1.本技术涉及充电技术领域，特别是涉及一种电量状态获取方法及装置、充电装置与充电系统。
背景技术：2.汽车尾气是造成环境污染的主要因素之一，近年来电动汽车应运而生。电动汽车以电能为动力，节能环保，在政府积极鼓励下，很快地进入了人们的视野，深受广大民众喜爱。目前电动汽车充电主要通过充电装置(例如，充电桩)完成。
3.然而，目前市面上的充电装置只是能够对电动汽车进行充电，而无法实时获取到在充电过程中电动汽车的电池的电量数据值(例如，soc值)。那么，对于用户而言，自然也无法知道给电动车辆的电池充入了多少电量，会给用户带来不便。
技术实现要素：4.本技术实施例旨在提供一种电量状态获取方法及装置、充电装置与充电系统，能够实时获得电池在充电过程中的电量数据值。
5.为实现上述目的，第一方面，本技术提供一种电量状态获取方法，应用于充电装置，所述充电装置用于为电动车辆充电，所述方法包括：
6.通过vci设备获取所述电动车辆刚开始充电时的初始电量数据值；
7.获取所述电动车辆的电池在充电过程中的充电电流；
8.基于所述充电电流，获取所述电池在当前时刻的电量；
9.基于所述初始电量数据、所述电量以及所述电动车辆的额定总容量，获取当前时刻的电量数据值，所述电量数据值用于指示在当前时刻所述电池的电量状态。
10.在一种可选的方式中，在所述基于所述电量、所述初始电量数据以及所述电动车辆的额定总容量，获取当前时刻的电量数据值之前，所述方法还包括：
11.通过所述vci设备获取所述电动车辆的车辆识别码；
12.基于所述车辆识别码，获取所述电动车辆的额定总容量。
13.在一种可选的方式中，所述基于所述充电电流，获取所述电池在当前时刻的电量，包括：
14.所述电池在当前时刻的电量c
t
为：其中，η为充电效率，i为t时刻的充电电流，t时刻为当前时刻，t0时刻为刚开始充电的时刻，d
τ
表示对时间的积分。
15.在一种可选的方式中，所述电量数据值为soc值，其中，所述soc值为电池剩余电量与电池标称容量的比值。
16.在一种可选的方式中，当前时刻的soc值soc
t
为：其中，soc0为初始soc值，c
rated
为所述额定总容量。
17.在一种可选的方式中，所述充电装置包括cp检测模块；
18.在所述通过vci设备获取所述电动车辆刚开始充电时的初始电量数据值之前，所述方法还包括：
19.通过所述cp检测模块检测是否有充电枪插入所述电动车辆的充电接口；
20.若通过所述cp检测模块检测有充电枪插入所述电动车辆的充电接口，则执行通过vci设备获取所述电动车辆刚开始充电时的初始电量数据值这一步骤。
21.在一种可选的方式中，所述充电装置包括显示模块；
22.在所述获取当前时刻的电量数据值之后，所述方法还包括：
23.通过所述显示模块实时显示所述电量数据值。
24.第二方面，本技术提供一种电量状态获取装置，应用于充电装置，所述充电装置用于为电动车辆充电，所述装置包括：
25.第一获取单元，用于通过vci设备获取所述电动车辆刚开始充电时的初始电量数据值；
26.第二获取单元，用于获取所述电动车辆的电池在充电过程中的充电电流；
27.第三获取单元，用于基于所述充电电流，获取所述电池在当前时刻的电量；
28.第四获取单元，用于基于所述电量、所述初始电量数据以及所述电动车辆的额定总容量，获取当前时刻的电量数据值，所述电量数据值用于指示在当前时刻所述电池的电量状态。
29.第三方面，本技术提供一种充电装置，包括：
30.cp检测模块，用于检测是否有充电枪插入电动车辆的充电接口；
31.控制模块，与所述cp检测模块连接，用于在所述cp检测模块检测到有充电枪插入所述电动车辆的充电接口时，确定所述电动车辆的电池在任一时刻的电量数据值，所述控制模块包括：
32.至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的方法。
33.在一种可选的方式中，所述充电装置还包括：
34.采样模块，用于采集所述电动车辆的电池在充电过程中的充电电流；
35.显示模块，实时显示所述电池的电量数据值。
36.在一种可选的方式中，所述充电装置为充电桩。
37.第三方面，本技术提供一种充电系统，包括电动车辆、vci设备以及如上所述的充电装置。
38.第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被充电装置执行时，使所述充电装置执行如上所述的方法。
39.本技术实施例的有益效果是：本技术提供的电量状态获取方法，应用于充电装置，充电装置用于为电动车辆充电，且充电装置用于通过vci设备获取电动车辆的数据信息，该方法包括获取电动车辆的电池在充电过程中的充电电流，基于充电电流获得电池在当前时刻的电量，通过vci设备获取电动车辆刚开始充电时的初始电量数据值，基于初始电量数
据、电量以及电动车辆的额定总容量，获取当前时刻的电量数据值，因此，通过上述方式，能够实时获取电池在充电过程中的电量数据值，继而，再将该电量数据进行显示，例如显示于充电装置上，即可使用户实时得知电动车辆的电池已充入了多少电量，为用户带来了便利。
附图说明
40.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
41.图1为本技术实施例提供的一种应用场景的示意图；
42.图2为本技术实施例提供的充电装置的结构示意图；
43.图3为本技术另一实施例提供的充电装置的结构示意图；
44.图4为本技术实施例提供的电量状态获取方法的流程图；
45.图5为本技术实施例提供的电量状态获取装置的结构示意图。
具体实施方式
46.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
47.为了便于理解本技术，首先介绍下本技术可以适用的应用场景，请参照图1。图1为本技术实施例提供的充电控制方法的一种应用场景，在该场景中包括电动车辆10、vci设备20、充电桩30与移动终端40。
48.其中，vci设备20为可插入电动车辆10的obd口并且支持读取、写入电动车辆10的can总线报文的便携式移动设备。
49.移动终端40包括但不限于：智能手机(如android手机、ios手机等搭载其他操作系统的手机)、平板电脑、掌上电脑、笔记本电脑等。
50.以上罗列了移动终端40的具体类型，但是本领域技术人员可以意识到，本发明实施方式并不局限于上述罗列的类型，而还可以适用于其他任意的移动终端40的类型之中。
51.如图1所示，在电动汽车10中设置有bms11(bms全称为电池管理系统)与动力电池12(例如，锂电池)，其中，bms11为一套保护动力电池12使用安全的控制系统，时刻监控动力电池12的使用状态。充电桩20用于对锂电池12进行充电，该充电过程需要受到bms11的控制。因此，在充电过程中，bms11能够控制充电桩20对动力电池12进行充电的方式，比如，恒流充电方式或变电流充电方式。同时，bms11还能够控制充电桩11对动力电池12进行充电的充电电流大小以及读取动力电池12的参数变化情况。
52.当vci设备20通过箭头方向插入电动车辆10的obd口时，vci设备20能够与电动车辆10进行通信，并能够从电动车辆10中的bms11获取到电池的相关信息，例如，电池的电量。同时，vci设备20能够与充电桩30进行通讯连接，继而，充电桩30能够给vci设备20发送指令，以通过vci设备20获取到电动车辆10的相关信息，例如，获取电动车辆的车辆识别码，车辆识别码(vehicle identification number,又称为车架号码)，简称vin码，是一组由十七
个字母或数字组成，用于汽车上的一组独一无二的号码，可以识别汽车的生产商、引擎、底盘序号及其他性能等资料。
53.当充电桩30的充电枪31插入至电动车辆10的充电接口时，充电桩30开始为电动车辆10中的动力电池12充电。同时，充电桩30可与vci设备20通信连接，并通过vci设备20获取到电动车辆10的vin码，进而，能够以此解析出该电动车辆10的生产厂商、型号以及生产年份等信息，从而，能够进一步从数据库中得到该电动车辆的额定总容量等信息。最后，充电桩30可根据所获取到的信息计算得到在充电过程中电池的电量数据值，例如soc值，其中，soc值为电池剩余电量与电池标称容量的比值，在电池的充电过程中，soc值会不断变化，通过实时获取充电过程中的soc值，可以用于确定动力电池12当前具有多少电量值。一方面，可通过充电桩将该soc值实时显示，那么用户可知道动力电池12已充入多少电量，以及还有多久可以充满，为用户带来的便利，例如，用户可估算动力电池12满充的时间，从而用户能够较好的把握自己可以取车的大概时间。另一方面，充电桩也能够根据所获得的电量数据值，确定停止电池充电的时刻，在电池充电至预设电量时及时停止充电过程，从而能够防止电池因过充而影响到电池的使用寿命。
54.其中，电量数据值可以为soc值，也可以为电池的剩余电量值。
55.示例性的，请参照图2，为一种可能的充电装置的硬件结构示意图，该充电装置可用于执行本技术实施例提供的充电控制方法。
56.如图2所示，该充电装置包括cp检测模块201与控制模块202，其中，在充电装置中，控制导引(control pilot，cp)信号为检测充电装置是否与电动车辆连接的信号，所以cp检测模块201通过检测cp信号，即可知道检测是否有充电枪插入电动车辆的充电接口，其中，若检测到未有充电器插入电动车辆的充电接口，此时可能是充电器从充电接口上拔出，也可以是充电器还未插入充电接口。
57.控制模块202与cp检测模块201连接，在cp检测模块201检测到有充电枪插入电动车辆的充电接口时，控制模块202能够通过cp检测模块201得知有充电枪插入充电接口，继而，控制模块202才开始在充电过程中实时计算电动车辆的电池在任一时刻的电量数据值。
58.其中，控制模块202可以采用微控制单元(microcontroller unit，mcu)或者数字信号处理(digital signal processing，dsp)控制器等。
59.控制模块202包括至少一个处理器2021以及存储器2022，其中，存储器2022可以内置在控制模块202中，也可以外置在控制模块202外部，存储器2022还可以是远程设置的存储器，通过网络连接所述控制模块202。
60.存储器2022作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器2022可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器2022可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器2022可选包括相对于处理器2021远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
61.处理器2021通过运行或执行存储在存储器2022内的软件程序和/或模块，以及调
用存储在存储器2022内的数据，执行终端的各种功能和处理数据，从而对终端进行整体监控，例如实现本发明任一实施例中的电量状态获取方法。
62.处理器2021可以为一个或多个，图1中以一个处理器2021为例。处理器2021和存储器2022可以通过总线或者其他方式连接。处理器2021可包括中央处理单元(cpu)、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、控制器、现场可编程门阵列(fpga)设备等。处理器2021还可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp与微处理器的组合、多个微处理器、结合dsp核心的一个或多个微处理器、或者任何其它此类配置。
63.需要说明的是，如图2所示的充电装置的硬件结构仅是一个示例，并且，充电装置可以具有比图中所示出的更多的或者更少的部件，可以组合两个或更多的部件，或者可以具有不同的部件配置，图中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。
64.例如，如图3所示，充电装置还包括通信模块203、电能计量及计费模块204、存储模块205、电路保护模块206、采样模块207、电能控制输出模块208、刷卡收费模块209与显示模块210。上述中的各个模块均与控制模块202连接，且均受控于控制模块202。
65.其中，控制模块202通过通信模块203以通过wifi、蓝牙、4g或can等通信方式与服务器、智能终端(例如手机)或电动汽车等进行数据通信。例如，控制模块202通过通信模块203与手机通信，则手机可从控制模块207接收到当前电池的充电电流等数据。
66.电能计量及计费模块204根据所检测到的电池的充电电流，并采用安时积分法，即在预设时长内对充电电流进行积分，可获得预设时长内对充入电动车辆的电能的计量。进而，该电能计量及计费模块204可根据收费标准与充入电动车辆的电能的计量，确定应收取的费用。
67.存储模块205能够对充电过程中的相关数据(例如充电电流)等进行存储，还能够存储预设设置的充电电流与电量数据值(例如soc值)之间的映射关系等。
68.电路保护模块206用于实现对充电装置过压或过流的保护，以防止充电装置或电动车辆受到损害。
69.采样模块207用于采集电动车辆的电池在充电过程中的充电电流，同时，采样模块207还能够采集电压或温度等参数，以为电量的计算、温度的控制以及电路的保护提供有效数据。
70.电能控制输出模块208用于控制充电装置对电动车辆的输入电能，例如，电能控制输出模块208可控制充电装置对电动车辆的最大输出电流等参数。
71.刷卡收费模块209用于实现充电装置的收费功能。
72.显示模块210用于与用户交互，显示模块210能够显示充电时的电量、用户所需支付的费用以及电动车辆的电池的soc值等内容。
73.因此，充电装置既可实现与外部设备进行数据的通信与交互，也可实现对充电过程的参数的控制，还可实现对电动车辆的电池相关数据的显示，并能够实现对电量的计费与收费。
74.在一实施例中，充电装置为充电桩，在充电桩上设置有充电枪，通过将充电枪插入电动车辆的充电接口中，可为电动车辆的电池进行充电，同时，充电桩可控制电池的充电过程。
75.图4为本发明实施例提供的电量状态获取方法的流程示意图，该方法应用于充电装置，充电装置用于为电动车辆充电。该方法可以由图1、图2或图3所示的充电装置执行，如图4所示，该方法包括：
76.步骤401：通过vci设备获取电动车辆刚开始充电时的初始电量数据值。
77.在一实施例中，若充电装置如图2或图3所示，包括cp检测模块201，则在通过vci设备获取电动车辆刚开始充电时的初始电量数据值之前，可先用过cp检测模块201检测是否有充电枪插入电动车辆的充电接口。
78.如果未检测到有充电枪插入电动车辆的充电接口，则无需执行步骤401，只有在检测到充电枪已插入电动车辆的充电接口才开始执行步骤401，能够提高检测的准确度。
79.继而，在充电装置启动后，充电装置会主动与vci设备建立连接，进行信息交互，例如，充电装置通过wifi、蓝牙、有线连接等方式与vci设备通信连接。
80.并在开始进行充电之前，充电装置向vci设备发送指令以获取电动车辆上的bms所收集到的电动车辆刚开始充电时的初始电量数据值，例如，初始的soc值，soc值为电池剩余电量与电池标称容量的比值。其中，电量数据值可以为soc值，也可以为电池剩余电量值等，这里不做限定。
81.步骤402：获取电动车辆的电池在充电过程中的充电电流。
82.步骤403：基于充电电流，获取电池在当前时刻的电量。
83.在一实施例中，若充电装置如图3所示，包括采样模块207与电能计量及计费模块204，则在充电装置向电动车辆充电时，采集模块207能够实时采集充电电流，继而，电能计量及计费模块204能够根据安时积分法计算出电池在任一时刻的电量。
84.具体地，电池在当前时刻的电量c
t
为：其中，η为充电效率，i为t时刻的充电电流，t时刻为当前时刻，t0时刻为刚开始充电的时刻，d
τ
表示对时间的积分。通过对上述公式的积分进行计算，可得到电池在任一时刻的电量c
t
。众做周知，电动车辆在充电时，不是外接充电器直接接通蓄电池，而是通过obc再给电动车辆的蓄电池充电，主要是起到一个保护的作用，其中，汽车obc就是车载充电器的意思。那么，在考虑obc的充电效率等因素，η值将不会是100％，从而通过将η值加入到计算公式中，能够使计算所得的电量c
t
更加准确。
85.步骤404：基于电量、初始电量数据以及电动车辆的额定总容量，获取当前时刻的电量数据值。
86.在一实施例中，可通过以下方式获取到电动车辆的额定总容量，首先，充电装置向vci设备发送需要获取电动车辆的vin码(车辆识别码)的指令，接着，通过所获得到的vin码则能够解析出该电动车辆的生产厂商、型号以及生产年份等信息，最后，再通过预先存储的数据库中进行查找对应车辆，即可得知该电动车辆的额定总容量(也可以称为电池标称容量)。
87.继而，可根据电量、初始电量数据以及电动车辆的额定总容量，获取当前时刻的电量数据值，以电量数据值为soc值为例进行说明。
88.此时，当前时刻的soc值soc
t
为：其中，soc0为初始
soc值，c
rated
为电动车辆的额定总容量。其中，在上述公式中，表示在该次充电过程中，对电池充电的电量值与额定总容量的比值，即实际对电池充电的电量值，再加上初始的soc值，就能够得出当前时刻的soc值。
89.进一步地，如果充电装置能够获知电动车辆的电池的电量数据值，那么电动车辆就能够根据实时获得的电量数据值得知电池已充入多少电量，继而，可在电池的电量充满时及时结束充电过程，以防止电池因过充而影响其使用寿命。
90.另外，如果充电装置包括如图3所示的显示模块210，那么在获取到电池的电量数据值之后，可将电量数据值显示于显示模块210上，从而，用户能够通过显示模块210得知电池具体已充电至多少电量值，且也就能够知道充电过程结束的大概时间点，有利于用户更好的安排好自己的时间，即为用户提供了便利。
91.同时，用户也可以直接使用手机与充电装置进行通讯连接，并直接使用手机从充电装置中获取到电池的电量数据值，例如，手机可以与充电装置进行无线连接或有线连接，其中，无线连接可包括wifi、蓝牙、4g或5g等连接方式，有线连接可包括通过usb线连接等连接方式。
92.在另一实施例中，由于充电装置能够获知电动车辆在充电过程所充电量，那么还可以对电池的充电过程实现更加精准的控制，以进一步延长电池的使用寿命。仍以电量数据值为soc值为例进行说明。
93.具体地，可将充电过程的模式设置为健康模式与普通模式，对于该两个模式实现不同的充电过程，并在开始充电前显示于充电装置的显示模块或显示于用户的手机上，以提供用户选择当前所需的充电模式。
94.如果充电模式为健康模式，那么当soc值大于或等于预设阈值的时候就结束电池的充电过程。其中，预设阈值小于1。由于soc值为一个小于或等于1的比值，也就是说soc值最大值为1，此时，设置预设阈值小于1是为了控制电池在充电过程中soc值不会达到1，也就是电池不会达到满充状态。这是因为，通常充电电池为锂电池，而锂电池的物理特性决定了电量浅充浅放(即不满放满充)能够得到更长的电池寿命，所以控制在soc值不到1时即停止充电过程，能够延长电池的使用寿命。例如，将第一预设阈值设置为80％，则在健康模式下，当充电装置检测到电池的soc值已经为大于或等于80％了，即断开电池的充电过程，不再为电池充电。
95.如果充电模式为普通模式，则当电池的soc值大于或等于1时，才结束电池的充电过程。在该种模式下，只有当充电装置检测到电池的soc值为100％了，才会断开电池的充电过程，停止为电池充电。此时，电池的电量为满电量，能够满足用户更长时间的使用。
96.因此，当用户需要在一段较长的时间内连续使用电动车辆，可设置充电模式为普通模式以满足需求，而在日常的使用过程中，例如该电动车辆用于短途的上下班，则可将充电模式设置为健康模式，以延长电池的使用寿命。
97.综上，在本技术中，首先，需借助vci设备获取到电动车辆的初始电量数据值与车辆识别码，并通过电动车辆的车辆识别码确定电动车辆的额定总容量，继而，通过所检测到的充电电流确定电池在当前时刻的电量，最后，再根据电动车辆的初始电量数据值、电动车辆的额定总容量电池在当前时刻的电量，确定电池的电量数据值，而电池的电量数据值则
是用于指示在当前时刻电池的电量状态，即当前电池被充入了多少电量。
98.同时，还将该电量数据值通过充电装置或是手机等移动终端进行显示，以为用户带来便利，提升用户体验。再者，还可进一步根据电量数据值控制电池的充电过程，不仅能够及时停止电池的充电过程，以防止过充对电池造成的损害，还能够通过采用健康模式进行充电，以延长电池的使用寿命。
99.图5是本发明实施例提供一种充电控制装置的结构示意图。如图5所示，充电控制装置500包括第一获取单元501、第二获取单元502、第三获取单元503与第四获取单元504。
100.第一获取单元501用于通过vci设备获取电动车辆刚开始充电时的初始电量数据值。第二获取单元502用于获取电动车辆的电池在充电过程中的充电电流。第三获取单元503用于基于充电电流，获取电池在当前时刻的电量。第四获取单元504用于基于电量、初始电量数据以及电动车辆的额定总容量，获取当前时刻的电量数据值，电量数据值用于指示在当前时刻电池的电量状态。
101.由于装置实施例和方法实施例是基于同一构思，在内容不互相冲突的前提下，装置实施例的内容可以引用方法实施例的，在此不赘述。
102.本发明实施例还提供一种充电系统，包括电动车辆、vci设备以及如上任一实施例中的充电装置。
103.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当计算机可执行指令被充电装置执行时，使充电装置执行如上任一实施例中的方法。
104.本发明实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行如上任一实施例中的方法。
105.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；在本技术的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本技术的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。