CN116811617A - 停车场内可移动网格化充电系统及充电方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明提出一种用于停车场内的可移动网格化充电系统，其具有控制装置(10)和设置在停车区域上方的充电网络(20)，其中，在所述充电网络(20)中布置有充电设备(21)和充电头(22)，所述充电头(22)包括插接部(23)和充电线缆(24)，所述插接部(23)能够与待充电车辆的充电插口连接，所述充电线缆(24)能够与所述充电设备(21)连接，使得所述充电设备(21)能够通过所述充电头(22)为所述待充电车辆供电，其中，所述充电设备(21)和所述充电头(22)能够分别由所述控制装置(10)控制地在所述充电网络(20)中移动。本发明还提出一种充电方法，该方法能够利用根据本发明的充电系统为待充电车辆进行充电。

Description

停车场内可移动网格化充电系统及充电方法
技术领域
本发明涉及一种用于停车场内的可移动网格化充电系统，该充电系统能够在有限的资源投入情况下提高充电装置的利用率。本发明还涉及一种充电方法，该方法能够利用根据本发明的停车场内的可移动网格化充电系统为车辆、尤其是电动汽车进行充电。
背景技术
当前新能源汽车、尤其是纯电动汽车的需求和应用都越来越广泛，为新能源汽车进行充电的基础设施需求也越来越多。现存的充电设施主要采用固定在地表的充电桩模式或者固定在墙上的壁挂充电桩模式，这些充电桩不能移动，如果其对应的车位被占用，即使占用车位的车辆不需要充电，该充电桩也不能够为其他车辆服务。因此，在为新能源汽车进行充电方面，存在较多的改进空间，同时也存在较多的关于车位占用问题的矛盾。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种用于停车场内的可移动网格化充电系统。根据本发明的充电系统，能够在有限的资源投入情况下有效提高充电装置的利用率，解决充电设施的车位占用问题的矛盾。此外，本发明还提出一种利用根据本发明的停车场内的可移动网格化充电系统为车辆、尤其是电动汽车进行充电的方法。
根据本发明的第一方面，提出一种充电系统，该充电系统尤其设置在停车场内，所述充电系统具有控制装置和设置在停车场的停车区域上方的充电网络，其中，在所述充电网络中布置有充电设备和充电头，所述充电头包括插接部和充电线缆，所述插接部能够与待充电车辆的充电插口连接，所述充电线缆能够与所述充电设备连接，使得所述充电设备能够通过所述充电头为所述待充电车辆供电，其中，所述充电设备和所述充电头能够分别由所述控制装置控制地在所述充电网络中移动。
在本发明的框架内，所述充电设备尤其能够与电网直接连接，用于将电网中的电压转化为能够为待充电车辆进行充电的电压。
在本发明的框架内，充电头优选地仅具有传递电能的作用，因此可以设计地比较小。
此外优选地，所述充电设备和所述充电头在不使用的情况下存放在设备库中。在本发明的框架内，“设备库”意味着设置在停车场内的专门用于存放充电设施的空间。在室外停车场的情况下，该设备库可以是一个或多个用于存放充电设施的房间，在室内停车场的情况下，该设备库可以是一个或多个用于存放充电设施的区域。优选地，用于充电设备的设备库和用于充电头的设备库可以是不同的设备库，也可以是相同的设备库。
根据本发明的充电系统的优选实施方式，充电设备具有第一移动装置，而充电头具有第二移动装置，充电设备和充电头能够分别通过所述第一移动装置和所述第二移动装置在充电网络中移动。通过设置第一移动装置和第二移动装置，使得充电设备和充电头能够方便地从设备库移动出来，实现在充电网络中进行移动。
根据本发明的充电系统的优选实施方式，所述充电网络具有设置在停车区域上方的轨道，第一移动装置和第二移动装置电驱动地沿着所述充电网络的轨道运动。在本发明的框架中，“电驱动地”尤其意味着第一移动装置和第二移动装置能够在电动机的帮助下进行移动，从而不需要人力费事地移位。然而也可行的是，第一移动装置和/或第二移动装置在不通电的状态下由人力进行移动，这样即使在电动机出现故障时，也能够通过移动第一移动装置和第二移动装置来实现充电设备和充电头的移动。
在本发明的框架内，例如所述第一移动装置和第二移动装置分别构造为带有至少两个轮的小车，所述至少两个轮将小车的本体吊装在所述轨道上。充电设备和充电头分别与对应的小车的本体固定地连接，使得能够分别与对应的小车共同移动。所述至少两个轮能够被电动机驱动，以沿着轨道进行移动。所述第一移动装置和所述第二移动装置的小车能够相同地构造，也能够根据充电设备和充电头的几何构型分别适配地构造。
根据本发明的充电系统的优选实施方式，所述第一移动装置和所述第二移动装置分别具有连接装置，所述连接装置能够彼此连接和断开，以实现所述充电头的充电线缆与所述充电设备连接和断开。例如，在第一移动装置和第二移动装置上分别设置能够彼此电连接的连接装置，当第一移动装置和第二移动装置连同充电设备和充电头移动到待充电车辆上方时，所述连接装置能够彼此电连接，使得充电头的充电线缆与充电设备实现电连接。在待充电车辆完成充电后，所述连接装置能够彼此断开连接，使得充电头和充电设备彼此断开连接。
在本发明的框架内，第一移动装置和第二移动装置的连接装置能够构造为电磁式连接装置，在第一移动装置和第二移动装置彼此靠近的情况下，通过对所述连接装置通电和断电实现连接和分离。替代地也能够设想机械式连接装置，通过第一移动装置和第二移动装置彼此接触后，产生形状锁合的连接来实现，并通过例如设置在第一移动装置或者第二移动装置上的电动机械臂来将连接装置断开。此外，本领域技术人员也能够设想有意义的其他连接和断开方式，而不脱离本发明的范围。
根据本发明的充电系统的优选实施方式，第二移动装置具有升降机构，所述升降机构能够将所述充电头的插接部在所述充电网络与所述待充电车辆之间进行升降。尤其是，所述升降机构构造为卷扬机，使得充电线缆能够缠绕在该卷扬机上。该卷扬机尤其能够电动地被驱动，从而通过卷扬机的旋转将插接部下放和升起。例如，在需要对待充电车辆进行充电时，卷扬机将充电线缆释放，使得插接部下降到待充电车辆的充电插口附近，以方便用户将插接部插入到所述充电插口中；在待充电车辆完成充电后，用户将插接部与充电插口断开，卷扬机能够将充电线缆卷绕起来，使得插接部提升到第二移动装置的升降机构的高度上。
替代地，所述升降机构也能够构造为弹簧收缩式升降机构，用户能够用手握住充电头的插接部，直接用力将插接部拉下来插接到充电插口中。在待充电车辆完成充电后，用户将充电头的插接部从充电插口中拔出后，所述升降机构的弹簧能够自动卷起充电线缆，使得插接部上升到第二移动装置的升降机构的高度上。
根据本发明的充电系统的优选实施方式，充电设备能够同时连接至少两个充电头。例如，在充电网络的轨道构造为网格式轨道的情况下，一个充电设备能够随着对应的第一移动装置移动到网格式轨道的“十”字交点处，使得该充电设备能够在其四周对应的轨道上分别连接一个充电头，由此能够根据使用需求，在一个充电设备上连接一个至四个充电头。在这种情况下，例如该网格式轨道的“十”字交点布置在四个紧邻的“田”字形车位的交点上方，以实现一个充电设备最多向四辆待充电车辆供电。
在本发明的框架内，类似地，根据充电网络的轨道构型，一个充电设备可以实现与不同数量的充电头的连接，而不局限于上述示例中的一个充电设备最多与四个充电头连接。
根据本发明的充电系统的优选实施方式，所述控制装置能够根据用户指令将可供使用的充电设备和充电头通过第一移动装置和第二移动装置移动到待充电车辆附近，以实现对待充电车辆供电。
在本发明的框架内，根据上述优选实施方式的一个实施例是，用户在将待充电车辆停放到具有根据本发明的充电系统的停车场中，然后通过移动设备、尤其通过手机上的应用程序(APP)，向远程服务器发出需要充电的指令，连同所述指令向远程服务器发出所停放的车位的停车场信息和车位编号信息，远程服务器在收到相应指令和相应信息后，向该停车场的充电系统的控制装置指令，使得控制装置能够控制可供使用的充电设备和充电头移动到该用户的车辆上方，在充电设备和充电头电连接后，充电头的升降装置将插接部下降到该用户的车辆的充电插口附近，由用户将插接部与充电插口连接，以实现对待充电车辆的供电。此外，在该用户的车辆上方已经存在充电设备的情况下(例如该车辆旁边有正在充电的其他车辆)，控制装置能够仅移动可供使用的充电头到已经存在的充电设备旁。在此，特别优选地，所停放的车位的停车场信息和车位编号信息能够通过手机APP扫描车位处设置的二维码获取，而免于用户手动输入信息。
替代地或者附加地，也能够在停车场的充电系统的控制装置上设置人机界面，例如设置触摸屏，使得用户能够直接在该人机界面上输入待充电车辆的车位编号，由此该控制装置能够控制充电设备和充电头移动到相应车位上方。
替代地或者附加地，用户也能够通过移动设备、尤其手机上的应用程序直接与停车场的充电系统的控制装置连接，例如通过蓝牙连接。由此，在手机上输入相应信息后，由移动设备或者说手机将相应信息直接发送给控制装置，从而避免了例如在地下车库中无线网络信号较弱、移动设备无法与远程服务器建立连接的问题。此外也可行的是，充电系统能够具有无线信号基站，使得移动设备或者说手机能够通过该无线信号基站与控制装置或者与远程服务器建立连接。
根据本发明的充电系统的优选实施方式，在待充电车辆充满后，控制装置能够自动断开充电设备与充电头的连接，使得充电设备能够通过第一移动装置返回到设备库中。由于充电头的插接部与车辆的充电插口的连接通常需要用户手动断开，因此在车辆完成充电之后，通过控制装置自动断开充电设备与充电头的连接，。通过这种设置，能够提高充电设备的使用频率，在配备较少充电设备的情况下也能够为停车场内的车辆提供足够的供电服务。
根据本发明的充电系统的优选实施方式，在所述待充电车辆充满后，所述控制装置能够自动断开所述充电头与车辆的连接，使得所述充电头能够通过所述第二移动装置返回到设备库中。在这种优选的实施方式中，例如在充电头的插接部上设置至少一个电动推杆，所述电动推杆能够在电动机的作用下伸出，以抵靠在车辆的充电插口旁，并通过进一步推出所述电动推杆，实现充电头的插接部与车辆的充电插口的连接在没有人工干预的情况下自动断开，使得充电头能够马上返回设备库或者直接移动到下一个需要充电的车辆上方，以备后续充电服务。通过这种设置，能够提高充电头的使用频率，在配备较少充电头的情况下也能够为停车场内的车辆提供足够的供电服务。
根据本发明的另一方面，提出了一种充电方法，所述充电方法能够借助根据本发明的充电系统为待充电车辆进行充电。
附图说明
下面以实施例来示意性地说明根据本发明的用于停车场内的可移动网格化充电系统。
图1示出了根据本发明的用于停车场内的可移动网格化充电系统，其中，仅仅示出停车场中的一排停车位。
具体实施方式
在示例性实施例中仅仅示出停车场中的一排停车位，然而该实施例并不一定任何方式限制本发明的范围，而是仅仅示例性地说明了根据本发明的充电系统的一种典型的实施方式。
应指出，在本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参见图1，根据本发明的充电系统设置在一室内停车场内，所述充电系统具有控制装置10和设置在停车场的停车区域上方的充电网络20。出于清楚性原因，在图1中仅仅示出了充电网络20的一部分，即一排停车位上方的充电网络20。应当说明的是，在这一排停车位的前方和后方(即垂直于纸面的方向)还可以设置多排停车位和对应的充电网络20，以形成网格化的充电网络20。在充电网络20中布置有充电设备21和充电头22，充电头22包括插接部23和充电线缆24，所述插接部23能够与待充电车辆的充电插口连接，所述充电线缆24能够与充电设备21连接，使得充电设备21能够通过充电头22为待充电车辆供电。充电设备21和充电头22能够分别由控制装置10控制地在充电网络20中移动。
出于清楚性原因，图1中仅仅示出了一个充电设备21和两个充电头22，应当指出，根据本发明的充电系统能够具有多个充电设备21和多个充电头22。充电设备21和充电头22在不使用的情况下存放在设备库30中。在图1中，设备库30位于停车场内的靠墙的位置，图1中示例性地示出了两个设备库30，这两个设备库30可以是相同的设备库，用于同时存放充电设备21和充电头22，也可以是不同的设备库，用于分别存放充电设备21和充电头22。
图1中可见，充电设备21具有第一移动装置25，而充电头22具有第二移动装置26，充电设备21和充电头22能够分别通过第一移动装置25和第二移动装置26在充电网络20中移动。充电网络20还具有设置在停车区域上方的轨道27，第一移动装置25和第二移动装置26电驱动地沿着充电网络20的轨道27运动。然而也可行的是，第一移动装置25和/或第二移动装置26在不通电的状态下由人力进行移动，这样即使在电动机出现故障时，也能够通过移动第一移动装置25和第二移动装置26来实现充电设备21和充电头22的移动。
图1中可见，第一移动装置25和第二移动装置26分别构造为带有至少两个轮的小车，所述轮将小车吊装在轨道27上。充电设备21和充电头22分别与对应的小车的本体固定地连接。第一移动装置25和所述第二移动装置26的小车能够相同地构造，也能够根据充电设备21和充电头22的几何构型分别适配地构造。
图1中可见，第一移动装置25和第二移动装置26分别具有连接装置28，所述连接装置28能够彼此连接和断开，以实现充电头22的充电线缆24与充电设备21的连接和断开。当第一移动装置25和第二移动装置26连同充电设备21和充电头22移动到待充电车辆上方时，连接装置28能够彼此电连接，使得充电头22的充电线缆24与充电设备21实现电连接。在待充电车辆完成充电后，连接装置28能够彼此断开连接，使得充电头22充电设备21断开连接。
图1中未详细示出地，连接装置28能够构造为电磁式连接装置，在第一移动装置25和第二移动装置26彼此靠近的情况下，通过对连接装置28通电和断电实现连接和分离。替代地，连接装置28也能够设想机械式连接装置，通过第一移动装置25和第二移动装置26彼此接触后，产生形状锁合的连接来实现，并通过例如设置在第一移动装置25或者第二移动装置26上的电动机械臂来将连接装置断开。
图1中可见，第二移动装置26具有升降机构，所述升降机构能够将充电头22的插接部23在充电网络20与待充电车辆之间进行升降。图1中可见，所述升降机构构造为卷扬机29，使得充电线缆24能够缠绕在该卷扬机29上。该卷扬机29尤其能够电动地被驱动，从而通过卷扬机29的旋转将插接部24下放和升起。
替代地，图1中未示出的是，所述升降机构也能够构造为弹簧收缩式升降机构，用户能够用手握住充电头22的插接部23，直接用力将插接部23拉下来插接到充电插口中。在待充电车辆完成充电后，用户将充电头22的插接部24从充电插口中拔出后，升降机构的弹簧能够自动卷起充电线缆24，使得插接部23上升到第二移动装置26的升降机构的高度上。
图1中可见，充电设备21能够同时连接两个充电头22。在充电设备21的左右两边均设置有连接装置28，用于与充电头22的相应连接装置28连接，使得一个充电设备21能够同时为下方对应两个车位上的车辆进行充电。此外，图1中未示出的是，一个充电设备21能够随着对应的第一移动装置25移动到网格式轨道的“十”字交点处，使得该充电设备21能够在其四周对应的轨道27上分别连接一个充电头22，由此在一个充电设备21上连接最多四个充电头22，以实现一个充电设备21最多向四辆待充电车辆供电。
在停车场的充电系统的控制装置10上能够设置人机界面，例如设置触摸屏，使得用户能够直接在该人机界面上输入待充电车辆的车位编号，由此该控制装置10能够控制充电设备21和充电头22移动到相应车位上方。
在待充电车辆充满后，控制装置10能够自动断开充电设备21与充电头22的连接，使得充电设备21能够通过第一移动装置25返回到设备库30中。替代地或者附加地，在待充电车辆充满后，控制装置10能够自动断开充电头22的插接部23与车辆的连接，使得所述充电头22能够通过第二移动装置26返回到设备库30中。例如，图1中未示出的，在充电头22的插接部23上设置至少一个电动推杆，所述电动推杆能够在电动机的作用下伸出，以抵靠在车辆的充电插口旁，并通过进一步推出所述电动推杆，实现充电头的插接部与车辆的充电插口的连接在没有人工干预的情况下自动断开，使得充电头能够马上返回设备库或者直接移动到下一个需要充电的车辆上方，以备后续充电服务。
应当理解，本发明以上所示出的实施例是示例性的而非限定性的，用于示出根据本发明的用于停车场内的可移动网格化充电系统的典型的实施方式。更准确地说，除上述说明的实施例外，利用本发明的各个特征进行组合产生的对于本领域技术人员来说有意义的大量变型方案同样是可行的。

Claims (10)

1.一种用于停车场内的可移动网格化充电系统，其具有控制装置(10)和设置在停车区域上方的充电网络(20)，其中，
在所述充电网络(20)中布置有充电设备(21)和充电头(22)，所述充电头(22)包括插接部(23)和充电线缆(24)，所述插接部(23)能够与待充电车辆的充电插口连接，所述充电线缆(24)能够与所述充电设备(21)连接，使得所述充电设备(21)能够通过所述充电头(22)为所述待充电车辆供电，其中，
所述充电设备(21)和所述充电头(22)能够分别由所述控制装置(10)控制地在所述充电网络(20)中移动。
2.根据权利要求1所述的充电系统，其中，所述充电设备(21)具有第一移动装置(25)，所述充电头(22)具有第二移动装置(26)，所述充电设备(21)和所述充电头(22)能够分别通过所述第一移动装置(25)和所述第二移动装置(26)在所述充电网络(20)中移动。
3.根据权利要求2所述的充电系统，其中，所述充电网络(20)具有设置在停车区域上方的轨道(27)，所述第一移动装置(25)和所述第二移动装置(26)电驱动地沿着所述充电网络(20)的轨道(27)运动。
4.根据权利要求2或3所述的充电系统，其中，所述第一移动装置(25)和所述第二移动装置(26)分别具有连接装置(28)，所述连接装置(28)能够彼此连接和断开，以实现所述充电头(22)的充电线缆(24)与所述充电设备(21)连接和断开。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的充电系统，其中，所述第二移动装置(26)具有升降机构(29)，所述升降机构(29)能够将所述充电头(22)的插接部(23)在所述充电网络(20)与所述待充电车辆之间进行升降。
6.根据上述权利要求中任一项所述的充电系统，其中，所述充电设备(21)能够同时连接至少两个充电头(22)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的充电系统，其中，所述控制装置(10)能够根据用户指令将可供使用的所述充电设备(21)和所述充电头(22)分别通过所述第一移动装置(25)和所述第二移动装置(26)移动到所述待充电车辆附近，以实现对所述待充电车辆供电。
8.根据上述权利要求中任一项所述的充电系统，其中，在所述待充电车辆充满后，所述控制装置(10)能够自动断开所述充电设备(21)与所述充电头(22)的连接，使得所述充电设备(21)能够通过所述第一移动装置(25)返回到设备库(30)中。
9.根据上述权利要求中任一项所述的充电系统，其中，在所述待充电车辆充满后，所述控制装置(10)能够自动断开所述充电头(22)与车辆的连接，使得所述充电头(22)能够通过所述第二移动装置(26)返回到设备库(30)中。
10.一种充电方法，其中，所述充电方法能够借助根据权利要求1至9中任一项所述的充电系统为待充电车辆进行充电。
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