[发明专利]一种电动汽车自动充电系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车自动充电系统及其控制方法，从车辆泊车入位开始监测，到车辆充电完成后断开充电连接复位装置并生成用户账单，包括充电插头对接和充电过程实时监控，软件系统部分全程监控充电过程涉及到的各项数据，控制硬件机械部分运行完成下一步动作，硬件部分完成指令后将新的信号量传回软件部分参与新指令运算，软硬结合，提高整个充电系统的系统性和智能性；使用基于机器视觉和机器学习算法的充电接口对接方案，保证对接的可行性和准确度；使用三维度长行程的丝杆导轨机构，增加充电接头的可活动范围，适应多种车型；为自动充电系统配备支付扫码器，通过手机端支付工具的支付条形码扫码功能即可完成相关费用的支付，使支付更智能。

技术领域

本发明涉及电动汽车自动充电技术及控制方法，具体涉及一种全自动化高精度电动汽车自动充电系统及其控制方法。

背景技术

中国国民经济的飞速发展，促进居民汽车保有量的增长。据国家统计局数据,2005-2014年年均增长高达15.61％。然而汽车数量的增长带来了石油能源减少、环境污染、城市空间拥挤等问题，于是电动汽车得到飞速发展。2014年全球市场共销售353522辆电动汽车,同比增长53％。据工信部统计，2015年1-6月，中国电动汽车累计生产7.85万辆，同比增长3倍。新能源汽车市场拥有巨大的前景，这一点毋庸置疑。而电动汽车的使用必定离不开充电桩，截至2015年底，国内已建成的充换电站3600座，公共充电桩4.9万个。2015年10月，国家发改委、能源局、工信部和住建部四个部门联合印发了《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》，文件提出到2020年，国内新增集中式充换电站1.2万座，分散式充电桩480万个，以满足全国500万辆电动车的充电需求。

现有的电动汽车充电装置包括了各类交流和直流充电桩和充电站，使用这些充电装置时，需要使用者手动将充电装置上的充电插头插入电动汽车的充电插座内，然后启动充电。而在充电完成后，同样需要使用者手动移除充电插头并将其放置在充电装置上。在交流充电装置的充电插头上，除了有供电触头外，还有保护接地触头、控制确认触头、充电连接确认触头等共计7个触头。而在直流充电装置的充电插头上，除了供电触头外，还有保护接地触头等共计9个触头。在充电过程中，首先接通保护接地触头，最后接通控制确认触头与充电连接确认触头；在脱开的过程中，首先断开充电连接确认触头和控制确认触头，最后断开保护接地触头。尤其是对于租赁或其他专用的电动汽车，在无人值守的还车网点，需要用户停车后自己动手操作。

根据以上使用环境，目前的充电桩主要存在1、由于错误操作或设备破损带来的安全隐患问题；2、操作较为繁琐，使用便捷性不够；3、充电桩系统复杂，作为公用设施维护难度大且成本高。因此，如何实现安全、自动化、智能化的充电桩是一个重要的问题。

现在存在的自动充电专利公开方案，在充电系统的便捷性、准确性、安全性、灵活性和自动化程度上都存在一定的不足，且控制方法不够迅速、精确。

中国专利公开号CN105539190A公开了一种三自由度电动汽车自动充电装置及其控制方法，该发明主要涉及到自动充电装置的机械部分。由于该方案的系统1、只设计了充受电端的对接控制，且对接方案工作范围太小，没有车辆泊入检测、车身姿态检测等保证精确对接的手段和费用支付手段，便捷性很低；2、使用霍尔传感器进行对接，很容易受周围磁场干扰且工作可信范围很小；没有车身检测，很难保证准确的对接角度，准确性较低；3、对接角度、精度没有保障；没有充电状态监测，发生异常无法处理，安全性很低；4、充电插头活动范围仅限车身一侧且行程小，难以适应各种车型，灵活性低；5、只涉及了机械装置如何带动充电端完成对接，对车辆泊入、车身姿态检测、充电状态监控、异常处理以及相关费用计算缴纳都未涉及，自动化程度较低。该方案的控制方法仅为基于霍尔传感器的机械部分的驱动和对接方法，没有泊车信号检测方法和车身姿态检测方法，方法准确性较低，且充受电端对接方法过于简单，方法控制效率较低。