一种共享轨道式电动汽车充电系统及方法

技术领域

本发明涉及智慧城市技术领域，尤其涉及一种共享轨道式电动汽车充电系统及方法。

背景技术

目前中国充电桩行业发展技术存在以下缺陷和不足：

1、充电基础设施建设分布不均：据权威统计中国新能源汽车与公共充电桩的比例为8.7:1。在充电设施的分布方面却也存在较大问题。中国充电桩的主要分布的场所是公共地下停车场、住宅区以及办公区域的停车场所、加油站或者高速公路服务区。其中，不少地区部分场所如商场地下停车场有比较多闲置的充电桩，而部分人流车流较大的场所如学校、医院周边却存在充电桩不足、排队充电的问题。

2、燃油车“霸占”充电停车位：中国城市停车位紧缺是长期以来的难题，加之部分停车场所出于利益因素以及部分车主不够“自律”，导致电动汽车充电车位常被燃油车占位。

3、由于充电桩固定车位安装，存在资源利用率，共享经济的核心无法提升。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种共享轨道式电动汽车充电系统及方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何提高电动汽车充电设备的利用率和使用便利性。

为实现上述目的，本发明提供了一种共享轨道式电动汽车充电系统，包括设置在停车场车位上方的悬挂式轨道、被配置成在所述轨道上可移动的AGV小车、固定连接至所述AGV小车的移动充电站、被配置成确定所述AGV小车的位置信息的导航单元和触滑导电装置，所述触滑导电装置包括触滑线和集电器，所述移动充电站通过所述集电器接收所述触滑线供电，所述移动充电站包括AGV主控、充电主控、无线网络模块、主驱动电机、充电线、束线器、储线轮、储线轮驱动电机，所述AGV主控和充电主控通过所述无线网络模块可接收控制指令和/或发送状态信息，所述AGV主控被配置成控制所述主驱动电机和储线轮驱动电机，所述充电主控被配置成控制充电，所述主驱动电机被配置成驱动所述AGV小车在所述轨道上移动，所述储线轮驱动电机被配置成旋转所述储线轮以使所述充电线可收纳在所述储线轮上，所述充电插头适配于电动汽车的充电插座并通过所述束线器连接至所述充电线，所述充电插头包括与电动汽车充电相配合的自动锁定装置和自动脱离装置。

进一步地，所述导航单元包括设置在所述AGV小车上的RFID读卡器和设置在所述轨道上的RFID标签，当所述RFID读卡器和所述RFID标签接近时，所述导航单元被配置成将所述RFID标签对应的位置信息发送至所述AGV主控。

进一步地，所述触滑线沿所述轨道的侧方向固定安装，所述集电器固定设置至所述AGV小车并相对于所述触滑线可滑动，所述集电器包括壳体、固定设置在所述壳体上的接线端和碳刷，所述接线端电连接至所述碳刷，所述碳刷与所述触滑线可滑动接触。

进一步地，所述集电器还包括固定在所述壳体上的清洁刷，所述清洁刷和所述触滑线可滑动接触。

进一步地，所述自动锁定装置包括设置在所述充电插头端部与所述充电插座相配合的电磁锁扣。

进一步地，所述自动脱离装置包括设置在所述充电插头端部可推拉的滑块，所述滑块被配置成使得所述充电插座可脱离所述充电插头。

进一步地，所述自动脱离装置还包括固定设置在所述充电插头内部的电动推杆，所述电动推杆具有固定端和移动端，所述电动推杆的移动端固定连接至所述滑块，并被配置成相对于所述固定端可伸出或缩回。

进一步地，所述充电插头还包括可指示所述充电插头插入所述充电插座的位置传感器。

进一步地，所述电动汽车充电系统还包括网络控制终端、城市级管理平台、第三方结算中心、运维客户端，所述网络控制终端、城市级管理平台、运维客户端通过互联网与所述移动充电站通信连接，所述城市级管理平台通信连接至第三方结算中心，所述网络控制终端被配置成发送预约请求至所述城市级管理平台，所述城市级管理平台被配置成分发任务至所述移动充电站，所述移动充电站被配置成接收任务、进行充电并反馈充电结果至所述城市级管理平台，所述运维客户端被配置成发送运行维护指令至所述移动充电站并接收反馈状态信号，所述第三方结算中心被配置成对电动汽车充电进行费用结算。

本发明还提供了一种如前所述的共享轨道式电动汽车充电系统的充电方法，包括以下步骤：

a)移动充电站通过无线网络模块接收电动汽车充电控制指令；

b)根据充电控制指令所需的位置信息自动导航AGV小车；

c)根据导航单元确定的位置信息判定AGV小车到达充电位置；

d)控制储线轮旋转，释放充电线至所需充电的电动汽车上方可操作位置；

e)使用者将充电插头手动拉伸至电动汽车充电位置；

f)将充电插头插入电动汽车的充电插座，自动锁定装置将充电插头和充电插座锁定，对电动汽车进行自动充电；

g)当移动充电站检测到充电完成时，自动停止充电，自动锁定装置解锁；

h)充电插头的自动脱离装置动作，使得充电插头与充电插座分离；

i)充电插头的自动脱离装置复位，控制储线轮旋转，将充电线收回至储线轮；

j)移动充电站进入待机状态，等待下一次任务。

本发明的有益效果：

1、通过在停车场安装轨道式悬挂移动充电站，实现所有混合停车位共享应用，大大减少固定充电桩的投入，实现共享经济的核心价值。

2、采用充电插座自动脱离装置，并自动回收充电线缆，可大大提高充电设备使用效率，节约用户宝贵时间，提升用户体验及便利性，为新能源车辆的推广普及提供助力。

3、通过“互联网+”模式实现自助式预约充电及结算，使得电动汽车充电过程高效灵活。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的共享轨道式电动汽车充电系统的结构示意图；

图2是本发明的一个较佳实施例的触滑导电装置的结构示意图；

图3是本发明的一个较佳实施例的充电插头的结构示意图；

图4是本发明的另一个较佳实施例的共享轨道式电动汽车充电系统的示意图；

图5是本发明的另一个较佳实施例的共享轨道式电动汽车充电系统的流程图。

其中，1-轨道，2-触滑线，3-集电器，4-AGV小车，5-移动充电站，61-AGV 主控，62-充电主控，7-主驱动电机，8-滑轮，9-束线器，10-充电线，11-充电插头， 12-储线轮，13-枢轴，14-储线轮驱动电机，15-传送装置，16-RFID读卡器，17-RFID 标签，18-壳体，19-接线端，20-碳刷，21-清洁刷，22-电磁锁扣，23-滑块，24-电动推杆，25-互联网，26-网络控制终端，27-城市级管理平台，28-运维客户端，29- 第三方结算中心。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

实施例1

图1示出了一种共享轨道式电动汽车充电系统，在公共停车场车位上方安装悬挂式轨道1，并随轨道1的侧方向铺设触滑导电装置，触滑导电装置包括触滑线2 和固定至自动导引(Automated Guided Vehicle,AGV)小车4上的集电器3，每组轨道1上设置多台带AGV小车4的移动充电站5，移动充电站5通过触滑导电装置供电，通过AGV主控61控制主驱动电机7驱动AGV小车4的滑轮8，使AGV 小车4在轨道1上行进。移动充电站5通过可弹性伸缩弯曲的束线器9将充电线 10连接至充电插头11，当移动充电站5处于待机状态时，充电线10环绕在移动充电站5内的储线轮12上。

使用者通过网络控制终端(例如台式机、手机、平板电脑等)预约待充电车位 (例如通过手机APP或小程序)，电动汽车充电系统通过内置在移动充电站5的无线网络模块将命令下发至相应轨道1的移动充电站5，AGV小车4将移动充电站5 移动至相应预约车位，AGV小车4上安装有RFID读卡器16，轨道1上对应停车场车位处贴有包含车位位置信息的RFID标签17，当RFID读卡器16接近RFID 标签17时，将RFID标签17对应的位置信息发送至AGV主控61。AGV小车4 到达预约车位时，移动充电站5通过AGV主控61控制储线轮驱动电机14旋转，储线轮驱动电机14通过传送装置15(例如链条或皮带等)带动储线轮12围绕枢轴13转动，自动将充电插头11释放至电动汽车上方的可操作位置，由使用者手动将充电插头11拉伸(通过可弹性伸缩弯曲的束线器9)至电动汽车充电位置，并插入电动汽车的充电插座，充电主控62启动自动锁定装置将充电插头11和充电插座锁定，对电动汽车进行自动充电，移动充电站5具备充电监测系统，当检测到充电充满后，充电主控62自动停止充电，将自动锁定装置解锁，并驱动充电插头11 的自动脱离装置，使充电插头11与电动汽车充电插座自动脱离，移动充电站5通过AGV主控61控制储线轮驱动电机14旋转，储线轮驱动电机14通过传送装置 15(例如链条或皮带等)带动储线轮12围绕枢轴13转动。将充电线10收回至移动充电站的储线轮12，移动充电站5进入待机状态，等待下一次任务。

如图2所示，触滑导电装置由触滑线2和集线器组成，集线器包括电绝缘的壳体18、接线端19和导电碳刷20，接线端19连接碳刷20，碳刷20与触滑线2可滑动接触。优选地，集电器上还安装有清洁刷21，当集电器沿行进方向(图中箭头所示)行进时，可以清除触滑线2上的残留物，以使触滑线2保持清洁。

如图3所示，本实施例在通用的电动汽车充电插头的基础上设置了与电动汽车充电相配合的自动锁定装置和自动脱离装置。自动锁定装置包括设置在充电插头端部与充电插座相配合的电磁锁扣22。自动脱离装置包括设置在充电插头端部两侧的半弧形推拉式的滑块23以及设在充电插头内部的电动推杆24，电动推杆24具有固定端和移动端，电动推杆24的移动端连接至滑块23，电动推杆24的移动端相对于固定端可伸出或缩回，使得充电插座可脱离充电插头。优选地，充电插头还包括位置传感器，例如接近开关、光电开关或霍尔传感器，用于指示充电插头可靠地插入充电插座内，并将此状态发送给充电主控62。当监测充电完成后，充电主控62将自动锁定装置解除，并通过滑块23，由电动推杆24施加推力，将充电插头推离电动汽车的充电插座，滑块23复位后，由移动充电站线缆回收装置(储线轮)进行充电线回收。

实施例2

本实施例提供了一种如前所述的共享轨道式电动汽车充电系统的充电方法，包括以下步骤：

a)移动充电站通过无线网络模块接收电动汽车充电控制指令；

b)根据充电控制指令所需的位置信息自动导航AGV小车；

c)根据导航单元确定的位置信息判定AGV小车到达充电位置；

d)控制储线轮旋转，释放充电线至所需充电的电动汽车上方可操作位置；

e)使用者将充电插头手动拉伸至电动汽车充电位置；

f)将充电插头插入电动汽车的充电插座，自动锁定装置将充电插头和充电插座锁定，对电动汽车进行自动充电；

g)当移动充电站检测到充电完成时，自动停止充电，自动锁定装置解锁；

h)充电插头的自动脱离装置动作，使得充电插头与充电插座分离；

i)充电插头的自动脱离装置复位，控制储线轮旋转，将充电线收回至储线轮；

j)移动充电站进入待机状态，等待下一次任务。

实施例3

如图4所示，一种共享轨道式电动汽车充电系统包括N台带AGV小车的移动充电站5。移动充电站5通过无线网络模块与有线或无线互联网25通信，网络控制终端26、城市级管理平台27、运维客户端28通过互联网25与移动充电站5通信，优选地，城市级管理平台27接入第三方结算中心29，以实现自助式预约充电及结算。

如图5所示，网络控制终端(例如台式机、手机、平板电脑等)发送预约请求 (例如通过手机APP或小程序)至城市级管理平台，城市级管理平台分发任务至移动充电站，移动充电站接收任务，移动至预约车位，释放充电插头，充电插头到位开始充电。当检测充电完成时，充电插头脱离并回收充电线，此后移动充电站进入待机状态，并将充电结果数据反馈城市级管理平台，且定期反馈自检信号。运维客户端发送运行维护指令至移动充电站并接收反馈状态信号，第三方结算中心对电动汽车充电进行费用结算。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。