CN110562097A - 一种新能源汽车充电剩余时间估算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源汽车充电剩余时间估算方法，包括如下步骤：步骤1：将电池充电由0到100％的充电过程通过电量百分比节点将充电过程按照充电前后顺序分为n个充电子阶段，电量百分比节点包括电量百分比数值依次增大的SOC1、SOC2、SOC3……SOCn；步骤2：分别求取n个阶段中每一个充电阶段对应的充电时间；步骤3：获取当前电池的剩余电量SOC，将SOC分别与各个电量百分比节点比较，判断此时所处的充电阶段；步骤4：求取从电量百分比SOC充电至该充电子阶段结束为止的时间T并获取当前充电子阶段后续每一个充电子阶段的时间；步骤5：将时间T与当前充电子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。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车充电管理控制领域，特别涉及一种新能源汽车充电剩余时间估算方法。
背景技术
新能源汽车进行充电时,使用者希望能看到充电剩余时间,因为不同温度下电池允许充电电流不同，汽车充电模式的不同，电池管理系统BMS请求充电机输出的充电电流也就不同，如果仅仅考虑充电剩余容量与当前充电电流，这样计算的充电剩余时间的不会准确，不仅误差大，而且这样计算得出来的剩余充电时间会由于电流变化而频繁变化，造成剩余时间数值不是随着充电时间增加而一直递减，显示的数值忽大忽小，使用者无法确定还有多少时间能够完成充电，视觉感观差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种系能源汽车充电剩余时间估算方法，用于可以快速准确的估算出剩余充电时间。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种新能源汽车充电剩余时间估算方法，包括如下步骤：
步骤1：将电池充电由0到100％的充电过程通过电量百分比节点将充电过程按照充电前后顺序分为n个充电子阶段，电量百分比节点包括电量百分比数值依次增大的SOC1、SOC2、SOC3……SOCn；
步骤2：分别求取n个阶段中每一个充电阶段对应的充电时间；
步骤3：获取当前电池的剩余电量SOC，将SOC分别与各个电量百分比节点比较，判断此时所处的充电阶段；
步骤4：求取从电量百分比SOC充电至该充电子阶段结束为止的时间T并获取当前充电子阶段后续每一个充电子阶段的时间；
步骤5：将时间T与当前充电子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。
在步骤2中，每个子阶段的充电时间求取包括：
对每一个充电子阶段设定充电电流；
求取每一个充电子阶段充入电池的充电电量；
将每一个充电子阶段的充电电量除以每个子阶段对应的充电电流得到每一个充电子阶段对应的充电时间。
通过电池管理系统获取电池充电的充电模式、充电温度并根据充电模式、充电温度数据确定每一个充电子阶段的充电电流设定值。
每一个充电子阶段充入电池的充电电量通过该充电子阶段对应的两个电量百分比节点相减后在乘以电容标称容量C求取得到。
设置修正时间，将步骤5中得到的估算剩余充电时间与修正时间相加，得到修正后的充电剩余时间，以修正后的剩余时间作为剩余充电时间。
本发明的优点在于：给出的充电时间更加准确可靠，通过控制充电过程分成n个阶段并控制用不同电流进行充电，各个阶段时间相加，计算得到充电剩余时间，计算结果准确，电池管理系统BMS可以将合理且精准的充电剩余时间提供给使用者，且充电剩余时间随不会频繁变化，使用者会感觉良好。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明剩余时间预估方法流程图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本申请提供一种汽车电池充电剩余时间预估方法，用于快速准确实现对于电池充电剩余时间进行估算，方便用户进行查看显示，具体包括：
一种新能源汽车充电剩余时间估算方法，包括如下步骤：
步骤1：将电池充电由0到100％的充电过程通过电量百分比节点将充电过程按照充电前后顺序分为n个充电子阶段，电量百分比节点包括电量百分比数值依次增大的SOC1、SOC2、SOC3……SOCn；则从充电开始的依次到充满的进程中依次顺序经过0-SOC1阶段、SOC1-SOC2阶段……SOCn-1-SOCn这n个充电阶段，SOCn取值为100％。
步骤2：分别求取n个阶段中每一个充电阶段对应的充电时间；
每个充电子阶段的充电时间的计算方法包括：
首先对每一个充电子阶段设定充电电流；充电电流的大小根据充电温度以及所处的充电模式来确定，预先通过充电电流表存储在电池管理系统中，将充电温度、充电模式对应的充电电流的对照表信息存储在BMS的存储器中，在充电时，通过电池管理系统获取电池充电的充电模式、充电温度并根据充电模式、充电温度数据确定每一个充电子阶段的充电电流设定值。
然后，求取每一个充电子阶段充入电池的充电电量，这里充电电量采用容量标识，也就是子阶段充电的容量数据，比如100mAH的容量冲进去10％的容量也就是冲进去10mah的电量；每一个子阶段的充电电量计算方法包括：每一个充电子阶段充入电池的充电电量通过该充电子阶段对应的两个电量百分比节点相减后在乘以电容标称容量C求取得到。如其中一个子阶段为SOC1-SOC2，则该子阶段冲入的电量为(SOC2-SOC1)*C，得到的充进去的电量单位为mAH。
最后，将每一个充电子阶段的充电电量除以每个子阶段对应的充电电流得到每一个充电子阶段对应的充电时间。由于每个子阶段的充进去的电量以百分比的方式占比容量C的方式计算得到，故而得到的充进去的电量实际上单位是mah，由此只需要知道该子阶段对应的充电电流就可以计算出该子阶段对应的充电时间。
步骤3：获取当前电池的剩余电量SOC，将SOC分别与各个电量百分比节点比较，判断此时所处的充电阶段；根据实际充电状态下剩余电量SOC值判断此时处于的充电子阶段，如SOC1<SOC<SOC2，则此时处于SOC1和SOC2形成的充电子阶段中。
步骤4：求取从电量百分比SOC充电至该充电子阶段结束为止的时间T并获取当前充电子阶段后续每一个充电子阶段的时间；先求取将SOC充电至该子阶段结束时的电量百分比时对应的时间T并计算获取后续每一个子阶段的充电时间。
步骤5：将时间T与当前充电子阶段的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。进一步地，设置修正时间值，将步骤5中得到的估算剩余充电时间与修正时间相加，得到修正后的充电剩余时间，以修正后的剩余时间作为剩余充电时间。修正时间一般根据时间设置几秒钟甚至几分钟，这样可以做到当充电波动时，做到剩余时间不会出现突然变大造成的不准确。
具体为：新能源汽车进行充电时，计算电池当前充电剩余容量Q0,电池当前剩余充电容量Q0＝(1-SOC)*C，其中C是电池标称容量，SOC是当前电池剩余能量百分比；
将充电过程设定为n个连续的充电阶段，依次将电池电量充至电量SOC1、SOC2至SOCn，其中n≥2，且SOC1、SOC2至SOCn依次增大，SOCn为电池的最大SOC：100％；形成的多个充电子阶段就包括0-SOC1、SOC1-SOC2…；
对应n个充电阶段分别设定充电电流I1、I2、In，且I1、I2至In依次减小，I1为电池的最大允许充电电流；充电时分别以充电电流I1、I2、In依次对电池充电到对应的SOC1、SOC2至SOCn，并且每个电量节点为电流切换节点；
根据电池标称容量C与电池电量SOC1，SOC2，SOCn计算对应的充电剩余容量Q1，Q2，Qn，其中Qn＝0；
计算各充电阶段充入电池的电量(容量，单位mah)，将每一电池电量节点对应的的电池剩余充电容量减去其上一充电节点对应的的电池剩余充电容量即得到此充电阶段充入电池的电量，因此各充电阶段充入电池的电量依次为Q0-Q1、Q1-Q2，Q(n-1)-Qn；而Q＝(1-SOC)*C，进行公式整理即可得到，每个子阶段冲入的电量(容量)即为该子阶段对应的容量百分比相减后乘以容量C。如以Q1-Q2对应的是子阶段SOC1-SOC2，计算得到该阶段的充电容量为(1-SOC1)*C-(1-SOC2)*C，整理后即为(SOC2-SOC1)*C，也就是该阶段充入的容量为该阶段对应的容量百分比节点相减后乘以C。
将各充电阶段充入电池的电量分别除以对应的充电电流,就得到各充电阶段的充电所需时间；容量为AH或mAH，当除以充电电流即可达到时间。
检测电池的当前电量SOC并与SOC1、SOC2至SOCn比较,判断电池当前所处的充电阶段,将电池由SOC充电至该阶段结束时所需的时间及后续充电阶段的充电所需时间相加即得到电池充电剩余时间t。由SOC到该阶段结束时的时间为该阶段结束时的剩余电量百分比减去当前电量百分比SOC后乘以标称电量C即为将该阶段充满所需电量，然后再由电量除该阶段的电流即可得到该阶段的时间。
对应n个充电阶段分别设定充电电流I1、I2至In时，先设定电池的最大充电电流I1，根据电池特性，I1受到电池温度的影响，系统会把不同条件包括进出得出最终的I1。优选的，n≥2。
BMS系统对于计算的充电剩余时间数值会做出限制，t只减不增，并且充电结束之前的t会增加1min，目的是对计算时间做出修正；
充电过程分成n个阶段用不同电流进行充电，各个阶段时间相加，计算得到充电剩余时间，计算结果准确，电池管理系统BMS可以将合理且精准的充电剩余时间提供给使用者，且充电剩余时间随不会频繁变化，使用者会感觉良好。
在对汽车进行充电时，会判断充电模式电池管理系统BMS会判断充电模式快充或者慢充，也会检测到电池温度T在T1≤T<T2内，根据电池特性查询电池最大容许电流表，查找该电池在温度T时对应的的最大容许充电电流I1；若充电时电池温度T有浮动，则重新设定电池的最大容许充电电流。
同时对电池当前剩余充电容量Q0进行计算，根据电池标称容量C与电池电量SOC1，SOC2，SOCn计算对应的充电剩余容量Q1，Q2，Qn，其中Qn＝0；
将充电过程设定为3个充电阶段(可以根据实际需求设置多个，为了方便说明以3个为例)，依次将电池电量充至SOC1、SOC2、SOC3，其中SOC1＜SOC2＜SOC3，SOC3为电池的最大SOC：100％；充电阶段分别为0-SOC1、SOC1-SOC2、SOC2-SOC3，三个阶段。
分别对应充电至SOC1、从SOC1充电至SOC2、从SOC2充电至SOC3这3个充电阶段设定充电电流I1、I2、I3，其中I1＞I2＞I3，I1为该电池的最大容许充电电流。
根据电池标称容量C与电池电量SOC1，SOC2，SOC3计算对应的充电剩余容量Q1，Q2，Q3，其中Q3＝0；
计算各充电阶段充入电池的电量依次为Q0-Q1、Q1-Q2、Q2-Q3,然后计算各充电阶段所需充电时间依次为Q0-Q1/I1、Q1-Q2/I2、Q2/I3；
BMS系统对于计算的充电剩余时间数值会做出限制，t只减不增，并且充电结束之前的t会增加1min，目的是对计算时间做出修正；
检测电池的当前电压值SOC，若SOC<SOC1,则此时处于充电至SOC1阶段，需计算所有3个充电阶段内的充电时间并相加得到电池充电剩余时间t，计算由SOC充电池SOC1所需时间t1然后加上后续两个阶段的时间即可为预估时间：
t＝t1+(Q1-Q2)/i2+Q2/i3+1min；其中t1为(SOC1-SOC)*C/i1；
若SOC1≤SOC<SOC2,则此时处于从SOC1充电至SOC2阶段，需计算此充电阶段及从SOC2充电至SOC3充电阶段的充电时间，相加得到电池充电剩余时间t，
t＝(SOC2-SOC)*C/i2+Q2/i3+1min；
若当前电池电压SOC2≤SOC<SOC3,则处于从SOC2充电至SOC3阶段，仅需计算该阶段内的充电时间为电池充电剩余时间t，
t＝(SOC3-SOC)*C/i3+1min。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种新能源汽车充电剩余时间估算方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：将电池充电由0到100％的充电过程通过电量百分比节点将充电过程按照充电前后顺序分为n个充电子阶段，电量百分比节点包括电量百分比数值依次增大的SOC1、SOC2、SOC3……SOCn；
步骤2：分别求取n个阶段中每一个充电阶段对应的充电时间；
步骤3：获取当前电池的剩余电量SOC，将SOC分别与各个电量百分比节点比较，判断此时所处的充电阶段；
步骤4：求取从电量百分比SOC充电至该充电子阶段结束为止的时间T并获取当前充电子阶段后续每一个充电子阶段的时间；
步骤5：将时间T与当前充电子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。
2.如权利要求1所述的一种新能源汽车充电剩余时间估算方法，其特征在于：在步骤2中，每个子阶段的充电时间求取包括：
对每一个充电子阶段设定充电电流；
求取每一个充电子阶段充入电池的充电电量；
将每一个充电子阶段的充电电量除以每个子阶段对应的充电电流以得到每一个充电子阶段对应的充电时间。
3.如权利要求2所述的一种新能源汽车充电剩余时间估算方法，其特征在于：通过电池管理系统获取电池充电的充电模式、充电温度并根据充电模式、充电温度数据确定每一个充电子阶段的充电电流设定值。
4.如权利要求2所述的一种新能源汽车充电剩余时间估算方法，其特征在于：每一个充电子阶段充入电池的充电电量通过该充电子阶段对应的两个电量百分比节点相减后在乘以电容标称容量C求取得到。
5.如权利要求1所述的一种新能源汽车充电剩余时间估算方法，其特征在于：设置修正时间，将步骤5中得到的估算剩余充电时间与修正时间相加，得到修正后的充电剩余时间，以修正后的剩余时间作为剩余充电时间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191213 |
|
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