本實用新型屬于新能源電動車輛領(lǐng)域，涉及站臺式反向充電弓系統(tǒng)的控制領(lǐng)域，尤其涉及一種電動車輛反向充電弓在線充電裝置的定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

能源危機，以電動車為代表的新能源車輛得到了迅猛發(fā)展，但電池容量和充電便捷性始終是制約電動車輛發(fā)展的一個重大瓶頸。傳統(tǒng)的充電解決方案是當電池容量較低時，人工插拔充電槍至車輛的充電接口處，然后地面或車載充電機開始對車輛充電，由于充電電壓都是高壓，人工插拔極易產(chǎn)生高壓觸電的安全事故，尤其是在雨雪等潮濕的天氣環(huán)境中直接插拔高壓充電槍對人身的安全威脅更大。

為了應(yīng)對人工直接插拔高壓充電槍的安全威脅和電池容量有限、續(xù)航里程較短的問題，一些新能源車輛，尤其是固定線路長期運營的電動公交車輛，通過車頂?shù)某潆姽褪须娊涣麟娋W(wǎng)或一些特制的站臺式直流充電架接觸，在運行線路對車輛進行在線的快速充電，也即所謂的在線公交。

但此種運行方式，一方面由于每臺車輛都需背負一組大的充電弓系統(tǒng)，成本高昂，同時也占據(jù)了車輛寶貴的空間，另一方面在充電過程中缺乏安全可靠的定位控制方式，容易造成充電弓和電網(wǎng)或充電架接觸失敗從而無法進行充電甚至引發(fā)嚴重的安全事故。

而近年來的一些研究所采用反向充電弓的在線充電裝置如圖1所示，可以看到，在線充電裝置的充電弓不是裝在車輛上，而是反向的吊裝在站臺或充電站上，而車輛只需在頂部安裝兩條充電極板，當車輛進入充電站臺，并定位準確后，充電弓就可以緩慢落下壓緊到相應(yīng)的正、負充電極板上，開始對車輛進行快速充電，充電完成或無需充電時則將充電弓收起折疊。運用反向充電弓系統(tǒng)，可以進行全自動化的充電操作同時降低了車輛的成本。而這其中車輛充電極板和充電弓之間的準確定位控制是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵點所在。

尤其是在充電弓站臺的建設(shè)完成后，充電弓的尺寸、行程參數(shù)，以及定位方式就固定了，對于多種不同的車型，如車輛高度不同、車輛充電極板位置或尺寸不同，定位系統(tǒng)無法普遍適用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種電動車輛反向充電弓在線充電裝置的定位系統(tǒng)，本實用新型有效解決了站臺式反向充電弓在線充電的定位，針對不同型號的車輛普遍適應(yīng)的問題。

站臺式反向充電弓在線充電裝置如圖1所示，其包含安裝在站臺上的反向充電弓，和安裝在車輛頂部的充電極板，當車輛進入站臺并定位準確后，反向充電弓降下壓緊充電極板開始對車輛進行快速充電，當充電完成后，反向充電弓折起收回。

本實用新型的技術(shù)方案：

一種電動車輛反向充電弓在線充電裝置的定位系統(tǒng)，包括車載部分和站臺部分，車載部分和站臺部分通過無線通信建立連接。

站臺部分包括站臺定位控制器、無線模塊、三個電機、兩個定位傳感器、橫板、豎桿，站臺部分各器件均安裝在站臺上，站臺定位控制器分別與無線模塊、三個電機相連，兩個定位傳感器平行安裝在橫板上，橫板又整體安裝在站臺的豎桿上，且橫板由一個電機帶動能在豎桿的豎向滑軌進行上下運動，以便進行位置調(diào)整；橫板上裝有橫向的滑軌，兩個定位傳感器分別由另兩個電機帶動，能在橫向的滑軌內(nèi)滑動，進行位置調(diào)整。

車載部分包括車載定位控制器、車載無線模塊、定位操作和指示器、定位感應(yīng)傳感器，車載定位控制器、車載無線模塊、定位操作和指示器、定位感應(yīng)傳感器均安裝在車輛上，車載定位控制器分別與車載無線模塊、定位操作和指示器、定位感應(yīng)傳感器相連。

所述的定位感應(yīng)傳感器安裝在車輛側(cè)面，優(yōu)選的定位感應(yīng)傳感器安裝在充電極板下面絕緣基座上，長度方向在充電極板長度的中心位置處。

利用上述電動車輛反向充電弓在線充電裝置的定位系統(tǒng)的調(diào)整方法，其特征在于：按以下步驟進行：

(一)不同車型高度校準方法：車型的高度H指的是車載定位感應(yīng)傳感器中心點離地高度距離，并允許一定的誤差，在此誤差范圍內(nèi)，傳感器都應(yīng)該可以感應(yīng)得到；將該車型的高度H通過程序?qū)懭胲囕d定位控制器中；為了適應(yīng)不同高度的車型，一般要求安裝定位傳感器的橫板豎向的在基準位置上下的可調(diào)整范圍要足夠的大，當然同時充電弓本身的工作范圍即可下降的最大高度也要足夠的大；

(二)不同車型長度校準方法：針對不同車型，不同的充電極板長度，將車輛開進充電站后，調(diào)整車輛的前后位置，使充電弓放下后恰好和車載充電極板的前邊緣接觸，此時開始將第一個定位傳感器從基準位置沿滑軌向中心位置靠攏，當?shù)谝粋€定位傳感器和車載定位感應(yīng)傳感器恰好對應(yīng)，使車載定位感應(yīng)傳感器有感應(yīng)信號輸出時，計第一個定位傳感器的移動距離為deltaL1；然后繼續(xù)調(diào)整車輛前后位置，使充電弓放下后恰好和車載充電極板的后邊緣接觸，此時開始將第二個定位傳感器從基準位置沿滑軌向中心位置靠攏，當?shù)诙€定位傳感器和車載定位感應(yīng)傳感器恰好對應(yīng)，是車載定位感應(yīng)傳感器有感應(yīng)信號輸出時，計第二個定位傳感器的移動距離為deltaL2；將此2個定位傳感器運動距離寫入車載定位控制器中，優(yōu)選的，為了保證可靠，可以分別將得到的第一個定位傳感器的移動距離為deltaL1和第二個定位傳感器的移動距離為deltaL2分別加一定安全余量，再通過程序?qū)戃囕d定位控制器中；

(三)整體定位控制流程：

a司機進站按下定位操作和指示器的充電準備按鈕；

b車載定位控制器和站臺定位控制器建立無線通信連接；

c車載定位控制器將本車車型的高度信息H、定位傳感器移動距離信息deltaL1和deltaL2通過無線模塊告知站臺定位控制器；

d站臺定位控制器根據(jù)獲取的車型信息，控制豎向電機使橫板由基準位置至指定高度，控制兩個定位傳感器的橫向電機使兩個定位傳感器由基準位置至指定位置；

e當車載定位感應(yīng)傳感器有感應(yīng)信號輸出，或者有了一次感應(yīng)輸出尚未有第二次感應(yīng)輸出時，表明對應(yīng)位置合適，處于有效范圍內(nèi)，則通知司機停車；

f停車后車載定位控制器再次對定位信息核準，如果繼續(xù)處于有效范圍內(nèi)，則通知降下充電弓開始充電；

g充電結(jié)束后，站臺定位控制器控制橫板和2個定位傳感器均自動回到原始基準位置，并解除和本臺車載定位控制器的無線連接，以便準備對下一臺或下一車型的新能源車輛進行充電。

為了擴大調(diào)整范圍，一般要求安裝傳感器的橫板的橫向可調(diào)整尺寸要略大于車載充電極板的尺寸。

有益效果：

本實用新型可保證一套站臺反向充電弓裝置即可滿足各種不同車型的定位和充電需求，節(jié)約建設(shè)成本，提高系統(tǒng)智能化程度。

附圖說明

圖1為站臺式反向充電弓在線充電系統(tǒng)簡圖。

圖2為本實用新型的站臺定位部分示意圖。

圖3為本實用新型的車載定位部分示意圖。

圖4為本實用新型的定位系統(tǒng)簡圖。

圖5為本實用新型的實施案例示意圖。

具體實施方式

結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述。本實用新型的各器件均為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，直接購買。

而近年來的一些研究采用反向充電弓的在線充電裝置如圖1所示，可以看到，在線充電裝置的充電弓不是裝在車輛上，而是反向的吊裝在站臺或充電站上，而車輛只需在頂部安裝兩條充電極板，當車輛進入充電站臺，并定位準確后，充電弓就可以緩慢落下壓緊到相應(yīng)的正、負充電極板上，開始對車輛進行快速充電，充電完成或無需充電時則將充電弓收起折疊。運用反向充電弓系統(tǒng)，進行全自動化的充電操作同時降低了車輛的成本。而這其中車輛充電極板和充電弓之間的準確定位控制是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵點所在。

一種電動車輛反向充電弓在線充電裝置的定位系統(tǒng)，包括車載部分和站臺部分，車載部分和站臺部分通過無線通信建立連接；如圖2、圖4所示，站臺部分包括站臺定位控制器301、無線模塊302、三個電機(303，304，305)、兩個定位傳感器(106，107)、橫板103、豎桿102，站臺部分各器件均安裝在站臺上，站臺定位控制器301分別與無線模塊302、三個電機(303，304，305)相連，兩個定位傳感器(106，107)平行安裝在橫板103上，橫板103又整體安裝在站臺的豎桿102上，且橫板103由一個電機303帶動能在豎桿102的豎向滑軌105進行上下運動，以便進行位置調(diào)整；橫板103上裝有橫向的滑軌104，兩個定位傳感器(106，107)分別由另兩個電機(304，305)帶動，能在橫板103的橫向滑軌104內(nèi)滑動，進行位置調(diào)整。

站臺部分的核心是站臺定位控制器301，站臺定位控制器301連接無線模塊302，以便和車載定位控制器308進行無線的通信連接；站臺定位控制器301連接兩個橫向運動的電機(304，305),兩個橫向運動的電機(304，305)可根據(jù)站臺定位控制器301的指令分別帶動兩個定位傳感器(106，107)在橫板103的橫向滑軌內(nèi)移動進行位置調(diào)整；同時，兩個橫向運動的電機(304，305)也可以將當前的位置、移動距離等信息反饋給站臺定位控制器301，以便站臺定位控制器301進行位置的精準控制；站臺定位控制器301同時還連接一臺豎向移動的電機303,豎向移動的電機303可以根據(jù)站臺定位控制器301的指令帶動整個橫板103在豎向滑軌內(nèi)移動進行位置調(diào)整，同時可以將當前的位置、移動距離等信息反饋給站臺定位控制器301，以便站臺定位控制器301進行豎向位置的精準控制。

如圖3、圖4所示，車載部分包括車載定位控制器308、車載無線模塊309、定位操作和指示器310、定位感應(yīng)傳感器204，車載定位控制器308、車載無線模塊309、定位操作和指示器310、定位感應(yīng)傳感器204均安裝在車輛上，車載定位控制器308分別與車載無線模塊309、定位操作和指示器310、定位感應(yīng)傳感器204相連，且定位感應(yīng)傳感器204安裝在充電極板201下面絕緣基座202上，長度方向在充電極板長度的中心位置為宜，如圖3所示。其中201為車載的充電極板，202為充電極板下方的絕緣基座，203為車頂，204為定位感應(yīng)傳感器。

圖5是該方案一個比較典型的實施案例，其中所有移動電機都用伺服電機，且支持CAN通信，和站臺定位控制器401之間通過一條CAN網(wǎng)絡(luò)連接，站臺定位控制器401一邊可以通過CAN來控制三個伺服電機(403，404，405)的運動從而調(diào)整2個定位傳感器(406，407)的橫向位置和整個傳感器橫板的豎向位置，一邊也可以通過CAN接收三個伺服電機(403，404，405)的位置反饋信息。車載端同樣利用一臺定位操作屏410通過CAN總線和車載定位控制器408相連，一邊可以進行控制的操作輸入一邊可以進行狀態(tài)的指示輸出。

整體操作流程如下：

司機進站通過定位操作屏410輸出充電請求信號，車載定位控制器408接收到改請求信號后啟動車載無線模塊409來建立和站臺的無線模塊402之間的無線連接；

如車載端和站臺端無線握手成功，即無線連接建立，則車載定位控制器發(fā)送車型的高度信息H、定位傳感器移動距離信息deltaL1和deltaL2通過無線告知站臺定位控制器，該車型信息是在車輛出廠時已經(jīng)通過程序?qū)懭胲囕d定位控制器的；

站臺定位控制器獲取該車型的信息后，立馬控制豎向電機和2個橫向電機從基準位置調(diào)整傳感器位置到要求位置；

車輛繼續(xù)前進，如果車載定位感應(yīng)傳感器進入站臺的2個定位傳感器的對應(yīng)區(qū)域，則車載定位感應(yīng)傳感器411即感應(yīng)出相應(yīng)信號輸出給車載控制器；

車載定位控制器如收到定位感應(yīng)傳感器的有效輸出信號，或者已經(jīng)收到一次有效信號，尚未收到第二次感應(yīng)的有效信號，表明車輛正處于有效位置范圍，則通過操作屏指示司機停車；

司機停車后，車載定位控制器繼續(xù)核對位置，如果仍處于有效位置范圍內(nèi)，則通過無線通知站臺定位控制器定位已經(jīng)OK，可以進行下一步的充電操作。

所有通過調(diào)整定位傳感器與定位感應(yīng)傳感器的位置來適應(yīng)不同車型的充電需求的站臺式反向充電弓的在線充電系統(tǒng)，都屬于本實用新型的保護范疇。