自动充电系统的制作方法

1.本发明涉及自动充电领域，尤其涉及一种自动充电系统。


背景技术：

2.随着世界汽车产业进入全面的交通能源转型期，新能源车进入了加速发展的新阶段。电动车作为新能源车，其在出行车辆的占比也越来越大，社会对电动车充电站数量、区域布局密度的需求也在日益增长。
3.电动车是以电能驱动的新能源车，需要进行不断充电，但是车端充电必须要将车停到固定的停车位，并且将充电线手动与充电桩连接，才能完成充电准备阶段，在充电过程中，存在各种远程以及本地预约充电功能，充电完成后，车端充电终止，但是充电线需要被手动终止，否则充电桩资源被占用。特别是在充电站或者具有充电功能的停车场，占用充电桩资源影响充电效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种自动充电系统，以解决现有停车场地内的充电桩不能自动移动和自动插拔充电，导致充电桩充电利用率低的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明提供一种自动充电系统，包括设置在停车场地范围内的若干可移动式充电桩、用于发送充电请求信息和接收充电状态信息的用户终端、用于根据请求车辆的定位信息和充电桩的定位信息规划行走路线的路径规划模块以及用于将用户终端与若干可移动式充电桩进行联网通信的服务器；用户通过用户终端向服务器发送充电请求信息；服务器根据接收到的充电请求信息查找离请求车辆最近且空闲的可移动式充电桩，并将充电请求信息和行走路线发送至对应的可移动式充电桩；可移动式充电桩根据充电请求信息的请求充电时间和行走路线移动到对应充电位置后，与车载控制器通信利用车载控制器打开请求车辆的充电口，然后调整充电枪与请求车辆充电口对接进行充电，并在充电完成后将充电完成信息通过服务器发送至用户终端。
6.进一步地，用户通过用户终端组建群组，同一群组的用户之间可进行互助充电；同一群组的用户之间进行互助充电包括：
7.同一群组的用户互相开通剩余电量分享权限、充电请求记录分享权限和互助充电权限；
8.当车辆停在停车场地范围内时，通过车载控制器将车辆剩余电量上传到群组中；当用户发出充电请求信息时，同时在群组中分享充电请求记录；
9.若用户关联车辆的剩余电量低于预设阈值且在设定时间范围内没有充电请求记录时，同群组中用户可提供互助充电帮助该用户向服务器发送充电请求信息。
10.进一步地，该系统还包括与服务器通信连接的故障监测模块，所述故障检测模块包括车辆故障监测模块和充电桩故障监测模块；所述车辆故障监测模块包括用于采集车辆电池温度的第一温度传传感器和用于采集车辆实时电量的电池电量传感器；所述充电桩故
障监测模块包括用于采集充电桩温度的第二温度传传感器、用于采集充电桩输出电压的电压监测电路单元以及用于采集充电桩输出电量的输出电量监测单元；车辆故障监测模块通过车载控制将监测到数据到服务器，充电桩故障监测模块通过充电桩控制器将监测到的数据发送到服务器，服务器是对收到的信息进行分析，并在分析得到数据异常时向维修平台或用户端发送告警信息。
11.进一步地，可移动式充电桩包括充电桩本体、通过自动插拔装置安装在充电桩本体上的充电枪、安装在充电枪前端的图像采集模块以及安装在充电桩本体的底部的行走机构；自动插拔装置、图像采集模块以及行走机构分别与充电桩控制器信号连接；行走机构用于根据行走指令驱动充电桩本体按照预设路线移动到指定充电位置；图像采集模块用于根据图像采集指令采集待充电车辆的充电口及充电口内的充电连接器的图像信息；自动插拔装置用于首先根据粗调指令将充电枪移动至充电口区域的前方，然后根据微调指令调整充电枪与充电口内的充电连接器对接，在充电完成后，再根据拔出指令拔出充电枪；充电桩控制器用于接收充电请求信息并根据充电请求信息控制行走机构、图像采集模块和自动插拔装置工作。
12.进一步地，自动插拔装置包括充电枪壳体，充电枪安装在充电枪壳体内，充电枪壳体的前端设有与充电枪适形配合的导向口；充电枪壳体内设有用于对充电枪的位置和姿态进行微调整的微调装置；充电枪壳体通过用于对充电枪的位置进行粗调整的粗调装置安装在充电桩本体上。
13.进一步地，微调装置包括用于驱动充电枪沿着充电枪壳体轴向移动的第一轴向调节机构、用于驱动充电枪沿着轴心转动的旋转调节机构以及用于调节充电枪姿态的姿态调节机构；第一轴向调节机构、旋转调节机构、姿态调节机构和粗调装置分别与充电桩控制器连接。
14.进一步地，粗调装置包括高度调节机构和外壳体，充电枪壳体安装在外壳体内且充电枪壳体的前端由外壳体的前端延伸至外壳体外，充电枪壳体与外壳体之间设有用于驱动充电枪壳体沿着外壳体轴向移动的第二轴向调节机构；外壳体通过高度调节机构安装在充电枪载体上。
15.进一步地，用户终端包括手机app或安装在停车场地出入口的人机交互设备。
16.进一步地，路径规划模块采用gps、北斗或uwb对车辆进行定位，然后根据请求车辆的定位信息、充电桩的定位信息结合对应的停车场地地图对充电桩的行车路径进行规划。
17.进一步地，路径规划模块包括电磁导轨，可移动式充电桩行走路线通过电磁导轨指引。
18.进一步地，在每个设定充电位置均配置有一个高压接口，高压接口配置有锁止盖。
19.本发明的有益效果为：当用户通过用户终端发出充电请求信息后，服务器及查找离请求车辆最近且空闲的充点电桩，并驱动充电桩自动移动，并调整充电枪自动对准请求车辆的充电口进行充电，可提高充电桩的利用率；该系统还可方便用户实现无人值守充电，通过提交预约充电记录，可以按时按量充电，既能充分利用峰值电价，又能实现充电资源最大化利用。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
21.图1为本发明一个实施例的自动充电系统原理图；
22.图2为本发明一个实施例的可移动式充电桩原理图。
具体实施方式
23.如图1公开了一种自动充电系统，包括设置在停车场地范围内的若干可移动式充电桩、用于发送充电请求信息和接收充电状态信息的用户终端、用于根据请求车辆的定位信息和充电桩的定位信息规划行走路线的路径规划模块以及用于将用户终端与若干可移动式充电桩进行联网通信的服务器；用户通过用户终端向服务器发送充电请求信息；服务器根据接收到的充电请求信息查找离请求车辆最近且空闲的可移动式充电桩，并将充电请求信息和行走路线发送至对应的可移动式充电桩；可移动式充电桩根据充电请求信息的请求充电时间和行走路线移动到对应充电位置后，与车载控制器通信利用车载控制器打开请求车辆的充电口，然后调整充电枪与请求车辆充电口对接进行充电，并在充电完成后将充电完成信息通过服务器发送至用户终端。当用户通过用户终端发出充电请求信息后，服务器及查找离请求车辆最近且空闲的充点电桩，并驱动充电桩自动移动，并调整充电枪自动对准请求车辆的充电口进行充电，可提高充电桩的利用率；该系统还可方便用户实现无人值守充电，通过提交预约充电记录，可以按时按量充电，既能充分利用峰值电价，又能实现充电资源最大化利用。
24.根据本技术的一个实施例，用户通过用户终端组建群组，同一群组的用户之间可进行互助充电；同一群组的用户之间进行互助充电包括：
25.同一群组的用户互相开通剩余电量分享权限、充电请求记录分享权限和互助充电权限；
26.当车辆停在停车场地范围内时，通过车载控制器将车辆剩余电量上传到群组中；当用户发出充电请求信息时，同时在群组中分享充电请求记录；
27.若用户关联车辆的剩余电量低于预设阈值且在设定时间范围内没有充电请求记录时，同群组中用户可提供互助充电帮助该用户向服务器发送充电请求信息。
28.通过上述互助充电功能可在用户车辆剩余电量过低而忘记预约充电时，由群组内其他用户及时帮助其发送充电请求信息互助充电，以避免用户下次用车时因忘记充电而不能用车。若用户不需要互助充电时，可通过退群或关闭剩余电量分享权限、充电请求记录分享权限和互助充电权限来关闭互助充电。
29.根据本技术的一个实施例，该系统还包括与服务器通信连接的故障监测模块，所述故障检测模块包括车辆故障监测模块和充电桩故障监测模块；所述车辆故障监测模块包括用于采集车辆电池温度的第一温度传传感器、用于采集车辆实时电量的电池电量传感器及其它安全性能相关的数据监测设备；所述充电桩故障监测模块包括用于采集充电桩温度的第二温度传传感器、用于采集充电桩输出电压的电压监测电路单元、用于采集充电桩输出电量的输出电量监测单元、用于监测充电桩绝缘性能的绝缘监测模块及其它安全性能相
关的数据监测设备；车辆故障监测模块通过车载控制将监测到数据到服务器，充电桩故障监测模块通过充电桩控制器将监测到的数据发送到服务器，服务器是对收到的信息进行分析，并在分析得到数据异常时向维修平台或用户端发送告警信息；实际运用过程中，可根据数据异常程度对设置告警信息等级，对充电故障进行分等级预警，不仅可以便于运维人员和用户及时发现故障，还可有利于运维人员及时采取相应措施。例如当发现车辆电池温度过高或充电桩本身温度过高时，可自动切断充电；当发现在充电时间车辆电池的电量没有增加或增加异常时，可及时查看充电枪对接是否异常；当发现充电桩输出电压异常或绝缘性能时，及时断电并派人前往维修。
30.根据本技术的一个实施例，如图2所示，可移动式充电桩包括充电桩本体、通过自动插拔装置安装在充电桩本体上的充电枪、安装在充电枪前端的图像采集模块以及安装在充电桩本体的底部的行走机构；自动插拔装置、图像采集模块以及行走机构分别与充电桩控制器信号连接；行走机构用于根据行走指令驱动充电桩本体按照预设路线移动到指定充电位置；图像采集模块用于根据图像采集指令采集待充电车辆的充电口及充电口内的充电连接器的图像信息；自动插拔装置用于首先根据粗调指令将充电枪移动至充电口区域的前方，然后根据微调指令调整充电枪与充电口内的充电连接器对接，在充电完成后，再根据拔出指令拔出充电枪；充电桩控制器用于接收充电请求信息并根据充电请求信息控制行走机构、图像采集模块和自动插拔装置工作。该充电桩可实现自动移动拔插充电，当收到充电请求信息，能够驱动充电桩移动到指定充电位置，然后利用图像识别技术，自动调整移动充电枪位置，能自动插拔充电枪，通过采用粗调和微调相结合的方式，可提高充电枪对接效率。
31.根据本技术的一个实施例，自动插拔装置包括充电枪壳体，充电枪安装在充电枪壳体内，充电枪壳体的前端设有与充电枪适形配合的导向口；充电枪壳体内设有用于对充电枪的位置和姿态进行微调整的微调装置；充电枪壳体通过用于对充电枪的位置进行粗调整的粗调装置安装在充电桩本体上。该自动插拔装置通过采用粗调装置和微调装置相配合的方式，结合图像识别技术对充电枪进行调整，首先通过识别电动车的充电口位置，然后通过粗调装置将充电枪调整到充电口附近区域的前方；再利用安装在充电枪前端的图像采集装置采集充电口内充电连接器的图像并分析充电连接器的位置和角度，最后通过微调装置调整充电枪位置使其进行矢量移动与充电口内的充电连接器对准连接；在充电完成后在通过复位粗调装置和微调装置即可实现充电枪的自动拔。
32.根据本技术的一个实施例，微调装置包括用于驱动充电枪沿着充电枪壳体轴向移动的第一轴向调节机构、用于驱动充电枪沿着轴心转动的旋转调节机构以及用于调节充电枪姿态的姿态调节机构；第一轴向调节机构、旋转调节机构、姿态调节机构和粗调装置分别与充电桩控制器连接。在进行微调整时，主要包括充电枪的轴向位置微调、充电枪的旋转角度微调和充电枪的姿态调节机构(即倾斜角度)微调。当分析得到充电连接器的位置和角度后，利用充电桩控制器同时控制第一轴向调节机构、旋转调节机构、姿态调节机构使充电枪进行矢量移动完成对接。
33.根据本技术的一个实施例，粗调装置包括高度调节机构和外壳体，充电枪壳体安装在外壳体内且充电枪壳体的前端由外壳体的前端延伸至外壳体外，充电枪壳体与外壳体之间设有用于驱动充电枪壳体沿着外壳体轴向移动的第二轴向调节机构；外壳体通过高度调节机构安装在充电枪载体上。在进行微调整时，主要包括充电枪的轴向位置微调、充电枪
的旋转角度微调和充电枪的姿态调节机构(即倾斜角度)微调。当分析得到充电连接器的位置和角度后，利用充电桩控制器同时控制第一轴向调节机构、旋转调节机构、姿态调节机构使充电枪进行矢量移动完成对接。
34.根据本技术的一个实施例，用户终端包括手机app或安装在停车场地出入口的人机交互设备；用户可通过手机app或者人机交互设备向服务器发送充电请求信息，可通过远程预约或者本地预约方式向充电桩控制器发送充电请求信息。
35.根据本技术的一个实施例，路径规划模块采用gps、北斗或uwb对车辆进行定位，然后根据请求车辆的定位信息、充电桩的定位信息结合对应的停车场地地图对充电桩的行车路径进行规划。
36.根据本技术的一个实施例，路径规划模块包括电磁导轨，可移动式充电桩行走路线通过电磁导轨指引；在每个设定充电位置均配置有一个高压接口，高压接口配置有锁止盖。
37.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种自动充电系统，其特征在于，包括设置在停车场地范围内的若干可移动式充电桩、用于发送充电请求信息和接收充电状态信息的用户终端、用于根据请求车辆的定位信息和充电桩的定位信息规划行走路线的路径规划模块以及用于将用户终端与若干所述可移动式充电桩进行联网通信的服务器；用户通过所述用户终端向服务器发送充电请求信息；所述服务器根据接收到的充电请求信息查找离请求车辆最近且空闲的所述可移动式充电桩，并将充电请求信息和行走路线发送至对应的可移动式充电桩；所述可移动式充电桩根据充电请求信息的请求充电时间和行走路线移动到对应充电位置后，与车载控制器通信利用车载控制器打开请求车辆的充电口，然后调整充电枪与请求车辆充电口对接进行充电，并在充电完成后将充电完成信息通过服务器发送至用户终端。2.根据权利要求1所述的自动充电系统，其特征在于，用户通过所述用户终端组建群组，同一群组的用户之间可进行互助充电；同一群组的用户之间进行互助充电包括：同一群组的用户互相开通剩余电量分享权限、充电请求记录分享权限和互助充电权限；当车辆停在停车场地范围内时，通过车载控制器将车辆剩余电量上传到群组中；当用户发出充电请求信息时，同时在群组中分享充电请求记录；若用户关联车辆的剩余电量低于预设阈值且在设定时间范围内没有充电请求记录时，同群组中用户可提供互助充电帮助该用户向服务器发送充电请求信息。3.根据权利要求1所述的自动充电系统，其特征在于，该系统还包括与服务器通信连接的故障监测模块，所述故障检测模块包括车辆故障监测模块和充电桩故障监测模块；所述车辆故障监测模块包括用于采集车辆电池温度的第一温度传传感器和用于采集车辆实时电量的电池电量传感器；所述充电桩故障监测模块包括用于采集充电桩温度的第二温度传传感器、用于采集充电桩输出电压的电压监测电路单元以及用于采集充电桩输出电量的输出电量监测单元；车辆故障监测模块通过车载控制将监测到数据到服务器，充电桩故障监测模块通过充电桩控制器将监测到的数据发送到服务器，服务器是对收到的信息进行分析，并在分析得到数据异常时向。4.根据权利要求1-3任一所述的自动充电系统，其特征在于，所述可移动式充电桩包括充电桩本体、通过自动插拔装置安装在充电桩本体上的充电枪、安装在充电枪前端的图像采集模块以及安装在充电桩本体的底部的行走机构；所述自动插拔装置、图像采集模块以及行走机构分别与充电桩控制器信号连接；所述行走机构用于根据行走指令驱动充电桩本体按照预设路线移动到指定充电位置；所述图像采集模块用于根据图像采集指令采集待充电车辆的充电口及充电口内的充电连接器的图像信息；所述自动插拔装置用于首先根据粗调指令将充电枪移动至充电口区域的前方，然后根据微调指令调整充电枪与充电口内的充电连接器对接，在充电完成后，再根据拔出指令拔出充电枪；所述充电桩控制器用于接收充电请求信息并根据充电请求信息控制行走机构、图像采集模块和自动插拔装置工作。5.根据权利要求4所述的自动充电系统，其特征在于，所述自动插拔装置包括充电枪壳体，充电枪安装在充电枪壳体内，充电枪壳体的前端设有与充电枪适形配合的导向口；所述充电枪壳体内设有用于对充电枪的位置和姿态进行微调整的微调装置；所述充电枪壳体通过用于对充电枪的位置进行粗调整的粗调装置安装在充电桩本体上。
6.根据权利要求5所述的自动充电系统，其特征在于，所述微调装置包括用于驱动充电枪沿着充电枪壳体轴向移动的第一轴向调节机构、用于驱动充电枪沿着轴心转动的旋转调节机构以及用于调节充电枪姿态的姿态调节机构；所述第一轴向调节机构、旋转调节机构、姿态调节机构和粗调装置分别与充电桩控制器连接。7.根据权利要求6所述的自动充电系统，其特征在于，所述粗调装置包括高度调节机构和外壳体，所述充电枪壳体安装在外壳体内且充电枪壳体的前端由外壳体的前端延伸至外壳体外，所述充电枪壳体与外壳体之间设有用于驱动充电枪壳体沿着外壳体轴向移动的第二轴向调节机构；所述外壳体通过高度调节机构安装在充电枪载体上。8.根据权利要求1所述的自动充电系统，其特征在于，所述用户终端包括手机app或安装在停车场地出入口的人机交互设备。9.根据权利要求1所述的自动充电系统，其特征在于，所述路径规划模块采用gps、北斗或uwb对车辆进行定位，然后根据请求车辆的定位信息、充电桩的定位信息结合对应的停车场地地图对充电桩的行车路径进行规划。10.根据权利要求1所述的自动充电系统，其特征在于，所述路径规划模块包括电磁导轨，所述可移动式充电桩行走路线通过电磁导轨指引。

技术总结
本发明公开了一种自动充电系统，该系统包括设置在停车场地范围内的若干可移动式充电桩、用于发送充电请求信息和接收充电状态信息的用户终端、用于根据请求车辆的定位信息和充电桩的定位信息规划行走路线的路径规划模块以及用于将用户终端与若干可移动式充电桩进行联网通信的服务器；用户通过用户终端向服务器发送充电请求信息；服务器根据接收到的充电请求信息查找离请求车辆最近且空闲的可移动式充电桩，并将充电请求信息和行走路线发送至对应的充电桩；充电桩根据充电请求信息的请求充电时间和行走路线移动到对应充电位置后，打开请求车辆的充电口，然后调整充电枪与请求车辆充电口对接进行充电，并在充电完成后将充电完成信息发送至用户终端。完成信息发送至用户终端。完成信息发送至用户终端。


技术研发人员：景华斌 王恒达 颜伏伍 赵健 曾磊
受保护的技术使用者：重庆赛力斯新能源汽车设计院有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/6