CN110303904B - 轨道交通车辆的充电控制方法和充电设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通车辆的充电控制方法和充电设备，轨道交通车辆的充电控制方法包括如下步骤：当轨道交通车辆进站时，控制装置控制集电靴切换至充电状态，在充电状态集电靴伸出车体以与轨道旁的供电设备电连接；控制供电设备通过集电靴为蓄电装置充电；当轨道交通车辆出站时，控制装置控制集电靴切换至收纳在车体上的收纳状态以与供电设备切断电连接。根据本发明的轨道交通车辆的充电控制方法，通过控制装置可以控制集电靴与供电设备自动连接或自动断开，操作比较方便，可以实现轨道交通车辆充电的自动化操作，不仅可以提升轨道交通车辆的充电效率，还具有很高的使用安全性。

Description

轨道交通车辆的充电控制方法和充电设备

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其是涉及一种轨道交通车辆的充电控制方法和充电设备。

背景技术

在相关技术中，轨道交通车辆一般通过在线路的沿线设置接触轨或受电弓，通过将车上的集电靴与接触轨或受电弓接触，实现对车辆的供电。由于需要在线路的沿线设置接触轨或受电弓，因此，这种供电方式的成本较高。同时，一旦接触轨或受电弓的一个地方出现故障，会导致全线供电故障。

还有的轨道交通车辆上设有对轨道交通车辆提供电能的车辆蓄电装置，轨道交通车辆进站停车后，需要对车载蓄电装置进行充电。这种供电方式，需要人工将车载蓄电装置与地面充电桩进行连接以进行充电；充电完成后，需要人工再次将车载蓄电装置与充电桩断开，操作非常不方便，人工插拔不仅延长充电时间，而且会有触电的危险。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种轨道交通车辆的充电控制方法，所述轨道交通车辆的充电控制方法具有操作方便、安全性高的优点。其中，所述轨道交通车辆包括车体、集电靴、用于供电的蓄电装置和控制装置。

本发明还提出了一种轨道交通车辆的充电设备，所述充电设备具有操作方便、充电效率高的优点。

根据本发明实施例的轨道交通车辆的充电控制方法，包括如下步骤：当所述轨道交通车辆到站时，所述控制装置控制所述集电靴切换至充电状态，在所述充电状态所述集电靴伸出所述车体以与轨道旁的供电设备电连接；控制所述供电设备通过所述集电靴为所述蓄电装置充电；当所述轨道交通车辆出站时，所述控制装置控制所述集电靴切换至收纳在车体上的收纳状态以与所述供电设备切断电连接。

根据本发明实施例的轨道交通车辆的充电控制方法，通过控制装置可以控制集电靴与供电设备自动连接或自动断开，操作比较方便，可以实现轨道交通车辆充电的自动化操作，不仅可以提升轨道交通车辆的充电效率，还具有很高的使用安全性。

根据本发明的一些实施例，所述控制装置控制所述集电靴切换至充电状态，具体为：检测所述集电靴与所述供电设备之间的距离；当检测到所述集电靴与所述供电设备之间的距离不大于预定距离时，所述控制装置控制所述集电靴切换至所述充电状态。

在本发明的一些实施例中，所述车体上设置进站按钮，所述进站按钮被触发时，所述控制装置控制所述集电靴切换至所述充电状态，具体为：所述进站按钮被触发时，控制所述集电靴切换至所述充电状态。

进一步地，所述监测所述集电靴与所述供电设备之间的距离不大于预定距离时，控制所述集电靴切换至所述充电状态之前，还包括：判断所述蓄电装置是否需要充电，如果需要充电，则控制所述集电靴切换至所述充电状态。

根据本发明的一些实施例，控制所述供电设备通过所述集电靴对所述蓄电装置进行充电之后，还包括：检测所述蓄电装置是否已经充满电，如果已经充满电，则控制所述供电设备停止对所述蓄电装置充电。

根据本发明的一些实施例，控制所述供电设备通过所述集电靴对所述蓄电装置进行充电之后，还包括：检测所述蓄电装置的充电时间是否达到预设时间，如果达到预设时间，则控制所述供电设备停止对所述蓄电装置充电。

可选地，所述车体上设有提示模块，在检测到所述集电靴与所述供电设备之间的距离不大于预定距离时，控制所述提示模块发出提示信号。

在本发明的一些实施例中，所述预定距离的取值范围为30m-100m。

根据本发明的一些实施例，当所述轨道交通车辆进站时，检测所述蓄电装置的电压并判定所述车体的车速；当检测所述蓄电装置的电压小于设定电压时且判定所述轨道交通车辆的车速小于预定车速时，控制利用所述集电靴对所述蓄电装置进行充电。

具体地，当所述蓄电装置的电压小于100v时，控制利用所述集电靴对所述蓄电装置进行充电。

根据本发明的一些实施例，所述控制装置包括：第一供电装置；第一电磁装置，所述第一电磁装置与所述第一供电装置相连形成电回路；第一磁吸件，所述第一磁吸件设在所述集电靴上，所述第一磁吸件与所述第一电磁装置配合，通过控制所述第一电磁装置的通电状态驱动所述集电靴在所述充电状态和所述收纳状态之间切换。

根据本发明的一些实施例，所述车体的左右两侧分别设有可转动的充电杠杆，所述控制装置包括：第二供电装置；第二电磁装置，所述第二电磁装置与所述第二供电装置相连形成电回路；第二磁吸件，每个所述充电杠杆的两端分别设有所述集电靴和所述第二磁吸件，所述第二磁吸件与所述第二电磁装置配合，通过控制所述第二电磁装置的通电状态驱动所述充电杠杆转动以驱动所述集电靴在所述充电状态和所述收纳状态之间切换。

根据本发明的一些实施例，所述轨道交通车辆的充电控制方法通过控制所述集电靴转动以在所述充电状态和所述收纳状态之间切换。

根据本发明实施例的用于轨道交通车辆的充电设备，包括：蓄电装置，所述蓄电装置适于设于所述轨道交通车辆，用于为所述轨道交通车辆供电；集电靴，所述集电靴与所述蓄电装置之间电连接，所述集电靴可移动地设在所述轨道交通车辆上；控制装置，所述控制装置与所述集电靴相连以控制所述集电靴在所述充电状态和所述收纳状态之间进行切换，在所述充电状态所述集电靴伸出所述轨道交通车辆的车体以与轨道旁的供电设备电连接，在所述收纳状态所述集电靴延伸不超出所述车体。

根据本发明实施例的用于轨道交通车辆的充电设备，可以实现车辆的自动充电，操作方便且可以大大提升充电效率，具有很强的实用性。

本发明的附加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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明第一实施例的轨道交通车辆的整体结构示意图，其中集电靴处于充电状态；

图2是根据本发明第一实施例的轨道交通车辆的整体结构示意图，其中集电靴处于收纳状态；

图3是根据本发明第一实施例的控制装置的整体结构示意图，其中集电靴处于充电状态；

图4是根据本发明第一实施例的控制装置的整体结构示意图，其中集电靴处于收纳状态；

图5是根据本发明第二实施例的轨道交通车辆的整体结构示意图，其中集电靴处于充电状态；

图6是根据本发明第二实施例的轨道交通车辆的整体结构示意图，其中集电靴处于收纳状态；

图7是根据本发明第二实施例的控制装置的整体结构示意图；

图8是根据本发明第三实施例的轨道交通车辆的整体结构示意图，其中集电靴处于充电状态；

图9是根据本发明第三实施例的轨道交通车辆的整体结构示意图，其中集电靴处于收纳状态；

图10是根据本发明实施例的充电杠杆与集电靴和第二磁吸件的配合整体结构示意图；

图11是根据本发明实施例的充电杠杆与车体的配合结构示意图；

图12是根据本发明实施例的轨道交通车辆的充电控制方法的流程图。

附图标记：

轨道交通车辆100，

车体1，

集电靴11，

蓄电装置12，

控制装置13，驱动按钮131，旋转件132，第一连接件132a，第二连接件132b，

第一供电装置133，永磁同步电机133a，第一逆变器133b，第一电磁装置134，外壳134a，电磁线圈134b，可伸缩连接件134c，第一磁吸件135，

第二供电装置136，电动发电机136a，第二逆变器136b，第二电磁装置137，第二磁吸件138，

进站按钮14，

电池管理***15，

电压霍尔传感器16，

充电杠杆17，杠杆支点171，

供电设备200，

配合斜面21。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、顺时针、逆时针等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图12描述根据本发明实施例的轨道交通车辆100的充电控制方法。

如图1-图2、图5-图6、图8-图9所示，根据本发明实施例的轨道交通车辆100可以包括车体1、集电靴11和用于供电的蓄电装置12和控制装置13。

具体而言，当轨道交通车辆100需要充电时，控制装置13可以控制集电靴11相对车体1进行移动，当轨道交通车辆100充电时，充电电流可以通过集电靴11进入蓄电装置12内。当蓄电装置12充电完成后，轨道交通车辆100可以进行正常的行驶，蓄电装置12可以为轨道交通车辆100内的用电设备(显示屏、指示灯等)进行供电。

根据本发明实施例的轨道交通车辆100的充电控制方法，可以包括如下步骤：

当轨道交通车辆100进站时，控制装置13可以控制集电靴11切换至充电状态，在充电状态集电靴11伸出车体1以与轨道旁的供电设备200电连接。然后，控制供电设备200通过集电靴11为蓄电装置12进行充电。当轨道交通车辆100出站时，控制装置13可以控制集电靴11切换至收纳在车体1上的收纳状态以与供电设备200切断电连接。具体而言，轨道交通车辆100可以在轨道上行驶，其中供电设备200可以设在轨道旁边，当轨道交通车辆100进站并行驶至与供电设备200对应的充电位置时，轨道交通车辆100可以开始充电。

可以理解的是，集电靴11可以单个设置，也可以成对设置。车体1上可以设有一对集电靴11，也可设置多对集电靴11，每对集电靴11均可以与蓄电装置12组成闭合的电回路。其中，每对集电靴11中的一个集电靴11可以与供电设备200的正极相连，每对集电靴11中的另一个集电靴11可以与供电设备200的负极相连。集电靴11可以具有充电状态和收纳状态，当轨道交通车辆100正常行驶时，集电靴11处于收纳状态，集电靴11收纳在车体1上，从而可以使车体1的整体结构更加紧凑。当轨道交通车辆100需要充电时，轨道交通车辆100进站并行驶至与供电设备200对应的充电位置，集电靴11处于充电状态，集电靴11伸出车体1并与供电设备200电连接。

具体地，控制装置13可以控制每对集电靴11的移动状态。当轨道交通车辆100需要充电时，控制装置13可以控制一对集电靴11或同时控制多对集电靴11使其进入充电状态，处于充电状态的集电靴11伸出车体1并与供电设备200电连接，供电设备200对蓄电装置12进行充电。当轨道交通车辆100充电完成后，控制装置13可以控制集电靴11切换至收纳状态，集电靴11与供电设备200断开并收纳在车体1上。

根据本发明实施例的轨道交通车辆100的充电控制方法，通过控制装置13可以控制集电靴11与供电设备200自动连接或自动断开，操作比较方便，可以实现轨道交通车辆充电的自动化操作，不仅可以提升轨道交通车辆100的充电效率，还具有很高的使用安全性。

根据本发明的一些实施例，轨道交通车辆100的充电控制方法还包括如下步骤：在车体1朝向供电设备200行驶时，检测集电靴11与供电设备200之间的距离，当检测到集电靴11与供电设备200之间的距离不大于预定距离时，控制装置13控制集电靴11切换至充电状态，由此可以提升轨道交通车辆100的充电效率。

具体而言，如图5-图6所示，集电靴11与供电设备200之间的距离为在前后方向上轨道交通车辆100与供电设备200之间的距离。可选地，可以在供电设备200上设置位置传感器，当轨道交通车辆100的车头经过供电设备200时，位置传感器开始采集轨道交通车辆100的位置信号，随着车体1的不断移动，当集电靴11与供电设备200的距离达到预定距离时，位置传感器可以给控制装置13发送控制信号，控制装置13开始控制集电靴11切换至充电状态，此时车体1开始减速。当车体1带动集电靴11移动至与供电设备200正对的位置时，车体1正好停止。由此，通过上述设计，可以使集电靴11与供电设备200的连接位置更加精确，不仅可以提升轨道交通车辆100的充电效率，还可以提升供电设备200的使用安全性。

根据本发明的一些实施例，监测集电靴11与供电设备200之间的距离不大于预定距离时，在控制集电靴11切换至充电状态之前，还可以包括：判断蓄电装置12是否需要充电，如果需要充电，则控制集电靴11切换至充电状态，由此可以提升蓄电装置12的使用安全性。可以理解的是，如果蓄电装置12不需要进行充电，若集电靴11强行对其进行充电，由此可以对蓄电装置12产生损坏，从而会严重影响蓄电装置12的使用寿命。

根据本发明的一些实施例，控制供电设备200通过集电靴11对蓄电装置12进行充电之后，还可以包括：检测蓄电装置12是否已经充满电，如果已经充满电，则控制供电设备200停止对蓄电装置12充电，由此可以确保蓄电装置12的电量保持充足。具体而言，当供电设备200对轨道交通车辆100进行充电时，直到蓄电装置12充满电为止。当蓄电装置12充满电时，控制装置13可以控制集电靴11切换至收纳状态。

根据本发明的一些实施例，控制供电设备200通过集电靴11对蓄电装置12进行充电之后，还可以包括：检测蓄电装置12的充电时间是否达到预设时间，如果达到预设时间，则控制供电设备200停止对蓄电装置12充电，由此可以提升蓄电装置12的使用安全性。具体而言，供电设备200可以根据蓄电装置12缺少的电量多少计算出蓄电装置12的充电预设时间，当蓄电装置12的充电时间达到预设时间时，控制装置13可以控制集电靴11切换至收纳状态。由此可以防止集电靴11持续对蓄电装置12进行充电，可以防止蓄电装置12因过度充电而出现损坏。

如图1-图2所示，在本发明的一些实施例中，车体1上可以设置进站按钮14，进站按钮14被触发时，控制装置13可以控制集电靴11切换至充电状态，由此可以提升轨道交通车辆100的充电效率。具体而言，进站按钮14可以与控制装置13电连接，当轨道交通车辆100运行至特定的位置时进站按钮14可以被触发，控制装置13可以控制集电靴11伸出车体1，从而可以缩短轨道交通车辆100的充电准备时间。

在本发明的一些可选的实施例中，车体1上可以设有提示模块，在检测到集电靴11与供电设备200之间的距离不大于预定距离时，可以控制提示模块发出提示信号，由此可以确保驾驶员及时触发进站按钮14。可选地，提示模块可以与供电设备200上的位置传感器通信连接，当位置传感器检测到集电靴11与供电设备200之间的距离不大于预定距离时，位置传感器可以给提示模块发送控制信号，提示模块可以提醒驾驶员及时触发进站按钮14。

可选地，提示模块可以为声音报警器，当提示模块接收到控制信号后，声音报警器会发出报警的声音，如此设置可以使驾驶员更加方便获得车辆进站的提示信息。可选地，提示模块也可以为信号指示灯，当提示模块接收到控制信号后，信号指示灯可以进行闪光以提醒驾驶员及时触发进站按钮14。

在本发明的一些实施例中，预定距离的取值范围可以为30m-100m，例如，预定距离可以为50m，集电靴11与供电设备200之间的距离为50m时提示模块提示驾驶员触发进站按钮14，控制装置13可以控制集电靴11切换至充电状态，从而可以使轨道交通车辆100做好充电准备，提升充电效率。

如图5-图6所示，根据本发明的一些实施例，当轨道交通车辆100进站时，检测蓄电装置12的电压并判定车体1的车速，当检测到蓄电装置12的电压小于设定电压且判定车辆的车速小于预定车速时，控制利用集电靴11对蓄电装置12进行充电，由此可以提升蓄电装置12的使用安全性。

例如，如图6所示，轨道交通车辆100包括电池管理***15和电压霍尔传感器16，电压霍尔传感器16与电池管理***15通信连接。电压霍尔传感器16可以检测蓄电装置12的电压，若蓄电装置12的电压小于设定电压且车速小于预定车速，电池管理***15可以控制集电靴11与蓄电装置12之间的电回路导通，供电设备200可以对蓄电装置12进行充电。若蓄电装置12的电压大于设定电压或者车速大于预定车速，电池管理***15可以控制集电靴11与蓄电装置12之间的电回路断开，控制装置13可以控制集电靴11切换至收纳状态。由此，通过上述设计，可以实现轨道交通车辆100的充电过程的自动控制，提升充电效率。

在本发明的一个具体示例中，当蓄电装置12的电压小于100v时，可以控制利用集电靴11对蓄电装置12进行充电，由此可以使供电设备200进行正常的充电工作。可以理解的是，控制蓄电装置12开始充电的设定电压的大小可以根据实际设计需求选择设置，只要能够满足轨道交通车辆100正常的充电需求即可，本发明对此不做具体限制。

如图5-图7所示，在本发明的一些可选的实施例中，控制装置13可以包括第一供电装置133、第一电磁装置134和第一磁吸件135，第一电磁装置134可以与第一供电装置133相连形成电回路，第一磁吸件135设在集电靴11上，第一磁吸件135可以与第一电磁装置134配合，通过控制第一电磁装置134的通电状态可以驱动集电靴11在充电状态和收纳状态之间切换，由此，可以使控制装置13的控制方式更加简单、方便操作。

具体而言，第一电磁装置134在通电的状态下可以产生感应磁场。其中，第一磁吸件135可以为磁铁，也可以为电磁铁，第一磁吸件135在感应磁场的磁性力的作用下可以带动集电靴11在充电状态和收纳状态之间切换。例如，当蓄电装置12需要充电时，第一电磁装置134通入正向电流，第一电磁装置134产生的磁场力可以驱动第一磁吸件135移动以使集电靴11切换至充电状态。当蓄电装置12充电完成后，第一电磁装置134通入反向电流，第一电磁装置134产生的磁场力可以驱动第一磁吸件135移动以使集电靴11切换至收纳状态。

再例如，如图7所示，第一电磁装置134包括外壳134a和电磁线圈134b，电磁线圈134b收纳在外壳134a内，第一磁吸件135通过可伸缩连接件134c与外壳134a连接在一起。当蓄电装置12需要充电时，第一电磁装置134通电，第一电磁装置134产生的感应磁场可以驱动第一磁吸件135移动，由此可以使集电靴11切换至充电状态。当蓄电装置12充电完成后，第一电磁装置134断电，感应磁场消失，第一磁吸件135可以在可伸缩连接件134c的弹性力的作用下移动以使集电靴11切换至收纳状态。可选地，可伸缩连接件134c可以为弹簧。

在图5-图6所示的具体示例中，第一供电装置133包括永磁同步电机133a和第一逆变器133b。第一逆变器133b分别与永磁同步电机133a和第一电磁装置134相连，由此可以使第一供电装置133的结构更加简单、节省使用成本。第一逆变器133b具有正常的牵引模式和电制动回馈模式。当轨道交通车辆100进站时，轨道交通车辆100可以进入电制动回馈模式，刹车***可以给永磁同步电机133a反向激励，永磁同步电机133a可以将机械能转化成电能，第一逆变器133b可以将永磁同步电机133a产生的三相交流电转化成直流电并通过电回路流入到第一电磁装置134中。由此，无需额外设置电源为第一电磁装置134供电，更加节能环保。

如图8-图11所示，在本发明的一些可选的实施例中，车体1的左右两侧可以分别设有可转动的充电杠杆17，控制装置13可以包括第二供电装置136、第二电磁装置137和第二磁吸件138，第二电磁装置137与第二供电装置136可以相连形成电回路，每个充电杠杆17的两端分别设有集电靴11和第二磁吸件138，第二磁吸件138可以与第二电磁装置137配合，通过控制第二电磁装置137的通电状态驱动充电杠杆17转动以驱动集电靴11在充电状态和收纳状态之间切换。由此，可以使集电靴11的控制方式更加简单、操作比较方便。

具体而言，第二电磁装置137在通电的状态下也可以产生感应磁场。其中，第二磁吸件138可以为磁铁，也可以为电磁铁，第二磁吸件138在感应磁场的磁性力的作用下可以带动充电杠杆17转动，由此，充电杠杆17可以带动集电靴11在充电状态和收纳状态之间切换。可选地，充电杠杆17可以形成为圆柱形的绝缘壳体结构，由此可以防止第二磁吸件138和集电靴11之间出现短路，可以提升轨道交通车辆100在充电时的安全性能。

如图11所示，在本发明的一个具体示例中，车体1上可以设置杠杆支点171，杠杆支点171止抵在充电杠杆17的外周壁上，充电杠杆17可以相对杠杆支点171进行旋转。当蓄电装置12需要充电时，第二电磁装置137内通入正向电流，第二电磁装置137产生的磁场力可以驱动第二磁吸件138移动，从而可以带动充电杠杆17的设有集电靴11的一端相对杠杆支点171进行逆时针转动，由此集电靴11可以切换至充电状态。当蓄电装置12充电完成后，第二电磁装置137内通入反向电流，第二电磁装置137产生的磁场力可以驱动第二磁吸件138移动，由此可以带动充电杠杆17的设有集电靴11的一端相对杠杆支点171进行顺时针转动，由此集电靴11可以切换至收纳状态。当集电靴11处于收纳状态时，充电杠杆17与车体1的长度方向平行，由此可以使充电杠杆17与车体1的配合结构更加紧凑、节省装配空间。

可选地，也可以在车体1上设置复位装置，复位装置可以驱动充电杠杆17进行复位。具体而言，当蓄电装置12需要充电时，第二电磁装置137内通入电流，第二电磁装置137产生的磁场力可以驱动第二磁吸件138移动以带动充电杠杆17的设有集电靴11的一端相对杠杆支点171进行逆时针转动，由此集电靴11可以切换至充电状态。当蓄电装置12充电完成后，第二电磁装置137断电，复位装置可以驱动充电杠杆17的设有集电靴11的一端相对杠杆支点171进行顺时针转动，由此集电靴11可以切换至收纳状态。

在图8-图9所示的具体示例中，第二供电装置136包括电动发电机136a和第二逆变器136b。第二逆变器136b分别与电动发电机136a和第二电磁装置137相连，由此可以使第二供电装置136的结构更加简单、节省使用成本。第二逆变器136b也具有正常的牵引模式和电制动回馈模式。当轨道交通车辆100进站时，轨道交通车辆100可以进入电制动回馈模式，刹车***可以给电动发电机136a反向激励，电动发电机136a可以将机械能转化成电能，第二逆变器136b可以将电动发电机136a产生的三相交流电转化成直流电并通过电回路流入到第二电磁装置137中。

如图1-图2所示，根据本发明的一些实施例，可以通过控制集电靴11转动以在充电状态和收纳状态之间切换，由此可以使集电靴11的控制方式更加简单、方便操作。具体而言，控制装置13可以控制集电靴11进行转动，当集电靴11转动一定角度时，集电靴11可以与供电设备200进行电连接，当集电靴11转动至另一角度时，集电靴11与供电设备200断开并收纳在车体1上。

例如，如图3-图4所示，控制装置13可以包括驱动按钮131和旋转件132，旋转件132通过第一连接件132a与驱动按钮131相连，旋转件132通过第二连接件132b与集电靴11相连。当驱动按钮131被按下时，第一连接件132a可以驱动旋转件132转动至第一极限位置，旋转件132可以带动第二连接件132b使其驱动集电靴11旋转并切换至充电状态。当驱动按钮131被抬起时，第一连接件132a可以驱动旋转件132转动至第二极限位置，旋转件132可以带动第二连接件132b使其驱动集电靴11旋转并切换至收纳状态。由此，通过上述设计，可以使控制装置13的结构更加简单、方便安装和操作。

如图1-图2、图5-图6、图8-图9所示，在本发明的一些实施例中，供电设备200可以设有配合斜面21，由此可以提升供电设备200的使用安全性。具体而言，供电设备200上的配合斜面21可以在从前往后的方向上向远离轨道的方向延伸。当轨道交通车辆100开始进站制动时，轨道交通车辆100进入电制动回馈模式，控制装置13可以控制集电靴11切换至充电状态。随着轨道交通车辆100的继续运行，车体1左右两侧的集电靴11首先和对应的配合斜面21接触，轨道交通车辆100在向前运行的过程中，配合斜面21可以使集电靴11与供电设备200的配合越来越紧密，从而可以防止出现拉弧的现象，可以提升供电设备200的使用安全性。

如图5-图6所示，根据本发明实施例的用于轨道交通车辆100的充电设备，包括：蓄电装置12、集电靴11和控制装置13。

蓄电装置12可以设在轨道交通车辆100内，蓄电装置12可以用于为轨道交通车辆100进行供电。集电靴11可以与蓄电装置12之间电连接，集电靴11可移动地设在轨道交通车辆100上。控制装置13可以与集电靴11相连以控制集电靴11在充电状态和收纳状态之间进行切换，在充电状态集电靴11可以伸出轨道交通车辆100的车体1以与轨道旁的供电设备200电连接，在收纳状态集电靴11延伸不超出车体1。

具体而言，控制装置13可以控制集电靴11相对车体1进行移动。当蓄电装置12需要进行充电时，控制装置13可以控制集电靴11切换至充电状态，集电靴11可以伸出车体1并与轨道旁的供电设备200进行电连接，集电靴11可以采集电流并通过其与蓄电装置12之间的电连接对蓄电装置12进行充电。当蓄电装置12充电完成后，控制装置13可以控制集电靴11切换至收纳状态，此时集电靴11不超出车体1，由此可以保证轨道交通车辆100的正常运行。

根据本发明实施例的用于轨道交通车辆100的充电设备，控制装置13可以控制集电靴11相对车体1的运动，当车辆需要进行充电时，控制装置13可以控制集电靴11切换至充电状态，充电完成后，控制装置13可以控制集电靴11切换至收纳状态。由此，充电设备可以实现车辆的自动充电，操作方便且可以大大提升充电效率，具有很强的实用性。

下面参考图5-图7、图12详细描述根据本发明具体实施例的轨道交通车辆100的充电控制方法。

如图5-图6所示，根据本发明实施例的轨道交通车辆100包括：车体1、整车控制***、一对集电靴11、蓄电装置12、控制装置13、电池管理***15和电压霍尔传感器16，供电设备200设在轨道旁边。

如图5-图7所示，控制装置13包括第一供电装置133、第一电磁装置134和第一磁吸件135，第一电磁装置134与第一供电装置133相连形成电回路，第一磁吸件135设在集电靴11上，第一磁吸件135与第一电磁装置134配合，通过控制第一电磁装置134的通电状态可以驱动集电靴11在充电状态和收纳状态之间切换。当集电靴11处于充电状态时，集电靴11与供电设备200电连接，当集电靴11处于收纳状态时，集电靴11与供电设备200断开并收纳在车体1上。

如图5-图6所示，第一供电装置133包括永磁同步电机133a和第一逆变器133b。第一逆变器133b分别与永磁同步电机133a和第一电磁装置134相连。如图7所示，第一电磁装置134包括外壳134a和电磁线圈134b，电磁线圈134b收纳在外壳134a内，第一磁吸件135通过可伸缩连接件134c与外壳134a连接在一起。其中，可伸缩连接件134c为弹簧。如图5-图6所示，供电设备200设有配合斜面21，配合斜面21在从前往后的方向上向远离轨道的方向延伸。

具体而言，如图12所示，当轨道交通车辆100将要进站时，轨道交通车辆100的整车控制***接收到进站信号后，通过CAN通讯方式将进站信号发送至轨道交通车辆100内的各个控制***。当集电靴11与供电设备200之间的距离为50m时，轨道交通车辆100进入电制动回馈模式。刹车***给永磁同步电机133a提供反向激励，永磁同步电机133a可以将机械能转化成电能，第一逆变器133b将永磁同步电机133a产生的三相交流电转化成直流电并通过电回路流入到第一电磁装置134中。第一电磁装置134产生的磁场力驱动第一磁吸件135移动，由此可以使集电靴11切换至充电状态，此时可伸缩连接件134c处于被拉伸的状态。随着轨道交通车辆100的继续运行，左右两侧的集电靴11首先和对应的配合斜面21接触，轨道交通车辆100在向前运行的过程中，可伸缩连接件134c逐渐被压缩，在可伸缩连接件134c的弹性力的作用下可以使集电靴11与供电设备200之间紧密接触。当电池管理***15检测到车速小于1km/h，电压霍尔传感器16检测到蓄电装置12的电压小于100V时，电池管理***15控制集电靴11与蓄电装置12之间的电回路导通，供电设备200开始对蓄电装置12进行充电。

当车辆将要出站时，轨道交通车辆100的整车控制***接收到出站信号后，通过CAN通讯方式将出站信号发送至轨道交通车辆100内的各个控制***。电池管理***15接收到出站信号后，控制第一供电装置133与第一电磁装置134之间的电回路断开，第一电磁装置134产生的磁场力消失，可伸缩连接件134c可以依靠自身弹性力带动集电靴11切换至收纳状态。由此，轨道交通车辆100可以出站，蓄电装置12开始为车体1内的用电设备(显示屏、指示灯等)进行供电。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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发明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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种轨道交通车辆的充电控制方法，其特征在于，所述轨道交通车辆包括车体、集电靴、用于为所述轨道交通车辆供电的蓄电装置，所述充电控制方法包括如下步骤：

当所述轨道交通车辆到站时，控制装置控制所述集电靴切换至充电状态，在所述充电状态所述集电靴伸出所述车体以与轨道旁的供电设备电连接；

控制所述供电设备通过所述集电靴为所述蓄电装置充电；

当所述轨道交通车辆出站时，控制所述集电靴切断与所述供电设备电连接，切换至收纳在车体上的收纳状态，

其中，所述控制装置包括第一供电装置、第一电磁装置和第一磁吸件，所述第一电磁装置与所述第一供电装置相连形成电回路，所述第一磁吸件设在所述集电靴上，所述第一磁吸件与所述第一电磁装置配合，通过控制所述第一电磁装置的通电状态驱动所述集电靴在所述充电状态和所述收纳状态之间切换；或者，

所述控制装置包括第二供电装置、第二电磁装置和第二磁吸件，所述第二电磁装置与所述第二供电装置相连形成电回路，所述车体的左右两侧分别设有可转动的充电杠杆，每个所述充电杠杆的两端分别设有所述集电靴和所述第二磁吸件，所述第二磁吸件与所述第二电磁装置配合，通过控制所述第二电磁装置的通电状态驱动所述充电杠杆转动以驱动所述集电靴在所述充电状态和所述收纳状态之间切换。

2.根据权利要求1所述的轨道交通车辆的充电控制方法，其特征在于，所述控制装置控制所述集电靴切换至充电状态，具体为：

检测所述集电靴与所述供电设备之间的距离；

当检测到所述集电靴与所述供电设备之间的距离不大于预定距离时，控制所述集电靴切换至所述充电状态。

3.根据权利要求2所述的轨道交通车辆的充电控制方法，其特征在于，所述当检测到所述集电靴与所述供电设备之间的距离不大于预定距离时，控制所述集电靴切换至所述充电状态之前，还包括：

判断所述蓄电装置是否需要充电，如果需要充电，则控制所述集电靴切换至所述充电状态。

4.根据权利要求1所述的轨道交通车辆的充电控制方法，其特征在于，控制所述供电设备通过所述集电靴对所述蓄电装置进行充电之后，还包括：

检测所述蓄电装置是否已经充满电，如果已经充满电，则控制所述供电设备停止对所述蓄电装置充电。

5.根据权利要求1所述的轨道交通车辆的充电控制方法，其特征在于，控制所述供电设备通过所述集电靴对所述蓄电装置进行充电之后，还包括：

检测所述蓄电装置的充电时间是否达到预设时间，如果达到预设时间，则控制所述供电设备停止对所述蓄电装置充电。

6.根据权利要求1所述的轨道交通车辆的充电控制方法，其特征在于，所述车体上设置进站按钮，所述控制装置控制所述集电靴切换至充电状态，具体为：

所述进站按钮被触发时，控制所述集电靴切换至所述充电状态。

7.根据权利要求6所述的轨道交通车辆的充电控制方法，其特征在于，所述车体上设有提示模块，在检测到所述集电靴与所述供电设备之间的距离不大于预定距离时，控制所述提示模块发出提示信号。

8.根据权利要求2所述的轨道交通车辆的充电控制方法，其特征在于，所述预定距离的取值范围为30m-100m。

9.根据权利要求2所述的轨道交通车辆的充电控制方法，其特征在于，当所述轨道交通车辆进站时，检测所述蓄电装置的电压并判定所述车体的车速；

当检测所述蓄电装置的电压小于设定电压且判定所述轨道交通车辆的车速小于预定车速时，控制利用所述集电靴对所述蓄电装置进行充电。

10.根据权利要求9所述的轨道交通车辆的充电控制方法，其特征在于，当所述蓄电装置的电压小于100v时，控制利用所述集电靴对所述蓄电装置进行充电。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的轨道交通车辆的充电控制方法，其特征在于，通过控制所述集电靴转动以在所述充电状态和所述收纳状态之间切换。

12.一种用于轨道交通车辆的充电设备，其特征在于，包括：

蓄电装置，所述蓄电装置适于设于所述轨道交通车辆，用于为所述轨道交通车辆供电；

集电靴，所述集电靴与所述蓄电装置之间电连接，所述集电靴可移动地设在所述轨道交通车辆上；

控制装置，所述控制装置与所述集电靴相连以控制所述集电靴在充电状态和收纳状态之间进行切换，在所述充电状态所述集电靴伸出所述轨道交通车辆的车体以与轨道旁的供电设备电连接，在所述收纳状态所述集电靴延伸不超出所述车体，

其中，所述控制装置包括第一供电装置、第一电磁装置和第一磁吸件，所述第一电磁装置与所述第一供电装置相连形成电回路，所述第一磁吸件设在所述集电靴上，所述第一磁吸件与所述第一电磁装置配合，通过控制所述第一电磁装置的通电状态驱动所述集电靴在所述充电状态和所述收纳状态之间切换；或者，

所述控制装置包括第二供电装置、第二电磁装置和第二磁吸件，所述第二电磁装置与所述第二供电装置相连形成电回路，所述车体的左右两侧分别设有可转动的充电杠杆，每个所述充电杠杆的两端分别设有所述集电靴和所述第二磁吸件，所述第二磁吸件与所述第二电磁装置配合，通过控制所述第二电磁装置的通电状态驱动所述充电杠杆转动以驱动所述集电靴在所述充电状态和所述收纳状态之间切换。

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