[0001] 本申请涉及列车控制技术领域，具体而言涉及一种列车的供电切换方法、整车控制器、列车和存储介质。

[0002] 目前，列车通常运行在有电区，其通过受电弓从接触网获取电能以驱动牵引电机及列车上的其它设备工作。列车通常因为无法从接触网获取电能而无法通过无电区，这导致列车的运行场景受限。

[0003] 因此需要进行改进，以至少部分地解决上述问题。

[0041] 在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

[0042] 应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

[0043] 应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

[0044] 空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。

[0045] 在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本申请的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

[0046] 这里参考作为本申请的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述发明的实施例。这样，可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的所示形状的变化。因此，本申请的实施例不应当局限于在此所示的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差。因此，图中显示的实质上是示意性的，它们的形状并不意图显示器件的实际形状且并不意图限定本申请的范围。

[0047] 参照附图1‑4对根据本申请一实施例的列车100的供电切换方法进行示例性说明。

[0048] 参见附图1、2，在本申请实施例中，列车100包括整车控制器110(Central Control Unit，CCU，也称为中央控制单元)、电池管理系统120(Battery Management System，电池管理系统120)、牵引逆变器130、辅助变流器140、空调150、高压配电箱160、电池包170和电池配电箱180。

[0049] 整车控制器110与信号系统200通信连接，且与电池管理系统120、牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150通信连接，例如通过CAN总线通信连接或通过以太网通信连接。从而，整车控制器110可以根据来自信号系统200的指令对电池管理系统120、牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150进行控制。

[0050] 信号系统200可以通过列车100上设置的定位装置实时获取列车100的位置，且其具有有电区无电区的准确位置图，从而信号系统200可以根据列车100的当前位置和有电区无电区的准确位置图确定列车100是否即将从有电区进入无电区。信号系统200可以通过与整车控制器110的交互来对列车100进行控制。信号系统200例如可以包括列车100自动控制(Automatic Train Control，ATC)系统和车辆段/停车场信号控制系统，其具体的结构组成对于本领域技术人员是已知的，这里不再详细说明。

[0051] 在本实施例中，高压配电箱160与接触网300电连接，用于接收接触网300的供电。在本申请实施例中，接触网300为第三轨式接触网，第三轨式接触网的导电轨设置于车辆的行走轨旁，导电轨通过集电靴与高压配电箱160电连接，以将电能(例如750V的直流电)传递至高压配电箱160。在其它一些实施例中，接触网300可以为架空柔性接触网或架空刚性接触网，其通过受电弓与高压配电箱160电连接，以将电能传递至高压配电箱160。高压配电箱
160中设置有正极母线161和负极母线162，正极母线161上设置有高速断路器HSBC，负极母线162上设置有负极接触器KM1。牵引逆变器130、辅助变流器140和均连接至正极母线161和负极母线162，以从正极母线161和负极母线162获取电能进行工作。辅助变流器140通过电池配电箱180与电池包170连接，辅助变流器140可以将来自正极母线161和负极母线162的电能提供给电池包170以对电池包170进行充电。电池包170的正极和负极通过电池配电箱
180与正极母线161和负极母线162连接，电池配电箱180中设置有正极接触器KM2和负极接触器KM3，正极接触器KM2的两端分别与电池包170的正极和正极母线161连接，负极接触器KM3的两端分别与电池包170的负极和负极母线162连接。

[0052] 电池管理系统120用于实现电池状态检测(包括动力电池包170的电压、电流、温度等的实时检测)、电池状态分析(包括计算动力电池包170的SOC(State of Charge，剩余电量)和老化程度)、电池安全保护(包括在出现过流、过充过放、过温等问题时，及时报警，并进行相应地故障处理)、能量控制管理(包括在充放电时进行合理的电流控制，防止出现过充过放故障)、电池信息管理(包括将动力电池包170的主要信息如电流、电压、温度、SOC、老化程度等发送至CCU)等。电池管理系统120还用于控制高速断路器HSBC、负极接触器KM1、正极接触器KM2和负极接触器KM3的闭合和断开。当电池管理系统120控制高速断路器HSBC和负极接触器KM1闭合，控制正极接触器KM2和负极接触器KM3断开时，高压配电箱160从接触网300获取电能对牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150进行供电；当电池管理系统120控制高速断路器HSBC和负极接触器KM1断开，控制正极接触器KM2和负极接触器KM3闭合时，高压配电箱160不再从接触网300获取电能，电池包170对高压配电箱160进行供电，进而对牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150进行供电。

[0053] 在本实施例中，牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150均包括主接触器和并联与主接触器的预充接触器和预充电阻，预充接触器和预充电阻串联，主接触器用于连接正极母线161。具体的，牵引逆变器130包括主接触器KM4和预充接触器KM5和预充电阻R1，牵引逆变器130通过主接触器KM4与正极母线161连接，预充接触器KM5和预充电阻R1串联设置，预充接触器KM5和预充电阻R1整体与主接触器KM4并联。接触器KM4和预充接触器KM5和预充电阻R1可以设置在高压配电箱160中，接触器KM4和预充接触器KM5收牵引逆变器130的控制进行动作。辅助变流器140包括主接触器KM6和预充接触器KM7和预充电阻R2，辅助变流器140通过主接触器KM6与正极母线161连接，预充接触器KM7和预充电阻R2串联设置，预充接触器KM7和预充电阻R2整体与主接触器KM6并联。空调150包括主接触器KM8和预充接触器KM9和预充电阻R3，空调150通过主接触器KM8与正极母线161连接，预充接触器KM8和预充电阻R3串联设置，预充接触器KM9和预充电阻R3整体与主接触器KM8并联。

[0054] 在本申请实施例中，列车100包括多节车厢，每节车厢均具有上述的电池管理系统120(Battery Management System，电池管理系统120)、牵引逆变器130、辅助变流器140、空调150、高压配电箱160、电池包170和电池配电箱180。

[0055] 参见附图3，在本申请实施例中，列车100的供电切换方法包括如下步骤：

[0056] S100：控制列车100在从有电区进入无电区之前停车。

[0057] 具体地，信号系统200可以根据列车100的当前位置和有电区无电区的准确位置图判断列车100是否即将从有电区进入无电区。信号系统200可以根据列车100与无电区的距离是否小于设定阈值或其它合适的判断条件来判断列车100是否即将从有电区进入无电区。当判定列车100即将从有电区进入无电区时，向列车100的整车控制器110发送停车指令。整车控制器110实时判断是否收到来自信号系统200的停车指令，当判定收到来自信号系统200的停车指令后，根据停车指令控制车辆上的制动系统进行制动，以使列车100在有电区进行停车。

[0058] S200：控制列车100从接触网300供电切换为电池包170供电。

[0059] 具体地，信号系统200在判定列车100即将从有电区进入无电区时，向列车100的整车控制器110发送供电切换指令。整车控制器110收到该供电切换指令后，控制电池管理系统120、牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150相应动作，以使列车100从接触网300供电切换为电池包170供电。

[0060] 参见附图4，步骤S200具体包括：

[0061] S210：根据来自信号系统200的供电切换指令控制电池管理系统120进行电池上电。

[0062] 在本步骤中，整车控制器110在收到来自信号系统200的供电切换指令后，发送电池上电指令至电池管理系统120，电池管理系统120在收到电池上电指令后断开高压配电箱160中的正极母线161和负极母线162与接触网300的连接，使车辆停止接受接触网300的供电。同时建立高压配电箱160中的正极母线161和负极母线162与电池包170的连接，以通过电池包170对正极母线161和负极母线162进行供电。具体地，电池管理系统120控制高速断路器HSBC和负极接触器KM1断开，控制正极接触器KM2和负极接触器KM3闭合。电池管理系统
120在确认高速断路器HSBC和负极接触器KM1成功断开且正极接触器KM2和负极接触器KM3成功闭合后，发送电池上电成功指令至整车控制器110。

[0063] S220：在电池管理系统120成功进行电池上电后，控制牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150进行电池上电。

[0064] 在本步骤中，整车控制器110在收到来自电池管理系统120的上电成功指令后，建立正极母线161和负极母线162与牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150的连接，以通过正极母线161和负极母线162对牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150进行供电。具体地，整车控制器110发送电池上电指令至牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150。牵引逆变器130在收到电池上电指令后，先闭合预充接触器KM5以进行预充，此时主接触器KM4处于断开状态，预充完成后，闭合主接触器KM4，断开预充接触器KM5。主接触器KM4成功闭合且预充接触器KM5成功断开后，牵引逆变器130向整车控制器110发送上电成功指令。辅助变流器140在收到电池上电指令后，先闭合预充接触器KM7以进行预充，此时主接触器KM6处于断开状态，预充完成后，闭合主接触器KM7，断开预充接触器KM7。主接触器KM6成功闭合且预充接触器KM7成功断开后，辅助变流器140向整车控制器110发送上电成功指令。空调150在收到电池上电指令后，先闭合预充接触器KM9以进行预充，此时主接触器KM8处于断开状态，预充完成后，闭合主接触器KM8，断开预充接触器KM9。主接触器KM8成功闭合且预充接触器KM9成功断开后，空调150向整车控制器110发送上电成功指令。通过先闭合预充接触器，再闭合主接触器，可以有效避免电流冲击，使牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150平稳上电。

[0065] 在本申请实施例中，步骤S420之前还包括步骤：控制牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150进行高压退电。

[0066] 具体地，整车控制器110在收到来自信号系统200的供电切换指令后，发送退电指令至牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150，以使牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150先停止工作，然后再断开各自对应的主接触器，从而与高压配电箱160中的正极母线161断开连接。通过这样的方式可以使牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150平稳退电。

[0067] S 300：控制列车100牵引至无电区。

[0068] 在本步骤中，整车控制器110在收到来自牵引逆变器130、辅助变流器140和空调150的上电成功指令后，发送供电切换成功指令至信号系统200。信号系统200收到供电切换成功指令后，发送牵引指令至列车100的整车控制器110。整车控制器110根据来自信号系统
200的牵引指令，控制列车100的牵引电机进行工作，以将列车100牵引至无电区。

[0069] 根据本申请实施例的供电切换方法，通过在列车100进入无电区之前将列车100由接触网300供电切换为电池包170供电，能够使列车100在电池包170的驱动下安全地通过无电区，丰富了列车100的运行场景。且能够实现平稳切换，不影响整车运营节拍，避免负载产品(诸如牵引逆变器130等)在切换时受到冲击电压电流，延长负载产品使用寿命降低使用风险。

[0070] 本申请还提供了一种整车控制器，其包括存储器、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，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的供电切换方法。

[0071] 本申请还提供了一种列车，其包括如上所述的整车控制器。

[0072] 本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现如上所述的供电切换方法。

[0073] 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，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。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申请的范围之内。

[0074] 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申请的范围。

[0075] 在本申请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。

[0076] 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，本申请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。

[0077] 类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本申请的示例性实施例的描述中，本申请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，并不应将该本申请的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请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申请的单独实施例。

[0078] 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、等同或相似目的替代特征来代替。

[0079] 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申请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。

[0080] 应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，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。