電動汽車自動充電系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種充電裝置，具體涉及一種電動汽車自動充電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]電動汽車節(jié)能環(huán)保，不污染環(huán)境，是未來汽車的主流形態(tài)，也是當前汽車工業(yè)發(fā)展的重點和研宄熱點。電動汽車的充電裝置是保證電動汽車正常使用的重要設備。現有的電動汽車充電裝置包括了各類交流和直流充電粧和充電站。使用這些充電裝置時，需要使用者手動將充電裝置上的充電插頭插入電動汽車的充電插座內，然后啟動充電，而在充電完成后，同樣需要使用者手動移除充電插頭并將其放置在充電裝置上。在交流充電裝置的充電插頭上，除了有供電觸頭外，還有保護接地觸頭、控制確認觸頭、充電連接確認觸頭等共計7個觸頭。而在直流充電裝置的充電插頭上，除了供電觸頭外，還有保護接地觸頭等共計9個觸頭。在充電過程中，首先接通保護接地觸頭，最后接通控制確認觸頭與充電連接確認觸頭，在脫開的過程中，首先斷開充電連接確認觸頭和控制確認觸頭，最后斷開保護接地觸頭。觸頭的接通與斷開通過內部開關電路進行控制。通過手動方式插拔充電插頭進行電動汽車充電作業(yè)一方面存在一定安全隱患，另一方面降低了電動汽車的使用體驗，便捷性不夠。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明針對使用電動汽車充電裝置時需要手動插拔充電插頭進行充電作業(yè)的問題，提出一種智能化的電動汽車自動充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動識別停泊在充電車位上的電動汽車并自動定位充電插座，通過自動充插拔電插頭完成充電過程。
[0004]本發(fā)明是這樣實現的:
一種電動汽車自動充電系統(tǒng)，包括充電控制器、充電粧、汽車充電插座識別定位裝置、充電插頭自動插拔裝置，所述充電控制器與充電粧、汽車充電插座識別定位裝置、充電插頭自動插拔裝置連接；
所述充電粧包括粧體，以及粧體內的電氣模塊和計量模塊，所述電氣模塊包括與交流電網連接的充電插座，所述電氣模塊與計量模塊連接；
所述汽車充電插座識別定位裝置包括超聲波傳感器、激光測距傳感器組、CCD圖像傳感器、圖像對位處理器；所述超聲波傳感器實時探測汽車泊車信號，并將該泊車信號傳遞給充電控制器，當充電控制器接收到超聲波傳感器傳來的泊車信號時，充電控制器控制激光測距傳感器組的開啟，激光測距傳感器組的激光測距傳感器采集汽車泊車姿態(tài)，并將該姿態(tài)信息傳遞給充電控制器；所述CCD圖像傳感器將采集的充電插座所在側的汽車側面圖像數據傳遞給圖像對位處理器，圖像對位處理器將接收的圖像信息與預先存儲在圖像對位處理器中的參考圖像進行比較，算出實際汽車插座位置與參考圖像的汽車插座位置的偏移值，并將該偏移值傳送給充電控制器，充電控制器根據上述數據控制充電插頭自動插拔裝置，使充電插頭自動插拔裝置上的充電插頭與電動汽車上的充電插座實現自動插拔。
[0005]按上述方案，所述充電插頭自動插拔裝置包括底座、升降臺、機械大臂、機械小臂，以及機械小臂上的充電插頭；
所述底座安設在底座導軌上，底座通過水平伺服電機在底座導軌上實現直線移動；所述升降臺通過旋轉臺與底座連接，所述升降臺上設有機械臂支座，所述機械大臂通過鉸鏈與機械臂支座頂端相連，機械大臂在旋轉伺服電機的驅動下繞鉸鏈轉動，當不進行充電時，機械大臂折疊在機械臂支座的存放槽內；所述機械大臂上設有導軌，所述機械小臂置于導軌上，機械小臂與直線伺服電機連接，充電控制器控制直接伺服電機，使直接伺服電機控制機械小臂在導軌上移動，以實現機械小臂上的充電插頭與電動汽車上的汽車充電插座自動插拔；
所述充電控制器控制旋轉臺的旋轉角度，充電控制器控制升降臺的升降高度，充電控制器控制底座的水平移動。
[0006]按上述方案，所述電氣模塊輸出的電壓為交流220V、交流380V和\或直流380V。
[0007]按上述方案，所述電氣模塊還包括電源轉接端子排和安全防護裝置。
[0008]按上述方案，所述機械臂支座上設有橫梁，所述超聲波傳感器和激光測距傳感器組置于橫梁上，所述激光測距傳感器組包括2個分別置于橫梁兩側的激光測距傳感器。
[0009]按上述方案，所述底座通過絲桿與水平伺服電機連接；所述升降臺通過導柱安設在旋轉臺上；所述旋轉臺通過轉盤安設在底座上；充電插頭通過插頭緊固裝置固定在機械小臂上。
[0010]本發(fā)明中的充電控制器由PLC可編程控制器構成，與充電粧、汽車充電插座識別定位裝置和充電插頭自動插拔裝置相連接，收集數據并發(fā)送控制指令。
[0011]本發(fā)明中的粧體采用落地式安裝結構，計量模塊包括電能表和計費管理系統(tǒng)等。充電粧與交流電網相連接，根據需要提供直流或交流工作電壓。其中交流充電的工作電壓根據需要可選擇使用380V或220V的交流電，額定電流為32A，頻率50Hz，直流充電的工作電壓為380V，符合國內充電粧的相關規(guī)范要求。充電粧也與充電控制器相連接，由充電控制器進行充電過程的啟?？刂坪统潆娺^程監(jiān)測。
[0012]本發(fā)明中的超聲波傳感器處于常開狀態(tài)，實時探測汽車泊車信號并反饋給充電控制器，當發(fā)現汽車停入車位時，充電控制器則控制開啟激光測距傳感器組，激光測距傳感器組采集汽車泊車姿態(tài)，并將該姿態(tài)信息傳遞給充電控制器，充電控制根據該信號驅動伺服電機調整充電插頭自動插拔裝置的角度，使其與汽車側面保持平行狀態(tài)。CCD圖像傳感器采集充電插座所在側的汽車側面圖像數據，然后將該圖像數據傳遞給圖像對位處理器，該圖像數據與在系統(tǒng)安裝時預先存儲在圖像對位處理器中的參考圖像進行比對分析，算出實時采集圖像上的插座位置與參考圖像中插座位置的偏移值，然后圖像對位處理器將該偏移值傳送給充電控制器，再由充電控制器控制充電插頭自動插拔裝置的伺服電機動作，調整充電插頭位置，將充電插頭移動至和充電插座相配合的位置，然后插入充電插座中，充電控制器檢測插頭插入信號，在收到插頭插入確認信號和控制確認信號后，啟動充電作業(yè)，為電動汽車充電。在充電過程中，充電控制器對充電過程進行監(jiān)測，確保充電過程順利進行。當充電完成后，充電控制器控制充電插頭自動插拔裝置的伺服電機，使充電插頭拔出充電插座。
[0013]本發(fā)明中，底座安裝在底座導軌上，通過水平伺服電機驅動可以直線移動。升降臺安裝在底座上，通過垂直伺服電機驅動可進行小幅度升降，以滿足充電插頭在高度方向上的有限調節(jié)。機械大臂安裝在升降臺上方的機械臂支座頂端，通過旋轉伺服電機控制機械大臂轉動。機械小臂安裝在機械大臂上，通過直線伺服電機控制機械小臂的伸出與縮回。插頭緊固裝置安裝在機械小臂的末端，將充電插頭固定在機械小臂上，通過機械小臂的伸縮，完成將充電插頭插入和拔出汽車充電插座的動作。充電插頭自動插拔裝置可完成空間三個自由度上的平移運動以及兩個方向的旋轉運動，從而實現充電插頭和充電插座的自動對位和插拔動作。
[0014]在汽車接近車位，超聲波傳感器對汽車停泊狀態(tài)進行監(jiān)測，當感應到汽車在車位上停泊好的信號后，啟動充電插頭自動插拔裝置使其處于預備狀態(tài)，使原本折起的機械大臂旋轉至和地面平行的狀態(tài)，同時啟動激光測距傳感器組，實時測量汽車側面三個測量點與激光測距傳感器平面間的距離，分析汽車縱向軸線與激光測距傳感器平面的夾角，實現對汽車停泊姿態(tài)的判斷。激光測距傳感器的數據通過RS485通訊接口與充電控制器進行通訊，并由充電控制器發(fā)送控制指令給充電插頭自動插拔裝置進行姿