CN113829899B - 一种列车、列车充电控制方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种列车充电控制方法，该方法包括：在列车处于充电状态下，列车接收信号系统发送的调度指令；列车根据调度指令判断列车是否满足立即调度条件，立即调度条件包括调度指令为即将调度指令并且各个车厢均充满电或调度指令为立即调度指令；在满足立即调度条件的情况下，列车控制各个车厢中正在充电车厢的充电回路断开以及各个车厢的牵引回路导通，并向充电站发送升弓指令，以使充电站控制与正在充电车厢相连的充电弓升弓。采用本申请，可以缩短列车调度时间，提高列车的运营效率。

Description

一种列车、列车充电控制方法及设备
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车、列车充电控制方法及设备。
背景技术
随着轨道交通技术的发展，列车车厢动力电池的充电问题以及列车调度问题越来越受关注，而在现有技术中，列车充电与列车调度是相互独立的，列车运行前先在车辆段由人工对轨道车辆进行充电，充满电之后再根据即将调度指令进行相应的操作，无法实现轨道车辆自动充电，而且充电与调度之间存在时间间隔，导致列车调度时间长，运营效率不高。
发明内容
本申请实施例提供一种列车、列车充电控制方法及设备，以期缩短列车调度时间，提高列车的运营效率。
第一方面，为本申请实施例提供了一种列车充电控制方法，包括：
在列车处于充电状态下，所述列车各个车厢的充电回路处于导通状态，所述各个车厢的牵引回路处于断开状态，所述各个车厢的充电回路用于通过充电站向各自的车厢动力电池进行充电，所述各个车厢的牵引回路用于通过所述各个车厢动力电池向各自的车厢行驶动力模块进行供电；
接收信号系统发送的调度指令；
根据所述调度指令判断所述列车是否满足立即调度条件，所述立即调度条件包括所述调度指令为即将调度指令并且所述各个车厢均充满电或所述调度指令为立即调度指令；
在满足所述立即调度条件的情况下，控制所述各个车厢中正在充电车厢的充电回路断开以及所述各个车厢的牵引回路导通，并向所述充电站发送升弓指令，以使所述充电站控制与所述正在充电车厢相连的充电弓升弓。
第二方面，为本申请实施例提供了一种列车充电控制装置，包括：
接收模块，用于在列车处于充电状态下，接收信号系统发送的调度指令；在列车处于充电状态下，所述列车各个车厢的充电回路处于导通状态，所述各个车厢的牵引回路处于断开状态，所述各个车厢的充电回路用于通过充电站向各自的车厢动力电池进行充电，所述各个车厢的牵引回路用于通过所述各个车厢动力电池向各自车厢的行驶动力模块进行供电；
判断模块，用于根据所述调度指令判断所述列车是否满足立即调度条件，所述立即调度条件为所述调度指令为即将调度指令并且所述各个车厢均充满电，或者所述立即调度条件为所述调度指令为立即调度指令；
控制模块，用于在满足所述立即调度条件的情况下，控制所述各个车厢中正在充电车厢的充电回路断开以及所述各个车厢的牵引回路导通，并向所述充电站发送升弓指令，以使所述充电站控制与所述正在充电车厢相连的充电弓升弓。
第三方面，为本申请实施例提供了一种列车充电控制设备，所述列车充电控制设备包括充电回路、牵引回路和列车充电控制装置，其中：
在列车处于充电状态下，所述列车各个车厢的充电回路处于导通状态，所述各个车厢的牵引回路处于断开状态，所述各个车厢的充电回路用于向各自的车厢动力电池进行充电，所述各个车厢的牵引回路用于向各自的车厢行驶动力模块进行供电；
所述列车充电控制装置用于接收信号系统发送的调度指令；
所述列车充电控制装置用于根据所述调度指令判断所述列车是否满足立即调度条件，所述立即调度条件为所述调度指令为即将调度指令并且所述各个车厢均充满电，或者所述立即调度条件为所述调度指令为立即调度指令；
所述列车充电控制装置用于在满足所述立即调度条件的情况下，控制所述各个车厢中正在充电车厢的充电回路断开以及所述各个车厢的牵引回路导通，并向所述充电站发送升弓指令，以使所述充电站控制与所述正在充电车厢相连的充电弓升弓。
第四方面，为本申请实施例提供了一种列车，上述存列车包括上述列车充电控制设备和车厢行驶动力模块。
在本申请实施例中，在列车处于充电状态下，列车充电控制装置接收信号系统发送的调度指令；根据调度指令判断列车是否满足立即调度条件，立即调度条件为调度指令为即将调度指令并且各个车厢均充满电，或者立即调度条件为调度指令为立即调度指令；在满足立即调度条件的情况下，控制各个车厢中正在充电车厢的充电回路断开以及各个车厢的牵引回路导通，并向充电站发送升弓指令，以使充电站控制与正在充电车厢相连的充电弓升弓。采用本申请，可以缩短列车调度时间，提高列车的运营效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1是本申请实施例提供的一种列车充电控制方法的场景示意图；
图2是本申请实施例提供的一种系统架构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种列车充电控制方法的流程示意图；
图4是本申请实施例提供的一种各个车厢牵引回路的原理图；
图5是本申请实施例提供的一种列车充电控制方法的流程示意图；
图6是本申请实施例提供的一种列车充电控制方法的流程示意图；
图7是本申请实施例提供的一种列车充电控制装置的结构示意图；
图8是本申请实施例提供的一种列车充电控制设备的结构示意图。
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参见图1，是本申请实施例提供的一种列车充电控制方法的场景示意图。如图1所示，列车10包括多个车厢，充电站11包括多个充电弓，分别为充电弓110、充电弓111和充电弓112。
为了方便描述一种列车充电控制方法的场景，请参见图2，是本申请实施例提供的一种系统架构示意图。如图2所示，该系统构架示意图包括列车20、设置在地面的充电站21和信号系统22，其中，列车20包括n个车厢，n为大于等于1的正整数，并且各个车厢中均包括图2虚线框表示的列车充电控制设备201和车厢行驶动力模块，其中，车厢动力行驶模块包括发动机或电机，列车充电控制设备201包括图2中虚线框表示的列车充电控制装置202、充电回路和牵引回路，其中，列车充电控制装置202包括至少一个车辆控制器，示例性的，列车充电控制装置202可以包括两个车辆控制器，分别位于第一个车厢和第n个车厢，正常情况下，第一个车厢内的车辆控制器进行工作，当第一个车厢内的车辆控制器出现故障时，则列车控制器由第一个车厢的车辆控制器切换为第n个车厢的车辆控制器。本申请实施例主要针对列车充电控制装置202包括一个车辆控制器的情况进行介绍；列车充电控制装置202还包括各个车厢中各自的电池管理系统(Battery Management System，BMS)和车厢通讯模块，此外，信号系统22与列车充电控制装置202之间无线相连，信号系统22与充电站21之间通过硬线连接。本实施例中该信号系统不限于是ATS(Automatic Train Supervision，自动轨道车辆监控系统)，也可以是ATP(Automatic Train Protection，轨道车辆自动防护系统)、ATO(Automatic Train Operation，轨道车辆自动驾驶系统)。下面实施例均是以信号系统为ATS为例来说明。
如图1所示，充电站11正在通过充电弓110、充电弓111和充电弓112以及各自对应的设置在列车10上的受流器(未示出)接触且电连接，分别向列车10中的各个车厢动力电池输入充电电流进行充电。在列车10处于充电状态时，各个车厢的充电回路均处于导通状态，各个车厢的直流(Direct Current，DC)回路均处于导通状态，各个车厢的牵引回路均处于断开状态。
下面分别按照列车充电控制装置处于同步充电状态和车辆处于异步充电状态的顺序，对一种列车充电控制方法的场景进行说明。
针对列车10处于同步充电状态的情况：
一种可能的实施方式中，在列车10处于自动充电状态下，列车充电控制装置202实时计算各个车厢的剩余充满电的时长，控制各个车厢的充电电流，保证列车各个车厢充电进度同步，即列车处于同步充电状态。同时，信号系统22实施监控列车10的充电状态以及调车需求，在信号系统22确认该列车10处于即将发车序列的情况下，向列车充电控制装置202发送即将调度指令，列车充电控制装置202在接收到即将调度指令后，开始检测各个车厢是否均充满电，在各个车厢均充满电的情况下，列车充电控制装置202向充电站21发送升弓指令，以使充电站21根据升弓指令控制与各个车厢相连的充电弓上升，并向信号系统22发送充电弓升弓状态，信号系统22将该充电弓升弓状态发送至列车充电控制装置202，列车充电控制装置202在确定与各个车厢相连的充电弓均升弓到位的情况下，控制各个车厢的充电回路断开，牵引回路导通，在各个车厢的牵引回路处于导通状态时，列车10完成高压上电，并向信号系统22发送发车准备完成信息，信号系统22在接收到发车准备完成消息以及确认列车10处于立即发车序列的情况下，向列车充电控制装置202发送发车指令，列车充电控制装置202根据发车指令控制列车10运行。
另一种可能的实施方式中，在列车10处于自动充电状态下，列车充电控制装置202实时计算各个车厢的剩余充满电的时长，控制各个车厢的充电电流，保证列车各个车厢充电进度同步，即列车处于同步充电状态。同时，信号系统22实施监控列车10的充电状态以及调车需求，在信号系统22确认该列车10处于即将发车序列的情况下，向列车充电控制装置202发送即将调度指令，列车充电控制装置202在接收到即将调度指令后，控制各个车厢继续充电，信号系统22在确认列车10处于立即发车序列的情况下，向列车充电控制装置202发送立即调度指令，列车充电控制装置202根据立即调度指令控制各个车厢的充电回路断开，并向充电站21发送升弓指令，以使充电站21根据升弓指令控制与各个车厢相连的充电弓上升，并向信号系统22发送充电弓升弓状态，信号系统22将该充电弓升弓状态发送至列车充电控制装置202，列车充电控制装置202在确认与各个车厢相连的充电弓均升弓到位的情况下，控制各个车厢的牵引回路导通，在各个车厢的牵引回路处于导通状态时，列车10完成高压上电；并且，列车充电控制装置202在确认与各个车厢相连的充电弓均升弓到位以及高压上电完成的情况下，向信号系统22发送发车准备完成信息，信号系统22在接收到发车准备完成消息后，向列车充电控制装置202发送发车指令，列车充电控制装置202根据发车指令控制列车10运行。
针对列车10处于异步充电状态的情况：
一种可能的实施方式中，在列车10处于自动充电状态下，信号系统22实施监控列车10的充电状态以及调车需求，在信号系统22确认该列车10处于即将发车序列的情况下，向列车充电控制装置202发送即将调度指令，列车充电控制装置202在接收到即将调度指令后，开始检测各个车厢中是否存在充满电车厢，若检测到部分车厢充满电，其他车厢未充满电，即列车处于异步充电状态，则列车充电控制装置202控制充满电车厢的充电回路断开，并向充电站21发送升弓指令，以使充电站21根据升弓指令控制与充满电车厢相连的充电弓上升，并向信号系统22发送充电弓升弓状态，信号系统22将该升弓状态发送至列车充电控制装置202，在各个车厢均充满电以及与各个车厢相连的充电弓均升弓到位的情况下，列车充电控制装置202控制各个车厢的牵引回路导通，并在确认与各个车厢相连的充电弓均升弓到位，各个车厢的充电回路处于断开状态，各个车厢的牵引回路处于导通状态的情况下，向信号系统22发送发车准备完成信息，信号系统22在接收到发车准备完成消息以及确认列车10处于立即发车序列的情况下，向列车充电控制装置202发送发车指令，列车充电控制装置202根据发车指令控制列车10运行。
另一种可能的实施方式中，在列车10处于自动充电状态下，信号系统22实施监控列车10的充电状态以及调车需求，在信号系统22确认该列车10处于即将发车序列的情况下，向列车充电控制装置202发送即将调度指令，列车充电控制装置202在接收到即将调度指令后，开始检测各个车厢中是否存在充满电车厢，若检测到部分车厢充满电，其他车厢未充满电，即列车处于异步充电状态，则列车充电控制装置202控制充满电车厢的充电回路断开，并向充电站21发送第一升弓指令，以使充电站21根据第一升弓指令控制与充满电车厢相连的充电弓上升，并向信号系统22发送第一升弓状态，信号系统22将该第一升弓状态发送至列车充电控制装置202，此外，列车充电控制装置202还控制未充满电车厢继续充电，信号系统22在确认列车10处于立即发车序列的情况下，向列车充电控制装置202发送立即调度指令，列车充电控制装置202根据立即调度指令控制未充满电车厢的充电回路断开，并向充电站21发送升弓指令，以使充电站21根据升弓指令控制与未充满电车厢相连的充电弓上升，并向信号系统22发送充电弓升弓状态，信号系统22将该充电弓升弓状态发送至列车充电控制装置202，列车充电控制装置202在确认与各个车厢相连的充电弓均升弓到位的情况下，控制各个车厢的牵引回路导通，并在确认与各个车厢相连的充电弓均升弓到位，各个车厢的充电回路处于断开状态，各个车厢的牵引回路处于导通状态的情况下，列车充电控制装置202向信号系统22发送发车准备完成信息，信号系统22在接收到发车准备完成消息后，向列车充电控制装置202发送发车指令，列车充电控制装置202根据发车指令控制列车10运行。
需要说明的是，本申请中充电站在控制充电弓上升后，分别向信号系统和列车发送充电弓升弓状态，因此，列车除了通过接收信号系统发送的充电弓升弓状态确定充电弓是否升弓到位外，还可以通过接收充电站发送的充电弓升弓状态确定充电弓是否升弓到位。本申请实施例主要针对列车通过接收信号系统发送的充电弓升弓状态确定充电弓是否升弓到位的情况进行介绍。
请参见图3，是本申请实施例提供的一种列车充电控制方法的流程示意图。如图3所示，该方法实施例包括如下步骤：
S101，在列车处于充电状态下，接收信号系统发送的调度指令。
在列车处于充电状态下，所述列车各个车厢的充电回路处于导通状态，所述各个车厢的牵引回路处于断开状态，所述各个车厢的充电回路用于通过充电站向各自的车厢动力电池进行充电，所述各个车厢的牵引回路用于通过所述各个车厢动力电池向各自的车厢行驶动力模块进行供电。
在执行步骤S101之前，列车充电控制装置实时计算各个车厢的剩余充满电的时间，控制各个车厢的充电电流，保证各车厢充电进度同步。
一种可能的实施方式中，所述接收信号系统发送的调度指令之前，包括：
根据所述各个车厢动力电池的当前电池荷电状态值和当前充电电流，计算所述各个车厢动力电池的剩余充电时长；
根据所述各个车厢动力电池的剩余充电时长，计算得到所述各个车厢动力电池的同步充电电流，并向所述充电站发送充电需求报文携带所述各个车厢动力电池的同步充电电流，以使所述充电站向所述各个车厢动力电池输出对应的同步充电电流。
为了详细介绍列车充电控制装置控制各个车厢动力电池进行同步充电的实现过程，请再参见图2。如图2所示，充电站包括n个线路通讯模块和充电服务器，并且，充电服务器分别与n个线路通讯模块相连。
具体的，在列车处于自动充电状态下，列车各个车厢中的BMS分别计算各个车厢动力电池充满电时的电池荷电状态值(车厢动力电池的电池容量)与各自车厢动力电池的当前电池荷电状态值之前的差值，得到各个车厢动力电池的目标电池荷电状态值，计算各个车厢动力电池的目标电池荷电状态值与各自车厢的充电回路的当前充电电流之间的比值，得到各个车厢动力电池的剩余充电时长，并以各个车厢动力电池的剩余充电时长中的最大值(最小值)为目标剩余充电时长，计算各个车厢动力电池的目标电池荷电状态值与目标剩余充电时长之间的比值，得到各个车厢动力电池的同步充电电流，之后，各个车厢中的BMS通过各自车厢通讯模块分别向充电站发送各自车厢的充电需求报文携带各自车厢动力电池的同步充电电流，充电站中的充电服务器通过线路通讯模块接收各个车厢的充电需求报文，并根据各个车厢的充电需求报文向各个车厢动力电池输出对应的同步充电电流，从而使得各个车厢动力电池在目标剩余充电时长后能够同时充满电。
之后，列车中的车辆控制器接收信号系统发送的调度指令。
其中，调度指令可以为即将调度指令或者立即调度指令。
其中，即将调度指令为信号系统在确认列车处于充电状态时向列车发送的调度指令，用于表示该列车处于即将调度序列；立即调度指令为信号系统确认列车需要执行紧急任务时向列车发送的调度指令，用于表示该列车处于立即调度序列。
下面依次按照调度指令为即将调度指令的情况和调度指令为立即调度指令的情况对步骤S101进行介绍。
针对调度指令为即将调度指令的情况，信号系统在确认该列车处于即将发车序列后，向列车充电控制装置发送即将调度指令。
针对调度指令为立即调度指令的情况，信号系统在确认该列车处于即将发车序列后，向列车充电控制装置中的车辆控制器发送即将调度指令，车辆控制器在接收即将调度指令后，向各个车厢中的BMS发送继续充电指令，以使各个车厢中的BMS控制各自车厢动力电池继续充电，之后，信号系统在确认该列车处于立即发车序列后，向列车充电控制装置中的车辆控制器发送立即调度指令。
S102，根据调度指令判断列车是否满足立即调度条件。
其中，所述立即调度条件为所述调度指令为立即调度指令，或者所述立即调度条件为所述调度指令为即将调度指令并且所述各个车厢均充满电。
具体的，若调度指令为即将调度指令，并且各个车厢均充满电，则车辆控制器确认列车满足立即调度条件；若调度指令为立即调度指令，则车辆控制器确认列车满足立即调度条件。
S103，在满足立即调度条件的情况下，控制各个车厢中正在充电车厢的充电回路断开以及各个车厢的牵引回路导通，并向充电站发送升弓指令。
一种可能的实施方式中，所述正在充电车厢的充电回路包括充电接触器，所述各个车厢的牵引回路包括各自车厢的牵引预充支路、牵引工作支路、牵引逆变器和车厢动力电池，所述牵引预充支路和所述牵引工作支路分别连接所述牵引逆变器，分别用于将所述各个车厢动力电池的电压输入各自车厢的牵引逆变器；
所述控制所述各个车厢中正在充电车厢的充电回路断开以及所述各个车厢的牵引回路导通，包括：
控制所述正在充电车厢的充电接触器断开，并控制所述各个车厢的牵引预充支路导通，并检测各个车厢的牵引逆变器的输入电压；
在所述各个车厢的牵引逆变器的输入电压大于预设电压阈值的情况下，控制所述各个车厢的牵引预充支路断开并控制所述各个车厢的牵引工作支路导通。
下面依次按照立即调度条件为调度指令为即将调度指令并且所述各个车厢均充满电的情况和立即调度条件为立即调度指令的情况对步骤S103进行介绍。
为了详细介绍列车充电控制装置控制各个车厢中正在充电车厢的充电回路断开以及各个车厢的牵引回路导通的实现过程，首先请再参见图2，如图2所示，各个车厢中的BMS分别与各自车厢的充电回路和牵引回路相连；此外，充电站还包括充电弓控制器和n个充电弓，其中，充电服务器与充电弓控制器相连，充电弓控制器分别与n个充电弓相连，用于控制n个充电弓的升降。进一步地，请参见图4，是本申请实施例提供的一种各个车厢牵引回路的原理图。如图4所示，牵引回路包括牵引预充支路、牵引工作支路、牵引逆变器、牵引保险和车厢动力电池，其中，牵引预充支路和牵引工作支路分别连接牵引逆变器，分别用于将车厢动力电池的电压输入牵引逆变器，牵引逆变器用于将车厢动力电池输出的直流电转化为交流电后输出至车厢动力行驶模块，此外，牵引预充支路与牵引工作支路并联，牵引预充支路包括牵引预充接触器KM11和预充电阻R，牵引工作支路包括牵引接触器KM12。
一种可能的实施方式中，在调度指令为即将调度指令，并且各个车厢均充满电的情况下，各个车厢中的BMS通过各自车厢通讯模块与各自对应的线路通讯模块向充电站中的充电服务器发送升弓指令，充电服务器接收到升弓指令后，将该升弓指令发送至充电弓控制器，充电弓控制器在接收到该升弓指令后，根据该升弓指令控制与n个车厢(充满电车厢)相连的n个充电弓上升，之后，n个充电弓控制器将各自充电弓的升弓状态发送至充电服务器，充电服务器向信号系统发送充电弓升弓状态，信号系统将充电弓升弓状态发送至车辆控制器，车辆控制器在接收到充电弓升弓状态为充电弓升弓到位的情况下，向各个车厢的BMS发送高压上电指令，各个车厢中的BMS根据高压上电指令控制各自车厢的充电回路中的充电接触器断开，使得各个车厢的充电回路断开，并控制各自车厢的牵引回路中的牵引预充接触器KM21吸合，使得牵引逆变器输入端的大电容进行充电，导致牵引逆变器的输入电压不断增大，与此同时，接收牵引逆变器实时发送的牵引逆变器的输入电压，并将接收到的牵引逆变器的输入电压与预设电压阈值(例如，车厢动力电池电压值的90％)进行比较，当牵引逆变器的输入电压大于预设电压阈值时，则先吸合牵引工作支路的牵引接触器KM12，再断开牵引预充支路的牵引预充接触器KM11，使得各个车厢的牵引回路处于导通状态，可以理解的，牵引预充支路用于保证牵引接触器KM12闭合时没有冲击电流存在，进而保护用电设备不被毁坏。由于列车处于充电状态时，各个车厢的DC回路均处于导通状态，因此，当各个车厢的牵引回路处于导通状态时，列车完成高压上电。
另一种可能的实施方式中，在调度指令为立即调度指令的情况下，各个车厢中的BMS控制各自车厢(未满电车厢)的充电回路中的充电接触器断开，使得各个车厢的充电回路断开，并通过各自车厢的车厢通讯模块以及各自对应的线路通讯模块向充电服务器发送升弓指令，充电服务器将升弓指令发送至充电弓控制器，充电弓控制器根据升弓指令控制各个车厢对应的充电弓上升，并向信号系统发送充电弓升弓状态，信号系统将充电弓升弓状态发送至车辆控制器，车辆控制器在确认与各个车厢相连的充电弓均升弓到位的情况下，向各个车厢的BMS发送高压上电指令，各个车厢的BMS根据高压上电指令控制各自车厢的牵引回路中的牵引预充接触器KM21吸合，使得牵引逆变器输入端的大电容进行充电，导致牵引逆变器的输入电压不断增大，与此同时，接收牵引逆变器实时发送的牵引逆变器的输入电压，并将接收到的牵引逆变器的输入电压与预设电压阈值(例如，车厢动力电池电压值的90％)进行比较，当牵引逆变器的输入电压大于预设电压阈值时，则先吸合牵引工作支路的牵引接触器KM12，再断开牵引预充支路的牵引预充接触器KM11，使得各个车厢的牵引回路处于导通状态。由于列车处于充电状态时，各个车厢的DC回路均处于导通状态，因此，当各个车厢的牵引回路处于导通状态时，列车完成高压上电。
此外，若列车充电控制装置检测到高压上电失败后进行故障提示，从而使得工作人员可以根据该故障提示通过控制台中的高压上电按钮进行人工高压上电。
在本申请实施中，列车充电控制装置202在充电过程中根据接收到的调度指令执行相应的操作，使充电与调度无缝衔接，缩短了列车调度时间，提高了列车运营效率，此外，由于在整个充电过程中，列车各个车厢的牵引回路均处于断开状态，从而避免列车在整个立即发车过程出现动车的情况，进而提高列车在立即发车过程的安全性。
请参见图5，是本申请实施例提供的一种列车充电控制方法的流程示意图。如图5所示，该方法实施例包括如下步骤：
S201，信号系统在确认列车处于即将发车序列的情况下，向列车充电控制装置发送即将调度指令。
具体的，若即将发车序列中包含该列车的列车号，则信号系统根据该列车的列车号向列车充电控制装置发送即将调度指令。
S202，列车充电控制装置根据即将调度指令开始检测各个车厢中是否存在充满电车厢。
具体的，列车中的车辆控制器接收即将调度指令后，向各个车厢中的BMS发送即将调度指令，各个车厢中的BMS根据即将调度指令开始检测各自车厢动力电池的当前电池荷电状态值，将各自车厢动力电池的当前电池荷电状态值与车厢动力电池充满电时的电池荷电状态值进行比较，若各自车厢动力电池的当前电池荷电状态值与车厢动力电池充满电时的电池荷电状态值一致，则将该车厢确定为充满电车厢，示例性的，若第一节车厢动力电池的当前电池荷电状态值为100％，则第一节车厢的BMS将该车厢确定为充满电车厢；若各自车厢动力电池的当前电池荷电状态值与车厢动力电池充满电时的电池荷电状态值不一致，则将该车厢确定为未充满电车厢，并控制该未充满电车厢继续充电，示例性的，若第三节车厢动力电池的当前电池荷电状态值为80％，则第三节车厢的BMS将该车厢确定为未充满电车厢，并控制该车厢继续充电。
S203，在各个车厢中存在充满电车厢的情况下，列车充电控制装置控制充满电车厢的充电回路断开。
请再参见图2，如图2所示，列车各个车厢均包括各自车厢的充电回路，并且，在列车处于充电状态下，所述列车各个车厢的充电回路处于导通状态，所述各个车厢的充电回路用于将充电站输出的电流分别输入各自的车厢动力电池。
具体的，在各个车厢中存在充满电车厢的情况下，充满电车厢中的BMS控制充满电车厢的充电回路中的充电接触器断开，使得充满电车厢的充电回路处于断开状态。之后执行步骤S204。
S204，列车充电控制装置向充电站发送第一升弓指令。
具体的，充满电车厢中的BMS通过各自车厢的车厢通讯模块以及各自对应的线路通讯模块向充电服务器发送第一升弓指令。
S205，充电站根据第一升弓指令控制与充满电车厢相连的充电弓上升。
具体的，充电服务器将接收到的第一升弓指令发送至充电弓控制器，充电弓控制器根据第一升弓指令中包含的充满电车厢的车厢号控制与充满电车厢相连的充电弓上升。
S206，充电站向信号系统发送第一升弓状态。
具体的，充电弓控制器向充电服务器发送第一升弓状态，充电服务器将第一升弓状态发送至信号系统。
S207，信号系统向列车充电控制装置发送第一升弓状态。
具体的，信号系统将接收到的第一升弓状态发送至车辆控制器。
S208，在确认各个车厢均充满电以及与各个车厢相连的充电弓均升弓到位的情况下，列车充电控制装置控制各个车厢的牵引回路导通。
具体的，请再参见图4，如图4所示，车辆控制器在确认各个车厢均充满电以及与各个车厢相连的充电弓的升弓状态均为升弓成功的情况下，向各个车厢的BMS发送高压上电指令，各个车厢中的BMS根据高压上电指令控制各自车厢的牵引回路中的牵引预充接触器KM21吸合，使得牵引逆变器输入端的大电容进行充电，导致牵引逆变器的输入电压不断增大，与此同时，接收牵引逆变器实时发送的牵引逆变器的输入电压，并将接收到的牵引逆变器的输入电压与预设电压阈值(例如，车厢动力电池电压值的90％)进行比较，当牵引逆变器的输入电压大于预设电压阈值时，则先吸合牵引工作支路的牵引接触器KM12，再断开牵引预充支路的牵引预充接触器KM11，使得各个车厢的牵引回路均处于导通状态。
S209，在确认列车发车准备完成后，列车充电控制装置向信号系统发送发车准备完成消息。
具体的，若各个车厢的充电回路均处于断开状态，牵引回路均处于导通状态，并且接收的充电弓升弓状态为充电弓均已升弓到位，则车辆控制器确认列车发车准备完成，并向信号系统发送发车准备完成消息。
S210，在确认列车发车准备完成以及列车处于立即发车序列的情况下，信号系统向列车充电控制装置发送发车指令。
S211，列车充电控制装置根据发车指令控制列车运行。
具体的，列车中的车辆控制器接收发车指令，并根据该发车指令携带的运行路线运行。
在本申请实施中，列车充电控制装置在充电过程中根据接收到的调度指令执行相应的操作，使充电与调度无缝衔接，缩短了列车调度时间，提高了列车运营效率，此外，由于在整个充电过程中，列车各个车厢的牵引回路均处于断开状态，从而避免列车在整个立即发车过程出现动车的情况，进而提高列车在立即发车过程的安全性。
请参见图6，是本申请实施例提供的一种列车充电控制方法的流程示意图。如图6所示，该方法实施例包括如下步骤：
S301，信号系统在确认列车处于即将发车序列的情况下，向列车充电控制装置发送即将调度指令。
S302，列车充电控制装置根据即将调度指令开始检测各个车厢中是否存在充满电车厢。
S303，在各个车厢中存在充满电车厢的情况下，列车充电控制装置控制充满电车厢的充电回路断开。
S304，列车充电控制装置向充电站发送第一升弓指令。
S305，充电站根据第一升弓指令控制与充满电车厢相连的充电弓上升。
这里，步骤S301-步骤S305的具体实现方式可参考图5对应的实施例中步骤S201-步骤S205的描述，此处不再赘述。
S306，充电站向信号系统发送第一升弓状态。
S307，信号系统向列车充电控制装置发送第一升弓状态。
S308，信号系统在确认列车处于立即发车序列的情况下，向列车充电控制装置发送立即调度指令。
S309，列车充电控制装置根据立即调度指令控制正在充电车厢的充电回路断开。
具体的，列车中的车辆控制器在接收到立即调度指令后，向各个车厢的BMS发送立即调度指令，未充满电车厢根据立即调度指令控制各自车厢的充电回路中的充电接触器断开，使得未充满电车厢的充电回路断开。之后，执行步骤S312。
S310，列车充电控制装置向充电站发送升弓指令。
S311，充电站根据升弓指令控制与正在充电车厢相连的充电弓上升。
具体的，充电服务器通过线路通讯模块接收升弓指令，并将该升弓指令发送至充电弓控制器，充电弓控制器根据升弓指令中包含的正在充电车厢的车厢号控制与正在充电车厢相连的充电弓上升。
S312，充电站向信号系统发送充电弓升弓状态。
S313，信号系统向列车充电控制装置发送充电弓升弓状态。
S314，在确认与各个车厢相连的充电弓均升弓到位的情况下，列车充电控制装置控制各个车厢的牵引回路导通。
具体的，请再参见图4，如图4所示，列车中的车辆控制器在接收到信号系统在步骤S307中发送的第一升弓状态以及在步骤S313中发送的充电弓升弓状态均为充电弓升弓成功的情况下，向各个车厢的BMS发送高压上电指令，各个车厢的BMS根据该高压上电指令控制各自车厢的牵引回路中的牵引预充接触器KM21吸合，使得牵引逆变器输入端的大电容进行充电，导致牵引逆变器的输入电压不断增大，与此同时，接收牵引逆变器实时发送的牵引逆变器的输入电压，并将接收到的牵引逆变器的输入电压与预设电压阈值(例如，车厢动力电池电压值的90％)进行比较，当牵引逆变器的输入电压大于预设电压阈值时，则先吸合牵引工作支路的牵引接触器KM12，再断开牵引预充支路的牵引预充接触器KM11，使得各个车厢的牵引回路均处于导通状态。
S315，在确认列车发车准备完成后，列车充电控制装置向信号系统发送发车准备完成消息。
具体的，若各个车厢的充电回路均处于断开状态，牵引回路均处于导通状态，并且接收的充电弓升弓状态为充电弓均已升弓到位，则列车中的车辆控制器确认列车发车准备完成，并向信号系统发送发车准备完成消息。
S316，在确认列车发车准备完成的情况下，信号系统向列车充电控制装置发送发车指令。
S317，列车充电控制装置根据发车指令控制列车运行。
在本申请实施中，列车充电控制装置在充电过程中根据接收到的调度指令执行相应的操作，使充电与调度无缝衔接，缩短了列车调度时间，提高了列车运营效率，此外，由于在整个充电过程中，列车各个车厢的牵引回路均处于断开状态，从而避免列车在整个立即发车过程出现动车的情况，进而提高列车在立即发车过程的安全性。
下面结合附图对本申请的一种列车充电控制装置进行说明，请参见图7，是本申请实施例提供的一种列车充电控制装置的结构示意图。如图7所示，如图7所示，该列车充电控制装置包括接收模块71、判断模块72和控制模块73。
接收模块71，用于在列车处于充电状态下，接收信号系统发送的调度指令；在列车处于充电状态下，所述列车各个车厢的充电回路处于导通状态，所述各个车厢的牵引回路处于断开状态，所述各个车厢的充电回路用于向各自的车厢动力电池进行充电，所述各个车厢的牵引回路用于向各自车厢的行驶动力模块进行供电；
判断模块72，用于根据所述调度指令判断所述列车是否满足立即调度条件，所述立即调度条件为所述调度指令为立即调度指令，或者所述立即调度条件为所述调度指令为即将调度指令并且所述各个车厢均充满电；
控制模块73，用于在满足所述立即调度条件的情况下，控制所述各个车厢中正在充电车厢的充电回路断开以及所述各个车厢的牵引回路导通，并向所述充电站发送升弓指令，以使所述充电站控制与所述正在充电车厢相连的充电弓升弓。
可选的，所述调度指令为立即调度指令；
所述装置还包括：第一控制模块74。
所述第一控制模块74，包括：
接收单元741，用于接收所述信号系统发送的即将调度指令；
第一开始检测单元742，用于根据所述即将调度指令开始检测所述各个车厢中是否存在充满电车厢；
第一控制发送单元743，用于在所述各个车厢中存在所述充满电车厢的情况下，控制所述充满电车厢的充电回路断开，并向所述充电站发送第一升弓指令，以使所述充电站控制与所述充满电车厢相连的充电弓升弓。
可选的，所述调度指令为即将调度指令；
所述装置还包括：第二控制模块75。
所述第二控制模块75，包括：
第二开始检测单元751，用于根据所述即将调度指令开始检测所述各个车厢中是否存在充满电车厢；
第二控制发送单元752，用于在所述各个车厢中存在所述充满电车厢的情况下，控制所述充满电车厢的充电回路断开，并向所述充电站发送第一升弓指令，以使所述充电站控制与所述充满电车厢相连的充电弓升弓。
可选的，所述装置还包括：充电同步控制模块76。
所述充电同步控制模块76，包括：
剩余时长计算单元761，用于根据所述各个车厢动力电池的当前电池荷电状态值和当前充电电流，计算所述各个车厢动力电池的剩余充电时长；
计算发送单元762，用于根据所述各个车厢动力电池的剩余充电时长，计算得到所述各个车厢动力电池的同步充电电流，并向所述充电站发送充电需求报文携带所述各个车厢动力电池的同步充电电流，以使所述充电站向所述各个车厢动力电池输出对应的同步充电电流。
可选的，所述正在充电车厢的充电回路包括充电接触器，所述各个车厢的牵引回路包括各自车厢的牵引预充支路、牵引工作支路、牵引逆变器和车厢动力电池，所述牵引预充支路和所述牵引工作支路分别连接所述牵引逆变器，分别用于将所述各个车厢动力电池的电压输入各自车厢的牵引逆变器；
所述控制模块73，包括：
断开导通检测单元731，用于控制所述正在充电车厢的充电接触器断开，并控制所述各个车厢的牵引预充支路导通，并检测各个车厢的牵引逆变器的输入电压；
控制导通单元732，用于在所述各个车厢的牵引逆变器的输入电压大于预设电压阈值的情况下，控制所述各个车厢的牵引预充支路断开并控制所述各个车厢的牵引工作支路导通。
可选的，所述装置还包括：运行模块77。
所述运行模块77，用于在确认所述各个车厢的充电回路处于断开状态，所述各个车厢的牵引回路处于导通状态，并且，与所述各个车厢相连的充电弓升弓到位的情况下，向所述信号系统发送发车准备完成消息，以使所述信号系统在确认所述列车发车准备完成以及所述列车处于立即发车序列的情况下，向所述列车发送发车指令；接收所述发车指令，并根据所述发车指令运行。
可以理解的，该列车充电控制装置7用于实现图3、图5和图6实施例中列车所执行的步骤。关于图7的列车充电控制装置7包括的功能块的具体实现方式及相应的有益效果，可参考前述图3、图5和图6的实施例的具体介绍，这里不赘述。
上述图7所示实施例中的列车充电控制装置7可以以图8所示的列车充电控制设备800来实现。请参见图8，是本申请实施例提供的一种列车充电控制的结构示意图。如图8所示，上述列车充电控制设备800可以包括列车充电控制装置801、充电回路802和牵引回路803。上述充电回路802和上述牵引回路803连接至列车充电控制装置801，其中：
上述列车充电控制装置801，用于在列车处于充电状态下，接收信号系统发送的调度指令；在列车处于充电状态下，所述列车各个车厢的充电回路处于导通状态，所述各个车厢的牵引回路处于断开状态，所述各个车厢的充电回路用于向各自的车厢动力电池进行充电，所述各个车厢的牵引回路用于向各自的车厢行驶动力模块进行供电；
上述列车充电控制装置801，用于根据所述调度指令判断所述列车是否满足立即调度条件，所述立即调度条件为所述调度指令为立即调度指令，或者所述立即调度条件为所述调度指令为即将调度指令并且所述各个车厢均充满电；
上述列车充电控制装置801，用于在满足所述立即调度条件的情况下，控制所述各个车厢中正在充电车厢的充电回路断开以及所述各个车厢的牵引回路导通，并向所述充电站发送升弓指令，以使所述充电站控制与所述正在充电车厢相连的充电弓升弓。
可选的，所述调度指令为立即调度指令；
上述列车充电控制装置801，用于接收所述信号系统发送的即将调度指令；
根据所述即将调度指令开始检测所述各个车厢中是否存在充满电车厢；
在所述各个车厢中存在所述充满电车厢的情况下，控制所述充满电车厢的充电回路断开，并向所述充电站发送第一升弓指令，以使所述充电站控制与所述充满电车厢相连的充电弓升弓。
可选的，所述调度指令为即将调度指令；
上述列车充电控制装置801，用于根据所述即将调度指令开始检测所述各个车厢中是否存在充满电车厢；
在所述各个车厢中存在所述充满电车厢的情况下，控制所述充满电车厢的充电回路断开，并向所述充电站发送第一升弓指令，以使所述充电站控制与所述充满电车厢相连的充电弓升弓。
上述列车充电控制装置801，用于根据所述各个车厢动力电池的当前电池荷电状态值和当前充电电流，计算所述各个车厢动力电池的剩余充电时长；
根据所述各个车厢动力电池的剩余充电时长，计算得到所述各个车厢动力电池的同步充电电流，并向所述充电站发送充电需求报文携带所述各个车厢动力电池的同步充电电流，以使所述充电站向所述各个车厢动力电池输出对应的同步充电电流。
可选的，所述正在充电车厢的充电回路包括充电接触器，所述各个车厢的牵引回路包括各自车厢的牵引预充支路、牵引工作支路、牵引逆变器和车厢动力电池，所述牵引预充支路和所述牵引工作支路分别连接所述牵引逆变器，分别用于将所述各个车厢动力电池的电压输入各自车厢的牵引逆变器；
可选的，上述列车充电控制装置801，用于所述列车控制所述正在充电车厢的充电接触器断开，并控制所述各个车厢的牵引预充支路导通，并检测各个车厢的牵引逆变器的输入电压；
在所述各个车厢的牵引逆变器的输入电压大于预设电压阈值的情况下，所述列车控制所述各个车厢的牵引预充支路断开并控制所述各个车厢的牵引工作支路导通。
可选的，上述列车充电控制装置801，还用于在确认所述各个车厢的充电回路处于断开状态，所述各个车厢的牵引回路处于导通状态，并且，与所述各个车厢相连的充电弓升弓到位的情况下，向所述信号系统发送发车准备完成消息，以使所述信号系统在确认所述列车发车准备完成以及所述列车处于立即发车序列的情况下，向所述列车发送发车指令；接收所述发车指令，并根据所述发车指令运行。
本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选的还包括没有列出的步骤或单元，或可选的还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本申请中，“A和/或B”是指下述情况之一：A，B，A和B。“……中至少一个”是指所列出的各项或者任意数量的所列出的各项的任意组合方式，例如，“A、B和C中至少一个”是指下述情况之一：A，B，C，A和B，B和C，A和C，A、B和C这七种情况中的任一种。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
本申请实施例提供的方法及相关装置是参照本申请实施例提供的方法流程图和/或结构示意图来描述的，具体可由计算机程序指令实现方法流程图和/或结构示意图的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。这些计算机程序指令可提供到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或结构示意图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或结构示意图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或结构示意一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种列车充电控制方法，其特征在于，包括：
在列车处于充电状态下，所述列车各个车厢的充电回路处于导通状态，所述各个车厢的牵引回路处于断开状态，所述各个车厢的充电回路用于向各自的车厢动力电池进行充电，所述各个车厢的牵引回路用于向各自的车厢行驶动力模块进行供电；
接收信号系统发送的调度指令；
根据所述调度指令判断所述列车是否满足立即调度条件；
在满足所述立即调度条件的情况下，控制所述各个车厢中正在充电车厢的充电回路断开以及所述各个车厢的牵引回路导通，并向充电站发送升弓指令，以使所述充电站控制与所述正在充电车厢相连的充电弓升弓。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述立即调度条件为所述调度指令为立即调度指令，或者所述立即调度条件为所述调度指令为即将调度指令并且所述各个车厢均充满电。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调度指令为立即调度指令；
接收信号系统发送的立即调度指令之前，还包括：
所述列车接收所述信号系统发送的即将调度指令；
根据所述即将调度指令开始检测所述各个车厢中是否存在充满电车厢；
在所述各个车厢中存在所述充满电车厢的情况下，控制所述充满电车厢的充电回路断开，并向所述充电站发送第一升弓指令，以使所述充电站控制与所述充满电车厢相连的充电弓升弓。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调度指令为即将调度指令；
接收信号系统发送的即将调度指令之后，还包括：
根据所述即将调度指令开始检测所述各个车厢中是否存在充满电车厢；
在所述各个车厢中存在所述充满电车厢的情况下，控制所述充满电车厢的充电回路断开，并向所述充电站发送第一升弓指令，以使所述充电站控制与所述充满电车厢相连的充电弓升弓。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收信号系统发送的调度指令之前，包括：
根据所述各个车厢动力电池的当前电池荷电状态值和当前充电电流，计算所述各个车厢动力电池的剩余充电时长；
根据所述各个车厢动力电池的剩余充电时长，计算得到所述各个车厢动力电池的同步充电电流，并向所述充电站发送充电需求报文携带所述各个车厢动力电池的同步充电电流，以使所述充电站向所述各个车厢动力电池输出对应的同步充电电流。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正在充电车厢的充电回路包括充电接触器，所述各个车厢的牵引回路包括各自车厢的牵引预充支路、牵引工作支路、牵引逆变器和车厢动力电池，所述牵引预充支路和所述牵引工作支路分别连接所述牵引逆变器，分别用于将所述各个车厢动力电池的电压输入各自车厢的牵引逆变器；
所述控制所述各个车厢中正在充电车厢的充电回路断开以及所述各个车厢的牵引回路导通，包括：
控制所述正在充电车厢的充电接触器断开，并控制所述各个车厢的牵引预充支路导通，并检测各个车厢的牵引逆变器的输入电压；
在所述各个车厢的牵引逆变器的输入电压大于预设电压阈值的情况下，控制所述各个车厢的牵引预充支路断开并控制所述各个车厢的牵引工作支路导通。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在确认所述各个车厢的充电回路处于断开状态，所述各个车厢的牵引回路处于导通状态，并且，与所述各个车厢相连的充电弓升弓到位的情况下，向所述信号系统发送发车准备完成消息，以使所述信号系统在确认所述列车发车准备完成以及所述列车处于立即发车序列的情况下，向所述列车发送发车指令；
接收所述发车指令，并根据所述发车指令运行。
8.一种列车充电控制设备，其特征在于，所述列车充电控制设备包括充电回路、牵引回路和列车充电控制装置，其中：
在列车处于充电状态下，所述列车各个车厢的充电回路处于导通状态，所述各个车厢的牵引回路处于断开状态，所述各个车厢的充电回路用于向各自的车厢动力电池进行充电，所述各个车厢的牵引回路用于向各自的车厢行驶动力模块进行供电；
所述列车充电控制装置用于接收信号系统发送的调度指令；
所述列车充电控制装置用于根据所述调度指令判断所述列车是否满足立即调度条件，所述立即调度条件为所述调度指令为即将调度指令并且所述各个车厢均充满电，或者所述立即调度条件为所述调度指令为立即调度指令；
所述列车充电控制装置用于在满足所述立即调度条件的情况下，控制所述各个车厢中正在充电车厢的充电回路断开以及所述各个车厢的牵引回路导通，并向充电站发送升弓指令，以使所述充电站控制与所述正在充电车厢相连的充电弓升弓。
9.一种列车，其特征在于，所述列车包括如权利要求8所述的列车充电控制设备和车厢行驶动力模块。
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