CN114407710A - 一种电动车辆的车位充电装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种电动车辆的车位充电装置和方法，其特征是：所述的车位充电装置包括基座、充电接口平台、升降机构、伸缩移动机构、定位模块、充电插头、控制系统；其中：基座固定安装在停车位之中的低于停车位表面的凹坑中升降机构安装在基座上、并与充电接口平台相连接，由升降机构带动充电接口平台升高或降低；伸缩移动机构安装在基座上、并与充电接口平台相连接；充电插头安装在充电接口平台中；定位模块用于获取并处理电动车辆的位置指示装置输出的位置信息、从而确定停泊在停车位之上的电动车辆底部安装的车载充电接口的位置。本发明不占用公共面积，节约用地，简单可行，从根本上解决了充电桩的合理设置难题。

Description

一种电动车辆的车位充电装置和方法

技术领域

本发明涉及一种电动车辆充电技术，尤其是一种自动式车位充电装置技术，采用将充电装置直接设置在停车位置内的方案，能够与车辆底盘中设置的充电接口自动连接，实现安全、高效的充电，具体地说是一种电动车辆的车位充电装置和方法，属于电动车辆充电的技术领域。

背景技术

随着电动车辆的增加，如何实现方便的充电越来越成为各方关注的焦点，而目前较普遍采用的用户手动插拔的充电模式在便利性、安全性、适应性等方面均存在一些问题。另一方面，随着自动驾驶技术的发展，已有车企在开发或已开发出车辆自动行驶到停车位停车的功能和根据用户呼叫从停车位自动行驶到用户所在的指定位置的功能；在这种情况下，如果还需要用户采用手动插拔的方式进行充电、既不方便操作、也大大降低了用户的体验。

由此可见，“用户无感”的自动式充电替代手动插拔的充电模式，将逐渐成为一种必然的选择。然而，现有的自动式充电方案仍存在很多问题：

1、设备成本高、适应能力低：

很多方案所采用“自行式小车”，例如中国专利申请“2015800688616 用于给车辆中的电蓄能器自动充电的充电站和方法”；由于城市中停车位紧张、很多小区内的露天停车位是划定在草地、泥土地等位置，“自行式小车”较难实现全地形的适应；若遭遇雨雪等恶劣天气则更有可能无法正常工作；

2、电缆连接的问题：

在实现自动充电连接过程中，必然涉及到有一段电力线缆是可移动或可伸缩的，根据不同的设计方案该电力线缆的长度约为3-10米；然而即使增加数倍的成本，移动式电缆也很难达到与固定铺设的电缆相当的安全性和使用寿命，尤其是与地面直接接触的移动式电缆；若电缆在长期使用过程中发生破损，将对充电系统的运行埋下安全隐患；

3、充电接口位置问题：

现有的车辆充电接口一般位于车头或车身的侧面、为了便于用户手工操作、距离地面有一定的距离；但是，这样的位置对于自动式充电的连接过程形成了一定的困难，通常会增加设计的难度和复杂度。

综上所述，如何设计一种稳定、灵活且高效的自动式充电系统成为了一个有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的电动车充电装置存在占用公共空间资源且适应性差的问题，发明一种电动车辆车位充电方法，同时提供一种相应的充电装置，它采用将充电装置直接设置在停车位置内的方案，能够与车辆底盘中设置的充电接口自动连接，实现安全、高效的充电。

本发明的技术方案之一是：

一种电动车辆的车位充电装置，其特征是：所述的车位充电装置整体安装在停车位之中的低于停车位表面的凹坑中；所述的车位充电装置包括基座、充电接口平台、升降机构、伸缩移动机构、定位模块、充电插头、控制系统；其中：

基座1固定安装在停车位之中的低于停车位表面的凹坑中；

升降机构安装在基座1上、并与充电接口平台4相连接，由升降机构带动充电接口平台4升高或降低；

伸缩移动机构安装在基座1上、并与充电接口平台4相连接，当充电接口平台4处于升高状态时，由伸缩移动机构带动充电接口平台4在停车位的内部空间中做移动，或/和，转动、从而改变充电接口平台4的位置；

充电插头8安装在充电接口平台4中；充电插头通过电缆与电源连接；

定位模块9，所述的定位模块9用于确定停泊在停车位之上的电动车辆底部安装的车载充电接口的位置；

控制系统根据定位模块9提供的位置数据驱动伸缩移动机构进行移动、并执行充电插头8与电动车辆的车载充电接口的对接操作。

控制系统根据定位模块9提供的位置数据驱动伸缩移动机构进行移动、并执行充电插头8与电动车辆的车载充电接口的对接操作。

需要说明的是，为了保证电动车辆底部安装的车载充电接口的可靠性，车载充电接口应设计有防水、防碰撞等防护措施。充电插头8与电动车辆的车载充电接口连接或断开的操作可以通过对接机构完成，该对接机构设置在充电插头8之中或者设置在车载充电接口之中。并且，现有的标准充电接口的外形尺寸较大、接口直径约60毫米，不适合在相对狭窄的车辆底部空间内执行自动插拔操作；因此需要设计外形尺寸较小的紧凑型接口。

进一步的，在电动车辆底部安装的车载充电接口上或周边设置位置指示装置，所述的定位模块9用于获取并处理位置指示装置输出的位置信息、从而确定停泊在停车位之上的电动车辆底部安装的车载充电接口的位置。

进一步的，所述的升降机构为能升降的叉剪机构10。

进一步的，所述的电动车辆的车位充电装置还包括设置在车位充电装置顶部的防护板11；当车位充电装置处于收缩下沉状态时，通过防护板11将车位充电装置整体封闭于停车位之中的低于停车位表面的凹坑中、由防护板11起到防护作用。

进一步的，所述的电动车辆的车位充电装置还包括信息提示装置，在车辆停泊到该停车位之前，通过信息提示装置对车辆，或/和，驾乘人员进行信息提示，或/和，信息交互。

进一步的，所述的电动车辆的车位充电装置还包括绕线机构12，绕线机构12中的电缆的两端分别连接电源和充电插头8，当伸缩移动机构带动充电插头8移动时、绕线机构12用于电缆的收放、以适应绕线机构12与充电插头的距离变化。

进一步的，所述的充电接口平台4中还包括位置调节机构6，用于对充电插头8的位置进行微调，从而实现充电插头8与电动车辆的车载充电接口准确的对接。

进一步的，所述的充电接口平台4中还包括支撑机构13，用于与停车位表面相接触；在充电接口平台4移动过程中形成支撑，或/和，在充电接口平台4移动到充电连接位置后形成支撑。

所述的车位充电装置中还包括：

升降主轴2，所述的升降主轴2安装于基座1之中，升降主轴2与升降机构相连接，由升降机构带动升降主轴2作升降运动；

支撑平台3，所述的支撑平台3安装在升降主轴2上并作为充电接口平台4的安装基础；

支撑平台3中安装回转主轴5和水平驱动机构7，所述的充电接口平台4安装在支撑平台3的水平驱动机构7上；回转主轴5用于带动充电接口平台4进行回转运动；水平驱动机构7用于带动充电接口平台4作水平伸缩移动；

由回转主轴5和水平驱动机构7共同构成伸缩移动机构，使得充电接口平台4和其中的充电插头8能够移动到电动车辆底部的车载充电接口对应位置并执行将充电插头8与电动车辆的车载充电接口连接或断开的操作。

进一步的，所述的水平驱动机构7为叉剪结构。该叉剪结构做实现水平伸缩运动。

本发明的技术方案之二是：

一种电动车辆的车位充电方法，其特征是：

在停车位中埋设可升降的车位充电装置，对应的在电动车辆的底部设置车载充电接口；所述的充电方法包括以下步骤：

S101，当待充电的电动车辆未停泊到停车位之前，将停车位之中的车位充电装置设置为收缩下沉状态，即不影响电动车辆驶入停车位；

S102，当电动车辆停泊到停车位后，首先执行位置升高指令将车位充电装置的位置升高；然后执行定位指令获取车载充电接口的位置信息；再然后执行移动指令将车位充电装置中的充电插头移动到与车载充电接口相对应位置，最后执行对接指令将充电插头与车载充电接口的对接并给电动车辆充电；

S103，当充电过程结束之后，首先执行断开指令将充电插头与车载充电接口断开连接，然后执行反向移动指令将充电插头收纳回到车位充电装置之中；再然后执行位置下降指令将车位充电装置再次调整为收缩下沉状态，即不影响电动车辆驶离停车位。

进一步的，在电动车辆底部安装的车载充电接口上或周边设置位置指示装置，所述的定位模块9用于获取并处理位置指示装置输出的位置信息；所述的位置指示装置输出的位置信息的信号为光信号、声音信号、无线电信号、或者光信号、声音信号、无线电信号的任意的组合。

进一步的，当停车位处于空闲状态时，将所述的车位充电装置的位置升高到高于车辆底盘高度的位置、作为车位桩使用，防止发生处于空闲状态的停车位不可控的被占用的情况。

本发明的有益效果是：

1、本发明能够节约用地，不需要额外占用停车位周围的空间，大幅降低了现有充电装置受限于停车位周围环境因素而无法安装的限制条件；既可用于室内车位，通过适当的防水措施也可用于室外车位。

2、在空闲时充电装置处于封闭状态、具有更好的露天场地适应性、可以克服地面积水等状况；在充电时，充电装置整体升高、此时充电装置的上部被车辆遮挡、因此能够在露天的恶劣气候条件下正常使用；

3、从电源连接至停车位的充电装置的电缆均为固定铺设，充电装置内部使用的可伸缩的电缆的长度较短，仅需要30-50厘米、并且封装在充电装置的内部，成本低、可靠性高；

4、可以在较大范围内自动与车辆的充电接口自动对接（如覆盖以充电装置为中心的直径60-200厘米的圆形或椭圆形区域、或边长60-200厘米的矩形区域），因此对车辆停放位置没有特别严格的要求，操作简便；

5、能够兼具占位功能，防止出现燃油车占位的现象，充电装置下沉时与地面平齐且具有防护结构、与现有的在地面上安装的凸出地面的车位锁相比损坏率大幅降低。

6、本发明结构简单，安全方便，相较于现有的移动充电车等具有自动连接功能的充电设施成本更低，并且便于实现“群管群控、有序充电”。

7、由于实现了“自动插拔”，为各种V2G方案打下了良好的基础，避免了为实现V2G功能而需要更加频繁的人工插拔充电枪所带来的问题和麻烦。

附图说明

图1是本发明的车位充电装置的初始的收缩下沉状态原理图（包含与外部的电源和控制系统的连接）；

图2是本发明的车位充电装置的升起准备充电状态的原理图；

图3是本发明的将充电插头插入车辆充电接口中充电状态的原理图；

图4是本发明的车位充电装置升起后的信息提示功能的原理图；

图5是本发明的车位充电装置的立体分解结构示意图；

图6是本发明的车位充电装置的立体结构图（处于初始的收缩下沉状态的立体图）；

图7是本发明的车位充电装置的动作过程示意图一（立体图）；

图8是本发明的车位充电装置的动作过程示意图二（立体图）；

图9是本发明的车位充电装置的动作过程示意图三（俯视图）；

图10是本发明的车位充电装置的动作过程示意图四（充电接口平台局部放大图）；

其中，1：基座，2：升降主轴，3：支撑平台，4：充电接口平台，5：回转主轴，6：位置调节机构，7：水平驱动机构，8：充电插头，9：定位模块，10：能升降的叉剪机构，11：防护板，12：绕线机构，13：支撑机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。当然，本发明创造并不局限于下述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

实施例一。

如图1-3所示，

一种电动车辆的车位充电方法：

在电动车辆的底部设置固定或能伸缩的充电接口，并在充电接口上或周边设置位置指示装置以使充电装置接收判定其位置、实现近场测距。实现近场测距、定位的方法很多，包括光学定位、声波定位、WIFI定位、蓝牙通讯定位等等。

例如，所述的位置指示装置为无线信号发射器（如蓝牙），所述的定位模块9中的信号接收装置为无线信号接收器；对接时可采用类似于现有的扫地机器人的蓝牙归位充电技术实现充电接口与充电插头的匹配。所述的位置指示装置还可以为发光器件或反光器件等，所述的定位模块9中设置有摄像头，通过图像识别进行定位。

由于外部光线被车辆底盘遮挡，所以通常需要在定位模块9设置照明装置，而照明装置可以激活位置指示装置中的反光器件。

详述如下：

在停车位中埋设可升降的车位充电装置，对应的在电动车辆的底部设置车载充电接口是本发明的基础和创新点之一；所述的车位充电装置包括升降机构、伸缩移动机构、定位模块、充电插头；所述的充电方法包括以下步骤：

S101，当待充电的电动车辆未停泊到停车位之前，将停车位之中的车位充电装置设置为收缩下沉状态，即不影响电动车辆驶入停车位；

S102，当电动车辆停泊到停车位后，首先执行位置升高指令，通过升降机构将车位充电装置的位置升高；然后执行定位指令，通过定位模块获取车载充电接口的位置信息；再然后执行移动指令，通过伸缩移动机构将车位充电装置中的充电插头移动到与车载充电接口相对应位置，最后执行对接指令将充电插头与车载充电接口的对接并给电动车辆充电；

S103，当充电过程结束之后，首先执行断开指令将充电插头与车载充电接口断开连接，然后执行反向移动指令，通过伸缩移动机构将充电插头收纳回到车位充电装置之中；再然后执行位置下降指令，通过升降机构将车位充电装置再次调整为收缩下沉状态，即不影响电动车辆驶离停车位。

进一步的，在电动车辆底部安装的车载充电接口上或周边设置位置指示装置，所述的定位模块9用于获取并处理位置指示装置输出的位置信息；所述的位置指示装置输出的位置信息的信号为光信号、声音信号、无线电信号、或者光信号、声音信号、无线电信号的任意的组合。

进一步的，当停车位处于空闲状态时，将所述的车位充电装置的位置升高到高于车辆底盘高度的位置、作为车位桩使用，防止发生处于空闲状态的停车位不可控的被占用的情况。

实施例二。

一种电动车辆的车位充电装置，详述如下：

一种车位充电装置，它整体安装在停车位之中的低于停车位表面的凹坑中；所述的车位充电装置包括基座、充电接口平台、升降机构、伸缩移动机构、定位模块、充电插头、控制系统；其中：基座1固定安装在停车位之中的低于停车位表面的凹坑中；升降机构安装在基座1上、并与充电接口平台4相连接，由升降机构带动充电接口平台4升高或降低；伸缩移动机构安装在基座1上、并与充电接口平台4相连接，当充电接口平台4处于升高状态时，由伸缩移动机构带动充电接口平台4在停车位的内部空间中做移动，或/和，转动、从而改变充电接口平台4的位置；充电插头8安装在充电接口平台4中；充电插头通过电缆与电源连接；定位模块9，所述的定位模块9用于获取并处理电动车辆的位置指示装置输出的位置信息、从而确定停泊在停车位之上的电动车辆底部安装的车载充电接口的位置；控制系统根据定位模块9提供的位置数据驱动伸缩移动机构进行移动、并执行充电插头8与电动车辆的车载充电接口的对接操作。所述的升降机构为能升降的叉剪机构10。所述的电动车辆的车位充电装置还包括设置在车位充电装置顶部的防护板11；当车位充电装置处于收缩下沉状态时，通过防护板11将车位充电装置整体封闭于停车位之中的低于停车位表面的凹坑中、由防护板11起到防护作用。所述的电动车辆的车位充电装置还包括信息提示装置，在车辆停泊到该停车位之前，通过信息提示装置对车辆，或/和，驾乘人员进行信息提示，或/和，信息交互。所述的电动车辆的车位充电装置还包括绕线机构12，绕线机构12中的电缆的两端分别连接电源和充电插头8，当伸缩移动机构带动充电插头8移动时、绕线机构12用于电缆的收放、以适应绕线机构12与充电插头的距离变化。所述的充电接口平台4中还包括位置调节机构6，用于对充电插头8的位置进行微调，从而实现充电插头8与电动车辆的车载充电接口准确的对接。所述的充电接口平台4中还包括支撑机构13，用于与停车位表面相接触；在充电接口平台4移动过程中形成支撑，或/和，在充电接口平台4移动到充电连接位置后形成支撑。

其中的升降机构和伸缩移动机构可以采用的结构形式较多，以下逐一举例说明。

例如，升降机构可以采用丝杆、螺母、步进电机组合的结构。

伸缩移动机构可以采用以下结构：它包括转轴、伸缩臂、移动机构、伸缩线缆；伸缩臂能够伸长或缩短，伸缩臂固定安装在转轴上，伸缩臂上设有移动机构、充电插头安装在伸缩臂的移动机构上，并能够由移动机构驱动下延伸缩臂的长度方向来回移动；伸缩线缆与充电插头连接，并能够配合充电插头位置的变化伸长或缩短；随着转轴的转动、伸缩臂的伸长或缩短、以及移动机构驱动的充电插头的位置变化；使得充电插头的位置能够覆盖以转轴为中心、以伸缩臂的臂展为半径的圆形区域。

或者，伸缩移动机构可以采用以下结构：包括二维移动平台、伸缩线缆；充电插头安装在二维移动平台上，伸缩线缆与充电插头连接，并能够配合充电插头位置的变化伸长或缩短；随着二维移动平台的动作，使得充电插头的位置能够覆盖二维移动平台活动范围的矩形区域。

需要说明的是，上述结构虽然能够实现功能、但结构相对比较复杂；由于车辆底盘的高度有限，本发明的充电装置的可利用空间较小，应尽量采用更加简洁的机械结构。因此，本发明中还设计了实施例三的结构，详见实施例三。

对于具有若干个停车位的停车目的地，在停车位的外部设置电源和控制系统，通过线缆依次与若干个停车位中的车位充电装置进行连接，即能够实现“群管群控、有序充电”，彻底解决无序充电导致的区域内电力负荷过载的问题。例如，采用网络预约系统收集各用户的充电需求，并通过网络预约系统形成有序充电的调度计划，再通过控制系统控制各个车位充电装置按计划执行有序充电。

具体的如图1所示，在停车位及周围固定铺设电力线缆，由电力线缆将电源与车位充电装置连接；还可以同步的铺设通讯线缆，由通讯线缆将控制系统与充电装置连接。控制系统与各个车位充电装置的通讯连接方式也可以采用无线通讯方式来替代通讯线缆。另外，设置在外部的控制系统用于执行部分或全部的对车位充电装置的控制功能，而车位充电装置内部也可以设置用于执行部分控制功能的单体的控制系统。

在无序充电的情况下，停车目的地需要为各辆电动车辆单独配置约7Kw的充电功率，随着电动车辆的占比增加、停车目的地的总电力容量无法支撑。同时，由于乘用车的日均行驶里程较短，我国的乘用车平均日均行驶里程约为50公里，折算为电动乘用车每天需补充电量约为8-10Kwh,以乘用车在停车目的地的有效停车时间为8小时计算，在有序充电的情况下，通过功率的分时复用、相当于仅需要为各辆电动车辆配置约1Kw的充电功率，大大缓解了停车目的地大量配备充电装置时的电力增容压力。

进一步的，由于停车目的地中包含若干个停车位，当其中安装的车位充电装置的数量较多时，难免在运行过程中出现个别有故障的情况。因此，可以将车位充电装置设计为整体可快速插拔的结构形式，当某个车位充电装置有故障时，能够使用备用的车位充电装置进行快速的替换，从而不影响用户的正常使用。

实施例三。

为简化结构，本实施例的重点在于，所述的伸缩移动机构包括回转主轴5和水平驱动机构7；回转主轴5用于带动充电接口平台4进行回转运动；水平驱动机构7用于带动充电接口平台4作水平伸缩移动；使得充电接口平台4和其中的充电插头8能够移动到电动车辆底部的车载充电接口对应位置并执行将充电插头8与电动车辆的车载充电接口连接或断开的操作，详述如下：

一种车位充电装置，包括基座、充电接口平台、升降机构、伸缩移动机构、定位模块、充电插头、控制系统；其中：

基座1，所述的基座1固定安装在停车位之中的低于停车位表面的凹坑中；

升降主轴2，所述的升降主轴2安装于基座1之中，升降主轴2与升降机构相连接，由升降机构带动升降主轴2作升降运动；

支撑平台3，所述的支撑平台3安装在升降主轴2上并作为充电接口平台4的安装基础；

支撑平台3中安装回转主轴5和水平驱动机构7，所述的充电接口平台4安装在支撑平台3的水平驱动机构7上；回转主轴5用于带动充电接口平台4进行回转运动；水平驱动机构7用于带动充电接口平台4作水平伸缩移动；具体的，水平驱动机构7可以在所述的回转主轴5的回转运动所确定方向角度的基础上再作水平伸缩移动；

由回转主轴5和水平驱动机构7共同构成伸缩移动机构，使得充电接口平台4和其中的充电插头8能够移动到电动车辆底部的车载充电接口对应位置并执行将充电插头8与电动车辆的车载充电接口连接或断开的操作。

进一步的，所述的升降机构为能升降的叉剪机构10。

进一步的，还包括设置在车位充电装置顶部的防护板11；当车位充电装置处于收缩下沉状态时，通过防护板11将车位充电装置整体封闭于停车位之中的低于停车位表面的凹坑中、由防护板11起到防护作用。

进一步的，还包括信息提示装置，在车辆停泊到该停车位之前，通过信息提示装置对车辆，或/和，驾乘人员进行信息提示，或/和，信息交互。

进一步的，还包括绕线机构12，绕线机构12中的电缆的两端分别连接电源和充电插头8，当伸缩移动机构带动充电插头8移动时、绕线机构12用于电缆的收放、以适应绕线机构12与充电插头8的距离变化。

进一步的，所述的充电接口平台4中还包括位置调节机构6，用于对充电插头8的位置进行微调，从而实现充电插头8与电动车辆的车载充电接口准确的对接。

进一步的，所述的充电接口平台4中还包括支撑机构13，用于与停车位表面相接触；在充电接口平台4移动过程中形成支撑，或/和，在充电接口平台4移动到充电连接位置后形成支撑。

进一步的，所述的水平驱动机构7为叉剪结构。该叉剪结构做实现水平伸缩运动。

采用水平伸缩的叉剪结构能够有效的利用车位充电装置宽度方向上的尺寸、克服高度方向上尺寸的局限，使用较少的交叉节数就能够移动较远的距离，保证了装置运行的平稳性、并且有助于将车位充电装置的整体外形尺寸控制为较小。

所述的支撑机构13，具有动态调节的伸缩功能，能够在适当的时机与停车位表面形成接触并形成支撑，或者与停车位表面脱离接触。

本实施例的车位充电装置的工作过程如图6-10所示。

如图6所示，车位充电装置处于初始的收缩下沉状态；

如图7所示，当电动车辆停泊到停车位之后，首先通过叉剪机构将车位充电装置的位置整体升高；升高的高度必须低于车辆底盘的高度（约为120-150mm），可以根据不同的车辆底盘高度调整升高的位置，使得充电接口平台4适当的贴近车辆底盘；

如图8所示，通过定位模块9确定车载充电接口的具体位置，本例中的定位模块9采用的是安装在充电接口平台4中的两个摄像头，即第一摄像头和第二摄像头；第一摄像头首先工作，通过回转主轴5带动充电接口平台4旋转、同时通过第一摄像头拍摄充电接口平台4前方的图像、根据车载充电接口发出光学信号查找车载充电接口的具体位置；当车载充电接口位于第一摄像头所拍摄的图像的中部时，即表明回转主轴5的角度已对准车载充电接口的方位；

需要说明的是，由于各品牌、各型号的电动车辆底部安装的车载充电接口的位置肯定有所差异，而用户停车时的方向也有正有反；因此，宜将车位充电装置设置在停车位的中部，同时回转主轴5应能够做360度或接近360度的转动，以适应车载充电接口的位置出现在不同方位的情况。这样做的好处是能够缩短伸缩移动机构的移动距离、提高运行的可靠性。

如图9所示，启动水平伸缩的叉剪结构，带动充电接口平台4向车载充电接口的位置移动，直到充电接口平台4移动至车载充电接口的下方；在此过程中，若需要支撑机构13辅助完成充电接口平台4的移动，则将支撑机构13适当伸长并与地面形成支撑，同时需要在支撑机构13的底部设置滚轮之类的有助于充电接口平台4平稳移动的结构；若不需要支撑机构13辅助完成充电接口平台4的移动，则将支撑机构13收缩，保持悬空状态；当充电接口平台4移动到位之后，通常需要将支撑机构13适当伸长并与地面形成支撑，还可以将支撑机构13锁止，从而使得充电接口平台4的位置固定。

如图10所示，虽然充电接口平台4已到达车载充电接口的下方，但是考虑成本因素整个移动过程的精度相对较低；此时，启动位置调节机构6对充电插头8的位置进行微调；此处的位置调节机构6主体是一个横向的滑槽，充电插头8可以在其中移动、从而精确的与车载充电接口完成对接，该过程中可以通过第二摄像头向上拍摄，进行辅助定位；另外也可以采用成本更低的若干组光电开关的组合定位机构。当然，位置调节机构6也可以采用其他具有位置调节功能的结构形式。

需要说明的是，采用低精度摄像机和光电开关等低成本结构的前提是在实际应用中对自动充电连接的过程并没有很严格的时间限制条件;由于该发明主要用于“慢充”场景，因此例如1分钟甚至10分钟之内自动完成充电连接均是可以接受的。

最后，当充电完成后，采用上述操作的逆向操作即可使得车位充电装置完全收缩和完全隐藏于停车位表面之中。

进一步的，当停车位置处于空闲状态时，若控制系统接收到对该停车位置的锁定请求，则启动升降机构将充电装置升起，实现对车位的锁定。

进一步的，还包括信息提示装置，当车位锁定时，通过信息提示装置对希望使用该车位的车辆或用户进行信息提示。

具体的如图4所示，对车位进行锁定时，车位充电装置升起的高度为H2、车辆底盘的高度为H1，并且H2>H1；信息提示装置设置在车位充电装置的顶部或前侧面，以便于进行信息提示。

进一步的，当停车位置上停泊有非充电状态的车辆时，若该位置准备接纳有充电需求的车辆，则由控制系统向管理人员发送提示信息，由管理人员进行干预。

本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (12)

1.一种电动车辆的车位充电装置，其特征是：所述的车位充电装置整体安装在停车位之中的低于停车位表面的凹坑中；所述的车位充电装置包括基座（1）、充电接口平台（4）、升降机构、伸缩移动机构、定位模块（9）、充电插头（8）、控制系统；其中：

基座（1）固定安装在停车位之中的低于停车位表面的凹坑中；

升降机构安装在基座（1）上、并与充电接口平台（4）相连接，由升降机构带动充电接口平台（4）升高或降低；

伸缩移动机构安装在基座（1）上、并与充电接口平台（4）相连接，当充电接口平台（4）处于升高状态时，由伸缩移动机构带动充电接口平台（4）在停车位的内部空间中做移动，或/和，转动、从而改变充电接口平台（4）的位置；

充电插头（8）安装在充电接口平台（4）中；充电插头（8）通过电缆与电源连接；

定位模块（9），所述的定位模块（9）用于确定停泊在停车位之上的电动车辆底部安装的车载充电接口的位置；

控制系统根据定位模块（9）提供的位置数据驱动伸缩移动机构进行移动、并执行充电插头（8）与电动车辆的车载充电接口的对接操作。

2.根据权利要求1所述的一种电动车辆的车位充电装置，其特征是：在电动车辆底部安装的车载充电接口上或周边设置位置指示装置，所述的定位模块（9）用于获取并处理位置指示装置输出的位置信息、从而确定停泊在停车位之上的电动车辆底部安装的车载充电接口的位置。

3.根据权利要求1所述的一种电动车辆的车位充电装置，其特征是：所述的升降机构为能升降的叉剪机构（10）。

4.根据权利要求1所述的一种电动车辆的车位充电装置，其特征是：还包括设置在车位充电装置顶部的防护板（11）；当车位充电装置处于收缩下沉状态时，通过防护板（11）将车位充电装置整体封闭于停车位之中的低于停车位表面的凹坑中、由防护板（11）起到防护作用。

5.根据权利要求1所述的一种电动车辆的车位充电装置，其特征是：还包括信息提示装置，在车辆停泊到该停车位之前，通过信息提示装置对车辆，或/和，驾乘人员进行信息提示，或/和，信息交互。

6.根据权利要求1所述的一种电动车辆的车位充电装置，其特征是：还包括绕线机构（12），绕线机构（12）中的电缆的两端分别连接电源和充电插头（8），当伸缩移动机构带动充电插头（8）移动时、绕线机构（12）用于电缆的收放、以适应绕线机构（12）与充电插头（8）的距离变化。

7.根据权利要求1所述的一种电动车辆的车位充电装置，其特征是：所述的充电接口平台（4）中还包括位置调节机构（6），用于对充电插头（8）的位置进行微调，从而实现充电插头（8）与电动车辆的车载充电接口准确的对接。

8.根据权利要求1所述的一种电动车辆的车位充电装置，其特征是：所述的充电接口平台（4）中还包括支撑机构（13），用于与停车位表面相接触；在充电接口平台（4）移动过程中形成支撑，或/和，在充电接口平台（4）移动到充电连接位置后形成支撑。

9.根据权利要求1所述的一种电动车辆的车位充电装置，其特征是所述的车位充电装置中还包括：

升降主轴（2），所述的升降主轴（2）安装于基座（1）之中，升降主轴（2）与升降机构相连接，由升降机构带动升降主轴（2）作升降运动；

支撑平台（3），所述的支撑平台（3）安装在升降主轴（2）上并作为充电接口平台（4）的安装基础；

支撑平台（3）中安装回转主轴（5）和水平驱动机构（7），所述的充电接口平台（4）安装在支撑平台（3）的水平驱动机构（7）上；回转主轴（5）用于带动充电接口平台（4）进行回转运动；水平驱动机构（7）用于带动充电接口平台（4）作水平伸缩移动；

由回转主轴（5）和水平驱动机构（7）共同构成伸缩移动机构，使得充电接口平台（4）和其中的充电插头（8）能够移动到电动车辆底部的车载充电接口对应位置并执行将充电插头（8）与电动车辆的车载充电接口连接或断开的操作。

10.根据权利要求9所述的电动车辆的车位充电装置，其特征是所述的水平驱动机构（7）为叉剪结构。

11.一种电动车辆的车位充电方法，其特征是：在停车位中埋设可升降的车位充电装置，对应的在电动车辆的底部设置车载充电接口；所述的充电方法包括以下步骤：

S101，当待充电的电动车辆未停泊到停车位之前，将停车位之中的车位充电装置设置为收缩下沉状态，即不影响电动车辆驶入停车位；

S102，当电动车辆停泊到停车位后，首先执行位置升高指令将车位充电装置的位置升高；然后执行定位指令获取车载充电接口的位置信息；再然后执行移动指令将车位充电装置中的充电插头移动到与车载充电接口相对应位置，最后执行对接指令将充电插头与车载充电接口的对接并给电动车辆充电；

S103，当充电过程结束之后，首先执行断开指令将充电插头与车载充电接口断开连接，然后执行反向移动指令将充电插头收纳回到车位充电装置之中；再然后执行位置下降指令将车位充电装置再次调整为收缩下沉状态，即不影响电动车辆驶离停车位。

12.根据权利要求11所述的一种电动车辆的车位充电方法，其特征是：在电动车辆底部安装的车载充电接口上或周边设置位置指示装置，所述的定位模块（9）用于获取并处理位置指示装置输出的位置信息；所述的位置指示装置输出的位置信息的信号为光信号、声音信号、无线电信号、或者光信号、声音信号、无线电信号的任意的组合。

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