电动车充电站的制作方法
【专利摘要】一种车辆充电站，包括配置为延伸经过多个车辆停车位轨道和被轨道支撑的可动充电设备。可动充电设备沿轨道在多个车辆停车位之间平移，以为一个或多个车辆充电。可动充电设备包括可滑动地联接轨道的基部、与基部机械相连且配置为与位于多个车辆停车位中一个的电动车电联接的末端执行器、和配置为从功率源接收电荷且可控地将电荷提供到电动车的功率输送电路。
【专利说明】电动车充电站
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于多个电动车的电动车充电站。
【背景技术】
[0002] 各种类型的汽车，例如电动车（EV)、增程式电动车（EREV)、和混合动力电动车 (HEV)配备有需要周期性充电的能量存储系统。通常，该能量存储系统可以通过将其连接到 功率源（例如AC电源线）而被充电。尽管有利的是在每一个车辆使用之前或之后对车辆的 能量存储系统进行再充电，但是当前的系统要求车辆操作者手动地将电源线插入车辆。这 种手动操作对车辆操作者来说不总是方便的，这会造成错过充电的情况和/或随后会降低 车辆的性能。
【发明内容】
[0003] 一种车辆充电站，包括配置为延伸经过多个车辆停车位轨道和被轨道支撑的可动 充电设备。可动充电设备沿轨道在多个车辆停车位之间平移，以为一个或多个车辆充电。可 动充电设备包括可滑动地联接轨道的基部、与基部机械相连且配置为与位于多个车辆停车 位中一个的电动车电联接的末端执行器、和配置为从功率源接收电荷且可控地将电荷提供 到电动车的功率输送电路。
[0004] 在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理 解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0005] 图1是采用地面安装的可动充电设备的电动车充电站的示意性平面图。
[0006] 图2是采用高架安装的可动充电设备的电动车充电站的示意性平面图。
[0007] 图3是地面安装的可动充电设备的示意性侧视图。
[0008] 图4是高架安装的可动充电设备的示意性侧视图。
[0009] 图5充电算法的示意性系统层面流程图。
[0010] 图6是检测需要再充电的电动车的存在和身份的方法的示意性流程图。
[0011] 图7是让充电设备和末端执行器运动到需要充电的车辆的方法的示意性流程图。
[0012] 图8是将末端执行器与车辆的充电插口联接的方法的示意性流程图，包括如果需 要则打开覆盖插口的门。
[0013] 图9是例如可以设置在电动车上的充电插口的示意性透视图。
[0014] 图10是用于机器人充电站的末端执行器的实施例的示意性透视图。
[0015] 图11是用于联接到电动车的末端执行器的实施例的示意性透视图。
[0016] 图12是图11中提供的末端执行器的一部分的放大示意性透视图。
[0017] 图13是沿线13-13截取的图11中提供的末端执行器的示意性部分分解截面图， 显示了在伸展状态下的可退回引导部。
[0018] 图14是沿线13-13截取的例如图11中提供的末端执行器的示意性截面图，显示 了在收起状态下的可退回引导部。
[0019] 图15是包括力传感器件的末端执行器的实施例的示意性侧视图。
[0020] 图16是采用两个地面安装的可动充电设备的电动车充电站的示意性平面图。
[0021] 图17是采用两个高架安装的可动充电设备的电动车充电站的示意性平面图。
[0022] 图18是两个邻近且互连的电动车充电站的示意性平面图，其每一个采用相应的 地面安装的可动充电设备。
[0023] 图19是两个邻近且互连的电动车充电站的示意图，其每一个采用相应的高架安 装的可动充电设备。
【具体实施方式】
[0024] 参见附图，其中在各种附图中相同的附图标记用于表示相同或相似的部件，图1 示意性地示出了用于为多个电动车12的主能量存储装置进行充电或再充电的电动车充电 站10。如在本文使用的，电动车辆12可以包括使用电动机作为用于车辆推进的功率源的任 何车辆。尽管汽车将被用作用于说明目的的示例性车辆，但是其他车辆可以类似地使用。电 动车的一些例子包括但不限于仅电电动车（EV)、插电式混合动力电动车（PHEV)、增程式电 动车（EREV)。这些车辆可以是客车、越野车（cross-over vehicle)、运动综合车辆、房车、 卡车、公交车、商务车等。
[0025] 电动车12可以通过耗费来自能量存储装置（例如车辆电池）的电能而运行，以在 推进过程中为电动机提供功率。在延长的能量消耗过程中，车辆电池会在继续推进可以继 续进行开始之前要求再充电。可以通过将车辆电池直接地或通过一个或多个中间部件联接 到电功率源而实现这种再充电。
[0026] 通常，电动车充电站10可以是静止设备，所述静止设备可以设置在停车场或包 括多个停车位14的其他车辆存放区域（例如车库、代客泊车区域、车队车辆存放区域 等……）。如在本文使用的，停车位14是用于在一段时间内存放车辆的区域。停车位14可 以通过设置在地面上的视觉指示器界定（如在停车场中那样），或通过物理物体界定（如在 常规的加油站中那样，其中多个油泵粗略地界定了用于停放要加油的车辆的相应停车位）。
[0027] 图1和2每一个显示了再充电区域，其包括八个停车位14,被布置为两排18、29， 每排四个停车位14。每一个充电站10可以包括相应轨道24、26,其延伸经过多个停车位 14(例如沿每一排18、20)，且允许可动的充电设备28、30接到每一个车辆12，以有助于选择 性为车辆的电池再充电。
[0028] 通常，轨道24、26可以具有两种通常构造，即地面高度的轨道24(如图1)所示和 高架轨道26 (如图2所示）。不管具体构造如何，每一个轨道24、26可以支撑其相应的可动 充电设备28、30,且允许充电设备28、30沿轨道24、26平移，以接到充电站10中的每一个车 辆12。如后文详述的，充电设备28、30可以联接到电源电路32和充电控制器34,所述控制 器每一个可以被充电设备28、30使用，以为停泊的电动车12中一个或多个的电池充电。
[0029] 图3和4 (分别）显示了地面高度（ground level)的轨道24和高架轨道26的示 意性例子，轨道用于支撑相应的可动充电设备28、30。如图3所示，地面高度的轨道24可以 设置在地面40上或基本上在地面40上，从而可动的充电设备28通常设置为高于轨道24。 可动充电设备28可以沿轨道24平移，例如，使用配置为骑在轨道24的一部分之上或之中 的一个或多个轮42。地面高度的轨道24可以允许充电设备28实体地在相应车辆12之间 平移，但是会要求排18、20之间有最小间隙，所述间隙与轨道24/充电设备28的宽度相当。
[0030] 参见图4,高架轨道26可以设置在高于地面40 -距离44处，即例如5到12英尺。 充电设备30通常可以从轨道26悬挂，从而充电设备30通常位于轨道26和地面40之间。 尽管高架轨道26可以通过允许排18、20更靠近在一起地间隔开而在地面使用方面具有优 点，但是地面高度的轨道24会要求更少的基础设施来实施。在一种构造中，高架轨道26可 以从停车场中多个现有的灯杆（light pole)悬挂。
[0031] 不管轨道的形式如何，可动充电设备28、30通常可以包括可滑动地联接到轨道的 基部50和机械地联接到基部50的末端执行器52。末端执行器52可以配置为电联接到位 于车辆12中的在邻近停车位14中的一个。可以参考图9-15在下文找到末端执行器52的 各种实施例的描述。
[0032] 继续参考图3和4,在一个构造中，末端执行器52可以通过多个刚性臂构件54与 基部50机械相连，所述臂构件能相对于彼此关节转动和/或平移。但是，在其他构造中，末 端执行器52可以通过柔性电缆机械地联接到基部50。
[0033] 在本发明的充电站10的基本实施方式中，末端执行器52可以通过用户手动地定 位/操作为与车辆12电连通。例如，如果用户希望为他的/她的车辆12充电，则他们可以 滑动充电设备28、30到靠近其车辆12的区域，且手动地将末端执行器放置为与设置在其车 辆上的合适的充电插口电连通（即其中充电插口的含义通常是指设置在车辆上且与电存 储装置（例如电池）电连通的电连接部/插头）。在该实施方式中，设置在臂构件54之间 的任何关节可以是纯粹被动的且可以允许用户自由地操作末端执行器52。
[0034] 在另一构造中，车辆充电站10可以完全自动，且可以配置为以机器人的方式以与 用户最小的相互作用为用户的车辆12充电。在一种构造中，充电过程中用户的参与可限制 为提供期望充电的指示和/或使得充电设备28、30获得对充电插口的操作。
[0035] 在机器人的实施方式中，末端执行器52的位置和取向可以以5个或更多自由度 (例如3个平移自由度和2个或更多个旋转自由度）通过选择性促动一个或多个关节促动 器（设置在一个或多个臂构件54之间）而以机器人方式控制。关节促动器和末端执行器 52的最终运动可以被机器人控制器56控制，例如在图1和2示意性地显示的。尽管下列的 描述通常涉及本发明系统10的机器人实施方式，但是某些方面可以类似地在手动方式的 系统10中使用的（尤其是通过充电控制器34实施的那些）。
[0036] 每一个机器人控制器56和充电控制器34可以实施为一个或多个数字计算机或数 据处理装置，具有一个或多个微控制器或中央处理单元（CPU)、只读存储器（ROM)、随机访 问存储器（RAM)、电可编程只读存储器（EEPR0M)、高速时钟、模拟-数字（A/D)和数字-模 拟（D/A)电路和任何所需的输入/输出（I/O)电路和/或信号调制和缓冲电路。机器人控 制器56和充电控制器34可以实施为单个计算装置中的不同软件模块，或可以实施为实体 上分开的硬件模块。
[0037] 充电控制器34可以配置为自动地执行一个或多个充电控制算法，以在控制器34 确定车辆需要充电时执行充电过程。以相似的方式，机器人控制器56可以配置为自动地执 行一个或多个运动控制算法，以经由一个或多个关节马达控制末端执行器52的最终运动， 以实现充电过程。每一个控制/处理程序可以实施为软件或固件，且可以本地地存储在相 应控制器56、34上，或可以容易地被控制器56、34访问。
[0038] 图5示出了充电算法60的示意性系统层面的流程图，其可以以受监控的方式被充 电控制器34执行。在系统10被通电和/或初始化时算法于步骤62开始。在步骤64,充电 控制器34可以识别需要充电且在预定数量的停车位14中的一个或多个车辆12的存在和 /或身份。在步骤66,充电控制器34可以指示机器人控制器56,以让充电设备28、30/末 端执行器52运动到需要充电的车辆。在步骤68,机器人控制器56可以随后将末端执行器 52联接到车辆12的充电插口。一旦联接，则在步骤70充电控制器34可以为车辆充电，直 到车辆报告充电状态（SoC)高于具体阈值。最后，在步骤72,充电控制器34可以指示机器 人控制器56从车辆12断开且在开始随后的充电过程之前返回到原始位置。图6-8提供了 步骤64-68的各种实施例的额外详细情况。
[0039] -旦初始化，则一旦在停车位14中检测和/或识别电动车12,则可以确实开始充 电算法60,且可确定该具体车辆需要充电（步骤64)。如在图6中进一步显示的，步骤64 可以包括三个通常的方面：存在检测80 ;充电判断82 ;和用户确认84。步骤64可以在充 电控制器34接收到车辆12已经进入停车位14的传感指示时在步骤80开始。传感指示例 如可以来自嵌入停车位14的地面中的压力垫、来自超声、激光或雷达近程检测器、来自与 充电站10相关的视觉摄像头、或来自通过用户执行的动作（例如按下按钮以表示对充电的 请求）。
[0040] 一旦车辆12的存在在步骤80被检测，则充电控制器34可以在步骤86开始与车 辆12通信。通信可以经由数据链路，例如基于卫星的通信链路，根据802. 11或蓝牙标准的 无线链路，点对点数据链路，RFID数据链路，或其他基于应答机的数据链路。一旦在步骤86 建立了通信链路，则充电控制器34可以在步骤88读取车辆电池信息和充电状态，在步骤90 将充电状态与阈值比较，且如果充电状态低于阈值则在步骤92指示需要再充电。在替换实 施例中，用户可以通过一些对系统10的手动输入（包括智能电话输入或在终端处的键盘输 入）而手动地请求再充电。
[0041] 在步骤80进行对车辆的检测和在步骤82确认需要再充电之后，在步骤84充电控 制器34可以确定与之相关的、正在驾驶的或拥有车辆12的用户的确认。用户确认步骤可 以允许系统10计入各能量消费，且在合适时生成发票（invoice)。用户确认步骤84可以包 括经由建立的通信链路或通过手动地促使用户输入记帐信息（个人身份号、或信用卡号） 而无线地接收用户识别码（identifier)。一旦用户被正确确认，则车辆12可以在步骤94被 置于充电队列。
[0042] 一旦车辆达到充电队列的顶部，则充电控制器34可以指示机器人控制器56将充 电设备28、30/末端执行器52运动到需要充电的车辆（图5的步骤66)。如图7所示，步 骤66通常可以包含两个通常的方面：沿轨道24、26将可动充电设备28、30平移到适当位 置（在步骤100);和将末端执行器52定位为靠近车辆12上的充电插口（在步骤102)。
[0043] 为了在步骤100沿轨道24、26将充电设备28、30定位在适当位置，机器人控制器 可以促动一个或多个驱动轮，其可以允许充电设备28、30沿轨道24、26自我推进。在另一 实施例中，充电设备24、26可以联接到驱动链，所述驱动链可以延伸轨道的长度且在静态 驱动马达的促动下将充电设备拉动到适当位置。如进一步在图2和4示出的，在另一实施 例中，充电设备30可以具有相对于轨道26横向运动的自由度。因为基本较低的典型罩壳 间隙（low typical hood clearance),该横向运动可以是可允许的，其中所述罩壳间隙可 以允许充电设备30在车辆的一部分上延伸。以这种方式，横向运动可以允许末端执行器更 容易地接到充电插口，而不需要长的延伸臂。
[0044] 一旦充电设备28、30被沿轨道基本定位在适当位置（步骤100)，以允许末端执行 器52朝向车辆充电插口运动，则机器人控制器56可以随后控制与一个或多个臂构件54相 关的一个或多个关节促动器（步骤102)，以将末端执行器定位为靠近充电插口。在一个实 施例中，在步骤102处末端执行器52的定位可以包括沿轨道细化充电设备的位置。
[0045] 为了在步骤102将末端执行器52进行定位，机器人控制器56可以在步骤104通 过确定车辆12上充电插口的位置而开始。这通常可以经由视觉识别、通过经由通信链路接 收来自车辆的信号、或通过被放置为靠近充电插口的分开应答机或RFID装置来实现。在一 个实施例中，充电插口可以被门或其他选择性地可拆卸的面板覆盖。RFID芯片或其他应答 机可以固定到门或被置于靠近插口，以提供位置指示。
[0046] 一旦在步骤104在车辆上上定位了插口，则机器人控制器56可以在步骤106检查 车辆12相对于任何邻近车辆的间距。如果间距低于可容许的容限，则充电过程可以在步骤 108结束，且在步骤110用户会被告知。如果间隙足够让过程继续，则在步骤112机器人控 制器56通过控制一个或多个关节马达而可以让末端执行器52运动到靠近插口的区域。在 末端执行器52朝向充电插口行进时，机器人控制器56可以持续监视对臂和车辆或其他障 碍之间接触的证据的传感反馈。如果检测到接触，充电过程将会终止。
[0047] 再次参见图5, 一旦在步骤66末端执行器52大致与充电插口对准，则在步骤68 机器人控制器56可以将末端执行器52联接到车辆12的充电插口。但是，在进行这样的连 接之前，必要的是打开覆盖插口的门。如通常在图8示出的，可以通过确定充电门是否打开 (在步骤120)而开始步骤68。如果门已经打开，则机器人控制器56可以在步骤122选择 适当的末端执行器，在步骤124朝向充电插口引导末端执行器52,和在步骤126将末端执行 器52与充电插口机械和/或电联接。
[0048] 在一种构造中，在步骤124使用一个或多个可以从插口感知的标识，可以将末端 执行器52朝向充电插口引导。例如，末端执行器52可以包括传感器，其可以在步骤140接 收来自插口的电磁辐射和/或声压波。机器人控制器56可以在142从接收的辐射/波来识 别充电插口的一个或多个标识，且可以在步骤144在最后的接近过程中使用该标识的定位 作为反馈。在一种构造中，接收的电磁辐射可以是具有400nm到750nm波长的可见光。同 样，声压波形可以具有大于30kHz的频率（即超声）。
[0049] 如果在步骤120充电门还没打开，则机器人控制器56可以在步骤128确定车辆12 是否配备有远程门打开能力。如果有，则机器人控制器56可以在步骤130发送信号以指示 车辆打开门，且随后可以在步骤122继续进行以选择适当的末端执行器。如果车辆未配备 有远程门打开能力，则在步骤132机器人控制器56可以操作末端执行器52以通过将门拉 开或通过将门向内推以释放卡锁特征部且随后将其拉到完全打开状态从而手动地打开门。
[0050] 再次参见图5, 一旦末端执行器52与充电插口联接，则充电控制器34可以在步骤 70为车辆充电，直到车辆报告充电状态（SoC)高于具体阈值。最后，在步骤72,充电控制器 34可以指示机器人控制器56从车辆12断开且返回到原始位置。充电控制器32可以在充 电步骤70期间监视提供到车辆12的总功率，且可以随后为已确认的用户开发票或记账。
[0051] 图9示出了车辆充电插头/插口 160的例子，其可以包括在电动车12中。如所示 的，插口 160可以包括多个电接触部162和机械引导部164,以辅助末端执行器52和插口 160之间的正确对准/联接。机械引导部164例如可以包围多个电接触部162,且可以具有 一个或多个定位特征部166,以促进正确的轴向对准。
[0052] 图10示出了末端执行器170的第一实施例，其可以类似于如上所述的末端执行器 52,且可以用于与图9的车辆充电插口 160联接。如所示的，末端执行器170包括多个电接 触部172,其每一个配置为与插口 160的相应电接触部162匹配。末端执行器170可以进一 步包括机械引导部174,其适于装配在插口 160的机械引导部164之中或之上。末端执行 器170的定位结构特征部176可以匹配/接合插口 160的相似定位结构特征部，以有助于 提供正确的对准/取向。
[0053] 如图9-10所示的，定位结构特征176可以是机械引导部172的键合部分，其可以 防止末端执行器以除正确取向以外的任何方式联接到插口。末端执行器170可以进一步包 括可选择性地接合的保持夹178,其可以将末端执行器170联接到插口 160。夹持件178可 以确保正确的互相连接/联接（即确保末端执行器170正确抵靠插口 160就位），且减少轻 微的意外撞击使得末端执行器170脱离的可能性。
[0054] 图11示出了末端执行器180的另一实施例，其可以类似于如上所述的末端执行器 52,且可以用于选择性地联接于车辆12的充电插口 160。如所示的，末端执行器180包括多 个电接触部182,其每一个配置为与插口 160的相应电接触部162匹配。
[0055] 末端执行器180可以包括机械引导部184,其配置为通常围绕电接触部182且适于 装配在插口 160的机械引导部164之中或之上。机械引导部184可以包括定位结构特征部 186,其配置为匹配/接合插口 160的相似结构特征部166,以有助于正确对准/取向。如 图9-11所示的，定位结构特征186可以是机械引导部184的键合部分，其可以防止末端执 行器以除正确取向以外的任何方式联接到插口。末端执行器180可以进一步包括可选择性 地接合的保持夹188,其可以与设置在插口 160上的突出部互锁。保持夹188可以确保在整 个充电过程中建立且保持正确的电互相连接/联接（即确保末端执行器180正确抵靠插口 160就位）。以这种方式，夹188可以减少轻微的意外撞击使得连接件/执行器180或车辆 12脱离末端执行器180的可能性。
[0056] 如大致在图11-14中示出的，末端执行器180可以进一步包括可退回的引导部 200,其通常围绕或延伸自静止的机械引导部184,且可以适于进一步辅助连接件/执行器 180与插口 160的对准和定向。可退回引导部200例如可以包括面向内的倒角202,其通常 从前边缘204延伸。倒角202可以操作为使得未对准的连接件/执行器180导引/平移到 插口 160上。另外，可退回引导部200可以包括或限定带槽开口 206,其可以从引导部200 的前边缘204朝向保持夹188延伸。带槽开口 206可以允许插口 160的突出部无阻碍地朝 向连接件/执行器180的基部208经过，在该处其可以被夹188接合。可退回引导部200 可以包括在带槽开口 206任一侧上的次倒角210,以将突出部朝向夹188导引。如此，次倒 角210可以修正插口 160和连接件/执行器180之间的微小轴向方位差。
[0057] 大致如图13-14示出的，可退回引导部可以在伸展状态211 (通常如图13所示） 和收起状态212(通常如图14所示）之间转变。在伸展状态211在，可退回引导部200因 此可以在电接触部162、182彼此接合之前用于细微调整连接件/执行器180和插口 160的 相对位置。以这种方式，相应电接触部162、182可以适当地互相连接而没有任何卡住/扣 住。一旦末端执行器180已经被引导到相对于插口 160的正确相对位置，则可退回引导部 200可以转变到抵靠连接件基部208的收起状态212,以允许末端执行器180没有障碍地更 完全地接合插口 160。
[0058] 在一种构造中，可退回引导部200可以沿一个或多个引导柱体213骑乘，这可以允 许其抵靠基部208收起。多个足够刚性预张紧的弹簧214可以绕引导柱体213设置，且可 以提供抵抗收起的一些弹性，和/或可以允许可退回引导部200在连接件/执行器180从 插口 160去除时延伸。在收起/退回运动期间，弹簧214可以在可退回引导部200和连接 件/执行器180的基部208之间压缩。在一种构造中，弹簧214可以将可退回引导部200 保持在伸展状态211，且具有充分的弹性/支撑性，以允许引导200在收起之前完成其引导 功能。一旦末端执行器180被正确对准，则连接件/执行器180的前进可以对可退回引导 部200施加足够强的力，以抵消通过弹簧施加的载荷，且可以使得弹簧弹性地压缩。
[0059] 在另一构造中，如大致在图11-14中示出的，可以使用支撑腿部216、218将可退回 引导部200支撑和/或锁定在伸出位置211，所述腿部可以保持就位直到被主动释放（如图 14所示）。在一实施例中，腿部216、218可以可枢转地连接到可退回引导部200。支撑腿部 216、218可以在第一位置（在图13中示出）和第二位置（在图14中示出）之间枢转。支 撑腿部216、218可以配置为在第一位置时将可退回引导部200保持在伸展状态211，且配置 为在枢转到第二位置时允许可退回引导部200转变到收起状态212。更具体地，大致如图 13示出的，腿部216、218通常可以在可退回引导部200和基部208之间延伸，且可以防止可 退回引导部200沿引导柱体213收起/退回。一旦末端执行器180滑动到插口 160上，则 插口 160可以接触从每一个相应腿部216、218延伸的突出部218、202且使得腿部216、218 向外枢转。一旦枢转到支撑位置以外，则可退回引导部200可以抵靠基部部分208收起。
[0060] 尽管以上（针对图9-15)描述了末端执行器52的两个可能构造，但是也可以使用 其他构造。
[0061] 如通常在图15示出的，一个或多个力传感器230、232可以被包括在每一个枢转腿 部（例如腿部216)附近的基部208上。腿部216的一部分（或其延伸部分）可以配置为 在腿部设置在基部208和引导部200之间的支撑位置中时接触所述力传感器230、232。以 这种方式，力传感器230、232可以为机器人控制器56提供施加到可退回引导部200的接触 力的指示。这种反馈可以用于估计与可退回引导部200进行的任何接触的近似量和方向或 表明引导部已经被适当退回且机械联接已经实现。例如，如果可退回引导部200被插口 160 偏心接触，则载荷可以随后传递到相应的力传感器230、232中的一个或多个。这种反馈可 以用于确定末端执行器180是否已经充分地前进到插口 160上，以使得引导部200退回和 建立牢固联接。替换地，在机器人的情况下，接触敏感的反馈可以用于更精确地控制最后的 接近过程和互相连接过程。在一个实施例中，力传感器230、232可以是力敏电阻器，其具有 取决于施加的力的量而变化的电阻。
[0062] 再次参见图卜2,通常，车辆充电站10可以从功率源（例如外部电网或大量太阳 能电池）为车辆12提供经调制的电功率供应。为了实现这一点，充电站10可以包括功率 输送电路32,其接收单相或三相AC电功率33,且配置为输出直流电（DC)电功率或交流电 (AC)电功率。取决于外部电源的特点，功率输送电路32可以包括为车辆提供经适当调制、 整流、和/或经滤波的AC或DC电力供应的逆变器/转换器。
[0063] 在一种构造中，功率输送电路32可以输出电荷，其具有200-500VAC或400-500VDC 范围的电压，且总功率小于大约50kW。这种系统比在每一个停车位14利用专用充电终端 的相当的充电站相比需要低得多的功率容量。例如，本发明的系统10可以为八停车位汲取 50kW，而八个专用终端会汲取总共400kW。
[0064] 在另一构造中，例如大致在图16-17示出的，多个可动充电设备28、30可以设置在 每一个相应轨道24、26上。以这种方式，两个设备可以将充电任务划分，以避免大的充电队 列，而仍可以使用单个轨道（虽然需要具有两倍功率容量的功率电路32)。
[0065] 在另一构造中，例如大致在图18-19中示出的，多个充电站10可以以邻近的方式 布置，以提供容易可扩充性（scalability)。在该构造中，每一个充电站10可以包括其自己 的专用可动充电设备28、30。在另一构造中，各种可动充电设备28、30可以自由地在邻近的 轨道之间平移，以有助于获得更大的灵活性和可扩充性。
[0066] 除了如上所述的机器人的原理，本文所述的电动车充电站10可以使用任何车辆 存在检测手段、机器人控制手段、充电插口确认手段、末端执行器引导手段和/或任何其他 原理，如美国专利申请No. 13/484, 345 (美国专利公开No. 2013/0076902)中公开的，其于 2012 年 5 月 31 日提交，且标题为 "ROBOTICALLY OPERATED VEHICLE CHARGING STATION"， 其通过引用以其全部内容合并于此。
[0067] 尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得 知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。目的是上述和 在附图中所示的所有内容应被理解为仅是示例性的而不是限制性的。
[0068] 相关申请的交叉引用
[0069] 本申请要求于2013年5月31日递交的美国临时专利No. 61/829,601的优先权， 其通过引用全部合并于此。
【权利要求】
1. 一种车辆充电站，包括： 轨道，配置为延伸经过多个车辆停车位； 可动充电设备，被轨道支撑且沿轨道在多个车辆停车位之间平移，可动充电设备包括： 基部，可滑动地与轨道联接；和 末端执行器，与基部机械相连且配置为与位于多个车辆停车位中的一个中的电动车电 联接；和 功率输送电路，配置为接收来自功率源的电荷且可控地为电动车提供电荷。
2. 如权利要求1所述的车辆充电站，进一步包括处理器，配置为： 检测停车位中电动车的存在； 确定与电动车相关的牵引电池的充电状态； 如果充电状态低于阈值则指示可动充电设备将电荷提供给电动车。
3. 如权利要求2所述的车辆充电站，其中处理器进一步配置为： 确定停车位中检测到的电动车的身份； 确定通过可动充电设备提供给电动车的电荷量；和 从确定的身份和被提供的电荷量产生发票。
4. 如权利要求2所述的车辆充电站，其中处理器配置为通过从车辆接收的一个或多个 无线信号来确定与电动车相关的牵引电池的充电状态。
5. 如权利要求1所述的车辆充电站，其中可动充电设备进一步包括将末端执行器联接 到基部的机械臂；和 其中机械臂包括多个可促动关节，它们能让末端执行器以至少5个自由度运动。
6. 如权利要求5所述的车辆充电站，进一步包括机器人控制器，其与多个可促动关节 联接且配置为： 定位车辆上的充电插口； 获得对充电插口的操作； 控制一个或多个可促动关节，以将末端执行器与充电插口对准；和 将末端执行器与充电插口电联接。
7. 如权利要求6所述的车辆充电站，其中机器人控制器配置为通过从靠近充电插口的 位置接收无线射频定位信号而定位车辆上的充电插口。
8. 如权利要求6所述的车辆充电站，其中机器人控制器配置为通过将无线命令提供到 车辆以打开充电插口的门从而获得对充电插口的操作。
9. 如权利要求6所述的车辆充电站，其中机器人控制器配置为通过控制一个或多个可 促动关节从而末端执行器打开选择性地覆盖充电插口的门从而获得对充电插口的操作。
10. 如权利要求6所述的车辆充电站，其中机器人控制器配置为通过以下方式定位车 辆上的充电插口： 接收电磁辐射和声压波中的至少一种；和 从电磁辐射和声压波中的所述至少一种识别充电插口的标识。
【文档编号】H02J7/00GK104218635SQ201410235819
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】X.赵, D.高, R.J.梅纳萨 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司