非手動(dòng)車輛充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利申請(qǐng)涉及車輛充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]插電式車輛可使操作者能夠?qū)④囕v連接至外部電源。例如，操作者可手動(dòng)將充電電纜連接至車輛或斷開(kāi)充電電纜與車輛的連接，以達(dá)到充電的目的。這種布置可允許操作者在多個(gè)地理位置為車輛的電池充電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—種車輛充電系統(tǒng)包括由第一履帶和第二履帶支撐的底盤，可操作地連接至第一履帶和第二履帶的控制模塊以及定位系統(tǒng)，以及與定位系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的第一電連接器。所述車輛充電系統(tǒng)還包括被配置為提供指示第二電連接器在車輛上的安裝位置的信號(hào)的位置傳感器，以及安裝在底盤上并與第一電連接器和控制模塊相關(guān)聯(lián)的電源?？刂颇K響應(yīng)于所述信號(hào)而操作第一履帶和第二履帶以及定位系統(tǒng)以相對(duì)于第二電連接器定位第一電連接器。
[0004]—種車輛充電系統(tǒng)包括，安裝在底盤上并被構(gòu)造為朝向車輛推進(jìn)底盤的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，安裝在底盤上的可定位式電連接器組件，以及位置傳感器和接近傳感器。車輛充電系統(tǒng)還包括控制模塊，控制模塊被配置為操作驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以將底盤置于接近車輛電連接器的位置，以及操作可定位式電連接器組件與車輛電連接器可釋放地接合。
[0005]所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括活動(dòng)履帶，所述活動(dòng)履帶繞主動(dòng)鏈輪設(shè)置，所述主動(dòng)鏈輪可操作地連接至驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)輪，所述驅(qū)動(dòng)輪可操作地連接至驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。所述車輛充電系統(tǒng)還包括安裝在底盤上的電纜分配器，其中，所述電纜分配器被構(gòu)造為收納用于連接可定位式電連接器與外部電源的電纜。所述車輛充電系統(tǒng)還包括設(shè)置在底盤上并且與可定位式電連接器相關(guān)聯(lián)的電源，其中，所述電源被配置為向車輛牽引電池提供至少一部分充電。所述控制模塊還被配置為將電力從電源傳輸至可定位式電連接器組件并將降壓后的電力傳輸至驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳感器。
[0006]—種車輛充電機(jī)器人包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、與定位系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)并被構(gòu)造為與安裝在車輛上的充電接收器可釋放地接合的充電傳輸機(jī)構(gòu)以及控制器，所述控制器與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、定位系統(tǒng)以及充電傳輸機(jī)構(gòu)通信，并被配置為命令驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以使充電機(jī)器人向著充電接收器轉(zhuǎn)向，以及命令定位系統(tǒng)以基于車輛的位置數(shù)據(jù)使充電傳輸機(jī)構(gòu)向著充電接收器移動(dòng)。
[0007]所述車輛充電機(jī)器人還包括電纜分配器，所述電纜分配器被配置為收納用于連接充電傳輸機(jī)構(gòu)與外部電源的電纜。所述車輛充電機(jī)器人還包括與所述充電傳輸機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的電源，所述電源被配置為向牽引電池提供至少一部分充電。所述控制器還被配置為，響應(yīng)于充電傳輸機(jī)構(gòu)大體與充電接收器對(duì)準(zhǔn)，命令定位系統(tǒng)將充電傳輸機(jī)構(gòu)與充電接收器接合?？刂破鬟€被配置為響應(yīng)于電源電力損失，命令定位系統(tǒng)斷開(kāi)充電傳輸機(jī)構(gòu)與充電接收器。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)可驅(qū)動(dòng)地連接至履帶組件。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)可驅(qū)動(dòng)地連接至輪組件。所述履帶組件包括電纜外殼，電纜外殼被構(gòu)造為收納用于連接充電傳輸機(jī)構(gòu)與外部電源的電纜。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1A和圖1B是車輛充電系統(tǒng)的示例性的實(shí)施例的示意圖。
[0009]圖2是插電式車輛和示例性的車輛充電系統(tǒng)的示意圖。
[0010]圖3是車輛充電機(jī)器人的示例性實(shí)施例的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]根據(jù)需要，在此描述本公開(kāi)的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解的是，所公開(kāi)的實(shí)施例僅為示例，并且其它實(shí)施例可采用各種可替代形式。附圖不必按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式應(yīng)用實(shí)施例的代表性基礎(chǔ)。
[0012]插電式車輛包括插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEV)和純電動(dòng)車輛(BEV)，且可包括車輛牽引電池，車輛牽引電池被配置為向牽引馬達(dá)提供電力。牽引電池、牽引馬達(dá)和其他組件組成了電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在BEV中，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以是車輛牽引車輪的唯一的推進(jìn)能量源，而PHEV還另外地設(shè)置有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。這種車輛可在停車時(shí)連接至外部電源以對(duì)牽引電池再次充電。
[0013]對(duì)于一些插電式車輛，車輛操作者可能需要下車來(lái)將車輛連接至外部電源并使用充電電纜為牽引電池充電。充電電纜可能是臟的或濕的，或者不方便收納在車?yán)锘蜍嚫浇?br>[0014]可設(shè)置非手動(dòng)(hands-free)充電系統(tǒng)以將車輛連接至外部電源。非手動(dòng)充電系統(tǒng)可以是感應(yīng)充電系統(tǒng)。感應(yīng)充電系統(tǒng)可包括充電接收器線圈和充電傳輸線圈。為保證感應(yīng)充電接收器和感應(yīng)充電傳輸裝置之間的有效的電力傳輸，裝置必須相對(duì)彼此準(zhǔn)確地定位?，F(xiàn)有技術(shù)中的感應(yīng)充電系統(tǒng)可能需要車輛操作者花費(fèi)大量時(shí)間來(lái)操縱車輛使無(wú)線充電接收器相對(duì)于無(wú)線充電傳輸裝置準(zhǔn)確地定位。根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例的非手動(dòng)充電系統(tǒng)可包括自推進(jìn)底盤(self-propelled chassis)，所述自推進(jìn)底盤具有可定位式充電傳輸線圈并由相關(guān)聯(lián)的基于微處理器的控制器控制，以準(zhǔn)確地使充電傳輸線圈對(duì)準(zhǔn)車輛上的充電接收器，從而減少或消除操作者對(duì)車輛的操縱。
[0015]目前，感應(yīng)充電系統(tǒng)具有被限制在3.3kW的電力傳輸能力。盡管適用于多種應(yīng)用，例如適用于PHEV，被限制的電力傳輸能力可能需要相當(dāng)多的時(shí)間來(lái)對(duì)長(zhǎng)距離外的純電動(dòng)車輛充電。因此，各種實(shí)施例包括傳導(dǎo)式車輛充電系統(tǒng)。傳導(dǎo)式車輛充電系統(tǒng)的實(shí)施例可使用自定位(self-locating)傳導(dǎo)式充電器，自定位傳導(dǎo)式充電器被配置為進(jìn)行運(yùn)動(dòng)以與安裝在車輛上的充電接收裝置接合。
[0016]參照?qǐng)D1A，提供了車輛充電系統(tǒng)10的實(shí)施例。車輛充電系統(tǒng)10可包括車輛充電機(jī)器人12，其中，車輛充電機(jī)器人12具有連接至驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)22的底盤20。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)22可被構(gòu)造為通過(guò)懸架系統(tǒng)(未示出)或通過(guò)其他傳統(tǒng)的支撐方式來(lái)支撐底盤20。
[0017]驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)22可包括履帶(track)組件30，履帶組件30具有第一從動(dòng)活動(dòng)履帶32和第二從動(dòng)活動(dòng)履帶34。第一從動(dòng)活動(dòng)履帶32可相對(duì)于第一主動(dòng)輪或主動(dòng)鏈輪36繞動(dòng)(train)。第二從動(dòng)活動(dòng)履帶34可相對(duì)于第二主動(dòng)輪或主動(dòng)鏈輪38繞動(dòng)。第一主動(dòng)鏈輪36和第二主動(dòng)鏈輪38通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸42可操作性地連接至驅(qū)動(dòng)模塊40，并且由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)44驅(qū)動(dòng)。
[0018]參照?qǐng)D1B，提供了車輛充電系統(tǒng)10的可選實(shí)施例。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)22可包括輪組件，其中輪組件具有第一驅(qū)動(dòng)輪50和第二驅(qū)動(dòng)輪52。第一驅(qū)動(dòng)輪50和第二驅(qū)動(dòng)輪52通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸42可操作性地連接至驅(qū)動(dòng)模塊40。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)22還可包括具有軸60的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，軸60將第一轉(zhuǎn)向輪54和第二轉(zhuǎn)向輪56可操作地連接至轉(zhuǎn)向馬達(dá)58。轉(zhuǎn)向馬達(dá)58可被構(gòu)造為圍繞主銷軸線或主銷(未示出)連接或旋轉(zhuǎn)第一轉(zhuǎn)向輪54和第二轉(zhuǎn)向輪56，以使車輛充電機(jī)器人12轉(zhuǎn)向。
[0019]驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)22的驅(qū)動(dòng)模塊40可與控制模塊70進(jìn)行通信。驅(qū)動(dòng)模塊40可被集成于控制模塊70中或者可被設(shè)置為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)22中的獨(dú)立組件?？刂颇K70可與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)22、位置傳感器72、接近傳感器74、定位機(jī)構(gòu)76、充電傳輸裝置78以及電力供應(yīng)部或電源90通
?目O
[0020]參照?qǐng)D2和3，車輛充電機(jī)器人12可被構(gòu)造為，響應(yīng)于位置傳感器72和接近傳感器74提供的信號(hào)，朝向被安裝于車輛110上的充電接收裝置112運(yùn)動(dòng)。位置傳感器72可被配置為向控制模塊70提供信號(hào)，指示安裝于車輛110上的充電接收裝置112相對(duì)于車輛充電機(jī)器人12的底盤20的位置。位置傳感器72可被配置為監(jiān)測(cè)或檢測(cè)被設(shè)置在充電接收裝置112上或靠近充電接收裝置112的位置特征114的位置。
[0021]位置特征114可以是發(fā)射器，被配置為提供或發(fā)射磁場(chǎng)、紅外波、光波或射頻，其中，磁場(chǎng)、紅外波、光波或射頻被配置為被位置傳感器72檢測(cè)或接收。位置傳感器72可設(shè)置有磁場(chǎng)傳感器、紅外接收器、光電檢測(cè)器陣列或射頻接收器，磁場(chǎng)傳感器、紅外接收器、光電檢測(cè)器陣列或射頻接收器被配置為接收由位置特征114發(fā)射的磁場(chǎng)、紅外波、光波或射頻。
[0022]接近傳感器74可被配置為向控制模塊70提供信號(hào)，指示潛在的障礙物接近但不接觸車輛充電機(jī)器人12的底盤20。接近傳感器74可包括紅外感測(cè)裝置或聲納裝置。
[0023]定位機(jī)構(gòu)76可以是被構(gòu)造為升高或降低充電傳輸裝置78并調(diào)整充電傳輸裝置78的偏移或傾斜的定位機(jī)構(gòu)系統(tǒng)(例如剪切式升降機(jī)(scissor lift)、連接(articulable)臂、機(jī)械臂等)。定位機(jī)構(gòu)76可被構(gòu)造為沿著多個(gè)軸線調(diào)整充電傳輸裝置78的位置。
[0024]定位機(jī)構(gòu)76可以是連接臂或者安裝于底盤20上的剪切式升降機(jī)構(gòu)100和軌道102的組合。剪切式升降機(jī)構(gòu)100在軌道102上移動(dòng)，以向前/后或側(cè)向地定位充電傳輸裝置78。定位機(jī)構(gòu)76和充電傳輸裝置78的組合可被稱為可定位式電連接器組件。對(duì)于傳導(dǎo)式充電系統(tǒng)的實(shí)施例，充電傳輸裝置78可包括以下描述的標(biāo)準(zhǔn)插頭或電連接器。對(duì)于感應(yīng)式充電系統(tǒng)的實(shí)施例，充電傳輸裝置78可包括主線圈或充電線圈。
[0025]充電傳輸裝置78可以是充電傳輸布置，例如與定位機(jī)構(gòu)76相關(guān)聯(lián)的第一電連接器。充電接收裝置112可以是充電接收器，例如與車輛110相關(guān)聯(lián)的第二電連接器。第一電連接器和第二電連接器可被配置為可釋放地互相接合。
[0026]第一電連接器和第二電連接器可以是被配置為從電源向車輛荷電儲(chǔ)存裝置傳輸電力的電連接器(例如，J1772連接器，TEPCO連接器，ffiC 62196連接器，CHAdeMO連接器，VDE-AR-E 2623連