[发明专利]全自动车顶感应式公用充电桩

摘要

一种电动汽车用自动化无线充电装置，采用悬臂框架、控制箱、直线运动模组、多级升降螺杆、智能一体化电机、万向接头、悬挂弹簧、桩端充电接口、车端充电接口、磁屏蔽板、射频购电卡、管理员计算机、售电管理软件及射频卡发卡器等基本部件，以及监控摄像头、LED灯具、网络接入器等可选部件；不仅能实现车顶充电接口自动对接、电磁感应式无线充电、公用预付费射频卡用电计量、用电安全监测及保护等主要功能，还具有远程监控和道路照明等可选功能；解决了现有车底安装式无线充电装置普遍存在的应用推广门槛高、地面安装工程量大、环境适应性差、自动化程度低、充电接口对接困难、功能扩展性差等问题，可广泛应用于电动汽车充电等公用设施。

主权项

1.一种全自动车顶感应式公用充电桩，不仅能实现车顶充电接口自动对接、电磁感应式无线充电、公用预付费射频卡用电计量、用电安全监测及保护主要功能，还具有远程监控和道路照明附加功能；主要包括悬臂框架（CF）、控制箱（CB）、直线运动模组（LMM）、多级升降螺杆（MLS）、智能一体化电机（IIM）、万向接头（UJ）、悬挂弹簧（PS）、桩端充电接口（CIP）、车端充电接口（CIV）、磁屏蔽板（MSP）、射频购电卡（RFPC）、管理员计算机（ADC）、售电管理软件及射频卡发卡器在内的基本部件，以及监控摄像头（SC）、LED灯具（LEDL）、网络接入器（NAD）在内的附加部件；其中，控制箱包括带触摸屏的可编程自动化控制器（TPAC）、智能交流电能表（ACPM）、自动重合闸用电保护器（ACGP）、PFC整流逆变器（PRI）、射频卡读写器（RFCR）、温控器（TC）、排风扇（VF）、开关电源（SPS）、急停按钮（ESB）、LED指示灯（LIL）组件；其特征是：悬臂框架为双悬臂式框架结构，悬臂框架安装在路边地面上，控制箱安装在悬臂框架立面支架上，直线运动模组跨接在悬臂框架顶部的双悬臂上，多级升降螺杆通过万向接头铰接在直线运动模组上，智能一体化电机和限位开关（LS）安装在直线运动模组和多级升降螺杆的端部，悬挂弹簧为圆锥形螺旋弹簧，悬挂弹簧的锥顶和锥底分别连接多级升降螺杆的底端和桩端充电接口的顶端，磁屏蔽板的顶端和底端分别连接车端充电接口的底端和车顶行李架（LR），在悬臂框架顶部支架上还能加装监控摄像头和LED灯具；其原理是：带触摸屏的可编程自动化控制器（TPAC）根据射频卡读写器（RFCR）取出的射频购电卡（RFPC）卡内电费判断电费是否不足，然后根据监控摄像头（SC）捕获的视觉图像判断泊车是否到位；再后根据充电接口自动对接控制算法，将运动控制指令发送给智能一体化电机（IIM），驱动直线运动模组（LMM）和多级升降螺杆（MLS）使桩端充电接口（CIP）与车端充电接口（CIV）对接；再后通过桩端充电接口与车端充电接口间的电磁载波通信，实现充电桩与电动汽车间的充电信息引导；最后可编程自动化控制器向智能交流电能表（ACPM）发出供电指令，自动重合闸用电保护器（ACGP）得电自检无故障后合闸输出，工频交流电源（ACS）经PFC整流逆变器（PRI）整流和逆变后输出脉冲交流电能，再经桩端充电接口转变为脉冲磁能，车端充电接口通过电磁感应再变回脉冲交流电能，经充电控制器（BCC）转换为直流电能输出给锂电池组（LBP）充电；结束充电后，控制指令先使智能交流电能表停止供电输出，再根据限位开关（LS）触发的限位信号使直线运动模组和多级升降螺杆分别复位至行程中点和上限位点；为保证安全，用户可随时通过急停按钮（ESB）紧急停止系统运行和供电输出；另外，可编程自动化控制器还能通过网络接入器（NAD）将用电信息实时上传给管理员计算机（ADC），以便进行用电业务操作，同时进一步将用电提示信息通过互联网应用提供给相关用户。