设置。具体地，驱动电机的机壳与车辆3固定，其输出轴11与支架12的一端固定连接或者啮合连接等，使得支架12的另一端形成为可转动的自由端，可在驱动电机的带动下旋转，支架12的自由端设有连接口13，用于和地面端的连接器2对接，将外部的充电电源引入给车辆3充电，连接口13内设有多个彼此之间相互平行的铜排，这些铜排均呈长条状，且垂直于支架12的转动平面。

如图1所示，车辆3的停车位置一般会存在X、Y和Z三个方向的位置偏差以及RX、RY和RZ三个方向的角度偏差，在现有技术中，至少需要对X、Y和Z三个方向进行定位才能找准车辆3上充电口的位置，定位难度较大，而本实施例中的铜排为长条状设置，地面端的连接器2在对接定位时无需对Y方向进行定位和移动，如此可以省去Y方向的定位，只需对X和Z方向进行定位，降低了定位难度。在车辆3停车后，支架12在驱动电机驱动下旋转下放至目标位置，然后由地面端找准并伸出连接器2与连接口13进行对接，而在充电完成后，支架12反向转动回到车辆3底盘内。

由此可见，本实施例的充电连接结构1通过设置长条状的铜排，一方面省去了地面端连接器2在Y方向的移动，将三轴运动转化为二轴运动；另一方面省去了地面端连接器2在Y方向的定位，使三轴空间定位转化为平面定位，降低定位难度。

本实施例的驱动电机可采用带刹车的电机，可选但不限于伺服电机或步进电机，在支架12的自由端转动至上述目标位置时停止，如此地面端的连接器2便可与连接口13对接充电，此目标位置可以是通过驱动电机转动特定角度实现，此特定角度可以是预先设置的固定值也可以是由传感器间接获得。

如图3-6，在本实施例中，传感器为位置传感器152，本实施例的充电连接结构1还包括与车辆3固定的外壳15，外壳15上设有容支架12的自由端活动的开口151，该开口151边缘内设有位置传感器152，支架12的自由端运动至触发位置传感器152时，驱动电机刹车使支架12停止在该位置。此处位置传感器152可选但不限于微动开关或接近开关。

在其他实施例中，传感器可以为测距传感器，被配置在支架12的自由端，通过测距传感器测定支架12的自由端与地面4的距离，使得支架12旋转下放至目标位置，如此还可以通过设置该距离调整支架12的旋转角度以与地面端的连接器配合，满足一定程度上Z方向的定位需求，进一步降低定位难度，此处测距传感器可选但不限于超声波测距传感器或红外测距传感器。

进一步地，本实施例在外壳15内配置上述支架12和驱动电机，并且支架12的自由端对应外壳15上的开口151设有密封盖板121，开口151的边缘还设有密封件153，在支架12旋转关闭开口151时，密封盖板121压紧密封件153密封该开口151，如此对外壳15内的充电连接结构部分进行防护，避免受水和灰尘的污染。并且，外壳15的底部还可与车辆3的底盘仿形设置，使得外壳15隐藏在底盘内而不会凸出来影响美观。

如图3-5所示，本实施例的支架12的自由端包括第一连接部131和第二连接部132，第一连接部131和第二连接部132通过弹性件133连接，第一连接部131和第二连接部132之间形成连接口13。具体地，如图4-5，第一连接部131位于第二连接部132上方，第一连接部131上设有一个或多个铜排，第二连接部132上也设有一个或多个铜排，第一连接部131与第二连接部132之间设有两个弹性件133，该弹性件133可以是压缩弹簧，在初始状态下，第一连接部131与第二连接部132之间预留一定间隙，待地面端的连接器2插入后，由两个弹性件133提供Z方向的压紧力，使得连接器2上的触指等导电件与各铜排可靠电连接。

由于第一连接部131和第二连接部132上均设有铜排，第一连接部131在转动至目标位置后处于固定状态，而第二连接部132会有上下位移，本实施例将第二连接部132上的铜排通过软排145连接至第一连接部131，软排145即软铜排，可以在第二连接部132上下运动时通过自身弯折来弥补上下位移，然后在第一连接部131上再将软排145通过线缆连接至车辆3内部。

优选地，如图4，支架12的第一连接部131上配置有第一铜排141和第二铜排142，第一连接部131在第一铜排141和第二铜排142之间设有第一过渡面1311使得第一铜排141和第二铜排142位于不同台阶面，第二连接部132上配置有第三铜排143和第四铜排144，第二连接部132在第三铜排143和第四铜排144之间设有第二过渡面1321使得第三铜排143和第四铜排144位于不同台阶面。其中，各铜排可以根据需要设置，如设置第一铜排141为接地铜排，第二铜排142为正极铜排，设置第三铜排143为信号铜排，第四铜排144为负极铜排，当然需要对应地在地面端的连接器2上设置四个触指等导电件，四个触指分别为第一触指241、第二触指242、第三触指243和第四触指244。

以第一铜排141和第二铜排142为例，如果第一铜排141和第二铜排142位于同一台阶面即位于同一平面，那么如图7，在车辆3停车位置非常准确时，地面端连接器2上的两个触指第一触指241和第二触指242分别与第一铜排141和第二铜排142平行，第一触指241和第一铜排141搭接，第二触指242和第二铜排142搭接，但是车辆3的停车位置一般会有一定偏航角即RZ方向的角度偏差，此时，如图8，地面端连接器2上的两个触指与第一铜排141和第二铜排142发生交叉，在偏航角较大时，第一触指241会和第二铜排142搭接，第二触指242会和第一铜排141搭接，发生充电故障甚至会烧毁铜排。而本实施例中通过设置第一过渡面1311隔开第一铜排141和第二铜排142，使得第一铜排141和第二铜排142位于不同的台阶面，这样在车辆3停车出现RZ方向的角度偏差时也不会发生误接，提升安全性和可靠性，并且通过增大第一铜排141和第二铜排142的间距可以满足更大的停车偏航角。

对应地，地面端的连接器2上也需要设置相应的过渡面，使得第一触指241和第二触指242处于不同的台阶面。优选地，此处的第一过渡面1311还可以作为检测面，具体地，在地面端连接器2上对应的过渡面上可设置检测开关，可选但不限于接近开关或者是微动开关，在地面端连接器2移动至触发检测开关时，连接器2连接到位，停止移动。

在本实施例中，设置任意两个铜排之间的距离大于17mm，一方面可以满足在高压1000V的爬电距离要求，另一方面，由上述内容可知，足够大的铜排间距可以满足更大的停车偏航角。

可选地，在连接器2与连接口13对接充电时，需要驱动电机保持在某一固定位置不动，如此增加驱动电机的负担同时产生电能消耗，本实施例在外壳15上固定有定位锁，在支架12上对应设有至少两个定位孔122，定位锁可选但不限于推拉电磁锁，在支架12旋转下放到目标位置后，电磁锁的锁舌弹出并穿过其中一个定位孔122，定位锁锁紧定位孔122以将支架12固定来保持对接所需的插拔力，并且在充电完成后，支架12旋转收回，同样通过锁舌弹出锁紧另一定位孔122将支架12固定。如此无需依赖驱动电机的刹车功能，并且可节省一定电能消耗。

优选地，本实施例的驱动电机的输出轴11上还设有编码器，用于检测和控制支架12的转角，第一方面，控制器在根据内部预设值或者传感器的反馈来控制支架12旋转后，通过编码器来进行检测转角等，再反馈给控制器，实现精准控制；第二方面，可通过编码器控制支架12的旋转角度，以满足一定程度上Z方向的定位需求；第三方面，通过编码器检测转角可以确保上述支架12自由端的密封盖板121密封可靠。

由上述内容可知，本实施例提供的一种充电连接结构，结构简单、成本低，并且使得充电连接的定位更加容易实现，同时还具有防护性能高、可防止铜排误接等优点。

实施例二：

本实施例提供一种充电系统，包括车载单元和地面单元，车载单元内配置有实施例一的充电连接结构1，地面单元包括连接器2和驱动模块，驱动模块驱动连接器2与连接口13对接，本实施例的充电系统通过地面单元的设置可以满足车辆3更多自由度的停车位置偏差，同时可实现接触式的底盘自动充电。

如图3-6所示，本实施例的地面单元还包括壳体25，壳体25内配置上述驱动模块和连接器2，壳体25与地面4之间设有高度调节结构251，高度调节结构251的底部通过地脚252与地面4固定，高度调节结构251可以是电缸、气缸或液压缸，也可以是手动调节的丝杆结构。不同类型的车辆3底盘高度不同，如轿车和SUV，可以通过高度调节结构251，使得地面单元的连接器2可以上下移动，以满足与不同类型车辆的对接充电。并且，高度调节结构251可满足一定程度上的Z方向的定位需求。

优选地，如图6，本实施例在车载单元的支架12的自由端沿Y方向设有两个接收传感器123，在地面单元的壳体25上设有一个发射传感器254，在支架12运动至目标位置后，通过发射传感器254和接收传感器123来确定支架12自由端与地面单元的连接器2的相对位置，从而通过高度调节结构251调整地面单元连接器2的高度，使得地面单元的连接器2运动至可以和连接口13对接的高度。优选地，发射传感器254和接收传感器123为超声波传感器，超声波传感器不受车辆底盘的光线环境影响，稳定性好、精度高，可减小定位误差。

进一步地，如图4，本实施例在连接口13处还设有导向面155，连接器2上对应设有滑动面26，连接器2可通过滑动面26沿着导向面155运动与连接口13找准对接。

进一步地，地面单元还包括配置在壳体25内的第一导轨22和第二导轨221，第一导轨22上远离连接器2的一端与壳体25铰接，第一导轨22的另一端可做旋转运动，壳体25上对应设有容第一导轨22的另一端活动的活动口253，该活动口253既能使得第一导轨22的另一端活动，还能在初始状态承托住第一导轨22。第二导轨221滑动安装在第一导轨22内，第二导轨221的一端连接于连接器2，另一端连接于驱动模块，第二导轨221在驱动模块的驱动下带动连接器2运动与连接口13找准对接，驱动模块可以是直线伸缩机构，也可与壳体25铰接。在连接器2朝向支架12的连接口13运动过程中，由于车辆3的停车位置还会存在一定的俯仰角即RY方向的偏差，使得连接口13的上下表面不处于水平位置，本实施例通过在壳体25上设置活动口253，使得连接器2、第一导轨22、第二导轨221可以沿RY方向旋转一定角度，在连接器2运动过程中，连接器2可以沿着导向面155逐渐向连接口13内部滑动，并自适应地调整自身RY方向的角度位置，直到对接完成。如此，通过活动口253、第一轨道和第二轨道的设置，使得连接器2可实现自适应调整，从而在一定程度上满足车辆3停车位置在RY方向的角度偏差。

进一步地，本实施例在连接器2的后端设有柔性连接件21，具体地在连接器2与第二导轨221之间设置柔性连接件21，柔性连接件21可选但不限于弹簧，如此，对接时可以满足车辆3停车位置的翻滚角即RX方向的角度偏差，同时在对接后的充电过程中，可以满足人上下车等带来的车辆3的上下左右等各方向的位移，此位移较小，可由柔性连接件21实现。并且，由于车辆3停车位置的翻滚角和俯仰角一般也较小，为1°左右，因此柔性连接件21一定程度上也可满足车辆3停车位置的翻滚角和俯仰角偏差。

进一步地，如图4，本实施例的连接器2包括与支架12的第一连接部131对应的第三连接部231和与支架12的第二连接部132对应的第四连接部232，第三连接部231上配置有第一触指241和第二触指242，第三连接部231在第一触指241和第二触指242之间设有与第一过渡面1311匹配的第三过渡面2311使得第一触指241和第二触指242位于不同台阶面，第四连接部232上配置有第三触指243和第四触指244，第四连接部232在第三触指243和第四触指244之间设有与第二过渡面1321匹配的第四过渡面2321使得第三触指243和第四触指244位于不同台阶面。本实施例在第三过渡面2311上设有接近传感器245，如可设置接近传感器245的距离为5mm，这样，在连接器2移动对接至第三过渡面2311与第一过渡面1311距离为5mm时停止，此时对接完成，由于第一过渡面1311和第三过渡面2311之间存在一定间隙，可满足车辆3停车时一定的偏航角。

上述接近传感器245用于确定充电连接时连接器2的位置，进一步地，地面单元的壳体25上远离活动口253的一端还设有位置开关255，第一导轨22在车辆充电完成后开始收回，至位置开关255处时停止。

进一步地，本实施例在车载单元上配置有车载无线模块154，在地面单元上配置有地面无线模块256，车载无线模块154与地面无线模块256进行无线通信。

图9示出了本实施例的车载单元的工作流程图，首先，车辆3停车到充电位，然后根据车辆BMS的充电请求，驱动电机旋转支架12，将支架12下放至目标位置，接着与地面端的连接器2进行位置确认，如果位置不正确则重新调整位置，如果确认位置正确则开始对接，在检测到信号铜排的对接完成信号即充电导引信号后开始受电，直至受电完成，最后在接收到地面单元的收回确认信号后将支架12收回外壳15内。

图10示出了本实施例的地面单元的工作流程图，首先，接收车载单元的充电请求，在判断车载单元支架12下放至目标位置后，调整连接器2的高度至相对位置，然后驱动连接器2与支架12上的连接口13运动对接，在接收到接近传感器245的运动到位信号后，发出充电导引信号给车载单元，然后开始充电，充电完成后将连接器2收回，准备下一次充电。

由上述内容可知，本实施例提供的一种充电系统，通过接近传感器和驱动模块的伸缩满足车辆X方向的位置偏差，通过长条状铜排的设置满足车辆Y方向的位置偏差，通过设置编码器控制支架旋转角度以及地面端的高度调节结构满足车辆Z方向的位置偏差，并且，通过柔性连接件满足车辆RX和RY方向的角度偏差，通过接近传感器以及设置各铜排之间的间距满足车辆RZ方向的角度偏差，如此能够满足车辆六个自由度的停车位置偏差，实现接触式的底盘自动充电。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种充电连接结构，其特征在于，包括：

驱动电机，所述驱动电机的输出轴（11）连接有支架（12）；

支架（12），所述支架（12）的自由端设有连接口（13），所述连接口（13）内设有多个平行设置的铜排；

多个铜排，多个所述铜排呈长条状延伸，延伸方向垂直于所述支架（12）的转动平面，且延伸方向垂直于所述连接口（13）的开口方向。

2.根据权利要求1所述的充电连接结构，其特征在于，所述充电连接结构还包括与车辆（3）固定的外壳（15），所述外壳（15）内配置所述支架（12）和驱动电机，所述外壳（15）上设有容所述支架（12）的自由端活动的开口（151），所述开口（151）的边缘内设有位置传感器（152）。

3.根据权利要求2所述的充电连接结构，其特征在于，所述支架（12）的自由端对应所述开口（151）设有密封盖板（121），所述密封盖板（121）借助密封件（153）密封所述开口（151）。

4.根据权利要求1所述的充电连接结构，其特征在于，所述支架（12）的自由端包括第一连接部（131）和第二连接部（132），所述第一连接部（131）和第二连接部（132）通过弹性件（133）连接，所述第一连接部（131）和第二连接部（132）之间形成所述连接口（13）。

5.根据权利要求4所述的充电连接结构，其特征在于，所述第二连接部（132）上设有铜排，所述第二连接部（132）上的铜排通过软排（145）连接至第一连接部（131）。

6.根据权利要求4所述的充电连接结构，其特征在于，所述第一连接部（131）上配置有第一铜排（141）和第二铜排（142），所述第一连接部（131）在第一铜排（141）和第二铜排（142）之间设有第一过渡面（1311）使得所述第一铜排（141）和第二铜排（142）位于不同台阶面，所述第二连接部（132）上配置有第三铜排（143）和第四铜排（144），所述第二连接部（132）在第三铜排（143）和第四铜排（144）之间设有第二过渡面（1321）使得所述第三铜排（143）和第四铜排（144）位于不同台阶面。

7.根据权利要求1所述的充电连接结构，其特征在于，任意两个所述铜排之间的距离大于17mm。

8.根据权利要求1所述的充电连接结构，其特征在于，所述充电连接结构还包括被配置为固定安装的定位锁，所述支架（12）上对应设有至少两个定位孔（122），所述定位锁锁紧所述定位孔（122）以固定所述支架（12）。

9.根据权利要求1或3所述的充电连接结构，其特征在于，所述驱动电机的输出轴（11）上还设有编码器，所述编码器用于检测和\或控制所述支架（12）的转角。

10.一种充电系统，其特征在于，包括车载单元和地面单元，所述车载单元内配置有如权利要求1-9任意一项所述的充电连接结构，所述地面单元包括连接器（2）和驱动模块，所述驱动模块驱动所述连接器（2）与所述连接口（13）对接。

11.根据权利要求10所述的充电系统，其特征在于，所述地面单元还包括壳体（25），所述壳体（25）内配置所述驱动模块和连接器（2），所述壳体（25）与地面（4）之间设有高度调节结构（251）。

12.根据权利要求10所述的充电系统，其特征在于，所述连接口（13）还设有导向面（155），所述连接器（2）上对应设有滑动面（26），所述连接器（2）通过滑动面（26）沿着所述导向面（155）运动与所述连接口（13）找准对接。

13.根据权利要求12所述的充电系统，其特征在于，所述地面单元还包括配置在壳体（25）内的第一导轨（22）和第二导轨（221），所述第一导轨（22）上远离所述连接器（2）的一端与所述壳体（25）铰接，所述壳体（25）上设有容所述第一导轨（22）的另一端活动的活动口（253），所述第二导轨（221）滑动安装在所述第一导轨（22）内，所述第二导轨（221）在驱动模块的驱动下带动所述连接器（2）运动与所述连接口（13）找准对接。

14.根据权利要求10或13所述的充电系统，其特征在于，所述连接器（2）的后端设有柔性连接件（21）。

15.根据权利要求11所述的充电系统，其特征在于，所述支架（12）的自由端设有接收传感器（123），所述壳体（25）上设有发射传感器（254）。

16.根据权利要求10所述的充电系统，其特征在于，所述支架（12）的自由端包括第一连接部（131）和第二连接部（132），所述第一连接部（131）上配置有第一铜排（141）和第二铜排（142），所述第一连接部（131）在第一铜排（141）和第二铜排（142）之间设有第一过渡面（1311）使得所述第一铜排（141）和第二铜排（142）位于不同台阶面，所述第二连接部（132）上配置有第三铜排（143）和第四铜排（144），所述第二连接部（132）在第三铜排（143）和第四铜排（144）之间设有第二过渡面（1321）使得所述第三铜排（143）和第四铜排（144）位于不同台阶面；

所述连接器（2）包括与所述第一连接部（131）对应的第三连接部（231）和与所述第二连接部（132）对应的第四连接部（232），所述第三连接部（231）上配置有第一触指（241）和第二触指（242），所述第三连接部（231）在第一触指（241）和第二触指（242）之间设有第三过渡面（2311）使得所述第一触指（241）和第二触指（242）位于不同台阶面，所述第四连接部（232）上配置有第三触指（243）和第四触指（244），所述第四连接部（232）在第三触指（243）和第四触指（244）之间设有第四过渡面（2321）使得所述第三触指（243）和第四触指（244）位于不同台阶面。

17.根据权利要求16所述的充电系统，其特征在于，所述第三过渡面（2311）和/或第四过渡面（2321）上设有接近传感器（245）。

18.根据权利要求10所述的充电系统，其特征在于，所述车载单元配置有车载无线模块（154），所述地面单元配置有地面无线模块（256），所述车载无线模块（154）与地面无线模块（256）进行无线通信。

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