CN204349519U - 一种停车场 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种停车场，该停车场包括停车位、可移动式充电机器人和机器人管理系统，充电机器人包括机器人本体、行走机构、储能部件、控制单元；所述行走机构用于驱动所述机器人本体至电动汽车停放位置；所述储能部件用于存储电能，为电动汽车充电；所述控制单元用于接收控制指令，并根据所述控制指令控制行走机构的行走和蓄电池组的放电，完成对指定电动汽车的充电；所述控制单元包括电池管理单元。本实用新型可移动式充电机器人通过电池管理单元对储能部件进行管理，将有隐患的储能单元与正常单元隔离，避免安全事故；控制储能单元轮巡为电动汽车充电，既有利于延长电池的寿命，方便对电池故障的监测，同时又可以提高储能部件的利用率。

Description

一种停车场

技术领域

    本实用新型涉及停车场领域，尤其涉及一种设置有可移动充电机器人的停车场。

背景技术

目前，石油能源不断匮乏，生态环境不断恶化。这些都对世界各国的汽车产业发展带来许多无法确定的因素。全球汽车工业为破解能源、环境制约，实现可持续发展，长期以来一直在积极探索和努力推动交通能源动力系统转型。特别是08年以来，面对金融危机、国际油价高位震荡和日益严峻的节能减排压力，世界汽车产业进入全面交通能源转型时期，发展电动汽车成为国际上取得高度共识的实现交通能源转型的技术路线，因而世界电动汽车产业进入了加速发展的新阶段。

由于多年以来我国经济结构和发展速度的原因。能源和环境的压力，在我国更加突出，PM2.5已成为中国政府的考核标准。2014年的APEC北京会议，更加彰显了我国政府环境治理的决心和能力。据工信部统计，2014年我国新能源汽车累计生产8.39万辆。同比增长3倍。其中2014年12月我国生产新能源汽车2.72万辆，同比增长3倍。

电动汽车产业的发展包括电动汽车以及能源供给系统的研究和开发，其中能源供给系统是指充电基础设施，供电、充电和电池系统及能源供给模式。作为电动汽车的附属关联产业，电动汽车充电技术成为一个新的科技领域，世界各国都加紧加快电动汽车充电技术的研究。并拟制作充电技术标准，为未来企业发展新能源汽车占据先机。

我国通过“十城千辆”工程和新能源汽车产业技术创新工程等方面工作的有效组织和实施，在国家层面上，相关部委已建立了高效的部级协调运转机制，产业规划、科技计划、财政政策紧密结合，推动了我国电动汽车技术与产业创新的快速发展，取得了较为显著的成果，初步统计，到2014年底，在我国累计生产的各类节能与新能源汽车已经超过20万多辆。

2014年国务院公布《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》，针对电动汽车应用中的充电难、用电贵、基础设施不配套等难题，提出加快充电设施建设的具体政策措施，扫清了电动汽车推广应用的一系列障碍。其中，国家发改委发布的《关于电动汽车用电价格政策有关问题的通知》明确，对经营性集中式充换电设施用电实行价格优惠，执行大工业电价，并且2020年前免收基本电费。居民家庭住宅、住宅小区等充电设施用电，执行居民电价。电动汽车充换电设施用电执行峰谷分时电价政策，鼓励用户降低充电成本。

但是，目前电动汽车发展依然存在如下问题：一是制约新能源汽车大规模推广，仍然有很多技术面问题亟待解决，电池续航里程升级、充电时间过长、充电桩基建完善等制约发展的因素。以比亚迪E6为例，其最大续航里程300公里，单次充电时间超过五个小时，车主表示每次出门都需要计算好里程，存在焦虑情绪。二是电动汽车充电基础设施建设和运营带来的体制、机制问题，电动汽车的规模化发展需要完善的基础配套设施提供电能的补充，充电设施建设及运营环节对于电动汽车产业发展至关重要，充电基础设施建设及运营涉及到供电商、运营商和用户等各方面的利益关系。三是充电站或充电桩的商业开发及运营模式决定了新能源汽车推广的程度，保障运行安全和市场发展的空间。确定可行的商业运行模式，寻找合适的充电设施投资主体、运营主体和盈利方式，更快地推进电动汽车商业化已成为现在迫切需要和相关体制、机制改革的必然趋势。四是环境问题，环境限制不可能建设那多充电桩，电池组生产、运输、安装、处理、充电、更换、报废安全处理对环境提出了更高的要求，存在安全隐患。五是由于电动汽车起步阶段大量充电站桩咪表建设，会造成资源浪费，规划不足又会制约产业快速发展。以10%电动车比例思考，年10%增长率，充电桩一次规划建设到位，那么第一年闲置90%  第二年闲置80%，到第五年闲置50%，加之前四年闲置的就达350%，资源利用浪费惊人，投资回报率太低，制约着社会资金参与电动汽车配套设施建设。加之现在燃油车保有量大，占用充电桩位置，不可能建设大量充电桩。

与此同时，建设电动汽车的充电设施还存在如下问题：1.电动汽车的发展不会爆发式增长：由于受到技术、使用习惯和使用环境的客观条件制约，电动汽车发展是方向，是一个逐步增长的过程。这也对当前充电站建设带来影响困惑。2.充电站建设规划、增容、投资巨大；短期亏损严重，电动汽车充电场和充电桩建设，涉及到占地审批、规划设计、电力增容、维护管理等众多问题和巨大投资。在短期内会亏损严重无法盈利。何时可以盈利无法预测。3.家庭电动汽车充电没有车库的“飞线”充电现象严重：个人购买电动汽车，自家有车库和专用充电设施的数量很少。据媒体报道，许多个人的电动汽车充电使用飞线方式：即使用住宅电源，从家中拉出一个电源插座，（有的用户从10层楼窗口拉出电源线）为汽车充电。这本身就带来巨大的火灾和漏电危险隐患，一旦发生事故往往会造成无法弥补的损失。必须绝对禁止。4.充电桩的灾害事故无法预防：充电站的充电桩充电时，一旦发生汽车冲撞事故撞到充电桩，就会造成漏电或者火灾发生。目前还没有有效防护措施。5.换电池替代充电站无法适用：这种方法我们认为如果对大型电动公交车，具备场地存储电池、专业服务人员、汽车数量有限、行驶时间可控的条件下具有可行性。而社会化的乘用车目前电池不统一、位置不统一、规格不统一。无法实现换电池作业。因此，对社会化的乘用车根本不具有可行性。6.环境制约充电桩建设（新建社区和老旧社区）：对在住宅小区建设固定场地充电桩，由于牵扯到电力增容、场地有限和专业服务等问题，也不具有可实施性。7.无法满足客户个性充电需求（快充慢充）：目前的充电柱充电，还是以慢充方式为主。快充也需要30分钟才可以保证电动汽车行驶一定距离。因此，无法满足电动汽车驾驶的个性需求。8.充电桩安全性能不过关（高压和场地限制）：目前充电场的充电柱充电，具有危险隐患。下雨时的漏电保护、非专业人员的操作失误、雷雨天气的雷击火灾等。一旦发生燃爆事件，后果十分严重。9.成本造成充电价格无优势：据媒体报道，目前我国电动汽车充电费用要低于燃油价格。平均电价每度0.65元-0.8元，同等里程电费支出仅为燃油车的一半。但是这只是充电费用。作为充电站的建设费用、土地成本、设备成本、人力成本的巨大投入，每天为几部或几十部电动汽车充电，如果没有国家政策补贴支撑，是不可能持续发展的。无法盈利就不可能吸引企业参与。10.标准、厂家、方式不统一，接口混乱：目前为止，我国关于电动汽车充电的标准还刚刚起步，各个厂家和相关企业，对充电接口、充电模式、电瓶规格都不统一。所以造成电动汽车充电的不便利和不安全现象。所以，电动汽车没有充电设施支持无法普及，充电站设施没有足够的电动汽车用户需求无法投资建设，如何破解这个困局，需要转变思路、需要科技创新才可局面大开。

综上所述，目前，电动汽车的发展是机遇与挑战并行，如何克服上述问题，实现电动汽车高速发展，成为本领域技术人员亟需解决的行业难题。

实用新型内容

针对背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种设置有可移动式充电机器人的停车场，该停车场不仅可以解决背景技术中存在的问题，而且可以在用电低谷时为蓄电池组充电，降低了充电的费用，推动了电动汽车的普及速度，完全符合国家的产业政策，同时避免了用电低谷时电网因电压过高对一些电器造成的损坏；此外，该机器人具有机动、灵活的特点，使用及操作都很方便，为该机器人的推广普及创造了条件。具体方案如下：

一种停车场，所述停车场包括停车位、可移动式充电机器人和机器人管理系统，所述充电机器人包括机器人本体、行走机构、储能部件、控制单元；所述行走机构用于驱动所述机器人本体至电动汽车停放位置；所述储能部件用于存储电能，为电动汽车充电；所述控制单元用于接收控制指令，并根据所述控制指令控制行走机构的行走和蓄电池组的放电，完成对指定电动汽车的充电；所述控制单元包括电池管理单元。

进一步，所述机器人管理系统包括调配中心，所述调配中心规划和调配所述机器人的线路。

进一步，所述机器人管理系统包括充电中心，为充电机器人集中充电，对充电机器人充电过程进行集中管理。

进一步，所述储能部件包括若干个储能单元；所述电池管理单元包括储能单元切换电路；所述电池管理单元控制所述储能单元切换电路使储能单元轮巡为电动汽车充电。

进一步，所述储能单元为储能器件单体或者一组储能器件。

进一步，所述储能器件为可充电电池或者超级电容，或者由可充电电池与超级电容组合形成。

进一步，所述可充电电池为蓄电池。

进一步，所述一组储能器件中的储能器件单体可以并联连接，或者串联连接，或者串联、并联组合连接。

进一步，所述储能单元切换电路的切换器件是继电器或者电子开关器件。

进一步，所述电池管理单元还包括充电过程监测模块。

进一步，所述电池管理单元包括优先充电模块，所述电池管理单元通过所述优先充电模块为可移动式充电机器人的主电路电源优先充电。

进一步，所述电池管理单元根据电动汽车选择的快速充电或者正常充电或者慢速充电模式对所述储能单元进行组合。

进一步，所述机器人还包括充、放电接口，所述充电接口与储能部件连接，用于为所述储能部件充电；所述放电接口通过直插或电磁感应的方式为电动汽车充电。

进一步，所述行走机构为履带式行走机构。

进一步，所述控制机构设置有无线信号收发模块，工作人员可通过无线网络将操作指令发送至所述无线信号收发模块。

进一步，所述机器人还设置有人机交互单元，操作人员可通过所述人机交互单元将操作指令输入所述控制单元。

本实用新型的停车场，通过调配中心对可移动式充电机器人进行调度，提高机器人储能利用率；通过充电中心对机器人集中充电，提高系统的安全性。可移动式充电机器人通过电池管理单元对储能部件进行管理，将有隐患的储能单元与正常单元隔离，避免安全事故；控制储能单元轮巡为电动汽车充电，即有利于延长电池的寿命，方便对电池故障的监测，同时又可以提高储能部件的利用率。

附图说明

图1为本实用新型可移动式充电机器人的结构示意图；

图2为电池管理系统的结构示意图；

图中：1、本体； 2、行走机构；3、蓄电池组； 4、控制单元；5、充、放电接口；6、无线信号收发模块；7、人机交互单元；8、储能单元；9、储能单元切换电路；10、充电过程监测模块；11、控制器；12、切换器件。

具体实施方式

下面，参考附图，对本实用新型进行更全面的说明，附图中示出了本实用新型的示例性实施例。然而，本实用新型可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本实用新型全面和完整，并将本实用新型的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

下面结合附图进一步说明本实用新型。

本申请的一种停车场，该停车场包括停车位、可移动式充电机器人和机器人管理系统，如图1所示，可移动式充电机器人包括机器人本体1、行走机构2、蓄电池组3、控制单元4；其中，行走机构2用于驱动机器人本体1至电动汽车停放位置；蓄电池组3用于存储电能，为电动汽车充电；控制单元4用于接收控制指令，并根据控制指令控制行走机构2的行走和蓄电池组3的放电，完成对指定电动汽车的充电；本申请通过设置可移动的充电机器人可以实现方便灵活的为需要充电的电动汽车进行充电，避免了在每一个车位设置充电桩而电动车目前的普及率较低造成资源严重浪费的问题；且充电桩直接接入电网，在用电高峰时进一步加剧电网用电负荷，造成电网电压过低，对其余用电设备造成损害；而本申请是通过蓄电池组为电动汽车充电，无需直接接入电网，避免了上述情况的发生，且蓄电池组可以在夜晚用电低谷时进行充电，而国家对低谷用电有相应的电价优惠政策，从而降低了充电的费用，同时提高了低谷是电网用电的负荷，使电网在低谷时的经济性与合理性得到提高；为电动汽车的快速普及创造了条件。

机器人管理系统包括充电中心和调配中心。调配中心根据预约或者现场充电请求以及各充电机器人的位置进行规划，计算出最优路径；充电机器人根据调配中心的指令行进至需要充电的电动汽车附近，为电动汽车充电。完成充电后,通过无线局域网络系统与调配中心进行联络，根据所携带的储能设备的能量值，继续为其他车辆充电或者返回充电中心。充电进度等信息通过调配中心反馈给机器人管理系统，通过机器人管理系统与客户互动，互动方式包括APP、短信等。当能量不足时,及时通知调配中心，派遣其他充电机器人继续为本车充电，并根据调配中心的规划线路返回充电中心充电。

通过充电中心集中充电，便于对充电设备和充电过程进行集中管理，减少安全隐患；同时，缩短了电力传输的距离，不仅降低了成本，还有利于节约能源。

通过调配中心集中管理，可以提高充电机器人的利用率，优化充电机器人在停车场内的行走线路，避免充电机器人之间由于行走路线不合理，产生绕行或者相互妨碍阻塞道路，消耗宝贵的储存能源。

可移动式充电机器人中的行走机构2为履带式行走机构，该机构可以显著提高机器人行走的平稳性。具体实施时也可以采用轮式驱动。行走机构用于驱动机器人本体至电动汽车停放位置。

可移动式充电机器人还包括充、放电接口5，充、放电接口5即可以是同一个接口也可以是分立的不同接口；充电接口与蓄电池组连接，用于为蓄电池组充电；放电接口通过直插或电磁感应的方式为电动汽车充电；此外，可移动式充电机器人也可以不设置充电接口，机器人上携带的是已经充电完毕的蓄电池组，当蓄电池组放电完成以后，可以通过更换蓄电池组继续为电动汽车充电，从而使机器人不用返回充电中心即可继续工作，实现机器人的不间断使用，提高机器人的利用率；具体实施时，充电方式还可以通过电磁感应的方式实现电动汽车的无线充电，简化了机器人外部线路结构，增强了充电的便捷性。

可移动式充电机器人中的控制单元4设置有无线信号收发模块6，工作人员可通过无线网络将操作指令发送至所述无线信号收发模块6，从而实现了机器人的远程操作。

可移动式充电机器人中的控制单元4设置有人机交互单元7，操作人员可通过人机交互单元7将操作指令输入控制单元4。

可移动式充电机器人中的储能部件分为24个储能单元8，每个储能单元8由两只蓄电池组成，根据需要也可以是一只或者多只蓄电池组成。具体实施时也可以选用其他类型的可充电电池或者超级电容来组成储能单元8，或者由可充电电池与超级电容组合形成储能单元8。储能部件用于存储电能，为电动汽车充电。储能单元8中的储能器件可以并联连接，或者串联连接，或者串联、并联组合连接。

控制单元4用于接收控制指令，并根据控制指令控制行走机构的行走和控制蓄电池组对指定电动汽车的充电。控制单元4包括电池管理单元。

电池管理单元包括储能单元切换电路9；电池管理单元控制储能单元切换电路9使储能单元8轮巡为电动汽车充电。储能单元切换电路9的切换器件是继电器；具体实施时也可以采用电子开关器件。

电池管理单元还包括充电过程监测模块10。充电检测模块通过电流、电压、温度传感器对储能单元8在释放电能过程中的参数进行监测。

具体工作中，每个储能单元8与储能单元切换电路9连接，储能单元切换电路9由控制器和切换器件组成。每个工作时间，控制器只允许一个储能单元8接通放电电路，参与放电操作。放电的过程采用浅放电模式，即每个储能单元8仅释放部分储能，如5%，或者8%、10%。如果电池管理单元通过传感器发现储能单元8异常，会通过储能单元切换电路9及时将异常的储能单元8从充电电路中隔离，避免对电动汽车电池的损害，减少火灾等安全事故的发生。采用轮巡工作的方式，由于每个储能单元8的工作时间较短，在短路等故障发生时，进一步引发火灾的机会；有利于避免事故的扩大和引发二次事故。

同时，由于轮巡工作方式，每个时刻只有一个储能单元8工作，有利于对每个储能单元8的健康状态进行精确监测，也方便对储能单元8的隔离，避免部分储能单元8损坏对整个储能部件的影响，提高储能单元8的整体利用率。

采用浅放电模式，在整个放电过程中，每个储能单元8会多次放电；也意味着每个储能单元8会多次被监测，从而避免故障的误判，提高监测结果的准确性。

根据用户的需要，可移动式充电机器人提供快速充电、正常充电和慢速充电3种充电模式。相应地，电池管理单元根据电动汽车选择的快速充电或者正常充电或者慢速充电模式通过储能单元切换电路9对储能单元8进行组合。例如，慢速充电模式下选用一个储能单元8为电动汽车提供充电电流；而正常充电时，选用两个储能单元8同时为电动汽车提供充电电流；快速充电模式下，选用四个储能单元8同时为电动汽车提供充电电流。

为了提高故障诊断率和储能单元8的利用率，充电过程监测模块10配置多套；采用快速模式时，每个释放电能的充电单元对应一套充电过程监测模块10。

必要时，电池管理单元还可以提高一种灵活充电模式，在电网负荷过小前，将部分或者全部慢速充电模式充电的可移动式充电机器人变更为快速充电模式，将储能释放后，尽快返回充电中心充电，增加电网负荷，增强平峰效果。

电池管理单元包括优先充电模块，电池管理单元通过优先充电模块为可移动式充电机器人的主电路电源优先充电。

上述示例只是用于说明本实用新型，除此之外，还有多种不同的实施方式，而这些实施方式都是本领域技术人员在领悟本实用新型思想后能够想到的，故，在此不再一一列举。

Claims (10)

1.一种停车场，其特征在于，所述停车场包括停车位、可移动式充电机器人和机器人管理系统，所述充电机器人包括机器人本体、行走机构、储能部件、控制单元；所述行走机构用于驱动所述机器人本体至电动汽车停放位置；所述储能部件用于存储电能，为电动汽车充电；所述控制单元用于接收控制指令，并根据所述控制指令控制行走机构的行走和蓄电池组的放电，完成对指定电动汽车的充电；所述控制单元包括电池管理单元。

2.如权利要求1所述的停车场，其特征在于，所述机器人管理系统包括调配中心，所述调配中心规划和调配所述机器人的线路。

3.如权利要求1所述的停车场，其特征在于，所述机器人管理系统包括充电中心，为充电机器人集中充电，对充电机器人充电过程进行集中管理。

4.如权利要求1所述的停车场，其特征在于，所述储能部件包括若干个储能单元；所述电池管理单元包括储能单元切换电路；所述电池管理单元控制所述储能单元切换电路使储能单元轮巡为电动汽车充电。

5.如权利要求4所述的停车场，其特征在于，所述储能单元为储能器件单体或者一组储能器件。

6.如权利要求5所述的停车场，其特征在于，所述储能器件为可充电电池或者超级电容，或者由可充电电池与超级电容组合形成。

7.如权利要求1所述的停车场，其特征在于，所述电池管理单元还包括充电过程监测模块。

8.如权利要求1所述的停车场，其特征在于，所述电池管理单元包括优先充电模块，所述电池管理单元通过所述优先充电模块为可移动式充电机器人的主电路电源优先充电。

9.如权利要求4所述的停车场，其特征在于，所述电池管理单元根据电动汽车选择的快速充电或者正常充电或者慢速充电模式对所述储能单元进行组合。

10.如权利要求1所述的停车场，其特征在于，所述机器人还包括充、放电接口，所述充电接口与储能部件连接，用于为所述储能部件充电；所述放电接口通过直插或电磁感应的方式为电动汽车充电。