CN111257752A - 剩余充电时间估算方法、装置、系统和存储介质 - Google Patents

剩余充电时间估算方法、装置、系统和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种剩余充电时间估算方法、装置、系统和存储介质。该方法包括：确定充电请求电流和对应的电池温变速率；估算电池从荷电状态估算起始值充电至对应的荷电状态估算区间的上限值所需第一预估时间值；估算电池从温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值；确定新的荷电状态估算起始值、新的荷电状态估算区间、新的温度估算起始值和新的温度估算区间，直到对应的荷电状态估算区间的上限值为目标荷电状态，且较小预估时间值为估算得到的第一预估时间值；累加获取的每个预估时间较小值，得到电池充电至目标荷电状态的剩余充电预估时间值。根据本发明实施例提供的方法，可以提高剩余充电时间估算精度。

Description

剩余充电时间估算方法、装置、系统和存储介质
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及剩余充电时间估算方法、装置、系统和存储介质。
背景技术
传统动力电池一般在充电时采用恒流充电加恒压充电两步进行，恒流充电是以恒定电流充入电池一定电量，电压逐渐上升。当电压达到电池的截止电压时，切换会恒压充电，电流逐渐下降。
传统动力电池的剩余充电时间估算通常是基于安时积分法，用所需充入的电量及充电电流来估算达到满充时的时间，并且在充电过程中利用不断校正的荷电状态值(Stateof Charge，SOC)或者电压值来调整当前的请求充电电流，当电池温度在低温或者低SOC下会对剩余充电时间的估算带来较大误差。
发明内容
本发明实施例提供一种剩余充电时间估算方法、装置、系统和存储介质，考虑充电过程中温度变化对电池充电时间的影响，提高剩余充电时间估算精度，防止估计的剩余充电时间跳变。
根据本发明实施例的一方面，提供一种剩余充电时间估算方法，包括：
获取荷电状态估算起始值和温度估算起始值，确定与荷电状态估算起始值和温度估算起始值对应的充电请求电流值和对应的电池温变速率；
确定荷电状态估算起始值对应的荷电状态估算区间，基于对应的充电请求电流值，估算电池从荷电状态估算起始值充电至对应的荷电状态估算区间的上限值所需第一预估时间值；
确定温度估算起始值对应的温度估算区间，基于对应的电池温变速率，估算电池从温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值；
基于第一预估时间值和第二预估时间值中的预估时间较小值，确定新的荷电状态估算起始值、新的荷电状态估算区间、新的温度估算起始值和新的温度估算区间，直到对应的荷电状态估算区间的上限值为目标荷电状态，且较小预估时间值为估算得到的第一预估时间值；
累加获取的每个预估时间较小值，得到电池充电至目标荷电状态的剩余充电预估时间值。
根据本发明实施例的另一方面，提供一种剩余充电时间估算装置，包括：
初始值获取模块，用于获取荷电状态估算起始值和温度估算起始值，确定与荷电状态估算起始值和温度估算起始值对应的充电请求电流值和对应的电池温变速率；
第一时间预估模块，用于确定荷电状态估算起始值对应的荷电状态估算区间，基于对应的充电请求电流值，估算电池从荷电状态估算起始值充电至对应的荷电状态估算区间的上限值所需第一预估时间值；
第二时间预估模块，用于确定温度估算起始值对应的温度估算区间，基于对应的电池温变速率，估算电池从温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值；
预估区间更新模块，用于基于第一预估时间值和第二预估时间值中的预估时间较小值，确定新的荷电状态估算起始值、新的荷电状态估算区间、新的温度估算起始值和新的温度估算区间，直到对应的荷电状态估算区间的上限值为目标荷电状态，且较小预估时间值为估算得到的第一预估时间值；
预估时间累加模块，用于累加获取的每个预估时间较小值，得到电池充电至目标荷电状态的剩余充电预估时间值。
根据本发明实施例的再一方面，提供一种剩余充电时间估算系统，包括：存储器和处理器；该存储器用于存储程序；该处理器用于读取存储器中存储的可执行程序代码以执行上述的剩余充电时间估算方法。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的剩余充电时间估算方法。
根据本发明实施例中的剩余充电时间估算方法、装置、系统和存储介质，在基于充电请求电流计算剩余充电时间的基础上，增加电池温度变化对充电剩余时间计算的影响，使得电池剩余充电时间的估算更准确，从而解决了在充电时对锂离子电池系统达到目标SOC的剩余时间估计不准确的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是示出根据本发明实施例的剩余充电时间估算方法的流程图；
图2是示出根据本发明一实施例提供的剩余充电时间估算装置的结构示意图；
图3是示出可以实现根据本发明实施例的剩余充电时间估算方法和装置的计算设备的示例性硬件架构的结构图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，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描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明实施例中的电池可以为正极和负极均能脱出且接收载能粒子的电池，比如锂离子电池等，在此并不限定。从规模而言，本发明实施例中描述的电池可以为电芯单体，也可以是电池模组或电池包，在此同样不做限定。
作为一个示例，当动力电池为锂离子电池时，本发明实施例的剩余充电时间估算方法可以适用于采用锂离子动力电池作为动力系统的电动汽车或单独的锂离子动力电池系统或产品或锂离子电池储能系统或产品等。
在本发明实施例中，当电池与充电设备连接后，电池系统进行自检，检测是否已正确连接充电设备，是否已收齐温度监测信号。当所有信号联通并输出正常时，开启充电模式。
在本发明实施例中，开启充电模式后，在每个剩余充电时间估算阶段，剩余充电时间预估模块(以下可以简称为预估模块)可以从电池采样数据中获取电池当前温度，从SOC估算模块中获取当前SOC值，并以当前电池温度作为温度估算起始点，以当前SOC值作为荷电状态估算起始点。另外，本发明实施例中的电池管理系统(Battery Management System，BMS)可以将采样的电池的电压值作为估算剩余充电时间的输入，将采样的电池的电流值和电压值去估算SOC，再根据SOC与电池开路电压(Open Circuit Voltage，OCV)之间的相关性，将SOC转换为OCV以估算剩余充电时间。
由于充电过程中可以不断校正的SOC值或者电压值来调整当前的请求充电电流，这种方法没有考虑充电过程中温度变化对电池充电效果的影响，在低温或者低SOC下会带来较大误差。
本发明实施例提供一种剩余充电时间估算方法、装置、系统和存储介质，可以准确估计从当前SOC到任何SOC目标值所需要的充电时间，并可以实时更新计算结果反馈给用户。
并且，由于在计算过程中实时记录电池SOC和电池温度等电池状态，预估的剩余充电时间不会发生跳变和回调，剩余充电时间随着SOC变化缓慢下降。
为了更好的理解本发明，下面将结合附图，详细描述根据本发明实施例的剩余充电时间估算方法、装置、系统和存储介质，应注意，这些实施例并不是用来限制本发明公开的范围。
图1是示出根据本发明实施例的剩余充电时间估算方法的流程图。如图1所示，本发明实施例中的方法100包括以下步骤：
步骤S110，获取荷电状态估算起始值和温度估算起始值，确定与荷电状态估算起始值和温度估算起始值对应的充电请求电流值和对应的电池温变速率。
步骤S120，确定荷电状态估算起始值对应的荷电状态估算区间，基于对应的充电请求电流值，估算电池从荷电状态估算起始值充电至对应的荷电状态估算区间的上限值所需第一预估时间值。
步骤S130，确定温度估算起始值对应的温度估算区间，基于对应的电池温变速率，估算电池从温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值。
步骤S140，基于第一预估时间值和第二预估时间值中的预估时间较小值，确定新的荷电状态估算起始值、新的荷电状态估算区间、新的温度估算起始值和新的温度估算区间，直到对应的荷电状态估算区间的上限值为目标荷电状态，且较小预估时间值为估算得到的第一预估时间值。
步骤S150，累加获取的每个预估时间较小值，得到电池充电至目标荷电状态的剩余充电预估时间值。
根据本发明实施例的剩余充电时间估算方法，在基于充电请求电流计算剩余充电时间的基础上，增加电池温度变化对充电剩余时间计算的影响，使得电池剩余充电时间的估算更准确，从而解决了在充电时对锂离子电池系统达到目标SOC的剩余时间估计不准确的问题。
在一个实施例中，步骤S110具体可以包括：
步骤S111，根据预设的充电请求电流与电池荷电状态和电池温度的第一对应关系，利用荷电状态估算起始值和温度估算起始值，确定对应的充电请求电流值。
在一个实施例中，荷电状态估算起始值可以是通过BMS系统计算的表征荷电状态的SOC值，温度估算起始值可以是通过温度传感器采集的电池系统当前温度值获得。
在一个实施例中，第一对应关系包括：通过预设的充电请求电流二维查值表确定的充电请求电流与电池荷电状态和电池温度之间的对应关系。在一些实施例中，可以通过对电池系统进行大量试验和计算获取不同电池温度以及SOC下具体的充电请求电流设定值，构建电池温度参量与电池荷电状态参量与充电请求电流对应的充电请求电流值二维查值表。
作为一个示例，表1示例性地示出了根据本发明实施例的电池充电过程中，与电池温度和电池SOC相对应的充电请求电流值的参数示例。需要说明的是，本发明实施例中的电池的充电请求电流与电池温度和SOC的对应关系并不局限于表1中的示例。
表1
Figure BDA0001887687720000061
上述表1示出了电池的充电请求电流与电池荷电状态和电池温度的对应关系。表1中的“温度”表示电池温度，“SOC”表示电池荷电状态，“I请求”表示充电请求电流。通过查询例如表1的充电请求电流二维查值表，确定了通过电池温度和电池荷电状态确定的充电请求电流。
继续参考表1，本发明实施例适用的电池温度范围可以为-30℃～60℃，电池SOC范围为0％～100％。并且，表1描述的电池的充电请求电流与电池荷电状态和电池温度的对应关系中，包括预设的多个荷电状态变化区间例如10％-20％、20％-30％等，以及包括多个温度变化区间例如-30℃～-20℃、-20℃～-10℃等。
步骤S112，根据电池温变速率至少与电池荷电状态和电池温度的第二对应关系，利用荷电状态估算起始值和温度估算起始值，确定对应的电池温变速率。
在一个实施例中，第二对应关系包括：通过预设的第一电池温变速率查值表确定的电池温变速率与电池荷电状态和电池温度之间的对应关系，或者通过预设的第二电池温变速率查值表确定的电池温变速率与电池荷电状态、电池温度和预设的充电系统加热散热功率之间的对应关系。
在一些实施例中，可以通过对电池系统进行大量试验和计算获取不同电池温度以及SOC下具体的电池温变速率设定值，构建电池温度参量与电池荷电状态参量与电池温变速率对应的充电请求电流值二维查值表。
作为一个示例，表2示例性地示出了根据本发明实施例的电池充电过程中，与电池温度和电池SOC相对应的电池温变速率的参数示例。需要说明的是，本发明实施例中的电池温变速率与电池温度和SOC的对应关系并不局限于表2中的示例。
表2
Figure BDA0001887687720000071
上述表2示出了电池温变速率与电池荷电状态和电池温度的对应关系。表1中的“温度”表示电池温度，“SOC”表示电池荷电状态，“温变速率”表示电池温变速率。通过查询例如表2的充电请求电流二维查值表，确定通过电池温度和电池荷电状态确定的电池温变速率。
并且，表2描述的电池的充电请求电流与电池荷电状态和电池温度的对应关系中，包括预设的多个荷电状态变化区间例如10％-20％、20％-30％等，以及包括多个温度变化区间例如-30℃～-20℃、-20℃～-10℃等。
在一个实施例中，可以利用充电设备的输出电流值，对充电请求电流值进行校正，得到校正后的与荷电状态估算起始值对应的实际充电电流值。也就是说，在一个实施例中，步骤S110，具体可以包括：
步骤S111，根据预设的充电请求电流与电池荷电状态和电池温度的第一对应关系，利用荷电状态估算起始值和温度估算起始值，确定对应的充电请求电流值。
步骤S112，利用充电设备的输出电流值校正对应的充电请求电流值，确定校正后的与荷电状态估算起始值对应的实际充电电流值。
在一个实施例中，步骤S112具体可以包括：
步骤S112-01，电池充电开始后，在预定充电时间内监测电池温度、电池荷电状态、以及与监测的电池温度和电池荷电状态对应的充电设备实际输出电流；
步骤S112-02，确定与监测的电池温度和电池荷电状态对应的充电请求电流值；
步骤S112-03，计算对应的充电设备实际输出电流和对应的充电请求电流值的电流值比例关系；
步骤S112-04，利用电流比例关系和荷电状态估算起始值，确定荷电状态估算起始值对应的实际充电电流值。
在该实施例中，充电时间估算中使用的电池的充电电流值考虑采用充电设备的输出电流进行校正，在刚开始充电时可以按照BMS的充电请求电流进行计算。在充电过程中提取一段时间充电设备的输出电流值，确定充电设备的输出电流与充电请求电流的比例关系，利用该比例关系校正之后BMS的充电请求电流，得到实际充电电流值，以用于预估剩余充电时间。
在一个实施例中，步骤S120，具体可以包括：
步骤S121，在预设的多个荷电状态变化区间中，将通过荷电状态估算起始值，和荷电状态估算起始值所属荷电状态变化区间的上限值确定的荷电状态区间，作为对应的荷电状态估算区间。
步骤S122，利用充电设备的输出电流值校正对应的充电请求电流值，确定校正后的与荷电状态估算起始值对应的实际充电电流值。
在一个实施例中，步骤S122中校正对应的充电请求电流值的具体步骤与上述实施例中校正充电请求电流值具体步骤相同或等同，在此不再赘述。
在一个实施例中，可以使用相同或等同的步骤，计算利用充电设备的输出电流值和通过上述第一对应关系确定的充电请求电流值，确定荷电状态估算区间的上限值对应的实际充电电流值。
步骤S123，基于对应的实际充电电流值，估算电池从荷电状态估算起始值充电至对应的荷电状态估算区间的上限值所需第一预估时间值。
在一个实施例中，通过充电请求电流与电池荷电状态和电池温度的第一对应关系，利用SOCi-1与温度估算起始值可以确定第一充电请求电流值；通过该第一对应关系，利用SOCi与温度估算起始值可以确定第二充电请求电流值。
在一个实施例中，如果第一充电请求电流值和第二充电请求电流值相同，将第一充电请求电流值作为从荷电状态估算起始值SOCi-1到对应的荷电状态估算区间的上限值SOCi对应的充电请求电流值。
在一个实施例中，预设的多个荷电状态变化区间之间的荷电状态的取值可以不重叠。
在另一个实施例中，如果第一充电请求电流值和第二充电请求电流值不相同，即荷电状态估算区间的上限值SOCi作为一个SOC边界值，是另一个荷电状态变化区间的下限值。此时，选择第一充电请求电流值和第二充电请求电流值中，较大SOC区间中的充电请求电流值，作为从荷电状态估算起始值SOCi-1到对应的荷电状态估算区间的上限值SOCi对应的充电请求电流值。
在该实施例中，利用上述实施例描述的确定实际充电电流值的方法，计算从荷电状态估算起始值SOCi-1到对应的荷电状态估算区间的上限值SOCi对应的实际充电电流值。
在一个实施例中，步骤S130具体可以包括：
步骤S131，在预设的多个电池温度变化区间中，将通过温度估算起始值，和温度估算起始值所属电池温度变化区间的上限值确定的温度区间，作为对应的温度估算区间。
步骤S132，利用对应的电池温变速率，估算电池从温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值。
在一个实施例中，步骤S140具体可以包括：
步骤S141，当预估时间较小值为第一预估时间值，
将所属荷电状态变化区间的下一个荷电状态变化区间作为新的荷电状态估算区间，新的荷电状态估算区间起始值为新的荷电状态估算起始值；以及
步骤S142，将利用第一预估时间值和对应的电池温变速率计算得到的温度值，作为新的温度估算起始值，
并将根据新的温度估算起始值和电池温度变化区间的上限值确定的温度区间作为新的温度估算区间。
在一个实施例中，步骤S140具体可以包括：
步骤S143，当预估时间较小值为第二预估时间值，
将利用第二预估时间值和对应的充电请求电流值计算得到的荷电状态，作为新的荷电状态估算起始值，
并将根据新的荷电状态估算起始值和所属荷电状态变化区间的上限值确定的荷电状态区间作为新的荷电状态估算区间；以及
步骤S144，所属电池温度变化区间的下一个电池温度变化区间作为新的温度估算区间，以及将新的温度估算区间的起始值作为新的温度估算起始值。
在本发明实施例中，当对应的荷电状态估算区间的上限值为目标荷电状态，且较小预估时间值为估算得到的第一预估时间值，表示电池已经充电到目标荷电状态，此时，累加获取的每个预估时间较小值，得到电池充电至目标荷电状态的剩余充电预估时间值。
在一个实施例中，目标荷电状态可以是一个预设值，例如100％或者其他SOC设定值。
在一个实施例中，可以通过下面的表达式(1)计算电池充电至目标荷电状态的剩余充电预估时间值。
Figure BDA0001887687720000101
在上述表达式(1)中，SOCi为第i个荷电状态的估算区间的上限值，SOCi-1为i个荷电状态的估算区间的荷电状态估算起始值，Ii为第i个荷电状态估算区间从荷电状态估算起始值SOCi-1到对应的荷电状态估算区间的上限值SOCi对应的实际充电电流值，C为电池容量，Tj为第j个温度估算区间的上限值，Tj-1为第j个温度估算区间的温度估算起始值，Tratej为从温度估算起始值变化到对应的温度估算区间的上限值对应的电池温变速率。作为一个示例，SOC1为初始SOC值，SOCn为目标SOC值。
在本发明实施例中，将充电电流二维查值表与充电过程电池温变速率结合，在电池剩余充电时间的估算过程中，结合温度变化对充电剩余时间计算的影响，优化算法使得估计更准确。
下面介绍本发明另一个实施例的剩余充电时间估算方法。在一个实施例中，步骤S130中，确定温度估算起始值对应的温度估算区间的步骤，具体可以包括：
步骤S11，利用充电设备的输出电流值校正对应的充电请求电流值，确定校正后的与荷电状态估算起始值对应的实际充电电流值。
步骤S12，根据能量守恒对应的计算关系式，利用对应的实际充电电流值、电池参数和充电系统参数，计算与实际充电电流值对应的电池温变速率和对应的电池充电过程中下一时刻的电池温度值。
在一个实施例中，可以利用下述表达式(2)描述的能量守恒对应的计算关系式，计算与实际充电电流值对应的电池温变速率和对应的电池充电过程中下一时刻的电池温度值。
Figure BDA0001887687720000111
在上述表达式(2)中，cp_b为电池等效比热，mb为电池质量，
Figure BDA0001887687720000112
为电池系统温度变化率，
Figure BDA0001887687720000113
为电池内部产热率，
Figure BDA0001887687720000114
为外部加热冷却功率，I为当前电流，Uav为电池开路电势，E为电池工作电压，T为计算的电池温度，即电池当前温度和电池当前电流下的下一时刻的电池温度值。
在一个实施例中，当前电流I可以取值上述实施例中描述的对充电请求电流校正，得到的实际充电电流值。
在一个实施例中，可以通过查询预设的电池开路电势变化速率查值表，确定与电池荷电状态、温度估算起始值、预设电池工作电压、电池充电设备输出电流、预设电池开路电势对应的电池开路电势变化速率。
在一个实施例中，电池内部产热率
Figure BDA0001887687720000121
的取值和外部加热冷却功率
Figure BDA0001887687720000122
的取值，可以是根据实验得到的电池内部产热率标定值和外部加热冷却功率标定值。
步骤S13，将下一时刻的电池温度值作为对应的温度估算区间的上限值，并将根据温度估算起始值和对应的温度估算区间的上限值，确定对应的温度估算区间。
在该实施例中，预设电池参数可以包括上述实施例描述的：电池荷电状态、电池温度，预设的电池工作电压、预设的电池开路电势、预设的电池等效比热、电池质量；预设充电系统参数可以包括上述实施例描述的：电池充电设备输出电流、当前电流、预设的外部加热冷却功率。
在一个实施例中，根据上述表达式(1)计算电池温变速率的过程中，所需参数包括但不局限于电池自身的重量、尺寸、等效物性参数、电池系统内部可逆热计算模型，电池内阻变化模型，电池开路电压模型，采样的电池工作电压，电池的等效导热热阻、电池系统与外部环境的换热系数、外部系统例如电池加热器和电池散热器，供热散热功率及各自工作效率和换热效率等，以上参数或模型均可通过对应的关系式或查表实现。
在一个实施例中，外部加热冷却方式包括但不局限于液体工质加热冷却、气冷，自然冷却，气热，电阻加热等，换热形式包括加热体导热、辐射换热、对流换热等。
在上述实施例中，可以根据电池系统的能量守恒方程，计算电池系统的温度变化。此处的电池系统可以是一个电池电芯，模组或者Pack系统。该电池温变速率的计算方法中考虑了电池系统的内部产热和外部加热冷却，加上大量试验对模型参数的补充和系数的修正，可以更加精确地预估电池后续时刻的温度值。
在一个实施例中，剩余充电时间估算方法100中，步骤S130中估算电池从温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值的方法，还可以包括：
基于温度估算起始值和实际充电电流值，在时间域进行积分运算，根据积分运算，估算电池从温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值。
在该实施例中，利用上述公式(2)，利用温度估算起始值、实际充电电流值，电池参数和充电系统参数，在时间域进行积分运算，得到电池从温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值。
在一个实施例中，上述步骤S140，具体可以包括：
当预估时间较小值为第一预估时间值，
将荷电状态估算起始值所属荷电状态变化区间的下一个荷电状态变化区间作为新的荷电状态估算区间，新的荷电状态估算区间的起始值为新的荷电状态估算起始值；以及
将对应的温度估算区间的上限值作为新的温度估算区间的上限值，以及将积分运算过程中的电池在第一预估时间值对应的温度值作为新的温度估算起始值，以确定新的温度估算区间。
在该实施例中，如果预估时间较小值为第一预估时间值，即荷电状态达到荷电状态变化区间的上限值所需时间，小于电池温度达到温度估算区间上限值所需时间。
因此，可以通过预设的荷电状态变化区间，例如上述实施例中描述的表1，确定新的荷电状态变化区间，以及
将当前温度估算区间的上限值作为新的温度估算区间的上限值，并将利用上述公式(2)确定的电池温度从温度估算起始值开始，经过第一预估时间后的电池温度，作为新的温度估算区间的起始温度。
在一个实施例中，上述步骤S140，具体可以包括：
当预估时间较小值为第二预估时间值，
将对应的荷电状态估算区间的上限值作为新的荷电状态估算区间的上限值，以及利用第二预估时间值和对应的充电请求电流值计算得到的荷电状态，作为新的荷电状态估算起始值，以确定新的荷电状态估算区间；
在预设的多个电池温度变化区间中，将温度估算起始值所属电池温度变化区间的下一个电池温度变化区间作为新的温度估算区间，以及将新的温度估算区间的起始值作为新的温度估算起始值。
在该实施例中，如果预估时间较小值为第二预估时间值，即荷电状态达到荷电状态变化区间的上限值所需时间，大于电池温度达到温度估算区间上限值所需时间。
因此，可以通过预设的多个电池温度变化区间，例如通过查询上述实施例中描述的表1，确定新的电池温度变化区间，以及
将当前荷电状态估算区间的上限值作为新的荷电状态估算区间的上限值，以及将利用第二预估时间值和电池电流确定的荷电状态，作为新的荷电状态估算区间的起始值。
在本发明实施例中，利用充电电流二维查值表，根据充电过程电池能量守恒，电池电流大小以及系统加热散热功率等参数来确定电池开始充电后变化的温度，在电池剩余充电时间的估算过程中，结合温度变化对充电剩余时间计算的影响，优化算法使得估计更准确。
下面结合附图，详细介绍根据本发明实施例的剩余充电时间估算装置。
图2示出了根据本发明一实施例提供的剩余充电时间估算装置的结构示意图。如图2所示，剩余充电时间估算装置200包括：
初始值获取模块210，用于获取荷电状态估算起始值和温度估算起始值，确定与荷电状态估算起始值和温度估算起始值对应的充电请求电流值和对应的电池温变速率；
第一时间预估模块220，用于确定荷电状态估算起始值对应的荷电状态估算区间，基于对应的充电请求电流值，估算电池从荷电状态估算起始值充电至对应的荷电状态估算区间的上限值所需第一预估时间值；
第二时间预估模块230，用于确定温度估算起始值对应的温度估算区间，基于对应的电池温变速率，估算电池从温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值；
预估区间更新模块240，用于基于第一预估时间值和第二预估时间值中的预估时间较小值，确定新的荷电状态估算起始值、新的荷电状态估算区间、新的温度估算起始值和新的温度估算区间，直到对应的荷电状态估算区间的上限值为目标荷电状态，且较小预估时间值为估算得到的第一预估时间值；
预估时间累加模块250，用于累加获取的每个预估时间较小值，得到电池充电至目标荷电状态的剩余充电预估时间值。
在一个实施例中，初始值获取模块210具体可以包括：
充电请求电流确定单元，用于根据预设的充电请求电流与电池荷电状态和电池温度的第一对应关系，利用荷电状态估算起始值和温度估算起始值，确定对应的充电请求电流值；以及
电池温变速率确定单元，用于根据电池温变速率至少与电池荷电状态和电池温度的第二对应关系，利用荷电状态估算起始值和温度估算起始值，确定对应的电池温变速率。
在一个实施例中，第一对应关系包括：通过预设的充电请求电流二维查值表确定的充电请求电流与电池荷电状态和电池温度之间的对应关系；
第二对应关系包括：通过预设的第一电池温变速率查值表确定的电池温变速率与电池荷电状态和电池温度之间的对应关系，或者
通过预设的第二电池温变速率查值表确定的电池温变速率与电池荷电状态、电池温度和预设的充电系统加热散热功率之间的对应关系。
在一个实施例中，初始值获取模块210具体可以包括：
充电请求电流确定单元，用于根据预设的充电请求电流与电池荷电状态和电池温度的第一对应关系，利用荷电状态估算起始值和温度估算起始值，确定对应的充电请求电流值；
充电请求电流校正单元，用于利用充电设备的输出电流值校正对应的充电请求电流值，确定校正后的与荷电状态估算起始值对应的实际充电电流值；
电池温变速率估算单元，用于基于对应的实际充电电流值，估算电池从荷电状态估算起始值充电至对应的荷电状态估算区间的上限值所需第一预估时间值。
在一个实施例中，第一时间预估模块220，具体可以包括：
荷电状态估算区间确定单元，用于在预设的多个荷电状态变化区间中，将通过荷电状态估算起始值，和荷电状态估算起始值所属荷电状态变化区间的上限值确定的荷电状态区间，作为对应的荷电状态估算区间；
充电请求电流校正单元，用于利用充电设备的输出电流值校正对应的充电请求电流值，确定校正后的与荷电状态估算起始值对应的实际充电电流值；
第一估算单元，用于基于对应的实际充电电流值，估算电池从荷电状态估算起始值充电至对应的荷电状态估算区间的上限值所需第一预估时间值。
在一个实施例中，充电请求电流校正单元具体可以用于：
电池充电开始后，在预定充电时间内监测电池温度、电池荷电状态、以及与监测的电池温度和电池荷电状态对应的充电设备实际输出电流；
确定与监测的电池温度和电池荷电状态对应的充电请求电流值；
计算对应的充电设备实际输出电流和对应的充电请求电流值的电流值比例关系；
利用电流比例关系和荷电状态估算起始值，确定荷电状态估算起始值对应的实际充电电流值。
在一个实施例中，第二时间预估模块230，具体可以包括：
温度估算区间确定单元，用于在预设的多个电池温度变化区间中，将通过温度估算起始值，和温度估算起始值所属电池温度变化区间的上限值确定的温度区间，作为对应的温度估算区间；
第二估算单元，用于利用对应的电池温变速率，估算电池从温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值。
在一个实施例中，预估区间更新模块240具体可以包括：
荷电状态估算区间更新单元，用于当预估时间较小值为第一预估时间值，将荷电状态估算起始值所属荷电状态变化区间的下一个荷电状态变化区间作为新的荷电状态估算区间，新的荷电状态估算区间起始值为新的荷电状态估算起始值；以及
温度估算区间更新单元，用于将温度估算区间的上限值作为新的温度估算区间的上限值，以及将利用第一预估时间值和对应的电池温变速率计算得到的温度值，作为新的温度估算起始值，以确定新的温度估算区间。
在一个实施例中，预估区间更新模块240具体可以包括：
荷电状态估算区间更新单元，用于当预估时间较小值为第二预估时间值，将对应的荷电状态估算区间的上限值作为新的荷电状态估算区间的上限值，以及
利用第二预估时间值和对应的充电请求电流值计算得到的荷电状态，作为新的荷电状态估算起始值，以确定新的荷电状态估算区间；
温度估算区间更新单元，用于将温度估算起始值所属电池温度变化区间的下一个电池温度变化区间作为新的温度估算区间，以及将新的温度估算区间的起始值作为新的温度估算起始值。
根据本发明实施例的剩余充电时间估算装置，将充电电流二维查值表与充电过程电池温变速率结合，在电池剩余充电时间的估算过程中，结合温度变化对充电剩余时间计算的影响，优化算法使得估计更准确
在一个实施例中，第二时间预估模块230，具体可以包括：
温度估算区间确定单元，具体还可以用于：
利用充电设备的输出电流值校正对应的充电请求电流值，确定校正后的与荷电状态估算起始值对应的实际充电电流值；
根据能量守恒对应的计算关系式，利用对应的实际充电电流值、电池参数和充电系统参数，计算与实际充电电流值对应的电池温变速率和对应的电池充电过程中下一时刻的电池温度值；
将下一时刻的电池温度值作为对应的温度估算区间的上限值，并将根据温度估算起始值和对应的温度估算区间的上限值，确定对应的温度估算区间。
在一个实施例中，第二估算单元，具体还可以用于：
基于温度估算起始值和实际充电电流值，在时间域进行积分运算，根据积分运算，估算电池从温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值。
在一个实施例中，预估区间更新模块240具体可以包括：
荷电状态估算区间更新单元，用于当预估时间较小值为第一预估时间值，将荷电状态估算起始值所属荷电状态变化区间的下一个荷电状态变化区间作为新的荷电状态估算区间，新的荷电状态估算区间的起始值为新的荷电状态估算起始值；以及
温度估算区间更新单元，用于将对应的温度估算区间的上限值作为新的温度估算区间的上限值，以及将积分运算过程中的电池在第一预估时间值对应的温度值作为新的温度估算起始值，以确定新的温度估算区间。
在一个实施例中，预估区间更新模块240具体可以包括：
荷电状态估算区间更新单元，用于当预估时间较小值为第二预估时间值，将对应的荷电状态估算区间的上限值作为新的荷电状态估算区间的上限值，以及
利用第二预估时间值和对应的充电请求电流值计算得到的荷电状态，作为新的荷电状态估算起始值，以确定新的荷电状态估算区间；
温度估算区间更新单元，用于在预设的多个电池温度变化区间中，将温度估算起始值所属电池温度变化区间的下一个电池温度变化区间作为新的温度估算区间，以及将新的温度估算区间的起始值作为新的温度估算起始值。
根据本发明实施例的剩余充电时间估算装置，利用充电电流二维查值表，根据充电过程电池能量守恒，电池电流大小以及系统加热散热功率等参数来确定电池开始充电后变化的温度，在电池剩余充电时间的估算过程中，结合温度变化对充电剩余时间计算的影响，优化算法使得估计更准确。
需要明确的是，本发明并不局限于上文实施例中所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了描述的方便和简洁，这里省略了对已知方法的详细描述，并且上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图3是示出能够实现根据本发明实施例的剩余充电时间估算方法和装置的计算设备的示例性硬件架构的结构图。
如图3所示，计算设备300包括输入设备301、输入接口302、中央处理器303、存储器304、输出接口305、以及输出设备306。其中，输入接口302、中央处理器303、存储器304、以及输出接口305通过总线310相互连接，输入设备301和输出设备306分别通过输入接口302和输出接口305与总线310连接，进而与计算设备300的其他组件连接。具体地，输入设备301接收来自外部的输入信息，并通过输入接口302将输入信息传送到中央处理器303；中央处理器303基于存储器304中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器304中，然后通过输出接口305将输出信息传送到输出设备306；输出设备306将输出信息输出到计算设备300的外部供用户使用。
也就是说，图3所示的计算设备也可以被实现为包括：存储有计算机可执行指令的存储器；以及处理器，该处理器在执行计算机可执行指令时可以实现结合图1至图3描述的剩余充电时间估算处理方法和装置。
在一个实施例中，图3所示的计算设备300可以被实现为一种剩余充电时间估算系统，该剩余充电时间估算系统可以包括：存储器，被配置为存储程序；处理器，被配置为运行存储器中存储的程序，以执行上述实施例描述的剩余充电时间估算方法。
根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸存储介质被安装。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各个实施例中描述的方法。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘)等。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使对应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种剩余充电时间估算方法，其特征在于，所述剩余充电时间估算方法包括：
获取荷电状态估算起始值和温度估算起始值，确定与所述荷电状态估算起始值和所述温度估算起始值对应的充电请求电流值和对应的电池温变速率；
确定所述荷电状态估算起始值对应的荷电状态估算区间，基于所述对应的充电请求电流值，估算电池从所述荷电状态估算起始值充电至所述对应的荷电状态估算区间的上限值所需第一预估时间值；
确定所述温度估算起始值对应的温度估算区间，基于所述对应的电池温变速率，估算所述电池从所述温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值；
基于所述第一预估时间值和所述第二预估时间值中的预估时间较小值，确定新的荷电状态估算起始值、新的荷电状态估算区间、新的温度估算起始值和新的温度估算区间，直到所述对应的荷电状态估算区间的上限值为目标荷电状态，且所述较小预估时间值为估算得到的第一预估时间值；
累加获取的每个预估时间较小值，得到所述电池充电至所述目标荷电状态的剩余充电预估时间值。
2.根据权利要求1所述的剩余充电时间估算方法，其特征在于，所述获取荷电状态估算起始值和温度估算起始值，确定与所述荷电状态估算起始值和所述温度估算起始值对应的充电请求电流值和对应的电池温变速率，包括：
根据预设的充电请求电流与电池荷电状态和电池温度的第一对应关系，利用所述荷电状态估算起始值和所述温度估算起始值，确定所述对应的充电请求电流值；以及
根据电池温变速率至少与电池荷电状态和电池温度的第二对应关系，利用所述荷电状态估算起始值和所述温度估算起始值，确定所述对应的电池温变速率。
3.根据权利要求2所述的剩余充电时间估算方法，其特征在于，
所述第一对应关系包括：通过预设的充电请求电流二维查值表确定的充电请求电流与电池荷电状态和电池温度之间的对应关系；
所述第二对应关系包括：通过预设的第一电池温变速率查值表确定的电池温变速率与电池荷电状态和电池温度之间的对应关系，或者
通过预设的第二电池温变速率查值表确定的电池温变速率与电池荷电状态、电池温度和预设的充电系统加热散热功率之间的对应关系。
4.根据权利要求1所述的剩余充电时间估算方法，其特征在于，所述确定所述荷电状态估算起始值对应的荷电状态估算区间，基于所述对应的充电请求电流值，估算所述电池从所述荷电状态估算起始值充电至对应的荷电状态估算区间的上限值所需第一预估时间值，包括：
在预设的多个荷电状态变化区间中，将通过所述荷电状态估算起始值，和所述荷电状态估算起始值所属荷电状态变化区间的上限值确定的荷电状态区间，作为所述对应的荷电状态估算区间；
利用充电设备的输出电流值校正所述对应的充电请求电流值，确定校正后的与所述荷电状态估算起始值对应的实际充电电流值；
基于所述对应的实际充电电流值，估算所述电池从所述荷电状态估算起始值充电至所述对应的荷电状态估算区间的上限值所需第一预估时间值。
5.根据权利要求4所述的剩余充电时间估算方法，其特征在于，所述利用充电设备的输出电流值校正所述对应的充电请求电流值，确定校正后的与所述荷电状态估算起始值对应的实际充电电流值，包括：
所述电池充电开始后，在预定充电时间内监测电池温度、电池荷电状态、以及与监测的所述电池温度和所述电池荷电状态对应的充电设备实际输出电流；
确定与监测的所述电池温度和所述电池荷电状态对应的充电请求电流值；
计算所述对应的充电设备实际输出电流和所述对应的充电请求电流值的电流值比例关系；
利用所述电流比例关系和所述荷电状态估算起始值，确定所述荷电状态估算起始值对应的实际充电电流值。
6.根据权利要求1所述的剩余充电时间估算方法，其特征在于，所述确定所述温度估算起始值对应的温度估算区间，基于所述对应的电池温变速率，估算所述电池从所述温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值，包括：
在预设的多个电池温度变化区间中，将通过所述温度估算起始值，和所述温度估算起始值所属电池温度变化区间的上限值确定的温度区间，作为所述对应的温度估算区间；
利用所述对应的电池温变速率，估算所述电池从所述温度估算起始值变化至所述对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值。
7.根据权利要求1所述的剩余充电时间估算方法，其特征在于，所述基于所述第一预估时间值和所述第二预估时间值中的预估时间较小值，确定新的荷电状态估算起始值、新的荷电状态估算区间、新的温度估算起始值和新的温度估算区间，包括：
当所述预估时间较小值为所述第一预估时间值，
将所述荷电状态估算起始值所属荷电状态变化区间的下一个荷电状态变化区间作为所述新的荷电状态估算区间，所述新的荷电状态估算区间起始值为所述新的荷电状态估算起始值；以及
将所述温度估算区间的上限值作为新的温度估算区间的上限值，以及将利用所述第一预估时间值和所述对应的电池温变速率计算得到的温度值，作为新的温度估算起始值，以确定所述新的温度估算区间。
8.根据权利要求1所述的剩余充电时间估算方法，其特征在于，所述基于所述第一预估时间值和所述第二预估时间值中的预估时间较小值，确定新的荷电状态估算起始值、新的荷电状态估算区间、新的温度估算起始值和新的温度估算区间，包括：
当所述预估时间较小值为所述第二预估时间值，
将所述对应的荷电状态估算区间的上限值作为新的荷电状态估算区间的上限值，以及利用所述第二预估时间值和所述对应的充电请求电流值计算得到的荷电状态，作为新的荷电状态估算起始值，以确定所述新的荷电状态估算区间；
将所述温度估算起始值所属电池温度变化区间的下一个电池温度变化区间作为所述新的温度估算区间，以及将所述新的温度估算区间的起始值作为新的温度估算起始值。
9.根据权利要求1所述的剩余充电时间估算方法，其特征在于，所述确定所述温度估算起始值对应的温度估算区间，包括：
利用充电设备的输出电流值校正所述对应的充电请求电流值，确定校正后的与所述荷电状态估算起始值对应的实际充电电流值；
根据所述能量守恒对应的计算关系式，利用所述对应的实际充电电流值、所述电池参数和所述充电系统参数，计算与所述实际充电电流值对应的电池温变速率和对应的电池充电过程中下一时刻的电池温度值；
将所述下一时刻的电池温度值作为所述对应的温度估算区间的上限值，并将根据所述温度估算起始值和所述对应的温度估算区间的上限值，确定所述对应的温度估算区间。
10.根据权利要求9所述的剩余充电时间估算方法，其特征在于，所述剩余充电时间估算方法，还包括：
基于所述温度估算起始值和所述实际充电电流值，在时间域进行积分运算，根据所述积分运算，估算所述电池从所述温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值。
11.根据权利要求10所述的剩余充电时间估算方法，其特征在于，所述基于所述第一预估时间值和所述第二预估时间值中的预估时间较小值，确定新的荷电状态估算起始值、新的荷电状态估算区间、新的温度估算起始值和新的温度估算区间，包括：
当所述预估时间较小值为所述第一预估时间值，
将所述荷电状态估算起始值所属荷电状态变化区间的下一个荷电状态变化区间作为所述新的荷电状态估算区间，所述新的荷电状态估算区间的起始值为所述新的荷电状态估算起始值；以及
将所述对应的温度估算区间的上限值作为所述新的温度估算区间的上限值，以及将所述积分运算过程中所述的电池在所述第一预估时间值对应的温度值作为新的温度估算起始值，以确定所述新的温度估算区间。
12.根据权利要求10所述的剩余充电时间估算方法，其特征在于，所述基于所述第一预估时间值和所述第二预估时间值中的预估时间较小值，确定新的荷电状态估算起始值、新的荷电状态估算区间、新的温度估算起始值和新的温度估算区间，包括：
当所述预估时间较小值为所述第二预估时间值，
将所述对应的荷电状态估算区间的上限值作为新的荷电状态估算区间的上限值，以及利用所述第二预估时间值和所述对应的充电请求电流值计算得到的荷电状态，作为新的荷电状态估算起始值，以确定所述新的荷电状态估算区间；
在预设的多个电池温度变化区间中，将所述温度估算起始值所属电池温度变化区间的下一个电池温度变化区间作为所述新的温度估算区间，以及将所述新的温度估算区间的起始值作为新的温度估算起始值。
13.一种电池剩余充电时间估算装置，其特征在于，所述电池剩余充电时间估算装置包括：
初始值获取模块，用于获取荷电状态估算起始值和温度估算起始值，确定与所述荷电状态估算起始值和所述温度估算起始值对应的充电请求电流值和对应的电池温变速率；
第一时间预估模块，用于确定所述荷电状态估算起始值对应的荷电状态估算区间，基于所述对应的充电请求电流值，估算电池从所述荷电状态估算起始值充电至所述对应的荷电状态估算区间的上限值所需第一预估时间值；
第二时间预估模块，用于确定所述温度估算起始值对应的温度估算区间，基于所述对应的电池温变速率，估算所述电池从所述温度估算起始值变化至对应的温度估算区间的上限值所需第二预估时间值；
预估区间更新模块，用于基于所述第一预估时间值和所述第二预估时间值中的预估时间较小值，确定新的荷电状态估算起始值、新的荷电状态估算区间、新的温度估算起始值和新的温度估算区间，直到所述对应的荷电状态估算区间的上限值为目标荷电状态，且所述较小预估时间值为估算得到的第一预估时间值；
预估时间累加模块，用于累加获取的每个预估时间较小值，得到所述电池充电至所述目标荷电状态的剩余充电预估时间值。
14.一种剩余充电时间估算系统，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器用于储存有可执行程序代码；
所述处理器用于读取所述存储器中存储的可执行程序代码以执行权利要求1至12任一项所述的剩余充电时间估算方法。
15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-12任意一项所述的剩余充电时间估算方法。
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