一種電動汽車自動充電樁和自動充電方法與流程

本發明屬于電動汽車設備領域，具體涉及一種電動汽車自動充電樁和自動充電方法。

背景技術：

隨著技術進步、政策扶持以及企業投入增加，我國的電動汽車產業規模越來越大，對于治理環境污染和減少尾氣排放相當有利。

而電動汽車的充電問題影響電動汽車的發展，充電樁行業受制于場地條件的限制，并缺乏有效的管理模式。目前市面上擁有多種充電樁，給電動汽車充電的時候，都是帶著充電槍線，有3米的，5米的，這種充電樁使用后都需要使用者將線纜放好，每次的插拔也很不方便；還有一種充電樁帶有充電插座，同樣插拔不方便。而且電動汽車充電時需要刷卡計費或者手機掃二維碼計費使用，這樣操作起來也比較費時。

充電耗時費力、支付難等問題已經成為嚴重制約新能源汽車推廣的痛點。如何能夠讓充電樁更加方便的為電動汽車自動充電并且能夠自動計費，然后用戶可以方便地通過手機app進行操作和查看計費使用情況，成為電動汽車專家研究的課題。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明提供了一種電動汽車自動充電樁，能夠自動為電動汽車充電并計費，全面解決用戶在充電時遇到的耗時費力和支付難的問題。

本發明的技術方案為：

一種電動汽車自動充電樁，包括通電連接的樁體和充電槍，所述充電槍的前端具有充電插頭，其特征在于，所述充電槍和樁體由自動控制系統控制，自動獲取車輛充電插口位置，自動插入充電插口進行充電，充電完成后自動斷電；所述自動控制系統包括車位傳感器，圖像傳感器、距離傳感器、移動伺服電機組、處理器和服務器；

所述車位傳感器固定在停車位上，用于感應車輛占位信息，并發送給處理器；

所述移動伺服電機組包括設置在充電槍上并可控制充電槍在相應方向上運動的x軸電機、y軸電機和z軸電機，所述移動伺服電機組還包括旋轉軸電機，所述充電插頭固定于旋轉軸電機的旋轉軸上并可圍繞其旋轉；

所述圖像傳感器和距離傳感器也設置在充電槍上，所述圖像傳感器用于讀取車輛牌照或車身二維碼信息，以及車輛充電插口位置的圖像信息，并分別發送給處理器和距離傳感器；所述距離傳感器用于接收并根據車輛充電插口位置信息，獲取車輛充電插口在三維方向上的實際距離信息，并發送給處理器；

所述處理器用于接收車輛占位信息，控制z軸電機運行，使充電槍升起；所述處理器還用于接收車牌照或車身二維碼信息，發送給服務器，獲取車輛參數信息，并發送給樁體；所述處理器還用于接收車輛充電插口在三維方向上的實際距離信息，控制移動伺服電機組運行，使充電槍往車輛充電插口方向運動，并插入車輛充電插口；

所述樁體包括連接檢測裝置和繼電器，用于接收車輛參數信息作好充電準備，當所述充電插頭插入到車輛充電插口后，啟動連接檢測裝置檢測電路是否連接，并吸合繼電器啟動充電，當充電完成后，斷開繼電器切斷電源輸出；

所述服務器存儲有車輛信息數據庫，用于接收車牌照或車身二維碼信息，將對應的車輛參數信息及充電插口位置信息發送給處理器。

所述自動控制系統還包括車輪定位器，所述車輪定位器固定在停車位上，用于車輛前輪卡位，使車輛停放在正確位置上，便于所述圖像傳感器讀取信息。

所述自動控制系統還包括設置于充電槍上的光線傳感器和輔助照明燈，所述光線傳感器用于檢測光線強度，如果光線暗時，開啟輔助照明燈照明。

所述自動控制系統還包括計量模塊和移動終端app，所述計量模塊用于在充電過程中實時計量充電電量，發送給處理器；所述處理器還用于與移動終端app相連，根據充電電量計算充電費用，并將相關費用結算發送給移動終端app；所述移動終端app用于車主查看和支付相關費用。

所述移動伺服電機組配置減速機，所述x軸電機、y軸電機和z軸電機配置運動軸或伸縮桿，所述z軸電機為帶抱閘電機。

所述車位傳感器為地磁傳感器；所述充電槍為交流或直流槍。

所述處理器為plc系統或數字信號處理器或單片機或cpu。

一種電動汽車自動充電方法，包括以下步驟：

步驟1：電動汽車駛入充電樁停車位，車位傳感器感應到車輛占位信息，發送給處理器；

步驟2：處理器接收到車輛占位信息，控制z軸電機運行，使充電槍升起；

步驟3：充電槍上的圖像傳感器讀取車輛牌照或車身二維碼信息，以及車輛充電插口位置的圖像信息，并分別發送給處理器和距離傳感器；

步驟4：處理器接收車牌照或車身二維碼信息，發送給服務器；

步驟5：服務器接收車牌照或車身二維碼信息，將對應的車輛參數信息發回處理器；

步驟6：處理器接收車輛參數信息，并發送給樁體；

步驟7：樁體接收車輛參數信息，作好充電準備，

步驟8：距離傳感器接收并根據車輛充電插口位置的圖像信息，獲取車輛充電插口在三維方向上的實際距離信息，并發送給處理器；

步驟9：處理器接收車輛充電插口在三維方向上的實際距離信息，控制移動伺服電機組運行，使充電槍往車輛充電插口方向運動，并插入車輛充電插口；

步驟10：樁體啟動連接檢測裝置檢測電路是否連接；

步驟11：樁體吸合繼電器啟動充電；

步驟12：充電完成后，樁體斷開繼電器切斷電源輸出；

步驟13：充電插頭從車輛充電插口拔出，充電槍在移動伺服電機組帶動下，運動回到原始位置，繼續待命。

還包括以下步驟：

步驟3的圖像傳感器讀取車輛牌照或車身二維碼信息時，光線傳感器檢測光線強度，如果光線較暗，開啟輔助照明燈照明。

還包括以下步驟：

步驟11的充電過程中，計量模塊實時計量充電電量，發送給處理器；

步驟12的充電完成后，處理器根據充電電量計算充電費用，并將相關費用結算發送給移動終端app，車主在移動終端app上查看和支付相關費用。

本發明的充電槍和樁體由自動控制系統控制，可以自動獲取車輛充電插口位置，自動插入充電插口進行充電，充電完成后自動斷電，還可以自動計量充電時間并完成計費，全面實現了車輛自動充電的全過程，勿需車主手動為車輛充電，省時省力，使用方便，體現了科技的進步。

附圖說明

圖1為本發明電動汽車自動充電樁俯視圖；

圖2為本發明充電槍結構圖；

圖3為本發明電動汽車自動充電方法流程圖。

具體實施方式

以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。

圖1和圖2為本發明電動汽車自動充電樁的實施例。

參考圖1和圖2，本發明的電動汽車自動充電樁，包括通電連接的樁體11和充電槍10，充電槍10為交流或直流槍，充電槍的前端具有充電插頭105，所述充電槍10和樁體11由自動控制系統控制，自動控制系統包括車位傳感器111，圖像傳感器106、距離傳感器107、移動伺服電機組、處理器、服務器、計量模塊和移動終端app，

停車位210上設置有車位傳感器111和車輪定位器112，車位傳感器111為地磁傳感器，與處理器相連接。

移動伺服電機組包括具有數字功能的x軸電機101、y軸電機102、z軸電機103，旋轉軸電機104，其中x軸電機101、y軸電機102、z軸電機103設置在充電槍10下端并可控制充電槍10在相應方向上運動，旋轉軸電機104設置于充電插頭105后方，充電插頭105固定于旋轉軸上并可圍繞其旋轉；

其中，x軸電機101、y軸電機102和z軸電機103配置運動軸或伸縮桿，可在相應方向上作伸縮運動，使充電槍逐漸向目標位移動，z軸電機103為帶抱閘電機，一旦電源斷電，電機可立即抱緊鎖死，防止充電槍從空中落下，砸壞下方的車輛或砸傷車主；移動伺服電機組都配置減速機，充電槍10到達目標位后可逐漸減速停止運動。

充電插頭105的后端設置有圖像傳感器106、距離傳感器107、光線傳感器108和輔助照明燈109，圖像傳感器106、距離傳感器107、光線傳感器108都與處理器相連接。

樁體11包括連接檢測裝置和繼電器，處理器為plc系統或數字信號處理器或單片機或cpu，服務器存儲有車輛信息數據庫，處理器和服務器通過無線網絡連接。

參考圖3，本發明的電動汽車自動充電方法，包括以下步驟：

步驟1：電動汽車駛入充電樁停車位，車位傳感器111感應到車輛占位信息，發送給處理器；

步驟2：處理器接收到車輛占位信息，控制z軸電機103運行，使充電槍10升起；

步驟3：充電槍10上的圖像傳感器106讀取車輛牌照或車身二維碼信息，以及車輛充電插口位置的圖像信息，并分別發送給處理器和距離傳感器107；同時，光線傳感器108檢測光線強度，如果光線暗時，開啟輔助照明燈109照明，便于圖像傳感器106讀取數據；

步驟4：處理器接收車牌照或車身二維碼信息，發送給服務器；

步驟5：服務器接收車牌照或車身二維碼信息，將對應的車輛參數信息發回處理器，車輛參數信息包括充電電壓、功率、頻率等；

步驟6：處理器接收車輛參數信息，發送給樁體11；

步驟7：樁體11接收充電電壓、功率、頻率等信息，作好充電準備；

步驟8：距離傳感器107接收并根據車輛充電插口位置的圖像信息，獲取車輛充電插口在三維方向上的實際距離信息，并發送給處理器；

步驟9：處理器接收車輛充電插口在三維方向上的實際距離信息，控制移動伺服電機組運行，使充電槍10往車輛充電插口方向運動，并插入車輛充電插口；

步驟10：樁體11啟動連接檢測裝置檢測電路是否連接；

步驟11：樁體11吸合繼電器啟動充電；計量模塊實時計量充電電量，發送給處理器；

步驟12：充電完成后，樁體11斷開繼電器切斷電源輸出，處理器根據充電電量計算充電費用，并將相關費用發送給移動終端app，車主在移動終端app上支付費用；移動終端app也可以發送停止充電命令給處理器，處理器將命令發送給樁體11，樁體11收到后斷開繼電器切斷電源輸出；

步驟13：充電插頭105從車輛充電插口拔出，充電槍10在移動伺服電機組帶動下，運動回到原始位置，繼續待命。

以上公開的僅為本發明的實施例，但是，本發明并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發明的保護范圍。