车辆的剩余充电时间估算方法、装置及车辆与流程

1.本技术涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆的剩余充电时间估算方法、装置及车辆。


背景技术：

2.在电动汽车充电时，电动汽车是否可以准确显示剩余充电时间将直接影响用户体验，而准确显示的关键在于如何准确估算剩余充电时间。
3.相关技术中，通常根据动力电池的当前soc(state of charge，荷电状态)和充电电流估算电动汽车剩余充电时间。然而，充电电流随着充电的进程不断调节，导致剩余充电时间的估算值变化不规律，比如，可能会忽大忽小，剩余充电时间估算的准确性较差，大大降低了用户的使用体验。


技术实现要素：

4.本技术提供一种车辆的剩余充电时间估算方法、装置及车辆，以解决相关技术中剩余充电时间随着充电电流的调节不规律变化，导致剩余充电时间估算的准确性较差，用户体验较差等问题。
5.本技术第一方面实施例提供一种车辆的剩余充电时间估算方法，包括以下步骤：采集车辆在充电开始时刻的实际充电电流；根据所述实际充电电流生成所述车辆的动力电池在每个时刻的soc变化值，根据每个时刻的soc变化值生成所述动力电池的当前充电时间变化曲线；获取待估算时刻对应的soc值，并基于所述当前充电时间变化曲线估算在所述待估算时刻下的剩余充电时间。
6.进一步地，所述根据每个时刻的soc变化值生成所述动力电池的当前充电时间变化曲线，包括：采集所述车辆在充电开始时刻的实际充电环境温度；根据所述每个时刻的soc变化值和所述实际充电环境温度生成所述动力电池的当前充电时间变化曲线。
7.进一步地，所述根据所述每个时刻的soc变化值和所述实际充电环境温度生成所述动力电池的当前充电时间变化曲线，包括：根据所述实际充电环境温度仿真得到所述动力电池在每个时刻的温度变化值，生成所述动力电池的温度变化曲线；根据所述实际充电电流仿真得到所述动力电池在每个时刻的soc变化值，生成所述动力电池的电流变化曲线；利用所述温度变化曲线修正所述电流变化曲线，得到所述当前充电时间变化曲线。
8.进一步地，所述采集车辆在充电开始时刻的实际充电电流，包括：采集车辆在充电开始时刻的电芯温度值和soc；根据所述充电开始时刻的电池温度和soc查找温度
‑
soc
‑
电流关系表得到充电开始时刻的充电电流。
9.进一步地，还包括：在所述动力电池的充电断开之后，记录充电断开的第一时刻；根据充电恢复的第二时刻和所述第一时刻的差值得到充电断开的持续时长，判断所述持续时长是否小于预设时长；如果所述持续时长小于预设时长，则根据充电断开前的充电时间变化曲线估算所述动力电池在待估算时刻下的剩余充电时间。
10.本技术第二方面实施例提供一种车辆的剩余充电时间估算装置，包括：采集模块，用于采集车辆在充电开始时刻的实际充电电流；生成模块，用于根据所述实际充电电流生成所述车辆的动力电池在每个时刻的soc变化值，根据每个时刻的soc变化值生成所述动力电池的当前充电时间变化曲线；估算模块，用于获取待估算时刻对应的soc值，并基于所述当前充电时间变化曲线估算在所述待估算时刻下的剩余充电时间。
11.进一步地，所述采集模块还用于采集所述车辆在充电开始时刻的实际充电环境温度；所述生成模块进一步用于根据所述每个时刻的soc变化值和所述实际充电环境温度生成所述动力电池的当前充电时间变化曲线。
12.进一步地，所述生成模块包括：第一仿真单元，用于根据所述实际充电环境温度仿真得到所述动力电池在每个时刻的温度变化值，生成所述动力电池的温度变化曲线；第二仿真单元，用于根据所述实际充电电流仿真得到所述动力电池在每个时刻的soc变化值，生成所述动力电池的电流变化曲线；修正单元，用于利用所述温度变化曲线修正所述电流变化曲线，得到所述当前充电时间变化曲线。
13.进一步地，所述采集模块包括：采集单元，用于采集车辆在充电开始时刻的电芯温度值和soc；查表单元，用于根据所述充电开始时刻的电池温度和soc查找温度
‑
soc
‑
电流关系表得到充电开始时刻的充电电流。
14.进一步地，还包括：记录模块，用于在所述动力电池的充电断开之后，记录充电断开的第一时刻；判断模块，用于根据充电恢复的第二时刻和所述第一时刻的差值得到充电断开的持续时长，判断所述持续时长是否小于预设时长；所述估算模块还用于在所述持续时长小于预设时长，则根据充电断开前的充电时间变化曲线估算所述动力电池在待估算时刻下的剩余充电时间。
15.本技术第三方面实施例提供一种车辆，包括上述实施例所述的车辆的剩余充电时间估算装置。
16.本技术具有如下有益效果：
17.利用每次充电开始时生成的充电时间变化曲线估算剩余充电时间，充电时间变化曲线不随充电进程产生变化，避免剩余充电时间的估算出现不规律变化，从而可以有效提高剩余充电时间估算的准确性，提升用户的使用体验。由此，解决了相关技术中剩余充电时间随着充电电流的调节不规律变化，导致剩余充电时间估算的准确性较差，用户体验较差等技术问题。
18.本技术附加的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，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
19.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1为根据本技术实施例提供的车辆的剩余充电时间估算方法的流程示意图；
21.图2为根据本技术实施例提供的模拟电池温度变化示意图；
22.图3为根据本技术实施例提供的模拟soc变化示意图；
23.图4为根据本技术一个实施例提供的车辆的剩余充电时间估算方法的流程示意
图；
24.图5为根据本技术实施例的车辆的剩余充电时间估算装置的示例图。
具体实施方式
25.下面详细描述本技术的实施例，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，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
26.本技术是基于发明人对以下问题的认识和发现做出的：
27.相比较燃油汽车而言，充电时间长是制约电动汽车发展的因素之一，而如何准确估算剩余充电时间、给用户准确的心理预期会影响用户的使用体验，尤其是充电开始时的充电剩余时间的第一估算，直接影响驾驶员心里预期和后面的行车计划。相关技术如下：
28.(1)根据当前温度、soc
当前
、实时电流做实时估算电动汽车的剩余充电时间，利用t
当前预估时间
＝(100％
‑
soc
当前
)*cap
总容量
/实时电流；然而，实时估算的方式需要实时根据电流进行调整，修正过于频繁。
29.(2)利用的是soc分段的方式进行预估，将初始soc分别于各个电量百分比比较，判断此时所处的充电阶段，将时间t与当前充电阶段后续每一个充电子阶段的时间相加即为估算的剩余充电时间。然而，该方式无法预判充电过程中的温度变化，而且需要大量的不同soc区间段充电数据支撑，一旦电芯参数有调整，需要重新做实验数据，估算的成本高、且重新进行实验的时间成本较高长。
30.本技术可以准确的估算电动汽车剩余充电时间，尤其是充电开始时的充电剩余时间的第一估算。下面将参考附图描述本技术实施例的车辆的剩余充电时间估算方法、装置及车辆。针对上述背景技术中心提到的相关技术中剩余充电时间随着充电电流的调节不规律变化，导致剩余充电时间估算的准确性较差，用户体验较差的问题，本技术提供了一种车辆的剩余充电时间估算方法，在该方法中，利用每次充电开始时生成的充电时间变化曲线估算剩余充电时间，充电时间变化曲线不随充电进程产生变化，避免剩余充电时间的估算出现不规律变化，从而可以有效提高剩余充电时间估算的准确性，提升用户的使用体验。由此，解决了相关技术中剩余充电时间随着充电电流的调节不规律变化，导致剩余充电时间估算的准确性较差，用户体验较差等技术问题。
31.具体而言，图1为本技术实施例所提供的一种车辆的剩余充电时间估算方法的流程示意图。
32.如图1所示，该车辆的剩余充电时间估算方法包括以下步骤：
33.在步骤s101中，采集车辆在充电开始时刻的实际充电电流。
34.其中，本技术实施例可以通过多种方式采集实际充电电流，对此不作具体限定。
35.作为一种可能实现的方式，本技术实施例可以设置电流检测装置，以在充电开始时，利用电流检测装置采集充电开始时刻的实际充电电流。
36.作为另一种可能实现的方式，采集车辆在充电开始时刻的实际充电电流，包括：采集车辆在充电开始时刻的电芯温度值和soc；根据充电开始时刻的电池温度和soc查找温度
‑
soc
‑
电流关系表得到充电开始时刻的充电电流。
37.可以理解的是，本技术实施例可以根据电芯温度值和soc利用查表快速准确的确
定实际充电电流，从而无需设置电流检测装置，降低电流采集的成本。其中，温度
‑
soc
‑
电流关系表可以预先进行标定，温度
‑
soc
‑
电流关系表的示例如表1。
38.表1
[0039][0040]
在步骤s102中，根据实际充电电流生成车辆的动力电池在每个时刻的soc变化值，根据每个时刻的soc变化值生成动力电池的当前充电时间变化曲线。
[0041]
可以理解的是，本技术实施例可以在充电开始时，根据实际充电电流生成当前充电时间变化曲线，从而可以有效提高剩余充电时间估算的准确性，提升用户的使用体验。其中，当前充电时间变化曲线是指时间与soc值对应的变化曲线。
[0042]
需要说明的是，本技术实施例可以利用仿真等方式根据实际充电电流快速生成当前充电时间变化曲线，以下实施例中，以仿真方式生成当前充电时间变化曲线为例。
[0043]
在一些实施例中，根据每个时刻的soc变化值生成动力电池的当前充电时间变化曲线，包括：采集车辆在充电开始时刻的实际充电环境温度；根据每个时刻的soc变化值和实际充电环境温度生成车辆的动力电池的当前充电时间变化曲线。
[0044]
需要说明的是，动力电池所处的环境温度会影响动力电池的充电剩余时间，比如，环境温度为0℃和25℃时，动力电池实际充电的时间不同。因此，本技术实施例可以将实际充电电流和实际充电环境温度共同作为仿真变量，以生成动力电池在实际充电环境温度下的充电时间变化曲线，从而使得当前充电时间变化曲线可以更加准确的反应动力电池剩余
充电时间的变化趋势，有效提高剩余充电时间估算的准确性。
[0045]
在一些实施例中，根据实际充电电流和实际充电环境温度生成车辆的动力电池的当前充电时间变化曲线，包括：根据实际充电环境温度仿真得到动力电池在每个时刻的温度变化值，生成动力电池的温度变化曲线；根据实际充电电流仿真得到动力电池在每个时刻的soc变化值，生成动力电池的电流变化曲线；利用温度变化曲线修正电流变化曲线，得到当前充电时间变化曲线。
[0046]
可以理解的是，本技术实施例可以利用仿真的方式快速估算温度和电流变化预期，以在充电开始时仿真得到当前充电时间变化曲线，充电时间变化曲线在充电过程中可以直接使用、且不随充电进程产生变化，可以有效避免剩余充电时间的估算出现不规律变化，从而可以有效提高剩余充电时间估算的准确性，提升用户的使用体验。
[0047]
需要说明的是，仿真方式可以包括很多种，比如，simulink快速仿真等，不做具体限定。以simulink快速仿真为例，其中，本技术实施例可以将计时倍率调整至仿真模型n倍，以满足快速仿真的需求，n为正整数，可以根据快速仿真的实际需求具体设置。具体如下：
[0048]
(1)利用电池单体电芯发热量与单体电芯比热容之比得到单体电芯温度变化值：
[0049]
△
t＝q/cm，
[0050]
其中：q为单体电芯发热量，c为单体电芯比热容，m为单体电芯质量。
[0051]
如图2所示，本技术实施例可以在进行温度变化仿真时，根据电池充电过程中的内阻产热、加热片制热、内外热量交换与液冷制冷，综合计算电池温度变化趋势，以得到动力电池的温度变化曲线。
[0052]
(2)如图3所示，根据计算得到的电池温度变化趋势与仿真中soc值，同步调整充电电流，并利用安时积分得到soc变化值，以得到动力电池的电流变化曲线。其中，估算soc＝单体电芯soc实时累计变化值
△
t+初始soc。
[0053]
(3)在simulink快速仿真结束时输出累计计时数据，以生成当前充电时间变化曲线。
[0054]
在步骤s103中，获取待估算时刻对应的soc值，并基于当前充电时间变化曲线估算在待估算时刻下的剩余充电时间。
[0055]
可以理解的是，本技术实施例可以利用生成的当前充电时间变化曲线快速准确的估算动力电池的剩余充电时间，有效提剩余充电时间的估算准确性。
[0056]
在一些实施例中，本技术实施例的方法还包括：在动力电池的充电断开之后，记录充电断开的第一时刻；根据充电恢复的第二时刻和第一时刻的差值得到充电断开的持续时长，判断持续时长是否小于预设时长；如果持续时长小于预设时长，则根据充电断开前的充电时间变化曲线估算动力电池在待估算时刻下的剩余充电时间。
[0057]
其中，预设时长可以根据实际情况进行设置，比如，可以设置为30s或1min等，不做具体限定。
[0058]
可以理解的是，当第二时刻和第一时刻的差值小于预设时长时，比如差值为2s或1s等，则可以确定充电断开的时间较短，断开前与再次恢复时影响剩余充电时间的因素大致相同，因此，为了避免重复仿真、降低数据处理压力，本技术实施例可以在充电短暂断开并恢复后，利用断开前仿真得到的充电时间变化曲线直接估算剩余充电时间，从而可以在充电恢复时快速准确的实现剩余充电时间的估算，有效提高充电恢复时刻剩余充电时间的
估算速度，提升用户的使用体验。
[0059]
根据本技术实施例提出的车辆的剩余充电时间估算方法，利用每次充电开始时生成的充电时间变化曲线估算剩余充电时间，充电时间变化曲线不随充电进程产生变化，避免剩余充电时间的估算出现不规律变化，从而可以有效提高剩余充电时间估算的准确性，提升用户的使用体验。
[0060]
下面将以simulink快速仿真为了，通过具体实施例对车辆的剩余充电时间估算方法进行阐述，如图4所示，包括以下步骤：
[0061]
步骤s1：充电开始，进入快充流程；
[0062]
步骤s2：提取动力电池的当前电芯温度值、soc和环境温度值
[0063]
步骤s3：根据电芯温度值、soc查找充电map(即表1)，获取当前时刻的实际充电电流值i；
[0064]
步骤s4：simulink快速仿真开始，此时开始计时，其中，根据快速仿真的要求设置计时倍率为仿真模型n倍；
[0065]
步骤s5：根据当前环境温度、电芯内阻、充电电流、液冷功率得到影响电池温度变化因素；
[0066]
步骤s6：根据电池温度变化因素、电池比热容预测动力电池充电过程中温度变化曲线；
[0067]
步骤s7：根据充电过程中温度变化曲线和soc状态，得到动力电池充电过程中实时电流变化曲线；
[0068]
步骤s8：simulink快速仿真结束，获取估算数值。
[0069]
需要说明的是，本技术实施例以173ah电芯作为示例，进行simulink仿真效果验证，根据表2可知，本技术实施例利用仿真估算得到的动力电池的剩余充电时间与实际充电时间误差较小，可以满足充电剩余时间准确估算的要求。
[0070]
表2
[0071][0072]
综上，本技术实施例可以在动力电池开始充电时利用simulink快速仿真(比如3s内完成)，准确估算温度和电流变化预期，以准确估算出剩余充电时间，有效提高剩余充电时间估算的准确性；进而可以提高刚开始充电时剩余充电时间估算的准确度，有效满足用户关注的心里习惯。
[0073]
其次参照附图描述根据本技术实施例提出的车辆的剩余充电时间估算装置。
[0074]
图5是本技术实施例的车辆的剩余充电时间估算装置的方框示意图。
[0075]
如图5所示，该车辆的剩余充电时间估算装置10包括：采集模块100、生成模块200和估算模块300。
[0076]
其中，采集模块100用于采集车辆在充电开始时刻的实际充电电流；生成模块200用于根据实际充电电流生成车辆的动力电池在每个时刻的soc变化值，根据每个时刻的soc
变化值生成动力电池的当前充电时间变化曲线；估算模块300用于获取待估算时刻对应的soc值，并基于当前充电时间变化曲线估算在待估算时刻下的剩余充电时间。
[0077]
进一步地，采集模块还用于采集车辆在充电开始时刻的实际充电环境温度；生成模块进一步用于根据每个时刻的soc变化值和实际充电环境温度生成动力电池的当前充电时间变化曲线。
[0078]
进一步地，生成模块包括：第一仿真单元，用于根据实际充电环境温度仿真得到动力电池在每个时刻的温度变化值，生成动力电池的温度变化曲线；第二仿真单元，用于根据实际充电电流仿真得到动力电池在每个时刻的soc变化值，生成动力电池的电流变化曲线；修正单元，用于利用温度变化曲线修正电流变化曲线，得到当前充电时间变化曲线。
[0079]
进一步地，采集模块包括：采集单元，用于采集车辆在充电开始时刻的电芯温度值和soc；查表单元，用于根据充电开始时刻的电池温度和soc查找温度
‑
soc
‑
电流关系表得到充电开始时刻的充电电流。
[0080]
进一步地，还包括：记录模块，用于在动力电池的充电断开之后，记录充电断开的第一时刻；判断模块，用于根据充电恢复的第二时刻和第一时刻的差值得到充电断开的持续时长，判断持续时长是否小于预设时长；估算模块还用于在持续时长小于预设时长，则根据充电断开前的充电时间变化曲线估算动力电池在待估算时刻下的剩余充电时间。
[0081]
需要说明的是，前述对车辆的剩余充电时间估算方法实施例的解释说明也适用于该实施例的车辆的剩余充电时间估算装置，此处不再赘述。
[0082]
根据本技术实施例提出的车辆的剩余充电时间估算装置，利用每次充电开始时生成的充电时间变化曲线估算剩余充电时间，充电时间变化曲线不随充电进程产生变化，避免剩余充电时间的估算出现不规律变化，从而可以有效提高剩余充电时间估算的准确性，提升用户的使用体验。
[0083]
本实施例还提供一种车辆，包括上述实施例的车辆的剩余充电时间估算装置。该车辆可以利用每次充电开始时生成的充电时间变化曲线估算剩余充电时间，充电时间变化曲线不随充电进程产生变化，避免剩余充电时间的估算出现不规律变化，从而可以有效提高剩余充电时间估算的准确性，提升用户的使用体验。
[0084]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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技术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n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。
[0085]
此外，术语“第一”、“第二”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。在本技术的描述中，“n个”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。
[0086]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更n个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部
分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0087]
应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，n个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0088]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。