非手动车辆充电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本专利申请涉及车辆充电系统。
【背景技术】
[0002]插电式车辆可使操作者能够将车辆连接至外部电源。例如，操作者可手动将充电电缆连接至车辆或断开充电电缆与车辆的连接，以达到充电的目的。这种布置可允许操作者在多个地理位置为车辆的电池充电。
【发明内容】
[0003]—种车辆充电系统包括由第一履带和第二履带支撑的底盘，可操作地连接至第一履带和第二履带的控制模块以及定位系统，以及与定位系统相关联的第一电连接器。所述车辆充电系统还包括被配置为提供指示第二电连接器在车辆上的安装位置的信号的位置传感器，以及安装在底盘上并与第一电连接器和控制模块相关联的电源。控制模块响应于所述信号而操作第一履带和第二履带以及定位系统以相对于第二电连接器定位第一电连接器。
[0004]—种车辆充电系统包括，安装在底盘上并被构造为朝向车辆推进底盘的驱动系统，安装在底盘上的可定位式电连接器组件，以及位置传感器和接近传感器。车辆充电系统还包括控制模块，控制模块被配置为操作驱动系统以将底盘置于接近车辆电连接器的位置，以及操作可定位式电连接器组件与车辆电连接器可释放地接合。
[0005]所述驱动系统包括活动履带，所述活动履带绕主动链轮设置，所述主动链轮可操作地连接至驱动马达。所述驱动系统包括驱动轮，所述驱动轮可操作地连接至驱动马达。所述车辆充电系统还包括安装在底盘上的电缆分配器，其中，所述电缆分配器被构造为收纳用于连接可定位式电连接器与外部电源的电缆。所述车辆充电系统还包括设置在底盘上并且与可定位式电连接器相关联的电源，其中，所述电源被配置为向车辆牵引电池提供至少一部分充电。所述控制模块还被配置为将电力从电源传输至可定位式电连接器组件并将降压后的电力传输至驱动系统和传感器。
[0006]—种车辆充电机器人包括驱动系统、与定位系统相关联并被构造为与安装在车辆上的充电接收器可释放地接合的充电传输机构以及控制器，所述控制器与驱动系统、定位系统以及充电传输机构通信，并被配置为命令驱动系统以使充电机器人向着充电接收器转向，以及命令定位系统以基于车辆的位置数据使充电传输机构向着充电接收器移动。
[0007]所述车辆充电机器人还包括电缆分配器，所述电缆分配器被配置为收纳用于连接充电传输机构与外部电源的电缆。所述车辆充电机器人还包括与所述充电传输机构相关联的电源，所述电源被配置为向牵引电池提供至少一部分充电。所述控制器还被配置为，响应于充电传输机构大体与充电接收器对准，命令定位系统将充电传输机构与充电接收器接合。控制器还被配置为响应于电源电力损失，命令定位系统断开充电传输机构与充电接收器。驱动系统包括驱动马达，所述驱动马达可驱动地连接至履带组件。驱动系统包括驱动马达，所述驱动马达可驱动地连接至轮组件。所述履带组件包括电缆外壳，电缆外壳被构造为收纳用于连接充电传输机构与外部电源的电缆。
【附图说明】
[0008]图1A和图1B是车辆充电系统的示例性的实施例的示意图。
[0009]图2是插电式车辆和示例性的车辆充电系统的示意图。
[0010]图3是车辆充电机器人的示例性实施例的透视图。
【具体实施方式】
[0011]根据需要，在此描述本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例，并且其它实施例可采用各种可替代形式。附图不必按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式应用实施例的代表性基础。
[0012]插电式车辆包括插电式混合动力电动车辆(PHEV)和纯电动车辆(BEV)，且可包括车辆牵引电池，车辆牵引电池被配置为向牵引马达提供电力。牵引电池、牵引马达和其他组件组成了电动驱动系统。在BEV中，电动驱动系统可以是车辆牵引车轮的唯一的推进能量源，而PHEV还另外地设置有内燃发动机。这种车辆可在停车时连接至外部电源以对牵引电池再次充电。
[0013]对于一些插电式车辆，车辆操作者可能需要下车来将车辆连接至外部电源并使用充电电缆为牵引电池充电。充电电缆可能是脏的或湿的，或者不方便收纳在车里或车附近。
[0014]可设置非手动(hands-free)充电系统以将车辆连接至外部电源。非手动充电系统可以是感应充电系统。感应充电系统可包括充电接收器线圈和充电传输线圈。为保证感应充电接收器和感应充电传输装置之间的有效的电力传输，装置必须相对彼此准确地定位。现有技术中的感应充电系统可能需要车辆操作者花费大量时间来操纵车辆使无线充电接收器相对于无线充电传输装置准确地定位。根据本公开的各种实施例的非手动充电系统可包括自推进底盘(self-propelled chassis)，所述自推进底盘具有可定位式充电传输线圈并由相关联的基于微处理器的控制器控制，以准确地使充电传输线圈对准车辆上的充电接收器，从而减少或消除操作者对车辆的操纵。
[0015]目前，感应充电系统具有被限制在3.3kW的电力传输能力。尽管适用于多种应用，例如适用于PHEV，被限制的电力传输能力可能需要相当多的时间来对长距离外的纯电动车辆充电。因此，各种实施例包括传导式车辆充电系统。传导式车辆充电系统的实施例可使用自定位(self-locating)传导式充电器，自定位传导式充电器被配置为进行运动以与安装在车辆上的充电接收装置接合。
[0016]参照图1A，提供了车辆充电系统10的实施例。车辆充电系统10可包括车辆充电机器人12，其中，车辆充电机器人12具有连接至驱动系统22的底盘20。驱动系统22可被构造为通过悬架系统(未示出)或通过其他传统的支撑方式来支撑底盘20。
[0017]驱动系统22可包括履带(track)组件30，履带组件30具有第一从动活动履带32和第二从动活动履带34。第一从动活动履带32可相对于第一主动轮或主动链轮36绕动(train)。第二从动活动履带34可相对于第二主动轮或主动链轮38绕动。第一主动链轮36和第二主动链轮38通过驱动轴42可操作性地连接至驱动模块40，并且由驱动马达44驱动。
[0018]参照图1B，提供了车辆充电系统10的可选实施例。驱动系统22可包括轮组件，其中轮组件具有第一驱动轮50和第二驱动轮52。第一驱动轮50和第二驱动轮52通过驱动轴42可操作性地连接至驱动模块40。驱动系统22还可包括具有轴60的转向系统，轴60将第一转向轮54和第二转向轮56可操作地连接至转向马达58。转向马达58可被构造为围绕主销轴线或主销(未示出)连接或旋转第一转向轮54和第二转向轮56，以使车辆充电机器人12转向。
[0019]驱动系统22的驱动模块40可与控制模块70进行通信。驱动模块40可被集成于控制模块70中或者可被设置为驱动系统22中的独立组件。控制模块70可与驱动系统22、位置传感器72、接近传感器74、定位机构76、充电传输装置78以及电力供应部或电源90通
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[0020]参照图2和3，车辆充电机器人12可被构造为，响应于位置传感器72和接近传感器74提供的信号，朝向被安装于车辆110上的充电接收装置112运动。位置传感器72可被配置为向控制模块70提供信号，指示安装于车辆110上的充电接收装置112相对于车辆充电机器人12的底盘20的位置。位置传感器72可被配置为监测或检测被设置在充电接收装置112上或靠近充电接收装置112的位置特征114的位置。
[0021]位置特征114可以是发射器，被配置为提供或发射磁场、红外波、光波或射频，其中，磁场、红外波、光波或射频被配置为被位置传感器72检测或接收。位置传感器72可设置有磁场传感器、红外接收器、光电检测器阵列或射频接收器，磁场传感器、红外接收器、光电检测器阵列或射频接收器被配置为接收由位置特征114发射的磁场、红外波、光波或射频。
[0022]接近传感器74可被配置为向控制模块70提供信号，指示潜在的障碍物接近但不接触车辆充电机器人12的底盘20。接近传感器74可包括红外感测装置或声纳装置。
[0023]定位机构76可以是被构造为升高或降低充电传输装置78并调整充电传输装置78的偏移或倾斜的定位机构系统(例如剪切式升降机(scissor lift)、连接(articulable)臂、机械臂等)。定位机构76可被构造为沿着多个轴线调整充电传输装置78的位置。
[0024]定位机构76可以是连接臂或者安装于底盘20上的剪切式升降机构100和轨道102的组合。剪切式升降机构100在轨道102上移动，以向前/后或侧向地定位充电传输装置78。定位机构76和充电传输装置78的组合可被称为可定位式电连接器组件。对于传导式充电系统的实施例，充电传输装置78可包括以下描述的标准插头或电连接器。对于感应式充电系统的实施例，充电传输装置78可包括主线圈或充电线圈。
[0025]充电传输装置78可以是充电传输布置，例如与定位机构76相关联的第一电连接器。充电接收装置112可以是充电接收器，例如与车辆110相关联的第二电连接器。第一电连接器和第二电连接器可被配置为可释放地互相接合。
[0026]第一电连接器和第二电连接器可以是被配置为从电源向车辆荷电储存装置传输电力的电连接器(例如，J1772连接器，TEPCO连接器，ffiC 62196连接器，CHAdeMO连接器，VDE-AR-E 2623连