电池剩余充电时间计算方法、装置及车辆与流程

1.本技术涉及车辆技术领域，尤其涉及一种电池剩余充电时间计算方法、装置及车辆。


背景技术：

2.动力电池作为电动车辆的重要总成部分，在电力不足的情况下，需对动力电池进行充电，以满足用户需求。而在充电过程中，对电池剩余充电时间的计算，能够给用户用车提供指导，用户可根据自身情况合理安排用车，从而减少不必要的等待时间。
3.目前，电池剩余充电时间是根据充电容量除以实际充电电流估算得到，电池剩余充电时间计算不够准确。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种电池剩余充电时间计算方法、装置及车辆，能够解决采用现有的剩余充电时间计算方法，剩余充电时间计算不够准确的问题。
5.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
6.第一方面，本技术实施例提供一种电池剩余充电时间计算方法，包括：
7.在电池处于充电状态的情况下，获取所述电池的当前充电电流；
8.确定所述电池的当前充电阶段，所述电池的充电阶段被预先划分为n个充电阶段，n为大于1的正整数；
9.确定所述电池在m个充电阶段对应的m个需求电流和m个电池容量，所述m个充电阶段包括所述当前充电阶段以及所述当前充电阶段之后的剩余充电阶段；
10.依据所述当前充电电流、所述m个需求电流和所述m个电池容量，计算所述电池的剩余充电时间。
11.第二方面，本技术实施例提供一种电池剩余充电时间计算装置，包括：
12.获取模块，用于在电池处于充电状态的情况下，获取所述电池的当前充电电流；
13.第一确定模块，用于确定所述电池的当前充电阶段，所述电池的充电阶段被预先划分为n个充电阶段，n为大于1的正整数；
14.第二确定模块，用于确定所述电池在m个充电阶段对应的m个需求电流和m个电池容量，所述m个充电阶段包括所述当前充电阶段以及所述当前充电阶段之后的剩余充电阶段；
15.计算模块，用于依据所述当前充电电流、所述m个需求电流和所述m个电池容量，计算所述电池的剩余充电时间。
16.第三方面，本技术实施例还提供一种车辆，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如上述的电池剩余充电时间计算方法的步骤。
17.本技术实施例中，通过在电池处于充电状态的情况下，获取电池的当前充电电流；
确定电池的当前充电阶段，电池的充电阶段被预先划分为n个充电阶段，n为大于1的正整数；确定电池在m个充电阶段对应的m个需求电流和m个电池容量，其中，m个充电阶段包括当前充电阶段以及当前充电阶段之后的剩余充电阶段；依据当前充电电流、m个需求电流和m个电池容量，计算剩余充电时间。由于电池在充电过程中，其充电电流为变化状态，因此，依据当前充电电流、当前充电阶段以及当前充电阶段之后的剩余充电阶段内的需求电流和电池容量，计算电池剩余充电时间，能提高剩余充电时间计算的准确性。
附图说明
18.图1为本技术实施例提供的电池剩余充电时间计算方法的工作流程图；
19.图2为本技术实施例提供的电池剩余充电时间计算装置的结构示意图。
具体实施方式
20.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做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。
21.除非另作定义，本技术中使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
22.下面结合附图，通过具体的实施例及应用场景对本技术实施例提供的电池剩余充电时间计算方法进行详细说明。
23.本技术实施例适用于新能源汽车的动力电池。其中，动力电池充电方法包括常规充电方式和快速充电方式。在具体实现时，常规充电方式有恒电流充电方法、恒电压充电方法和阶段充电方法等几种。常规充电方式以较低的充电电流对电动车进行充电，一般充电时间较长，可达10～20h；常规充电方式的充电器安装成本比较低，电动汽车家用充电设施(车载充电机)和汽车充电站多采用这种充电方式。充电时段可以充分利用电力低谷时段进行充电，降低充电成本，提高充电效率，并延长电池的使用寿命。快速充电方式有脉冲式充电法、变电流间歇充电方法、变电压间歇充电方法等几种，快速充电方式以较高的充电电流在短时间内为蓄电池充电，充电时间短，可在10-30min完成，快速充电方式的充电器安装成本相对较高，充电效率较低，对电池寿命也有一定的影响。
24.以恒压充电方法为例，在动力电池的充电过程中，先以恒定的第一电流对该动力电池进行充电，随着电压不断上升，当电压达到一定值后，继续以恒定的第一电压对该动力电池进行充电，此时，充电电流下降，直至该动力电池被完全充满，充电过程结束。
25.请参阅图1，图1为本技术实施例提供的电池剩余充电时间的工作流程图，其中，该电池剩余充电时间计算方法，包括以下步骤：
26.步骤101，在电池处于充电状态的情况下，获取电池的当前充电电流。
27.其中，电池的当前充电电流可通过第三方软件进行获取，也可通过万用表、功率计等工具进行测试获取，对此本实施例不做限定。
28.作为示例，在动力电池通过充电桩进行充电的情况下，可在动力电池与充电桩中间串接测试工具，通过该测试工具对当前充电电流进行获取。
29.步骤102，确定电池的当前充电阶段，电池的充电阶段被预先划分为n个充电阶段，n为大于1的正整数。
30.在具体实现时，可通过对电池进行多组试验后，可依据电池温度、电池电压、电池容量以及充电电流中的至少一项参数，将电池的整个充电过程划分为多个充电阶段。其中，充电电流可为按照电芯规格书在不同温度下进行确认的最大允许充电电流；电池电压和电池容量可为在常温下，1c单体放电到单体截止电压后，此时电池包可用容量0ah，调整电池包到相应温度后，以恒定充电电流充到截止电压，记录充电曲线而获取。
31.在一可选的实施方式中，随着充电的持续进行，电池电压逐渐升高，可通过将电池的当前充电电压大小，与预先划分的n个充电阶段内的电池电压进行比对，最终确定电池的当前充电阶段为n个充电阶段中的某一充电阶段。
32.步骤103，确定电池在m个充电阶段对应的m个需求电流和m个电池容量，m个充电阶段包括当前充电阶段以及当前充电阶段之后的剩余充电阶段；
33.在通过步骤102确定电池的充电阶段后，由于在不用的充电阶段，电池在不同充电阶段所对应的需求电流和电池容量也不相同，另外，随着剩余充电时间的不断变短，电池的需求电流和电池容量也在不断变化。
34.在具体实现时，当电池在第一充电阶段进行充电时，该电池在第一个充电阶段所对应的需求电流和电池容量，分别为i1和c1，当电池的充电电压达到v1时，电池进入第二个充电阶段，此时，该电池在第二个充电阶段所对应的需求电流和电池容量，分别为i2和c2，依次类推，电池进入第n个充电阶段，此时，该电池在第n个充电阶段所对应的需求电流和电池容量，分别为in和cn。
35.步骤104，依据当前充电电流、m个需求电流和m个电池容量，计算电池的剩余充电时间。
36.在具体实现时，可获取当前充电电流、以及电池在当前充电阶段后的各充电阶段的需求电流的最小值，该值即为电池在其充电过程中各充电阶段的充电电流，另外，获取电池在当前充电阶段的电池容量，以及在当前充电阶段之后的所有充电阶段的电池容量，将电池在各充电阶段的电池容量与各充电阶段相对应的充电电流的比值相加，即为电池剩余充电时间。相较于直接将电池容量和充电电流的比值确定为电池充电时间，可提高剩余充电时间计算的准确性。
37.本技术实施例中，通过在电池处于充电状态的情况下，获取电池的当前充电电流；确定电池的当前充电阶段；确定电池在m个充电阶段对应的m个需求电流和m个电池容量，其中，m个充电阶段包括当前充电阶段以及当前充电阶段之后的剩余充电阶段；依据当前充电电流、m个需求电流和m个电池容量，计算剩余充电时间。由于电池在充电过程中，其充电电流为变化状态，因此，依据当前充电电流、当前充电阶段以及当前充电阶段之后的剩余充电阶段内的需求电流和电池容量，计算电池剩余充电时间，能提高剩余充电时间计算的准确
性。
38.在一些可选的实施方式中，步骤102，确定电池的当前充电阶段，包括：
39.获取电池的当前电压和当前温度；
40.依据预先创建的多步充电电压表，将电池在当前电压和当前温度对应的充电阶段确定为当前充电阶段，多步充电电压表包括在p个电池温度下所述n个充电阶段分别对应的电压，p为大于1的正整数。
41.其中，电池的当前电压可通过第三方软件进行获取，也可通过万用表、功率计等工具进行测试获取，电池的当前温度可通过第三方软件进行获取，也可通过温度检测设备获取，对此本实施例不做限定。
42.在具体实现时，预先创建的多步充电电压表包括经过多组电池试验而获取的在不同电池温度下，各充电阶段分别对应的充电电压。本实施例中，通过将获取的电池的当前电压和当前温度，与多步充电电压表内的电池温度和电池电压进行比较，从而确定在当前电压和当前温度下的电池所在的当前充电阶段为多步充电电压表内所对应的某一充电阶段。
43.在一些可选的实施方式中，该电池可为锂离子电池，具体地，以下为多步充电电压表：
[0044][0045]
其中，由于锂离子电池工作温度：-20℃～55℃，故该多步充电电压表中的p个电池温度点可为-20℃～55℃中任意取值，不过一般低于0℃后锂离子电池性能就会下降，放电能力就会相应降低，所以锂离子电池性能完全的工作温度，常见是0～40℃。温度过高过低都会影响电芯的活性，而且会造成不可逆的损伤，甚至会影响电芯寿命。在具体实现时，在对电动车辆充电时，如果电池温度低于摄氏0度，则需要先为电池预热后才能进行充电，这也会使得充电过程增长，不利于电池的保养。当然，在一些特殊环境要求的锂离子电池温度就各有不同了，有些甚至可以在上百摄氏度的环境中正常运行，对此本实施例不做限定。
[0046]
本实施例中，将获取的电池当前电压和当前温度与预先创建的多步充电电压表内的充电电压和电池温度进行比较，并将与当前电压和当前温度对应的充电阶段确定为当前充电阶段。
[0047]
可选地，所述电池包括多个单体电芯，所述当前电压为所述多个单体电芯的最大电压值，所述当前温度为所述多个单体电芯的最高电池温度。
[0048]
在具体实现时，由于电池容量的大小要求，该电池可为将多个单体电芯通过导电连接件串并联成一个的电源，并通过工艺、结构固定在设计位置，从而协同发挥电能充放存
储的功能。
[0049]
在一些可选的实施方式中，所述确定所述电池在m个充电阶段对应的m个需求电流和m个电池容量，包括：
[0050]
依据预先创建的多步充电电流表和多步充电容量表，确定所述电池在m个充电阶段对应的m个需求电流和m个电池容量；
[0051]
其中，所述多步充电电流表包括在所述p个电池温度下所述n个充电阶段对应的需求电流，所述多步充电容量表包括在所述p个电池温度下所述n个充电阶段对应的电池容量。
[0052]
多步充电电流表和多步充电容量表与所述多步充电电压表均为在对电池进行多组试验后获取的相关电池数据。具体地，多步充电电流表包括在不同电池温度点，各电池充电阶段的所对应的需求电流，多步充电容量表包括在不同电池温度点，各电池充电阶段所对应的电池容量。
[0053]
具体地，以下为多步充电容量表：
[0054][0055]
具体地，以下为多步充电电流表:
[0056][0057]
本实施例中，通过预先创建的多步充电容量表和多步充电电流表，可直接获取到电池在不同充电阶段的所对应的需求电流、电池容量等电池参数，从而提高剩余充电时间的计算准确性。
[0058]
在一些可选的实施方式中，步骤104，包括：
[0059]
所述当前充电阶段为第n个充电阶段之前的第i个充电阶段时，根据以下公式计算
所述电池的剩余充电时间：
[0060]
t＝ci/min(iri,ic)+c
i+1
/min(ir
i+1
,ic)+c
i+2
/min(ir
i+2
,ic)+
…
+cn/min(irn,ic)；
[0061]
所述当前充电阶段为第n个充电阶段时，根据以下公式计算所述电池的剩余充电时间：
[0062]
t＝cn/min(irn,ic)；
[0063]
其中，t为剩余充电时间，ci为所述电池在第i充电阶段的充电容量，iri为所述电池在第i充电阶段的需求电流，ic为当前充电电流，n为大于1的正整数。
[0064]
本实施例中，将电池的整个充电阶段划分为n个充电阶段，具体的，电池在第i充电阶段的充电时间为电池在第i充电阶段的电池容量，与当前充电电流ic和在第i充电阶段的需求电流iri的最小值的比值，可推理的，在确定电池的当前充电阶段之后，电池在当前充电阶段的剩余充电时间，即为当前充电阶段的充电时间与在当前充电阶段之后所有充电阶段的充电时间的和。
[0065]
在具体实现时，第n个阶段即为电池的最后一个充电阶段，在第i充电阶段可为第n充电阶段之前的任意充电阶段，也可为第n充电阶段，即i为小于或等于n的正整数。
[0066]
在i为小于n的正整数的情况下，即电池的当前充电阶段为第一充电阶段至第n-1充电阶段中的任意充电阶段，将依据多步充电容量表和多步充电电流表获取的电池在第i充电阶段和第i充电阶段之后的所有充电阶段的多个电池容量，以及电池在第i充电阶段和第i充电阶段之后的所有充电阶段所对应的多个需求电流，其中，各充电阶段的充电时间可为各充电阶段的电池容量与各充电阶段所对应的需求电流的比值，而由于电池充电是一个持续不间断的过程，此时，将当前充电电流与电池各充电阶段内的需求电流进行比较，并取两者之间的最小值为充电电流，可提高电池剩余充电时间计算的准确度。
[0067]
在i等于n的正整数的情况下，即电池的当前充电阶段为最后一个充电阶段，将依据多步充电容量表和多步充电电流表获取的电池在第n充电阶段的电池容量，以及电池在第n充电阶段所对应的需求电流，其中，最后一个充电阶段的充电时间可为最后一个充电阶段的电池容量与最后一个充电阶段所对应的需求电流的比值，而由于电池充电是一个持续不间断的过程，此时，将当前充电电流与电池最后一个充电阶段内的需求电流进行比较，并取两者之间的最小值为充电电流，可提高电池剩余充电时间计算的准确度。
[0068]
在一些可选的实施方式中，步骤101，在电池处于充电状态的情况下，获取电池的当前充电电流，可包括：
[0069]
在电池处于充电状态，且所述电池的充电时间大于或等于第一时间阈值的情况下，获取所述电池的当前充电电流。
[0070]
其中，第一时间阈值为预先设置的时间值，在电池的充电时间大于或等于第一时间阈值的情况下，判断电池的充电电流处于一个相对平稳的状态，通过相关检测工具或第三方检测软件获取的充电电流即为当前充电电流。例如：第一时间阈值为1min。
[0071]
在一些可选的实施方式中，步骤101，在电池处于充电状态的情况下，获取电池的当前充电电流，还可包括：
[0072]
在电池处于充电状态，且所述电池的第一充电电流与所述第二充电电流之间的绝对差值小于第一阈值的情况下，获取所述电池的当前充电电流，所述第一充电电流为第一时间段内的平均电流，所述第二充电电流为第二时间段内的平均电流，所述第一时间段和
所述第二时间段为所述第一时间阈值内的两个时间段。
[0073]
其中，第一阈值为预先设置的电流值。在电池处于充电状态，且电池开始充电的充电时间小于第一时间阈值的情况下，通过将第一时间阈值内的两个相邻或不相邻时间段内的充电电流之差与预先设置的第一阈值进行比较，在两者之间的充电电流之差小于第一阈值的情况下，此时，判断当前充电电流平稳，通过相关检测工具或第三方检测软件获取的充电电流即为当前充电电流。例如：第一阈值为1a。
[0074]
可选的，在电池处于充电状态，且电池开始充电的充电时间小于第一时间阈值的情况下，还可将当前充电电流与多步充电电流表中的需求电流进行比较，在当前充电电流大于需求电流的某一百分比时，则判断当前电流平稳，获取当前充电电流。其中，该百分比可为百分之八十。
[0075]
可选的，在步骤104之后，所述方法还包括：
[0076]
在计算得到的所述剩余充电时间与当前显示的第一剩余充电时间不相等的情况下，依据计算得到的所述剩余充电时间与当前显示的第一剩余充电时间之间的关系，对所述第一剩余充电时间进行修正，得到第二剩余充电时间；
[0077]
将当前显示的所述第一剩余时间变更为所述第二剩余充电时间。
[0078]
其中，第一剩余充电时间可显示于车辆内的仪表显示屏，也可显示于预先与车辆连接的手机显示屏等常规可适用的显示屏，在此不再赘述。
[0079]
随着电池充电的持续进行，剩余充电时间逐渐变短，依据计算得到的电池剩余充电时间与当前显示的第一剩余充电时间的关系，对第一剩余充电时间进行修正，以得到第二剩余充电时间，第二剩余充电时间即为更接近于当前时刻的剩余充电时间，将第二剩余充电时间显示，此时，用户可通过查看第二剩余充电时间，从而较精确地获知当前电池至充电完成，还需要的剩余充电时间。
[0080]
在理论情况下，可认为计算得到的剩余充电时间将实时显示于显示屏，即计算得到的剩余充电时间与当前显示的第一剩余充电时间相等，随着充电过程的持续，剩余充电时间逐渐变短，且显示于显示屏上的第一剩余充电时间与剩余充电时间以相同的速度下降。例如：在剩余充电时间以速度等于1的速度下降时，此时，第一剩余充电时间以相同的速度1的速度下降。
[0081]
在实际情况下，可由于显示时效、充电电流不稳定等情况，导致计算得到的剩余充电时间与当前显示的第一剩余充电时间不相等。
[0082]
具体地，在计算得到的剩余充电时间小于第一剩余充电时间的情况下，以第一下降速率对第一剩余充电时间进行修正。
[0083]
其中，第一下降速率可根据以下公式计算：
[0084]
r1＝t1/t；
[0085]
而在计算得到的剩余充电时间大于第一剩余充电时间的情况下，以第一上升速率对第一剩余充电时间进行修正。
[0086]
其中，第二下降速率可根据以下公式计算：
[0087]
r2＝(t1-t+t*0.6)/t*0.6；
[0088]
其中，r1为第一下降速率，r2为第二下降速率，t1为第一剩余充电时间，t为剩余充电时间。
[0089]
另外，在具体实现时，第一剩余充电时间t1可进行范围限制，例如：第一剩余充电时间为0-400min。
[0090]
另外，在电池电量充满的情况下，剩余充电时间和第一剩余充电时间均为0。
[0091]
请参阅图2，本技术实施例还提供一种电池剩余充电时间计算装置，包括：
[0092]
获取模块，用于在电池处于充电状态的情况下，获取所述电池的当前充电电流；
[0093]
第一确定模块，用于确定所述电池的当前充电阶段，所述电池的充电阶段被预先划分为n个充电阶段，n为大于1的正整数；
[0094]
第二确定模块，用于确定所述电池在m个充电阶段对应的m个需求电流和m个电池容量，所述m个充电阶段包括所述当前充电阶段以及所述当前充电阶段之后的剩余充电阶段；
[0095]
计算模块，用于依据所述当前充电电流、所述m个需求电流和所述m个电池容量，计算所述电池的剩余充电时间。
[0096]
可选的，第一确定模块，包括：
[0097]
第一获取单元，用于获取所述电池的当前电压和当前温度；
[0098]
第一确定单元，用于依据预先创建的多步充电电压表，将所述电池在所述当前电压和所述当前温度对应的充电阶段确定为当前充电阶段，所述多步充电电压表包括在p个电池温度下所述n个充电阶段分别对应的电压，p为大于1的正整数。
[0099]
可选的，所述电池包括多个单体电芯，所述当前电压为所述多个单体电芯的最大电压值，所述当前温度为所述多个单体电芯的最高电池温度。
[0100]
可选的，第二确定模块，包括：
[0101]
第二确定单元，用于依据预先创建的多步充电电流表和多步充电容量表，确定所述电池在m个充电阶段对应的m个需求电流和m个电池容量；
[0102]
其中，所述多步充电电流表包括在所述p个电池温度下所述n个充电阶段对应的需求电流，所述多步充电容量表包括在所述p个电池温度下所述n个充电阶段对应的电池容量。
[0103]
可选的，所述计算模块，包括：
[0104]
所述当前充电阶段为第n个充电阶段之前的第i个充电阶段时，根据以下公式计算所述电池的剩余充电时间：
[0105]
t＝ci/min(iri,ic)+c
i+1
/min(ir
i+1
,ic)+c
i+2
/min(ir
i+2
,ic)+
…
+cn/min(irn,ic)；
[0106]
所述当前充电阶段为第n个充电阶段时，根据以下公式计算所述电池的剩余充电时间：
[0107]
t＝cn/min(irn,ic)；
[0108]
其中，t为剩余充电时间，ci为所述电池在第i充电阶段的充电容量，iri为所述电池在第i充电阶段的需求电流，ic为当前充电电流，n为大于1的正整数。
[0109]
可选的，所述获取模块，包括以下任一项：
[0110]
第二获取单元，用于在电池处于充电状态，且所述电池的充电时间大于或等于第一时间阈值的情况下，获取所述电池的当前充电电流；
[0111]
第三获取单元，用于在电池处于充电状态，且所述电池的第一充电电流与第二充电电流之间的绝对差值小于第一阈值的情况下，获取所述电池的当前充电电流，所述第一
充电电流为第一时间段内的平均电流，所述第二充电电流为第二时间段内的平均电流，所述第一时间段和所述第二时间段为所述第一时间阈值内的两个时间段。
[0112]
可选的，所述方法还包括：
[0113]
修正模块，用于在计算得到的所述剩余充电时间与当前显示的第一剩余充电时间不相等的情况下，依据计算得到的所述剩余充电时间与当前显示的第一剩余充电时间之间的关系，对所述第一剩余充电时间进行修正，得到第二剩余充电时间；
[0114]
显示模块，用于将当前显示的所述第一剩余时间变更为所述第二剩余充电时间。
[0115]
可选的，所述修正模块，包括：
[0116]
第一修正单元，用于在计算得到的所述剩余充电时间小于所述第一剩余充电时间的情况下，以第一下降速率对所述第一剩余充电时间进行修正；
[0117]
第二修正单元，用于在计算得到的所述剩余充电时间大于所述第一剩余充电时间的情况下，以第一上升速率对所述第一剩余充电时间进行修正。
[0118]
需要说明的是，该装置是与上述图1所示的电池剩余充电时间计算方法对应的装置，图1所示的电池剩余充电时间计算方法的所有实施例均适用于该装置的实施例，并能达到同样的技术效果。
[0119]
本技术实施例还提供一种车辆，包括处理器，存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如上述的车辆踏板调节方法的步骤，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
[0120]
上面结合附图对本技术实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。