CN115891757A - 车辆换电控制方法、系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车辆换电控制方法、系统及车辆，该车辆包括整车控制器、第一车厢及第二车厢，该方法包括：整车控制器获取换电指令；整车控制器响应换电指令，向第一车厢及第二车厢的电池管理器发送闭合指令；第一车厢及第二车厢的电池管理器闭合本节车厢中扩展供电电路接触器。本申请实施例在车辆处于高压上电状态下换电操作时，通过配置在车辆中每个车厢内的扩展供电电路，确保换电过程中，其中的车厢中的动力电池包作为供电电源，向待换电车厢的负载供电，使得待换电车厢在切断车辆动力电池包与高压电路之间的电连接后，仍然维持换电车厢内负载的正常供电，实现了换电过程中整车负载的正常运行，提升了用户体验。

Description

车辆换电控制方法、系统及车辆

技术领域

本申请一般涉及车辆技术领域，尤其涉及车辆换电控制方法、系统及车辆。

背景技术

目前，在车辆换电过程中，为了提高安全性，整车控制器控制电池管理系统切断高压继电器，使得换电执行装置在电池管理系统切断高压继电器后再执行换电操作，以确保电池箱体和整车性能的安全保护，以及换电操作的安全。

目前切断高压电源，再执行换电的操作，使得整车高压负载间断工作，从而导致车辆部分功能失效，乘客体验较差。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种换电控制方法、系统及车辆，通过扩展供电电路，使得在换电过程中，部分车厢中的动力电池包向其余车厢内的负载供电，提升乘客体验。

第一方面，本申请实施例提供了一种车辆换电控制方法，该车辆包括整车控制器、至少一个第一车厢及至少一个第二车厢，每节车厢中均配置有车厢负载及电池管理器，相邻车厢之间通过扩展供电电路电连接，

该方法包括：

当该车辆处于高压上电状态时，该整车控制器接收用于指示待换电车厢执行换电操作的换电指令，该待换电车厢至少包括所有的该第二车厢；

该整车控制器响应该换电指令，向该第一车厢的电池管理器及该第二车厢的电池管理器发送闭合指令；

该第一车厢的电池管理器及该第二车厢的电池管理器响应该闭合指令，闭合各自车厢中扩展供电电路的接触器；

该第二车厢内的电池管理器切断本届车厢中动力电池包与本节车厢内的高压电路的切断电连接后，该第一车厢内的动力电池包向该第二车厢内的车厢负载供电。

第二方面，本申请实施例提供一种换电控制系统，该系统用于车辆，该车辆上配置有至少一个第一车厢，以及至少一个第二车厢，相邻车厢之间通过扩展供电电路电连接，该系统包括整车控制器、配置在每个车厢中的电池管理器以及配置在每个车厢中的车厢负载，其中，

该整车控制器，当该车辆处于高压上电状态时，用于接收用于指示待换电车厢执行换电操作的换电指令，该待换电车厢至少包括所有的该第二车厢；

并响应该换电指令，向该第一车厢的电池管理器及该第二车厢的电池管理器发送闭合指令；

该第一车厢的电池管理器及该第二车厢的电池管理器用于响应该闭合指令，闭合本节车厢中扩展供电电路的接触器；

该第二车厢内的电池管理器切断本节车厢内的动力电池包与本节车厢内的高压电路的切断电连接，该第一车厢内的动力电池包向该第二车厢内的车厢负载供电。

第三方面，本申请实施例提供一种车辆，该车辆上配置两节或两节以上的车厢，以及如第二方面所述的车辆换电控制系统，所述车辆在高压上电状态下替换待换电车厢中的动力电池包时，执行如第一方面所述的车辆换电控制方法。

本申请实施例提供的换电控制方法、系统及车辆，在车辆处于高压上电状态下进行换电操作时，通过配置在车辆中每个车厢内的扩展供电电路，确保换电过程中，其中的至少一个车厢中的动力电池包作为供电电源，向待换电车厢的负载供电，从而使得待换电车厢在切断车辆动力电池包与高压电路之间的电连接后，仍然维持换电车厢内负载的正常供电，从而实现了车辆换电过程中整车负载的正常运行，提升了用户体验。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1所示为本申请实施例的车辆高压拓扑结构示意图；

图2所示为本申请实施例的单节车厢的高压拓扑结构示意图；

图3所示为本申请实施例的换电车辆电池拓扑结构示意图；

图4所示为本申请实施例的换电车辆维修开关拓扑结构示意图；

图5所示为本申请实施例的换电车辆高压配电箱拓扑结构示意图；

图6所示为本申请实施例的换电车辆的网络通讯结构示意图；

图7所示为本申请实施例的车辆换电控制方法的流程示意图；

图8所示为本申请一些实施例的车辆换电控制方法的流程示意图；

图9所示为本申请一些实施例的车辆换电控制方法的流程示意图；

图10所示为本申请一些实施例的车辆换电控制方法的流程示意图

图11所示为本申请一些实施例的车辆换电控制方法的流程示意图图12为本申请实施例的处理设备的计算机的结构示意图。

附图标记：

BATS1-BATSn-1-n节车厢中的动力电池包，LH1、LH-电流互感器，KM1-动力电池包放电正极接触器，KM2-动力电池包放电负极接触器，Cs维修开关总成，KM3-主放电正极接触器，KM4-主放电负极接触器，QS-隔离开关，FU2-扩展供电保险，KM5-扩展供电正极接触器，KM6-扩展供电负极接触器，KM7-DC预接触器，KM8-DC接触器，KM01-主接触器，KM02-主预充接触器，FU3-主保险，FU4-DC-DC保险，FU5-PTC保险，FU6-空调保险，FU7-空压机保险，S-漏电传感器，R-预充电阻，BMM1-BMMn-1-n节车厢中的电池管理器，Ccon-电机控制器总成，C_DC-DC-双向DC-DC变换器总成，C_PTC-PTC总成，C_ACE-空调总成，Ccom-空压机总成。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关公开，而非对该公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

在轨道交通车辆，如轻轨，或地铁的运营过程中，配置有固定的运营路线，在运营路线上布置充电站，以对车辆中的动力电池进行充电。或者，在大型电动车辆或混合动力车辆运行过程中，如公交车辆等，同样需要在配置的充电站对车辆中的动力电池进行充电。则在上述充电过程中，将会浪费大量时间。

目前，为了提升车辆运营效率，提高动力电池的安全性，通过搭建的换电站对轨道交通车辆，或者电动车辆中的动力电池包进行集中充电，使得车辆在运行过程中，当其中的动力电池内的电量不足时，可以通过换电站提供的充电完成的动力电池对电量不足的动力电池进行替换。

可以理解，在上述轨道交通车辆，或者大型动力车辆或混合动力车辆的场景下，该车辆包括多节车厢，如包括多节车厢的轻轨，或者包括多节车厢的大型运输车辆或公交车等，即车辆上配置有至少两节车厢。当该场景中的部分车厢中动力电池包需要替换时，如耗电量达到一定阈值，或者动力电池包到达寿命期限等，可以对待换电车厢中的动力电池包执行换电操作。

本申请实施例中，为了确保换电过程中实现对电池箱体与车身的安全连接，在切断动力电池包与车厢内的高压电路结构之间的连接，实现换电操作安全及安全可靠的换电基础上，进一步通过向车厢内的负载供电，使得换电过程中，仍维持车辆中所有车厢内的负载的正常运行，以提升用户体验。

图1至图6所示为本申请实施例中的车辆换电控制电路拓扑结构示意图，如图1所示，该车辆中可以包括两节或两节以上的车厢，如包括至少一节第一车厢，以及至少一节第二车厢，每节车厢内配置有扩展供电电路结构，使得所有的车厢可以通过扩展供电电路结构实现电连接，如相邻或相间车厢之间通过扩展供电电路电连接，或者，经过对车厢分组后，使得同组内的相邻车辆之间通过扩展供电电路电连接

图2所示为本申请实施例中的单节车厢的高压拓扑结构示意图，如图2所示，每节车厢内的高压供电结构中可以包括动力电池包总成、维修开关总成、高压配电箱、扩展供电回路、电机控制器、双向DC-DC变换器总成、加热器总成、空调总成及空压机总成等。

其中，如图3所示，动力电池包总成中可以配置有动力电池包放电正极接触器KM1、动力电池包放电负极接触器KM2，即通过电池管理器控制动力电池包放电正极接触器KM1、动力电池包放电负极接触器KM2的打开及关闭，使得动力电池包与车辆的高压电路之间实现断开与连接。

另外，如图4及图5所示，该高压电路结构中还可以包括主放电正极接触器KM3、主放电负极接触器KM4、扩展供电正极接触器及扩展供电负极接触器，该主放电正极接触器KM3被配置在维修开关总成中，该主放电负极接触器KM4、扩展供电正极接触器及扩展供电负极接触器被配置在高压配电箱中。

实际中，可以通过主放电正极接触器KM3及主放电负极接触器KM4的开启及关闭实现车辆的上电。

其中，加热器总成、空调总成、空压机总成等作为车辆的负载总成，即整车负载。

可以理解，本申请实施例中，每节车厢内配置的电池管理器(Battery Mangement，BMM)可以控制本节车厢中电池包放电正极接触器KM1、电池包放电负极接触器KM2、主放电正极接触器KM3、主放电负极接触器KM4、扩展供电正极接触器、扩展供电负极接触器的吸合和断开。

图5所示为本申请实施例的车辆中的高压配电箱的电路拓扑图，如图5所示，该高压配电箱中配置有与车辆负载的电路保险及开关设备。

可以理解，如图6所示，上述电路结构中的整车控制器(CCU)可以与每节车厢中的电池管理器通讯，如与BMM1(第一节车厢BMM)、BMM2(第二节车厢BMM)、BMMn(第n节车厢BMM)等通讯，以实现对整车的控制。

本申请实施例中，为了确保在换电过程中实现对电池箱体与车身的安全连接，实现换电操作安全及安全可靠的换电基础上，通过利用配置在车辆中每个车厢内的扩展供电电路，确保换电过程中，闭合车厢中的扩展供电电路中的接触器，使得车厢之间实现电连接，从而使得待换电车厢中切断高压接触器后，其余车厢中的动力电池包向待换电车厢中的负载的正常供电，实现本节车厢中动力电池包与其他车厢动力电池包向负载供电的无缝衔接。

为了更好的理解本申请实施例提供的换电控制过程，下面通过图7至图9详细阐述。

图7所示为本申请实施例的换电控制方法的流程意图，该方法用于车辆，该车辆内配置有如上述图1至图6所示的电路结构，该方法具体包括：

S110，当车辆处于高压上电状态时，该整车控制器接收用于指示待换电车厢执行换电操作的换电指令，待换电车厢至少包括所有的第二车厢。

S120，该整车控制器响应该换电指令，向所有第二车厢中的电池管理器发送闭合指令。

S130，第一车厢及第二车厢的电池管理器响应该闭合指令，闭合本节车厢中扩展供电电路的接触器，使得在该第二车厢换电过程中，该第二车厢内的动力电池包与本节车厢内的高压电路的切断电连接后，该第一车厢内的动力电池包向该第二车厢内的车厢负载供电。

具体的，车辆处于高压上电状态，即经过整车控制器判断车辆当前处于上电的状态下，当需要执行换电操作时，即存在一节或一节以上车厢，作为待换电车厢，需要将该其当前的动力电池包取下，并接入充电完成的新动力电池包。则用户可以通过操作控制面板，向整车控制器输入换电指令。整车控制器采集到换电指令后，可以响应该换电指令，向第一车厢以及第二车厢中的电池管理器发送该换电指令，使得接收到换电指令的电池管理器，响应该换电指令，闭合其所在车厢中所配置的扩展供电电路上的接触器，使得多个车厢之间通过扩展供电电路连通，从而可以使得在换电操作过程中，切断动力电池包与车厢内的高压电路的电连接后的待换电车厢中的负载，可以由保持动力电池包与高压电路连接的车厢，即第一车厢的动力电池包进行供电，确保正常负载始终维持运行状态。

如图1及图2所示，当待换电车厢中的电池管理器接收到换电指令后，可以响应该换电指令，控制吸合高压配电箱中的扩展供电正极接触器、扩展供电负极接触器，使得所有待换电车厢内的电路连通。

可以理解，本申请实施例中，该车辆中的车厢可以包括至少一个第一车厢，以及至少一个第二车厢，该第一车厢可以作为换电过程中的供电车厢，即可以在换电过程中向第二车厢内负载供电。

例如，当车辆包括n节车厢，其中配置的电池管理器分别为BMM1、BMM2、BMMn，BMM2…BMMn。则在车辆实际运行过程中，随着车厢中动力电池包电量的消耗，且在消耗到一定程度时，则可以执行换电操作。如当该车辆中所有车厢内的动力电池包需要替换时，即n节车厢为待换电车厢。则该BMM1可以为配置在第一车厢内的电池管理器，BMM2、BMMn，BMM2…BMMn可以为分别配置在其余车厢，即第二车厢内的电池管理器中。

该场景下，当在高压上电状态下进行换电操作时，用户可以通过操作控制面板，使得整车控制器接收到用户输入的换电指令。整车控制器响应该换电指令，可以向待换电车厢内的电池管理器发送闭合指令，如向所有的车厢内的电池管理器BMM1、BMM2、BMMn，BMM2…BMMn发送闭合指令。则所有车厢内的电池管理器接收到该闭合指令后，可以响应该闭合指令，闭合其所在车厢内的扩展供电电路上的接触器，使得所有车厢中的高压电路连通，从而可以在后续换电过程中，当BMM2、BMMn，BMM2…BMMn各自切断其所在车厢内动力电池包与高压电路直接的电连接后，该BMM1所在车厢，即第一车厢内的动力电池包可以向其余车厢内负载供电。

可选的，在本申请的一些实施例中，该第一车厢可以为无需换电的车厢，即待换电车厢仅仅包括一节或一节以上的第二车厢。即为了确保换电过程中待换电车厢内负载的稳定运行，当存在一节或两节，或两节以上的车厢的动力电池包仍然具有充足的电量，无需替换时，可以将电量充裕的车厢作为第一车厢，以使得配置在其中的动力电池包作为供电电源。

或者，在本申请的另一些实施例中，该待换电车厢包括第一车厢及第二车厢，即该第一车厢及第二车厢均为待换电车厢。即为了确保换电过程中待换电车厢内负载的稳定运行，可以将待换电车厢中的部分车厢作为第一车厢，使得配置其中的动力电池包作为换电过程中的供电电源，如，可以将剩余电量较多的车厢作为第一车厢，以使得配置其中的动力电池包作为换电过程中其余待换电车厢内负载的供电电源。

例如，待换电车厢表示配置在其内的动力电池包的剩余量不满足预设值，如剩余电量小于总电量的40％，则表示该车厢内的动力电池包需要执行换电。

可选的，本申请实施例中，当车辆中被配置有多个车厢时，在换电过程中，用户通过控制面板向整车控制器输入换电指令时，可以根据控制面板上显示的每节车厢的动力电池包的剩余电量，来选择执行换电操作的车厢，即通过控制面板来确定待换电车厢。

进一步，当用户在控制面板上进行了选择操作时，则整车控制器可以响应用户的操作指令，向用户所选中的待换电车厢中的电池管理器发送换电指令，以使得需要换电的车厢内的动力电池包响应该换电指令，执行相应操作。

或者，在另一些实施例中，为了简化用户操作，用户可以直接点击换电操作按钮，整车控制器可以响应该操作，根据所有车厢内动力电池包当前的总电量，确定待换电车厢。

可选的，本申请的另一些实施例中，为了简化操作，用户还可以直接点击换电操作按钮，整车控制器可以响应该操作，向所有的车厢内电池管理器发送换电指令，以对所有车厢内的动力电池包进行整体换电。

可选的，本申请实施例中，对于第一车厢的选择确定，可以在每次换电操作时，由用户通过控制面板实时选择，且可以选择一个或两个车厢，作为第一车厢。

例如，用户可以根据每节车厢中动力电池包当前的剩余电量，将待换电车厢中剩余电量最多的动力电池包所在的车厢确定为第一车厢。

或者，用户还可以以及当前待换电车厢的位置，选择一个邻近待换电车厢的电量充足的车厢，作为第一车厢，即选择一个无需换电的车厢作为第一车厢。

或者，还可以由整车控制器根据预先设定的程序，直接确定第一车厢，或者根据排列顺序，默认第一节车厢为第一车厢。

可以理解，本申请实施例中在换电过程中作为供电电源的第一车厢的选择方式以及数量，以及待换电车厢的确定，可以根据实际情况灵活设置，本申请实施例对此不做限制。

可选的，本申请实施例中，在向第一车厢以及第二车厢的电池管理器发送闭合指令时，可以同步发送，使得第一车厢及第二车厢的电池管理器接收到闭合指令后，可以执行扩展供电电路的闭合操作。

或者，为了确保整车换电过程中的顺利进行，整车控制器也可以首先向第一车厢的电池管理器发送第一闭合指令，以控制第一车厢的电池管理器在响应第一闭合指令，闭合本节车厢中的扩展供电电路，进而在整车控制器在接收到第一车厢的电池管理器的反馈消息后，再向第二车厢的电池管理器发送第二闭合指令，以控制待换电车厢的扩展供电电路连接，以确保所有的供电车厢与其他车厢的扩展电路都成功闭合。

则在该过程中，如图8所示，上述S120的闭合指令包括第一闭合指令，以及第二闭合指令，则S120具体可以包括：

S121，整车控制器响应该换电指令，向第一车厢的电池管理器发送第一闭合指令。

S122，整车控制器接收所述第一车厢的电池管理器闭合本节车厢中扩展供电电路的接触器后反馈的第一闭合确认消息。

S122，整车控制器响应该第一闭合确认消息，向所有第二车厢的每个电池管理器发送第二闭合指令。

则对应的，S130具体可以包括：

S131，第一车厢的电池管理器响应该第一闭合指令，控制本节车扩展供电正极接触器闭合、扩展供电负极接触器闭合，并向整车控制器反馈第一闭合确认消息，该第一闭合确认消息用于表征第一车厢中的扩展供电电路的接触器闭合。

S132，所有第二车厢的每个电池管理器接收整车控制器发送的第二闭合指令，每个第二车厢的电池管理器响应该第二闭合指令，控制本节车扩展供电正极接触器闭合、扩展供电负极接触器闭合。

例如，在上述场景下，整车控制器向第一车厢的电池管理器，如BMM1，发送第一闭合指令。

第一车厢的电池管理器BMM1在接收到第一闭合指令后，可以响应该第一闭合指令，控制本节车厢电路结构中的扩展供电正极接触器闭合、扩展供电负极接触器闭合。并在完成闭合操作后，BMM1向整车控制器反馈本节车厢扩展供电闭合确认消息，即第一闭合确认消息，以表示该节车厢完成了换电准备就绪。

进一步，整车控制器CCU在接收到BMM1反馈的第一闭合确认消息后，可以响应该第一闭合确认消息，继续向所有的第二车厢的电池管理器，如向BMM2、、、BMMn，BMM2、、BMMn发送第二闭合指令，使得所有第二车厢的电池管理器响应接收到的第二闭合指令，控制本节车厢中的扩展供电正极接触器闭合及扩展供电负极接触器闭合。

在完成闭合操作时，第二车厢的电池管理器可以向整车控制器，如BMM2、、BMMn向整车控制器反馈表示本节车厢换电准备就绪的确认消息，即第二闭合确认消息，以完成车厢之间扩展供电电路的连通。

可以理解，本申请实施例中，在该方法执行时，当高压上电状态下采集到换电指令后，CCU可以封锁整车牵引，使得在后续执行换电时，由于整车的封锁牵引，以确保换电过程的安全。并在换电完成后，整车控制器可以解除牵引封锁。

另外，当经过整车控制器判断车辆当前处于未上电的状态下，需要进行换电操作时，则可以直接进行换电操作，而无需整车控制器以及多个电池管理器之间的配合操作。

本申请实施例中，通过配置在车辆中每个车厢内的扩展供电电路，确保换电过程中，其中的至少一个车厢中的动力电池包作为供电电源，向待换电车厢的负载供电，从而使得待换电车厢在切断车辆动力电池包与高压电路之间的电连接后，仍然维持换电车厢内负载的正常供电，从而实现了车辆换电过程中整车负载的正常运行，提升了用户体验。

进一步的，在所有待换电车厢内的扩展供电电路上的接触器闭合，使得第一车厢内的动力电池包与其余待换电车厢，即所有第二车厢内的电路连通，以顺利完成向其余待换电车厢内负载供电后，则所有待换电车厢的电池管理器可以向整车控制器反馈表示换电准备就绪的扩展供电电路闭合确认消息，包括第一闭合确认消息及第二闭合确认消息，使得整车控制器向第二车厢内的电池管理器发送第一切断指令，以控制第二车厢内的电池管理器执行关断操作，即断开第二车厢内的动力电池包与高压电路之间的电连接。

即如图7所示，该方法还可以包括：

S140，整车控制器接收第二车厢的电池管理器反馈的扩展供电电路闭合确认消息，并响应扩展供电电路闭合确认消息，向第二车厢的电池管理器发送第一切断指令。

S150，第二车厢内的电池管理器响应该第二切断指令，切断本节车厢中动力电池包与高压电路之间的电连接。

具体的，所有车厢，即第一车厢及第二车厢内的电池管理器完成扩展供电正极接触器、扩展供电负极接触器吸合操作后，表示所有待换电车厢做好了换电准备，则可以向整车控制器反馈扩展供电电路闭合确认消息。

该整车控制器接收到该扩展供电电路闭合确认消息后，可以响应该扩展供电电路闭合确认消息，向所有第二车厢内的电池管理器发送第一切断指令。则所有第二车厢内的电池管理器接收到该第一切断指令后，执行高压电路的断开操作，切断本节车厢中的动力电池包与车辆的高压电路之间的电连接，使得后续执行换电过程时，整车处于高压安全状态。

例如，如图1及图4所示，在上述包括n节车厢的车辆场景下，当所有车厢为待换电车厢，且BMM1所在车厢为第一车厢，BMM2、BMMn，BMM2…BMMn所在的车厢为第二车厢。则整车控制器接收到n节所有车厢反馈的扩展供电电路闭合确认消息后，该整车控制器可以向BMM2、BMMn，BMM2…BMMn发送第一切断指令。BMM2、BMMn，BMM2…BMMn接收到切断指令后，断开动力电池包放电正负极接触器(KM1、KM2)，以及主回路放电正负极接触器(KM3、KM4)。

可以理解，在上述操作完成后，则可以执行换电操作，即为所有第二车厢换上新的动力电池包。

进一步，本申请实施例中，当第一车厢同样为待换电车厢时，则在所有的第二车厢换电完成后，为了确保所有车厢能够正常上电，可以执行对第一车厢的换电操作。

如图9所示，该方法还可以包括：

S160，当所有第二车厢中的电池管理器检测到新动力电池包接入后，闭合动力电池包与高压电路之间的连接，并向整车控制器反馈第一接入消息。

S170，整车控制器响应该第一接入消息，向第一车厢内的电池管理器发送第二切断指令。

S180，第一车厢中的电池管理器响应该第二切断指令，切断该第一车厢内动力电池包与高压电路之间的电连接，且使得第二车厢内的新动力电池包向该第一车厢内负载供电。

具体的，当所有第二车厢的动力电池替换后，即将充电完成的新动力电池包接入到第二车厢后，配置在第二车厢中的电池管理器可以检测到接入的新动力电池包。并在电池管理器检测到新动力电池包后，表示该车厢的动力电池包可以接入电路，则可以控制闭合动力电池包与高压电路之间的连接，使得新动力电池包成功接入。

例如，上述场景下的BMM2、BMMn，BMM2…BMMn在检测到新动力电池包后，可以控制吸合本节车电池包放电正负极接触器(KM1、KM2)、主放电正负极接触器(KM3、KM4)。

进一步，在第二车厢中的新动力电池包接入电路后，可以向整车控制器反馈第一接入消息，以表示所有的第二车厢换电完成，第一车厢可以进入换电流程。即整车控制器可以响应该第一接入消息，向第一车厢中的电池管理器发送第二切断指令。则第一车厢中的电池管理器接收到该第二切断指令后，可以响应该第二切断指令，切断该第一车厢内动力电池包与高压电路之间的电连接。

例如，上述场景下，整车控制器在接收到BMM2、BMMn，BMM2…BMMn反馈的接入消息后，可以向第一车厢中的BMM1发送第二换电指令。则BMM1在接收到该第二切断指令后，可以响应该第二切断指令，控制断开本节车主放电正负极接触器(KM3、KM4)、电池包放电正负极接触器(KM1、KM2)，开始换电操作。

可以理解，此时，由于第一车厢中及所有的第二车厢中的扩展供电电路处于连通状态，则在切断该第一车厢内动力电池包与高压电路之间的电连接后，第二车厢内的新动力电池包可以通过扩展供电电路向该第一车厢内负载供电，使得第一车厢内负载，在高压上电状态下的换电过程中，同样维持正常运行。

可选的，本申请实施例中，电池管理器在检测新动力电池包时，该电池管理器可以以预设的频率检测新动力电池包的接入情况，并当检测到新动力电池包接入后，即可以向整车控制器反馈确认消息。

或者，也可以通过用户手动操作的方式，以触发电池管理器成功检测新动力电池包接入。如通过设置的按钮等方式，向电池管理器输入新动力电池包接入的信号。

进一步，在第一车厢内换上新动力电池包后，为了确保整车中所有车厢的正常上电，如图10所示，该方法还可以包括：

S01，第一车厢内的电池管理器检测到新动力电池包后，控制闭合该第一车厢内的新动力电池包与高压电路之间的电连接，并向整车控制器反馈第二接入消息。

S02，整车控制器响应该第二接入消息，向第一车厢中的电池管理器及所有的第二车厢中的电池管理器发送断开指令。

S03，第一车厢中的电池管理器及第二车厢中的电池管理器响应该断开指令，切断各自车厢内电路结构中的扩展供电电路，并向整车控制器反馈扩展供电断开确认消息。

S04，整车控制器响应该扩展供电断开确认消息，接触牵引封锁。

具体的，当在第一车厢中完成新动力电池包的接入后，即该第一车厢内的电池管理器在检测到新动力电池包接入时，可以控制闭合新动力电池包与高压电路之间的电连接。并在完成电路闭合控制后，向整车控制器反馈第二接入消息。

进一步，整车控制器在接收到第二接入消息后，表示所有待换电车厢中的电池替换完成，则可以响应该第二接入消息，向第一车厢，以及所有的第二车厢中的电池管理器发送断开指令。第一车厢电池管理器接收到该断开指令后，可以响应该断开指令，控制断开第一车厢中的扩展供电电路中的接触器，所有的第二车厢内的电池管理器控制收到该断开指令后，可以响应该断开指令，控制断开本节车厢中扩展供电电路中的接触器，使得所有车厢的电路之间断开电连接。

例如，在上述场景下，BMM1检测到新动力电池包后，可以控制吸合第一车厢中动力电池包放电正负极接触器(KM1、KM2)、主放电正负极接触器(KM3、KM4)，并向整车控制器反馈第二接入消息。整车控制器接收到该第二接入消息后，响应该第二接入消息，向BMM1、BMM2、BMMn，BMM2…BMMn发送断开指令，以使得接收到断开指令后的电池管理器，控制断开本节车扩展供电正极接触器、扩展供电负极接触器。

进一步，可以理解，在完成上述的换电操作后，即整车重新上电，则表示车辆可以正常上路，则该整车控制器可以解除牵引操作，该方法结束。

可以理解，本申请实施例中，当第一车厢为无需换电的车厢时，在执行完S180后，即在整车控制器接收到第二车厢反馈的第一接入消息后，可以直接执行S02，即整车控制器可以响应该第一接入消息，控制第一车厢及第二车厢断开扩展供电电路，使整车可以正常上电。

为了更好的理解本申请实施例中的换电过程中，下面通过图11详细阐述。

该实施例中，第一车厢作为待换电车厢，需要在第二车厢接入新动力电池包后，执行换电操作。

具体的，如图11所示，CCU判断整车是否处于高压上电状态，当经过判断确定车辆处于高压上电状态下，则在该状态下采集到换电指令后，CCU可以响应该换电指令，封锁整车牵引，并向第一车厢的电池管理器，如BMM1，发送第一闭合指令。

第一车厢的电池管理器BMM1在接收到第一闭合指令后，可以响应该第一闭合指令，控制闭合本节车厢电路结构中的扩展供电正极接触器、扩展供电负极接触器。并在完成闭合操作后，BMM1可以向整车控制器反馈本节车厢扩展供电确认消息，即第一闭合确认消息，以表示该节车厢完成了换电准备就绪。

进一步，整车控制器CCU在接收到BMM1反馈的扩展供电确认消息后，可以响应该扩展供电确认消息，继续向所有的第二车厢的电池管理器，如向BMM2、、BMMn，BMM2、、BMMn发送第二闭合指令，使得所有第二车厢的电池管理器响应接收到的第二闭合指令，控制闭合本节车厢中的扩展供电正极接触器及扩展供电负极接触器。并在完成闭合操作时，第二车厢的电池管理器可以向整车控制器，如BMM2、、BMMn向整车控制器反馈表示本节车厢换电准备就绪的第二闭合确认消息。

整车控制器CCU在接收到第二车厢的电池管理器反馈的表示本节车厢换电准备就绪的第二闭合确认消息后，可以向BMM2、、BMMn，BMM2、、BMMn发送第一切断指令。

所有第二车厢中的电池管理器在接收到第一切断指令后，可以响应该换电指令，控制断开本节车主放电正负极接触器(KM3、KM4)、电池包放电正负极接触器(KM1、KM2)，开始换电。

进一步，当所有车厢换上新动力电池包后，即BMM2、、BMMn检测到新动力电池包后，可以控制吸合本节车电池包放电正负极接触器(KM1、KM2)、主放电正负极接触器(KM3、KM4)。并在完成闭合操作后，BMM2、、、BMMn可以向整车控制器反馈表示本节车换电结束的反馈信号，即第一接入消息。

整车控制器CCU在接收到BMM2、、BMMn发送的反馈第一接入消息后，可以向BMM1发送表示开始换电操作的第二切断指令。BMM1接收到CCU发送的开始换电操作的第二切断指令后，可以响应该第二切断指令，控制断开本节车厢中主放电正负极接触器(KM3、KM4)、电池包放电正负极接触器(KM1、KM2)，开始执行换电。

进一步，换上新电池后，即当BMM1检测到新动力电池包接入后，可以控制吸合本节车箱中的电池包放电正负极接触器(KM1、KM2)、主放电正负极接触器(KM3、KM4)。并在BMM1完成闭合操作后，向整车控制器反馈表示第一车厢完成换电的反馈信号，即第二接入消息。

CCU接收BMM1发送的反馈信号后，向所有车厢中的电池管理器发送表示整车换电结束的断开指令。则接收到断开指令的BMM1、BMM2、、、BMMn，响应该断开指令，BMM1控制本节车箱扩展供电正极接触器断开、扩展供电负极接触器断开，并向整车控制器反馈断开操作完成的确认消息。同时，BMM2、、、BMMn控制本节车箱扩展供电正极接触器、扩展供电负极接触器断开，并向整车控制器发送表示本节车换电完成的确认消息。

最后，整车控制器CCU接收到BMM1、BMM2、、BMMn发送的表示本节车箱换电完成的确认消息后，进行解除牵引封锁，本次换电流程结束。

可以理解，本申请实例中，在进行车辆高压上电状态下换电操作时，将其中一个待换电车厢中的动力电池包作为换电过程中的供电电源，向其余换电车厢中的负载供电，实现了换电操作的高压安全，且维持了整车负载的持续的稳定运行，提升了用户体验。

另一方面，本申请实施例还提供一种换电控制系统，系统用于车辆，所述车辆上配置有至少一节第一车厢，以及至少一节第二车厢，所述系统包括整车控制器、配置在每个车厢中的电池管理器以及配置在每个车厢中的车厢负载。

该整车控制器，当该车辆处于高压上电状态时，用于获取用于指示待换电车厢执行换电操作的换电指令，该待换电车厢至少包括所有的该第二车厢；并响应该换电指令，向该第一车厢及该第二车厢的电池管理器发送闭合指令。

该第一车厢及该第二车厢的电池管理器用于响应该闭合指令，闭合本节车厢中扩展供电电路的接触器，使得在该第二车厢换电过程中，该第二车厢内的动力电池包与本节车厢内的高压电路的切断电连接后，该第一车厢内的动力电池包向该第二车厢内的车厢负载供电。

可选的，本申请实施例的车辆换电控制系统，该整车控制器还用于接收该第二车厢的电池管理器反馈的扩展供电电路闭合确认消息，并响应该扩展供电电路闭合确认消息，向该第二车厢的电池管理器发送第一切断指令。则该第二车厢中的电池管理器还用于响应该第一切断指令，切断本节车厢中该动力电池包与高压电路之间的电连接。

另一方面，本申请实施例还提供一种车辆，该车辆上配置两节或两节以上的车厢，以及上述实施例记载的车辆换电控制系统，该车辆在高压上电状态下替换待换电车厢中的动力电池包时，执行上述实施例所记载的车辆换电控制方法。

该车辆上加载有如图1至图5所示的电路结构，且其中的电气设备如图6所示，实现电连接。

另一方面，本申请实施例还提供一种处理设备，该处理设备包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器用于执行该程序时实现上述实施例所述的车辆换电控制方法。

该处理设备可以为配置在整车控制器或电池管理器中的集成电路。

下面参考图12，图12为本申请实施例的处理设备的计算机电子设备的结构示意图。

如图12所示，计算机电子设备500包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分502加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还存储有电子设备500操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。

以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。

特别地，根据本申请的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在机器可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时，执行本申请的电子设备中限定的上述功能。

需要说明的是，本申请所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的电子设备、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行电子设备、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行电子设备、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的处理设备、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，前述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的电子设备来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器，包括：闭合模块。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定，例如，训练模块还可以被描述为“用于闭合本节车厢中扩展供电电路的接触器，使得在所述第二车厢换电过程中，所述第二车厢内的动力电池包与本节车厢内的高压电路的切断电连接后，所述第一车厢内的动力电池包向所述第二车厢内的车厢负载供电”。

作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中的。上述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，当上述前述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的车辆换电控制方法。

综上所述，本申请实施例提供的换电控制方法、系统及车辆，在车辆处于高压上电状态进行换电操作时，通过配置在车辆中每个车厢内的扩展供电电路，确保换电过程中，其中的车厢中的动力电池包作为供电电源，向待换电车厢的负载供电，使得待换电车厢在切断车辆动力电池包与高压电路之间的电连接后，仍然维持换电车厢内负载的正常供电，实现了换电过程中整车负载的正常运行，提升了用户体验。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (11)

1.一种车辆换电控制方法，其特征在于，所述车辆包括整车控制器、至少一个第一车厢及至少一个第二车厢，每节车厢均配置有车厢负载及电池管理器，相邻车厢之间通过扩展供电电路电连接，

所述方法包括：

当所述车辆处于高压上电状态时，所述整车控制器接收用于指示待换电车厢执行换电操作的换电指令，所述待换电车厢至少包括所有的所述第二车厢；

所述整车控制器响应所述换电指令，向所述第一车厢的电池管理器及所述第二车厢的电池管理器发送闭合指令；

所述第一车厢的电池管理器及所述第二车厢的电池管理器响应所述闭合指令，闭合各自车厢中的扩展供电电路的接触器；

所述第二车厢内的电池管理器切断本节车厢内的动力电池包与本节车厢内的高压电路的电连接，所述第一车厢内的动力电池包向所述第二车厢内的车厢负载供电。

2.根据权利要求1所述的车辆换电控制方法，其特征在于，在所述第二车厢的电池管理器响应所述闭合指令，闭合本节车厢中的扩展供电电路的接触器后，所述方法还包括：

整车控制器接收所述第二车厢的电池管理器反馈的扩展供电电路闭合确认消息，并响应所述扩展供电电路闭合确认消息，向所述第二车厢的电池管理器发送第一切断指令；

所述第二车厢中的电池管理器响应所述第一切断指令，切断本节车厢中所述动力电池包与高压电路之间的电连接。

3.根据权利要求1所述的车辆换电控制方法，其特征在于，所述整车控制器响应所述换电指令，向所述第一车厢的电池管理器及所述第二车厢的电池管理器发送闭合指令包括：

所述整车控制器响应所述换电指令，向所述第一车厢的电池管理器发送第一闭合指令；

所述整车控制器接收所述第一车厢的电池管理器反馈的第一闭合确认消息，所述第一闭合确认消息用于表征第一车厢中的扩展供电电路的接触器闭合；

整车控制器响应所述第一闭合确认消息，向所述第二车厢的电池管理器发送第二闭合指令。

4.根据权利要求3所述的车辆换电控制方法，其特征在于，所述第一车厢的电池管理器及所述第二车厢的电池管理器响应所述闭合指令，闭合各自车厢中的扩展供电电路的接触器包括：

所述第一车厢的电池管理器响应所述第一闭合指令，控制本节车厢中扩展供电正极接触器闭合，以及控制扩展供电负极接触器闭合，并向所述整车控制器反馈所述第一闭合确认消息。

所述第二车厢的电池管理器响应所述第二闭合指令，控制本节车厢中的扩展供电正极接触器闭合，以及控制扩展供电负极接触器闭合，并向所述整车控制器反馈所述第二闭合确认消息。

5.根据权利要求2所述的车辆换电控制方法，其特征在于，所述第二车厢中的电池管理器响应所述第一切断指令，切断本节车厢中所述动力电池包与高压电路之间的电连接包括：

所述第二车厢的电池管理器控制本节车厢的所述动力电池包的放电正负极接触器断开，以及控制本节车厢的高压电路中的正负极接触器断开。

6.根据权利要求1-5任一项所述的车辆换电控制方法，其特征在于，所述待换电车厢还包括第一车厢，则所述方法还包括：

所述第二车厢中的电池管理器检测到新动力电池包后，向整车控制器反馈第一接入消息。

所述整车控制器响应所述第一接入消息，向所述第一车厢的电池管理器发送第二切断指令；

所述第一车厢的电池管理器响应所述第二切断指令，切断所述第一车厢内动力电池包与高压电路之间的电连接，使得所述第二车厢内的新动力电池包向所述第一车厢的车厢负载供电。

7.根据权利要求6所述的车辆换电控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一车厢的电池管理器检测到新动力电池包后，控制所述第一车厢的新动力电池包与高压电路之间建立电连接，并向所述整车控制器反馈第二接入消息。

8.根据权利要求7所述的车辆换电控制方法，其特征在于，在整车控制器接收到所述第一接入消息，或所述第二接入消息后，所述方法还包括：

整车控制器响应所述第一接入消息或所述第二接入消息，向所述第一车厢的电池管理器及所述第二车厢的电池管理器发送断开指令；

所述第一车厢的电池管理器及所述第二车厢的电池管理器响应所述断开指令，切断本节车厢内的扩展供电电路，并向所述整车控制器反馈扩展供电断开确认消息。

9.一种车辆换电控制系统，其特征在于，所述系统用于车辆，所述车辆上配置有至少一节第一车厢，以及至少一节第二车厢，相邻车厢之间通过扩展供电电路电连接，所述系统包括整车控制器、配置在每个车厢中的电池管理器以及配置在每个车厢中的车厢负载，其中，

所述整车控制器，当所述车辆处于高压上电状态时，用于接收用于指示待换电车厢执行换电操作的换电指令，所述待换电车厢至少包括所有的所述第二车厢；

并响应所述换电指令，向所述第一车厢的电池管理器及所述第二车厢的电池管理器发送闭合指令；

所述第一车厢的电池管理器及所述第二车厢的电池管理器用于响应所述闭合指令，闭合本节车厢中扩展供电电路的接触器；

所述第二车厢内的电池管理器切断本节车厢内的动力电池包与本节车厢内的高压电路的电连接，所述第一车厢内的动力电池包向所述第二车厢内的车厢负载供电。

10.根据权利要求10所述的车辆换电控制系统，其特征在于，所述整车控制器还用于接收所述第二车厢的电池管理器反馈的扩展供电电路闭合确认消息，并响应所述扩展供电电路闭合确认消息，向所述第二车厢的电池管理器发送第一切断指令；

则所述第二车厢中的电池管理器还用于响应所述第一切断指令，切断本节车厢中所述动力电池包与高压电路之间的电连接。

11.一种车辆，其特征在于，所述车辆上配置两节或两节以上的车厢，以及如权利要求9或10所述的车辆换电控制系统，所述车辆在高压上电状态下替换待换电车厢中的动力电池包时，执行如权利要求1-8任一项所述的车辆换电控制方法。

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