CN113829936A - 轨道车辆充电控制方法、轨道车辆、充电站和充电系统 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提出一种轨道车辆充电控制方法，包括以下步骤：接收信号系统发送的轨道车辆的车辆信息和充电请求；根据该轨道车辆的车辆信息，与该轨道车辆的整车控制器建立无线通信连接；确定与该轨道车辆对应的充电弓；控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓；根据该充电请求控制对该轨道车辆开始充电。该方法与轨道车辆的信号系统相结合，根据信号系统发送的轨道车辆的充电请求和车辆信息，与对应的轨道车辆建立通信连接，并控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，从而对该轨道车辆进行充电，通过与轨道车辆建立通信连接，能及时获取轨道车辆的状态信息，整个充电过程完全自动化，充电效率高且安全、可靠。

Description

轨道车辆充电控制方法、轨道车辆、充电站和充电系统
技术领域
本申请涉及车辆充电领域，尤其涉及轨道车辆充电控制方法、轨道车辆、充电站和充电系统。
背景技术
相关技术中，轨道车辆的供电一般采用沿线供电的方式，如：高铁采用沿线铺设导电线缆，通过轨道车辆上的受电弓与导电线缆接触取电；地铁采用沿线铺设导电轨，通过轨道车辆上的集电靴与导电轨接触取电。这种方式，需要沿线铺设导电轨或导电线缆，成本高。
相关技术中，还有采用动力电池为轨道车辆供电的方式。轨道车辆运行前先在车辆段，由人工对轨道车辆进行充电，充满电之后再参与运营。这种方式，设置在地面的充电设备也不能获取轨道车辆的状态信息，无法实现轨道车辆自动充电,充电系统与信号系统完全相互独立。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本申请实施例提出一种轨道车辆充电控制方法，该方法包括以下步骤：接收信号系统发送的轨道车辆的车辆信息和充电请求；根据该轨道车辆的车辆信息，与该轨道车辆的整车控制器建立无线通信连接；确定与该轨道车辆对应的充电弓；控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓；根据该充电请求控制对该轨道车辆开始充电。
根据本实施例的轨道车辆充电控制方法，与轨道车辆的信号系统相结合，根据信号系统发送的轨道车辆的充电请求和车辆信息，与对应的轨道车辆建立通信连接，并控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，从而对该轨道车辆进行充电，通过与轨道车辆建立通信连接，能及时获取轨道车辆的状态信息，整个充电过程完全自动化，充电效率高且安全、可靠。
本申请实施例提出另一种轨道车辆充电控制方法，该方法包括以下步骤：将轨道车辆的位置信息、剩余电量信息发给信号系统；接收由信号系统发送的该轨道车辆的预定充电车位的地址，控制该轨道车辆运行至预定充电车位，该预定充电车位的地址由信号系统根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划确定；接收由设置在地面的充电控制器发起的无线通信连接请求，与该充电控制器建立无线通信连接，其中，该充电控制器与轨道车辆的预定充电车位对应设置，该无线通信连接请求由该充电控制器根据该轨道车辆的车辆信息发起，车辆信息用于该充电控制器控制与该轨道车辆的对应的充电弓降弓，并根据信号系统的充电请求对该轨道车辆开始充电。
根据本实施例的轨道车辆充电控制方法，与轨道车辆的信号系统相结合，信号系统根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划确定预定充电车位，轨道车辆行驶至预定充电车位后，与对应的充电控制器建立通信连接，在控制对应的充电弓降弓后，控制该轨道车辆开始充电，通过与对应的充电站建立通信连接，能及时将车辆状态信息发给充电控制器，而且整个充电过程完全自动化，充电效率高且安全、可靠。
本申请实施例提出又一种轨道车辆充电控制方法，该方法包括以下步骤：信号系统获取轨道车辆的位置信息、剩余电量信息，并根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位的地址，将该预定充电车位的地址发给该轨道车辆的整车控制器；整车控制器接收由信号系统发送的该轨道车辆的预定充电车位的地址，并控制该轨道车辆运行至预定充电车位；信号系统向位于地面的充电控制器发送该轨道车辆的车辆信息和充电请求，设置在地面的充电控制器与轨道车辆的预定充电车位对应设置；该充电控制器根据该轨道车辆的车辆信息发起无线通信连接请求，整车控制器接收并确认后，充电控制器与整车控制器建立无线通信连接；该充电控制器根据该轨道车辆的车辆信息，控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，根据该充电请求控制对该轨道车辆开始充电。
根据本实施例的轨道车辆充电控制方法，与轨道车辆的信号系统相结合，信号根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位，同时发送该轨道车辆的充电请求和车辆信息，整车控制器和充电控制器通过车辆信息建立通信连接，并通过控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，从而对该轨道车辆进行充电，整车控制器和充电控制器建立通信连接，能及时获取轨道车辆的状态信息，而且整个充电过程完全自动化，充电效率高且安全、可靠。
本申请实施例提出一种轨道车辆，包括：整车控制器、储能装置、受流器和车辆通信模块，储能装置，用于为轨道车辆供电；受流器，用于在轨道车辆需要充电的时候，与充电弓电连接；车辆通信模块，用于提供无线通信连接；整车控制器，用于将轨道车辆的位置信息、剩余电量信息发给信号系统；接收由信号系统发送的该轨道车辆的预定充电车位的地址，控制该轨道车辆运行至预定充电车位，该预定充电车位的地址由信号系统根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划确定；接收由设置在地面的充电控制器发起的无线通信连接请求，与该充电控制器建立无线通信连接，其中，该充电控制器与轨道车辆的预定充电车位对应设置，该无线通信连接请求由该充电控制器根据该轨道车辆的车辆信息发起，车辆信息用于该充电控制器控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，并据信号系统的充电请求对该轨道车辆开始充电。
本申请实施例提出一种充电站，包括：设置在地面的充电控制器，充电弓和地面通信模块，其中，充电弓，与充电控制器连接；地面通信模块，用于提供无线通信连接；充电控制器，用于接收信号系统发送的轨道车辆的车辆信息和充电请求，车辆信息包括该轨道车辆的运行方向和车辆识别码；根据该轨道车辆的运行方向和车辆识别码，与该轨道车辆的整车控制器建立无线通信连接；根据该轨道车辆的运行方向，确定与该轨道车辆的运行方向对应的充电弓；控制与该轨道车辆的运行方向对应的充电弓降弓；根据该充电请求，控制对该轨道车辆开始充电。
本申请实施例提出一种充电系统，包括：信号系统、上述的轨道车辆和上述的充电站。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例提供的一种轨道车辆充电控制方法的场景示意图；
图2为本申请实施例提供的一种充电系统的架构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种轨道车辆充电控制方法的流程示意图一；
图4为本申请实施例提供的一种轨道车辆充电控制方法的流程示意图二；
图5为本申请实施例提供的一种轨道车辆充电控制方法的流程示意图三；
图6为本申请实施例提供的一种充电系统的架构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种轨道车辆充电控制方法的场景示意图；
图8为本申请实施例提供的一种充电系统的架构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种轨道车辆受流器的分布示意图一；
图10为本申请实施例提供的一种轨道车辆受流器的分布示意图二。
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。
相关技术中，轨道车辆的供电一般采用沿线供电的方式，如：高铁采用沿线铺设导电线缆，通过轨道车辆上的受电弓与导电线缆接触取电；地铁采用沿线铺设导电轨，通过轨道车辆上的集电靴与导电轨接触取电。这种方式，需要沿线铺设导电轨或导电线缆，成本高。
相关技术中，还有采用动力电池为轨道车辆供电的方式。轨道车辆运行前先在车辆段，由人工对轨道车辆进行充电，充满电之后再参与运营。这种方式，无法实现轨道车辆自动充电, 设置在地面的充电设备也不能实时获取轨道车辆的状态信息，而且充电过程中充电系统与信号系统完全相互独立。本申请正是针对相关技术，将充电系统与信号系统结合，实现轨道车辆自动充电，使得轨道车辆在运行过程中也能充电，提高了充电效率、运营效率；同时，设置在地面的充电设备能实时获取轨道车辆的状态信息，使得信号系统能实时监控轨道车辆的状态信息，提高了运行的安全性，同时也能根据轨道车辆的状态信息对轨道车辆及时进行调度。
下面结合附图来对本申请的技术方案的作进一步的详细描述。
请参见图1，是本申请实施例提供的一种轨道车辆充电控制方法的场景示意图。如图1所示，该充电系统包括设置在地面的充电站20和轨道车辆10，其中，充电站20包括充电弓22，当轨道车辆10需要充电的时候，充电弓22降弓，适于与设置在轨道车辆10上的受流器（未示出）接触且电连接，对轨道车辆102充电。
为了方便描述一种轨道车辆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充电系统的架构示意图。如图2所示，该充电系统包括轨道车辆10、信号系统30和设置在地面的充电站20，信号系统30与轨道车辆10无线连接，信号系统30与充电站20之间通过硬线连接。其中，轨道车辆10包括整车控制器11、储能装置13、受流器14和车辆通信模块12，储能装置13用于为轨道车辆供电，受流器14用于在轨道车辆需要充电的时候，与充电弓电连接；车辆通信模块12用于提供无线通信连接；充电站20包括设置在地面的充电控制器21，充电弓22和地面通信模块13，充电弓22与充电控制器21连接；地面通信模块23用于提供无线通信连接。当轨道车辆10需要充电的时候，充电弓22降落与受流器14接触且电连接，充电站20可以设置在站台、车辆段、停车场等。
参见图3，图3为本申请实施例提供的一种轨道车辆充电控制方法的流程示意图。如图3所示，该方法应用于设置在地面的充电控制器，本申请中信号系统30包括但不限于是ATS（Automatic Train Supervision，自动轨道车辆监控系统），也可以是ATP（AutomaticTrain 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），本实施例中该信号系统是ATS，包括如下步骤：
S101、接收ATS发送的轨道车辆的车辆信息和充电请求，车辆信息包括该轨道车辆的运行方向和车辆识别码。
该车辆信息至少包括该轨道车辆的运行方向和车辆识别码，可以理解的是，运行方向通常包括上行方向和下行方向，或者正向和反向；车辆识别码用于表征车辆的编码和车辆的编组，线路上运行的每辆车都有唯一的车辆的编码，车辆的编组表示该车辆由几节车厢组成。例如03ZX001表示车辆的编码是ZX001，该轨道车辆由3节车厢组成。
进一步的，如果在预定时间内没有接收信号系统发送的轨道车辆的车辆信息，则通过射频识别装置24扫描轨道车辆上的射频标签15获取该轨道车辆的车辆信息。可以在信号系统发生故障的时候，通过轨道车辆上的射频标签15获取该轨道车辆的车辆信息，提高充电的安全性和可靠性。
S102、根据该轨道车辆的车辆信息与该轨道车辆的整车控制器建立无线通信连接。
具体的，根据该轨道车辆的车辆信息，向该轨道车辆的整车控制器发起无线通信连接请求，经整车控制器接收并确认无线通信连接请求后，与整车控制器建立无线通信连接；
作为一种可能的实施方式，车辆信息包括：轨道车辆的运行方向和车辆识别码，充电服务器根据配置表查找与该轨道车辆的运行方向和车辆识别码对应的无线网络用户名及密码，向整车控制器发送该无线网络用户名及密码，整车控制器接收并与预先存储的无线网络用户名及密码进行比对，确认一致后与整车控制器建立无线通信连接。
S103、根据该轨道车辆的车辆信息，确定与该轨道车辆的运行方向对应的充电弓；
设置在地面的充电控制器用于控制所有充电弓的升降，每个充电弓都有身份识别码，当该轨道车辆的运行方向为上行方向时，通过其身份识别码确定出所有与上行方向对应的充电弓，当该轨道车辆的运行方向为下行方向时，通过其身份识别码确定出所有与下行方向对应的充电弓。一个充电弓有可能即对应上行方向也对应下行方向。
S104、控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓。
作为一种可能的实施方式，该车辆信息包括该轨道车辆的运行方向和车辆识别码，根据该轨道车辆的车辆信息，确定与该轨道车辆对应的充电弓，具体包括：
根据该轨道车辆的车辆识别码，确定与该轨道车辆的各车厢对应的充电弓。车辆识别码包含车辆的编组信息，以3编组为例，该3编组轨道车辆包括3节车厢，确定与该轨道车辆对应的充电弓，即确定与该3节车厢对应的充电弓。
根据该轨道车辆的运行方向，确定与该轨道车辆的运行方向一致的充电弓。具体的，当车辆的运行方向为上行方向时，确定与该轨道车辆的上行方向一致的充电弓，当车辆的运行方向为下行方向时，确定与该轨道车辆的下行方向一致的充电弓。
最终确定与该轨道车辆对应的充电弓，该与该轨道车辆对应的充电弓为与该轨道车辆的各车厢对应且与运行方向一致的充电弓。该实施方式确定该轨道车辆对应的充电弓时，需要根据轨道车辆的车辆信息来确定，即需要根据轨道车辆的运行方向和车辆的识别码来确定，保证了充电的准确性和安全性。
作为一种可能的实施方式，该车辆信息包括该轨道车辆的运行方向、车辆识别码和各车厢的剩余电量信息，根据该轨道车辆的车辆信息，确定与该轨道车辆对应的充电弓，具体包括：
根据该轨道车辆的车辆识别码和各车厢的剩余电量信息，确定与该轨道车辆的待充电车厢对应的充电弓。车辆识别码包含车辆的编组信息，以3编组为例，该3编组轨道车辆包括3节车厢，其中，各车厢的剩余电量信息显示第2节车厢为待充电车厢，则确定与该轨道车辆对应的充电弓，即确定与该第2节待充电车厢对应的充电弓。
根据该轨道车辆的运行方向，确定与该轨道车辆的运行方向一致的充电弓。具体的，当车辆的运行方向为上行方向时，确定与该轨道车辆的上行方向一致的充电弓，当车辆的运行方向为下行方向时，确定与该轨道车辆的下行方向一致的充电弓。
最终确定与该轨道车辆对应的充电弓，该与该轨道车辆对应的充电弓为与该轨道车辆的待充电车厢对应且与运行方向一致的充电弓。
该实施方式确定该轨道车辆对应的充电弓时，需要根据轨道车辆的车辆信息来确定，即需要根据轨道车辆的运行方向、车辆的识别码以及各车厢的剩余电量来确定，只对需要充电的车厢进行充电，实现了充电的智能化，同时保证了充电的准确性和安全性。
步骤S104之后还可以执行以下步骤：
确定充电弓降弓是否降弓到位。
本实施例中，降弓到位指充电弓与设置在轨道车辆上的受流器充分接触且电连接。具体的，可以通过在充电弓上设置压力传感器或距离传感器，通过压力信号或距离信号来确定是否降弓到位；还可以通过检测电信号来确定是否降弓到位。例如：通过在车辆与充电弓上分别设置相互耦合的电路，通过检测检测点的电压的大小，来确定降弓是否到位。通过确定降弓是否到位，可以避免降弓不到位带来的安全隐患，提高充电的安全性和可靠性。
降弓到位信号还可以通过在轨道车辆上设置压力传感器或距离传感器，由整车控制器通过检测压力信号或距离信号，来确定是否降弓到位，并将降弓到位信号发给充电控制器。
S105、根据该充电请求控制对该轨道车辆开始充电。
具体的，可以控制对该轨道车辆的各车厢开始充电，此时不需要考虑各车厢的剩余电量；也可以只控制对该轨道车辆的待充电车厢开始充电，该轨道车辆的待充电车厢，根据该轨道车辆的剩余电量信息确定。
本实施例中，确定该轨道车辆的待充电车厢具体包括以下步骤：
充电控制器与该轨道车辆的整车控制器建立无线通信连接之后；
整车控制器根据各车厢的剩余电量信息，确定待充电车厢，并将该待充电车厢信息发给充电控制器。
作为一种可能的实施方式，为了保证各车厢充电的一致性，即保证各节车厢同时充满电，以保证所有的充电弓能同时升弓，从而提高轨道车辆的运营效率，充电服务器还可以根据各节车厢的剩余电量、目标电量，确定每节车厢的目标充电电流。
确定每节车厢的目标充电电流，作为一种可能的实施方式，首先，获取剩余电量最小的车厢的当前充电电流；根据剩余电量最小的车厢的剩余电量、当前充电电流，确定充电参考时间；然后，基于所述充电参考时间、每节车厢的剩余电量以及目标电量，计算得到每节车厢的目标充电电流，由充电服务器根据该目标充电电流控制对各车厢进行充电。
确定每节车厢的目标充电电流，作为另一种可能的实施方式，首先，获取所有车厢的剩余电量，计算其平均值，获取剩余电量与平均值差值最小的车厢的当前充电电流；根据该车厢的剩余电量、当前充电电流，确定充电参考时间；然后，基于所述充电参考时间、每节车厢的剩余电量以及目标电量，计算得到每节车厢的目标充电电流，由充电服务器根据该目标充电电流控制对各车厢进行充电。
进一步的，如果该轨道车辆充电结束，则控制充电弓升弓，向整车控制器和信号系统发送充电弓升弓的状态信息。
根据本实施例的轨道车辆充电控制方法，根据信号系统发送的轨道车辆的充电请求和车辆信息，与对应的轨道车辆建立通信连接，并控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，从而对该轨道车辆进行充电，通过与轨道车辆建立通信连接，能及时获取轨道车辆的状态信息，整个充电过程完全自动化，充电效率高且安全、可靠。本实施例的轨道车辆充电控制方法将充电系统与信号系统结合，实现轨道车辆自动充电，使得轨道车辆在运行过程中也能充电，提高了充电效率、运营效率；同时，设置在地面的充电设备能实时获取轨道车辆的状态信息，使得信号系统能实时监控轨道车辆的状态信息，提高了运行的安全性，同时也能根据轨道车辆的状态信息对轨道车辆及时进行调度。
参见图4，图4为本申请实施例提供的一种轨道车辆充电控制方法的流程示意图。如图4所示，该方法应用于轨道车辆的整车控制器，本实施例中该信号系统包括但不限于是ATS（Automatic Train Supervision，自动轨道车辆监控系统），也可以是ATP（AutomaticTrain 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）。本实施例中该信号系统是ATS，本实施例包括如下步骤：
S201、将轨道车辆的位置信息、剩余电量信息发给ATS；
S202、接收由ATS发送的该轨道车辆的预定充电车位的地址，控制该轨道车辆运行至预定充电车位，该预定充电车位的地址由ATS根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划确定。
具体的，可以根据该轨道车辆的剩余电量信息和位置信息确定轨道车辆的续航里程，也即该轨道车辆依靠剩余的电量还能行驶多远；根据续航里程和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位的地址。其中，该轨道车辆的运行计划预先存储在ATS，该轨道车辆的剩余电量信息包括各车厢的剩余电量信息。
作为一种可能的实施方式，还可以由轨道车辆根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息确定轨道车辆的续航里程，并将续航里程上报，再根据续航里程和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位的地址。
S203、接收由设置在地面的充电控制器发起的无线通信连接请求，与该充电控制器建立无线通信连接，其中，设置在地面的充电控制器与轨道车辆的预定充电车位对应设置，该无线通信连接请求由充电控制器根据该轨道车辆的车辆信息发起，该车辆信息用于该充电控制器控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓并对该轨道车辆开始充电。
在充电弓降弓后，可以通过在轨道车辆上设置压力传感器、距离传感器，通过压力信号、距离信号来确定，是否降弓到位；也可以通过检测电信号来确定是否降弓到位。
根据本实施例的轨道车辆充电控制方法，与轨道车辆的信号系统相结合，信号系统根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划确定预定充电车位，轨道车辆行驶至预定充电车位后，与对应的充电控制器建立通信连接，在并充电弓降弓后，该轨道车辆开始充电。通过与对应的充电控制器建立通信连接，即与充电站建立通信连接，能及时将车辆状态信息发给充电控制器，而且整个充电过程完全自动化，充电效率高且安全、可靠。
参见图5，图5为本申请实施例提供的一种轨道车辆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：
S301、整车控制器将轨道车辆的位置信息、剩余电量信息发给ATS。
S302、ATS根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位的地址，将该预定充电车位的地址发给整车控制器。
具体的，可以根据该轨道车辆的剩余电量信息和位置信息确定轨道车辆的续航里程，也即该轨道车辆依靠剩余的电量还能行驶多远；根据续航里程和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位的地址。其中，该轨道车辆的运行计划预先存储在ATS。
运行计划包括：到站时间、离站时间、停站时间、停靠站点、充电状态等。
预定充电车位的地址包括：预定充电车位的位置信息、所属的站台信息、所属的站场信息、所属的车辆段信息等。
作为一种可能的实施方式，还可以由整车控制器根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息确定轨道车辆的续航里程，并将续航里程上报给ATS，在有ATS根据续航里程和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位的地址。
S303、整车控制器接收由ATS发送的预定充电车位的地址，并控制该轨道车辆运行至预定充电车位。
执行步骤S303之后，还包括：
ATS确定该轨道车辆运行至预定充电车位后，向该充电控制器发送运行到位信息。
其中，ATS确定该轨道车辆运行至预定充电车位，具体包括：
整车控制器实时上报轨道车辆的位置信息，ATS将轨道车辆的位置信息与预定充电车位的地址进行比对，如果一致，则确定该轨道车辆运行至预定充电车位。该预订充电车位可以是轨道车辆的停车位，也可以单独设置的，且不是轨道车辆的停车位。
S304、ATS向位于地面的充电控制器发送该轨道车辆的车辆信息和充电请求，设置在地面的充电控制器与轨道车辆的预定充电车位对应设置。
该车辆信息至少包括该轨道车辆的运行方向和车辆识别码，可以理解的是，运行方向通常包括上行方向和下行方向，或者正向和反向；车辆识别码用于表征车辆的编码和车辆的编组，线路上运行的每辆车都有唯一的车辆的编码，车辆的编组表示该车辆由几节车厢组成。例如0103ZX001表示车辆的编码是ZX001，该轨道车辆由3节车厢组成。
本实施例中，射频标签15可以每节车厢都设置一个，也可以只有头车或尾车设置一个，也可以头车和尾车各设置一个，在此设置方式不做限制。
作为一种可能的实施方式，以3编组车辆为例，头车和尾车各设置一个射频标签，头车上的射频标签存储的车辆信息为0103ZX001，0103ZX001表示车辆的运行方向为上行方向，车辆的编码是ZX001，该轨道车辆由3节车厢组成；尾车上的射频标签存储的车辆信息为1003ZX001，1003ZX001表示车辆的运行方向为下行方向，车辆的编码是ZX001，该轨道车辆由3节车厢组成。
本实施例中，步骤S302和S304的执行顺序不分先后，可以同时执行，也可以不同时执行。
作为一种可能的实施方式，充电控制器接收ATS发送的轨道车辆的充电请求后，计算充电时长并反馈给信号系统，信号系统根据该预计充电时长、预定充电车位的地址，调整运营计划。
ATS每天会制定整个线路的运营计划，该运营计划包括该条线路上所有轨道车辆的运行计划。具体包括所有轨道车辆的到发时刻、在车站的进出站、停留、会让、越行等所用时间、哪些车处于闲置状态可以上线运营，这些车需要上线和下线的时间；哪些车处于充电状态，多久后可以充完上线等。
S305、充电控制器接收该轨道车辆的车辆信息和充电请求，并根据该轨道车辆的车辆信息向整车控制器发起无线通信连接请求，
S306、整车控制器接收并确认后，与充电控制器建立无线通信连接；
具体的，充电控制器根据该轨道车辆的车辆信息，向该轨道车辆的整车控制器发起无线通信连接请求，经整车控制器接收并确认无线通信连接请求后，与整车控制器建立无线通信连接；
作为一种可能的实施方式，车辆信息包括：轨道车辆的运行方向和车辆识别码，充电控制器根据配置表查找与该轨道车辆的运行方向和车辆识别码对应的无线网络用户名及密码，向整车控制器发送该无线网络用户名及密码，整车控制器接收并与预先存储的无线网络用户名及密码进行比对，确认一致后与整车控制器建立无线通信连接。
进一步的，如果在预定时间内没有接收信号系统发送的轨道车辆的车辆信息，则通过射频识别装置扫描轨道车辆上的射频标签获取该轨道车辆的车辆信息。
本实施例中，充电控制器与整车控制器建立无线通信连接之后，整车控制器向充电服务器发送车辆信息，充电服务器接收并与ATS发送的车辆信息进行对比，如果一致，则判断通讯连接正确，可以执行以下步骤。
S307、充电控制器根据该轨道车辆的车辆信息，控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓。
作为一种可能的实施方式，该车辆信息包括该轨道车辆的运行方向和车辆识别码，根据该轨道车辆的车辆信息，确定与该轨道车辆对应的充电弓，具体包括：
根据该轨道车辆的车辆识别码，确定与该轨道车辆的各车厢对应的充电弓。车辆识别码包含车辆的编组信息，以3编组为例，该3编组轨道车辆包括3节车厢，确定与该轨道车辆对应的充电弓，即确定与该3节车厢对应的充电弓。
根据该轨道车辆的运行方向，确定与该轨道车辆的运行方向一致的充电弓。具体的，当车辆的运行方向为上行方向时，确定与该轨道车辆的上行方向一致的充电弓，当车辆的运行方向为下行方向时，确定与该轨道车辆的下行方向一致的充电弓。
最终确定与该轨道车辆对应的充电弓，该与该轨道车辆对应的充电弓为与该轨道车辆的各车厢对应且与运行方向一致的充电弓。该实施方式确定该轨道车辆对应的充电弓时，需要根据轨道车辆的车辆信息来确定，即需要根据轨道车辆的运行方向和车辆的识别码来确定，保证了充电的准确性和安全性。
作为一种可能的实施方式，该车辆信息包括该轨道车辆的运行方向、车辆识别码和各车厢的剩余电量信息，根据该轨道车辆的车辆信息，确定与该轨道车辆对应的充电弓，具体包括：
根据该轨道车辆的车辆识别码和各车厢的剩余电量信息，确定与该轨道车辆的待充电车厢对应的充电弓。车辆识别码包含车辆的编组信息，以3编组为例，该3编组轨道车辆包括3节车厢，其中，各车厢的剩余电量信息显示第2节车厢为待充电车厢，则确定与该轨道车辆对应的充电弓，即确定与该第2节待充电车厢对应的充电弓。
根据该轨道车辆的运行方向，确定与该轨道车辆的运行方向一致的充电弓。具体的，当车辆的运行方向为上行方向时，确定与该轨道车辆的上行方向一致的充电弓，当车辆的运行方向为下行方向时，确定与该轨道车辆的下行方向一致的充电弓。
最终确定与该轨道车辆对应的充电弓，该与该轨道车辆对应的充电弓为与该轨道车辆的待充电车厢对应且与运行方向一致的充电弓。
该实施方式确定该轨道车辆对应的充电弓时，需要根据轨道车辆的车辆信息来确定，即需要根据轨道车辆的运行方向、车辆的识别码以及各车厢的剩余电量来确定，只对需要充电的车厢进行充电，实现了充电的智能化，同时保证了充电的准确性和安全性。
作为一种可能的实施方式，由设置在地面的充电控制器控制在上行方向与该轨道车辆的待充电车厢对应的充电弓降弓，或者，由设置在地面的充电控制器控制在下行方向与该轨道车辆的待充电车厢对应的充电弓降，其中，该待充电车厢由整车控制器根据轨道车辆的剩余电量信息确定。
作为一种可能的实施方式，控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，该与该轨道车辆对应的充电弓为与该轨道车辆的各车厢对应且与运行方向一致的充电弓。
作为一种可能的实施方式，确定该轨道车辆的待充电车厢，该待充电车厢根据轨道车辆各车厢的剩余电量信息确定；
控制与该轨道车辆的各车厢对应且与运行方向一致的充电弓降弓，其中该轨道车辆的各车厢为该轨道车辆的待充电车厢。该实施方式，不但考虑轨道车辆的运行方向，还考虑轨道车辆的编组情况和各车厢的剩余电量情况，只需要对待充电的车厢降弓即可，降低了成本、节省了时间。
作为一种可能的实施方式，执行S307步骤之前，还包括：充电控制器接收ATS发送的充电到位信息，接收到充电到位信息后，才控制与该轨道车辆运行方向对应的充电弓降弓。
步骤S307之后还可以执行以下步骤：确定充电弓降弓是否降弓到位。
本实施例中，降弓到位指充电弓与设置在轨道车辆上的受流器充分接触且电连接。具体的，可以通过在充电弓上设置压力传感器或距离传感器，通过压力信号或距离信号来确定是否降弓到位；还可以通过检测电信号来确定是否降弓到位。例如：通过在车辆与充电弓上分别设置相互耦合的电路，通过检测检测点的电压的大小，来确定降弓是否到位。通过确定降弓是否到位，可以避免降弓不到位带来的安全隐患，提高充电的安全性和可靠性。
降弓到位信号还可以通过在轨道车辆上设置压力传感器或距离传感器，由整车控制器通过检测压力信号或距离信号，来确定是否降弓到位，并将降弓到位信号发给充电控制器。
S308、根据该充电请求控制对该轨道车辆开始充电。
具体的，可以控制对该轨道车辆的各车厢开始充电，此时不需要考虑各车厢的剩余电量；也可以确定该轨道车辆的待充电车厢，该待充电车厢根据该轨道车辆的剩余电量信息确定，只控制对该轨道车辆的待充电车厢开始充电。
进一步的，如果该轨道车辆充电结束，则控制充电弓升弓，向整车控制器和信号系统发送充电弓升弓的状态信息。
根据本实施例的轨道车辆充电控制方法，与轨道车辆的信号系统相结合，信号根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位，同时发送该轨道车辆的充电请求和车辆信息，整车控制器和充电控制器通过车辆信息建立通信连接，即轨道车辆与充电站之间建立通信连接，并通过控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，从而对该轨道车辆进行充电，整车控制器和充电控制器建立通信连接，能及时获取轨道车辆的状态信息，而且整个充电过程完全自动化，充电效率高且安全、可靠。
作为一种可能的实施方式，执行步骤S308后，轨道车辆处于充电状态下，该轨道车辆的各个车厢的充电回路处于导通状态，各个车厢的牵引回路处于断开状态，各个车厢的充电回路用于将将充电站通过充电控制器输出的电流分别输入各自的车厢的储能装置，所述各个车厢的牵引回路用于将所述各个车厢的储能装置的电压逆变后分别输入各自的车厢行驶动力模块；
轨道车辆的整车控制器执行以下步骤：
S601、整车控制器接收信号系统发送的调度指令；
S602、整车控制器根据所述调度指令确定该轨道车辆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立即调度指令或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；
S603、在满足所述立即调度条件的情况下，该轨道车辆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，并向所述充电控制器发送升弓指令，以由该充电控制器控制与正在充电车厢相连的充电弓升弓。
该实施方式根据信号系统的调度计划、轨道车辆各节车厢的充电情况，执行不同的操作，整个过程完全实现自动化，提高了轨道车辆运行的安全性，提升了运行效率。
作为一种可能的实施方式，执行步骤S308后，轨道车辆处于充电状态下，所述轨道车辆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将充电站通过充电控制器输出的电流分别输入各自的车厢动力电池，所述各个车厢的牵引回路用于将所述各个车厢动力电池的电压逆变后分别输入各自的车厢行驶动力模块；
轨道车辆的整车控制器执行以下步骤：
S701、整车控制器接收信号系统发送的等待调度指令，所述等待调度指令用于表示所述轨道车辆处于等待发车序列；
S702 、整车控制器根据所述等待调度指令开始检测所述各个车厢中是否存在充满电车厢；
S703、在所述各个车厢中存在所述充满电车厢的情况下，整车控制器控制所述充满电车厢的充电回路断开，并向所述充电控制器发送升弓指令，以使所述充电控制器控制与所述充满电车厢相连的充电弓升弓；
S704、整车控制器接收所述信号系统发送的即将调度指令，所述即将调度指令用于表示所述轨道车辆处于即将发车序列；
S705、在所述各个车厢均充满电的情况下，整车控制器根据所述即将调度指令控制所述各个车厢的牵引回路导通。
该实施方式根据信号系统的调度计划、轨道车辆各节车厢的充电情况，执行不同的操作，整个过程完全实现自动化，提高了轨道车辆运行的安全性，提升了运行效率。
作为一种可能的实施方式，执行步骤S308后，轨道车辆处于充电状态下，所述轨道车辆各个车厢的充电回路处于导通状态，所述各个车厢的DC直流回路处于导通状态，所述各个车厢的充电回路用于将充电站通过充电控制器输出的电流分别输入各自的车厢的储能装置，所述各个车厢的DC回路用于将所述各个车厢的储能装置的电压降压后分别输入各自的车厢低压负载；
轨道车辆的整车控制器执行以下步骤：
S801、整车控制器接收信号系统发送的无调度需求指令；
S802、整车控制器根据所述无调度需求指令开始检测所述各个车厢中是否存在充满电车厢；
S803、在所述各个车厢中存在所述充满电车厢的情况下，整车控制器控制所述充满电车厢的充电回路断开，并向充电控制器发送升弓指令，以使充电控制器控制与所述充满电车厢相连的充电弓升弓；
S804、整车控制器接收所述信号系统发送的退电指令，并根据所述退电指令控制所述充满电车厢的直流回路断开。
该实施方式可以实现轨道车辆在充电结束后避免轨道车辆车厢储能装置的电能浪费，增加轨道车辆运行时间。
参见图2，图2是本申请实施例提供的一种充电系统的架构示意图。本实施例中该信号系统包括但不限于是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（AutomaticTrain Operation，轨道车辆自动驾驶系统）。本实施例中该信号系统是ATS，下面结合图2说明一种充电站。
本实施例中，充电站20包括：设置在地面的充电控制器21，充电弓22和地面通信模块23，其中，充电弓22，与充电控制器21连接；地面通信模块23，用于提供无线通信连接；充电控制器21，用于接收ATS发送的轨道车辆的车辆信息和充电请求，车辆信息包括该轨道车辆的车辆信息；根据该轨道车辆的车辆信息，与该轨道车辆10的整车控制器11建立无线通信连接；根据该轨道车辆10的车辆信息，确定与该轨道车辆对应的充电弓；控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，根据该充电请求控制对该轨道车辆进行充电。
本实施例中，轨道车辆10包括：整车控制器11、储能装置13、受流器14和车辆通信模块12，其中，储能装置13，用于为轨道车辆供电；受流器14，用于在轨道车辆需要充电的时候，与充电弓22电连接；车辆通信模块12，用于提供无线通信连接；整车控制器11，用于将轨道车辆的位置信息、剩余电量信息发给ATS，该剩余电量信息包括该轨道车辆各车厢的剩余电量信息；接收由ATS发送的该轨道车辆10的预定充电车位的地址，控制该轨道车辆10运行至预定充电车位，该预定充电车位的地址由ATS根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划确定；接收由设置在地面的充电控制器21发起的无线通信连接请求，与该充电控制器21建立无线通信连接，其中，设置在地面的充电控制器21与轨道车辆的预定充电车位对应设置；该无线通信连接请求由该充电控制器21根据该轨道车辆的车辆信息发起，该车辆信息用于该充电控制器21控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓且与受流器14电连接后，由充电控制器控制对该轨道车辆开始充电。
本实施例中，充电系统包括上述的充电站20和轨道车辆10、以及ATS。
为了方便描述一种轨道车辆充电控制方法的场景，请参见图6，是本申请一实施例提供的一种充电系统的架构示意图。如图6所示，该充电系统包括轨道车辆10、ATS和设置在地面的充电站20，ATS与轨道车辆10无线连接，ATS与充电站20之间通过硬线连接。其中，轨道车辆10包括整车控制器11、动力电池13’、受流器14和车辆通信模块12，动力电池13’用于为轨道车辆供电；车辆通信模块12用于提供无线通信连接；其中，整车控制器11包括VOBC（Vehicle on-board Controller，车载控制器）112、CCU（Center Control Unit，中央控制器）111和BMS（Battery Management System，电池管理系统）113，VOBC112、BMS113分别与CCU111连接，受流器14通过动力电池13’与BMS113连接，车辆通信模块12与BMS113连接。
充电站20包括设置在地面的充电控制器21，充电弓22和地面通信模块23，充电弓22与充电控制器21连接；地面通信模块23用于提供无线通信连接；其中，充电控制器21包括充电服务器211、充电机213和弓控制器212，地面通信模块23、充电机213和弓控制器212分别与充电服务器211连接，弓控制器212与充电弓22连接。
充电站20可以设置在站台、车辆段、停车场等。
本申请实施例提供的一种轨道车辆充电控制方法包括如下步骤：
S401、CCU将电池管理系统BMS采集的该轨道车辆的动力电池的剩余电量信息、以及位置信息通过VOBC发给ATS。
作为一种可能的实施方式，该轨道车辆的位置信息可以通过GPS或者设置在地面的应答器或者其他定位装置采集，并将剩余电量信息、位置信息实时上报给ATS。
S402、ATS根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位的地址，将该预定充电车位的地址通过VOBC发给CCU。
具体的，可以根据该轨道车辆的剩余电量信息和位置信息确定轨道车辆的续航里程，也即该轨道车辆依靠剩余的电量还能行驶多远；根据续航里程和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位的地址。其中，该轨道车辆的运行计划预先存储在ATS中。
作为一种可能的实施方式，还可以由CCU或者VOBC根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息确定轨道车辆的续航里程，并将续航里程上报给ATS，再由ATS根据续航里程和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位的地址。
S403、CCU接收由ATS发送的预定充电车位的地址，并控制该轨道车辆运行至预定充电车位。
S404、ATS向位于地面的充电服务器发送该轨道车辆的车辆信息和充电请求，设置在地面的充电服务器与轨道车辆的预定充电车位对应设置。
本实施例中，步骤S402和S404的执行顺序不分先后，可以同时执行，也可以不同时执行。
S405、ATS确定该轨道车辆运行至预定充电车位后，向该充电服务器发送运行到位信息。
本实施例中，步骤ATS确定该轨道车辆运行至预定充电车位，具体包括：
VOBC实时上报轨道车辆的位置信息，ATS将轨道车辆的位置信息与预定充电车位的地址的位置信息进行比对，如果一致，则确定该轨道车辆运行至预定充电车位。
S406、充电服务器接收到该轨道车辆的运行到位信息后，根据车辆信息，通过地面通信模块向BMS发起无线通信连接请求，BMS通过车辆通信模块接收并确认后，充电服务器与BMS建立无线通信连接。
进一步的，充电控制器与整车控制器建立无线通信连接之后，充电服务器与BMS进行握手确认，充电服务器发送地面充电信息给BMS，充电服务器接收BMS发送的车辆充电信息，具体包括以下步骤：
S901、充电服务器向BMS发送充电机编号；
S902、BMS与充电服务器相互发送各自检测的充电弓降弓状态；
S903、BMS发送电池的最高允许充电总电压、最高允许充电电流、最高允许充电量、最高允许充电单体电压、最高允许充电温度等信息；
S904、充电服务器发送充电机的最高输出电压、最低输出电压、最大输出电流、最小输出电流等信息；
S905、BMS与充电服务器相互接受对方发送的报文即握手确认。
S906、BMS吸合充电正负极接触器，进行绝缘检测；充电服务器控制充电机高压预充电，预充电完成后充电机吸合充电正负极接触器。
握手确认后，BMS发送电池的充电模式需求、充电电压需求、充电电流需求、电池当前的实时电压、电流、温度、电量、是否允许充电等信息；充电服务器发送充电机当前输出电压、输出电流等信息。
可以根据BMS和充电服务器双方发送的充电信息，实时监控轨道车辆的充电状态。
作为一种可能的实施方式，当该轨道车辆为多编组时，地面通信模块和车辆通信模块可以是一一对应设置，以3节车厢为例，3节车厢中，每节车厢设置一个车辆通信模块，对应的地面充电站也设置有3个地面通信模块。
也可以不是一一对应设置，以3节车厢为例，3节车厢中，每节车厢设置一个车辆通信模块，地面充电站只设置有1个地面通信模块。
下面结合图7，以3编组车辆为例，说明充电服务器与BMS是如何建立无线通信连接的。本实中，车辆信息包括运行方向、车辆识别码，可以用以下编码表示。例如车辆信息：0103ZX001，01表示头车在行进方向前方，03表示编组数量为3，ZX001表示车辆编号。1003ZX001表示尾车在行进方向前方，3编组轨道车辆，ZX001号车。
各车厢编号 用户名 密码
ZX001-01 Niegbhekg Jhi1e3g4
ZX001-02 Gnmiebgg Nie54hr6
ZX001-03 Eenigreles 5eni15e3
假如ATS发送0103ZX001，则第一地面讯模块按照上表用户名和密码去连接ZX001-01对应的第一车辆通讯模块，第一地面通讯模块去连接ZX001-02对应的第二车辆通讯模块，第三地面通讯模块去连接ZX001-03对应的第三车辆通讯模块。
假如ATS发送1003ZX001，则第一地面通讯模块按照上表用户名和密码去连接ZX001-03对应的第三车辆通讯模块，第二地面通讯模块去连接ZX001-02对应的第二车辆通讯模块，第三地面通讯模块去连接ZX001-01对应的第一车辆通讯模块。
最终充电服务器分别与各BMS是建立无线通信连接。
本实施例中，地面通信模块和车辆通信模块，可以是CAN转WIFI模块，也可以是其他总线转WIFI模块。
作为一种可能的实施方式，还可以把密码设置成是不固定的、可变的。在本次通讯快结束的时候，第一地面通讯模块发送下一次通讯的密码给第一车辆通讯模块，下一次通讯就按照下一次通讯密码去连接，实现了密码的动态配置。该实施方式中由于密码是动态配置的，不容易被破解，提高了通信的安全性。
S407、充电服务器接收到该轨道车辆的运行到位信息后，充电服务器根据该轨道车辆的车辆信息，通过弓控制器控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓；
S408、充电服务器确定降弓到位，根据充电请求控制充电机对该轨道车辆开始充电。
作为一种可能的实施方式，充电服务器可以通过在轨道车辆上设置压力传感器、距离传感器，通过压力信号、距离信号来确定，是否降弓到位；也可以通过检测电信号来确定是否降弓到位。
进一步的，如果该轨道车辆充电结束，则充电机停止对该轨道车辆充电，同时弓控制器控制充电弓升弓，并由充电服务器向BMS和ATS发送充电弓升弓的状态信息。
本实施例的轨道车辆充电控制方法将充电系统与信号系统结合，实现轨道车辆自动充电，使得轨道车辆在运行过程中也能充电，提高了充电效率、运营效率；同时，设置在地面的充电设备能实时获取轨道车辆的状态信息，使得信号系统能实时监控轨道车辆的状态信息，提高了运行的安全性，同时也能根据轨道车辆的状态信息对轨道车辆及时进行调度。
参见图6，图6是本申请实施例提供的一种充电系统的架构示意图。下面结合图6说明一种充电系统、一种充电站和一种轨道车辆。本实施例中该信号系统包括但不限于是ATS（Automatic Train Supervision，自动轨道车辆监控系统），也可以是ATP（AutomaticTrain 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）。本实施例中该信号系统是ATS。
本实施例中，充电站包括：设置在地面的充电控制器21，充电弓22和地面通信模块23，其中，充电弓22与充电控制器21连接；地面通信模块23，用于提供无线通信连接；充电控制器21，包括充电服务器211、充电机213和弓控制器212，地面通信模块23、充电机213和弓控制器212分别与充电服务器211连接，弓控制器212与充电弓22连接。
本实施例中，轨道车辆包括：整车控制器11、储能装置13、受流器14和车辆通信模块12，其中，储能装置13，用于为轨道车辆供电，储能装置13可以是动力电池、电容等能力储存器件；受流器14，用于在轨道车辆需要充电的时候，与充电弓22电连接；车辆通信模块12，用于提供无线通信连接；整车控制器11，包括VOBC112、CCU111和BMS113，VOBC112、BMS113分别与CCU111连接，受流器14通过动力电池13’与BMS113连接，车辆通信模块12与BMS113连接。
本实施例中，充电系统包括上述的充电站20和轨道车辆10、以及ATS 。其中，CCU111将电池管理系统BMS113采集的该轨道车辆10的动力电池13’的剩余电量信息、以及位置信息通过VOBC112发给ATS。
ATS根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位的地址，将该预定充电车位的地址通过VOBC发给CCU。
CCU111接收由ATS发送的预定充电车位的地址，并控制该轨道车辆运行至预定充电车位。
ATS向位于地面的充电服务器211发送该轨道车辆的车辆信息和充电请求，车辆信息至少包括该轨道车辆的运行方向、车辆识别码，设置在地面的充电服务器211与轨道车辆的预定充电车位对应设置。
ATS确定该轨道车辆运行至预定充电车位后，向该充电服务器211发送运行到位信息。
充电服务器211接收到该轨道车辆的运行到位信息后，根据运行方向、车辆识别码，通过地面通信模块23向BMS113发起无线通信连接请求，BMS113通过车辆通信模块接收并确认后，充电服务器211与BMS113建立无线通信连接；
充电服务器211接收到该轨道车辆的运行到位信息后，弓控制器212根据该轨道车辆的车辆车辆信息，控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，根据充电请求控制对该轨道车辆开始充电。
请参见图7，是本申请又一实施例提供的一种轨道车辆充电控制方法的场景示意图。如图8所示，该轨道车辆10包括多节车厢，例如第1车厢、第2车厢以及第3车厢等，所述多节车厢内设置有多个动力电池，可以理解的是，车厢与车厢动力电池可以是一对一的关系，比如一节车厢均设置有车厢动力电池；车厢与车厢动力电池也可以是多对一的关系，比如说多节车厢共用一个车厢动力电池，本申请不对车厢与车厢动力电池的数量对应关系进行限制，本申请以车厢与车厢动力电池是一对一的数量关系进行示例性说明，可以理解的是，车厢与车厢动力电池也不是一对一的数量关系，例如可以只有头车和尾车上设置有动力电池。
以所述轨道车辆包括3节车厢为例，第1节车厢中包括第一车厢动力电池131、第一BMS1131和第一充电通讯模块121，同理的，第2节车厢中包括第二车厢动力电池132、第二BMS 1132和第二充电通讯模块122，第3节车厢包括第三车厢动力电池133、第三BMS 1133和第三充电通讯模块123。可以理解的是，动力电池用于为车厢提供动力，BMS用于监控对应车厢动力电池的电池状态、控制车厢动力电池是否充电，以及与充电站20之间进行通讯，车辆通讯模块用于将轨道车辆中的信息传递至充电站20中的通讯模块，示例性的，所述车辆通讯模块可以是CAN转WIFI模块，用于将轨道车辆中的CAN信号转换成WIFI信号发送至所述充电站20。
如图8所示，本实施例中，每一个动力电池有对应的充电弓进行充电，每一节车厢上设置有受流器14，充电弓的电能经过受流器14向车厢动力电池13’进行充电。可以理解的是，也可以只有头车和尾车上设置有动力电池，对应的受流器也只设置在头车和尾车上。可以理解的是，每个充电弓上均设置有地面通讯模块，以与每个车厢的车辆通讯模块建立通讯。示例性的，所述充电站20包括第一充电弓221、第二充电弓222、第三充电弓223，所述第一充电弓221向所述第一车厢动力电池131进行充电，所述第二充电弓222向所述第二车厢动力电池132进行充电，所述第三充电弓223向所述第三车厢动力电池133进行充电。
参见图8，图8是本申请实施例提供的一种充电系统的架构示意图。如图8所示，该充电系统包括轨道车辆10、ATS和设置在地面的充电站20，ATS与轨道车辆10无线连接，ATS与充电站20之间通过硬线连接。其中，轨道车辆10包括多节车厢，下面以所述轨道车辆包括3节车厢为例说明。
本实施例中，整车控制器包括VOBC112、CCU111和BMS113，其中，VOBC112、CCU111设置在同一节车厢，也可以是任一节车厢，本实施例中设置在第1车厢。为了保证轨道车辆的行车安全，一般还会设置备用的整车控制器，与另一个形成冗余备份。当其中一整车控制器出现故障的时候，由另一个整车控制器接替工作。BMS113可以设置有一个或多个，本实施例中设置有3个，第一BMS1131，第二BMS1132和第三BMS1133，分布在各个车厢，分别与CCU111连接。每一节车厢上设置有受流14，电能由充电弓经过受流器14向车厢动力电池进行充电。每一节车厢上设置有车辆通信模块，第一车辆通讯模块121、第二车辆通讯模块122、第三车辆通讯模块123，分别与第一BMS1131，第二BMS1132和第三BMS1133连接。
充电站20包括设置在地面的充电控制器，充电弓和地面通信模块，其中，充电控制器包括充电服务器211、充电机213和弓控制器212，地面通信模块、充电机213和弓控制器211分别与充电服务器211连接，弓控制器212与充电弓连接。充电弓可以为多个，本实例仅以三个为例说明，即第一充电弓221、第二充电弓222、第三充电弓223，三个充电弓均与弓控制器212连，充电服务器1通过弓控制器控制充电弓升降。
每个充电弓上均设置有充电通讯模块，如第一地面通讯模块231、第二地面通讯模块232、第三地面通讯模块233，分别与对应车厢的车辆通讯模块，第一车辆通讯模块121、第二车辆通讯模块122、第三车辆通讯模块123，建立通讯连接。
下面结合附图7和图8对一种轨道车辆的充电控制方法进行介绍。具体执行步骤如下：
S501、CCU将各节车厢的电池管理系统BMS采集的该轨道车辆的动力电池的剩余电量信息、以及位置信息通过VOBC发给ATS。
剩余电量信息指该轨道车辆的所有车厢的动力电池的剩余电量信息。
S502、ATS根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位的地址，将该预定充电车位的地址通过VOBC发给CCU。
S503、CCU接收由ATS发送的预定充电车位的地址，并控制该轨道车辆运行至预定充电车位。
S504、ATS向位于地面的充电服务器发送该轨道车辆的车辆信息和充电请求，车辆信息包括该轨道车辆的运行方向、车辆识别码，设置在地面的充电服务器与轨道车辆的预定充电车位对应设置。
以三节车厢为例，ATS向位于地面的充电服务器发送该轨道车辆的车辆信息和充电请求，车辆信息为0103ZX001，01表示头车在行进方向前方，03表示编组数量为3，ZX001表示车辆编号。车辆信息1003ZX001表示尾车在行进方向前方，3编组轨道车辆，ZX001号车。
S505、ATS确定该轨道车辆运行至预定充电车位后，向该充电服务器发送运行到位信息。
S506、充电服务器接收到该轨道车辆的运行到位信息后，根据运行方向、车辆识别码，通过地面通信模块向各个BMS发起无线通信连接请求，各个BMS通过车辆通信模块接收并确认后，充电服务器与各个BMS建立无线通信连接；
本实施例中，当该轨道车辆为多编组时，地面通信模块和车辆通信模块一一对应设置，以3节车厢为例，3节车厢中，每节车厢设置一个车辆通信模块，对应的地面充电站也设置有3个地面通信模块。
下面以3编组车辆为例，说明充电服务器与BMS是如何建立无线通信连接的。本实中，车辆信息包括运行方向、车辆识别码，可以用以下编码表示。例如车辆信息：0103ZX001，01表示头车在行进方向前方，03表示编组数量为3，即该轨道车辆包括3节车厢，ZX001表示车辆编号。1003ZX001表示尾车在行进方向前方，3编组轨道车辆，ZX001号车。
各车厢编号 用户名 密码
ZX001-01 Niegbhekg Jhi1e3g4
ZX001-02 Gnmiebgg Nie54hr6
ZX001-03 Eenigreles 5eni15e3
假如ATS发送0103ZX001，则第一地面讯模块按照上表用户名和密码去连接ZX001-01对应的第一车辆通讯模块，第一地面通讯模块去连接ZX001-02对应的第二车辆通讯模块，第三地面通讯模块去连接ZX001-03对应的第三车辆通讯模块。
假如ATS发送1003ZX001，则第一地面通讯模块按照上表用户名和密码去连接ZX001-03对应的第三车辆通讯模块，第二地面通讯模块去连接ZX001-02对应的第二车辆通讯模块，第三地面通讯模块去连接ZX001-01对应的第一车辆通讯模块。
最终充电服务器分别与各BMS是建立无线通信连接。
本实施例中，地面通信模块和车辆通信模块，可以是CAN转WIFI模块，也可以是其他总线转WIFI模块。
S507、充电服务器根据该轨道车辆的运行方向和车辆识别码，确定与该轨道车辆对应的充电弓,并通过弓控制器控制对应的充电弓降弓。
作为本实施例的一种实现方式，充电服务器根据车辆的运行方向，确定与运行方向对应的充电弓；根据车辆识别码，确定该轨道车辆有几节车厢，进而确定与该轨道车辆的各节车厢对应的充电弓，从而确定于该轨道车辆对应的充电弓为与该轨道车辆的各车厢对应且与运行方向一致的充电弓。
通过弓控制器控制与该轨道车辆的各车厢对应且与运行方向一致的充电弓降弓。
作为本实施例的一种实现方式，车辆信息还包括该轨道车辆各车厢的剩余电量信息，根据该轨道车辆的车辆识别码和各车厢的剩余电量信息，确定与该轨道车辆的待充电车厢对应的充电弓；根据该轨道车辆的运行方向，确定与该轨道车辆的运行方向一致的充电弓；从而确定与该轨道车辆对应的充电弓，该与该轨道车辆对应的充电弓为与该轨道车辆的待充电车厢对应且与运行方向一致的充电弓。
通过弓控制器控制与该轨道车辆的待充电车厢对应且与运行方向一致的充电弓降弓。
S508、充电服务器确定降弓到位，根据充电请求控制充电机对该轨道车辆开始充电。
充电服务器可以选择通过充电机对所有的车厢开始充电或只对待充电的车厢充电。
本实施例的轨道车辆充电控制方法将充电系统与信号系统结合，实现轨道车辆自动充电，使得轨道车辆在运行过程中也能充电，提高了充电效率、运营效率；同时，设置在地面的充电设备能实时获取轨道车辆的状态信息，使得信号系统能实时监控轨道车辆的状态信息，提高了运行的安全性，同时也能根据轨道车辆的状态信息对轨道车辆及时进行调度。
作为一种可能的实施方式，该轨道车辆的车辆信息还包括受流器的分布信息，下面结合图9和10说明如何确定与该轨道车辆的各节车厢对应的充电弓。
如果该轨道车辆的受流器的分布关于轨道车辆长度方向的中心线非对称设置，则在上行方向上与该轨道车辆的各节车厢对应的充电弓，与在下行方向上与该轨道车辆的各节车厢对应的充电弓不相同。以图9中的4编组车辆为例，该轨道车辆包头车、尾车和车厢1、车厢2，车厢1、车厢2和尾车的受流器布置位置相同，头车的受流器的布置位置不同，即该轨道车辆的受流器的分布关于轨道车辆长度方向的中心线非对称设置。当轨道车辆的运行方向为上行方向时，与各节车厢对应的充电弓为001、002、004和006，当轨道车辆的运行方向为下行方向时，与各节车厢对应的充电弓为001、003、005和006。
如果该轨道车辆的受流器的分布关于轨道车辆长度方向的中心线对称设置，则在上行方向上与该轨道车辆的各节车厢对应的充电弓，与在下行方向上与该轨道车辆的各节车厢对应的充电弓相同。以图9中的4编组车辆为例，该轨道车辆包头车、尾车和车厢1、车厢2，车厢1、车厢2和尾车的受流器布置位置关于轨道车辆长度方向的中心线非对称设置。当轨道车辆的运行方向为上行方向时，与各节车厢对应的充电弓为001、003、004和006，当轨道车辆的运行方向为下行方向时，与各节车厢对应的充电弓也为001、003、004和006。由此，能减少充电弓和授流器的布置个数，从而降低成本。
考虑到轨道车辆运行过程中，存在运行方向变化，也即换向的场景，这时候会存在充电极性发生改变。为了方便充电，具体的，本实施例中的受流器包括沿第一方向依次设置的第一极板、第二极板及第三极板，所述第一极板与所述第三极板关于所述第二极板对称且第一极板的极性及第三极板的极性均与第二极板的极性相反。其中，第一方向为轨道车辆的宽度方向或者长度方向。例如当第一极板和第三极板为正极，则第二极板为负极；或者当第一极板和第三极板为负极，则第二极板为正极。
对应的充电弓上设置有取流器，该取流器包括沿第一方向依次设置的第一极板和第二极板，第一极板与第二极板的极性相反，取流器的第一极板的极性与受流器的第二极板的极性相同。当充电弓降弓到位的时候，取流器的第一极板与受流器的第二极板相交，取流器的第一极板与受流器的第一极板相交（轨道车辆沿上行方向行驶），或者取流器的第一极板与受流器的第三极板相交（轨道车辆沿下行方向行驶）。
即当取流器的第一极板和第二极板沿第一方向设置时，受流器的第一极板、第二极板和第三极板沿第二方向设置。当受流器的第一极板和第三极板为正极，则第二极板为负极时，取流器的第一极板为负极；或者当受流器的第一极板和第三极板为负极，则第二极板为正极时，取流器的第一极板为正极。
当有多节车厢的时候，多个受流器的第二极板的极性相同且均位于其所处轨道车辆车厢的中线上。这样，当轨道车辆换向时，不需要改变充电弓的位置或者受流器的位置，能提高轨道车辆的充电灵活性和便捷性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”、“实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

Claims (16)

1.一种轨道车辆充电控制方法，包括以下步骤：
接收信号系统发送的轨道车辆的车辆信息和充电请求；
根据该轨道车辆的车辆信息，与该轨道车辆的整车控制器建立无线通信连接；
根据该轨道车辆的车辆信息，确定与该轨道车辆对应的充电弓；
控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓；
根据该充电请求控制对该轨道车辆开始充电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该车辆信息包括该轨道车辆的运行方向和车辆识别码，所述根据该轨道车辆的车辆信息，确定与该轨道车辆对应的充电弓，包括：
根据该轨道车辆的车辆识别码，确定与该轨道车辆的各车厢对应的充电弓；
根据该轨道车辆的运行方向，确定与该轨道车辆的运行方向一致的充电弓；
确定与该轨道车辆对应的充电弓，该与该轨道车辆对应的充电弓为与该轨道车辆的各车厢对应且与运行方向一致的充电弓。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，包括：
控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，该与该轨道车辆对应的充电弓为与该轨道车辆的各车厢对应且与运行方向一致的充电弓。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该车辆信息还包括各车厢的剩余电量信息，根据该充电请求控制对该轨道车辆开始充电，包括：
根据轨道车辆的剩余电量信息，确定该轨道车辆的待充电车厢；
根据该充电请求控制对该轨道车辆的待充电车厢开始充电。
5.根据权利要求2述的方法，其特征在于，该车辆信息还包括各车厢的剩余电量信息，该控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，包括：
根据轨道车辆各车厢的剩余电量信息，确定该轨道车辆的待充电车厢；
控制与该轨道车辆的各车厢对应且与运行方向一致的充电弓降弓，其中该轨道车辆的各车厢为该轨道车辆的待充电车厢。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果该轨道车辆充电结束，则控制充电弓升弓，向整车控制器和信号系统发送充电弓升弓的状态信息。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该车辆信息还包括受流器的分布信息，车辆的运行方向包括上行方向和下行方向，该确定与该轨道车辆对应的充电弓，包括：
如果该轨道车辆的受流器的分布关于轨道车辆长度方向的中心线对称设置，则上行方向上与该轨道车辆的各节车厢对应的充电弓，与该下行方向上与该轨道车辆的各节车厢对应的充电弓相同。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该车辆信息包括该轨道车辆的运行方向和车辆识别码，根据该轨道车辆的车辆信息运行方向和车辆识别码与该轨道车辆的整车控制器建立无线通信连接，包括：
根据配置表查找与该轨道车辆的运行方向和车辆识别码对应的无线网络用户名及密码，向整车控制器发送该无线网络用户名及密码，经整车控制器接收并与预先存储的无线网络用户名及密码进行比对并确认一致后，建立无线通信连接。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在控制充电弓降弓之后，还包括：
通过压力信号、距离信号或电信号确定降弓是否到位。
10.一种轨道车辆充电控制方法，包括以下步骤：
将轨道车辆的位置信息、剩余电量信息发给信号系统；
接收由信号系统发送的该轨道车辆的预定充电车位的地址，控制该轨道车辆运行至预定充电车位，该预定充电车位的地址由信号系统根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划确定；
接收由设置在地面的充电控制器发起的无线通信连接请求，与该充电控制器建立无线通信连接，其中，该充电控制器与轨道车辆的预定充电车位对应设置，该无线通信连接请求由该充电控制器根据该轨道车辆的车辆信息发起，车辆信息用于该充电控制器控制与该轨道车辆的对应的充电弓降弓，并根据信号系统的充电请求对该轨道车辆开始充电。
11.一种轨道车辆充电控制方法，包括以下步骤：
信号系统获取轨道车辆的位置信息、剩余电量信息，并根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位的地址，将该预定充电车位的地址发给该轨道车辆的整车控制器；
整车控制器接收由信号系统发送的该轨道车辆的预定充电车位的地址，并控制该轨道车辆运行至预定充电车位；
信号系统向位于地面的充电控制器发送该轨道车辆的车辆信息和充电请求，设置在地面的充电控制器与轨道车辆的预定充电车位对应设置；
该充电控制器根据该轨道车辆的车辆信息发起无线通信连接请求，整车控制器接收并确认后，充电控制器与整车控制器建立无线通信连接；
该充电控制器根据该轨道车辆的车辆信息，控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，根据该充电请求控制对该轨道车辆开始充电。
12.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位的地址，包括：
根据该轨道车辆的剩余电量信息和位置信息确定续航里程，根据续航里程和运行计划，确定该轨道车辆的预定充电车位的地址。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
充电控制器接收信号系统发送的轨道车辆的充电请求后，计算预计充电时长并反馈给信号系统；
信号系统根据该预计充电时长、预定充电车位的地址，调整运营计划。
14.一种轨道车辆，包括：整车控制器、储能装置、受流器和车辆通信模块，其中，
储能装置，用于为轨道车辆供电；
受流器，用于在轨道车辆需要充电的时候，与充电弓电连接；
车辆通信模块，用于提供无线通信连接；
整车控制器，用于将轨道车辆的位置信息、剩余电量信息发给信号系统；接收由信号系统发送的该轨道车辆的预定充电车位的地址，控制该轨道车辆运行至预定充电车位，该预定充电车位的地址由信号系统根据该轨道车辆的剩余电量信息、位置信息和运行计划确定；接收由设置在地面的充电控制器发起的无线通信连接请求，与该充电控制器建立无线通信连接，其中，该充电控制器与轨道车辆的预定充电车位对应设置，该无线通信连接请求由该充电控制器根据该轨道车辆的车辆信息发起，车辆信息用于该充电控制器控制与该轨道车辆对应的充电弓降弓，并据信号系统的充电请求对该轨道车辆开始充电。
15.一种充电站，包括：充电控制器、充电弓和地面通信模块，其中，
充电弓，与充电控制器连接；
地面通信模块，用于提供无线通信连接；
充电控制器，用于接收信号系统发送的轨道车辆的车辆信息和充电请求，车辆信息包括该轨道车辆的运行方向和车辆识别码；根据该轨道车辆的运行方向和车辆识别码，与该轨道车辆的整车控制器建立无线通信连接；根据该轨道车辆的运行方向，确定与该轨道车辆的运行方向对应的充电弓；控制与该轨道车辆的运行方向对应的充电弓降弓；根据该充电请求，控制对该轨道车辆开始充电。
16.一种充电系统，包括：信号系统、如权利要求15所述的轨道车辆和如权利要求16所述的充电站。
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