[發明專利]一種電動車充電槍自動連接識別、充電系統及其操作方法

在審

• 申請號: 202011193379.4
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112265452A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 段俊強;鐘國華;楊凱;呂正杰;葉奇云
• 申請（專利權）人: 南京汽車集團有限公司;上汽大通汽車有限公司南京分公司
• 主分類號: B60L53/14
• 分類號: B60L53/14;B60L53/36;B60L53/60;B60L53/66
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

1.一種電動車充電槍自動連接識別、充電系統，其特征在于：由車輛部分及車位部分組成，所述車輛部分包括安裝于駕駛室的儀表臺位置的車輛充電觸發裝置及安裝于充電座倉內支架上的充電座連接輔助裝置，所述車位部分包括布置在車位上的可移動充電槍自動連接機器人；所述車輛充電觸發裝置與可移動充電槍自動連接機器人之間通過無線通訊連接。

2.根據權力要求1所述的電動車充電槍自動連接識別、充電系統，其特征在于：所述車輛充電觸發裝置為安裝于駕駛室的儀表臺上的開關按鈕，用于開啟充電開關激活作用，當車輛在車位停放時，通過所述車輛充電觸發裝置開啟充電座倉門、激活充電座連接輔助裝置和無線射頻激活車位充電機器人。

3.根據權力要求1所述的電動車充電槍自動連接識別、充電系統，其特征在于：所述充電座連接輔助裝置為安裝于充電座倉內支架上的紅外激光束，所述紅外激光束垂直于充電座安裝支架或底板。

4.根據權力要求2所述的電動車充電槍自動連接識別、充電系統，其特征在于：所述紅外激光束可在垂直于充電護板和平行于地面的平面內±15°擺動，用于充電座插入位置的精確識別定位和充電槍連接輔助。

5.根據權力要求1所述的電動車充電槍自動連接識別、充電系統，其特征在于：所述可移動充電槍自動連接機器人由充電座方位搜尋紅外CCD傳感器、位置識別紅外光敏二極管、充電槍旋轉及俯仰機械臂和連接充電樁的電力線束組成，主要用來搜尋、識別車輛充電作，并定位連接充電槍，充電和斷開。

6.一種電動車充電槍自動連接識別、充電系統的操作方法，其特征在于：包括如下步驟，

步驟1，車輛充電觸發，

步驟1.1，當電動車停放在具有自動充電的車位時，駕駛員開啟車輛自動充電功能，充電觸發裝置通過ISM頻段355MHz射頻無線通訊激活車位上的可移動充電槍自動連接機器人，開啟自動充電流程；

步驟1.2，通過車載CAN通訊總線傳輸充電座倉門開啟指令和啟動充電座連接輔助裝置中用于定位的單束紅外激光束，此激光束可以垂直于充電護板在平行于地面的平面內±15°擺動，當角度為0°時，即垂直于車輛充電座護板，此激光束采用10Hz-100Hz隨機頻率中一個固定頻率發射，并通過ISM頻段355Hz射頻將發射頻率傳輸至充電機器人；

步驟1.3，等待車位上的可移動充電槍自動連接機器人的充電槍自動搜尋與識別、若5分鐘未收到無線搜尋狀態指令則超時處理；

步驟2，充電槍自動識別，

步驟2.1，固定車位上的可移動充電槍自動連接機器人在收到車輛充電觸發的355MHz無線激活指令后，通過旋轉充電機器人上布置的充電座自動識別搜尋紅外CCD傳感器，以識別充電座與充電機器人之間的相對角度，通過識別紅外CCD傳感器捕捉到固定紅外激光束及激光束頻率與車輛發出頻率相等，且紅外激光束通過CCD傳感器中心光敏單元并鎖定，即可確認車輛充電座的相對位置，并通過自動充電機器人內置計算機計算相對角度；

步驟2.2，通過充電機器人計算車輛充電座與充電機器人之間的相對角度后，充電機器人沿著車位側面標識線或者固定的軌道移動至充電座相對應的垂線位置處，同時旋轉CCD傳感器始終鎖定紅外激光束通過中心電光敏單元，當CCD角度為0°±1°時，隨即停止充電機器人的移動，確認此處為充電座紅外激光束垂線處；

步驟3，充電槍自動連接，

步驟3.1，當自動充電槍識別車輛充電座并移動到充電座對應的垂線位置后，并且CCD角度為±1°平行于地面后，通過紅外激光束在CCD傳感器通過中心電光敏單元與CCD傳感器邊框的夾角，計算機器人充電槍與車輛充電座之間的夾角角度，并根據此角度對應調整充電機器人充電槍的水平角度位置，使其垂直于充電座護板，平行于充電座連接輔助激光束，完成充電槍水平角度定位；

步驟3.2，當充電機器人與充電座垂直線平行，充電槍平行于充電座輔助連接激光束后，自動充電機器人升起充電槍，并通過安放在充電座的連接輔助紅外激光束和充電槍上的紅外光敏二極管，對充電槍升降高度進行定位，此時充電座連接輔助紅外激光燈光束平行于地平面±15°往復掃描發射，當充電機器人紅外光敏二極管接收到了充電座上對應的紅外激光束后，停止充電座的升降；同時通過無線指令讀取充電座輔助連接紅外激光燈的角度，令充電座連接輔助激光束保持垂直于充電座板，根據讀取的紅外激光燈水平角度，移動充電機器人的位置，使充電槍紅外光敏二極管采樣到充電座輔助連接紅外激光束后停止移動，完成充電槍與充電座識別定位，同時指令充電座連接輔助紅外激光束停止發射，完成高度定位；

步驟3.3，當充電機器人完成水平和高度定位后，充電機器人控制充電槍伸縮移動，使充電槍向車輛充電座移動，同時根據充電槍上的連接確認信號和控制充電槍移動的電機堵轉電流，識別槍的完全插入位置，停止伸縮移動，完成充電槍的插入連接；

步驟4，自動充電，當充電機器人的充電槍完成充電槍與車輛充電座的連接后，自動啟動國標充電流程，并直至電池滿充后完成整個充電流程；

步驟5，充電完成，

步驟5.1，當充電完成后，充電槍按照連接流程自動斷開返回，復位至充電開始前的待機狀態；

步驟5.2，當充電完成時，充電槍與充電座自動分離后，車輛關閉充電座連接輔助裝置和關閉倉門。