本發(fā)明涉及一種充電裝置，具體涉及一種用于電動(dòng)運(yùn)載工具的自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)及伺服充電遞送系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

以電動(dòng)的取代燃油的運(yùn)載工具是當(dāng)前解決能源環(huán)境問(wèn)題的一大趨勢(shì)。然而，以數(shù)量最大的小汽車為例，電動(dòng)汽車的推廣普及仍有相當(dāng)大的困難。其中主要的、同時(shí)也是使所有電動(dòng)運(yùn)載工具廠家最為難的問(wèn)題是電動(dòng)運(yùn)載工具的續(xù)航能力。

為了增加電動(dòng)運(yùn)載工具的續(xù)航能力，除盡量節(jié)能之外，只有采用更大、更高性能的電池。這不可避免地導(dǎo)致其初始成本及整車重量、體積的增加，并由于電池壽命有限，導(dǎo)致后續(xù)維護(hù)成本的增加。

對(duì)有些遠(yuǎn)途行程，再大的電池也無(wú)法提供足夠的續(xù)航能力，而絕大多數(shù)用戶的日常需求常常不會(huì)要求更高的遠(yuǎn)程續(xù)航能力。大容量電池不僅使得車輛更貴，而且還使得車輛更重，進(jìn)而使能源使用效率降低。有限的續(xù)航能力使電動(dòng)運(yùn)載工具的遠(yuǎn)程出行只能局限于有充電設(shè)施存在的范圍之內(nèi)，而停車充電又造成行駛的中斷和旅途時(shí)間的延長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供出一種用于電動(dòng)運(yùn)載工具的自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)，依此，用戶只需按日常需求在電動(dòng)運(yùn)載工具上選擇適當(dāng)容量的電池，而額外的續(xù)航電量需求可隨時(shí)隨地在行駛中由所述平臺(tái)的充電服務(wù)中獲取。

本發(fā)明的用于電動(dòng)運(yùn)載工具的自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)，包括中央控制單元、蓄電/發(fā)電單元、通信單元、定位導(dǎo)航單元、自動(dòng)駕駛單元和充電組件，中央控制單元與蓄電/發(fā)電單元、通信單元、定位導(dǎo)航單元和自動(dòng)駕駛單元連接，對(duì)自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)進(jìn)行控制，蓄電/發(fā)電單元通過(guò)充電組件對(duì)電動(dòng)運(yùn)載工具進(jìn)行充電，其中，蓄電/發(fā)電單元為自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)提供電力，并通過(guò)充電組件對(duì)待充電電動(dòng)運(yùn)載工具進(jìn)行充電，同時(shí)將電量信息發(fā)送給中央控制單元；定位導(dǎo)航單元對(duì)自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)進(jìn)行定位，將定位信息發(fā)送給中央控制單元，輔助中央控制單元進(jìn)行導(dǎo)航；自動(dòng)駕駛單元根據(jù)中央控制單元的導(dǎo)航信息，自動(dòng)駕駛自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)；中央控制單元通過(guò)通信單元將自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)的定位信息發(fā)送給外部控制中心或者待充電電動(dòng)運(yùn)載工具，并從外部控制中心或者電動(dòng)運(yùn)載工具接收控制指令和行程規(guī)劃信息，或者中央控制單元配置為僅通過(guò)通信單元從待充電電動(dòng)運(yùn)載工具直接接收充電請(qǐng)求和/或電量、位置信息，直接為待充電電動(dòng)運(yùn)載工具提供充電服務(wù)。

根據(jù)需要，充電組件能夠采用有線或無(wú)線方式為電動(dòng)運(yùn)載工具充電。

根據(jù)需要，充電組件為可伸縮無(wú)線電磁感應(yīng)充電天線，充電組件為可折疊支撐框架的可伸縮有線充電線纜/插座。

根據(jù)需要，還具有與待充電車輛連接的機(jī)械鎖定裝置。

具體的，自動(dòng)駕駛單元能夠根據(jù)中央控制單元的導(dǎo)航信息自動(dòng)駕駛自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)，或者當(dāng)自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)為電動(dòng)運(yùn)載工具充電時(shí)，自動(dòng)駕駛單元控制自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)伺服追蹤電動(dòng)運(yùn)載工具。在伺服狀態(tài)下，自動(dòng)駕駛單元能夠根據(jù)電動(dòng)運(yùn)載工具的剎車、油門、轉(zhuǎn)向等駕駛狀態(tài)信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)自身的行駛，或者能夠根據(jù)電動(dòng)運(yùn)載工具的行程規(guī)劃信息來(lái)調(diào)節(jié)自身的行駛。此外，自動(dòng)駕駛單元能夠根據(jù)中央控制單元的導(dǎo)航信息，自動(dòng)駕駛自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)在會(huì)合時(shí)間到達(dá)指定地點(diǎn)。

根據(jù)需要，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)還包括行李空間。

優(yōu)選的，中央控制單元通過(guò)通信單元還將蓄電/發(fā)電單元的電量信息發(fā)送給外部控制中心或者待充電電動(dòng)運(yùn)載工具。

本發(fā)明還提供一種伺服充電遞送系統(tǒng)，包括控制中心和上述多個(gè)自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)，所述自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)的中央控制單元向外部控制中心發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，為多個(gè)電動(dòng)運(yùn)載工具提供充電服務(wù)，控制中心接收電動(dòng)運(yùn)載工具的充電請(qǐng)求及電量、位置信息和各自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)的位置信息、電量信息，結(jié)合路況信息對(duì)上述信息進(jìn)行處理，給出選定的自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)的控制指令和行程規(guī)劃；當(dāng)自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)從控制中心接收到上述控制指令和行程規(guī)劃信息后，按照控制中心給出的行程規(guī)劃，自動(dòng)駕駛，在待充電電動(dòng)運(yùn)載工具的行程路徑上對(duì)其進(jìn)行跟蹤，與其會(huì)合，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)對(duì)電動(dòng)運(yùn)載工具進(jìn)行追蹤伺服，可在運(yùn)動(dòng)中為電動(dòng)運(yùn)載工具傳輸電力。

優(yōu)選的，控制中心還接收到電動(dòng)運(yùn)載工具的行程和/或所指定的會(huì)合時(shí)間、地點(diǎn)信息，給出自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)的控制指令和行程規(guī)劃。

優(yōu)選的，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)優(yōu)先在指定的會(huì)合時(shí)間、會(huì)合地點(diǎn)等待待充電電動(dòng)運(yùn)載工具。

優(yōu)選的，控制中心還接收各自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)的電量信息。

優(yōu)選的，在充電服務(wù)結(jié)束后，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)斷開(kāi)與電動(dòng)運(yùn)載工具的連接，并將其自身移動(dòng)到選定的目的地。

優(yōu)選的，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)與電動(dòng)運(yùn)載工具會(huì)合后，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)追蹤電動(dòng)運(yùn)載工具，兩者通過(guò)無(wú)線或有線方式建立連接，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)與電動(dòng)運(yùn)載工具的運(yùn)動(dòng)同步，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)處于伺服狀態(tài)，在運(yùn)動(dòng)中為電動(dòng)運(yùn)載工具傳輸電力。

本發(fā)明有益效果在于：由于伺服充電遞送系統(tǒng)的出現(xiàn)，現(xiàn)有的電動(dòng)運(yùn)載工具只要保持其電池容量在一般使用范圍即可，可以大大降低整車成本，提高電池組的使用效率；伺服充電遞送系統(tǒng)能夠及時(shí)為電動(dòng)運(yùn)載工具提供充電服務(wù)，有效的提高電動(dòng)運(yùn)載工具的續(xù)航能力，擺脫對(duì)固定充電站的依賴，不用擔(dān)心遠(yuǎn)程行駛的問(wèn)題；自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)能夠追蹤電動(dòng)運(yùn)載工具，可以在電動(dòng)運(yùn)載工具工作/行進(jìn)時(shí)進(jìn)行充電，無(wú)需等待且不中斷車輛的操作；本發(fā)明的伺服充電遞送系統(tǒng)還可以用于電動(dòng)運(yùn)載工具之外電動(dòng)交通工具充電，例如無(wú)人機(jī)。平臺(tái)除能提供充電服務(wù)外，還能提供其他自動(dòng)遞送服務(wù)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明伺服充電遞送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是用于本發(fā)明的伺服充電遞送系統(tǒng)的電動(dòng)運(yùn)載工具的系統(tǒng)框圖；

圖3是本發(fā)明的伺服充電遞送系統(tǒng)的自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)的系統(tǒng)框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明的伺服充電遞送系統(tǒng)包括控制中心和多個(gè)自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)(AMPS)，各平臺(tái)與控制中心保持聯(lián)絡(luò)并隨時(shí)按其指令，前往指定地點(diǎn)提供指定的服務(wù)?？蔀槎鄠€(gè)電動(dòng)運(yùn)載工具(DEV)提供充電服務(wù)。

如圖2所示，用于本發(fā)明的伺服充電遞送系統(tǒng)的電動(dòng)運(yùn)載工具包括中央控制單元(CPU)、存儲(chǔ)單元、監(jiān)測(cè)單元、交互單元、通信單元和定位導(dǎo)航單元，CPU與存儲(chǔ)單元、監(jiān)測(cè)單元、交互單元、通信單元和定位導(dǎo)航單元連接，對(duì)電動(dòng)運(yùn)載工具進(jìn)行控制。其中，本發(fā)明的定位導(dǎo)航單元優(yōu)選GPS單元，GPS單元對(duì)電動(dòng)運(yùn)載工具進(jìn)行GPS定位，將定位信息發(fā)送給CPU；監(jiān)測(cè)單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電動(dòng)運(yùn)載工具電量，并將電動(dòng)運(yùn)載工具電量信息發(fā)送給CPU；存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)電動(dòng)運(yùn)載工具的行程信息和預(yù)設(shè)的電量閾值；交互單元用于顯示電動(dòng)運(yùn)載工具的行車狀態(tài)，包括時(shí)間、速度、電量信息、位置等，還可由駕駛者手動(dòng)發(fā)出充電請(qǐng)求、指定與自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)的會(huì)合地點(diǎn)、指定與自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)的會(huì)合時(shí)間以及預(yù)設(shè)電量閾值；CPU將從監(jiān)測(cè)單元獲取的電動(dòng)運(yùn)載工具電+量信息與存儲(chǔ)器中的電量閾值進(jìn)行比較，當(dāng)電動(dòng)運(yùn)載工具電量低于電動(dòng)運(yùn)載工具電量閾值時(shí)，通過(guò)通信單元向伺服充電遞送系統(tǒng)的控制中心發(fā)送充電請(qǐng)求，或者CPU從交互單元接收到手動(dòng)請(qǐng)求信號(hào)，通過(guò)通信單元向伺服充電遞送系統(tǒng)的控制中心發(fā)送充電請(qǐng)求，與此同時(shí)，還將電動(dòng)運(yùn)載工具的電量信息、GPS定位信息及行程信息、會(huì)合地點(diǎn)信息和/或會(huì)合時(shí)間信息發(fā)送給控制中心。

如圖3所示，本發(fā)明的自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)包括CPU、蓄電/發(fā)電單元、通信單元、GPS單元、自動(dòng)駕駛單元和充電組件，CPU與蓄電/發(fā)電單元、通信單元、GPS單元和自動(dòng)駕駛單元連接，對(duì)自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)進(jìn)行控制，蓄電/發(fā)電單元在CPU的控制下為自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)提供電力并通過(guò)充電組件對(duì)待充電電動(dòng)運(yùn)載工具進(jìn)行充電，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)所包含的部件尤其可根據(jù)需求情況再進(jìn)行適當(dāng)選擇，例如，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)還可以包括附加的行李空間，能夠裝載額外的應(yīng)急用具、水、食物等，可用于自動(dòng)送貨。其中，蓄電/發(fā)電單元為自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)提供電力，以及為電動(dòng)運(yùn)載工具進(jìn)行充電，根據(jù)該平臺(tái)的使用情況(地點(diǎn)、條件等)、所服務(wù)的電動(dòng)運(yùn)載工具的狀況，蓄電/發(fā)電組件可以是多種容量規(guī)格的蓄電池/蓄電系統(tǒng)或者多種類型、功率的發(fā)電裝置，同時(shí)將電量信息發(fā)送給CPU；GPS單元對(duì)自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)進(jìn)行GPS定位，將定位信息發(fā)送給CPU；充電組件能夠采用有線或無(wú)線方式為電動(dòng)運(yùn)載工具充電；自動(dòng)駕駛單元用于自動(dòng)駕駛自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)，能夠按CPU的導(dǎo)航指令，根據(jù)各種傳感器獲取的信息將平臺(tái)行駛至指定地點(diǎn)和/或在伺服狀態(tài)下根據(jù)待充電電動(dòng)運(yùn)載工具的駕駛信號(hào)使自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)在與之保持適當(dāng)距離的情況下行駛，具有導(dǎo)航和避免碰撞功能以及多種操作模式，例如自主、追蹤和遠(yuǎn)程控制，通過(guò)自主或遠(yuǎn)程控制，驅(qū)動(dòng)或傳送其本身到會(huì)合地，追蹤電動(dòng)運(yùn)載工具，使得電動(dòng)運(yùn)載工具與自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)同步移動(dòng)。CPU通過(guò)通信單元將蓄電/發(fā)電單元的電量信息、自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)的GPS定位信息發(fā)送給伺服充電遞送系統(tǒng)的控制中心，并從控制中心接收為電動(dòng)運(yùn)載工具充電的控制指令和行程規(guī)劃信息。

根據(jù)待充電電動(dòng)運(yùn)載工具的具體需求，充電組件可采用可伸縮無(wú)線電磁感應(yīng)(EM)充電天線，在自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)和電動(dòng)運(yùn)載工具行進(jìn)期間充電，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)會(huì)相對(duì)于電動(dòng)運(yùn)載工具中的接收天線，將可伸縮無(wú)線電磁感應(yīng)(EM)充電天線保持在期望的位置。充電組件也可采用可折疊支撐框架的可伸縮有線充電線纜/插座，充電時(shí)伸出，充電完成后縮回。此外，為了保持充電時(shí)電動(dòng)運(yùn)載工具與自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)間的穩(wěn)定性，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)還可具有與電動(dòng)運(yùn)載工具連接的機(jī)械鎖定裝置。

伺服充電遞送系統(tǒng)的控制中心接收到電動(dòng)運(yùn)載工具的充電請(qǐng)求及電量、位置、行程和/或會(huì)合(時(shí)間、地點(diǎn))信息，同時(shí)接收系統(tǒng)中各自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)的位置信息、電量信息，結(jié)合路況信息對(duì)電動(dòng)運(yùn)載工具和自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)的上述信息進(jìn)行處理，給出自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)的行程規(guī)劃。例如，可以優(yōu)先按照駕駛者約定的會(huì)合時(shí)間、地點(diǎn)操控自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)前往充電，也可以根據(jù)電動(dòng)運(yùn)載工具電量情況及位置、行程信息以及周邊自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)狀態(tài)，操控滿足需求的自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)在電動(dòng)運(yùn)載工具行車軌跡上對(duì)其進(jìn)行跟蹤，確保在電動(dòng)運(yùn)載工具電量消耗到較低水平前能夠?qū)ζ溥M(jìn)行充電操作。

當(dāng)一個(gè)自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)從控制中心接收到為電動(dòng)運(yùn)載工具充電的控制指令和行程規(guī)劃信息后，可以在規(guī)定的時(shí)間、會(huì)合點(diǎn)等待待充電電動(dòng)運(yùn)載工具，或者按照控制中心給出的行程規(guī)劃，處于自動(dòng)駕駛模式，在待充電電動(dòng)運(yùn)載工具的行程路徑上對(duì)其進(jìn)行跟蹤，直到自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)與電動(dòng)運(yùn)載工具會(huì)合。自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)與電動(dòng)運(yùn)載工具會(huì)合后，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)追蹤電動(dòng)運(yùn)載工具，兩者通過(guò)無(wú)線(例如感應(yīng)傳輸和接收天線)或有線(例如插頭與插座)方式建立連接，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)與電動(dòng)運(yùn)載工具的運(yùn)動(dòng)同步，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)處于伺服狀態(tài)，能夠根據(jù)電動(dòng)運(yùn)載工具的駕駛狀態(tài)信號(hào)(剎車、油門、轉(zhuǎn)向燈)來(lái)調(diào)節(jié)自身的行駛(在這種情況下，一般是電動(dòng)運(yùn)載工具牽引著自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái))，或者能夠根據(jù)電動(dòng)運(yùn)載工具的行程規(guī)劃信息來(lái)調(diào)節(jié)自身的行駛(在這種情況下，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)可以牽引著電動(dòng)運(yùn)載工具)，在運(yùn)動(dòng)中為電動(dòng)運(yùn)載工具傳輸電力。在充電服務(wù)結(jié)束后，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)斷開(kāi)與電動(dòng)運(yùn)載工具的連接，并將其自身移動(dòng)到選定的目的地，進(jìn)行電池更換等維護(hù)操作，等待控制中心新的指令。

本發(fā)明實(shí)施例的一種典型應(yīng)用是，本發(fā)明的自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)布置在城市之間的主干道上，當(dāng)電動(dòng)運(yùn)載工具需要在超出電池續(xù)航能力的遠(yuǎn)距離城市間或出城行駛時(shí)，電動(dòng)運(yùn)載車輛在出城位置與一個(gè)自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)會(huì)合同步，由自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行供電/充電，當(dāng)電動(dòng)運(yùn)載車輛到達(dá)入城位置時(shí)與自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)分離，進(jìn)入城市區(qū)域。因此，能夠有效的提高了電動(dòng)運(yùn)載車輛的續(xù)航能力，同時(shí)還避免了自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)在城市區(qū)域內(nèi)部產(chǎn)生交通擁堵和事故。

對(duì)于電動(dòng)農(nóng)業(yè)或工業(yè)車輛，希望在自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)和電動(dòng)運(yùn)載工具之間進(jìn)行機(jī)械連接，使得自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)能夠?yàn)殡妱?dòng)運(yùn)載工具提供額外的牽引力和機(jī)械功率。在這種情況下，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)能夠進(jìn)行電力充電，同時(shí)機(jī)械鎖止到電動(dòng)運(yùn)載工具，并受電動(dòng)運(yùn)載工具控制。此外，由于電動(dòng)農(nóng)業(yè)或工業(yè)車輛耗電量較大，可以根據(jù)電動(dòng)農(nóng)業(yè)或工業(yè)車輛的電量信息，采用多個(gè)自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)順序充電的方式。

需要說(shuō)明的是，可以以本發(fā)明上述的伺服充電遞送系統(tǒng)的方式實(shí)施本發(fā)明，由控制中心控制多個(gè)自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)對(duì)多個(gè)電動(dòng)運(yùn)載工具提供充電服務(wù)，而本發(fā)明的單個(gè)自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)也可以為特定的電動(dòng)運(yùn)載工具提供一對(duì)一服務(wù)。在這種情況下，自動(dòng)行駛伺服充電平臺(tái)的CPU通過(guò)通信單元直接從待充電電動(dòng)運(yùn)載工具接收充電請(qǐng)求和/或電量、位置信息，根據(jù)情況，為僅為該待充電電動(dòng)運(yùn)載工具提供充電服務(wù)。

以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，例如不限于自動(dòng)移動(dòng)的平臺(tái)。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。