技术领域
[0001] 本
发明涉及新
能源汽车充电设施领域，尤其是一种基于可移动充电
机器人的自动充电控制方法。
背景技术
[0002] 目前大量存在的公交充
电场站，采用有人值守的方式对电动公交车进行充电服务，值班人员需要在日间公交运行时段频繁为进场车辆提供充电服务，在夜间时段根据电价变化和充电车辆的实际需求在特定时间为
电动车辆提供充电服务，造成值班人员工作强度大、工作时间长，导致运营成本居高不下。
[0003] 此外，由于电动公交充电场站的高使用率和充电设备的老化
风险，以及考虑户外环境和恶劣天气的影响，充电操作人员存在高压触电风险。
[0004] 未来共享电动汽车和无人驾驶电动汽车的普及应用，传统的人工充电方式将难以适应，也需要自动充电技术来满足新的需求。
[0005] 因此亟需通过研发基于充电机器人的自动充电控制方法，以降低人工投入成本和消除操作安全隐患，和适应未来无人驾驶电动汽车的应用。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于解决上述技术问题而提供一种基于可移动充电机器人的自动充电控制方法，该方法可实现公交场站多辆汽车的充电
接口自动对接操作，以机器代替人工，减少值班人员配置和减轻值班工作强度，降低充电站运营成本，抵御充电操作的电气安全风险，满足未来公交车辆对充电设施的配套功能要求。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0008] 1、待充电车辆驶入充电位，充电感应终端检测车辆到位状态，与车辆建立无线通信，获取车辆身份信息；
[0009] 2、充电感应终端向充电服务后台系统上送车辆到位及车辆身份信息
[0010] 2.1、若车辆数据已通过车联网实时送至充电服务后台，充电服务后台根据该车辆的现状数据、车辆运行调度要求及配
电网供
电能力，生成车辆有序充电计划(包括充电时段，充电功率等)，例如可以计划在夜间谷电时段22:00-06:00期间，操作充电枪连接和启动充电；
[0011] 2.2、若车辆信息未实时接入充电服务后台，充电感应终端则通过本地无线通信获取车辆的实际充电需求数据，并上送至充电服务后台，由充电服务后台生成有序充电计划(包括充电时段，充电功率等)；
[0012] 3、充电感应终端按照有序充电计划安排，定时启动充电操作；
[0013] 4、车辆根据充电感应终端的通信指令，自动打开车辆的充电舱盖；
[0014] 5、充电感应终端通知充电机器人通过滑轨移至待充车辆充电插座附近，机器人抓取充电感应终端上的充电枪，并移动机械手臂末端
感知部件，至车辆充电插座附近的
机器人视觉识别位(距车辆插座垂直距离300-400mm)；
[0015] 6、在车辆充电插座附近的机器人视觉识别位，机器人准确识别车辆充电插座的三维坐标后，执行自动插枪操作，并确认充电枪插接到位；
[0016] 7、充电桩接收到充电枪插接到位
信号后，执行充
电流程；
[0017] 8、开始充电后，机器人的机械手臂回退，同时
机器人本体退至机器人待
机舱内；
[0018] 9、充电期间，充电桩自动根据充电服务后台系统的负荷限流曲线(根据电网潮流计算给出)，控制充电桩的功率输出值；
[0019] 10、充电期间，充电感应终端通过无线通信查询车辆是否完成充电，若充电完成，则启动机器人回到充电位执行拔枪操作；
[0020] 11、充电感应终端通知充电车辆充电及拔枪操作完成，车辆自动关闭充电舱盖。
[0021] 本发明中采用充电机器人代替充电值班人员，辅助执行充电操作，且可以根据系统的调度安排，控制电动汽车有序充电的充电时段及充电功率。相比人工操作，本发明的自动充电控制方法更加智能、经济、高效。
[0022] 本发明的有益效果是：本发明采用基于可移动充电机器人的自动充电控制方法，能够实现公交场站多辆汽车的充电接口自动对接操作，以机器代替人工，减少值班人员配置和减轻值班工作强度，降低充电站运营成本，抵御充电操作的电气安全风险，满足未来公交车辆对充电设施的配套功能要求。
附图说明
[0023] 图1为公交场站移动式充电机器人工作场景图；
[0024] 图2为本发明中机器人自动充电控制流程第1阶段示意图；
[0025] 图3为本发明中机器人自动充电控制流程第2阶段示意图；
[0026] 图4为本发明中智能控制充电时段实现有序用电的控制
流程图。
具体实施方式
[0027] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
[0028] 一、公交场站移动式充电机器人工作场景
[0029] 如图1所示，公交场站移动式充电机器人的工作场景中，包括充电机器人1(含平台小车2)，移动滑轨5，机器人待机舱13，充电感应终端4、10、12，充电桩3、9、11，待充电车辆6、7、8等。待充电车辆的充电口
位置通常在每辆车的后方或侧后方，在该位置附近的地面，固定安装智能充电感应终端，该感应终端用于存放充电枪、感应车辆停放状态、以及与待充电车辆(车辆自动充电控制单元)通信交互，充电机器人安装于一个平台小车上，平台小车可在轨道上来回移动，为多个车位的车辆轮流提供充电服务。充电机器人处于空闲状态时，自动回到轨道末端的待机舱内，避免充电机器人及相关控制设备长期暴露在户外环境中而遭受损坏。
[0030] 二、充电机器人的自动充电控制工作流程
[0031] 充电机器人的自动充电控制流程如图2和图3所示：
[0032] 第1阶段：自动感应车辆充电需求，生成充电计划
[0033] 待充电车辆行驶入
指定停车位，充电感应终端感应到车辆到位，发起与车辆的无线通信，获知车辆身份信息，并将充电位置的状态变化及车辆身份信息送至充电服务后台系统。
[0034] 若充电服务后台已有来自车联网共享的该身份车辆的充电需求信息，则充电服务后台结合配电网有序用电要求，自动生成有序充电计划；若充电服务后台未收到车辆充电需求信息，则由充电感应终端与车辆通信，索取车辆充电需求信息并发至充电服务后台，充电服务后台据此生成有序充电计划。
[0035] 充电感应终端根据有序充电计划，定时启动自动充电操作。
[0036] 第2阶段：
[0037] 电动车辆收到“启动自动充电”指令，自动打开车辆的充电接口舱盖。
[0038] 充电机器人收到“启动自动充电”指令，移动至充电感应终端附近；抓取充电枪，转至车辆插座附近的视觉识别工作位置；识别车辆插座的三维坐标后，自动插接充电枪，并向充电桩发送插接到位信号。随后机器人松开充电枪，退回至机器人待机舱。
[0039] 充电桩接收到充电枪插接到位信号后，再次检测充电回路中的导引
控制信号是否正确，确认无误后，随即按照GB/T 18487与GB/T 27930标准与车辆建立通信，并自动结合有序充电的负荷限流控制曲线实时控制充电输出功率。
[0040] 充电期间，充电感应终端不断查询充电车辆的充电状态，若完成充电，充电感应终端通知充电桩停止输出，并启动充电机器人进行拔枪操作。
[0041] 充电机器人收到“拔枪操作”指令，到达车辆接口附近，抓取充电枪拔出并将充电枪插回充电感应终端的充电枪存放位。
[0042] 充电感应终端检测到充电枪已归位，通知充电车辆“本次充电已结束”。
[0043] 电动车辆收到“本次充电已结束”指令，自动关闭充电接口舱盖。
[0044] 三、电动汽车有序充电控制方法
[0045] 随着城市电动公交车的普及，车辆充电量逐步增加，对配电网的建设提出越来越高的要求。而分时复用现有配电容量，特别是在夜间利用谷电时段为车辆充电是解决这一问题的有效方法。但是，目前电动车辆还普遍存在不能预先进行充电连接，后期定时启动充电的问题(车辆会进入休眠状态，唤醒需重新拔插充电枪)，如果要实现夜间充电，需要工作人员值夜班操作。采用充电机器人的自动充电方式，可以避免工作人员的夜间现场操作，有效地利用有序充电控制技术实现电网经济运行和减少电网基建投入。
[0046] 电动车辆有序充电控制方法如图4所示：
[0047] 电动车辆停放于充电车位后，充电感应终端获知车辆停放状态，并识别车辆身份信息，送至充电服务平台。电动车辆将自身
电池状态(充电需求)发送至车联网平台，车联网平台将车辆充电需求及车辆调度排班计划，也送至充电服务平台。
[0048] 充电服务平台可获取电力生产管理系统的配电网运行潮流控制信息。结合来自车联网平台和充电感应终端的充电需求数据，根据充电负荷控制
算法，生成有序充电计划并下发至充电感应终端。
[0049] 充电感应终端根据有序充电计划，定时控制充电机器人，启动充电连接操作，并在充电期间，实时控制充电桩的功率输出，完成整个充电过程的用电负荷有序控制。
[0050] 综上所述，本发明的内容并不局限在上述的
实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之内。
