具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本实施例提供一种车辆充电方法，用于对电动车辆进行充电，尤其能够实现自动充电。

实际应用中，该车辆充电方法可以通过计算机程序实现，例如，应用软件等；或者，该方法也可以实现为存储有相关计算机程序的介质，例如，U盘、云盘等；再或者，该方法还可以通过集成或安装有相关计算机程序的实体装置实现，例如，芯片、可移动智能设备等。

本实施例提供的车辆充电方法由充电桩来执行，具体可以由充电桩中的控制器来执行。

图1为本申请实施例一提供的车辆充电方法的流程图。如图1所示，本实施例提供的车辆充电方法包括：

步骤101、当接收到充电指令时，获取车载受电装置的位置信息。

步骤102、根据所述位置信息控制充电桩的插接装置与车载受电装置插接。

步骤103、触发充电操作。

车辆上设置有车载受电装置，车载受电装置上设置有充电接口及相关电路。充电桩设置有插接装置，插接装置用于与充电接口插接。

上述步骤101中，当充电桩接收到充电指令时，获取车载受电装置的位置信息，例如可以通过图像采集装置采集车辆图像并进行图像处理之后确定车载受电装置的位置信息；或者也可以通过在充电桩与车辆上分别对应设置的传感器和感应标识来确定车载受电装置的位置信息。

充电指令可以为充电桩发出的，例如：充电桩上设置有充电按钮，操作人员按下充电按钮，产生充电指令。或者，充电指令也可以为车辆发出，例如：车辆上设置有充电按钮，且车辆与充电桩能够进行通信，操作人员按下车辆上的充电按钮，产生充电指令。

根据上述获取到的车载受电装置的位置信息控制插接装置与车载受电装置插接，其实现方式有多种：当插接装置与车载受电装置中的充电接口正对时，直接控制插接装置与充电接口插接；或者，当插接装置与车载受电装置中的充电接口之间存在未知偏差时，控制插接装置移动，可以沿水平方向移动，也可以沿垂向移动，直至与充电接口对准，然后控制插接装置与充电接口插接，之后对车辆上的储能器件进行充电。

本实施例提供的车辆充电方法，当接收到充电指令时，获取车载受电装置的位置信息；然后根据位置信息控制充电桩的插接装置与车载受电装置插接；之后触发充电操作，实现了自动对车辆进行充电，无需人工操作，提高了充电过程的智能性和充电效率。

在上述技术方案的基础上，本实施例提供一种可选的实现方式：

上述充电指令由车辆发出，充电桩接收车辆通过无线网络发出的充电指令。具体的，充电桩与车辆通过无线网络进行通信，例如可通过运营商提供的无线通信网络进行通信，也可以通过热点进行通信，或者通过充电场设置的局域网进行通信。

本实施例中，当充电桩识别到车辆到达充电场地时，与车辆建立无线网络连接。具体的，充电桩可对车辆上设置的信标进行检测，当检测到信标时，表明车辆进入充电场地。

与车辆建立无线网络连接，具体可以为：首先，获取车辆的热点信息，然后根据该热点信息与车辆建立无线网络连接。在建立无线网络连接之后，当操作人员按下车辆上设置的充电按钮，车辆通过无线网络向充电桩发出充电指令。

上述步骤102中，根据位置信息控制插接装置与车载受电装置插接，具体可以为根据位置信息控制插接装置沿水平方向和/或垂向方向移动，当插接装置与车载受电装置正对之后，控制插接装置朝向车载受电装置移动至插接。

上述充电桩可以设置在地面上，或者也可以设置在充电场上方搭建的顶棚上。车载受电装置可以设置在车辆的底部、侧面或顶部。

当充电桩设置在顶棚上，车载受电装置设置在车顶且充电接口朝上时，根据车载受电装置的位置信息控制插接装置沿水平方向移动至与充电接口垂向对正，然后控制插接装置垂直向下移动至与充电接口插接。

当充电桩设置在顶棚上，车载受电装置设置在车辆侧面或底部且充电接口朝向侧面时，根据车载受电装置的位置信息控制插接装置垂向移动下落至与充电接口同一高度，然后水平移动至与充电接口对正，再控制插接装置水平移动至与充电接口插接。

当充电桩设置在顶棚上，车载受电装置设置在车辆侧面或底部且充电接口朝下时，根据车载受电装置的位置信息控制插接装置垂向移动下落至低于充电接口，然后水平移动至与充电接口对正，再控制插接装置向上移动至与充电接口插接。

当充电桩设置在地面上，车载受电装置设置在车顶且充电接口朝上时，根据车载受电装置的位置信息控制插接装置垂向上移动至高于充电接口，然后沿水平方向移动至与充电接口垂向对正，然后控制插接装置垂直向下移动至与充电接口插接。

当充电桩设置在地面上，车载受电装置设置在车顶、侧面或底部且充电接口朝向侧面时，根据车载受电装置的位置信息控制插接装置垂向移动、水平移动至与充电接口对正，再控制插接装置水平移动至与充电接口插接。

当充电桩设置在地面上，车载受电装置设置在车辆的侧面或底部且充电接口朝下时，根据车载受电装置的位置信息控制插接装置垂向移动下落至低于充电接口，然后水平移动至与充电接口对正，再控制插接装置向上移动至与充电接口插接。

当然，插接装置的移动过程并不限定于上述顺序，还可以在移动过程中沿三轴方向实时调整位置，直至与充电接口插接即可。

进一步的，采用充电保护罩用于在插接过程中和/或充电过程中对插接装置和车载受电装置进行保护。充电保护罩可以设置在车辆上，也可以设置在充电桩上。在控制充电桩的插接装置与车载受电装置插接之前，控制充电保护罩移动至罩设在插接装置与车载受电装置之间，能够在雨雪天气阻挡水滴进入插接装置与车载受电装置。具体的，当充电保护罩设置在充电桩上，则充电桩直接控制充电保护罩移动；当充电保护罩设置在车辆上，则由车辆直接控制充电保护罩移动，或者由充电桩向车辆发送指令后再控制充电保护罩移动。

进一步的，在车载充电装置上还设有用于防护车载受电装置的防护板，在充电时将防护板打开，露出充电接口；在不充电时将防护板关闭，保护充电接口。在上述根据位置信息控制插接装置移动至与车载受电装置插接进行充电之前，控制防护板打开，露出充电接口。

进一步的，在对车载受电装置进行充电之前，将车辆的电驱动系统锁定，使得车辆不能启动行驶。在锁定完毕后开始充电，提高充电过程的安全性。

进一步的，在充电过程中，获取车辆受电装置的电量，当确定电量达到预设上限值时，控制插接装置与车载受电装置分离并移动回位。电量可以由设置在车辆上的电量传感器检测得到，车辆上设置的处理器对电量进行分析和判断，当判断出电量达到预设上限值时，表明已充满电，通过无线网络向充电桩发送电量充满信息，以使充电桩控制插接装置与车载受电装置分离并移动回位。或者，车辆将传感器检测到的电量发送给充电桩，由充电桩对电量进行分析和判断，当判断出电量达到预设上限值时，表明已充满电，控制插接装置与车载受电装置分离并移动回位。

进一步的，在充电过程中，当接收到充电停止指令时，控制插接装置与车载受电装置分离并移动回位。充电停止指令可以为充电桩上设置的停止充电按钮被按下时产生；或者，充电停止指令可以为车辆上设置的停止充电按钮被按下时产生，并通过无线网络发送给充电桩。充电桩控制插接装置与车载受电装置分离，并移动回位，收纳于充电桩的预设位置。

在插接装置与充电接口插接之后，若无法启动充电或者车辆侧接收不到充电电流，或者在充电过程中突然断电，发生了充电失败。则当充电桩获取到以上问题发生时，控制插接装置与车载受电装置分离，并按照上述任一方式进行重新插接。

或者，还可以执行软件重启的方式，对相关的电路或控制器进行断电处理，并重新上电。

本实施例提供一种充电桩，包括插接装置和控制器；所述控制器用于执行如上任一内容所提供的方法。

实施例二

本实施例提供一种车辆电量管理方法，可以由车辆来执行，具体可以由车辆中的车载控制器来执行。本实施例提供的车辆充电方法与充电桩相配合，通过上述充电桩进行充电。

图2为本申请实施例二提供的车辆电量管理方法的流程图。如图2所示，本实施例提供的车辆电量管理方法包括：

步骤201、当接收到充电启动指令时，获取车载受电装置和插接装置的插接状态。

步骤202、当插接状态为正常插接时，启动充电模式进行充电。

在插接装置移动至与车载受电装置插接之后，车载控制器对插接状态进行检测。例如可设置接近开关、行程开关等检测器件对插接状态进行检测，当插接良好时，检测器件可发出相应的信号。

当插接状态为正常插接时，启动充电模式，通过充电桩对车辆上的储能器件进行充电。

上述充电启动指令，可以为车辆上的充电按钮被触发时生成的。

或者，上述充电启动指令为充电桩发送的。当充电桩上的充电按钮被按下后，充电桩向车载控制器发送充电启动指令。

对于车辆上的充电按钮被触发生成充电启动指令的方案：在上述技术方案的基础上，在获取车载受电装置的插接状态之前，当获取到车辆上的充电按钮被触发时，车辆通过无线网络向充电桩发送充电指令，以使充电桩在接收到充电指令时，获取车载受电装置的位置信息，并根据位置信息控制插接装置与车载受电装置插接。

进一步的，在车辆驶入充电场之后，当接收到充电桩发送的热点连接请求时，与充电桩建立无线网络连接，与充电桩之间通过无线网络进行数据交互。

进一步的，当获取到车辆上的充电按钮被触发时，控制用于防护车载受电装置的防护板打开，露出充电接口。在充电完毕之后，控制防护板关闭。

进一步的，当充电保护罩设置在车辆上时，当获取到车辆上的充电按钮被触发时，控制充电保护罩移动。

进一步的，在启动充电模式进行充电之前，控制车辆的电驱动系统锁定。并在检测到电驱动系统已锁定反馈信息时，进入充电模式开始充电。

在上述技术方案的基础上，在充电过程中获取电量，例如获取剩余电量并进行分析判断。当判断出电量达到预设上限值时，向充电桩发送充电完成指令，以使充电桩控制插接装置与充电接口脱离并移动回位。

当获取到车辆上设置的停止充电按钮被触发时，通过无线网络向充电桩发送充电停止指令，以使充电桩控制插接装置与充电接口脱离并移动回位。

进一步的，在车辆运行过程中，获取电量，并对电量进行分析判断。当判断出电量低于预设下限值时，产生充电提醒信息。充电提醒信息可以通过音频、指示灯、画面等方式提示驾驶员电量不足需要充电。

在车辆运行过程中，若电量低于第一下限阈值时，降低车辆空调的功率，以减少电量消耗，满足行驶需要。当电量低于第二下限阈值时，将车辆空调切换至通风模式，进一步减少电量消耗。第二下限阈值低于第一下限阈值。

本实施例提供一种车载供电装置，包括：车载受电装置和车载控制器，所述车载控制器用于执行如上任一内容所提供的方法。

实施例三

如图3所示，本实施例提供的车辆充电系统，包括：充电桩6及车载受电装置18。

如图3、图4、图7及图8所示，充电桩6具有支撑主体61、伺服滑台62、插接装置63和充电控制器64；伺服滑台62可滑动地设置于支撑主体61；插接装置63安装于伺服滑台62；插接装置63具有充电插头631及位姿补偿机构632；充电控制器64安装于支撑主体61；充电控制器64与伺服滑台62通信连接。

如图3、图5、图6、图7及图8所示，车载受电装置18用于设置于车体1；车载受电装置18具有箱体181、充电座182及车载控制器184；充电座182及车载控制器184设置于箱体181内；充电座182具有充电接口1821；车载控制器184用于与充电桩6的充电控制器64通信连接。

车载控制器184用于在接收到充电启动指令时，获取车载受电装置18和插接装置63的插接状态，在插接状态为正常插接时，启动充电模式进行充电。

充电控制器64用于在收到充电指令时，根据车载受电装置18的位置控制伺服滑台62运动，使得充电插头631与车载受电装置18的充电接口1821插接。

充电桩6通常设置于车辆场站、公交站台或者其他便于对车辆进行充电场所。示例性地，充电场所布设有多个停车位，在停车位旁边设置充电桩6。车辆驶入充电场并停在停车位内通过充电桩6进行充电。

充电桩6具有支撑主体61，支撑主体61是充电桩6的主要承载部件。支撑主体61可设置于地面上；或者，支撑主体61可挂设于侧壁等壁面；或者，支撑主体61可吊设于充电场上方搭建的顶棚等顶面。车载受电装置18可以设置在车辆的底部、侧面或顶部。

举例来说：当充电桩6设置在顶棚上，车载受电装置18设置在车顶且充电接口1821朝上时，车载控制器184可根据车载受电装置18的位置信息控制伺服滑台62带着充电插头631沿水平方向移动至与充电接口1821垂向对正，然后控制伺服滑台62带着充电插头631垂直向下移动至与充电接口1821插接。

当充电桩6设置在顶棚上，车载受电装置18设置在车辆侧面或底部且充电接口1821朝向侧面时，车载控制器184可根据车载受电装置18的位置信息控制伺服滑台62带着充电插头631垂向移动下落至与充电接口1821同一高度，然后水平移动至与充电接口1821对正，再控制伺服滑台62带着充电插头631水平移动至与充电接口1821插接。

当充电桩6设置在顶棚上，车载受电装置18设置在车辆侧面或底部且充电接口1821朝下时，车载控制器184可根据车载受电装置18的位置信息控制伺服滑台62带着充电插头631垂向移动下落至低于充电接口1821，然后水平移动至与充电接口1821对正，再控制伺服滑台62带着充电插头631向上移动至与充电接口1821插接。

当充电桩6设置在地面上，车载受电装置18设置在车顶且充电接口1821朝上时，车载控制器184可根据车载受电装置18的位置信息控制伺服滑台62带着充电插头631垂向上移动至高于充电接口1821，然后沿水平方向移动至与充电接口1821垂向对正，然后控制伺服滑台62带着充电插头631垂直向下移动至与充电接口1821插接。

当充电桩6设置在地面上，车载受电装置18设置在车顶、侧面或底部且充电接口1821朝向侧面时，车载控制器184可根据车载受电装置18的位置信息控制伺服滑台62带着充电插头631垂向移动、水平移动至与充电接口1821对正，再控制伺服滑台62带着充电插头631水平移动至与充电接口1821插接。

当充电桩6设置在地面上，车载受电装置18设置在车辆的侧面或底部且充电接口1821朝下时，车载控制器184可根据车载受电装置18的位置信息控制伺服滑台62带着充电插头631垂向移动下落至低于充电接口1821，然后水平移动至与充电接口1821对正，再控制伺服滑台62带着充电插头631向上移动至与充电接口1821插接。

为便于描述，下面不妨以充电桩6设置于地面、车载受电装置18设置在车顶、且充电接口1821朝向侧面为例来说明。

支撑主体61具有一定高度。支撑主体61的上部设置有伺服滑台62。伺服滑台62可滑动地设置于支撑主体61。插接装置63设置于伺服滑台62。插接装置63具有充电插头631及位姿补偿机构632。充电控制器64安装于支撑主体61。充电控制器64与伺服滑台62通信连接。另外，充电桩6还可设置有电压转换器件、电路保护器件等。

伺服滑台62可在充电控制器64的控制指令下带动插接装置63朝向车辆的车载受电装置18运动，直至充电插头631与车载受电装置18的充电接口1821插接到位，以对车辆进行充电。伺服滑台62还可在充电控制器64的控制指令下带动插接装置63远离车辆的车载受电装置18运动。

其中，伺服滑台62可以为多轴驱动机构，以在一定的距离范围内，伺服滑台62从对充电插头631具有位置调节功能。当需要车辆进行充电时，车辆的停车位置需使得车载受电装置18在伺服滑台62的调节范围内；一般来说，车载受电装置18与插接装置63的纵向调节范围在±25cm范围内，车载受电装置18与插接装置63的横向调节距离在±25cm范围内。

由于车辆实际载重、轮胎压力等因素会导致充电接口1821的实际高度与预设高度之间会产生偏差，因此，采用上述位姿补偿机构632带动充电插头631沿多个方向浮动，以适应充电接口1821的实际位置。位姿补偿机构具体可用于将充电插头631浮动连接至充电座182的充电接口1821中，避免充电插头631与充电座182硬性接触而损坏充电插头631和/或充电座182。

举例来说：伺服滑台62可以是三轴伺服滑台62，其可相对车载受电装置18沿X轴、Y轴、Z轴方向移动，即伺服滑台62可带动插接装置63沿X轴方向、Y轴方向及Z轴方向移动，以调整插接装置63的位置。位姿补偿机构632能够为充电插头631提供六自由度的浮动量，避免充电插头631与充电座182刚性连接而损坏，即位姿补偿机构632可为充电插头631提供沿X轴方向的前、后浮动量，沿Y轴方向的左、右浮动量，沿Z轴方向的上、下浮动量，便于充电插头631插入充电座182的充电接口1821。如此，在车辆的停靠位置会存在偏差，可通过伺服滑台62对充电插头631的位置进行快速调整，之后，再通过位姿补偿机构632对充电插头631的位置进行微调，以确保充电插头631能够快速与充电接口1821对准。

在其它示例中，伺服滑台62可以为平移机构，也即，伺服滑台62带动充电插头631朝向或远离车载受电装置18运动。位姿补偿机构632为多轴运动机构，多轴运动机构具有多自由度移动，利于确保插接装置63与车载受电装置18对准，利于充电插头631顺利插入充电座182的充电接口1821，避免充电插头631与充电座182硬性接触而损坏充电插头631和/或充电座182。

车载受电装置18设置在车辆的顶部，且位于靠近车辆的一侧边缘设置。车载受电装置18包括：箱体181及设于箱体181内的充电座182和车载控制器184。充电座182设置在车辆的侧面、前端、后端或顶部，充电座182设置有充电接口1821。充电接口1821朝向车辆的侧方设置。充电座182还可与设置于车辆的储能器件电连接。储能器件可设置在车辆的顶部或底部。储能器件可以为超级电容或蓄电池等。车载控制器184分别与各相关器件电连接，用于对充电前期、后期及充电过程进行控制。

在具体实现时，充电控制器64用于在收到充电指令时，根据车载受电装置18的位置控制伺服滑台62运动，使得充电插头631与车载受电装置18的充电接口1821插接。车载控制器184用于在接收到充电启动指令时，获取车载受电装置18和插接装置63的插接状态，在插接状态为正常插接时，启动充电模式进行充电。

充电指令可以为充电桩6发出的，例如：充电桩6上设置有充电按钮，操作人员按下充电按钮，产生充电指令。或者，充电指令也可以为车辆发出，例如：车辆上设置有充电按钮，操作人员按下车辆上的充电按钮，产生充电指令。

其中，充电桩6的充电控制器64与车载受电装置18的车载控制器184之间预先建立通信连接，以利于进行充电指令等数据的交互。具体地，电桩的充电控制器64与车载受电装置18的车载控制器184可通过无线网络进行通信；例如：可通过运营商提供的无线通信网络进行通信，也可以通过热点进行通信，或者通过充电场设置的局域网进行通信。具体实现时，当充电桩6识别到车辆到达充电场地时，与车辆建立无线网络连接。例如，充电桩6可对车辆上设置的信标进行检测，当检测到信标时，表明车辆进入充电场地。

示例性地，充电控制器64具体用于：获取车辆的热点信息；根据热点信息向车载控制器184发送热点连接请求；车载控制器184还用于：在接收到充电控制器64发送的热点连接请求时，与充电控制器64建立无线网络连接。

在充电控制器64与车载控制器184建立无线连接后，在一些示例中，车载控制器184具体用于：接收到车辆上的充电按钮被触发时生成的充电启动指令；通过无线网络向充电控制器64发送充电指令。车载控制器184还用于在获取到车辆上的停止充电按钮被触发时，通过无线网络向充电控制器64发送充电停止指令。在另一些示例中，充电控制器64可用于将充电桩6上的充电按钮被触发时生成的充电启动指令通过无线网络发送至车载控制器184。充电控制器64可用于将充电桩6上的停止充电按钮被触发时生成的充电停止指令通过无线网络发送至车载控制器184。

当充电控制器64接收到充电指令时，获取车载受电装置18的位置信息，例如可以通过图像采集装置采集车辆图像并进行图像处理之后确定车载受电装置18的位置信息。或者，充电控制器64也可以通过在充电桩6与车辆上分别对应设置的传感器和感应标识等来确定车载受电装置18的位置信息。

在根据车载受电装置18的位置信息确定车载受电装置18位于预设的调节范围内时，充电控制器64控制伺服滑台62和/或位姿补偿机构632运动，直至根据车载受电装置18的位置信息确定充电插头631与充电接口1821正对，充电控制器64可控制伺服滑台62带动充电插头631与充电接口1821插接。在充电插头631与充电接口1821插接到位后，充电桩6可通过充电座182对车辆上的储能器件进行充电。

在充电控制器64控制伺服滑台62带动充电插头631与车载受电装置18的充电接口1821插接之后，车载控制器184对插接状态进行检测。例如可设置接近开关、行程开关等检测器件对插接状态进行检测，当插接到位且接触良好时，检测器件可发出相应的信号。当车载控制器184确定插接状态为正常插接时，启动充电模式，通过充电桩6对车辆上的储能器件进行充电。

本申请实施例提供的车辆充电系统，能够根据充电指令及车载受电装置18的位置信息，控制充电桩6的插接装置63与车辆的车载受电装置18插接，触发充电操作，实现了自动对车辆进行充电，无需人工操作，提高了充电过程的智能性和充电效率。

在其中一种可能的实现方式中，位姿补偿机构632包括：

横向补偿组件，横向补偿组件与充电控制器64通信连接，用于根据充电控制器64的横向运动指令带动插接头沿横向运动；

垂向补偿组件，垂向补偿组件与充电控制器64通信连接，用于根据充电控制器64的垂向运动指令带动插接头沿垂向运动；

纵向补偿组件，纵向补偿组件与充电控制器64通信连接，用于根据充电控制器64的纵向运动指令带动插接头沿纵向运动。

位姿补偿机构还包括：支撑架6321，支撑架6321安装至伺服滑台62；支撑架6321与充电插头631之间的第一安装板6322、第二安装板6323及第三安装板6324；第一安装板6322与支撑架6321之间设置有垂向补偿组件；第二安装板6323与第一安装板6322之间设置有纵向补偿组件；充电插头631安装在第三安装板6324上，第三安装板6324与第二安装板6323之间设置有横向补偿组件。

具体地，支撑架6321为位姿补偿机构632的主要承载部件。示例性地，支撑架6321可包括两个对称设置的直角三角形支臂，两个直角三角形支臂之间形成的空间供充电插头631及充电插头631连接的线路穿过，每个直角三角形支臂的一直角面与伺服滑台62固定连接，另一直角面用于固定位姿补偿机构632的各部件。

支撑架6321与充电插头631之间依次间隔设置有第一安装板6322、第二安装板6323和第三安装板6324。也就是说，第一安装板6322靠近支撑架6321设置，第三安装板6324用于固定充电插头631，第二安装板6323位于第一安装板6322和第二安装板6323之间。其中，第一安装板6322和第二安装板6323均设置有供充电插头631穿过的通孔，并且通孔与充电插头631之间间隙配合，以提供充电插头631一定的补充空间。

在具体实现时，位姿补偿机构632可以为浮动机构。横向补偿组件、垂向补偿组件及纵向补偿组件均可以采用浮动结构来实现。

上述垂向补偿组件设置在第一安装板6322和支撑架6321之间，垂向补偿组件包括第一导向杆6325及第一弹簧6326，其中，第一导向杆6325沿Z轴方向布置，并通过其两端的固定座安装在支撑架6321的支臂上；第一导向杆6325的中间位置设置有固定块，第一弹簧6326套接在第一导向杆6325上，第一弹簧6326的一端与位于第一导向杆6325一端的固定座抵接，另一端抵接在固定块上。第一安装板6322固定在固定块上，第一安装板6322与第一弹簧6326相抵，以使得第一安装板6322可沿Z轴浮动调节。可理解的是，垂向补偿组件可设置有一组或多组，例如，垂向补偿组件可设置有两组，支撑架6321中的两个支臂分别连接有一垂向补偿组件。

纵向补偿组件布置在第一安装板6322和第二安装板6323之间，纵向补偿组件包括一个第二导向杆6327及两个第二弹簧6328；其中，第二导向杆6327沿Y轴方向布置，并通过其两端的固定座安装在第一安装板6322上；第二导向杆6327的中间位置设置有固定块，两个第二弹簧6328分别套接在第二导向杆6327上，第二弹簧6328的一端与位于第二导向杆6327一端的固定座抵接，另一端抵接在固定块上。第二安装板6323固定在固定块上，第二安装板6323分别于两个第二弹簧6328相抵，使得第二安装板6323可沿Y轴浮动调节。可理解的是，本实施例中第一安装板6322和第二安装板6323之间设置有一组或多组纵向补偿组件；在设置多组纵向补偿组件时，多组纵向补偿组件沿高度方向间隔设置。

横向补偿组件布置在第二安装板6323和第三安装板6324之间，横向补偿组件包括第三导向杆6329和套接在第三导向杆6329的第三弹簧6330；第三导向杆6329沿X轴方向垂直于第二安装板6323和第三安装板6324设置，即第三导向杆6329的一端与第二安装板6323垂直连接，第三导向杆6329的另一端与第三安装板6324垂直连接，第三弹簧6330套接在第三导向杆6329上，且第三弹簧6330的两端与第二安装板6323和第三安装板6324抵接，以使得第三安装板6324可沿X轴方向浮动调节。可理解的是，第三安装板6324和第二安装板6323之间可设置有多个横向补偿组件，多个横向补偿组件可沿第三安装板6324的周向布置；示例性地，多个横向补偿组件可分别靠近第三安装板6324的多个顶点布设。

当然，可以理解的是，位姿补偿机构632的结构并不限于此，本实施例此处只是举例说明。例如，横向补偿组件、纵向补偿组件及垂向补偿组件之间的相对装设关系可以变化；本示例中，在支撑架6321与充电插头631之间依次设置有垂向补偿组件、纵向补偿组件、横向补偿组件；在其它示例中，在支撑架6321与充电插头631之间依次设置有横向补偿组件、纵向补偿组件、垂向补偿组件。又例如，各补偿组件的具体结构也不限于此；举例来说，本示例中的弹簧的功能也可以由橡胶等其它弹性件来实现。

在其中一种可能的实现方式中，插接装置63还包括至少一个导向件634，相应地，充电座182设置有至少一个与导向件634配合的引导孔。导向件634与引导孔的数量相适配。在导向件634具有多个时，例如，在导向件634为2个、3个或4个时，多个导向件634沿充电插头631的周向间隔分布。导向件634具体可以为导向销；相应地，导向孔1822为销孔。

举例来说：充电座182对称设置有两个引导孔，两个引导孔分别位于充电座182的充电接口1821的左、右两侧；相应的，第三安装板6324设置有两个导向件634，两个导向件634对称布置在充电插头631的左、右两侧；当充电插头631需插接至充电接口1821时，导向件634可插接至引导孔内，以引导插接装置63与充电座182对接，以使充电插头631顺利插接至充电接口1821内。

本示例中，通过导向件634与引导孔的配合，能够引导充电插头631沿预设方向插入车载受电装置18的充电接口1821。

为保证插接装置63与充电座182电性连接的可靠性，通常在充电插头631插入充电接口1821后，可进行锁定，防止充电插头631与充电接口1821脱离。

在其中一种可能的实现方式中，插接装置63及充电座182还设置有锁定件。锁定件用于在充电插头631与充电接口1821插接到位时，将插接装置63与车载受电装置18锁定。示例性地，锁定件包括至少一个电磁锁。在一些示例中，电磁锁可以设置于插接装置63。在另一些示例中，电磁锁可设置于充电座182。

以电磁锁设置于插接装置63为例：在电磁锁634具有多个时，多个电磁锁634沿充电插头631的周向间隔分布。充电桩6的电磁锁634布置在第三安装板6324朝向充电座182的一侧。具体地，充电桩6的电磁锁634上电后产生磁力，基于磁感作用，充电桩6的电磁锁634与充电座182的配合部件之间生产吸附力，从而将插接装置63与车载受电装置18锁定。

在其中一种可能的实现方式中，插接装置63还包括定位传感器636，充电座182设置有定位标识；定位传感器636用于检测设置于车载受电装置18的定位标识；充电控制器64用于根据定位传感器636的检测结果确定充电插头631与车载受电装置18的充电接口1821正对时，控制位姿补偿机构伺服滑台62带动充电插头631与充电接口1821插接。

在具体实现时，上述定位传感器636可以为光电传感器、红外传感器或激光传感器等。定位标识可以为能够被定位传感器636识别到的标识件，具体可以根据所采用的传感器进行设定。

举例来说：在充电插头631与充电接口1821具有纵向偏差时，充电控制器64可控制伺服滑台62驱动插接装置63沿纵向(Y轴方向)移动。在移动过程中，定位传感器636实时将检测结果发送给充电控制器64。当充电控制器64根据定位传感器636检测的信号确定插接装置63与充电座182沿纵向对正时，控制平移驱动装置沿横向(X轴方向)朝向充电座182移动使插接装置63与充电接口1821插接。

在插接头与充电接口1821高度不同，也即，在充电插头631与充电接口1821具有垂向偏差时，充电控制器64可控制伺服滑台62驱动插接装置63沿沿垂向(Z轴方向)移动。在移动过程中，定位传感器636实时将检测结果发送给充电控制器64。当充电控制器64根据定位传感器636检测的信号确定插接装置63与充电座182沿垂向对正时，控制平移驱动装置沿垂直于横向(X轴方向)朝向充电座182移动使插接装置63与充电接口1821插接。

如图7及图8所示，在其中一种可能的实现方式中，充电桩6还包括壳体及充电保护罩65；伺服滑台62及插接装置63位于壳体围合成的空间中；充电保护罩65可滑动地设置在壳体的上方；充电保护罩65用于在充电插头631与充电接口1821插接时朝向车载受电装置18滑动至罩设充电插头631与充电接口1821的罩设位置；充电保护罩65用于在充电插头631与充电接口1821脱离时远离车载受电装置18滑动至初始位置。

为避免充电过程中的雨水等外界环境对车载充电系统的侵蚀等损害，本实施例充电桩6还设置有壳体和充电保护罩65。壳体用于保护伺服滑台62及插接装置63，即插接装置63和伺服滑台62位于壳体内；可理解的是，插接装置63可从壳体穿出，并与车载受电装置18的充电座182连接。

由于插接装置63在充电过程中需伸出壳体外，因为对于处于使用状态下的充电装置需提供防护，充电保护罩65可设置在壳体的上部，并可相对壳体滑动；当插接装置63伸出壳体外时，充电保护罩65可沿壳体的上部自其初始位置朝向车辆的一侧滑动，并且充电保护罩65罩设在车载受电装置18的上方，即充电保护罩65可在车辆与充电桩6之间的横向间距的上方形成防护空间，为插接装置63以及插接装置63与充电座182的连接位置提供防护，可提升充电过程中的可靠性及安全性。此时，充电保护罩65所在的位置可为罩设位置。充电保护罩65的初始位置可根据实际需要来设定。

为了进一步提高充电操作的自动化程度，可由充电控制器64控制充电保护罩65在初始位置与罩设位置之间进行切换。具体地：充电控制器64还用于：在充电插头631与充电接口1821插接之前，控制充电保护罩65移动至罩设位置；在充电插头631与充电接口1821脱离之后，控制充电保护罩65移动至初始位置。相应地，还设置有保护罩驱动机构，保护罩驱动机构与充电控制器64电连接，且与充电保护罩65驱动连接。在具体实现时，保护罩驱动机构可采用电动、液压或气动驱动结构。充电保护罩65可以采用多种方式，例如：采用折棚伸缩结构，也可以采用固定罩板结构。

当然，在其它示例中，充电保护罩65也可设置于车载受电装置18处，此时的实现过程可与前述类似，此处不再赘述。

本示例中，采用充电保护罩65用于在插接过程中和/或充电过程中对插接装置63和车载受电装置18进行保护。在控制充电桩6的插接装置63与车载受电装置18插接之前，控制充电保护罩65移动至罩设在插接装置63与车载受电装置18之间，能够在雨雪天气阻挡水滴进入插接装置63与车载受电装置18。

在其中一种可能的实现方式中，充电座182还包括：防护板183，防护板183与箱体181转动连接；防护板183位于关闭状态时，防护板183与箱体181密封连接，以保护箱体181内的充电座182等部件；防护板183位于打开状态时，使得充电座182从箱体181的开口处露出。此外，防护板183连接于活动裙板104，在电动防护驱动机构确定防护板183转动时，活动裙板104随防护板183一起转动；活动裙板104的轮廓可与车载受电装置18附近的车体裙板103相适配，以使得在电动防护驱动机构驱动防护板183转动至闭合位置时，活动裙板104能够与车体外侧的车体裙板103配合，利于提高车体的整体性。示例性地，活动裙板103可以为弧形板，其具体弧度需根据车载受电装置18附近的车体裙板103来设置；活动裙板103可直接与防护板183连接，或者通过其它连接结构与防护板183连接，具体可根据实际需要来设置。

为了进一步提高充电操作的自动化程度，可由充电控制器64控制防护板183在打开位置与关闭位置之间进行切换。具体地：车载控制器184还用于：在接收到充电启动指令时，控制防护板183运动至打开状态；在充电完成时，控制防护板183运动至关闭状态。

在具体实现时，防护板183的上端可通过铰轴铰接于箱体181；电动防护驱动机构可与车载控制器184电连接，电动防护驱动机构还可与铰轴驱动连接，电动防护驱动机构可根据车载控制器184的控制指令控制电动防护驱动机构驱动铰轴转动，以控制防护板183在关闭位置与打开位置之间切换。在其它示例中，还可以采用气动、液压驱动当驱动方式来实现。

在其中一种可能的实现方式中，充电控制器64还用于：获取车辆受电装置的电量；在电量达到预设上限值时，控制插接装置63与车载受电装置18分离并移动回位。

在充电过程中，充电控制器64获取车辆受电装置的电量，当确定电量达到预设上限值时，控制插接装置63与车载受电装置18分离并移动回位。电量可以由设置在车辆上的电量传感器检测得到，车辆上设置的处理器如车载控制器184对电量进行分析和判断，当判断出电量达到预设上限值时，表明已充满电，通过无线网络向充电桩6的充电控制器64发送电量充满信息，以使的充电控制器64控制插接装置63与车载受电装置18分离并移动回位。或者，车辆将传感器检测到的电量发送给充电桩6的充电控制器64，由充电桩6的充电控制器64对电量进行分析和判断，当判断出电量达到预设上限值时，表明已充满电，的充电控制器64控制插接装置63与车载受电装置18分离并移动回位。

在其中一种可能的实现方式中，充电控制器64还用于：在接收到充电停止指令时，控制插接装置63与车载受电装置18分离并移动回位。

在充电过程中，当充电控制器64接收到充电停止指令时，控制插接装置63与车载受电装置18分离并移动回位。充电停止指令可以为充电桩6上设置的停止充电按钮被按下时产生；或者，充电停止指令可以为车辆上设置的停止充电按钮被按下时产生，并通过无线网络发送给充电控制器64。充电控制器64控制插接装置63与车载受电装置18分离，并移动回位，收纳于充电桩6的预设位置。

在其中一种可能的实现方式中，在充电失败时，控制插接装置63与车载受电装置18分离，并重新插接。

在插接装置63与充电接口1821插接之后，若无法启动充电或者车辆侧接收不到充电电流，或者在充电过程中突然断电，发生了充电失败。则当充电桩6获取到以上问题发生时，控制插接装置63与车载受电装置18分离，并按照上述任一方式进行重新插接。或者，还可以执行软件重启的方式，对相关的电路或控制器进行断电处理，并重新上电。

此外，在对车载受电装置18进行充电之前，充电控制器64还可用于将车辆的电驱动系统锁定，并在检测到电驱动系统已锁定反馈信息时，进入充电模式开始充电，以提高充电过程的安全性。

在其中一种可能的实现方式中，车载控制器184还用于：在启动充电模式进行充电之前，控制车辆的电驱动系统锁定，使得车辆不能启动行驶。在锁定完毕后开始充电，提高充电过程的安全性。

在其中一种可能的实现方式中，车载控制器184还用于：在充电过程中获取电量；当电量达到预设上限值时，向充电控制器64发送充电完成指令，以使充电控制器64发控制插接装置63与充电接口1821脱离并移动回位。

在其中一种可能的实现方式中，车载控制器184还用于：在车辆运行过程中获取电量；在电量低于预设下限值时，产生充电提醒信息。充电提醒信息可以通过音频、指示灯、画面等方式提示驾驶员电量不足需要充电。

在上述方案的基础上，车载控制器184与储能器件中的电池管理系统进行数据交互。例如：电池管理系统检测储能器件中的剩余电量，并发送给车载控制器184进行监控。

在充电过程中，当剩余电量到达预设上限值时，车载控制器184向充电控制器64发送充电完成指示信息。在驾驶舱的显示器主界面上用四个柱状图表示每组超级电容的剩余电量状态，以绿色、黄色和红色显示不同区段，并显示出具体的剩余电量值，例如：50％-100％显示为绿色，20％-50％显示为黄色，0％-20％显示为红色。

在车辆运行过程中，当剩余电量低于预设下限时发出充电提醒信息，可通过车辆的显示屏产生报警提示画面，也以通过蜂鸣器发出报警提示声音。预设下限例如可以为储能器件容量的20％。

在车辆运行过程中，当剩余电量低于第一下限值(例如30％)时，车载控制器184用于降低车辆空调的功率；在剩余电量低于第二下限值(例如10％)时，控制车辆空调切换至通风模式以减少电能消耗。第二下限值低于第一下限值。

在车辆运行过程中，当剩余电量达到5％时，车辆驾驶舱显示屏上弹出应急续航按钮，点击进入应急续航模式，实现电量低时的紧急动车。正常情况下此按钮不可见，当储能器件中的四组超级电容平均剩余电量均达到5％时，弹出应急续航按钮，若司机按下此按钮，四组电容进入应急续航状态，将剩余部分能量以百分比的形式显示。

车辆设置应急启动功能，在储能器件馈电的情况，通过按下应急启动按钮，并且国标充电插座插入情况下，主回路接触器不闭合，仅闭合插接装置63的回路接触器。若车辆的低压输入端的电压值低于18V且无高压，充电机输出500V，给辅助变流器供高压实现应急启动。辅助变流器投入工作后，充电机模块式输出DC24V电源，车辆唤醒。

下面对本实施例提供的车辆充电系统的工作过程进行举例说明，车辆充电过程包括如下几个步骤：

(1)、充电控制器检测车辆上的信标，自动连接车辆热点。

(2)、当车载控制器识别到车内的充电按钮被触发时，向充电控制器发送充电指令。

(3)、车载控制器控制充电保护罩驱动机构驱动充电保护罩移动至搭接在充电座与插接装置的上方。

(4)、车载控制器控制防护板驱动件机构驱动防护板翻转打开。

(5)、充电控制器控制平移驱动装置驱动插接装置移动对准充电座上的充电接口并插接。

(6)、车载控制器将车辆的电驱动系统封锁。

(7)、当车载控制器识别到充电完成后，将车辆的电驱动系统解锁，并向充电控制器发送充电完成指示信息。

(8)、充电控制器控制平移驱动装置驱动插接装置与充电座分离并回收。

(9)、车载控制器控制充电保护罩驱动机构驱动充电保护罩回收。

(10)、车载控制器控制防护板驱动件机构驱动防护板翻转关闭。

本示例提供的车辆充电系统，能够根据充电指令及车载受电装置的位置信息，控制充电桩的插接装置与车辆的车载受电装置插接，触发充电操作，实现了自动对车辆进行充电，无需人工操作，提高了充电过程的智能性和充电效率。

上述车载控制器和充电控制器的执行过程可以通过计算机程序实现，例如，应用软件等；或者，该方法也可以实现为存储有相关计算机程序的介质，例如，U盘、云盘等；再或者，该方法还可以通过集成或安装有相关计算机程序的实体装置实现，例如，芯片、可移动智能设备等。

实施例四

本实施例提供一种车辆，包括如上所述的车载供电装置。该车辆可以为在地面行驶的胶轮列车。

图11为本申请实施例提供的胶轮列车的侧视图，图12为本申请实施例提供的胶轮列车中头车车体的侧视图，图13为本申请实施例提供的车体骨架的立体图，图14为本申请实施例提供的车体骨架的侧视图。如图11至图14所示，该列车包括三节车厢：两节头车和中间车。头车的底部设有动车转向架3，头车与中间车之间设置有拖车转向架4，则头车又可称为动车105。其中，中间车106为低地板车厢。动车105的内部空间分为高地板区域和低地板区域，低地板区域的高度与中间车106的地板高度相同。

本实施例提供一种头车车体的实现方式：车体包括：车体骨架、中顶板、高地板、低地板、前侧窗、后侧窗和车门。车体骨架作为框架式的主体结构，围成的内部空间分为位于前端的高地板区域121和位于后端的低地板区域122。中顶板设置在车体骨架的顶部，沿车长方向延伸至车体骨架的纵向两端。高地板区域121的地板为高地板，设置在车体骨架的前端底部，铺设在其上表面。低地板区域122的地板为低地板，设置在车体骨架的后端底部，铺设在其上表面。高地板与低地板之间具有垂向高度差，二者之间通过竖向地板过渡连接。

车体骨架的两侧面分别设置有前侧窗131、后侧窗132和车门15，前侧窗131的顶端连接至车体骨架的顶部，前侧窗131的底端延伸至车体骨架的侧面中间高度。后侧窗132的顶端连接至车体骨架的顶部，后侧窗132的底端与前侧窗的底端等高。车门15位于前侧窗131与后侧窗132之间，车门15的顶端连接至车体骨架的顶部，底端连接至低地板。

本实施例提供的技术方案，将车体骨架的前端底部高于后端底部，在前端底部设置高地板，后端底部设置低地板，分别形成高地板区域和低地板区域，将车门设置在低地板的位置处，能够方便乘客上下车；另外，本实施例提供的车体不再采用传统方案中的侧墙结构，而是采用前侧窗连接在车体骨架顶部与车体骨架的前端底部之间，后侧窗设置在车门的后端，与前侧窗安装高度和安装方式相同，相当于车体两侧为整体大侧窗的形式，使得车体两侧具有较广的视野，而且还能够解决传统侧墙结构所带来的重量较大的问题，实现车体轻量化设计。

在上述技术方案的基础上，采用司机室端墙17将车体骨架围成的空间划分为司机室101和客室102，其中，司机室101位于高地板区域121的前端。客室的前端位于高地板区域121，后端位于低地板区域122。司机室端墙17沿横向方向延伸，连接于车体骨架的两侧面结构之间。

本实施例提供一种车体骨架的实现方式：车体骨架包括：顶部的车顶骨架、底部的高地板区域骨架和低地板区域骨架、过渡梁和竖向骨架。其中，高地板区域骨架、低地板区域骨架沿纵向方向依次布设，二者之间通过过渡梁连接。竖向骨架连接在车顶骨架与高地板区域骨架、低地板区域骨架之间。高地板设置在高地板区域骨架上表面，低地板设置在低地板区域骨架上表面。

一种具体的实现方式：车顶骨架包括：车顶纵梁112和车顶横梁111。其中，车顶纵梁112的数量为两个，两个车顶纵梁112均沿车长方向延伸，二者并排布置，位于车体骨架的横向两侧。车顶横梁111的数量为多个，多个车顶横梁111沿车长方向间隔布设，垂直连接在车顶纵梁112之间。

高地板区域骨架包括：车底高纵梁114、车底高横梁1114和侧面纵梁1181。其中，车底高纵梁114的数量为两个，两个车底高纵梁114均沿车体方向延伸，二者并排布置，位于车体骨架前端底部的横向两侧。车底高横梁1114的数量为多个，多个车底高横梁1114沿车长方向间隔布设，垂直连接在两个车底高纵梁114之间。除此之外，在两个车底高纵梁114之间还可以设置纵向梁与车底高横梁1114对应连接，以提高高地板区域骨架的强度。侧面纵梁1181沿纵向方向延伸，其后端连接至车门。侧面纵梁1181的数量为两个，二者并排布置，位于横向两侧，两个侧面纵梁1181的前端向前延伸并与司机室框形梁1184相连。

上述竖向骨架包括：沿垂向延伸的多个车体长立柱1131，其顶端与车顶纵梁112相连，底端与侧面纵梁1181相连。车体长立柱1131的数量为多个，多个车体长立柱1131沿车长方向间隔布设，前侧窗131或后侧窗132各自设置在两个相邻的车体长立柱1131之间。

低地板区域骨架包括：车底低纵梁117和车底低横梁1112。其中，车底低纵梁117沿车长方向延伸，其数量可以为多个，多个车底低纵梁117沿横向方向依次间隔布设。车底低纵梁117的高度低于车底高纵梁114，车底低纵梁117的前端延伸至车底高纵梁114的下方。另外，低地板区域骨架也包含与上述侧面纵梁1181的结构，其前端连接至车门，后端延伸至车体骨架的后端。

竖向骨架还包括：沿垂向延伸的多个车体短立柱1132，连接在侧面纵梁1181与车底低纵梁117之间。车门15连接车顶纵梁112与车底低纵梁117之间。车底低横梁1112沿横向方向延伸，连接在车底低纵梁117之间。车底低横梁1112的数量为多个，沿纵向方向依次间隔布设。

前侧窗131和后侧窗132的顶端连接至车顶纵梁112，底端连接至侧面纵梁。前侧窗131和后侧窗132的四周边缘通过丝网印刷阻光层，以遮挡各梁体结构。

在司机室框形梁1181的两侧与车顶纵梁112之间连接有斜拉梁1182，用于提高司机室的强度。车体骨架的前端下部还设有防撞梁1183，防撞梁1183呈环形框结构，能充分吸收撞击能量。

另外，在车顶纵梁的上方还设置有车体裙板，车体裙板围设在车体的两侧。中顶板上方可设置有储能器件、空调等设备，车体裙板能够对这些设备进行防护。上述车载受电装置18可以设置在中顶板上，其中的充电接口朝向侧面，防护板183在关闭状态时位于充电接口的外侧，防护板183与活动裙板104同步翻转。