CN109383324A - 用于充电管理的方法和装置、充电设备和机器可读介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于充电管理的方法和装置，该方法包括：利用当天的电动车辆的行驶数据，估算在第二天中向电动车辆供电的电池的可能放电深度和截止至当天电池的老化程度，其中，行驶数据指示在当天中电动车辆的行驶速度随时间的变化；基于指示与电池的不同老化程度相对应的电池的最佳荷电状态范围的信息，确定与所估算的老化程度相对应的电池的最佳荷电状态范围；基于所估算的可能放电深度和所确定的最佳荷电状态范围，确定在第二天使用时电池的最大荷电状态；以及，当可对电池进行充电以在第二天使用时，将电池充电到该最大荷电状态。该方法和装置能够延长给电动车辆供电的电池的寿命。

Description

用于充电管理的方法和装置、充电设备和机器可读介质
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及用于充电管理的方法和装置、充电设备和机器可读介质。
背景技术
诸如电动自行车之类的两轮电动车辆利用电池提供行驶所需的能量。当两轮电动车辆的电池的剩余电量不足时，利用充电设备将外部的电能提供给电池，以便电池能够继续向两轮电动车辆提供行驶所需的能量。
电池是两轮电动车辆的最昂贵部件。虽然电池的标称寿命很长，但通常一到两年后就需要更换两轮电动车辆的电池，这造成两轮电动车辆的使用成本很高。
发明内容
本发明的实施例提供用于充电管理的方法和装置、充电设备和机器可读介质，其能够延长给电动车辆供电的电池的寿命。
按照本发明的实施例的一种用于充电管理的方法，包括：利用当天的电动车辆的行驶数据，估算在所述当天的第二天中向所述电动车辆供电的电池的可能放电深度和截止至所述当天所述电池的老化程度，其中，所述行驶数据指示在所述当天中所述电动车辆的行驶速度随时间的变化；基于预先获取的指示与所述电池的不同老化程度相对应的所述电池的最佳荷电状态范围的信息，确定与所估算的老化程度相对应的所述电池的最佳荷电状态范围；基于所估算的可能放电深度和所确定的最佳荷电状态范围，确定在所述第二天使用时所述电池的最大荷电状态；以及，当可对所述电池进行充电以在所述第二天使用时，将所述电池充电到所述最大荷电状态。
按照本发明的实施例的一种用于充电管理的装置，包括：估算模块，用于利用当天的电动车辆的行驶数据，估算在所述当天的第二天中向所述电动车辆供电的电池的可能放电深度和截止至所述当天所述电池的老化程度，其中，所述行驶数据指示在所述当天中所述电动车辆的行驶速度随时间的变化；第一确定模块，用于基于预先获取的指示与所述电池的不同老化程度相对应的所述电池的最佳荷电状态范围的信息，确定与所估算的老化程度相对应的所述电池的最佳荷电状态范围；以及，基于所估算的可能放电深度和所确定的最佳荷电状态范围，确定在所述第二天使用时所述电池的最大荷电状态；以及，充电模块，用于当可对所述电池进行充电以在所述第二天使用时，将所述电池充电到所述最大荷电状态。
按照本发明的实施例的一种充电设备，包括：处理器；以及，存储器，其存储有可执行指令，所述可执行指令当被执行时使得所述处理器执行前述的方法。
按照本发明的实施例的一种机器可读存储介质，其存储有可执行指令，所述可执行指令当被执行时使得机器执行前述的方法。
从以上可以看出，本发明的实施例的方案通过考虑表征用户行为的电动车辆的行驶数据来向给电动车辆供电的电池实施减少电池老化的充电方案，因此，本发明的实施例的方案能够延长给电动车辆供电的电池的寿命。
附图说明
本发明的特征、特点、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得显而易见。
图1示出了按照本发明的一个实施例的用于充电管理的方法的总体流程图。
图2示出了按照本发明的一个实施例的行驶数据的一个例子。
图3示出了按照本发明的一个实施例的用于充电管理的方法的流程图。
图4示出了按照本发明的一个实施例的用于充电管理的装置的示意图。
图5示出了按照本发明的一个实施例的充电设备的示意图。
具体实施方式
下面，结合附图详细描述本发明的各个实施例。
图1示出了按照本发明的一个实施例的用于充电管理的方法的总体流程图。图1所示的方法100由用于向电池BA充电的充电设备 CH来实现，其中，电池BA给两轮电动车辆CH供电以向两轮电动车辆CH提供行驶所需的能量。
如图1所示，在方框102，充电设备CH获取当天D1的电动车辆 CH的行驶数据QX，其指示在当天D1中电动车辆CH的行驶速度随时间的变化。行驶数据QX可以是充电设备CH自身收集的。或者，电动车辆CH上的其它设备收集到行驶数据QX并存储在存储器，然后充电设备CH从该存储器中获取行驶数据QX。
行驶数据QX可以是上班循环类型的。上班循环类型的行驶数据 QX每天仅出现两个速度轨迹丛，其中一个速度轨迹丛出现在早晨，是由于用户驾驶电动车辆CH去上班导致的，另一个速度轨迹丛出现在傍晚或晚上，是由于用户驾驶电动车辆CH回家导致的。图2示出了上班循环类型的行驶数据的一个例子，其中，纵轴表示电动车辆 CH的行驶速度S，横轴表示时间t。如图2所示，上班循环类型的行驶数据QX每天仅出现两个速度轨迹丛P1和P2，其中，速度轨迹丛 P1出现在早晨8:00-9:00，速度轨迹丛P2出现在晚上18:00-19:00。
此外，行驶数据QX可以是快递循环类型的。快递循环类型的行驶数据QX是快递员驾驶电动车辆CH投递快件产生的，快递投递的特点是快递员一整天都在驾驶着电动车辆CH行驶，只是中间偶尔停止下来把快件送给收件人。
在方框104，充电设备CH利用已知的电动车辆CH的行驶速度与电池BA的单位时间放电量之间的关系，对所获取的行驶数据QX所指示的在当天D1中电动车辆CH的行驶速度随时间的变化进行转换，以得到在当天D1中电池BA的单位时间放电量随时间的变化。
在方框106，充电设备CH利用所得到的在当天D1中电池BA的单位时间放电量随时间的变化，通过积分运算计算得到在当天D1的每一个时刻处电池BA的累积消耗电量。其中，在当天D1的每一个时刻处电池BA的累积消耗电量表示从当天D1的零点到该时刻电池 BA所累积消耗的电量。
在方框108，充电设备CH利用当天D1的零点时电池BA的总电量和在当天D1的每一个时刻处电池BA的累积消耗电量，计算在当天D1的每一个时刻处电池BA的剩余电量。
在方框110，充电设备CH利用当天D1的零点时电池BA的总电量和在当天D1的每一个时刻处电池BA的剩余电量，计算得到在当天D1的每一个时刻处电池BA的荷电状态(SOC)，从而得到在当天 D1中电池BA的荷电状态随时间的变化，如图2所示的虚线CUR。
在方框110，充电设备CH计算从在当天D1中电池BA的荷电状态随时间的变化中找到的最大荷电状态和最小荷电状态之间差值，作为在第二天D2(即当天D1的下一天)中电池BA的可能放电深度 (DOD)。
在方框112，充电设备CH从在当天D1中电池BA的荷电状态随时间的变化中，确定在当天D1中电池BA的放电时间和充电时间。其中，在当天D1中电池BA的荷电状态随时间的变化中，荷电状态变小的时刻就是电池BA放电的时刻，而荷电状态变大的时刻就是电池BA被充电的时刻。在当天D1中电池BA的荷电状态随时间的变化中荷电状态变小的持续时间的总和就是在当天D1中电池BA的放电时间，而在当天D1中电池BA的荷电状态随时间的变化中荷电状态变大的持续时间的总和就是在当天D1中电池BA的充电时间。
在方框114，充电设备CH根据已知的电池BA的充/放电时间与电池BA的老化变化量之间的关系，确定在当天D1中电池BA的放电时间和充电时间所导致的在当天D1中电池BA发生的老化量。
在方框116，充电设备CH计算在当天D1中电池BA发生的老化量、在一天中电池BA发生的自然老化量和截止至昨天D3(即当天 D1的前一天)电池BA的老化程度三者之和，作为截止至当天D1电池BA的老化程度。其中，在一天中电池BA发生的自然老化量是指电池BA在没有放电和充电的情况下在一天中电池BA自然发生的老化量。
在方框118，充电设备CH从预先获取的指示与电池BA的不同老化程度相对应的电池BA的最佳荷电状态范围的信息中，检索出与截止至当天D1电池BA的老化程度相对应的电池BA的最佳荷电状态范围。
在方框120，充电设备CH基于在方框118所检索的最佳荷电状态范围和在方框110所计算的可能放电深度，确定在第二天D2使用时电池BA的最大荷电状态。
在方框122，充电设备CH根据电池BA当前的剩余电量、温度和荷电状态以及截止至当天D1电池BA的老化程度，利用例如梯度下降法、遗传算法或蚁群算法等的优化算法来计算将电池BA充电到在方框120确定的最大荷电状态所使用的最佳充电电流分布，其中，按照该最佳充电电流分布来对电池BA进行充电将会导致发生最小的老化量或最小的功耗等。该最佳充电电流分布指示充电所需的时长和在充电期间各个时刻的最佳充电电流。
在方框124，当可对电池BA进行充电时，充电设备CH根据当前的时刻和在方框122所计算的最佳充电电流分布所指示的充电所需的时长，确定对电池BA充电的开始时刻。
在方框126，在当前时间到达在方框124所确定的开始时刻时，充电设备CH开始按照在方框122所计算的最佳充电电流分布所指示的在充电期间各个时刻的最佳充电电流对电池BA进行充电，直到达到方框120所确定的最大荷电状态。
从上面的描述可以看出，本实施例的方案通过考虑表征用户行为的电动车辆的行驶数据来向给电动车辆供电的电池实施减少电池老化的充电方案，因此，本实施例的方案能够延长电池的寿命。
其它变型
本领域技术人员应当理解，虽然在上面的实施例中，方法100包括方框122-126以获取给电池BA充电使用的最佳充电电流分布并按照该最佳充电电流分布对电池BA进行充电，然而，本发明并不局限于此。在本发明的其它一些实施例中，方法100不包括方框122-126，而是预先确定和获取指示与电池BA的不同老化程度相对应的电池BA 的最佳充电电流的信息，然后，从该信息中检索出与截止至当天D1 电池BA的老化程度相对应的电池BA的最佳充电电流，并且当可对电池BA进行充电以在第二天使用时按照所检索的最佳充电电流对电池BA，直到达到方框120所确定的最大荷电状态。或者，在本发明的其它一些实施例中，方法100不包括方框122-126，而是当可对电池BA进行充电以在第二天使用时使用随机的充电电流(例如上一次对电池BA进行充电所使用的充电电流等)对电池BA进行充电，直到达到方框120所确定的最大荷电状态。
本领域技术人员应当理解，虽然在上面的实施例中，在方框104，充电设备CH直接使用所获取的行驶数据QX来得到在当天D1中电池 BA的单位时间放电量随时间的变化，然而，本发明并不局限于此。在本发明的其它一些实施例中，可以先对行驶数据QX执行一些优化处理，然后再使用优化后的行驶数据QX来得到在当天D1中电池BA 的单位时间放电量随时间的变化。
本领域技术人员应当理解，方法100不但适用于给两轮电动车辆供电的电池，也适用于给除了两轮电动车辆之外的其他类型的电动车辆供电的电池。
图3示出了按照本发明的一个实施例的用于充电管理的方法的流程图。图3所示的方法300例如可以由充电设备来实现。
如图3所示，方法300可以包括，在方框302，利用当天的电动车辆的行驶数据，估算在所述当天的第二天中向所述电动车辆供电的电池的可能放电深度和截止至所述当天所述电池的老化程度，其中，所述行驶数据指示在所述当天中所述电动车辆的行驶速度随时间的变化。
方法300还可以包括，在方框304，基于预先获取的指示与所述电池的不同老化程度相对应的所述电池的最佳荷电状态范围的信息，确定与所估算的老化程度相对应的所述电池的最佳荷电状态范围。
方法300还可以包括，在方框306，基于所估算的可能放电深度和所确定的最佳荷电状态范围，确定在所述第二天使用时所述电池的最大荷电状态。
方法300还可以包括，在方框308，当可对所述电池进行充电以在所述第二天使用时，将所述电池充电到所述最大荷电状态。
在一个方面，方框302中的估算可能放电深度包括：基于所述行驶数据以及所述电动车辆的行驶速度与所述电池的单位时间放电量之间的关系，获取在所述当天中所述电池的单位时间放电量随时间的变化；基于所获取的所述电池的单位时间放电量随时间的变化，确定在所述当天中所述电池的荷电状态随时间的变化；以及，基于所确定的所述电池的荷电状态随时间的变化中的最大荷电状态和最小荷电状态，计算在所述当天中所述电池的放电深度作为所述可能放电深度。
在另一个方面，方框302中的估算截止至所述当天所述电池的老化程度包括：基于所述行驶数据，确定在所述当天中所述电池的放电时间和充电时间；基于所确定的放电时间和充电时间，估计在所述当天中所述电池发生的老化量；以及，基于所估计的老化量、在一天中所述电池发生的自然老化量和截止至所述当天的前一天所述电池的老化程度，确定截止至所述当天所述电池的老化程度。
在又一个方面，方法300还可以包括：基于所述电池当前的剩余电量、温度和荷电状态以及截止至所述当天所述电池的老化程度，利用优化算法来计算将所述电池充电到所述最大荷电状态所使用的最优充电电流分布，其指示充电所需的时长和在充电期间各个时刻的最佳充电电流；以及，当可对所述电池进行充电以在所述第二天使用时，基于当前的时刻和所述最优充电电流分布所指示的时长，确定对所述电池进行充电的开始时刻，其中，方框308包括：在当前时间到达所述开始时刻时，按照所述最优充电电流分布所指示的在充电期间各个时刻的最佳充电电流对所述电池进行充电。
在再一个方面，方法300还可以包括：利用预先获取的指示与所述电池的不同老化程度相对应的所述电池的最佳充电电流的信息，确定与所述估算的老化程度相对应的所述电池的最佳充电电流，其中，方框308包括：当可对所述电池进行充电以在所述第二天使用时，按照所确定的最佳充电电流对所述电池进行充电，直到达到所述最大荷电状态。
在又再一个方面，所述电动车辆是两轮电动车辆。
图4示出了按照本发明的一个实施例的用于充电管理的装置的示意图。图4所示的装置400可以利用软件、硬件或软硬件结合的方式来实现，并且，例如但不局限于可以安装在充电设备等中。
如图4所示，装置400可以包括估算模块402、第一确定模块404 和充电模块406。估算模块402用于利用当天的电动车辆的行驶数据，估算在所述当天的第二天中向所述电动车辆供电的电池的可能放电深度和截止至所述当天所述电池的老化程度，其中，所述行驶数据指示在所述当天中所述电动车辆的行驶速度随时间的变化。第一确定模块404用于基于预先获取的指示与所述电池的不同老化程度相对应的所述电池的最佳荷电状态范围的信息，确定与所估算的老化程度相对应的所述电池的最佳荷电状态范围；以及，基于所估算的可能放电深度和所确定的最佳荷电状态范围，确定在所述第二天使用时所述电池的最大荷电状态。充电模块406用于当可对所述电池进行充电以在所述第二天使用时，将所述电池充电到所述最大荷电状态。
在一个方面，估算模块402可以包括：获取模块，用于基于所述行驶数据以及所述电动车辆的行驶速度与所述电池的单位时间放电量之间的关系，获取在所述当天中所述电池的单位时间放电量随时间的变化；第二确定模块，用于基于所获取的所述电池的单位时间放电量随时间的变化，确定在所述当天中所述电池的荷电状态随时间的变化；以及，第一计算模块，用于基于所确定的所述电池的荷电状态随时间的变化中的最大荷电状态和最小荷电状态，计算在所述当天中所述电池的放电深度作为所述可能放电深度。
在另一个方面，估算模块402可以包括：第三确定模块，用于基于所述行驶数据，确定在所述当天中所述电池的放电时间和充电时间；估计模块，用于基于所确定的放电时间和充电时间，估计在所述当天中所述电池发生的老化量；以及，第四确定模块，用于基于所估计的老化量、在一天中所述电池发生的自然老化量和截止至所述当天的前一天所述电池的老化程度，确定截止至所述当天所述电池的老化程度。
在又一个方面，装置400还可以包括：第二计算模块，用于基于所述电池当前的剩余电量、温度和荷电状态以及截止至所述当天所述电池的老化程度，利用优化算法来计算将所述电池充电到所述最大荷电状态所使用的最优充电电流分布，其指示充电所需的时长和在充电期间各个时刻的最佳充电电流；以及，第五确定模块，用于当可对所述电池进行充电以在所述第二天使用时，基于当前的时刻和所述最优充电电流分布所指示的时长，确定对所述电池进行充电的开始时刻，其中，充电模块406用于：在当前时间到达所述开始时刻时，按照所述最优充电电流分布所指示的在充电期间各个时刻的最佳充电电流对所述电池进行充电。
在再一个方面，装置400还可以包括：第六确定模块，用于利用预先获取的指示与所述电池的不同老化程度相对应的所述电池的最佳充电电流的信息，确定与所述估算的老化程度相对应的所述电池的最佳充电电流，其中，充电模块406用于：当可对所述电池进行充电以在所述第二天使用时，按照所确定的最佳充电电流对所述电池进行充电，直到达到所述最大荷电状态。
在又再一个方面，所述电动车辆是两轮电动车辆。
图5示出了按照本发明的一个实施例的充电设备的示意图。如图 5所示，充电设备500可以包括处理器502和存储器504。其中，存储器504存储有可执行指令，所述可执行指令当被执行时使得处理器 502执行图3所示的方法300。
本发明的实施例还提供一种机器可读存储介质，其存储有可执行指令，所述可执行指令当被执行时使得机器执行图3所示的方法300。
本领域技术人员将理解，本发明所公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形、修改和/或调整，这些变形、修改和/或调整都落在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围由所附的权利要求书来定义。

Claims (14)

1.一种用于充电管理的方法，包括：
利用当天的电动车辆的行驶数据，估算在所述当天的第二天中向所述电动车辆供电的电池的可能放电深度和截止至所述当天所述电池的老化程度，其中，所述行驶数据指示在所述当天中所述电动车辆的行驶速度随时间的变化；
基于预先获取的指示与所述电池的不同老化程度相对应的所述电池的最佳荷电状态范围的信息，确定与所估算的老化程度相对应的所述电池的最佳荷电状态范围；
基于所估算的可能放电深度和所确定的最佳荷电状态范围，确定在所述第二天使用时所述电池的最大荷电状态；以及
当可对所述电池进行充电以在所述第二天使用时，将所述电池充电到所述最大荷电状态。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述估算在第二天中电池的可能放电深度包括：
基于所述行驶数据以及所述电动车辆的行驶速度与所述电池的单位时间放电量之间的关系，获取在所述当天中所述电池的单位时间放电量随时间的变化；
基于所获取的所述电池的单位时间放电量随时间的变化，确定在所述当天中所述电池的荷电状态随时间的变化；以及
基于所确定的所述电池的荷电状态随时间的变化中的最大荷电状态和最小荷电状态，计算在所述当天中所述电池的放电深度作为所述可能放电深度。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述估算截止至所述当天所述电池的老化程度包括：
基于所述行驶数据，确定在所述当天中所述电池的放电时间和充电时间；
基于所确定的放电时间和充电时间，估计在所述当天中所述电池发生的老化量；以及
基于所估计的老化量、在一天中所述电池发生的自然老化量和截止至所述当天的前一天所述电池的老化程度，确定截止至所述当天所述电池的老化程度。
4.如权利要求1所述的方法，其中，还包括：
基于所述电池当前的剩余电量、温度和荷电状态以及截止至所述当天所述电池的老化程度，利用优化算法来计算将所述电池充电到所述最大荷电状态所使用的最优充电电流分布，其指示充电所需的时长和在充电期间各个时刻的最佳充电电流；以及，
当可对所述电池进行充电以在所述第二天使用时，基于当前的时刻和所述最优充电电流分布所指示的时长，确定对所述电池进行充电的开始时刻，
其中，所述将所述电池充电到所述最大荷电状态包括：在当前时间到达所述开始时刻时，按照所述最优充电电流分布所指示的在充电期间各个时刻的最佳充电电流对所述电池进行充电。
5.如权利要求1所述的方法，其中，还包括：
利用预先获取的指示与所述电池的不同老化程度相对应的所述电池的最佳充电电流的信息，确定与所述估算的老化程度相对应的所述电池的最佳充电电流，
其中，所述将所述电池充电到所述最大荷电状态包括：当可对所述电池进行充电以在所述第二天使用时，按照所确定的最佳充电电流对所述电池进行充电，直到达到所述最大荷电状态。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述电动车辆是两轮电动车辆。
7.一种用于充电管理的装置，包括：
估算模块，用于利用当天的电动车辆的行驶数据，估算在所述当天的第二天中向所述电动车辆供电的电池的可能放电深度和截止至所述当天所述电池的老化程度，其中，所述行驶数据指示在所述当天中所述电动车辆的行驶速度随时间的变化；
第一确定模块，用于基于预先获取的指示与所述电池的不同老化程度相对应的所述电池的最佳荷电状态范围的信息，确定与所估算的老化程度相对应的所述电池的最佳荷电状态范围；以及，基于所估算的可能放电深度和所确定的最佳荷电状态范围，确定在所述第二天使用时所述电池的最大荷电状态；以及
充电模块，用于当可对所述电池进行充电以在所述第二天使用时，将所述电池充电到所述最大荷电状态。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述估算模块包括：
获取模块，用于基于所述行驶数据以及所述电动车辆的行驶速度与所述电池的单位时间放电量之间的关系，获取在所述当天中所述电池的单位时间放电量随时间的变化；
第二确定模块，用于基于所获取的所述电池的单位时间放电量随时间的变化，确定在所述当天中所述电池的荷电状态随时间的变化；以及
第一计算模块，用于基于所确定的所述电池的荷电状态随时间的变化中的最大荷电状态和最小荷电状态，计算在所述当天中所述电池的放电深度作为所述可能放电深度。
9.如权利要求7所述的装置，其中，所述估算模块包括：
第三确定模块，用于基于所述行驶数据，确定在所述当天中所述电池的放电时间和充电时间；
估计模块，用于基于所确定的放电时间和充电时间，估计在所述当天中所述电池发生的老化量；以及
第四确定模块，用于基于所估计的老化量、在一天中所述电池发生的自然老化量和截止至所述当天的前一天所述电池的老化程度，确定截止至所述当天所述电池的老化程度。
10.如权利要求7所述的装置，其中，还包括：
第二计算模块，用于基于所述电池当前的剩余电量、温度和荷电状态以及截止至所述当天所述电池的老化程度，利用优化算法来计算将所述电池充电到所述最大荷电状态所使用的最优充电电流分布，其指示充电所需的时长和在充电期间各个时刻的最佳充电电流；以及
第五确定模块，用于当可对所述电池进行充电以在所述第二天使用时，基于当前的时刻和所述最优充电电流分布所指示的时长，确定对所述电池进行充电的开始时刻，
其中，所述充电模块用于：在当前时间到达所述开始时刻时，按照所述最优充电电流分布所指示的在充电期间各个时刻的最佳充电电流对所述电池进行充电。
11.如权利要求7所述的装置，其中，还包括：
第六确定模块，用于利用预先获取的指示与所述电池的不同老化程度相对应的所述电池的最佳充电电流的信息，确定与所述估算的老化程度相对应的所述电池的最佳充电电流，
其中，所述充电模块用于：当可对所述电池进行充电以在所述第二天使用时，按照所确定的最佳充电电流对所述电池进行充电，直到达到所述最大荷电状态。
12.如权利要求7所述的装置，其中，所述电动车辆是两轮电动车辆。
13.一种充电设备，包括：
处理器；以及
存储器，其存储有可执行指令，所述可执行指令当被执行时使得所述处理器执行权利要求1-6中的任意一个所述的方法。
14.一种机器可读存储介质，其存储有可执行指令，所述可执行指令当被执行时使得机器执行权利要求1-6中的任意一个所述的方法。
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