CN113829927B - 列车的控制方法、列车及列车充电系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种列车的控制方法，该方法包括：列车各节车厢的BMS接收车辆控制器发送的充电通知指令；BMS根据充电通知指令进行充电准备；充电准备包括在列车处于高压上电状态下，控制牵引回路停止向车厢动力行驶模块供电，或在列车处于低压上电状态下，控制DC回路导通，其中，在列车处于高压上电状态下，DC回路和牵引回路均处于导通状态，在列车处于低压上电状态下，DC回路和牵引回路均处于断开状态；BMS在确认充电准备完成后，通过车厢通讯模块向充电站发送充电请求报文。采用本申请，可以在列车处于高压充电模式时，提高列车在充电阶段的安全性；在列车处于低压充电模式下，保证低压储能电池电量充足。

Description

列车的控制方法、列车及列车充电系统的控制方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车的控制方法、列车及列车充电系统的控制方法。

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越来越受关注，而现有的充电技术主要分为两种模式，在列车处于高压模式时，存在充电过程中出现动车的情况，此外，在列车处于低压供电模式时，列车在整个充电过程均是由储能电池向车厢低压负载供电，但储能电池存储的电量有限，存在储能电池电量不足导致充电过程无法完成的情况。

发明内容

本申请实施例提供一种列车的控制方法、列车及列车充电系统的控制方法，以期在列车处于高压充电模式时，提高列车在充电阶段的安全性；在列车处于低压充电模式时，保证储能电池电量充足。

第一方面，为本申请实施例提供了一种列车的控制方法，所述列车包括车辆控制器以及至少一节车厢，所述至少一节车厢中的各节车厢包括BMS电池管理系统、DC直流回路、牵引回路以及车厢通讯模块，其中，所述DC回路用于将车厢动力电池的电压降压后输入车厢低压负载，所述牵引回路用于将所述车厢动力电池的电压逆变后输入车厢动力行驶模块；

所述方法包括：

所述BMS接收所述车辆控制器发送的充电通知指令；

所述BMS根据所述充电通知指令进行充电准备；

所述充电准备包括在列车处于高压上电状态下，控制所述牵引回路停止向所述车厢动力行驶模块供电，或在列车处于低压上电状态下，控制所述DC回路导通，其中，在列车处于高压上电状态下，所述DC回路和所述牵引回路均处于导通状态，在列车处于低压上电状态下，所述DC回路和所述牵引回路均处于断开状态；

所述BMS在确认所述充电准备完成后，通过所述车厢通讯模块向充电站发送充电请求报文，所述充电请求报文用于所述充电站与所述BMS进行握手辨识。

第二方面，为本申请实施例提供了一种列车，所述列车包括车辆控制器以及至少一节车厢，所述至少一节车厢中的各节车厢包括BMS电池管理系统、DC直流回路、牵引回路以及车厢通讯模块，所述DC回路用于将车厢动力电池的电压降压后输入车厢低压负载，所述牵引回路用于将所述车厢动力电池的电压逆变后输入车厢动力行驶模块，其中：

所述BMS用于接收所述车辆控制器发送的充电通知指令；

所述BMS用于根据所述充电控制指令进行充电准备；

所述充电准备包括在列车处于高压上电状态下，控制所述牵引回路停止向所述车厢动力行驶模块供电，或在列车处于低压上电状态下，控制所述DC回路导通，其中，在列车处于高压上电状态下，所述DC回路和所述牵引回路均处于导通状态，在列车处于低压上电状态下，所述DC回路和所述牵引回路均处于断开状态；

所述BMS还用于在确认所述充电准备完成后，通过所述车厢通讯模块向充电站发送充电请求报文，所述充电请求报文用于所述充电站与所述BMS进行握手辨识。

第三方面，为本申请实施例提供了一种列车充电系统的控制方法，所述列车充电系统包括列车和充电站，所述列车包括车辆控制器以及至少一节车厢，所述至少一节车厢中的各节车厢包括BMS电池管理系统、DC直流回路、牵引回路、车厢通讯模块以及车厢受流器，其中，所述DC回路用于将车厢动力电池的电压降压后输入车厢低压负载，所述牵引回路用于将所述车厢动力电池的电压逆变后输入车厢动力行驶模块，所述充电站包括至少一个充电弓；

所述方法包括：

所述BMS接收所述车辆控制器发送的充电通知指令；

所述BMS根据所述充电通知指令进行充电准备；

所述充电准备包括在列车处于高压上电状态下，控制所述牵引回路停止向所述车厢动力行驶模块供电，或在列车处于低压上电状态下，控制所述DC回路导通，其中，在列车处于高压上电状态下，所述DC回路和所述牵引回路均处于导通状态，在列车处于低压上电状态下，所述DC回路和所述牵引回路均处于断开状态；

所述BMS在确认所述充电准备完成后，通过所述车厢通讯模块向所述充电站发送充电请求报文；

所述充电站根据所述充电请求报文控制对应的充电弓降弓；

所述充电站在确认所述充电弓与对应的车厢受流器的连接状态为正常连接的情况下，与所述BMS进行握手辨识；

所述充电站在与所述BMS辨识成功的情况下，对所述列车充电。

第四方面，为本申请实施例提供了一种列车充电系统，所述列车充电系统包括列车和充电站，所述列车包括车辆控制器以及至少一节车厢，所述至少一节车厢中的各节车厢包括BMS电池管理系统、DC直流回路、牵引回路、车厢通讯模块以及车厢受流器，所述DC回路用于将车厢动力电池的电压降压后输入车厢低压负载，所述牵引回路用于将所述车厢动力电池的电压逆变后输入车厢动力行驶模块，所述充电站包括至少一个充电弓，其中：

所述BMS用于接收所述车辆控制器发送的充电通知指令；

所述BMS用于根据所述充电控制指令进行充电准备；

所述充电准备包括在列车处于高压上电状态下，控制所述牵引回路停止向所述车厢动力行驶模块供电，或在列车处于低压上电状态下，控制所述DC回路导通，其中，在列车处于高压上电状态下，所述DC回路和所述牵引回路均处于导通状态，在列车处于低压上电状态下，所述DC回路和所述牵引回路均处于断开状态；

所述BMS还用于在确认所述充电准备完成后，通过所述车厢通讯模块向所述充电站发送充电请求报文；

所述充电站用于根据所述充电请求报文控制对应的充电弓降弓；

所述充电站用于在确认所述充电弓与对应的车厢受流器的连接状态为正常连接的情况下，与所述BMS进行握手辨识；

所述充电站还用于在与所述BMS辨识成功的情况下，对所述列车充电。

在本申请实施例中，BMS接收车辆控制器发送的充电通知指令；BMS根据充电通知指令进行充电准备；充电准备包括在列车处于高压上电状态下控制牵引回路停止向车厢动力行驶模块供电，或在列车处于低压上电状态下控制DC回路导通，其中，在列车处于高压上电状态下，DC回路和牵引回路均处于导通状态，在列车处于低压上电状态下，DC回路和牵引回路均处于断开状态；BMS在确认充电准备完成后，通过车厢通讯模块向充电站发送充电请求报文，充电请求报文用于充电站与BMS进行握手辨识。采用本申请，可以在列车处于高压充电模式时，提高列车在充电阶段的安全性；在列车处于低压充电模式下，保证储能电池电量充足。

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系统的控制方法的场景示意图；

图2是本申请实施例提供的一种列车充电系统的系统架构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种列车充电系统的控制方法的流程示意图；

图4是本申请实施例提供的一种列车各个车厢的牵引回路以及DC回路的原理图；

图5是本申请实施例提供的一种显示待充电列车的VIN的人机交互界面示意图；

图6是本申请实施例提供的一种列车充电系统的控制方法的流程示意图。

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系统的控制方法的场景示意图。如图1所示，该列车充电系统包括列车10和设置在地面的充电站11，其中，列车10包括第一车厢100、第二车厢101和第三车厢102；充电站11包括充电弓110、充电弓111和充电弓112。

为了方便描述一种列车充电系统的控制方法的场景，请参见图2，是本申请实施例提供的一种列车充电系统的系统架构示意图。如图2所示，列车充电系统2包括列车21(图1中的列车10)和充电站22(图1中的充电站11)，列车21包括车辆控制器211和n节车厢，其中，n为大于等于1的正整数，这里，以第一车厢为例进行介绍，第一车厢(图1中的第一车厢100)包括电池管理系统(Battery Management System，BMS)212、直流(Direct Current，DC)回路213、牵引回路214、车厢通讯模块215、车厢受流器216和射频标签217，其中，BMS212分别与车辆控制器211和车厢通讯模块215相连，此外，BMS212通过通讯线束分别与DC回路213和牵引回路214相连，DC回路213用于将车厢动力电池的电压降压后输入车厢低压负载，牵引回路214用于将所述车厢动力电池的电压逆变后输入车厢行驶动力模块；车厢通信模块215用于提供无线通信连接；车厢受流器216用于在列车21需要充电的时候，与充电弓电连接；射频标签217设置在列车21上，标签上存储有该列车的车辆信息，车辆信息包括运行方向和车辆识别码，需要说明的是，射频标签217可以每节车厢都设置一个，也可以头车和尾车各一个，在此设置方式不做限制；充电站22包括充电弓221和线路通讯模块222，其中，充电弓221包括充电弓1，…，充电弓n；线路通讯模块222包括线路通讯模块1，…，线路通讯模块n。

下面结合图1和图2，分别按照列车处于高压上电状态和列车处于低压上电状态的顺序，对一种列车充电系统的控制方法的场景进行说明。

一种可能的实施方式中，列车10在充电位停准停稳后，充电人员通过操作停车制动旋钮，使列车10处于停车制动施加状态，并通过操作控制台中的高压上电按钮，使列车10处于高压上电状态，即各节车厢的DC回路和牵引回路均处于导通状态，此时，充电人员打开充电旋钮，车辆控制器211接收充电人员通过打开充电旋钮发送的充电信号。

进一步地，列车10在通过充电人员操作控制台中的高压上电按钮，使列车10处于高压上电状态后，将工作模式切换为自动模式，在调度系统确认该列车处于需要充电序列的情况下，向信号系统发送列车需要充电消息，信号系统根据列车需要充电消息向列车发送充电位运行指令，列车10根据充电位运行指令运行到预设充电位，信号系统在检测到列车10位于预设充电位后，向列车10发送充电信号。

车辆控制器211接收到充电信号后，控制各节车厢的低压继电器吸合，使得各节车厢的储能电池向各自车厢通讯模块供电，并且，车辆控制器211向各节车厢的BMS发送充电通知指令和充电请求报文，这里，以第一车厢100为例，BMS212在接收到充电通知指令后，根据充电通知指令控制牵引回路214不再工作，使得列车10在充电过程中无法动车，之后，BMS212将接收到的充电请求报文通过车厢通讯模块215发送至充电站22，充电站22通过线路通讯模块222中的线路通讯模块1接收到该充电请求报文后，控制充电弓221下降，并在检测到充电弓221中与第一节车厢100对应的充电弓110与车厢受流器216之间连接正常的情况下，充电站22通过线路通讯模块222和车厢通讯模块215与BMS212进行握手辨识，并在握手辨识成功的情况下，进入充电参数配置阶段，并在充电参数配置阶段完成后，充电站22根据充电参数配置结果通过充电弓110和车厢受流器216向第一车厢100进行充电。

另一种可能的实施方式中，列车10在充电位停准停稳后，充电人员通过操作停车制动旋钮，使列车10处于停车制动施加状态，并通过操作控制台中的低压上电按钮，使列车10处于低压上电状态，即各节车厢的DC回路和牵引回路均均处于断开状态，此时，充电人员打开充电旋钮，车辆控制器211接收充电人员通过打开充电旋钮发送的充电信号。

进一步地，列车10在通过充电人员操作控制台中的低压上电按钮，使列车10处于低压上电状态后，将工作模式切换为自动模式，在调度系统确认该列车处于需要充电序列的情况下，向信号系统发送列车需要充电消息，信号系统根据列车需要充电消息向列车发送充电位运行指令，列车10根据充电位运行指令运行到预设充电位，信号系统在检测到列车10位于预设充电位后，向列车10发送充电信号。

车辆控制器211在接收到充电信号后，控制各节车厢的低压继电器吸合，使得各节车厢的储能电池向各自车厢通讯模块供电，并且，车辆控制器211向各节车厢的BMS发送充电通知指令和充电请求报文，这里，以第一车厢100为例，BMS212在接收到充电通知指令后，根据充电通知指令控制DC回路213导通，DC回路214正常工作，车厢低压负载的电源由储能电池变为DC回路214，保证了储能电池电量充足，之后，BMS212将接收到的充电请求报文通过车厢通讯模块215发送至充电站22，充电站22通过线路通讯模块222中的线路通讯模块1接收到该充电请求报文后，控制充电弓221中与第一车厢100对应的充电弓110下降，并在检测到充电弓110与车厢受流器216之间连接正常的情况下，充电站22通过线路通讯模块1和车厢通讯模块215与BMS212进行握手辨识，并在握手辨识成功的情况下，进入充电参数配置阶段，并在充电参数配置阶段完成后，充电站22根据充电参数配置结果通过充电弓110和车厢受流器216向第一车厢100进行充电。

请参见图3，是本申请实施例提供的一种列车充电系统的控制方法的流程示意图。如图1所示，该方法实施例包括如下步骤：

S101，车辆控制器向BMS发送充电通知指令。

具体的，在列车处于高压上电或者低压上电状态下，车辆控制器向各节车厢的BMS发送充电通知指令。

其中，在列车处于高压上电状态下，DC回路和牵引回路均处于导通状态；在列车处于低压上电状态下，各节车厢的DC回路和牵引回路均处于断开状态。。

下面详细介绍列车处于高压上电状态的具体实现过程，请参见图4，是本申请实施例提供的一种列车各个车厢的牵引回路以及DC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；DC回路包括DC预充支路、DC工作支路、DC变换器、DC保险和车厢动力电池，其中，DC预充支路和DC工作支路分别连接DC变换器，分别用于将车厢动力电池的电压输入DC变换器，DC变换器用于将车厢动力电池的电压降压后输出至车厢低压负载，此外，DC预充支路与DC工作支路并联，DC预充支路包括DC预充接触器KM21和预充电阻R，DC工作支路包括DC接触器KM22。

在可选的实施例中，车辆控制器在接收到充电人员通过操作控制台中的高压上电按钮发送的高压上电信号后，控制各节车厢的低压继电器吸合，使得各节车厢的储能电池向各自车厢低压负载供电，之后将该高压上电信号发送至各节车厢的BMS，这里，以第一车厢为例，BMS在接收到高压上电信号后，控制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，BMS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第一预设电压阈值(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第一预设电压阈值时，则BMS吸合牵引工作支路的牵引接触器KM12，并断开牵引预充支路的牵引预充接触器KM11，使得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，进而保护列车充电设备不被毁坏。之后，BMS控制DC回路中的DC预充接触器KM21吸合，使得DC变换器输入端的大电容进行充电，导致DC变换器的输入电压不断增大，与此同时，BMS接收DC变换器实时发送的DC变换器的输入电压，并将接收到的DC变换器的输入电压与第二预设电压阈值(例如，车厢动力电池电压值的90％)进行比较，当DC变换器的输入电压大于第二预设电压阈值时，则BMS吸合DC工作支路的DC接触器KM22，并断开DC预充支路的DC预充接触器KM21，使得DC回路处于导通状态，可以理解的，DC预充支路用于保证DC接触器KM22闭合时没有冲击电流存在，进而保护列车充电设备不被毁坏。此外，当DC回路处于导通状态时，DC回路向储能电池和车厢低压负载供电，储能电池不再向车厢低压负载供电，保证了储能电池电量充足。剩余车厢的BMS根据上述方式使得各自车厢的牵引回路和DC回路均处于导通状态，此时，列车处于高压上电状态。

一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

在确认所述列车的当前状态为静止状态的情况下，所述车辆控制器向所述BMS发送所述充电通知指令。

在可选的实施例中，在列车处于高压上电状态下，当车辆控制器接收到充电人员通过打开充电旋钮发送的充电信号时，车辆控制器检测列车的驻车状态信号、轮速传感器发送的车速信号，以及位置传感器发送的列车与充电位所在的至少一个标识之间的距离，在列车处于停车制动施加状态、车速信号为0km/h以及列车与充电位所在的至少一个标识之间的距离在预设距离范围内的情况下，车辆控制器确认列车当前位于充电位，并且处于静止状态，则车辆控制器控制各节车厢的低压继电器闭合，使得各节车厢的储能电池给各自车厢通讯模块供电，并且，向各节车厢的BMS发送充电通知指令。

下面详细介绍列车处于低压上电状态的具体实现过程，请参见图4。

在可选的实施例中，车辆控制器在接收到充电人员通过操作控制台中的低压上电按钮发送的低压上电信号后，控制各节车厢的低压继电器吸合，使得各节车厢的储能电池向各自车厢低压负载供电，并且，各节车厢的DC回路和牵引回路均处于断开状态，此时，列车处于低压上电状态。

一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

在确认所述列车的当前状态为静止状态的情况下，所述车辆控制器向所述BMS发送所述充电通知指令。

在可选的实施例中，在列车处于低压上电状态下，当车辆控制器接收到充电人员通过打开充电旋钮发送的充电信号时，车辆控制器检测轮速传感器发送的车速信号，以及位置传感器发送的列车与充电位所在的至少一个标识之间的距离，在列车的车速信号为0km/h以及列车与充电位所在的至少一个标识之间的距离在预设距离范围内的情况下，车辆控制器确认列车当前位于充电位，并且处于静止状态，则车辆控制器控制各节车厢的的低压继电器闭合，使得各节车厢的储能电池给各自车厢通讯模块供电，并且，向BMS发送充电请求报文。

S102，BMS根据充电请求指令进行充电准备。

其中，所述充电准备包括在列车处于高压上电状态下，控制所述牵引回路停止向所述车厢动力行驶模块供电，或在列车处于低压上电状态下，控制所述DC回路导通，其中，在列车处于高压上电状态下，所述DC回路和所述牵引回路均处于导通状态，在列车处于低压上电状态下，所述DC回路和所述牵引回路均处于断开状态。

下面分别按照列车处于高压上电状态以及列车处于低压上电状态的情况下，各节车厢的BMS进行充电准备的过程进行介绍。

具体的，在列车处于高压上电状态下，各节车厢的BMS根据充电请求指令控制牵引回路停止向车厢动力行驶模块供电。

一种可能的实施方式中，所述牵引回路包括牵引工作支路，所述牵引工作支路与牵引逆变器相连，用于将所述车厢动力电池的电压输入所述牵引逆变器；

所述控制所述牵引回路停止向所述车厢动力行驶模块供电，包括：

所述BMS断开所述牵引工作支路，使得所述牵引回路断开。

具体的，BMS通过控制牵引接触器断开的方式使牵引回路断开。

另一种可能的实现方式中，所述牵引回路包括牵引逆变器，所述牵引逆变器用于将所述车厢动力电池输出的直流电转换为交流电后输入所述车厢动力行驶模块；

所述控制所述牵引回路停止向所述车厢动力行驶模块供电，还包括：

所述BMS控制所述牵引逆变器处于截止状态。

具体的，各节车厢的BMS向各自车厢的牵引逆变器发送握手成功信号，各节车厢的牵引逆变器在接收到握手成功信号后控制自身关波，此时，各节车厢的牵引逆变器的输出功率为零。

此外，在各节车厢的BMS控制各自车厢的牵引回路停止向各自车厢动力行驶模块供电后，列车由处于高压上电状态变为处于高压充电模式。

具体的，在列车处于低压上电状态下，各节车厢的BMS根据充电请求指令根据充电通知指令控制DC回路导通。

一种可能的实施方式中，所述DC回路包括DC预充支路、DC工作支路和DC变换器，所述DC预充支路和所述DC工作支路分别连接所述DC变换器，分别用于将所述车厢动力电池的电压输入所述DC变换器，所述DC变换器用于将所述车厢动力电池的电压降压后输出至所述车厢低压负载；

所述BMS根据所述充电通知指令控制所述DC回路导通，包括：

所述BMS控制所述DC预充支路导通，并检测所述DC变换器的输入电压；

在所述DC变换器的输入电压大于第二预设电压阈值的情况下，所述BMS控制所述DC预充支路断开并控制所述DC工作支路导通。

其中，第二预设电压阈值可以为车厢动力电池电压值的90％。

在可选的实施例中，请再参见图4，各节车厢的BMS根据充电通知指令控制各自车厢的DC回路中的DC预充接触器KM21吸合，使得DC变换器输入端的大电容进行充电，导致DC变换器的输入电压不断增大，与此同时，各节车厢的BMS接收DC变换器实时发送的DC变换器的输入电压，并将接收到的DC变换器的输入电压与第二预设电压阈值进行比较，当DC变换器的输入电压大于第二预设电压阈值时，则各节车厢的BMS吸合DC工作支路的DC接触器KM22，并断开DC预充支路的DC预充接触器KM21，此时各节车厢的DC回路处于导通状态，各自车厢的储能电池不再向各自车厢低压负载供电，转由各自车厢的DC回路向各自车厢低压负载供电。

另一种可能的实施方式中，所述牵引回路包括牵引逆变器，所述牵引逆变器用于将所述车厢动力电池输出的直流电转化为交流电后输入所述车厢动力行驶模块；

所述方法还包括：

所述BMS根据所述充电通知指令控制所述牵引回路导通，并控制所述牵引逆变器处于截止状态。

进一步地，所述牵引回路包括牵引预充支路、牵引工作支路和所述牵引逆变器，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，分别用于将所述车厢动力电池的电压输入所述牵引逆变器；

所述BMS根据所述充电通知指令控制所述牵引回路导通，包括：

所述BMS控制所述牵引预充支路导通，并检测所述牵引逆变器的输入电压；

在所述牵引逆变器的输入电压大于第一预设电压阈值的情况下，所述BMS控制所述牵引预充支路断开并控制所述牵引工作支路导通。

其中，第一预设电压阈值可以为车厢动力电池电压值的90％。

在可选的实施例中，请再参见图4，各节车厢的BMS在接收到充电通知指令后，根据充电通知指令控制各自车厢的DC回路中的DC预充接触器KM21吸合，使得DC变换器输入端的大电容进行充电，导致DC变换器的输入电压不断增大，与此同时，各自车厢的BMS接收DC变换器实时发送的DC变换器的输入电压，并将接收到的DC变换器的输入电压与第二预设电压阈值进行比较，当DC变换器的输入电压大于第二预设电压阈值时，则各节车厢的BMS吸合DC工作支路的DC接触器KM22，并断开DC预充支路的DC预充接触器KM21，此时各节车厢的DC回路处于导通状态，各自车厢的储能电池不再向各自车厢低压负载供电，转由各自车厢的DC回路向各自车厢低压负载供电。并且，各节车厢的BMS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，各节车厢的BMS检测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第一预设电压阈值进行比较，当牵引逆变器的输入电压大于第一预设电压阈值时，则各节车厢的BMS吸合各自车厢的牵引工作支路的牵引接触器KM12，并断开各自车厢中牵引预充支路的牵引预充接触器KM11，此时各自车厢的牵引回路处于导通状态，各自车厢的BMS向各自车厢的牵引逆变器发送握手成功信号，各自车厢的牵引逆变器根据该握手成功信号控制自身关波，使得各节车厢的牵引逆变器关波，此时，各节车厢的牵引逆变器的输出功率为0，各节车厢的车厢动力电池不再向各自车厢动力行驶模块供电。

此外，在各节车厢的BMS控制各自车厢的DC回路导通后，列车由处于低压上电状态变为处于低压充电模式。

S103，车辆控制器向BMS发送充电请求报文。

具体的，车辆控制器在接收到充电人员通过打开充电旋钮发送的充电信号的情况下，向各节车厢的BMS发送充电请求报文。

S104，BMS在确认充电准备完成后，向充电站发送充电请求报文。

具体的，在列车处于高压上电状态下，各节车厢的BMS在确认各自车厢的牵引回路不工作的情况下，向充电站发送充电请求报文；在列车处于低压上电状态下，各节车厢的BMS在确认各自车厢的DC回路导通的情况下，BMS通过车厢通讯模块向充电站发送充电请求报文。

其中，所述充电请求报文用于所述充电站与所述BMS进行握手辨识。

在执行步骤S104之前，充电站分别与各个车厢建立通讯连接。

具体的，请再参见图2，如图2所示，充电站还包括射频模块、充电控制器、和充电服务器，其中，充电服务器分别与射频模块和充电控制器相连。

在可选的实施例中，充电服务器通过射频模块读取设置在列车上的射频标签存储的车辆信息，该车辆信息包括车辆识别码(Vehicle Identification Number，VIN)，进一步地，射频模块将读取到的待充电列车的VIN发送至充电控制器，充电控制器在接收到待充电列车的VIN后显示识别得到的待充电列车的VIN。示例性的，请参见图5，是本申请实施例提供的一种显示待充电列车的VIN的人机交互界面示意图。如图5所示，充电控制器通过如图5所示的人机交互界面显示待充电列车的VIN，充电人员通过点击如图5所示的人机交互界面中的“是”或“否”按键确认识别得到的待充电列车的VIN与待充电列车的真实VIN是否一致，若待充电列车的VIN与待充电列车的真实VIN一致，充电人员点击如图5所示的人机交互界面中的“是”按键，充电控制器接收到充电人员通过点击如图5所示的人机交互界面中的“是”按键发送的确认信号，则充电控制器可以通过查询预设对应关系表格的方式获取得到待充电列车各个车厢通讯模块的用户名和密码，并将各节车厢通讯模块的用户名和密码通过充电服务器发送至各个线路通讯模块，各个线路通讯模块根据各自对应车厢通讯模块的用户名和密码去连接各自对应的车厢通讯模块，实现充电服务器分别与各个车厢的BMS之间的无线通讯连接。在本申请实施例中，线路通信模块和车厢通信模块，可以是CAN转WIFI模块，也可以是其他总线转WIFI模块。

在充电服务器分别与各个车厢的BMS建立无线通讯连接后，在列车处于高压上电状态下，各节车厢的BMS在各自车厢的牵引回路不再向各自车厢动力行驶模块供电的情况下，或者，在列车处于低压上电状态下，各节车厢的BMS在各自车厢的DC回路导通的情况下，将充电请求报文发送至充电服务器，充电服务器在接收到该充电请求报文后将该充电请求报文发送至充电控制器。

在本申请实施例中，在列车处于高压上电状态的情况下，各节车厢的DC回路和牵引回路均处于导通状态，各节车厢的BMS根据接收到的充电通知指令控制各自车厢的牵引回路不再向各自车厢动力行驶模块供电，此时，列车处于高压充电模式，该模式下各节车厢的DC回路正常工作，牵引回路不工作，列车无法牵引，从而避免列车在充电阶段动车，提高了列车在充电阶段的安全性。

请参见图6，是本申请实施例提供的一种列车充电系统的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：

S201，车辆控制器向BMS发送充电通知指令。

S202，BMS根据充电请求指令进行充电准备。

S203，车辆控制器向BMS发送充电请求报文。

S204，BMS在确认充电准备完成后，向充电站发送充电请求报文。

这里，步骤S201-步骤S204的具体实现方式可参考图3对应的实施例中步骤S101-步骤S104的描述，此处不再赘述。

S205，充电站根据充电请求报文控制对应的充电弓降弓，并在充电弓降到位后，检测充电弓与对应的车厢受流器之间的连接状态。

请再参见图2，如图2所示，充电站还包括充电弓控制器和充电连接检测模块，，其中，充电连接检测模块包括充电连接检测模块1，…，充电连接检测模块n；充电弓控制器和充电连接检测模块均与充电控制器相连，充电弓控制器与充电弓相连。

在可选的实施例中，这里以第一车厢为例，充电控制器接收到充电请求报文后，向充电弓控制器发送降弓指令，充电弓控制器根据降弓指令控制与第一车厢对应的充电弓下降，并接收该充电弓的电极上安装的压力传感器发送的电极的的受力大小，在接收到的电极的受力大小达到预设受力值的情况下，向第一节车厢对应的充电连接检测模块发送启动检测指令，该充电连接检测模块根据启动检测指令检测该充电弓与第一车厢的车厢受流器之间的连接状态，并将连接状态发送至充电控制器。

S206，在充电弓与对应的车厢受流器之间的连接状态为正常连接的情况下，充电站与BMS进行握手辨识。

在可选的实施例中，当充电控制器接收到充电弓与车厢受流器的连接状态为正常连接的情况下，向各个车厢对应的充电连接检测模块发送停止检测指令，并向充电服务器发送充电弓与车厢受流器之间连接正常的消息，该充电连接检测模块在接收到停止检测指令后停止检测充电弓与车厢受流器之间的连接状态，充电服务器在接收到连接正常的消息后，向各个车厢的BMS发送握手报文，各个车厢的BMS在接收到握手报文后，向充电服务器发送BMS握手报文，充电服务器在接收到各个车厢的BMS发送的BMS握手报文后停止向各个车厢的BMS发送握手报文，并向各个车厢的BMS发送充电服务器辨识报文“0x00”，各个车厢的BMS在接收到充电服务器辨识报文“0x00”后停止向充电服务器发送BMS握手报文，并向充电服务器发送BMS辨识报文“0x00”，充电服务器在接收到BMS辨识报文“0x00”后向各个车厢的BMS发送充电服务器辨识报文“0xAA”，各个车厢的BMS在接收到充电服务器辨识报文“0xAA”后向充电服务器发送BMS辨识报文“0xAA”，充电服务器在接收到BMS辨识报文“0xAA”后停止向各个车厢的BMS发送充电服务器辨识报文，此时，充电服务器与各个车厢的BMS握手辨识成功，握手辨识阶段结束。

S207，在握手辨识成功的情况下，充电站与BMS进行充电参数配置。

在可选的实施例中，这里以第一车厢为例，充电服务器在确认与BMS握手辨识成功的情况下，充电服务器和BMS进入充电参数配置阶段，充电服务器向BMS发送充电机最大输出能力报文，BMS根据接收到的充电机最大输出能力报文判断是否能够进行充电，若能够进行充电，则向充电服务器发送充电准备就绪报文，充电服务器接收到充电准备就绪报文后向BMS发送充电机准备就绪报文，此时充电配置阶段结束。

S208，在充电参数配置结束后，充电站根据充电参数配置结果通过充电弓向列车充电。

具体的，在充电参数配置阶段结束后，充电站通过各个充电弓和各个充电弓对应的车厢受流器向各个车厢动力电池进行充电。

在本申请实施例中，在列车处于低压上电状态下，各节车厢的DC回路和牵引回路均处于断开状态，各节车厢的BMS根据接收到的充电通知指令控制各自车厢的DC回路导通，此时，列车处于低压充电模式，该模式下各节车厢的DC回路正常工作，各节车厢的车厢低压负载的电源由各自车厢的储能电池变为各自车厢的DC回路，从而保证了各节车厢的储能电池电量充足。

下面结合附图对本申请的一种列车充电系统进行说明，请参见图2，是本申请实施例提供的一种列车充电系统的系统架构示意图。如图2所示，所述列车充电系统2包括列车21和充电站22，所述列车21包括车辆控制器211以及至少一节车厢，所述至少一节车厢中的各节车厢包括BMS电池管理系统212、DC直流回路213、牵引回路214、车厢通讯模块215以及车厢受流器216，所述DC回路213用于将车厢动力电池的电压降压后输出至车厢低压负载，所述牵引回路214用于将所述车厢动力电池的电压逆变后输出至车厢行驶动力模块，所述充电站22包括至少一个充电弓221，其中：

所述BMS212用于接收所述车辆控制器211发送的充电通知指令；

所述BMS212用于根据所述充电控制指令进行充电准备；

所述充电准备包括在列车处于高压上电状态下，控制所述牵引回路214停止向所述车厢动力行驶模块供电，或在列车处于低压上电状态下，控制所述DC回路213导通，其中，在列车处于高压上电状态下，所述DC回路213和所述牵引回路214均处于导通状态，在列车处于低压上电状态下，所述DC回路213和所述牵引回路214均处于断开状态；

所述BMS212还用于在确认所述充电准备完成后，通过所述车厢通讯模块215向所述充电站22发送充电请求报文；

所述充电站22用于根据所述充电请求报文控制对应的充电弓221降弓；

所述充电站22用于在确认所述充电弓221与对应的车厢受流器216的连接状态为正常连接的情况下，与所述BMS212进行握手辨识；

所述充电站22还用于在与所述BMS212辨识成功的情况下，对所述列车21充电。

下面结合附图对本申请的一种列车进行说明，请参见图2，是本申请实施例提供的一种列车充电系统的系统架构示意图。如图2所示，所述列车21包括车辆控制器211以及至少一节车厢，所述至少一节车厢中各节车厢包括BMS电池管理系统212、DC直流回路213、牵引回路214以及车厢通讯模块215，所述DC回路213用于将车厢动力电池的电压降压后输入车厢低压负载，所述牵引回路214用于将所述车厢动力电池的电压逆变后输入车厢动力行驶模块，其中：

所述BMS212与所述车辆控制器211相连，用于接收所述车辆控制器211发送的充电通知指令；

所述BMS212分别与所述牵引回路214和所述DC回路213相连，还用于根据所述充电控制指令进行充电准备；

所述充电准备包括在列车处于高压上电状态下，控制所述牵引回路214停止向所述车厢动力行驶模块供电，或在列车处于低压上电状态下，控制所述DC回路213导通，其中，在列车处于高压上电状态下，所述DC回路213和所述牵引回路214均处于导通状态，在列车处于低压上电状态下，所述DC回路213和所述牵引回路214均处于断开状态；

所述BMS212与所述车厢通讯模块215相连，还用于在确认所述充电准备完成后，通过所述车厢通讯模块215向充电站发送充电请求报文，所述充电请求报文用于所述充电站22与所述BMS212进行握手辨识。

可选的，所述牵引回路214包括牵引工作支路，所述牵引工作支路与牵引逆变器相连，用于将所述车厢动力电池的电压输入所述牵引逆变器；

所述BMS212还用于在列车处于高压上电状态下，断开所述牵引工作支路，使得所述牵引回路断开。

可选的，所述牵引回路214包括牵引逆变器，所述牵引逆变器用于将所述车厢动力电池输出的直流电转化为交流电后输入所述车厢动力行驶模块；

所述BMS212还用于在列车处于高压上电状态下，控制所述牵引逆变器处于截止状态。

可选的，所述牵引回路214包括牵引逆变器，所述牵引逆变器用于将所述车厢动力电池输出的直流电转化为交流电后输入所述车厢动力行驶模块；

所述BMS212还用于在列车处于低压上电状态下，根据所述充电通知指令控制所述牵引回路214导通，并控制所述牵引逆变器处于截止状态。

可选的，所述牵引回路214包括牵引预充支路、牵引工作支路和所述牵引逆变器，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，分别用于将所述车厢动力电池的电压输入所述牵引逆变器；

所述BMS212还用于在列车处于低压上电状态下，控制所述牵引预充支路导通，并检测所述牵引逆变器的输入电压；在所述牵引逆变器的输入电压大于第一预设电压阈值的情况下，控制所述牵引预充支路断开并控制所述牵引工作支路导通。

可选的，所述DC回路213包括DC预充支路、DC工作支路和DC变换器，所述DC预充支路和所述DC工作支路分别连接所述DC变换器，分别用于将所述车厢动力电池的电压输入所述DC变换器，所述DC变换器用于将所述车厢动力电池的电压降压后输入所述车厢低压负载；

所述BMS还用于在列车处于低压上电状态下，控制所述DC预充支路导通，并检测所述DC变换器的输入电压；在所述DC变换器的输入电压大于第二预设电压阈值的情况下，控制所述DC预充支路断开并控制所述DC工作支路导通。

可选的，所述车辆控制器211，用于在确认所述列车的当前状态为静止状态的情况下，向所述BMS212发送所述充电通知指令。

可以理解的，所述列车充电系统2和列车21可以执行前文结合图3和图6所描述的实施例。关于图2的列车充电系统2和列车21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和图6的实施例的具体介绍，这里不赘述。

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 (10)

1.一种列车的控制方法，其特征在于，所述列车包括车辆控制器以及至少一节车厢，所述至少一节车厢中的各节车厢包括BMS电池管理系统、DC直流回路、牵引回路以及车厢通讯模块，其中，所述DC直流回路用于将车厢动力电池的电压降压后输入车厢低压负载，所述牵引回路用于将所述车厢动力电池的电压逆变后输入车厢动力行驶模块；

所述方法包括：

所述BMS接收所述车辆控制器发送的充电通知指令；

所述BMS根据所述充电通知指令进行充电准备；

所述充电准备包括在列车处于高压上电状态下，控制所述牵引回路停止向所述车厢动力行驶模块供电，或在列车处于低压上电状态下，控制所述DC直流回路导通，其中，在列车处于高压上电状态下，所述DC直流回路和所述牵引回路均处于导通状态，在列车处于低压上电状态下，所述DC直流回路和所述牵引回路均处于断开状态；

所述BMS在确认所述充电准备完成后，通过所述车厢通讯模块向充电站发送充电请求报文，所述充电请求报文用于所述充电站与所述BMS进行握手辨识。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牵引回路包括牵引工作支路，所述牵引工作支路与牵引逆变器相连，用于将所述车厢动力电池的电压输入所述牵引逆变器；

所述控制所述牵引回路停止向所述车厢动力行驶模块供电，包括：

所述BMS断开所述牵引工作支路，使得所述牵引回路断开。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牵引回路包括牵引逆变器，所述牵引逆变器用于将所述车厢动力电池输出的直流电转化为交流电后输入所述车厢动力行驶模块；

所述控制所述牵引回路停止向所述车厢动力行驶模块供电，还包括：

所述BMS控制所述牵引逆变器处于截止状态。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述牵引回路包括牵引逆变器，所述牵引逆变器用于将所述车厢动力电池输出的直流电转化为交流电后输入所述车厢动力行驶模块；

所述方法还包括：

在列车处于低压上电状态下，所述BMS控制所述牵引回路导通，并控制所述牵引逆变器处于截止状态。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述牵引回路还包括牵引预充支路和牵引工作支路，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，分别用于将所述车厢动力电池的电压输入所述牵引逆变器；

所述控制所述牵引回路导通，包括：

所述BMS控制所述牵引预充支路导通，并检测所述牵引逆变器的输入电压；

在所述牵引逆变器的输入电压大于第一预设电压阈值的情况下，所述BMS控制所述牵引预充支路断开，并控制所述牵引工作支路导通。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DC直流回路包括DC预充支路、DC工作支路和DC变换器，所述DC预充支路和所述DC工作支路分别连接所述DC变换器，分别用于将所述车厢动力电池的电压输入所述DC变换器，所述DC变换器用于将所述车厢动力电池的电压降压后输入所述车厢低压负载；

所述控制所述DC直流回路导通，包括：

所述BMS控制所述DC预充支路导通，并检测所述DC变换器的输入电压；

在所述DC变换器的输入电压大于第二预设电压阈值的情况下，所述BMS控制所述DC预充支路断开，并控制所述DC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：

在确认所述列车的当前状态为静止状态的情况下，所述车辆控制器向所述BMS发送所述充电通知指令。

8.一种列车，所述列车包括车辆控制器以及至少一节车厢，其特征在于，所述至少一节车厢中的各节车厢包括BMS电池管理系统、DC直流回路、牵引回路以及车厢通讯模块，所述DC直流回路用于将车厢动力电池的电压降压后输入车厢低压负载，所述牵引回路用于将所述车厢动力电池的电压逆变后输入车厢动力行驶模块，其中：

所述BMS用于接收所述车辆控制器发送的充电通知指令；

所述BMS用于根据所述充电通知指令进行充电准备；

所述充电准备包括在列车处于高压上电状态下，控制所述牵引回路停止向所述车厢动力行驶模块供电，或在列车处于低压上电状态下，控制所述DC直流回路导通，其中，在列车处于高压上电状态下，所述DC直流回路和所述牵引回路均处于导通状态，在列车处于低压上电状态下，所述DC直流回路和所述牵引回路均处于断开状态；

所述BMS还用于在确认所述充电准备完成后，通过所述车厢通讯模块向充电站发送充电请求报文，所述充电请求报文用于所述充电站与所述BMS进行握手辨识。

9.一种列车充电系统的控制方法，其特征在于，所述列车充电系统包括列车和充电站，所述列车包括车辆控制器以及至少一节车厢，所述至少一节车厢中的各节车厢包括BMS电池管理系统、DC直流回路、牵引回路、车厢通讯模块以及车厢受流器，其中，所述DC直流回路用于将车厢动力电池的电压降压后输入车厢低压负载，所述牵引回路用于将所述车厢动力电池的电压逆变后输入车厢动力行驶模块，所述充电站包括至少一个充电弓；

所述方法包括：

所述BMS接收所述车辆控制器发送的充电通知指令；

所述BMS根据所述充电通知指令进行充电准备；

所述充电准备包括在列车处于高压上电状态下，控制所述牵引回路停止向所述车厢动力行驶模块供电，或在列车处于低压上电状态下，控制所述DC直流回路导通，其中，在列车处于高压上电状态下，所述DC直流回路和所述牵引回路均处于导通状态，在列车处于低压上电状态下，所述DC直流回路和所述牵引回路均处于断开状态；

所述BMS在确认所述充电准备完成后，通过所述车厢通讯模块向所述充电站发送充电请求报文；

所述充电站根据所述充电请求报文控制对应的充电弓降弓；

所述充电站在确认所述充电弓与对应的车厢受流器的连接状态为正常连接的情况下，与所述BMS进行握手辨识；

所述充电站在与所述BMS辨识成功的情况下，对所述列车充电。

10.一种列车充电系统，其特征在于，所述列车充电系统包括列车和充电站，所述列车包括车辆控制器以及至少一节车厢，所述至少一节车厢中的各节车厢包括BMS电池管理系统、DC直流回路、牵引回路、车厢通讯模块以及车厢受流器，所述DC直流回路用于将车厢动力电池的电压降压后输入车厢低压负载，所述牵引回路用于将所述车厢动力电池的电压逆变后输入车厢动力行驶模块，所述充电站包括至少一个充电弓，其中：

所述BMS用于接收所述车辆控制器发送的充电通知指令；

所述BMS用于根据所述充电通知指令进行充电准备；

所述充电准备包括在列车处于高压上电状态下，控制所述牵引回路停止向所述车厢动力行驶模块供电，或在列车处于低压上电状态下，控制所述DC直流回路导通，其中，在列车处于高压上电状态下，所述DC直流回路和所述牵引回路均处于导通状态，在列车处于低压上电状态下，所述DC直流回路和所述牵引回路均处于断开状态；

所述BMS还用于在确认所述充电准备完成后，通过所述车厢通讯模块向所述充电站发送充电请求报文；

所述充电站用于根据所述充电请求报文控制对应的充电弓降弓；

所述充电站用于在确认所述充电弓与对应的车厢受流器的连接状态为正常连接的情况下，与所述BMS进行握手辨识；

所述充电站还用于在与所述BMS辨识成功的情况下，对所述列车充电。

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