CN208760447U - 一种受电弓自动充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种受电弓自动充电系统,旨在提供一种使用方便、智能化操作、排查故障效率高、受电弓与充电台架能够完整接触、易于停车及使用安全的受电弓自动充电系统。本实用新型包括车身主体、顶充车载系统模块、VCU控制模块、顶充台架、旋转器控制器及受电弓传感器，顶充台架上设置有充电机及车辆顶充控制器，车身主体的顶部设置有受电弓装置及顶充台架位置传感器，受电弓装置包括受电弓电机、支撑杆、第一旋转器和第二旋转器及受电弓，第一旋转器与支撑杆之间还设置有第三旋转器，第一旋转器、第二旋转器及第三旋转器均与旋转器控制器相电连接。本实用新型应用于一种受电弓自动充电系统的技术领域。

Description

一种受电弓自动充电系统

技术领域

本实用新型涉及一种受电弓自动充电系统。

背景技术

目前运营的纯电动公交车使用的受电弓充电系统，存在如下问题：

1、带受电弓的纯电动公交车在进入狭窄的停车位时，会经常出现车辆刮碰的现象，导致车体受损，同时地上画出的停车标示线会因为车轮长时间的行驶导致看不清楚，导致司机判断车位置十分困难。

2、带受电弓的纯电动公交车进入停车位时，要通过车内监控视频来判断受电弓与充电台架的位置，车辆停车时经常会超出预定画好的停车标示线，使得车辆停车时车辆不正，导致受电弓与充电台架的接触也不完整，严重影响受电弓与充电台架的寿命，而且停车也不美观。

3、带受电弓的纯电动公交车进入充电台架场地时，需要判断停车位置的同时，还需要查看受电弓及充电台架的位置，位置对好后还要手动进入充电的流程，充完电时还要手动关闭受电弓的下降开关，把受电弓下降下来。

4、带受电弓的纯电动公交车的远程充电模块与电池管理系统、充电台架控制器、以及车载顶充显示器三个系统形成局域网，当车辆在充电时发生紧急情况时，充电台架控制器无法掌控除电池信息以外的其他信息，需要停止充电的同时还需要手动停止，存在安全风险，完全不满足现有的安全需求。

5、带受电弓的纯电动公交车在受电弓在不使用的情况下基本裸露，受电弓要接受日晒雨淋，还有垃圾树叶灰尘等等的物体接触，存在安全风险问题，影响受电弓的寿命，当有异物阻挡还会影响到正常的使用，导致受电弓不能正常充电。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种使用方便、智能化操作、排查故障效率高、受电弓与充电台架能够完整接触、易于停车及使用安全的受电弓自动充电系统。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括顶充车载系统模块、VCU控制模块、顶充台架、旋转器控制器及若干个受电弓传感器，所述顶充台架上设置有充电机及车辆顶充控制器，车身主体的顶部设置有受电弓装置及若干个顶充台架位置传感器，所述受电弓装置包括设置在车身主体上的受电弓电机、设置在所述受电弓电机上的支撑杆、分别设置在所述支撑杆上的第一旋转器和第二旋转器及设置在所述第一旋转器和所述第二旋转器上的受电弓，所述第一旋转器与所述支撑杆之间还设置有第三旋转器，所述第一旋转器、所述第二旋转器及所述第三旋转器均与所述旋转器控制器相电连接，所述受电弓传感器、所述顶充车载系统模块、所述顶充台架位置传感器及所述旋转器控制器均与所述VCU控制模块电连接。

进一步，所述的受电弓自动充电系统还包括AI智能语音识别器，所述充电机、所述车辆顶充控制器、所述受电弓及所述VCU控制模块均与所述AI智能语音识别器电连接。

进一步，所述的受电弓自动充电系统还包括电机控制器及整车控制器，所述电机控制器与所述充电机相电连接，所述整车控制器与车身主体相电连接，所述电机控制器及所述整车控制器均与VCU控制模块电连接。

进一步，所述的受电弓自动充电系统还包括BMS模块、顶充WIFI控制器，所述BMS模块包括充电继电器，所述BMS模块与所述VCU控制模块相电连接，所述充电机、所述顶充车载系统模块、所述车辆顶充控制器均与所述顶充WIFI控制器电连接。

进一步，车身主体的四个转角均设置有车载位置传感器，停车线上设置有四个与所述车载位置传感器相配合的位置传感器。

进一步，所述的受电弓自动充电系统还包括电动软顶篷装置，所述电动软顶篷装置设置在所述受电弓的上方，所述电动软顶篷装置与所述VCU控制模块相电连接。

进一步，所述电动软顶篷装置包括软篷骨架，所述软篷骨架上设置有软篷，所述软篷骨架的两端均设置有皮带及与所述皮带相传动设置的两台转子电机，所述转子电机与所述VCU控制模块相电连接。

本实用新型的有益效果是：由于本实用新型包括顶充车载系统模块、VCU控制模块、顶充台架、旋转器控制器及若干个受电弓传感器，所述顶充台架上设置有充电机及车辆顶充控制器，车身主体的顶部设置有受电弓装置及若干个顶充台架位置传感器，所述受电弓装置包括设置在车身主体上的受电弓电机、设置在所述受电弓电机上的支撑杆、分别设置在所述支撑杆上的第一旋转器和第二旋转器及设置在所述第一旋转器和所述第二旋转器上的受电弓，所述第一旋转器与所述支撑杆之间还设置有第三旋转器，所述第一旋转器、所述第二旋转器及所述第三旋转器均与所述旋转器控制器相电连接，所述受电弓传感器、所述顶充车载系统模块、所述顶充台架位置传感器及所述旋转器控制器均与所述VCU控制模块电连接，所述受电弓传感器及所述顶充台架位置传感器的设置使得所述受电弓能够自行对位置进行调整，避免了停车充电时由于所述受电弓与所述顶充台架不能接触或接触不完整而需要重新调整车辆停靠位置的现象，所以，本实用新型具有使用方便、受电弓与充电台架能够完整接触的优点。

附图说明

图1是车身主体及受电弓的俯视图；

图2是顶充台架的仰视图；

图3是受电弓与顶充台架的侧视图；

图4是位置传感器与停车线的平面示意图；

图5是本实用新型的拓扑图；

图6是电动软顶篷装置的平面结构示意图。

具体实施方式

如图1至图6所示，在本实施例中，本实用新型包括顶充车载系统模块1、VCU控制模块2、顶充台架3、旋转器控制器4及若干个受电弓传感器，所述顶充台架3上设置有充电机及车辆顶充控制器，车身主体的顶部设置有受电弓装置及若干个顶充台架位置传感器8，所述受电弓装置包括设置在车身主体上的受电弓电机9、设置在所述受电弓电机9上的支撑杆10、分别设置在所述支撑杆10上的第一旋转器11和第二旋转器12及设置在所述第一旋转器11和所述第二旋转器12上的受电弓13，所述第一旋转器11与所述支撑杆10之间还设置有第三旋转器15，所述第一旋转器11、所述第二旋转器12及所述第三旋转器15均与所述旋转器控制器4相电连接，所述VCU控制模块2是实现整车控制决策的核心电子控制单元，其常用于电动汽车上，所述受电弓传感器、所述顶充车载系统模块1、所述顶充台架位置传感器8及所述旋转器控制器4均与所述VCU控制模块2电连接，相对于现有技术要通过车内监控视频来判断所述受电弓13与所述顶充台架3的位置，使得所述受电弓13与所述顶充台架3的接触也不完整，严重影响受电弓与充电台架的寿命，在本实用新型中，所述VCU控制模块2通过所述顶充台架位置传感器8能够判断所述顶充台架3的正、负极输出支架是否处于所述受电弓13的上方，所述受电弓13在可调范围内则开始升弓，所述VCU控制模块2通过所述顶充台架位置传感器8及所述受电弓传感器能够计算出所述第三旋转器15的水平旋转角度，同时发出指令到旋转器控制器4，所述旋转器控制器4将控制所述第一旋转器11和所述第二旋转器12进行旋转，进一步带动所述受电弓13的正、负极同时水平移动，所述VCU控制模块2再控制所述受电弓电机9升起所述受电弓13，所述VCU控制模块2会根据所述受电弓传感器与所述顶充台架位置传感器8再计算一次，使所述受电弓13上的正、负极的两个所述受电弓传感器与所述顶充台架3的正、负极的两个所述顶充台架位置传感器8重合，所述VCU控制模块2将计算并调节距离后发送需要调节的角度给所述旋转器控制器4，所述旋转器控制器4会控制的所述第一旋转器11和所述第二旋转器12进行水平旋转，使所述受电弓13上的正、负极与所述顶充台架3的正、负极完全重合，使得所述受电弓13与所述顶充台架3能够完整接触，避免影响所述受电弓13与所述顶充台架3的使用寿命，使得本实用新型具有使用方便、受电弓与充电台架能够完整接触的优点。

在本实施例中，所述的受电弓自动充电系统还包括AI智能语音识别器16，所述充电机、所述车辆顶充控制器、所述受电弓13及所述VCU控制模块2均与所述AI智能语音识别器16电连接，所述AI智能语音识别器16是常用的以语音交互为核心的人工语音识别器，所述AI智能语音识别器16的设置使得本实用新型能够让司机使用语音来控制所述受电弓13进行充电，使得本实用新型能够实现智能化操作的效果。

在本实施例中，所述的受电弓自动充电系统还包括电机控制器及整车控制器，所述电机控制器与所述充电机相电连接，所述整车控制器与车身主体相电连接，所述电机控制器及所述整车控制器均与VCU控制模块2电连接，所述电机控制器、所述整车控制器及所述AI智能语音识别器16的设置使得车辆在发生紧急状况时所述顶充车载系统模块1能够使用语音及时退出充电模式，保证车辆及司机的安全，使得本实用新型具有使用及安全排查故障效率高的优点。

在本实施例中，所述的受电弓自动充电系统还包括BMS模块17、顶充WIFI控制器18、顶充车载系统模块1，所述BMS模块17是电池与用户之间的纽带，主要对象是二次电池，主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电，可用于电动汽车，所述顶充WIFI控制器18可以通过WIFI无线网络来控制充电，可以达到无距离限制，起到真正的远程控制，所述BMS模块17包括充电继电器，所述BMS模块17与所述VCU控制模块2相电连接，所述充电机、所述顶充车载系统模块1、所述车辆顶充控制器均与所述顶充WIFI控制器18电连接。

在本实施例中，车身主体的四个转角均设置有车载位置传感器，停车线上设置有四个与所述车载位置传感器相配合的位置传感器20，所述车载位置传感器及所述位置传感器20能够把车辆与停车的位置投到车载屏幕上给司机进行判断，所述AI智能语音识别器16的设置使得司机停好车后会有相关语音提示，提高了车辆的进站速度，使得本实用新型具有使用方便、智能化操作及易于停车的优点。

在本实施例中，所述的受电弓自动充电系统还包括电动软顶篷装置21，所述电动软顶篷装置21设置在所述受电弓的上方，所述电动软顶篷装置21与所述VCU控制模块2相电连接，当位置传感器20感应到车身主体时进入充电区域时，所述VCU控制模块2会控制所述电动软顶篷装置21收起，使得所述受电弓13的升降不受影响，使得本实用新型具有使用安全的优点。

在本实施例中，所述电动软顶篷装置21包括软篷骨架，所述软篷骨架上设置有软篷22，所述软篷骨架的两端均设置有皮带23及与所述皮带23相传动设置的两台转子电机24，所述转子电机24与所述VCU控制模块2相电连接，所述皮带23及所述转子电机24的设置使得所述软篷22及所述软篷骨架能够收起或打开。

本实用新型的使用流程如下：

停车：

当位置传感器20感应到车身主体时进入充电区域时，所述VCU控制模块2会控制所述电动软顶篷装置21收起，使得所述受电弓13的升降不受影响，同时，所述车载位置传感器及所述位置传感器20能够把车辆与停车的位置投到车载屏幕上给司机进行判断，所述AI智能语音识别器16的设置使得司机停好车后会有相关语音提示。

检测整车状态：

所述VCU控制模块2能够识别车身主体是否在所述顶充台架3下，所述VCU控制模块2会判断车身主体是否正常，是否能够充电，检测通过后，所述VCU控制模块2会通过所述AI智能语音识别器16对司机发出充电请求，若司机答复充电，则所述AI智能语音识别器16会给所述顶充车载系统模块1发出指令，并进入充电状态，所述受电弓13准备开始升弓。

调整受电弓的位置：

所述VCU控制模块2通过所述顶充台架位置传感器8能够判断所述顶充台架3的正、负极输出支架是否处于所述受电弓13的上方，所述受电弓13在可调范围内则开始升弓，所述VCU控制模块2通过所述顶充台架位置传感器8及所述受电弓传感器能够计算出所述第三旋转器15的水平旋转角度，同时发出指令到旋转器控制器4，所述旋转器控制器4将控制所述第一旋转器11和所述第二旋转器12进行旋转，进一步带动所述受电弓13的正、负极同时水平移动，所述VCU控制模块2再控制所述受电弓电机9升起所述受电弓13。

所述受电弓13与所述顶充台架3快要接触时，所述VCU控制模块2会根据所述受电弓传感器与所述顶充台架位置传感器8再计算一次，使所述受电弓13上的正、负极的两个所述受电弓传感器与所述顶充台架3的正、负极的两个所述顶充台架位置传感器8重合，所述VCU控制模块2将计算并调节距离后发送需要调节的角度给所述旋转器控制器4，所述旋转器控制器4会控制的所述第一旋转器11和所述第二旋转器12进行水平旋转，使所述受电弓13上的正、负极与所述顶充台架3的正、负极完全重合。升弓完成后所述BMS模块17将闭合所述充电继电器，所述顶充车载系统模块1把车辆信息发送给所述顶充WIFI控制器18，正常无误后，所述VCU控制模块2开始控制所述充电机输出电压电流。

充满电后：

所述顶充WIFI控制器18会停止充电电流并发送充电完成指令给所述车辆顶充控制器，所述车辆顶充控制器发送请求降弓指令给所述VCU控制模块2，所述VCU控制模块2接收到降弓指令后判断系统是否可以进行降弓，可以则发降弓指令给所述受电弓电机9，让所述受电弓13降弓，所述VCU控制模块2还会给所述旋转器控制器4控制所述第一旋转器11、所述第二旋转器12及所述第三旋转器15对所述受电弓13进行复位。当受电弓完成复位后，所述VCU控制模块2控制所述电动软顶篷装置21打开后，所述AI智能语音识别器16将语音提示车辆可行驶，司机可以驾驶车辆离开充电区域。

故障发生时：

若所述受电弓13在升弓完成并进入充电流程后，充电过程出现故障，所述VCU控制模块2或所述BMS模块17会直接发送故障信息给所述顶充车载系统模块1，所述顶充车载系统模块1会发出停止充电指令给所述顶充WIFI控制器18，所述顶充WIFI控制器18停止充电电流，所述VCU控制模块2记录故障并转发故障信息给所述AI智能语音识别器16，所述AI智能语音识别器16发出报警，同时告知司机车辆出现什么故障，并需要技术人员修复故障。

本实用新型应用于一种受电弓自动充电系统的技术领域。

虽然本实用新型的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本实用新型含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。

Claims (7)

1.一种受电弓自动充电系统，适用于车身主体上，其特征在于：其包括顶充车载系统模块（1）、VCU控制模块（2）、顶充台架（3）、旋转器控制器（4）及若干个受电弓传感器，所述顶充台架（3）上设置有充电机及车辆顶充控制器，车身主体的顶部设置有受电弓装置及若干个顶充台架位置传感器（8），所述受电弓装置包括设置在车身主体上的受电弓电机（9）、设置在所述受电弓电机（9）上的支撑杆（10）、分别设置在所述支撑杆（10）上的第一旋转器（11）和第二旋转器（12）及设置在所述第一旋转器（11）和所述第二旋转器（12）上的受电弓（13），所述第一旋转器（11）与所述支撑杆（10）之间还设置有第三旋转器（15），所述第一旋转器（11）、所述第二旋转器（12）及所述第三旋转器（15）均与所述旋转器控制器（4）相电连接，所述受电弓传感器、所述顶充车载系统模块（1）、所述顶充台架位置传感器（8）及所述旋转器控制器（4）均与所述VCU控制模块（2）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种受电弓自动充电系统，其特征在于：所述的受电弓自动充电系统还包括AI智能语音识别器（16），所述充电机、所述车辆顶充控制器、所述受电弓（13）及所述VCU控制模块（2）均与所述AI智能语音识别器（16）电连接。

3.根据权利要求2所述的一种受电弓自动充电系统，其特征在于：所述的受电弓自动充电系统还包括电机控制器及整车控制器，所述电机控制器与所述充电机相电连接，所述整车控制器与车身主体相电连接，所述电机控制器及所述整车控制器均与VCU控制模块（2）电连接。

4.根据权利要求1所述的一种受电弓自动充电系统，其特征在于：所述的受电弓自动充电系统还包括BMS模块（17）、顶充WIFI控制器（18），所述BMS模块（17）包括充电继电器，所述BMS模块（17）与所述VCU控制模块（2）相电连接，所述充电机、所述顶充车载系统模块（1）、所述车辆顶充控制器均与所述顶充WIFI控制器（18）电连接。

5.根据权利要求1所述的一种受电弓自动充电系统，其特征在于：车身主体的四个转角均设置有车载位置传感器，停车线上设置有四个与所述车载位置传感器相配合的位置传感器（20）。

6.根据权利要求1所述的一种受电弓自动充电系统，其特征在于：所述的受电弓自动充电系统还包括电动软顶篷装置（21），所述电动软顶篷装置（21）设置在所述受电弓（13）的上方，所述电动软顶篷装置（21）与所述VCU控制模块（2）相电连接。

7.根据权利要求6所述的一种受电弓自动充电系统，其特征在于：所述电动软顶篷装置（21）包括软篷骨架，所述软篷骨架上设置有软篷（22），所述软篷骨架的两端均设置有皮带（23）及与所述皮带（23）相传动设置的两台转子电机（24），所述转子电机（24）与所述VCU控制模块（2）相电连接。