车载充电系统、线路充电系统、轨迹车辆及其充电方法与流程

1.本技术涉及车辆充电技术领域，具体而言涉及一种车载充电系统、线路充电系统、轨道车辆及其充电方法。


背景技术：

2.目前，电动轨道车辆的整车控制器使用wifi无线路由与线下wifi交换充电数据，由于wifi频段在社会环境中易受手机、电脑等其他无线设备的信号干扰，会导致无可避免的产生无线通讯拥塞延迟甚至通讯中断，导致充电失败。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题而提出了本技术。根据本技术一方面，提供了一种车载充电系统，包括信号子系统、充电子系统和通信子系统，其中：所述信号子系统和/或所述充电子系统经由所述通信子系统向线路充电系统发送充电请求；在所述线路充电系统接收到所述充电请求后，所述充电子系统经由所述通信子系统从所述线路充电系统接收握手报文，与所述线路充电系统握手完成后进入充电流程，直到充电结束；其中，所述通信子系统连同所述线路充电系统的通信模块提供非授权频谱的长期演进通道。
4.在本技术的一个实施例中，所述通信子系统包括车载乘客信息模块、通信交换机和终端接入单元，所述充电请求包括第一充电请求和第二充电请求，其中：所述信号子系统经由所述终端接入单元向所述线路充电系统发送所述第一充电请求并执行充电准备工作，所述第一充电请求包括车辆信息；所述充电子系统经由所述车载乘客信息模块、所述通信交换机和所述终端接入单元向所述线路充电系统发送所述第二充电请求以及从所述线路充电系统接收所述握手报文，所述第二充电请求包括指示车辆充电准备工作已完成的信息。
5.在本技术的一个实施例中，所述通信子系统包括车载乘客信息模块、通信交换机和终端接入单元，其中：所述信号子系统执行充电准备工作后经由所述终端接入单元向所述线路充电系统发送所述充电请求，所述充电请求包括车辆信息和指示车辆充电准备工作已完成的信息；所述充电子系统经由所述车载乘客信息模块、所述通信交换机和所述终端接入单元从所述线路充电系统接收所述握手报文。
6.在本技术的一个实施例中，所述通信子系统包括车载乘客信息模块、通信交换机和终端接入单元，其中：所述信号子系统执行充电准备工作后向所述充电子系统发送所述充电请求，所述充电请求包括所述车辆信息和指示车辆充电准备工作已完成的信息；所述充电子系统经由所述车载乘客信息模块、所述通信交换机和所述终端接入单元向所述线路充电系统转发所述充电请求以及从所述线路充电系统接收所述握手报文。
7.在本技术的一个实施例中，所述车辆信息包括车辆编组号和车辆激活端信息。
8.在本技术的一个实施例中，所述信号子系统包括列车自动监控模块和车载控制器模块，所述列车自动监控模块用于发送所述充电请求，所述车载控制器模块用于执行所述
充电准备工作。
9.在本技术的一个实施例中，所述充电子系统包括动力电池、电池管理模块、充电极板、列车控制管理模块、车载控制器局域网转以太网模块以及车载接触器，其中：所述电池管理模块经由所述列车控制管理模块与所述信号子系统交互；所述列车控制管理模块经由所述电池管理模块、所述车载控制器局域网转以太网模块和所述通信子系统向所述线路充电系统发送所述充电请求；所述电池管理模块经由所述车载控制器局域网转以太网模块和所述通信子系统与所述线路充电系统进行交互；所述车载接触器用于接通所述动力电池和所述充电极板。
10.在本技术的一个实施例中，所述充电流程包括：所述线路充电系统的充电监控模块向充电弓控制器发送指令，使得所述充电弓控制器控制充电弓与车辆的充电极板连接而开始充电；电池充满后，所述充电监控模块向所述充电弓控制器发送指令，使得所述充电弓控制器控制充电弓与所述充电极板断开连接。
11.在本技术的一个实施例中，所述充电子系统还用于：在所述充电流程中，实时获取所述充电弓的弓状态信息，以确定是否解除制动施加；所述信号子系统还用于：在所述充电流程中，实时获取所述充电弓的弓状态信息，并结合制动施加是否解除来确定是否调车。
12.根据本技术另一方面，还提供了一种线路充电系统，所述线路充电系统包括充电监控模块、通信模块和充电部件，其中：所述充电监控模块经由所述通信模块从车辆接收充电请求，在接收到所述充电请求后，经由所述通信模块向所述车辆发送握手报文；所述充电监控模块还用于在与车辆握手完成后，控制所述充电部件连接所述车辆，以进入充电流程，直到充电结束；其中，所述通信模块连同所述车辆的通信子系统提供非授权频谱的长期演进通道。
13.在本技术的一个实施例中，所述通信模块包括区间接入点、核心交换机和传输交换机，所述充电监控模块经由所述传输交换机、所述核心交换机和所述区间接入点从所述车辆接收所述充电请求以及向所述车辆发送所述握手报文。
14.在本技术的一个实施例中，所述充电部件包括充电弓控制器、充电弓和充电器，所述充电流程包括：所述充电监控模块向所述充电弓控制器发送指令，使得所述充电弓控制器控制所述充电弓与所述车辆的充电极板连接而由所述充电器开始对所述车辆充电，电池充满后，所述充电监控模块向所述充电弓控制器发送指令，使得所述充电弓控制器控制所述充电弓与所述充电极板断开连接。
15.在本技术的一个实施例中，所述充电监控模块还用于：在所述充电流程中，实时向所述车辆发送所述充电弓的弓状态信息，以由所述车辆确定是否解除制动施加以及是否调车。
16.在本技术的一个实施例中，所述充电监控模块还用于：在所述充电流程中，当经由所述通信模块接收到中止充电报文，或者，接收到用户中断充电的指令，或者，充电相关设备从自动模式进入手动模式，或者，充电相关设备发生故障，则结束充电。
17.根据本技术再一方面，还提供了一种车载充电系统，所述车载充电系统包括充电子系统、通信子系统和射频卡，其中：所述射频卡用于由线路充电系统的读写器进行读取；当所述射频卡被所述读写器读取到时，所述充电子系统经由所述通信子系统向线路充电系统发送充电请求；在所述线路充电系统接收到所述充电请求后，所述充电子系统经由所述
通信子系统从所述线路充电系统接收握手报文，与所述线路充电系统握手完成后进入充电流程，直到充电结束；其中，所述通信子系统连同所述线路充电系统的通信模块提供非授权频谱的长期演进通道。
18.在本技术的一个实施例中，所述车载充电系统还包括信号子系统，所述信号子系统用于在所述充电子系统发送所述充电请求之前执行充电准备工作，所述充电请求包括车辆信息和指示车辆充电准备工作已完成的信息。
19.根据本技术又一方面，还提供了一种线路充电系统，所述线路充电系统包括充电监控模块、通信模块、充电部件和读写器，其中：所述读写器用于读取车辆的射频卡以读取车辆到位状态；当所述读写器读取到车辆到位状态时，所述充电监控模块经由所述通信模块从车辆接收充电请求，在接收到所述充电请求后，经由所述通信模块向所述车辆发送握手报文；所述充电监控模块还用于在与车辆握手完成后，控制所述充电部件连接所述车辆，以进入充电流程，直到充电结束；其中，所述通信模块连同所述车辆的通信子系统提供非授权频谱的长期演进通道。
20.根据本技术再一方面，还提供了一种轨道车辆充电方法，所述方法包括：经由非授权频谱的长期演进通道向线路充电系统发送充电请求；在所述线路充电系统接收到所述充电请求后，经由所述非授权频谱的长期演进通道从所述线路充电系统接收握手报文；在与所述线路充电系统握手完成后进入充电流程，直到充电结束。
21.根据本技术又一方面，还提供了一种轨道车辆充电方法，所述方法包括：经由非授权频谱的长期演进通道从车辆接收充电请求；在接收到所述充电请求后，经由所述非授权频谱的长期演进通道向所述车辆发送握手报文；在与车辆握手完成后进入充电流程，直到充电结束。
22.根据本技术再一方面，还提供了一种轨道车辆，所述车辆包括上述车载充电系统。
23.根据本技术实施例的车载充电系统、线路充电系统、轨道车辆及其充电方法基于lte-u网络通道实现车地通讯以对车辆充电，可避开干扰，不受通讯拥堵的影响。
附图说明
24.通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
25.图1示出根据本技术一个实施例的车载充电系统的示意性结构框图。
26.图2示出根据本技术一个实施例的在线充电系统的示意性结构框图。
27.图3示出根据本技术一个实施例的车辆充电系统的位置分布示意图。
28.图4示出根据本技术一个实施例的车辆充电系统的通信路径示意图。
29.图5示出根据本技术另一个实施例的车载充电系统的示意性结构框图。
30.图6示出根据本技术另一个实施例的在线充电系统的示意性结构框图。
31.图7示出根据本技术一个实施例的轨道车辆充电方法的示意性流程图。
32.图8示出根据本技术另一个实施例的轨道车辆充电方法的示意性流程图。
具体实施方式
33.为了使得本技术的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是本技术的全部实施例，应理解，本技术不受这里描述的示例实施例的限制。基于本技术中描述的本技术实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本技术的保护范围之内。
34.首先，参照图1描述根据本技术一个实施例的车载充电系统。图1示出了根据本技术一个实施例的车载充电系统100的示意性结构框图。如图1所示，车载充电系统100包括信号子系统110、充电子系统120和通信子系统130。其中，信号子系统110和/或充电子系统120经由通信子系统130向线路充电系统发送充电请求；在线路充电系统接收到充电请求后，充电子系统120经由通信子系统130从线路充电系统接收握手报文，与线路充电系统握手完成后进入充电流程，直到充电结束；其中，通信子系统130连同线路充电系统的通信模块提供非授权频谱的长期演进通道。
35.在本技术的实施例中，车载充电系统100的通信子系统130与线路充电系统的通信模块共同提供非授权频谱的长期演进(long term evolution in unlicensed spectrum，简称为lte-u)通道，使得车辆基于lte-u网络通道实现车地通讯以对车辆充电，无需采用车载wifi和地面wifi建立点对点无线通讯，由于lte-u网络通道无退避机制，因此可避开干扰，不受wifi通讯拥堵的影响，在线路复杂网络环境中亦可实现预期功能，还能充分利用已有的lte-u网络资源，有效规避wifi设备本身故障带来的风险因素，减轻施工、检修作业量，利于成本管控；此外，相比于车地点对点wifi通讯，基于lte-u通道的传输网络减少了一个地面端wifi设备和地面端控制器局域网(controller area network，简称为can)转以太网设备(即在线路充电系统一侧无需wifi设备和can转以太网设备)。
36.在本技术的一个实施例中，通信子系统130可以包括车载乘客信息模块(passenger information system，简称为pis)、通信交换机和终端接入单元(terminal access unit，简称为tau)，前述的充电请求可以包括第一充电请求和第二充电请求，其中：信号子系统110经由tau向线路充电系统发送第一充电请求并执行充电准备工作，第一充电请求包括车辆信息；充电子系统120经由pis、通信交换机和tau向线路充电系统发送第二充电请求以及从线路充电系统接收握手报文，第二充电请求包括指示车辆充电准备工作已完成的信息。在该实施例中，信号子系统110可以用于实现自动驾驶，因此可自动发送充电请求，无需人工参与。
37.在本技术的实施例中，信号子系统110可以包括列车自动监控模块(automatic train supervision，简称为ats)和车载控制器模块(vehicle on-board controller，简称为vobc)。其中，vobc可以包括(automatic train operation，简称为ato)和(automatic train protection，简称为atp)，其中ato用来完成列车的定位和测速，并且根据上述定位和测速信息完成用于对列车进行控制指令计算，在得到控制指令后，以级位或者加速度方式控制列车运行；atp主要用于监测。其中，在上述实施例中，ats可以用于经由tau向线路充电系统发送第一充电请求，并向vobc发送第一充电请求。该第一充电请求可以包括车辆信息，诸如车辆编组号和车辆激活端信息。其中，车辆编组号指示车辆标识以及车辆包括车厢的数目；车辆激活端信息指示车头先入站还是车尾先入站；车辆编组号和车辆激活端信息
发送至线路充电系统，可以使得线路充电系统进行相应的充电准备。vobc在接收到第一充电请求后可以执行充电准备工作，诸如控制车辆停稳停准，制动施加，充电旋钮协同tcms系统完成车辆can转以太网模块上电等等。
38.在本技术的实施例中，充电子系统120可以包括动力电池、电池管理模块(battery management system，简称为bms)、充电极板、列车控制管理模块(train control and management system，简称为tcms)、车载can转以太网模块以及车载接触器，其中bms经由tcms与信号子系统110交互；tcms经由bms、车载can转以太网模块和通信子系统130向线路充电系统发送充电请求；bms经由车载can转以太网模块和通信子系统130与线路充电系统进行交互；车载接触器用于接通动力电池和充电极板。在上述实施例中，当车辆的充电准备工作完成后，tcms可以经由pis、通信交换机和tau以及线路充电系统的通信模块(下文中将描述，该通信模块可以包括区间接入点、核心交换机和传输交换机)发送第二充电请求。该第二充电请求包括指示车辆充电准备工作已完成的信息。
39.基于此，线路充电系统接收到了前文的第一充电请求和第二充电请求，可以经由其自身的通信模块以及车载充电系统100的通信子系统130组成的lte-u通道向车辆的bms发送充电报文，与bms握手完成后进入充电流程，直到充电结束。其中，该充电流程可以包括：线路充电系统的充电监控模块向充电弓控制器发送指令，使得充电弓控制器控制充电弓与车辆的充电极板连接(自动降弓)而开始充电；电池充满后，充电监控模块向充电弓控制器发送指令，使得充电弓控制器控制充电弓与充电极板断开连接(自动升弓)。
40.在本技术的实施例中，充电子系统120还可以用于：在充电流程中，实时获取充电弓的弓状态信息(诸如升弓到位、降弓到位、升弓中、降弓中、弓故障信号等)，以确定是否解除制动施加。其中，该弓状态信息可以是线路充电系统实时发送至tcms的，以由tcms判断是否可以解除制动施加。
41.在本技术的实施例中，信号子系统110还可以用于：在充电流程中，实时获取充电弓的弓状态信息(诸如升弓到位、降弓到位、升弓中、降弓中、弓故障信号等)，并结合制动施加是否解除来确定是否调车。其中，该弓状态信息可以是信号子系统110采集的，当其采集到升弓到位信号并结合tcms制动施加已解除信息，才可调车。至此，整个充电过程结束。
42.在上述实施例中，是由信号子系统110和充电子系统120分别发送第一充电请求和第二充电请求，在其他实施例中，也可以是其他的情况。
43.在本技术的另一个实施例中，信号子系统110执行充电准备工作后经由tau向线路充电系统发送充电请求，充电请求包括车辆信息和指示车辆充电准备工作已完成的信息；充电子系统120经由pis、通信交换机和tau从线路充电系统接收握手报文。在该实施例中，充电请求仅由信号子系统110发给线路充电系统，线路充电系统不需再等充电子系统120发送充电请求信号，前提为信号子系统110已获得车辆充电准备工作完成信号。
44.在本技术的再一个实施例中，信号子系统110执行充电准备工作后向充电子系统120发送充电请求，充电请求包括车辆信息和指示车辆充电准备工作已完成的信息；充电子系统120经由车载乘客信息模块、通信交换机和终端接入单元向线路充电系统转发充电请求以及从线路充电系统接收握手报文。在该实施例中，充电请求仅由信号子系统110发给充电子系统120，充电子系统120转发充电请求至线路充电系统，前提为充电子系统120转发的充电请求需包括车辆信息和指示车辆充电准备工作已完成的信息。
45.以上示例性地描述根据本技术一个实施例的车载充电系统100，对于该系统的描述主要是在车辆的角度描述了车辆的充电过程。基于上面的描述，根据本技术实施例的车载充电系统100基于lte-u网络通道实现车地通讯以对车辆充电，可避开干扰，不受通讯拥堵的影响。
46.下面结合图2描述根据本技术一个实施例的线路充电系统，对于该系统的描述主要是在站台充电端的角度描述了车辆的充电过程，也就是说，该线路充电系统与前文所述的车载充电系统结合配套实现车辆的自动充电。由于前文中已在车辆角度描述了车辆充电过程的诸多细节，因此此处主要在站台充电端的角度描述线路充电系统的主要操作，车辆充电过程中的诸多细节不再描述。
47.图2示出根据本技术一个实施例的在线充电系统200的示意性结构框图。如图2所示，在线充电系统200包括充电监控模块210、通信模块220和充电部件230。其中，充电监控模块210经由通信模块220从车辆接收充电请求，在接收到充电请求后，经由通信模块220向车辆发送握手报文；充电监控模块210还用于在与车辆握手完成后，控制充电部件230连接车辆，以进入充电流程，直到充电结束；其中，通信模块220连同车辆的通信子系统提供lte-u通道。
48.在本技术的实施例中，通信子系统200的通信模块220与车载充电系统的通信子系统共同提供lte-u通道，使得车辆基于lte-u网络通道实现车地通讯以对车辆充电，无需采用车载wifi和地面wifi建立点对点无线通讯，由于lte-u网络通道无退避机制，因此可避开干扰，不受wifi通讯拥堵的影响，在线路复杂网络环境中亦可实现预期功能，还能充分利用已有的lte-u网络资源，有效规避wifi设备本身故障带来的风险因素，减轻施工、检修作业量，利于成本管控；此外，相比于车地点对点wifi通讯，基于lte-u通道的传输网络减少了一个地面端wifi设备和地面端can转以太网设备(即在通信子系统200一侧无需wifi设备和can转以太网设备)。
49.在本技术的实施例中，通信模块220包括区间接入点、核心交换机和传输交换机，充电监控模块210经由传输交换机、核心交换机和区间接入点(access point，简称为ap)从车辆接收充电请求以及向车辆发送握手报文。
50.在本技术的实施例中，充电部件230包括充电弓控制器、充电弓和充电器，相应地，充电流程包括：充电监控模块210向充电弓控制器发送指令，使得充电弓控制器控制充电弓与车辆的充电极板连接而由充电器开始对车辆充电，电池充满后，充电监控模块210向充电弓控制器发送指令，使得充电弓控制器控制充电弓与充电极板断开连接。
51.在本技术的实施例中，充电监控模块210还可以用于：在充电流程中，实时向车辆发送充电弓的弓状态信息，以由车辆确定是否解除制动施加以及是否调车。
52.在本技术的实施例中，充电监控模块210还可以用于：在充电流程中，当经由通信模块220接收到中止充电报文，或者，接收到用户中断充电的指令，或者，充电相关设备从自动模式进入手动模式，或者，充电相关设备发生故障，则结束充电。当结束充电后，充电队列中清除此车辆编号。
53.基于上面的描述，根据本技术实施例的通信子系统200基于lte-u网络通道实现车地通讯以对车辆充电，可避开干扰，不受通讯拥堵的影响。
54.前文的车载充电系统100和线路充电系统200可以构成一个车辆自动充电系统，可
以结合图3和图4连同前文所述进一步理解车辆自动充电系统的位置分布和通信路径。在图3和图4中，信号系统类似于前文所述的信号子系统，充电监控系统类似于为前文所述的充电监控模块，车辆充电系统类似于为前文所述的充电子系统(由于是示意图，有些部件没有全部画出来)。
55.下面结合图5和图6描述根据本技术另一实施例的车载充电系统和线路充电系统，它们与前文所述的车载充电系统和线路充电系统稍有不同，为了简洁，仅描述不同之处。
56.图5示出了根据本技术另一个实施例的车载充电系统500的示意性结构框图。如图5所示，车载充电系统500包括射频卡510、充电子系统520和通信子系统530，其中：射频卡510用于由线路充电系统的读写器进行读取；当射频卡510被读写器读取到时，充电子系统520经由通信子系统530向线路充电系统发送充电请求；在线路充电系统接收到充电请求后，充电子系统520经由通信子系统530从线路充电系统接收握手报文，与线路充电系统握手完成后进入充电流程，直到充电结束；其中，通信子系统530连同线路充电系统的通信模块提供lte-u通道。
57.在本技术的实施例中，车载充电系统500与前文所述的车载充电系统100大体上类似，都是基于lte-u网络通道实现车地通讯以对车辆充电，可避开干扰，不受通讯拥堵的影响，不同之处在于，车载充电系统500通过射频卡510被线路充电系统的读写器读取到而使得线路充电系统识别到待充电车辆的存在，因此，线路充电系统无需等待车辆上信号子系统发送的充电请求，而是可以主动发起充电请求，经车辆确认后进入充电流程，或者等待充电子系统520发送充电请求即可。在该实施例中，可以无需使用前文所述的信号子系统，因此可以用于信号子系统不可用的情形(例如不是自动驾驶的情形)。当然，车载充电系统500也可以包括信号子系统，用于在充电子系统520发送充电请求之前执行充电准备工作，充电请求包括车辆信息和指示车辆充电准备工作已完成的信息。
58.图6示出了根据本技术另一个实施例的线路充电系统600的示意性结构框图。如图6所示，线路充电系统600包括充电监控模块610、通信模块620、充电部件630和读写器640，其中：读写器640用于读取车辆的射频卡以读取车辆到位状态；当读写器640读取到车辆到位状态时，充电监控模块610经由通信模块620从车辆接收充电请求，在接收到充电请求后，经由通信模块620向车辆发送握手报文；充电监控模块610还用于在与车辆握手完成后，控制充电部件630连接车辆，以进入充电流程，直到充电结束；其中，通信模块620连同车辆的通信子系统提供lte-u通道。
59.在本技术的实施例中，线路充电系统600与前文所述的线路充电系统200大体上类似，都是基于lte-u网络通道实现车地通讯以对车辆充电，可避开干扰，不受通讯拥堵的影响，不同之处在于，线路充电系统600通过读写器640读取车辆上的射频卡而识别到待充电车辆的存在，因此，线路充电系统600无需等待车辆上信号子系统发送的充电请求，而是可以主动发起充电请求，经车辆确认后进入充电流程，或者等待车辆的充电子系统发送充电请求即可。在该实施例中，可以用于信号子系统不可用的情形(例如不是自动驾驶的情形)。
60.与前文所述类似的，车载充电系统500和线路充电系统600也可以构成一个车辆自动充电系统。
61.下面结合图7和图8描述根据本技术另一方面提供的轨道车辆充电方法700和800，方法700和800可以分别由前文所述的车载充电系统(100、500)和线路充电系统(200、600)
来执行。由于前文已经在车载充电系统和线路充电系统各自的角度上描述了车辆充电的详细过程，因此此处为了简洁，仅描述主要操作。
62.如图7所示，轨道车辆充电方法700可以包括如下步骤：
63.在步骤s710，经由非授权频谱的长期演进通道向线路充电系统发送充电请求。
64.在步骤s720，在线路充电系统接收到充电请求后，经由非授权频谱的长期演进通道从线路充电系统接收握手报文。
65.在步骤s730，在与线路充电系统握手完成后进入充电流程，直到充电结束。
66.如图8所示，轨道车辆充电方法800可以包括如下步骤：
67.在步骤s810，经由非授权频谱的长期演进通道从车辆接收充电请求。
68.在步骤s820，在接收到充电请求后，经由非授权频谱的长期演进通道向车辆发送握手报文。
69.在步骤s830，在与车辆握手完成后进入充电流程，直到充电结束。
70.基于上面的描述，根据本技术实施例的轨道车辆充电方法700和800基于lte-u网络通道实现车地通讯以对车辆充电，可避开干扰，不受通讯拥堵的影响。
71.根据本技术再一方面，还提供了一种轨道车辆，该轨道车辆可以包括前文所述的车载充电系统100和500。本领域技术人员可以结合前文所述理解根据本技术实施例的车辆的车载充电系统的结构和操作，为了简洁，此处不再赘述。
72.尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本技术的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本技术的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本技术的范围之内。
73.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
74.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。
75.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本技术的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
76.类似地，应当理解，为了精简本技术并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本技术的示例性实施例的描述中，本技术的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本技术的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本技术要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体
实施方式，其中每个权利要求本身都作为本技术的单独实施例。
77.本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
78.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本技术的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
79.本技术的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本技术实施例的一些模块的一些或者全部功能。本技术还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的车辆控制器程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本技术的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
80.应该注意的是上述实施例对本技术进行说明而不是对本技术进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本技术可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干车辆控制器的单元权利要求中，这些车辆控制器中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
81.以上所述，仅为本技术的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种车载充电系统，其特征在于，所述车载充电系统包括信号子系统、充电子系统和通信子系统，其中：所述信号子系统和/或所述充电子系统经由所述通信子系统向线路充电系统发送充电请求；在所述线路充电系统接收到所述充电请求后，所述充电子系统经由所述通信子系统从所述线路充电系统接收握手报文，与所述线路充电系统握手完成后进入充电流程，直到充电结束；其中，所述通信子系统连同所述线路充电系统的通信模块提供非授权频谱的长期演进通道。2.根据权利要求1所述的车载充电系统，其特征在于，所述通信子系统包括车载乘客信息模块、通信交换机和终端接入单元，所述充电请求包括第一充电请求和第二充电请求，其中：所述信号子系统经由所述终端接入单元向所述线路充电系统发送所述第一充电请求并执行充电准备工作，所述第一充电请求包括车辆信息；所述充电子系统经由所述车载乘客信息模块、所述通信交换机和所述终端接入单元向所述线路充电系统发送所述第二充电请求以及从所述线路充电系统接收所述握手报文，所述第二充电请求包括指示车辆充电准备工作已完成的信息。3.根据权利要求1所述的车载充电系统，其特征在于，所述通信子系统包括车载乘客信息模块、通信交换机和终端接入单元，其中：所述信号子系统执行充电准备工作后经由所述终端接入单元向所述线路充电系统发送所述充电请求，所述充电请求包括车辆信息和指示车辆充电准备工作已完成的信息；所述充电子系统经由所述车载乘客信息模块、所述通信交换机和所述终端接入单元从所述线路充电系统接收所述握手报文。4.根据权利要求1所述的车载充电系统，其特征在于，所述通信子系统包括车载乘客信息模块、通信交换机和终端接入单元，其中：所述信号子系统执行充电准备工作后向所述充电子系统发送所述充电请求，所述充电请求包括所述车辆信息和指示车辆充电准备工作已完成的信息；所述充电子系统经由所述车载乘客信息模块、所述通信交换机和所述终端接入单元向所述线路充电系统转发所述充电请求以及从所述线路充电系统接收所述握手报文。5.根据权利要求2-4中的任一项所述的车载充电系统，其特征在于，所述车辆信息包括车辆编组号和车辆激活端信息。6.根据权利要求2-4中的任一项所述的车载充电系统，其特征在于，所述信号子系统包括列车自动监控模块和车载控制器模块，所述列车自动监控模块用于发送所述充电请求，所述车载控制器模块用于执行所述充电准备工作。7.根据权利要求2-4中的任一项所述的车载充电系统，其特征在于，所述充电子系统包括动力电池、电池管理模块、充电极板、列车控制管理模块、车载控制器局域网转以太网模块以及车载接触器，其中：所述电池管理模块经由所述列车控制管理模块与所述信号子系统交互；所述列车控制管理模块经由所述电池管理模块、所述车载控制器局域网转以太网模块
和所述通信子系统向所述线路充电系统发送所述充电请求；所述电池管理模块经由所述车载控制器局域网转以太网模块和所述通信子系统与所述线路充电系统进行交互；所述车载接触器用于接通所述动力电池和所述充电极板。8.根据权利要求2-4中的任一项所述的车载充电系统，其特征在于，所述充电流程包括：所述线路充电系统的充电监控模块向充电弓控制器发送指令，使得所述充电弓控制器控制充电弓与车辆的充电极板连接而开始充电；电池充满后，所述充电监控模块向所述充电弓控制器发送指令，使得所述充电弓控制器控制充电弓与所述充电极板断开连接。9.根据权利要求8所述的车载充电系统，其特征在于，所述充电子系统还用于：在所述充电流程中，实时获取所述充电弓的弓状态信息，以确定是否解除制动施加；所述信号子系统还用于：在所述充电流程中，实时获取所述充电弓的弓状态信息，并结合制动施加是否解除来确定是否调车。10.一种线路充电系统，其特征在于，所述线路充电系统包括充电监控模块、通信模块和充电部件，其中：所述充电监控模块经由所述通信模块从车辆接收充电请求，在接收到所述充电请求后，经由所述通信模块向所述车辆发送握手报文；所述充电监控模块还用于在与车辆握手完成后，控制所述充电部件连接所述车辆，以进入充电流程，直到充电结束；其中，所述通信模块连同所述车辆的通信子系统提供非授权频谱的长期演进通道。11.根据权利要求10所述的线路充电系统，其特征在于，所述通信模块包括区间接入点、核心交换机和传输交换机，所述充电监控模块经由所述传输交换机、所述核心交换机和所述区间接入点从所述车辆接收所述充电请求以及向所述车辆发送所述握手报文。12.根据权利要求10所述的线路充电系统，其特征在于，所述充电部件包括充电弓控制器、充电弓和充电器，所述充电流程包括：所述充电监控模块向所述充电弓控制器发送指令，使得所述充电弓控制器控制所述充电弓与所述车辆的充电极板连接而由所述充电器开始对所述车辆充电，电池充满后，所述充电监控模块向所述充电弓控制器发送指令，使得所述充电弓控制器控制所述充电弓与所述充电极板断开连接。13.根据权利要求12所述的线路充电系统，其特征在于，所述充电监控模块还用于：在所述充电流程中，实时向所述车辆发送所述充电弓的弓状态信息，以由所述车辆确定是否解除制动施加以及是否调车。14.根据权利要求13所述的线路充电系统，其特征在于，所述充电监控模块还用于：在所述充电流程中，当经由所述通信模块接收到中止充电报文，或者，接收到用户中断充电的指令，或者，充电相关设备从自动模式进入手动模式，或者，充电相关设备发生故障，则结束充电。15.一种车载充电系统，其特征在于，所述车载充电系统包括充电子系统、通信子系统和射频卡，其中：
所述射频卡用于由线路充电系统的读写器进行读取；当所述射频卡被所述读写器读取到时，所述充电子系统经由所述通信子系统向线路充电系统发送充电请求；在所述线路充电系统接收到所述充电请求后，所述充电子系统经由所述通信子系统从所述线路充电系统接收握手报文，与所述线路充电系统握手完成后进入充电流程，直到充电结束；其中，所述通信子系统连同所述线路充电系统的通信模块提供非授权频谱的长期演进通道。16.根据权利要求15所述的车载充电系统，其特征在于，所述车载充电系统还包括信号子系统，所述信号子系统用于在所述充电子系统发送所述充电请求之前执行充电准备工作，所述充电请求包括车辆信息和指示车辆充电准备工作已完成的信息。17.一种线路充电系统，其特征在于，所述线路充电系统包括充电监控模块、通信模块、充电部件和读写器，其中：所述读写器用于读取车辆的射频卡以读取车辆到位状态；当所述读写器读取到车辆到位状态时，所述充电监控模块经由所述通信模块从车辆接收充电请求，在接收到所述充电请求后，经由所述通信模块向所述车辆发送握手报文；所述充电监控模块还用于在与车辆握手完成后，控制所述充电部件连接所述车辆，以进入充电流程，直到充电结束；其中，所述通信模块连同所述车辆的通信子系统提供非授权频谱的长期演进通道。18.一种轨道车辆充电方法，其特征在于，所述方法包括：经由非授权频谱的长期演进通道向线路充电系统发送充电请求；在所述线路充电系统接收到所述充电请求后，经由所述非授权频谱的长期演进通道从所述线路充电系统接收握手报文；在与所述线路充电系统握手完成后进入充电流程，直到充电结束。19.一种轨道车辆充电方法，其特征在于，所述方法包括：经由非授权频谱的长期演进通道从车辆接收充电请求；在接收到所述充电请求后，经由所述非授权频谱的长期演进通道向所述车辆发送握手报文；在与车辆握手完成后进入充电流程，直到充电结束。20.一种轨道车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1-9、15-16中的任一项所述的车载充电系统。

技术总结
一种车载充电系统、线路充电系统、轨道车辆及其充电方法，所述车载充电系统包括信号子系统、充电子系统和通信子系统，其中：所述信号子系统和/或所述充电子系统经由所述通信子系统向线路充电系统发送充电请求；在所述线路充电系统接收到所述充电请求后，所述充电子系统经由所述通信子系统从所述线路充电系统接收握手报文，与所述线路充电系统握手完成后进入充电流程，直到充电结束；其中，所述通信子系统连同所述线路充电系统的通信模块提供非授权频谱的长期演进通道。根据本申请实施例的车载充电系统、线路充电系统、轨道车辆及其充电方法基于LTE-U网络通道实现车地通讯以对车辆充电，可避开干扰，不受通讯拥堵的影响。不受通讯拥堵的影响。不受通讯拥堵的影响。


技术研发人员：牛长安
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：2022.01.17
技术公布日：2023/7/26