阅读说明：本技术 一种轨道车辆的充电装置和充电系统以及轨道车辆 (The charging unit and charging system and rail vehicle of a kind of rail vehicle ) 是由 杨怡 谭志成 柴盈盈 于 2018-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种轨道车辆的充电装置和充电系统以及轨道车辆,所述充电系统包括控制装置和充电装置,所述充电装置包括：供电组件,供电组件固定在轨道上且电连接至外部电源；受电组件,受电组件电连接至轨道车辆的储能装置,当轨道车辆到站时,控制装置控制受电组件伸出且与供电组件连接,为轨道车辆的储能装置进行充电,当轨道车辆离站时,控制装置控制受电组件收回且与供电组件断开,轨道车辆的储能装置停止充电。这种充电系统和充电装置能够省去人为处理用于轨道交通车辆的充电装置与供电设备连接的过程,可以防止人触电,从而可以提升轨道交通车辆的充电安全性。(The present invention provides a kind of charging unit of rail vehicle and charging system and rail vehicle, the charging system includes control device and charging unit, and the charging unit includes: Power Supply Assembly, and Power Supply Assembly is fixed in orbit and is electrically connected to external power supply；Electric receiving component, electric receiving component is electrically connected to the energy storage device of rail vehicle, when rail vehicle arrives at a station, control device control electric receiving component is stretched out and is connect with Power Supply Assembly, it charges for the energy storage device of rail vehicle, when rail vehicle is leaving from station, control device controls electric receiving component and withdraws and disconnect with Power Supply Assembly, and the energy storage device of rail vehicle stops charging.This charging system and charging unit can save artificial processing for the process that the charging unit of rail traffic vehicles is connect with power supply unit, can prevent people from getting an electric shock, so as to promote the charging security of rail traffic vehicles.)

一种轨道车辆的充电装置和充电系统以及轨道车辆

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道车辆的充电装置、充电系统以及充电方法。

背景技术

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置有为所述轨道交通车辆提供电能的蓄电装置，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，需要人工将车载电装置与地面充电桩进行连接，进而充电；充电完成后，需要人工再次将车载电装置与充电桩断开，操作不方便，人工插拔充电装置不仅延长充电时间，而且会有触电的危险。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述现有技术存在的问题之一，为此本发明的第一个目的是提供一种新型的轨道车辆的充电装置。该充电装置能够省去人为处理用于轨道交通车辆的充电装置与供电设备连接的过程，可以防止人触电，从而可以提升轨道交通车辆的充电安全性。

根据本发明实施例提供的用于轨道车辆的充电装置，所述充电装置包括：供电组件，所述供电组件固定在轨道上且电连接至外部电源；受电组件，所述受电组件电连接至轨道车辆的储能装置，当所述轨道车辆到站时，所述受电组件伸出且与所述供电组件连接，为所述轨道车辆的储能装置进行充电，当所述轨道车辆离站时，所述受电组件收回且与所述供电组件断开，所述轨道车辆的储能装置停止充电。

根据本发明提供的一个实施例，所述供电组件包括第一供电件和第二供电件，所述第一供电件和第二供电件分别连接至外部电源的正极和负极；所述受电组件具有连接至所述储能装置的正极和负极，当所述轨道车辆的储能装置进行充电时，所述受电组件的正极和所述第一供电件连接，所述受电组件的负极和所述第二供电件连接。

根据本发明提供的一个实施例，所述受电组件包括第一受电件和第二受电件，所述第一受电件和第二受电件分别连接至所述储能装置的正极和负极，当所述轨道车辆的储能装置进行充电时，所述第一受电件和所述第一供电件配合，所述第二受电件和所述第二供电件配合。

根据本发明提供的一个实施例，所述第一供电件和第二供电件具有相同的结构，均包括安装座和供电板，所述安装座固定在所述轨道上，所述供电板固定在所述安装座上与外部电源电连接。

根据本发明提供的一个实施例，所述第一受电件和第二受电件具有相同的结构，均包括固定支架和充电板，所述固定支架的一端连接至所述轨道车辆，所述充电板可伸缩的连接至所述固定支架的另一端。

根据本发明提供的一个实施例，所述固定支架的所述另一端设有安装孔，所述充电板上设有伸缩轴，所述伸缩轴可滑动的配合于所述安装孔中，且所述安装孔的一侧设有驱动装置，所述驱动装置驱动所述伸缩轴在所述安装孔中滑动进而驱动所述充电板横向伸缩。

根据本发明提供的一个实施例，所述驱动装置为电机。

根据本发明提供的一个实施例，所述轨道为U型轨道，所述第一供电件和第二供电件间隔固定于所述U型轨道的底壁上。

根据本发明提供的一个实施例，所述轨道包括第一轨和第二轨，所述第一轨和第二轨之间设有逃生通道，所述第一供电件和第二供电件间隔固定于所述逃生通道的底部上。

根据本发明提供的一个实施例，所述轨道车辆还包括导向框，所述受电组件连接至所述导向框上。

本发明的第二个目的是提供一种轨道车辆的充电系统，包括控制装置和上述任一实施例所述的充电装置，所述控制装置，用于当所述轨道车辆到站时，控制所述受电组件伸出且与所述供电组件连接，为所述轨道车辆的储能装置进行充电，用于当所述轨道车辆离站时，控制所述受电组件收回且与所述供电组件断开，所述轨道车辆的储能装置停止充电。

根据本发明提供的一个实施例，当所述轨道车辆到站时，所述轨道车辆向所述控制装置发送到站信号，所述控制装置根据所述到站信号控制所述受电组件伸出；或者当所述轨道车辆离站时，所述轨道车辆向所述控制装置发送离站信号，所述控制装置根据所述离站信号控制所述受电组件收回。

本发明的第三个目的是提供一种轨道车辆的充电方法，该轨道车辆的充电方法可以使得轨道车辆进入站台后可自动充电。

根据本发明实施例提供的轨道车辆的充电方法，包括以下步骤：当所述轨道车辆到站时，控制受电组件伸出且与供电组件连接，为所述轨道车辆的储能装置进行充电，其中，所述受电组件电连接至轨道车辆的储能装置，所述供电组件固定在轨道上且电连接至外部电源；当所述轨道车辆离站时，控制所述受电组件收回且与所述供电组件断开，所述轨道车辆的储能装置停止充电。

根据本发明提供的一个实施例，包括以下步骤：当所述轨道车辆到站时，所述轨道车辆向所述控制装置发送到站信号，所述控制装置根据所述到站信号控制所述受电组件伸出与供电组件连接；或者当所述轨道车辆离站时，所述轨道车辆向所述控制装置发送离站信号，所述控制装置根据所述离站信号控制所述受电组件收回。

本发明的有益效果是：根据本发明实施例提供的用于轨道车辆的充电装置，所述充电装置包括：供电组件，所述供电组件固定在轨道上且电连接至外部电源以提供电能；受电组件，所述受电组件电连接至轨道车辆的储能装置，当所述轨道车辆到站时，所述受电组件伸出且与所述供电组件连接，为所述轨道车辆的储能装置进行充电，当所述轨道车辆离站时，所述受电组件收回且与所述供电组件断开，所述轨道车辆的储能装置停止充电。这种可伸缩调节的充电装置，使得当车辆进站停稳后受电组件伸出接触于供电组件开始充电，车辆启动运行时受电组件收缩停止充电，该充电装置能够省去人为处理用于轨道交通车辆的充电装置与供电设备连接的过程，可以防止人触电，从而可以提升轨道交通车辆的充电安全性。

根据本发明实施例提供的用于轨道车辆的充电系统，包括控制装置和上述任一实施例所述的充电装置，所述控制装置，用于当所述轨道车辆到站时，控制所述受电组件伸出且与所述供电组件连接，为所述轨道车辆的储能装置进行充电，用于当所述轨道车辆离站时，控制所述受电组件收回且与所述供电组件断开，所述轨道车辆的储能装置停止充电。这种充电系统可实现受电组件的自动伸缩，以省去人为处理用于轨道交通车辆的充电装置与供电设备连接的过程，可以防止人触电，从而可以提升轨道交通车辆的充电安全性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的充电装置充电状态的结构图。

图2是本发明实施例提供的充电装置未充电状态的结构图。

图3是本发明实施例提供的充电装置的部分结构图。

图4是本发明实施例提供的第二受电件的分解图。

图5是本发明实施例提供的第二供电件的分解图。

图6是本发明实施例提供的轨道车辆未充电时的结构示意图。

图7是本发明实施例提供的轨道车辆充电时的结构示意图。

图8是本发明实施例提供的轨道车辆的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“左”、“右”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；“多个”指的是两个或两个以上。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 “设置” 、“连接”、“相连”应作广义理解，其具体的设置方式、连接方式可根据具体情况来设定，不受特定限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解其在本发明中的具体含义。

下面参考图1-8具体描述本发明实施例提供的充电装置、充电系统、充电方法及轨道车辆。

如图1-8所示，根据本发明实施例提供的用于轨道车辆的充电装置100，所述充电装置100包括：供电组件1，所述供电组件1固定在用于所述轨道车辆走行的轨道上且电连接至外部电源；受电组件2，所述受电组件2电连接至轨道车辆的储能装置，当所述轨道车辆到站时，所述受电组件2伸出且与所述供电组件1连接，为所述轨道车辆的储能装置进行充电，当所述轨道车辆离站时，所述受电组件2收回与所述供电组件1断开，所述轨道车辆的储能装置停止充电。这种可伸缩的受电组件2，可以避免因车辆在进入站台的过程中，受电组件2和供电组件1之间相对运动产生异响和摩擦，损坏受电组件2，且在车辆停止后，受电组件2伸出和供电组件接触车辆才开始充电，安全可靠。需要理解的是，本领域的技术人员应该清楚的知道，受电组件2和供电组件1均应该具有正极和负极，且正负极之间是绝缘的，在受电组件2伸出接触于供电组件1时，受电组件2的正极和供电组件1的正极接触，受电组件2的负极和供电组件1的负极接触，以此对车辆的储能装置进行充电。受电组件2和供电组件1的具体的结构形式可以是任意的，只要能实现本发明的功能即包括在本发明所保护的范围之内，并不仅仅限定于本发明的具体实施例。

如图1-8所示，根据本发明提供的一个实施例，所述供电组件1包括第一供电件1a和第二供电件1b，所述第一供电件1a和第二供电件1b可以横向间隔设置且分别连接至外部电源的正极和负极；所述受电组件2具有连接至所述储能装置的正极和负极，当所述轨道车辆的储能装置进行充电时，所述受电组件2的正极和所述第一供电件1a连接，所述受电组件2的负极和所述第二供电件1b连接。设置两个供电件做正负极可以避免正负极之间电接触造成整个充电回路短路，发生危险，且两个供电件便于在轨道上的布置。

如图1-8所示，根据本发明提供的一个实施例，所述受电组件2包括第一受电件2a和第二受电件2b，所述第一受电件2a和第二受电件2b可以横向间隔设置且分别连接至所述储能装置的正极和负极，当所述轨道车辆的储能装置进行充电时，所述第一受电件2a和所述第一供电件1a配合，所述第二受电件2b和所述第二供电件1b配合。设置两个受电件做正负极可以避免正负极之间电接触造成整个充电回路短路，发生危险，且两个供电件便于在车辆上的布置以及和两个供电件之间的配合。在这里，需要说明的是，横向是指图1-8中的Y轴所在的方向。

如图1-8所示，根据本发明提供的一个实施例，所述第一供电件1a和第二供电件1b具有相同的结构，均包括安装座和供电板，所述安装座固定在所述轨道上，所述供电板固定在所述安装座上与外部电源电连接。第一供电件1a和第二供电件1b设置成相同的结构，可以便于安装和适配，安装座可以便于供电件在轨道梁上的固定，供电板可以外接电源以提供电能。在附图标记中，第一供电件1a的安装座为11a，第一供电件1a的供电板为12a，第二供电件1b的安装座为11b，第二供电件1b的供电板为12b。

如图1-8所示，根据本发明提供的一个实施例，所述第一受电件2a和第二受电件2b均包括固定支架和充电板，所述固定支架的一端连接至所述轨道车辆，所述充电板可伸缩的连接至所述固定支架的另一端。第一受电件2a和第二受电件2b设置成相同的结构，可以便于安装和适配，固定支架可以便于受电件和车辆的连接，且便于线缆等的布置；充电板用于和供电板适配以接收供电板的电能为车辆储能装置充电。在附图标记中，第一受电件2a的固定支架为21a，第一受电件2a的充电板为22a，第二受电件2b的固定支架为21b，第一受电件2b的充电板为22b。

如图1-8所示，根据本发明提供的一个实施例，所述固定支架的所述另一端设有安装孔，所述充电板上设有伸缩轴，所述伸缩轴可滑动的配合于所述安装孔中，且所述安装孔的一侧设有驱动装置，所述驱动装置驱动所述伸缩轴在所述安装孔中滑动进而驱动所述充电板横向伸缩。通过设置所述安装孔和伸缩轴可以使得所述充电板通过伸缩轴和驱动装置的驱动作用进行伸缩运动，结构简单，便于安装。在附图标记中，第一受电件2a的安装孔未标记，第二受电件2b的安装孔为211b，第一受电件2a上的充电板22a的伸缩轴为23a，第二受电件2b上的充电板22b的伸缩轴为23b，第一受电件2a上的驱动装置为24a，第二受电件2b上的驱动装置为24b。

如图1-8所示，根据本发明提供的一个实施例，所述驱动装置为电机，优选的为步进电机或直线电机。电机结构小巧，便于安装和控制。在本发明中，驱动装置也可以是其他形式的驱动方式，比如液压机构驱动等，并不局限于本发明所提及的驱动机构。

如图1-8所示，根据本发明提供的一个实施例，所述轨道为U型轨道，所述第一供电件1a和第二供电件1b间隔固定于所述U型轨道的底壁上。当所述车辆是走行在U型的轨道梁上时，将第一供电件1a和第二供电件1b间隔固定于所述U型轨道的底壁上可以有效的利用轨道本身的形状，节约供电件的安装空间，避免车辆运行时和供电件之间产生干涉。

如图1-8所示，根据本发明提供的一个实施例，所述轨道包括第一轨和第二轨，所述第一轨和第二轨之间设有逃生通道，所述第一供电件1a和第二供电件1b间隔固定于所述逃生通道的底部上。当所述车辆是走行在两根单独的轨道梁上时，将第一供电件1a和第二供电件1b间隔固定于两根轨道梁之间的逃生通道上上可以有效的利用逃生通道的空间，节约供电件的安装空间，避免车辆运行时和供电件之间产生干涉。

如图6-8，根据本发明提供的一个实施例，所述轨道车辆还包括导向框4，所述受电组件2连接至所述导向框4上。

如图1所示，为充电装置为车辆的储能装置充电时的结构图，此时第一供电件1a的供电板12a和第一受电件2a的充电板22a接触，第二供电件1b的供电板12b和第二受电件2b的充电板22b接触。如图2所示，为充电装置未给车辆的储能装置充电时的结构图，此时第一供电件1a的供电板12a和第一受电件2a的充电板22a断开，第二供电件1b的供电板12b和第二受电件2b的充电板22b断开。该充电装置设有结构相同的第一供电件1a和第二供电件1b，第一供电件1a和第二供电件1b横向间隔的设置在车辆运行的轨道上，当只有单根轨道梁时，第一供电件1a和第二供电件1b可以固定在单根轨道梁的两侧；当有两根轨道梁时，第一供电件1a和第二供电件1b可以横向间隔的固定在两根轨道梁之间的位置，为了保证充电的准确性，通常第一供电件1a和第二供电件1b距离邻近各自的轨道梁的距离相等。相应于第一供电件1a和第二供电件1b的布置，该充电装置设有结构相同的第一受电件2a和第二受电件2b，第一受电件2a和第二受电件2b可以横向间隔的布置于车体底部的导向框4上，在横向的距离上和第一供电件1a和第二供电件1b的布置适配。

本发明的第二个目的是提供一种轨道车辆的充电系统，包括控制装置和上述任一实施例所述的充电装置100，所述控制装置，用于当所述轨道车辆1000到站时，控制所述受电组件2伸出且与所述供电组件1连接，为所述轨道车辆1000的储能装置进行充电，用于当所述轨道车辆1000离站时，控制所述受电组件2收回且与所述供电组件1断开，所述轨道车辆1000的储能装置停止充电。该充电系统通过设置充电装置100，使得其控制简单，充电效果好。

根据本发明提供的一个实施例，当所述轨道车辆1000到站时，所述轨道车辆1000向所述控制装置发送到站信号，所述控制装置根据所述到站信号控制所述受电组件2伸出；或者当所述轨道车辆1000离站时，所述轨道车辆1000向所述控制装置发送离站信号，所述控制装置根据所述离站信号控制所述受电组件2收回。

本发明的第三个目的是提供一种轨道车辆的充电方法，该轨道车辆的充电方法可以使得轨道车辆1000进入站台后可自动充电，且车辆进入站台时噪音小。

根据本发明实施例提供的轨道车辆的充电方法，包括以下步骤：当所述轨道车辆1000到站时，控制受电组件2伸出且与供电组件1连接，为所述轨道车辆1000的储能装置进行充电，其中，所述受电组件2电连接至轨道车辆1000的储能装置，所述供电组件1固定在轨道3上且电连接至外部电源；当所述轨道车辆离站时，控制所述受电组件2收回且与所述供电组件1断开，所述轨道车辆1000的储能装置停止充电。

根据本发明提供的一个实施例，包括以下步骤：当所述轨道车辆1000到站时，所述轨道车辆1000向所述控制装置发送到站信号，所述控制装置根据所述到站信号控制所述受电组件2伸出与供电组件1连接；或者当所述轨道车辆1000离站时，所述轨道车辆1000向所述控制装置发送离站信号，所述控制装置根据所述离站信号控制所述受电组件2收回与供电组件1断开。

本发明的有益效果是：根据本发明实施例提供的用于轨道车辆的充电装置100，所述充电装置100包括：供电组件1，所述供电组件1固定在轨道3上且电连接至外部电源以提供电能；受电组件2，所述受电组件2电连接至轨道车辆1000的储能装置，当所述轨道车辆1000到站时，所述受电组件2伸出且与所述供电组件1连接，为所述轨道车辆1000的储能装置进行充电，当所述轨道车辆1000离站时，所述受电组件2收回且与所述供电组件1断开，所述轨道车辆1000的储能装置停止充电。这种可伸缩调节的充电装置100，使得当车辆进站时受电组件2伸出接触于供电组件1开始充电，车辆启动运行时受电组件2收缩停止充电，该充电装置100能够省去人为处理用于轨道交通车辆的充电装置与供电设备连接的过程，可以防止人触电，从而可以提升轨道交通车辆的充电安全性。

根据本发明实施例提供的用于轨道车辆的充电系统，包括控制装置和上述任一实施例所述的充电装置100，所述控制装置，用于当所述轨道车辆1000到站时，控制所述受电组件2伸出且与所述供电组件1连接，为所述轨道车辆1000的储能装置进行充电，用于当所述轨道车辆1000离站时，控制所述受电组件2收回且与所述供电组件1断开，所述轨道车辆1000的储能装置停止充电。这种充电系统可实现受电组件2的自动伸缩，以省去人为处理用于轨道交通车辆的充电装置与供电设备连接的过程，可以防止人触电，从而可以提升轨道交通车辆的充电安全性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“左”、“右”、“一端”、“中间”、“圆周”、“顶端”、“底端”、“左端”、“右端”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，术语“第一”、 “另一”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。在本发明的描述中，“多个”、“若干”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个示例”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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。