用于将电动车辆定位在充电桩上的方法及相关的充电桩与流程

本发明涉及电动车辆领域。更具体地，本发明涉及一种用于将电动车辆定位在充电桩上的方法，并且涉及一种充电桩。

背景技术：

文献us2017/0096073公开了一种用于电动车辆的充电站，其包括设置有地下系统的充电桩，以为电动车辆充电和冷却。每个充电桩还设置有轮廓式车辆引导装置，其有助于将车辆恰当地定位在地下系统上方。这些轮廓式车辆引导装置升高到地面之上，并且具有漏斗形状，其将车辆引导到正确位置，并且指示停在何处。例如，充电桩各侧的车辆引导装置可以各自具有曲线，如果车辆偏离一侧，或者当车辆已经被拉到足够远离桩时，该曲线为车辆的前轮提供滚动阻力。轮廓式车辆引导装置可以由对车轮的磨损和暴露于天气具有足够耐久性的任何材料(例如混凝土)制成。然而，这种用于定位电动车辆的方法缺乏精确性。

技术实现要素：

本发明的目的是通过提出一种用于以更高的精度将电动车辆定位在充电桩上，以便于充电桩的充电器插头与电动车辆的充电接收器连接的方法，解决该缺点。

为此，本发明涉及一种用于将电动车辆定位在充电桩上的方法，该电动车辆包括至少一个传感器、主控制单元和车架，该充电桩包括至少一个停车位、充电站，该停车位包括至少一个参考元件，该充电站包括用于至少向电动车辆提供电能的充电器插头和辅助控制单元，该充电器插头能够与电动车辆的充电接收器配合，该方法包括以下步骤：

将电动车辆移动到停车位，以到达停车位置，然后

通过借助于电动车辆的主控制单元确定车架的至少一个点与至少一个参考元件之间的参考距离，确定电动车辆的对准位置，充电接收器和充电器插头在该对准位置对准，其中所述主控制单元(5)已知充电接收器与车架的至少一个点之间的距离，并且已知至少一个参考元件和充电器插头之间的距离，然后

借助于电动车辆的至少一个传感器和/或参考元件的至少一个传感器，并且借助于主控制单元，将停车位上的电动车辆从停车位置移动到对准位置，该传感器测量车架的至少一个点和至少一个参考元件之间的实际距离，该主控制单元比较实际距离和预定参考距离，以将电动车辆停放在距参考元件的预定参考距离处，使得电动车辆的充电接收器和充电桩的充电器插头对准。

本发明还涉及一种充电桩，其包括至少一个停车位和充电站，该充电站包括用于至少向电动车辆提供电能的充电器插头，其中，停车位包括至少一个参考元件。

附图说明

使用下面通过非限制性示例给出并参考附图解释的描述将更好地理解本发明，该描述涉及至少一个优选实施例，图中：

-图1示出多个停车位和多个电动车辆，

-图2a、2b、2c和3示出电动车辆在根据本发明的充电桩的停车位上从停车位置移动到对准位置，

-图4示出电动车辆在根据本发明的充电桩的停车位上处于对准位置，

-图5示出包括多个充电接收器的电动车辆在根据本发明的充电桩的停车位上处于对准位置，

-图6和7示出电动车辆在根据本发明的非限制性可能性的充电桩上，该充电桩包括停车位，该停车位包括位于停车位的墙壁或屏障上的参考元件，

-图8示出具有多个传感器的电动车辆在根据本发明的非限制性可能性的充电桩上，该充电桩包括停车位，该停车位包括位于停车位的墙壁或屏障上的两个参考元件和位于充电站上的参考元件，该充电站布置在停车位的地面上，

-图9示出具有一个传感器的电动车辆在根据本发明的另一非限制性可能性的充电桩上，该充电桩包括停车位，该停车位包括位于充电站上的参考元件，该充电站布置在停车位的地面上，

-图10示出具有一个传感器的电动车辆在根据本发明的另一目的的充电桩上，该充电桩包括停车位，该停车位包括止轮块。

具体实施方式

本发明涉及一种用于将电动车辆1定位在充电桩2上的方法，该电动车辆1包括至少一个传感器4、主控制单元5和车架10，该充电桩2包括至少一个停车位6、充电站20，该停车位6包括至少一个参考元件7，该充电站20包括用于至少向电动车辆1提供电能的充电器插头8和辅助控制单元9，该充电器插头8能够与电动车辆1的充电接收器3配合，该方法包括以下步骤：

将电动车辆1移动到停车位6，以到达停车位置p1(图2a、图2b、图2c和图9)，然后

通过借助于电动车辆1的主控制单元5确定车架10的至少一个点o1、o2、o3与至少一个参考元件7之间的参考距离d3、d6、d7，确定电动车辆1的对准位置p2，充电接收器3和充电器插头8在该对准位置p2对准，其中，主控制单元5已知充电接收器3与车架10的至少一个点o1、o2、o3之间的距离d1、d5、d8，并且已知至少一个参考元件7和充电器插头8之间的距离d2、d4、d9，然后

借助于电动车辆1的至少一个传感器4和/或参考元件7的至少一个传感器18、19，并且借助于主控制单元5，将停车位6上的电动车辆1从停车位置p1移动到对准位置p2，该传感器4和/或18、19测量车架10的至少一个点o1、o2、o3和至少一个参考元件7之间的实际距离d3、d6、d7，该主控制单元5比较实际距离d3、d6、d7和预定参考距离d3、d6、d7，以将电动车辆1停放在距参考元件7的预定参考距离d3、d6、d7处，使得电动车辆1的充电接收器3和充电桩2的充电器插头8对准(图3、图4、图5、图6、图7和图8)。

该方法使得能够高精度地确定电动车辆1在停车位6上的最佳位置，对准位置p2，即充电接收器3和充电器插头8完全对准的位置。从电动车辆1的主控制单元5可知该对准位置p2，电动车辆1可以调节其位置，以到达该对准位置p2。因此，充电接收器3和充电器插头8之间的连接更加容易。

优选地，该方法包括：当电动车辆1到达停车位置p1时，或者最初在开始停车过程之前，将表示至少一个参考元件7和充电器插头8之间的距离d2、d4、d9的数据从辅助控制单元9的辅助通信模块发送到主控制单元5的主通信模块。

该数据发送使得主控制单元能够从充电桩2发送的数据确定参考距离d3、d6、d7，其取决于该特定充电桩2的构型。因此，无论充电桩2的构型如何，都可以使用该方法。

优选地，充电接收器3与车架10的至少一个点o1、o2、o3之间的距离d1、d5、d8可以由电动车辆1的制造商存储在主控制单元5中。

在第一优选实施例中，当将停车位6上的电动车辆1从停车位置p1移动到对准位置p2时，由主控制单元5控制的电动车辆1的至少一个传感器4测量实际距离d3、d6、d7，然后将实际距离d3、d6、d7发送到主控制单元5(图7、图8和图9)。

该步骤使得能够通过仅使用电动车辆1的传感器4来测量实际距离d3、d6、d7。在这种情况下，电动车辆1的传感器4起主动作用，而参考元件7仅起被动作用。因此，在参考元件7上不需要传感器。因此，电动车辆1受电动车辆1的主控制单元5和传感器4引导和控制，该主控制单元5和传感器4能够识别位于电动车辆1外部的、充电桩2上的参考元件7。

在第二优选实施例中，当将停车位6上的电动车辆1从停车位置p1移动到对准位置p2时，由辅助控制单元9控制的参考元件7的至少一个传感器18、19测量实际距离d3、d6、d7，然后将实际距离d3、d6、d7发送到辅助控制单元9，该辅助控制单元9然后将该距离数据发送到主控制单元5(图8和图9)。

该步骤使得能够通过仅使用充电桩2的参考元件7的传感器18、19来测量实际距离d3、d6、d7。在这种情况下，参考元件7的传感器18、19起主动作用。因此，在电动车辆1上不需要传感器。因此，电动车辆1受与辅助控制单元9通信的主控制单元5引导和控制。

根据这些第一和第二实施例的非限制性特征，电动车辆1的至少一个传感器4和/或参考元件7的至少一个传感器18、19是超声波传感器，其发射超声波，并且检测来自参考元件7或来自车架10的点o1、o2、o3的反射超声波。

根据这些第一和第二实施例的另一非限制性特征，电动车辆1的至少一个传感器4和/或参考元件7的至少一个传感器18、19是雷达或激光雷达，其发射电磁波，并且检测来自参考元件7或来自车架10的位置o1、o2、o3的反射电磁波。

根据这些第一和第二实施例的另一非限制性特征，电动车辆1的至少一个传感器4和/或参考元件7的至少一个传感器18、19是相机，其捕获参考元件7或车架10的点o1、o2、o3的图像。

根据该特征的非限制性特征，相机捕获位于停车位6的地面12上的参考元件7的图像。

在第三优选实施例中，当将停车位6上的电动车辆1从停车位置p1移动到对准位置p2时，由主控制单元5控制的电动车辆1的至少一个传感器4是接收器，参考元件7的至少一个传感器18、19是发射器，该发射器发射电磁辐射，该接收器检测该辐射，以测量实际距离d3、d6，并且将实际距离d3、d6发送到主控制单元5。

该步骤使得能够通过使用电动车辆1的传感器4以及充电桩2的参考元件7的传感器18、19来测量实际距离d3、d6、d7。在这种情况下，电动车辆1的传感器4和参考元件7的传感器18、19起主动作用。因此，电动车辆1受电动车辆1的主控制单元5和传感器4引导和控制，该主控制单元5和传感器4能够与位于电动车辆1外部的充电桩2上的参考元件7的传感器18、19配合。

根据该第三实施例的另一非限制性特征，发射器是红外发射器，接收器是红外接收器。

优选地，当比较实际距离d3、d6、d7和预定参考距离d3、d6、d7时，如果实际距离d3、d6、d7等于预定参考距离d3、d6、d7，则主控制单元5向电动车辆1发送命令使电动车辆1停止。

该步骤使得能够确定电动车辆1是否处于对准位置p2。因此，电动车辆1停止，并且可以在充电桩2上开始充电过程。

优选地，当比较实际距离d3、d6、d7和预定参考距离d3、d6、d7时，如果实际距离d3、d6、d7不等于预定参考距离d3、d6、d7，则主控制单元5向电动车辆1发送命令使电动车辆1移动，以调整实际距离d3、d6、d7并到达对准位置p2。

该步骤使得能够在电动车辆1不处于对准位置p2时调节电动车辆1的位置。

优选地，当第一次移动电动车辆1到达停车位置p1时，由主控制单元5控制的电动车辆1的至少一个传感器4检测位于停车位6的地面12上的标记元件11，以使电动车辆1自动定位在停车位6上(图1)。

该步骤使得能够将电动车辆自动引导到停车位6。

优选地，当电动车辆1处于对准位置p2时，该方法还包括充电过程步骤，其中，充电器插头8和充电接收器3连接在一起，并且向电动汽车1的电池5″提供电能。

优选地，电动车辆1的主控制单元5包括主通信模块。

该主控制单元设置成与充电站20的辅助控制单元9的辅助通信模块通信，优选地无线地通信。

这些主通信模块和辅助通信模块设置成在充电桩2和电动车辆1之间交换数据。

例如，辅助通信模块可以将表示距离d2、d4、d9的数据发送到主控制单元5的主通信模块。主控制单元5可以收集这些数据，并确定参考距离d3、d6、d7。

优选地，电动车辆1的主控制单元5也电连接到电动车辆1的传感器4。

优选地，主控制单元5也适于并且设置成控制电动车辆1的传感器4和收集传感器4的表示实际距离d3、d6、d7的数据。

优选地，辅助控制单元9适于并且设置成控制参考元件7的传感器18、19和收集传感器18、19的表示实际距离d3、d6、d7的数据。

优选地，辅助控制单元9也适于并且设置成通过主通信模块和辅助通信模块将这些数据发送到主控制单元5。

优选地，主控制单元5也适于并且设置成比较表示实际距离d3、d6、d7的数据和参考距离d3、d6、d7。

主控制单元5也适于并且设置成自动地移动电动车辆1。

优选地，电动车辆1包括电池5″，其电连接到电动车辆1的充电接收器3。电池5″和充电接收器3优选地受电子单元5′控制。该电子单元5′可以电连接到电动车辆1的主控制单元5。优选地，该电子单元5′可以是车载充电器，其包括整流器(未示出)，该整流器将交流(ac)电流转换成对电池5″充电所需的直流(dc)。如果充电器插头8向充电接收器3提供交流电(ac)，则需要该整流器。在充电器插头8向充电接收器3提供直流电(dc)的情况下，不需要整流器。此外，优选地，电子单元5′包括像接触器(未示出)一样的保护装置和/或开关，以打开或关闭充电接收器3和电池5″之间的电路。

本发明还涉及一种充电桩2，其包括至少一个停车位6和充电站20，该充电站20包括用于至少向电动车辆1提供电能的充电器插头8，其中，停车位6包括至少一个参考元件7。

该参考元件7设置成由电动车辆1的传感器4识别和/或识别电动车辆1。该充电桩2设置成使得能够实施根据本发明的方法。

根据本发明的非限制性可能性，至少一个参考元件7位于停车位6的地面12上(图8和图9)和/或墙壁13上(图6、图7和图8)和/或围绕停车位6的屏障14上(图6、图7和图8)。

在优选实施例中，充电桩2包括辅助控制单元9，其包括辅助通信模块，以与电动车辆1的主控制单元的主通信模块通信。优选地，主通信模块和辅助通信模块可以是任何种类的无线通信装置，例如：蓝牙单元或rfid单元或nfc单元或wi-fi单元。

在另一优选实施例中，至少一个参考元件7包括至少一个传感器18、19(图8和图9)。

该传感器18、19设置成识别电动车辆1和测量实际距离d3、d6、d7。

根据该优选实施例的特征，辅助控制单元9设置成控制传感器18、19。优选地，辅助控制单元9位于充电站20上，并且电连接到传感器18、19。

根据该实施例的非限制性特征，充电站20位于地面12上，并且包括布置在充电器插头8附近的参考元件7，参考元件7包括至少一个传感器19(图8和图9)。

在该构型中，当传感器19位于充电站20上时，不需要在停车位6上添加任何附加的参考元件7。

优选地，参考元件7的至少一个传感器18、19选自包括以下元件的组：超声波传感器、雷达、激光雷达、相机、红外发射器、红外接收器。

优选地，标记元件11位于停车位6的地面12上(图1)。

标记元件11设置成由受主控制单元5控制的电动车辆1的传感器4识别。因此，电动车辆1可以自动定位在停车位6上。在这种情况下，所使用的传感器4优选地是相机。

标记元件11可以是地面12上的线。

优选地，充电站20包括至少一个电源系统(未示出)，以提供电能。

优选地，充电站20包括至少供电电缆(未示出)，其电连接到充电器插头8和电源系统。

优选地，充电站20包括冷却系统(未示出)，以在充电期间使电动车辆1的电池5″保持在可接受的温度范围内。

优选地，充电站20包括连接到充电器插头2和冷却系统的流体管线(未示出)。

优选地，充电站20位于停车位6的地面12上。

优选地，电源和/或冷却系统受辅助控制单元9控制。

本发明的另一目的涉及一种用于将电动车辆1定位在充电桩2上的替代方法，该充电桩2包括至少一个停车位6，该停车位6包括具有传感器16的至少一个止轮块15和充电站20，该充电站20包括充电器插头8，以至少向电动车辆1提供电能，充电器插头8能够与电动车辆1的充电接收器3配合(图10)，该方法包括：

使电动车辆1在停车位6上移动，直到电动车辆1的前轮17被止轮块15锁定，

利用传感器16检测前轮17被止轮块15锁定。

在该实施例中，前轮17的轴线与充电接收器3之间的距离d10，以及止轮块15和充电器插头8之间的距离d11是标准距离，并且这些距离d10、d11相等。因此，当传感器16检测到前轮17被止轮块15锁定时，由于充电器插头8和充电接收器3对准，因此充电器插头8可以容易地电气连接到充电接收器3。

根据替代实施例，这些距离d10、d11不一定相等。在这种情况下，该方法包括其它步骤：

将表示前轮17的轴线和充电接收器3之间的距离d10和/或前轮17的压力的数据从电动车辆1的主控制单元5发送到充电站20的辅助控制单元9，

通过已知距离d11和距离d10的辅助控制单元9确定充电器插头8的轨迹。

此后，充电器插头8可以通过已知距离d10和距离d11的致动器移动，然后电连接到充电接收器3。

更具体地，在该替代实施例中，该方法优选地包括将距离d10从主控制单元5的主通信模块发送到辅助控制单元9的辅助通信模块的步骤。

本发明还涉及一种充电桩2，其包括至少一个停车位6和充电站20，该充电站20包括用于至少向电动车辆1提供电能的充电器插头8，其中，停车位6包括固定在停车位6的地面12上的至少一个止轮块15(图10)，止轮块15和充电站20的充电器插头8彼此分开距离d11。

该充电桩2设置成使得能够实现根据本发明的其它目的的该替代方法。

优选地，止轮块15是位于停车位6的地面12上的凹槽(图10)。

优选地，充电站20位于停车位6的地面12上(图10)。

优选地，充电器插头8安装在位于地面12上的致动器上，该致动器例如像臂(未示出)或剪刀式升降机(未示出)一样，以使充电器插头8向充电接收器3平移和/或旋转移动。

在优选实施例中，充电站20包括辅助控制单元9。该辅助控制单元9包括辅助通信模块。

主通信模块和辅助通信模块可以是任何类型的无线通信装置，例如：蓝牙单元或rfid单元或nfc单元或wi-fi单元。

在优选实施例中，止轮块15包括传感器16。该传感器16可以是光学传感器或重量传感器。

当然，本发明不限于附图中描述和表示的至少一个实施例。在不超出本发明的保护范围的情况下仍然可以修改，特别是从各元件的组成的观点或通过替换技术等同物。