CN110949157B - 一种牵引机车的充电装置、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种牵引机车的充电装置、系统及方法，包括三相整流滤波模块、蓄电池组、第一预充电模块、第一IGBT模块、第一三相电机、第二预充电模块、第二IGBT模块、第二三相电机、第三预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块和电感器模块(或变压器模块)；通过上述组件将三相电机原有的变频驱动电路改造为既可以为蓄电池组充电，也可以驱动三相电机的装置。对蓄电池组充电时，无需为蓄电池组设置独立的充电设备，极大地降低了牵引机车的生产成本和维修成本。

Description

一种牵引机车的充电装置、系统及方法
技术领域
本申请涉及电动牵引机车技术领域，具体而言，涉及一种牵引机车的充电装置、系统及方法。
背景技术
目前，在对牵引机车的牵引变流器进行充电时，需要设置独立的充装设备为牵引机车的电源进行充电；所以如何对充电方式进行改进，降低设备投入成本是一种急需解决的技术问题。专利公开号为CN203522306U的专利文件公开了一种车载充电器的改进结构，其利用三相电机的绕组和IGBT模块实现对电池组的充电，但是这种方式存在损坏三相电机的潜在危险，会增加维修成本；而且长期使用也会降低三相电机的使用寿命。
发明内容
本申请的目的在于提供一种牵引机车的充电装置、系统及方法，用以实现在为牵引机车充电的同时降低设备维修成本的技术效果。
第一方面，本申请提供了一种牵引机车的充电装置，包括三相整流滤波模块、蓄电池组、第一预充电模块、第一IGBT模块、第一三相电机、第二预充电模块、第二IGBT模块、第二三相电机、第三预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块和电感器模块；所述第一预充电模块的第一端与所述蓄电池组的正极连接；所述第一预充电模块的第二端与所述第一IGBT模块的正极连接端连接；所述第一IGBT模块的负极连接端与所述蓄电池组的负极连接；所述第二预充电模块的第一端与所述蓄电池组的正极连接；所述第二预充电模块的第二端与所述第二IGBT模块的正极连接端连接；所述第二IGBT模块的负极连接端与所述蓄电池组的负极连接；所述三相整流滤波模块的输入端与三相外接电源连接；所述三相整流滤波模块的正极输出线路与所述第二IGBT模块的正极连接端连接；所述三相整流滤波模块的负极输出线路与所述蓄电池组的负极连接；所述第三预充电模块设置在所述三相整流滤波模块的正极输出线路上；所述第一开关控制模块的第一端与所述第一IGBT模块连接；所述第一开关控制模块的第二端与所述第一三相电机连接；所述第二开关控制模块的第一端与所述第二IGBT模块连接；所述第二开关控制模块的第二端与所述第二三相电机连接；所述电感器模块的第一端与所述第一IGBT模块的输出端连接；所述电感器模块的第二端与所述第二IGBT模块的输出端连接。
进一步地，所述充电装置还包括接触器；所述接触器的第一端与所述蓄电池组的负极连接；所述接触器的第二端与所述三相整流滤波模块的负极输出线路连接。
进一步地，所述充电装置还包括三相隔离变压器；所述三相隔离变压器的输入端与所述三相外接电源连接；所述三相隔离变压器的输出端与所述三相整流滤波模块的输入端连接。
第二方面，本申请提供了一种牵引机车的充电系统，包括电池管理系统、控制器以及上述的牵引机车的充电装置；所述电池管理系统与所述蓄电池组连接；所述控制器与所述电池管理系统连接；所述牵引机车的充电装置中的第一预充电模块、第二预充电模块、第三预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块和电感器模块均与所述控制器连接。
进一步地，所述充电系统还包括：与所述控制器通信连接的远程监控平台。
进一步地，所述充电系统还包括：与所述控制器连接的报警装置。
第三方面，本申请提供了一种牵引机车的充电方法，应用于第二方面所述的充电系统，包括：接收牵引机车的充电控制指令；根据所述充电控制指令断开第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时闭合第一预充电模块、第三预充电模块和电感器模块；获取蓄电池组的充电量并分析所述充电量是否达到所述蓄电池组的额定电量；若所述充电量达到所述蓄电池组的额定电量，则断开所述第一预充电模块、所述第三预充电模块和所述电感器模块。
进一步地，所述充电方法还包括：接收牵引机车的启动控制指令；根据所述启动控制指令闭合所述第一预充电模块、第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时断开所述第三预充电模块和所述电感器模块；获取所述蓄电池组的剩余电量并分析所述剩余电量是否低于预设的最低电量；若所述剩余电量低于预设的最低电量，则启动报警装置进行报警提示。
进一步地，所述充电方法还包括：获取所述蓄电池组在充电过程中的运行参数数据，分析所述运行参数数据是否存在异常，若所述运行参数数据存在异常，则向远程监控平台发送报警信息。
第四方面，本申请提供了一种牵引机车的充电装置，包括：三相整流滤波模块、蓄电池组、第一预充电模块、第一IGBT模块、第一三相电机、第二预充电模块、第二IGBT模块、第二三相电机、第三预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块和变压器模块；所述第一预充电模块的第一端与所述蓄电池组的正极连接；所述第一预充电模块的第二端与所述第一IGBT模块的正极连接端连接；所述第一IGBT模块的负极连接端与所述蓄电池组的负极连接；所述第二预充电模块的第一端与所述蓄电池组的正极连接；所述第二预充电模块的第二端与所述第二IGBT模块的正极连接端连接；所述第二IGBT模块的负极连接端与所述蓄电池组的负极连接；所述三相整流滤波模块的输入端与三相外接电源连接；所述三相整流滤波模块的正极输出线路与所述第二IGBT模块的正极连接端连接；所述三相整流滤波模块的负极输出线路与所述蓄电池组的负极连接；所述第三预充电模块设置在所述三相整流滤波模块的正极输出线路上；所述第一开关控制模块的第一端与所述第一IGBT模块连接；所述第一开关控制模块的第二端与所述第一三相电机连接；所述第二开关控制模块的第一端与所述第二IGBT模块连接；所述第二开关控制模块的第二端与所述第二三相电机连接；所述变压器模块的第一端与所述第一IGBT模块的输出端连接；所述变压器模块的第二端与所述第二IGBT模块的输出端连接。
进一步地，所述充电装置还包括接触器；所述接触器的第一端与所述蓄电池组的负极连接；所述接触器的第二端与所述三相整流滤波模块的负极输出线路连接。
进一步地，所述充电装置还包括三相隔离变压器；所述三相隔离变压器的输入端与所述三相外接电源连接；所述三相隔离变压器的输出端与所述三相整流滤波模块的输入端连接。
第五方面，本申请还提供了一种牵引机车的充电系统，应用于第四方面所述的充电系统，包括电池管理系统、控制器以及上述的牵引机车的充电装置；所述电池管理系统与所述蓄电池组连接；所述控制器与所述电池管理系统连接；所述牵引机车的充电装置中的第一预充电模块、第二预充电模块、第三预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块和变压器模块均与所述控制器连接。
进一步地，所述充电系统还包括：与所述控制器通信连接的远程监控平台。
进一步地，所述充电系统还包括：与所述控制器连接的报警装置。
第六方面，本申请还提供一种牵引机车的充电方法，包括：接收牵引机车的充电控制指令；根据所述充电控制指令断开第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时闭合第一预充电模块、第三预充电模块和变压器模块；获取蓄电池组的充电量并分析所述充电量是否达到所述蓄电池组的额定电量；若所述充电量达到所述蓄电池组的额定电量，则断开所述第一预充电模块、所述第三预充电模块和所述变压器模块。
进一步地，所述充电方法还包括：接收牵引机车的启动控制指令；根据所述启动控制指令闭合所述第一预充电模块、第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时断开所述第三预充电模块和所述变压器模块；获取所述蓄电池组的剩余电量并分析所述剩余电量是否低于预设的最低电量；若所述剩余电量低于预设的最低电量，则启动报警装置进行报警提示。
进一步地，所述充电方法还包括：获取所述蓄电池组在充电过程中的运行参数数据，分析所述运行参数数据是否存在异常，若所述运行参数数据存在异常，则向远程监控平台发送报警信息。
本申请能够实现的有益效果是：通过对电机的变频器驱动电路进行改进，将三相整流滤波模块与第二IGBT模块的正极连接端连接；将三相整流滤波模块的负极输出线路与所述蓄电池组的负极连接；在第一三相电机与第一IGBT模块之间的电路上设置第一开关控制模块；在第二三相电机与第二IGBT模块之间的电路上设置第二开关控制模块；然后在第一开关控制模块的第一端和第二开关控制模块的第一端之间设置电感器模块或者变压器模块，将变频器驱动电路改造成DC/DC转换模块；同时在蓄电池组的正极与第一IGBT模块之间的电路上设置了第一预充电模块，在蓄电池组的正极与第二IGBT模块之间的电路上设置第二预充电模块；通过控制第一预充电模块、第二预充电模块、第三预充电模块第一开关控制模块、第二开关控制模块和电感器模块的通断即可实现蓄电池组的充电过程和放电过程，无需设置充电机等设备，节省了大量的生产成本，同时即使充电过程中电感损坏也便于维修，节省了大量的维修成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请提供的对比文件的充电电路结构示意图；
图2为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电装置电路结构示意图一；
图3为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电装置电路结构示意图二；
图4为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电装置电路结构示意图三；
图5为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电装置电路结构示意图四；
图6为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电装置电路结构示意图五；
图7为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电装置电路结构示意图六；
图8为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电系统拓扑结构示意图；
图9为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电方法充电流程示意图；
图10为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电方法放电流程示意图；
图11为本申请实施例提供的第二种牵引机车的充电装置电路结构示意图一；
图12为本申请实施例提供的第二种牵引机车的充电装置电路结构示意图二；
图13为本申请实施例提供的第二种牵引机车的充电装置电路结构示意图三；
图14为本申请实施例提供的第二种牵引机车的充电装置电路结构示意图四；
图15为本申请实施例提供的第二种牵引机车的充电系统拓扑结构示意图；
图16为本申请实施例提供的第二种牵引机车的充电方法充电流程示意图；
图17为本申请实施例提供的第二种牵引机车的充电方法放电流程示意图。
图标：10-充电系统；100-充电装置；110-三相整流滤波模块；111-第三预充电模块；120-第一IGBT模块；130-电感器模块；140-第二IGBT模块；150-第一预充电模块；160-第二预充电模块；170-第一开关控制模块；180-第二开关控制模块；190-变压器模块；200-第一三相电机；210-第二三相电机；220-蓄电池组；230-三相隔离变压器；300-电池管理系统；400-控制器；500-远程监控平台；600-报警装置。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参看图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，图1为本申请提供的对比文件的充电电路结构示意图；图2为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电装置的电路结构示意图一；图3为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电装置的电路结构示意图二；图4本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电装置的电路结构示意图三；图5为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电装置的电路结构示意图四；图6为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电装置电路结构示意图五；图7为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电装置电路结构示意图六。
如图1所示，经申请人研究发现，专利文件CN203522306U公开了一种车载充电器的改进结构，其通过整流滤波模块5、储能电感1、三相电机3的A-B绕组(相当于一个电感器)和IGBT模块中的其中一组IGBT管2实现为电池组充电的过程。但是这种方式长时间充电会降低三相电机的寿命，同时三相电机存在潜在的损坏风险，一旦三相电机的绕组损坏，将会造成巨额的维修成本；所以为了在为电池组进行充电的同时降低生产成本和维修成本，本申请提供了一种牵引机车的充电装置、系统及方法；具体内容如下所述。
本申请实施例提供的牵引机车的充电装置100包括三相整流滤波模块110、蓄电池组220、第一预充电模块150、第一IGBT模块120、第一三相电机200、第二预充电模块160、第二IGBT模块140、第二三相电机210、第三预充电模块111、第一开关控制模块170、第二开关控制模块180和电感器模块130；第一预充电模块150的第一端与蓄电池组220的正极连接；第一预充电模块150的第二端与第一IGBT模块120的正极连接端连接；第一IGBT模块120的负极连接端与蓄电池组220的负极连接；第二预充电模块160的第一端与蓄电池组220的正极连接；第二预充电模块160的第二端与第二IGBT模块140的正极连接端连接；第二IGBT模块140的负极连接端与蓄电池组220的负极连接；三相整流滤波模块110的输入端与三相外接电源连接；三相整流滤波模块110的正极输出线路与第二IGBT模块140的正极连接端连接；三相整流滤波模块110的负极输出线路与蓄电池组220的负极连接；第三预充电模块111设置在三相整流滤波模块110的正极输出线路上；第一开关控制模块170的第一端与第一IGBT模块120连接；第一开关控制模块170的第二端与第一三相电机200连接；第二开关控制模块180的第一端与第二IGBT模块140连接；第二开关控制模块180的第二端与第二三相电机210连接；电感器模块130的第一端与第一IGBT模块120的输出端连接；电感器模块130的第二端与第二IGBT模块140的输出端连接。
充电时，将三相外接电源接入三相整流滤波模块110，闭合第三预充电模块111、电感器模块130和第一预充电模块150；同时断开第二预充电模块160、第一开关控制模块170和第二开关控制模块180；通过控制第一IGBT模块120和第二IGBT模块140就可以为蓄电池组220充电。放电时，三相整流滤波模块110断开三相外接电源，同时断开第三预充电模块111、电感器模块130，闭合第一预充电模块150、第二预充电模块160、第一开关控制模块170和第二开关控制模块180，蓄电池组220就可以为电机供电。
如图2所示，在一种实施方式中，第一预充电模块150包括预充电阻R1，与预充电阻R1串联的继电器K1，与预充电阻R1和继电器K1并联的继电器K2。第二预充电模块160包括预充电阻R2，与预充电阻R2串联的继电器K3，与预充电阻R2和继电器K3并联的继电器K4。第三预充电模块111包括预充电阻R3，与预充电阻R3串联的继电器K5，与预充电阻R3和继电器K5并联的继电器K6。
第一开关控制模块170包括设置在第一三相电机200的U相和第一IGBT模块120的第一输出端之间的继电器K9。第二开关控制模块180包括设置在第二三相电机210的U相和第二IGBT模块140的第一输出端之间的继电器K8。继电器K9的第一端与第一IGBT模块120的第一输出端连接，继电器K9的第二端与第一三相电机200的U相连接。继电器K8的第一端与第二IGBT模块140的第一输出端连接，继电器K8的第二端与第二三相电机210的U相连接。
电感器模块130包括继电器K7；与继电器K7串联的电感器L1；与电感器L1连接的继电器K23。继电器K7与第二IGBT模块140的第一输出端连接，继电器K23与第一IGBT模块120的第一输出端连接。
在一些情况下，牵引机车的蓄电池组220还会连接牵引机车的外壳；为了保证充电的正常运行，同时防止工作人员触电。蓄电池组220的负极与三相整流滤波模块110的负极输出线路之间还可以设置一个接触器KM1。
充电时，断开继电器K3、继电器K4、继电器K8、继电器K9；闭合继电器K7、继电器K23、触发器KM1、第一预充电模块150和第三预充电模块111；第二IGBT模块140与三相整流滤波模块110的正极输出线路连接的IGBT管导通，第二IGBT模块140与三相整流滤波模块110的负极输出线路连接的IGBT管断开；第一IGBT模块120与蓄电池组220正极连接的IGBT管导通；第一IGBT模块120与蓄电池组220负极连接的IGBT管断开。闭合第一预充电模块150时可以先闭合继电器K1，然后再闭合继电器K2；闭合第三预充电模块111时可以先闭合继电器K5为三相整流滤波模块110中的电容进行预充电，然后再闭合继电器K6。放电时，先闭合继电器K1、继电器K3和触发器KM1，为第一三相电机200和第二三相电机210的变频驱动电路中的电容进行预充电；然后再闭合继电器K2和继电器K4；通过上述方式可以在蓄电池组充放电过程中对第一IGBT模块120和第二IGBT模块140中的元器件进行保护。
如图3所示，在一种实施方式中，第二预充电模块160的第一端也可以与第一预充电模块150的第二端连接。
需要说明的是，第一预充电模块150、第二预充电模块160和第三预充电模块111中的预充电阻也可以不串联继电器，可以根据实际应用需求就行相应的调整。第一预充电模块150的第一端也可以与蓄电池组220的负极连接，同时第一预充电模块150的第二端与第一IGBT模块120的负极连接端连接。第二预充电模块160的第一端也可以与蓄电池组220的负极连接，同时，第二预充电模块160的第二端与第二IGBT模块140的负极连接端连接。第二预充电模块160的第一端也可以与第一预充电模块150的第二端连接。
如图4所示，在一种实施方式中，第一开关控制模块170包括设置在第一三相电机200的U相和第一IGBT模块120的第一输出端之间的继电器K9；设置在第一三相电机200的V相和第一IGBT模块120的第二输出端之间的继电器K29。第二开关控制模块180可以包括设置在第二三相电机210的U相和第二IGBT模块140的第一输出端之间的继电器K8；设置在第二三相电机210的V相和第二IGBT模块140的第二输出端之间的继电器K10。继电器K9的第一端与第一IGBT模块120的第一输出端连接，继电器K9的第二端与第一三相电机200的U相连接。继电器K8的第一端与第二IGBT模块140的第一输出端连接，继电器K8的第二端与第二三相电机210的U相连接。继电器K10的第一端与第二IGBT模块140的第二输出端连接，继电器K10的第二端与第二三相电机210的V相连接。
电感器模块130包括继电器K7、继电器K12、继电器K23、继电器K27和电感器L1；继电器K7和继电器K12与电感器L1的第一端连接；继电器K23和继电器K27与电感器L1的第二端连接。同时，继电器K7与第二IGBT模块140的第一输出端连接；继电器K12与第二IGBT模块140的第二输出端连接；继电器K23与第一IGBT模块120的第一输出端连接；继电器K27与第一IGBT模块120的第二输出端连接。
需要说明的是，本实施例具体的设置方式并不局限于上述的连接方式，具体的设置方式可以根据上述方式在三相电机的各相之间进行相应的调整。
如图5所示，在一种实施方式中，第一开关控制模块170包括设置在第一三相电机200的U相和第一IGBT模块120的第一输出端之间的继电器K9；设置在第一三相电机200的V相和第一IGBT模块120的第二输出端之间的继电器K29；设置在第一三相电机200的W相和第一IGBT模块120的第三输出端之间的继电器K30。第二开关控制模块180还可以包括设置在第二三相电机210的U相和第二IGBT模块140的第一输出端之间的继电器K8；设置在第二三相电机210的V相和第二IGBT模块140的第二输出端之间的继电器K10；设置在第二三相电机210的W相和第二IGBT模块140的第三输出端之间的继电器K11。继电器K9的第一端与第一IGBT模块120的第一输出端连接，继电器K9的第二端与第一三相电机200的U相连接。继电器K8的第一端与第二IGBT模块140的第一输出端连接，继电器K8的第二端与第二三相电机210的U相连接。继电器K10的第一端与第二IGBT模块140的第二输出端连接，继电器K10的第二端与第二三相电机210的V相连接。继电器K11的第一端与第二IGBT模块140的第三输出端连接，继电器K11的第二端与第二三相电机210的W相连接。
电感器模块130包括电感器模块130包括继电器K7、继电器K12、继电器K13、继电器K23、继电器K27、继电器K28和电感器L1；继电器K7、继电器K12和继电器K13与电感器L1的第一端连接；继电器K23、继电器K27和继电器K28与电感器L1的第二端连接。同时，继电器K7与第二IGBT模块140的第一输出端连接；继电器K12与第二IGBT模块140的第二输出端连接；继电器K13与第二IGBT模块140的第三输出端连接；继电器K23与第一IGBT模块120的第一输出端连接；继电器K27与第一IGBT模块120的第二输出端连接；继电器K28与第一IGBT模块120的第三输出端连接。
如图6所示，在一种实施方式中，在图2-图5所示的充电装置100中，三相整流滤波模块110的输入端与三相外接电源之间还可以设置三相隔离变压器230，将三相外接电源与牵引机车的充电装置100进行隔离。
如图7所示，在一种实施方式中，第一开关控制模块170包括设置在第一三相电机200的U相和第一IGBT模块120的第一输出端之间的继电器K9；设置在第一三相电机200的V相和第一IGBT模块120的第二输出端之间的继电器K29；设置在第一三相电机200的W相和第一IGBT模块120的第三输出端之间的继电器K30。第二开关控制模块180还可以包括设置在第二三相电机210的U相和第二IGBT模块140的第一输出端之间的继电器K8；设置在第二三相电机210的V相和第二IGBT模块140的第二输出端之间的继电器K10；设置在第二三相电机210的W相和第二IGBT模块140的第三输出端之间的继电器K11。继电器K9的第一端与第一IGBT模块120的第一输出端连接，继电器K9的第二端与第一三相电机200的U相连接。继电器K8的第一端与第二IGBT模块140的第一输出端连接，继电器K8的第二端与第二三相电机210的U相连接。继电器K10的第一端与第二IGBT模块140的第二输出端连接，继电器K10的第二端与第二三相电机210的V相连接。继电器K11的第一端与第二IGBT模块140的第三输出端连接，继电器K11的第二端与第二三相电机210的W相连接。
电感器模块130包括电感器模块130包括继电器K7、继电器K12、继电器K13、继电器K23、继电器K27、继电器K28、电感器L1、电感L2和电感L3。继电器K7与电感器L1的第一端连接；继电器K23与电感器L1的第二端连接。继电器K12与电感器L2的第一端连接；继电器K27与电感器L2的第二端连接。继电器K13与电感器L3的第一端连接；继电器K28与电感器L3的第二端连接。同时，继电器K7与第二IGBT模块140的第一输出端连接；继电器K12与第二IGBT模块140的第二输出端连接；继电器K13与第二IGBT模块140的第三输出端连接；继电器K23与第一IGBT模块120的第一输出端连接；继电器K27与第一IGBT模块120的第二输出端连接；继电器K28与第一IGBT模块120的第三输出端连接。、
需要说明的是，图4所示的继电器K7与K23之间也可以独立设置一个电感器；同时在继电器12和继电器K27之间也可以设置一个电感器，利用第一IGBT模块和第二IGBT模块中的两组对应的IGBT管为蓄电池组进行充电。
请参看图8，图8为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电系统拓扑结构示意图。
本申请所提供的实施例中，为了方便控制图2-图6所示的牵引机车的充电装置100，还提供了一种充电系统10，包括电池管理系统300、控制器400和上述牵引机车的充电装置100。电池管理系统300与蓄电池组220连接，可以检测蓄电池组220的运行参数数据(例如电池的电压、温度等)。控制器400与电池管理系统300连接，可以接收电池管理系统300检测到的蓄电池组220的运行参数数据并进行分析处理，根据分析处理的结果执行对应的控制流程；同时牵引机车的充电装置100中的第一预充电模块150、第二预充电模块160、第三预充电模块111、第一开关控制模块170、第二开关控制模块180和电感器模块130均与控制器400连接，控制器400可以根据接收到的控制指令控制牵引机车的充电装置100的充电过程和放电过程。
充电系统10中的控制器400还连接了远程监控平台500和报警装置600，若蓄电池组220在充电过程中运行异常，还可以像远程监控平台500发送报警信息，同时启动报警装置600进行报警提示。例如充电过程中，蓄电池组220升温速度过快，则控制器400启动报警装置600进行报警提示，同时向远程监控平台500发送报警信息。报警装置600可以选用语音报警器、声光报警器等。为了及时进行检修工作，还可以设置与控制器400连接的用户终端(例如手机)，控制器400或者远程监控平台500在蓄电池组220运行异常时就可以向检修人员的用户终端发送报警信息，及时安排检修工作。
请参看图9、图10，图9为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电方法充电流程示意图；图10为本申请实施例提供的第一种牵引机车的充电方法放电流程示意图。
为了更好地运用本申请实施例提供的牵引机车的充电系统10，本申请还提供了一种牵引机车的充电方法。具体内容如下所述。
充电过程：
步骤S101，接收牵引机车的充电控制指令。
在需要对蓄电池组进行充电时，驾驶员可以输入充电控制指令，控制器根据接收到的控制指令执行充电流程。
步骤S102，根据所述充电控制指令断开第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时闭合第一预充电模块、第三预充电模块和电感器模块。
控制器接收到充电流程对应的控制指令后，就断开第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时闭合第一预充电模块、第三预充电模块和电感器模块，为蓄电池组进行充电。若在蓄电池组的负极与三相整流滤波模块的负极输出线路之间设置了接触器，那么还需要闭合该接触器。
步骤S103，获取蓄电池组的充电量并分析所述充电量是否达到所述蓄电池组的额定电量。
在对蓄电池组进行充电的时候，电池管理系统可以获取蓄电池组的充电量，并分析该充电量是否达到蓄电池组的额定电量。
步骤S104，若所述充电量达到所述蓄电池组的额定电量，则断开所述第一预充电模块、所述第三预充电模块和所述电感器模块。
控制器在分析出蓄电池组的充电量达到额定电量时，就自动断开第一预充电模块、第三预充电模块和电感器模块；及时中断充电流程，避免出现过充现象。若在蓄电池组的负极与三相整流滤波模块的负极输出线路之间设置了接触器，那么还需要断开该接触器。
需要说明的是，驾驶员也可以在充电过程中向控制器输入断充控制指令，控制器接收到该断充控制指令后，停止充电流程。另外还可以在控制器中写入各个IGBT模块的控制程序，控制充电过程中电流的大小；也可以设置其他类型的停止充电的条件，并不局限于只根据额定电量控制充电流程。
在一些情况下，为了全面激发蓄电池组(例如锂电池组)的蓄电能力，还需要对蓄电池组进行升压充电。在充电过程中，当蓄电池组的电量达到预设的额定电量时，先断开第一IGBT模块中与蓄电池组正极连接的IGBT管；然后闭合与蓄电池组负极连接的IGBT管，为电感器充电。充电一段时间后，再次闭合与蓄电池组正极连接的IGBT管，断开与蓄电池组负极连接的IGBT管，释放电感器存储的电能，对蓄电池组进行升压充电，激发蓄电池组的蓄电能力。需要说明的是，为电感器充电的具体时间可以根据蓄电池组的上限储电量进行对应的设置。
放电过程：
步骤S201，接收牵引机车的启动控制指令。
在蓄电池组充电完成需要重启牵引机车时，驾驶员可以输入牵引机车启动控制指令，控制器接收到该控制指令后执行蓄电池组放电流程。
步骤S202，根据所述启动控制指令闭合所述第一预充电模块、第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时断开所述第三预充电模块和所述电感器模块。
控制器在执行蓄电池组放电流程时，就闭合第一预充电模块、第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时断开第三预充电模块和所述电感器模块，为第一三相电机和第二三相电机供电。若在蓄电池组的负极与三相整流滤波模块的负极输出线路之间设置了接触器，那么还需要闭合该接触器。
步骤S203，获取所述蓄电池组的剩余电量并分析所述剩余电量是否低于预设的最低电量。
在执行放电过程时，控制器还可以获取电池管理系统检测到的蓄电池组的剩余电量，并分析该剩余电量是否低于设置的最低电量。
步骤S204，若所述剩余电量低于预设的最低电量，则启动报警装置进行报警提示。
当蓄电池组的剩余电量低于设置的最低电量时，控制器就会启动报警装置进行报警提示，及时通知驾驶员进行充电。
需要说明的是，控制器也可以根据电池管理系统检测到的蓄电池组的电量信息自动控制蓄电池组的充电流程，并不局限于通过驾驶员下达充电控制指令。
在充电过程中，控制器还可以分析蓄电池组的运行参数数据是否异常，若蓄电池组的运行参数数据存在异常，则控制器向远程监控平台发送报警信息，同时启动报警装置进行对应的报警提示。例如，当电池管理系统检测到蓄电池组升温速度过快或者输出电压存在较大波动时，就可以向远程监控平台发送报警信息，同时启动报警装置进行对应的报警提示。
请参看图11、图12、图13和图14，图11为本申请实施例提供的第二种牵引机车的充电装置电路结构示意图一；图12为本申请实施例提供的第二种牵引机车的充电装置电路结构示意图二；图13为本申请实施例提供的第二种牵引机车的充电装置电路结构示意图三；图14为本申请实施例提供的第二种牵引机车的充电装置电路结构示意图四。
本申请实施例还提供了一种牵引机车的充电装置100，包括三相整流滤波模块110、蓄电池组220、第一预充电模块150、第一IGBT模块120、第一三相电机200、第二预充电模块160、第二IGBT模块140、第二三相电机210、第三预充电模块111、第一开关控制模块170、第二开关控制模块180和变压器模块190；第一预充电模块150的第一端与蓄电池组220的正极连接；第一预充电模块150的第二端与第一IGBT模块120的正极连接端连接；第一IGBT模块120的负极连接端与蓄电池组220的负极连接；第二预充电模块160的第一端与蓄电池组220的正极连接；第二预充电模块160的第二端与第二IGBT模块140的正极连接端连接；第二IGBT模块140的负极连接端与蓄电池组220的负极连接；三相整流滤波模块110的输入端与三相外接电源连接；三相整流滤波模块110的正极输出线路与第二IGBT模块140的正极连接端连接；三相整流滤波模块110的负极输出线路与蓄电池组220的负极连接；第三预充电模块111设置在三相整流滤波模块110的正极输出线路上；第一开关控制模块170的第一端与第一IGBT模块120连接；第一开关控制模块170的第二端与第一三相电机200连接；第二开关控制模块180的第一端与第二IGBT模块140连接；第二开关控制模块180的第二端与第二三相电机210连接；变压器模块190的第一端与第一IGBT模块120的输出端连接；变压器模块190的第二端与第二IGBT模块140的输出端连接。
如图11所示，在一种实施方式中，第一预充电模块150包括预充电阻R1，与预充电阻R1串联的继电器K1，与预充电阻R1和继电器K1并联的继电器K2。第二预充电模块160包括预充电阻R2，与预充电阻R2串联的继电器K3，与预充电阻R2和继电器K3并联的继电器K4。第三预充电模块111包括预充电阻R3，与预充电阻R3串联的继电器K5，与预充电阻R3和继电器K5并联的继电器K6。
第一开关控制模块170包括设置在第一三相电机200的U相和第一IGBT模块120的第一输出端之间的继电器K9；设置在第一三相电机200的V相和第一IGBT模块120的第二输出端之间的继电器K18。第二开关控制模块180包括设置在第二三相电机210的U相和第二IGBT模块140的第一输出端之间的继电器K8；设置在第二三相电机210的V相和第二IGBT模块140的第二输出端之间的继电器K19。继电器K9的第一端与第一IGBT模块120的第一输出端连接，继电器K9的第二端与第一三相电机200的U相连接；继电器K18的第一端与第一IGBT模块120的第二输出端连接，继电器K18的第二端与第一三相电机200的V相连接。继电器K8的第一端与第二IGBT模块140的第一输出端连接，继电器K8的第二端与第二三相电机210的U相连接；继电器K19的第一端与第二IGBT模块140的第二输出端连接，继电器K19的第二端与第二三相电机210的V相连接。
变压器模块190包括两相驱动的变压器(或者隔离变压器)；设置在该变压器一次侧上的继电器K16和继电器K17；设置在该变压器二次侧的继电器K24和继电器K25。继电器K16与第二IGBT模块140的第一输出端连接；继电器K17与第二IGBT模块140的第二输出端连接；继电器K24与第一IGBT模块120的第一输出端连接；继电器K25与第一IGBT模块120的第二输出端连接。
在一些情况下，牵引机车的蓄电池组220会连接牵引机车的外壳；为了保证充电的正常运行，同时防止工作人员触电。蓄电池组220的负极与三相整流滤波模块110的负极输出线路之间还可以设置一个接触器KM1。
需要说明的是，两相驱动的变压器(或者隔离变压器)的连接方式并不局限于上述方式，可以根据上述方式进行相应的调整；只要可以将变压器(或者隔离变压器)的一次侧连接在第二IGBT模块140的其中两个输出端上，同时将变压器(或者隔离变压器)的二次侧连接在第一IGBT模块120对应的两个输出端上，能够实现相同的功能即可；同时变压器可以选择主、副变比值为1:1.2的变压器。
如图12所示，在一种实施方式中，第一开关控制模块170包括设置在第一三相电机200的U相和第一IGBT模块120的第一输出端之间的继电器K9；设置在第一三相电机200的V相和第一IGBT模块120的第二输出端之间的继电器K18；设置在第一三相电机200的W相和第一IGBT模块120的第三输出端之间的继电器K21。第二开关控制模块180包括设置在第二三相电机210的U相和第二IGBT模块140的第一输出端之间的继电器K8；设置在第二三相电机210的V相和第二IGBT模块140的第二输出端之间的继电器K19；设置在第二三相电机210的W相和第二IGBT模块140的第三输出端之间的继电器K22。继电器K9的第一端与第一IGBT模块120的第一输出端连接，继电器K9的第二端与第一三相电机200的U相连接；继电器K18的第一端与第一IGBT模块120的第二输出端连接，继电器K18的第二端与第一三相电机200的V相连接；继电器K21的第一端与第一IGBT模块120的第三输出端连接，继电器K21的第二端与第一三相电机200的W相连接。继电器K8的第一端与第二IGBT模块140的第一输出端连接，继电器K8的第二端与第二三相电机210的U相连接；继电器K19的第一端与第二IGBT模块140的第二输出端连接，继电器K19的第二端与第二三相电机210的V相连接；继电器K22的第一端与第二IGBT模块140的第三输出端连接，继电器K22的第二端与第二三相电机210的W相连接。继电器K16与继电器K8的第一端连接，继电器K17与继电器K19的第一端连接；继电器K20与继电器K22的第一端连接。
变压器模块190包括三相驱动的变压器(或者隔离变压器)；设置在该变压器一次侧上的继电器K16、继电器K17和继电器K20；设置在该变压器二次侧的继电器K24、继电器K25和继电器K26。继电器K16与第二IGBT模块140的第一输出端连接；继电器K17与第二IGBT模块140的第二输出端连接；继电器K20与第二IGBT模块140的第三输出端连接；继电器K24与第一IGBT模块120的第一输出端连接；继电器K25与第一IGBT模块120的第二输出端连接；继电器K26与第一IGBT模块120的第三输出端连接.
如图13所示，第二预充电模块160的第一端也可以与第一预充电模块150的第二端连接。
需要说明的是，第一预充电模块150、第二预充电模块160和第三预充电模块111中的预充电阻也可以不串联继电器，可以根据实际应用需求就行相应的调整。第一预充电模块150的第一端也可以与蓄电池组220的负极连接，同时第一预充电模块150的第二端与第一IGBT模块120的负极连接端连接。第二预充电模块160的第一端也可以与蓄电池组220的负极连接，同时，第二预充电模块160的第二端与第二IGBT模块140的负极连接端连接。第二预充电模块160的第一端也可以与第一预充电模块150的第二端连接。
如图14所示，在一种实施方式中，图10-图12所示的充电装置100中的三相整流滤波模块110的输入端与三相外接电源之间还可以设置三相隔离变压器230，将三相外接电源与牵引机车的充电装置100进行隔离。
请参看图15，图15是本申请实施例提供的第二种牵引机车的充电系统拓扑结构示意图。
本申请所提供的实施例中，为了方便控制图10-图13所示的牵引机车的充电装置100，还提供了一种充电系统10，包括电池管理系统300、控制器400和上述牵引机车的充电装置100。电池管理系统300与蓄电池组220连接，可以检测蓄电池组220的运行参数数据(例如电池的电压、温度等)。控制器400与电池管理系统300连接，可以接收电池管理系统300检测到的蓄电池组220的运行参数数据并进行分析处理，根据分析处理的结果执行对应的控制流程；同时牵引机车的充电装置100中的第一预充电模块150、第二预充电模块160、第三预充电模块111、第一开关控制模块170、第二开关控制模块180和电压器接入模块均与控制器400连接，控制器400可以根据接收到的控制指令控制牵引机车的充电装置100的充电过程和放电过程。
在一种实施方式中，控制器400包括STM32单片机和无线通信模块(例如4G通信模组、5G通信模组等)。STM32单片机中存储了蓄电池组220充电过程对应的控制程序。
充电系统10中的控制器400还连接了远程监控平台500和报警装置600，若蓄电池组220在充电过程中运行异常，还可以像远程监控平台500发送报警信息，同时启动报警装置600进行报警提示。例如充电过程中，蓄电池组220升温速度过快，则控制器400启动报警装置600进行报警提示，同时控制器400向远程监控平台500发送报警信息；报警装置600可以选用语音报警器、声光报警器等。为了及时进行检修工作，还可以设置与控制器400连接的用户终端(例如手机)，控制器400或者远程监控平台500在蓄电池组220运行异常时就可以向检修人员的用户终端发送报警信息，及时安排检修工作。
请参看图16、图17，图16为本申请实施例提供的第二种牵引机车的充电方法充电流程示意图；图17为本申请实施例提供的第二种牵引机车的充电方法放电流程示意图。
为了更好地运用本申请实施例提供的充电系统10，本申请还提供了一种充电方法。具体内容如下所述。
充电过程：
步骤S301，接收牵引机车的充电控制指令。
在需要对蓄电池组进行充电时，驾驶员可以输入充电控制指令，控制器根据接收到的控制指令执行充电流程。
步骤S302，根据所述充电控制指令断开第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时闭合第一预充电模块、第三预充电模块和变压器模块。
控制器接收到充电流程对应的控制指令后，就断开第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时闭合第一预充电模块、第三预充电模块和变压器模块，为蓄电池组进行充电。若在蓄电池组的负极与三相整流滤波模块的负极输出线路之间设置了接触器，那么还需要闭合该接触器。
步骤S303，获取蓄电池组的充电量并分析所述充电量是否达到所述蓄电池组的额定电量。
在对蓄电池组进行充电的时候，电池管理系统可以获取蓄电池组的充电量，并分析该充电量是否达到蓄电池组的额定电量。
步骤S304，若所述充电量达到所述蓄电池组的额定电量，则断开所述第一预充电模块、所述第三预充电模块和所述变压器模块。
控制器在分析出蓄电池组的充电量达到额定电量时，就自动断开第一预充电模块、第三预充电模块和变压器模块；及时中断充电流程，避免出现过充现象。若在蓄电池组的负极与三相整流滤波模块的负极输出线路之间设置了接触器，那么还需要断开该接触器。
需要说明的是，驾驶员也可以在充电过程中向控制器输入断充控制指令，控制器接收到该断充控制指令后，停止充电流程。另外还可以在控制器中写入各个IGBT模块的控制程序，控制充电过程中电流的大小；也可以设置其他类型的停止充电的条件，并不局限于只根据额定电量控制充电流程。
放电过程：
步骤S401，接收牵引机车的启动控制指令。
在蓄电池组充电完成需要重启牵引机车时，驾驶员可以输入牵引机车启动控制指令，控制器接收到该控制指令后执行蓄电池组放电流程。
步骤S402，根据所述启动控制指令闭合所述第一预充电模块、第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时断开所述第三预充电模块和所述变压器模块。
控制器在执行蓄电池组放电流程时，就闭合第一预充电模块、第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时断开第三预充电模块和所述变压器模块，为第一三相电机和第二三相电机供电。若在蓄电池组的负极与三相整流滤波模块的负极输出线路之间设置了接触器，那么还需要闭合该接触器。
步骤S403，获取所述蓄电池组的剩余电量并分析所述剩余电量是否低于预设的最低电量。
在执行放电过程时，控制器还可以获取电池管理系统检测到的蓄电池组的剩余电量，并分析该剩余电量是否低于设置的最低电量。
步骤S404，若所述剩余电量低于预设的最低电量，则启动报警装置进行报警提示。
当蓄电池组的剩余电量低于设置的最低电量时，控制器就会启动报警装置进行报警提示，及时通知驾驶员进行充电。
需要说明的是，控制器也可以根据电池管理系统检测到的蓄电池组的电量信息自动控制蓄电池组的充电流程，并不局限于通过驾驶员下达充电控制指令。
在充电过程中，控制器还可以分析蓄电池组的运行参数数据是否异常，若蓄电池组的运行参数数据存在异常，则控制器向远程监控平台发送报警信息，同时启动报警装置进行对应的报警提示。例如，当电池管理系统检测到蓄电池组升温速度过快或者输出电压存在较大波动时，就可以向远程监控平台发送报警信息，同时启动报警装置进行对应的报警提示。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种牵引机车的充电装置，其特征在于，包括：三相整流滤波模块、蓄电池组、第一预充电模块、第一IGBT模块、第一三相电机、第二预充电模块、第二IGBT模块、第二三相电机、第三预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块和电感器模块；
所述第一预充电模块的第一端与所述蓄电池组的正极连接；所述第一预充电模块的第二端与所述第一IGBT模块的正极连接端连接；所述第一IGBT模块的负极连接端与所述蓄电池组的负极连接；
所述第二预充电模块的第一端与所述蓄电池组的正极连接；所述第二预充电模块的第二端与所述第二IGBT模块的正极连接端连接；所述第二IGBT模块的负极连接端与所述蓄电池组的负极连接；
所述三相整流滤波模块的输入端与三相外接电源连接；所述三相整流滤波模块的正极输出线路与所述第二IGBT模块的正极连接端连接；所述三相整流滤波模块的负极输出线路与所述蓄电池组的负极连接；所述第三预充电模块设置在所述三相整流滤波模块的正极输出线路上；
所述第一开关控制模块的第一端与所述第一IGBT模块连接；所述第一开关控制模块的第二端与所述第一三相电机连接；所述第二开关控制模块的第一端与所述第二IGBT模块连接；所述第二开关控制模块的第二端与所述第二三相电机连接；
所述电感器模块的第一端与所述第一IGBT模块的输出端连接；所述电感器模块的第二端与所述第二IGBT模块的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括接触器；所述接触器的第一端与所述蓄电池组的负极连接；所述接触器的第二端与所述三相整流滤波模块的负极输出线路连接。
3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括三相隔离变压器；所述三相隔离变压器的输入端与所述三相外接电源连接；所述三相隔离变压器的输出端与所述三相整流滤波模块的输入端连接。
4.一种牵引机车的充电系统，其特征在于，包括电池管理系统、控制器以及权利要求1-3任一项所述的牵引机车的充电装置；
所述电池管理系统与所述蓄电池组连接；所述控制器与所述电池管理系统连接；所述牵引机车的充电装置中的第一预充电模块、第二预充电模块、第三预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块和电感器模块均与所述控制器连接。
5.根据权利要求4所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括：与所述控制器通信连接的远程监控平台。
6.根据权利要求4所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括：与所述控制器连接的报警装置。
7.一种牵引机车的充电方法，应用于权利要求4-6任一项所述的充电系统，其特征在于，包括：
接收牵引机车的充电控制指令；
根据所述充电控制指令断开第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时闭合第一预充电模块、第三预充电模块和电感器模块；
获取蓄电池组的充电量并分析所述充电量是否达到所述蓄电池组的额定电量；
若所述充电量达到所述蓄电池组的额定电量，则断开所述第一预充电模块、所述第三预充电模块和所述电感器模块。
8.根据权利要求7所述的充电方法，其特征在于，所述充电方法还包括：
接收牵引机车的启动控制指令；
根据所述启动控制指令闭合所述第一预充电模块、第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时断开所述第三预充电模块和所述电感器模块；
获取所述蓄电池组的剩余电量并分析所述剩余电量是否低于预设的最低电量；
若所述剩余电量低于预设的最低电量，则启动报警装置进行报警提示。
9.根据权利要求7所述的充电方法，其特征在于，所述充电方法还包括：
获取所述蓄电池组在充电过程中的运行参数数据，分析所述运行参数数据是否存在异常，若所述运行参数数据存在异常，则向远程监控平台发送报警信息。
10.一种牵引机车的充电装置，其特征在于，包括：三相整流滤波模块、蓄电池组、第一预充电模块、第一IGBT模块、第一三相电机、第二预充电模块、第二IGBT模块、第二三相电机、第三预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块和变压器模块；
所述第一预充电模块的第一端与所述蓄电池组的正极连接；所述第一预充电模块的第二端与所述第一IGBT模块的正极连接端连接；所述第一IGBT模块的负极连接端与所述蓄电池组的负极连接；
所述第二预充电模块的第一端与所述蓄电池组的正极连接；所述第二预充电模块的第二端与所述第二IGBT模块的正极连接端连接；所述第二IGBT模块的负极连接端与所述蓄电池组的负极连接；
所述三相整流滤波模块的输入端与三相外接电源连接；所述三相整流滤波模块的正极输出线路与所述第二IGBT模块的正极连接端连接；所述三相整流滤波模块的负极输出线路与所述蓄电池组的负极连接；所述第三预充电模块设置在所述三相整流滤波模块的正极输出线路上；
所述第一开关控制模块的第一端与所述第一IGBT模块连接；所述第一开关控制模块的第二端与所述第一三相电机连接；所述第二开关控制模块的第一端与所述第二IGBT模块连接；所述第二开关控制模块的第二端与所述第二三相电机连接；
所述变压器模块的第一端与所述第一IGBT模块的输出端连接；所述变压器模块的第二端与所述第二IGBT模块的输出端连接。
11.根据权利要求10所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括接触器；所述接触器的第一端与所述蓄电池组的负极连接；所述接触器的第二端与所述三相整流滤波模块的负极输出线路连接。
12.根据权利要求10所述的充电装置，其特征在于，所述充电装置还包括三相隔离变压器；所述三相隔离变压器的输入端与所述三相外接电源连接；所述三相隔离变压器的输出端与所述三相整流滤波模块的输入端连接。
13.一种牵引机车的充电系统，其特征在于，包括电池管理系统、控制器以及权利要求10-12任一项所述的牵引机车的充电装置；
所述电池管理系统与所述蓄电池组连接；所述控制器与所述电池管理系统连接；所述牵引机车的充电装置中的第一预充电模块、第二预充电模块、第三预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块和变压器模块均与所述控制器连接。
14.根据权利要求13所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括：与所述控制器通信连接的远程监控平台。
15.根据权利要求13所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括：与所述控制器连接的报警装置。
16.一种牵引机车的充电方法，应用于权利要求13-15任一项所述的充电系统，其特征在于，包括：
接收牵引机车的充电控制指令；
根据所述充电控制指令断开第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时闭合第一预充电模块、第三预充电模块和变压器模块；
获取蓄电池组的充电量并分析所述充电量是否达到所述蓄电池组的额定电量；
若所述充电量达到所述蓄电池组的额定电量，则断开所述第一预充电模块、所述第三预充电模块和所述变压器模块。
17.根据权利要求16所述的充电方法，其特征在于，所述充电方法还包括：
接收牵引机车的启动控制指令；
根据所述启动控制指令闭合所述第一预充电模块、第二预充电模块、第一开关控制模块、第二开关控制模块；同时断开所述第三预充电模块和所述变压器模块；
获取所述蓄电池组的剩余电量并分析所述剩余电量是否低于预设的最低电量；
若所述剩余电量低于预设的最低电量，则启动报警装置进行报警提示。
18.根据权利要求16所述的充电方法，其特征在于，所述充电方法还包括：
获取所述蓄电池组在充电过程中的运行参数数据，分析所述运行参数数据是否存在异常，若所述运行参数数据存在异常，则向远程监控平台发送报警信息。
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