一种充电时间显示系统的制作方法

本发明属于充电显示领域，尤其涉及一种充电时间显示系统。

背景技术：

电动汽车和插电式混合动力汽车在这些年越来越流行，但是由于电动汽车的续航里程有限，为了规划路线和判断能否完成某个出行计划，驾驶员需要准确的知道电池的可用能量，即soc(stateofcharge)荷电状态和soe(stateofenergy)。而一旦需要充电，那么花多少时间充电，怎么来安排，也会影响到用车规划，因为与花几分钟内向汽车驱动的车辆加油相比，电动汽车充电往往需要等待的时间以小时为单位，现有的充电显示界面显示有充电电流、充满电所需剩余时间等信息，往往都不能显示充电至不同的soc所需的时间，比如充到50％、80％的时间，这样不仅有利于规划充电计划，也有利于规划用电计划。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种充电时间显示系统，旨在在充电显示界面上显示充电至不同的soc所需的时间。

本发明是这样实现的，一种充电时间显示系统，所述系统包括：电池管理单元，所述电池管理单元用于实时获取电池充电时的充电温度、电池当前起始充电量、以及电池的老化程度，所述系统还包括：充电时间预估单元，及显示单元，所述充电时间预估单元及所述显示单元均与所述电池管理单元连接；

所述充电时间预估单元基于所述电池管理单元发送的充电电池当前充电温度、电池当前起始电量、以及充电电池的老化程度，从预先存储的多组充电曲线中匹配出最佳充电曲线，基于所述最佳充电曲线预估从所述起始电量充电至目标电量所需的时间，并将所述目标电量及充电至目标电量的充电时间至所述电池管理单元，所述多组充电曲线是指在实验条件下获取的基于不同电池老化程度参数、不同充电温度采样、以及不同起始电量的多组充电曲线；

所述电池管理单元用于将目标电量及充电至目标电量的充电时间发送至显示单元进行显示；

所述电池老化程度用电池循环充放电的次数来进行表征。

进一步的，所述系统包括：can通信单元，所述can通信单元分别与所述电池管理单元及所述充电桩连接，所述电池管理单元基于所述can通讯单元将显示信息在所述充电桩上同步进行显示。

进一步的，当所述目标电量为多个值时，所述显示单元以表格或二维线图的方式对目标电量及充电至目标电量的充电时间进行显示。

进一步的，所述充电时间预估单元包括：参数匹配子单元，及与所述参数匹配子单元连接的最佳充电曲线一获取子单元和最佳充电曲线二获取子单元，与所述最佳充电曲线一获取子单元和所述最佳充电曲线二获取子单元连接的预估时间读取子单元，以及与预估时间读取子单元连接的预估时间输出子单元，

所述参数匹配子单元，用于将当前电池老化程度、当前充电温度、当前起始电量与电池老化程度采样参数、温度采样参数、及起始电量采样参数进行匹配；

若当前电池老化程度、当前充电温度、以及当前起始电量均与对应的采样参数完全匹配，所述最佳充电曲线一获取子单元则将当前电池老化程度、当前充电温度、以及当前起始电量对应的充电曲线作为最佳充电曲线一，并将最佳充电曲线一发送至所述预估时间读取子单元；

若当前电池老化程度、当前充电温度、以及当前起始电量与对应的采样参数不完全匹配或不匹配，所述最佳充电曲线二获取子单元分别获取偏离当前充电温、当前电池老化程度、以及当前起始电量最小的三个采样参数，所述三个采样参数对应的充电曲线即为最佳充电曲线二，并将最佳充电曲线二发送至所述预估时间读取子单元；

所述预估时间读取子单元，基于所述最佳充电曲线一或所述最佳充电曲线二直接读取从起始soc至目标soc的充电时间预估值，并将所述直接读取的所述充电时间预估值发送至所述预估时间输出子单元；

所述预估时间输出子单元用于将所述预估时间读取子单元发送的所述充电时间预估值输出至电池管理单元。

进一步的，所述充电时间预估单元包括：修正时间计算子单元，所述修正时间计算子模块与所述最佳充电曲线二获取子单元连接及预估时间输出子单元连接；

所述修正时间计算子单元计算电池老化程度、当前充电温度及当前起始电量与所述最佳充电曲线二采样参数的偏差引入的预估时间修正值；并将所述预估时间修正值发送至预估时间输出子单元；

所述预估时间输出子单元，用于将所述预估时间读取子单元从所述最佳充电曲线二上直接读取的充电时间预估值与所述修正时间计算子单元计算的预估时间修正值之和输出至所述电池管理单元，或者是将所述预估时间读取子单元从所述最佳充电曲线一上直接读取的充电时间预估值输出至所述电池管理单元。

进一步的，其特征在于，所述修正时间计算子单元包括：老化程度参数偏差计算模块、温度参数偏差计算模块及起始电量偏差计算模块；

若当前电池老化程度l0偏离最佳充电曲线二的电池老化程度采样参数，基于电池老化程度对充电速率的影响呈现线性，所述老化程度参数偏差计算模块获取离当前电池老化程度l0最近的两个电池老化程度采样参数lm1，lm2，以及离当前充电温度t0及起始电量s0最近的温度采样参数tm、起始电量采样参数sm，并基于采样参数(lm1、tm、sm)及(lm2、tm、sm)对应的两条充电曲线，分别获取从起始电量到目标电量的充电时间预估值t1、t2，计算电池老化程度的偏离电池老化程度采样参数引入的预估时间修正值δt，计算公式如下：

其中，lm1为小于l0的电池老化程度采样参数中的最大值，lm2为大于l0的电池老化程度采样参数中的最小值；

若起始电量s0偏离最佳充电曲线二的起始电量采样参数，当起始电量s0处于恒流充电阶段时，在恒流充电阶段的充电速率不变，所述起始电量偏差计算模块分别获取离当前起始电量s0、当前电池老化程度l0及当前充电温度t0最近的起始电量采样参数sm、电池老化程度采样参数lm及温度采样参数tm，并基于采样参数(sm、lm、tm)对应的充电曲线计算恒流阶段的充电速率，计算基于起始电量s0的偏离引入的预估时间修正值δt，计算公式为：δt＝(sm-s0)*k，其中，s0为起始电量，sm为离起始电量最近的起始电量采样参数，k为充电速率乘积；当起始电量s0处于恒压充电阶段或涓流充电阶段时，设定的采样密度大，采样间隔小，起始电量s0与离起始电量s0最近的起始电量采样参数sm的差值很小，所述起始电量偏差计算模块令起始电量s0的偏离引入的预估时间修正值δt为零；

若当前充电温度t0偏离最佳充电曲线二的温度采样参数t，在温度敏感区间，设定的采样密度大，采样间隔小，当前充电温度t0与偏离当前充电温度t0最近的温度采样参数tm的差值很小，所述温度参数偏差计算模块令当前充电温度t0的偏离引入的预估时间修正值δt为零，对于温度非敏感区间，由于充电温度的变化对充电曲线的影响小，所述温度参数偏差计算模块令当前充电温度t0的偏离引入的预估时间修正值δt为零。

本发明实施例通过充电时间预估单元基于电池管理单元发送的充电电池当前充电温度、起始电量、以及充电电池的老化程度从预先存储的多组充电曲线中匹配出最佳充电曲线，该充电曲线记录充电至各个电量所需的时间，用户通过最佳充电曲线即可获知充电至所需电量的时间，便于合理规划用车；此外，本发明实施例是考虑充电环境对充电速率的影响，如电池老化程度及充电温度，使得用户获取的充至目标电量的剩余充电时间更为客观、精准。

附图说明

图1为本发明实施例提供的充电时间显示系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的充电时间预估单元的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

图1为本发明实施例提供的充电时间显示系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。

本发明实施例提供一种充电时间显示系统，该系统包括：电池管理单元1，该电池管理单元1用于获取电池充电时的充电温度、电池当前起始充电量、以及电池的老化程度，电池老化程度用电池循环充放电的次数来进行表征，该系统还包括：充电时间预估单元2，及显示单元3，该充电时间预估单元2及显示单元3均与电池管理单元1连接，其中，充电时间预估单元2基于电池管理单元1发送的充电电池当前充电温度、起始电量、以及充电电池的老化程度，从预先存储的多组充电曲线中匹配出最佳充电曲线，基于最佳充电曲线预估从起始电量充电至目标电量所需的时间，将目标电量及充电至目标电量的充电时间至电池管理单元1，电池管理单元1用于将目标电量及充电至目标电量的充电时间发送至显示单元3进行显示，

在本发明实施例中，该多组充电曲线是指在实验条件下获取的基于不同老化程度、不同充电温度、以及不同起始soc的多组充电曲线，该多组充电曲线的获取方法为：在相同充电温度、以及相同电池老化程度的条件下，测量不同起始soc下的充电曲线；改变充电温度和电池老化程度中的一个参数，保持另一个参数不变，测试不同起始soc下的充电曲线，直至遍历充电温度和电池老化程度的所有组合下的不同起始soc下的充电曲线，基于电池老化程度、充电温度、以及起始电量三个实验参数对充电速率的影响程度来设定每个实验参数的采样密度，即采样间隔，所述采样密度的设定具体如下：电池老化程度对充电速率的影响呈现线性关系，设定的电池老化程度采样密度较小，即电池老化程度采样间隔大；充电温度处于15℃至35℃的温度非敏感区间内时，充电温度的变化对充电速率的影响小，设定的温度采样密度小，即温度采样间隔大，在温度敏感区间，充电温度对充电速率影响大，设定的温度采样密度大，即温度采样间隔小；在起始电量处于恒流充电阶段时，充电速率稳定，设定的起始电量采样密度小，即起始电量采样间隔大，在起始电量处于恒压或涓流充电阶段时，充电速率逐渐减小，设定的起始电量采样密度大，即起始电量采样间隔小；

在本发明实施例中，目标电量等距设置，可以基于起始电量进行等距设计，如起始电量为17％，按10％等距递增，即目标电量的设定数值依次为：27％、37％......，或者基于零点进行等距设计，按10％等距递增，即目标电量的设定数值依次为：10％、20％......，当该目标电量为多个设定值时，显示单元3以表格或二维线图的方式对目标电量及充电至目标电量的充电时间进行显示。

本发明实施例通过充电时间预估单元2基于电池管理单元1发送的充电电池当前充电温度、起始电量、以及充电电池的老化程度从预先存储的多组充电曲线中匹配出最佳充电曲线，该充电曲线记录充电至各个电量所需的时间，用户通过最佳充电曲线即可获知充电至所需电量的时间，便于合理规划用车；此外，本发明实施例是考虑充电环境对充电速率的影响，如电池老化程度、充电温度及起始电量(反应电池充电特性对充电速率的影响)，使得用户获取的充电至目标电量的剩余充电时间更为客观、精准。

在本发明实施例中，该系统包括can通信单元4，该can通信单元4分别与电池管理单元1及充电桩连接5，电池管理单元1基于can通讯单元4将显示信息在充电桩5上同步进行显示，便于用户更为直观的获取所需信息。

在本发明实施例中，充电时间预估单元2包括：参数匹配子单元21，及与参数匹配子单元21连接的最佳充电曲线一获取子单元23和最佳充电曲线二获取子单元22，与最佳充电曲线一获取子单元23和最佳充电曲线二获取子单元22连接的预估时间读取子单元24，以及与预估时间读取子单元24连接的预估时间输出子单元26，

参数匹配子单元21，用于将当前电池老化程度、当前充电温度、当前起始电量与电池老化程度采样参数、温度采样参数、及起始电量采样参数进行匹配；

若当前电池老化程度、当前充电温度、以及当前起始电量均与对应的采样参数完全匹配，最佳充电曲线一获取子单元23则将当前电池老化程度、当前充电温度、以及当前起始电量对应的充电曲线作为最佳充电曲线一，并将最佳充电曲线一发送至预估时间读取子单元24；

若当前电池老化程度、当前充电温度、以及当前起始电量与对应的采样参数不完全匹配或不匹配时，最佳充电曲线二获取子单元22分别获取偏离当前充电温、当前电池老化程度、以及当前起始电量最小的三个采样参数，所述三个采样参数对应的充电曲线即为最佳充电曲线二，并将最佳充电曲线二发送至预估时间读取子单元24；

在本发明实施例中，采样参数包括：电池老化程度采样参数、温度采样参数及起始电量采样参数；针对电池老化程度采样参数，若每循环充放电50次取样一次，电池老化程度采样参数的取值为0(即新电池)、循环充放电50、循环充放电100；针对温度采样参数，其温度采样范围控制在最低许可充电温度和最高许可充电温度之间，若每隔5℃取样一次，温度采样参数的取值如15℃、20℃、25℃；针对起始电量采样参数，若以每隔10％取样一次，起始电量采样参数的取值0、10％、20％......。

预估时间读取子单元24，用于基于最佳充电曲线一或最佳充电曲线二直接读取从起始soc至目标soc的充电时间预估值，并将直接的充电时间预估值发送至所述预估时间输出子单元26；

预估时间输出子单元26，用于将预估时间读取子单元24发送的该充电时间预估值输出至电池管理单元1。

本发明实施例基于存储的不同电池老化程度、不同充电温度及不同起始电量条件下的充电曲线，来获取与当前电池老化程度、当前充电温度及电池起始电量最为匹配的最佳充电曲线，基于最佳充电曲线来读取从起始电量是目标电量的充电时间，综合考虑了外界因素对充电过程的影响，如电池的老化程度、充电温度、及起始充电量，起始充电量反应的是电池充电特性对充电时间估算的影响，使得用户获得的剩余充电时间尽可能的接近真实值。

在本发明实施例中，充电时间预估单元2包括：修正时间计算子单元25，修正时间计算子模块25与最佳充电曲线二获取子单元22及预估时间输出子单元26连接；其中，

修正时间计算子单元25计算电池老化程度、当前充电温度及当前起始电量与所述最佳充电曲线二采样参数的偏差引入的预估时间修正值，并将该预估时间修正值发送至预估时间输出子单元26；

预估时间输出子单元26，用于将预估时间读取子单元24从最佳充电曲线二上直接读取的充电时间预估值与修正时间计算子单元25计算的预估时间修正值之和输出至电池管理单元1；或者是将预估时间读取子单元24从最佳充电曲线一上直接读取的充电时间预估值输出至电池管理单元1。

进一步的，该修正时间计算子单元25包括：电池老化程度参数偏差计算模块251、温度参数偏差计算模块252及起始电量偏差计算模块253；

若当前电池老化程度l0偏离最佳充电曲线二的电池老化程度采样参数，基于电池老化程度对充电速率的影响呈现线性，所述老化程度参数偏差计算模块251获取离当前电池老化程度l0最近的两个电池老化程度采样参数lm1，lm2，以及离当前充电温度t0及起始电量s0最近的温度采样参数tm、起始电量采样参数sm，并基于采样参数(lm1、tm、sm)及(lm2、tm、sm)对应的两条充电曲线，分别获取从起始电量到目标电量的充电时间预估值t1、t2，计算电池老化程度的偏离引入的预估时间修正值δt，计算公式如下：

其中，lm1为小于l0的电池老化程度采样参数中的最大值，lm2为大于l0的电池老化程度采样参数中的最小值；

若起始电量s0偏离最佳充电曲线二的起始电量采样参数，当起始电量s0处于恒流充电阶段时，在恒流充电阶段的充电速率不变，所述起始电量偏差计算模块252分别获取离当前起始电量s0、当前电池老化程度l0及当前充电温度t0最近的起始电量采样参数sm、电池老化程度采样参数lm及温度采样参数tm，并基于采样参数(sm、lm、tm)对应的充电曲线计算恒流阶段的充电速率，计算基于起始电量s0的偏离引入的预估时间修正值δt，计算公式为：δt＝(sm-s0)*k，其中，s0为起始电量，sm为离起始电量最近的起始电量采样参数，k为充电速率乘积；当起始电量s0处于恒压充电阶段或涓流充电阶段时，设定的采样点密度大，采样间隔小，起始电量s0与离起始电量s0最近的起始电量采样参数sm的差值很小，所述起始电量偏差计算模块252令起始电量s0的偏离引入的预估时间修正值δt为零；

若当前充电温度t0偏离最佳充电曲线二的温度采样参数t，在温度敏感区间，由于设定的采样密度大，采样间隔小，当前充电温度t0与偏离当前充电温度t0最近的温度采样参数tm的差值很小，所述温度参数偏差计算模块253令当前充电温度t0的偏离引入的预估时间修正值δt为零，对于温度非敏感区间，由于充电温度的变化对充电曲线的影响小，所述温度参数偏差计算模块253令当前充电温度t0的偏离引入的预估时间修正值δt为零。

本发明实施例基于存储的不同电池老化程度、不同充电温度及不同起始电量条件下的充电曲线，来获取与当前电池老化程度、当前充电温度及电池起始电量最为匹配的最佳充电曲线，若电池当前电池老化程度、当前充电温度及电池起始电量与最佳充电曲线的采样参数存在偏差时，通过修正时间计算子单元25针对不同实验参数偏差的特性进行相应的时间修正，使得用户获得的剩余充电时间进一步的接近真实值。

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。