CN112035777A - 电池充电剩余时间计算方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池充电剩余时间计算方法、装置及车辆，该方法包括以下步骤：获取初始电池参数、充电桩功率及实时电池参数，电池参数包括电芯电压及电池温度；获取理论充电时间和累积充电时间；根据初始电池参数、充电桩功率、理论充电时间及累积充电时间确定第一充电剩余时间；根据实时电池参数、充电桩功率及理论充电时间确定第二充电剩余时间；根据实时电芯电压确定时间分配权重值，并根据时间分配权重值、第一充电剩余时间及第二充电剩余时间确定充电剩余时间。本发明实施例通过增加充电桩功率差异修正电池充电剩余时间，并根据充电阶段对不同算法计算的充电剩余时间加权求和，提高充电剩余时间计算精度，降低误差。

Description

电池充电剩余时间计算方法、装置及车辆

技术领域

本发明涉及充电管理技术领域，尤其涉及一种电池充电剩余时间计算方法、装置及车辆。

背景技术

随着新能源汽车的普及推广，电动汽车因其高效、节能及技术成熟，成为应用最广泛的一种新能源汽车，电动汽车的动力主要来自于车载电池，充电管理技术是电池应用领域的重要组成部分，充电剩余时间因其可直观显示用户需要等待的时间，成为充电管理技术中的重要指标。

充电剩余时间，是指在电池处于充电状态时，通过算法计算出的电池从当前的电量充电至100％的电量所需的时间。现有的计算充电剩余时间的方法主要有两种：第一种，获取第一次将电池的电量从0％的电量充电至100％的电量所需的充电时间，计算单位电量所需的充电时间，并根据电池的当前电量及单位电量所需的充电时间计算电池的充电剩余时间；第二种，根据电池出厂前预设的电量参照信息和电池的当前电量计算电池的充电剩余时间。

由于充电过程中充电电流、温度及电压会发生变化，导致充电剩余时间会发生跳变，需要建立复杂的算法对充电剩余时间进行修正，计算量大，方案可实施性较差，现有的电池在通过充电桩进行充电时，不同充电桩输出功率的差异较大，导致修正系数不易确定，充电剩余时间的估算误差较大，影响用户体验。

发明内容

本发明提供一种电池充电剩余时间计算方法，解决了充电剩余时间影响因素多、估算误差大的问题，提高充电剩余时间计算精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种电池充电剩余时间计算方法，包括以下步骤：获取初始电池参数、充电桩功率及实时电池参数，其中，所述电池参数包括电芯电压及电池温度；获取理论充电时间和累积充电时间；根据所述初始电池参数、所述充电桩功率、所述理论充电时间及所述累积充电时间确定第一充电剩余时间；根据所述实时电池参数、所述充电桩功率及所述理论充电时间确定第二充电剩余时间；根据实时电芯电压确定所述第一充电剩余时间的时间分配权重值，并根据所述时间分配权重值、所述第一充电剩余时间及所述第二充电剩余时间确定充电剩余时间。

可选地，所述获取累积充电时间，包括以下步骤：检测电池是否处于故障运行状态，并确定电池故障类型及故障等级；根据所述电池故障类型及故障等级调节充电功率，并确定对应的降功率充电系数；根据电池的充电功率对充电时间进行分段计时；对降功率充电系数与对应的计时时间的乘积执行累加运算，根据累加运算结果确定累积充电时间。

可选地，所述根据所述初始电池参数、所述充电桩功率、所述理论充电时间及所述累积充电时间确定第一充电剩余时间，包括以下步骤：根据电池参数与充电剩余时间系数建立标准数据库；根据所述初始电池参数与所述标准数据库中的电池参数进行匹配，确定第一充电剩余时间系数；根据所述充电桩功率与预设标准功率的比值，确定功率差异系数；根据所述第一充电剩余时间系数、所述功率差异系数及所述理论充电时间确定初始充电剩余时间；根据所述初始充电剩余时间与所述累积充电时间的差值，确定第一充电剩余时间。

可选地，所述根据所述实时电池参数、所述充电桩功率及所述理论充电时间确定第二充电剩余时间，包括以下步骤：根据所述实时电池参数与所述标准数据库中的电池参数进行匹配，确定第二充电剩余时间系数；根据所述第二充电剩余时间系数、所述功率差异系数及所述理论充电时间确定第二充电剩余时间。

可选地，所述根据电池参数与充电剩余时间系数建立标准数据库，包括以下步骤：获取电芯电压数据集及电池温度数据集；根据电芯电压数据集及电池温度数据集生成二维数组集；获取各二维数组对应的充电剩余时间系数；根据所述二维数组集及对应的充电剩余时间系数建立标准数据库。

可选地，所述根据实时电芯电压确定时间分配权重值，包括以下步骤：判断所述电芯电压是否低于预设电压阈值；若所述电芯电压低于所述预设电压阈值，则确定所述时间分配权重值等于第一预设权重值；若所述电芯电压大于等于所述预设电压阈值，则确定所述时间分配权重值等于第二预设权重值，所述第二预设权重值小于所述第一预设权重值。

可选地，所述根据所述时间分配权重值、所述第一充电剩余时间及所述第二充电剩余时间确定充电剩余时间，包括：t＝λ*t₁+(1-λ)*t₂；其中，t表示充电剩余时间，t₁表示第一充电剩余时间，t₂表示第二充电剩余时间，λ表示时间分配权重值。

可选地，所述获取理论充电时间，包括以下步骤：判断电池处于快充状态或者慢充状态；若所述电池处于快充状态，则确定所述理论充电时间等于第一预设理论充电时间；若所述电池处于慢充状态，则确定所述理论充电时间等于第二预设理论充电时间，所述第二预设理论充电时间大于所述第一预设理论充电时间。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电池充电剩余时间计算装置，包括：检测模块、计时模块、第一计算模块、第二计算模块、权重分配模块及第三计算模块，其中，所述检测模块，用于获取初始电池参数、充电桩功率及实时电池参数，其中，所述电池参数包括电芯电压及电池温度；所述计时模块，用于获取理论充电时间和累积充电时间；所述第一计算模块，用于根据所述初始电池参数、所述充电桩功率、所述理论充电时间及所述累积充电时间确定第一充电剩余时间；所述第二计算模块，用于根据所述实时电池参数、所述充电桩功率及所述理论充电时间确定第二充电剩余时间；所述权重分配模块，用于根据实时电芯电压确定所述第一充电剩余时间的时间分配权重值；所述第三计算模块，用于根据所述时间分配权重值、所述第一充电剩余时间及所述第二充电剩余时间确定充电剩余时间。

第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括上述电池充电剩余时间计算装置。

本发明实施例提供的车辆，设置电池充电剩余时间计算装置，该装置设置检测模块、计时模块、第一计算模块、第二计算模块、权重分配模块及第三计算模块，采用检测模块获取初始电池参数、充电桩功率及实时电池参数，采用计时模块获取理论充电时间和累积充电时间，通过初始电池参数、充电桩功率及理论充电时间计算初始充电剩余时间，通过初始充电剩余时间减去累积充电时间计算第一充电剩余时间，通过实时电池参数、充电桩功率及理论充电时间计算第二充电剩余时间，根据电芯电压判断电池的充电阶段，并根据充电阶段调整第一充电剩余时间及第二充电剩余时间的权重分配，对第一充电剩余时间及第二充电剩余时间进行加权求和，计算最终的充电剩余时间，解决了充电剩余时间易受影响发生跳变、估算误差大的问题，通过增加充电桩功率差异修正电池充电剩余时间，并根据充电阶段对不同算法计算的充电剩余时间进行加权求和，优化充电剩余时间在常规充电和接近满充等各个充电区间的计算算法，提高充电剩余时间计算精度，降低估值误差。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种电池充电剩余时间计算方法的流程图；

图2是本发明实施例一提供的另一种电池充电剩余时间计算方法的流程图；

图3是本发明实施例一提供的又一种电池充电剩余时间计算方法的流程图；

图4是本发明实施例一提供的又一种电池充电剩余时间计算方法的流程图；

图5是本发明实施例二提供的一种电池充电剩余时间计算装置的结构示意图；

图6是本发明实施例三提供的一种车辆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种电池充电剩余时间计算方法的流程图，本实施例可适用于通过查表法对车载电池的充电剩余时间进行估算的应用场景，该方法可由配置有该计算方法的计算装置或者电池管理系统来执行，具体包括如下步骤：

步骤S1：获取初始电池参数、充电桩功率及实时电池参数，其中，电池参数包括电芯电压及电池温度。

其中，可通过连接充电枪实现电池与充电桩的电连接，充电桩功率是指的当前充电桩的输出功率，即充电桩对电池进行充电的充电功率；初始电池参数是指在获得插枪充电信号时刻，即充电开始时刻，对电池进行信号采集得到的电池参数，其中，初始电池参数包括初始电芯电压和初始电池温度；实时电池参数是指在充电开始后，在任意采样时刻对电池进行信号采集得到的电池参数，其中，实时电池参数包括实时电芯电压和实时电池温度。

本实施例中，电池包括多个电池模组，每个电池模组包括多个电池单体电芯，初始电芯电压可等于所有电芯电压的平均电压值，初始电池温度可等于所有电池模组温度的平均温度值，实时电芯电压可等于所有电芯电压的最大电压值，实时电池温度可等于所有电池模组温度的最高温度值。

示例性地，可通过电压采样芯片(模拟前端，Analog Front End，AFE)及模组温度传感器，采集得到电芯电压和电池模组温度。

步骤S2：获取理论充电时间和累积充电时间。

本实施例中，理论充电时间是指在常温环境下，采用标准充电桩对电池充电，电池从低电压状态充电至满电状态所需要的时间，例如，理论充电时间可为环境温度为20摄氏度时，采用标准充电桩将电池从电芯电压3.3V充电至电芯电压4.15V所需要的时间。

可选地，获取理论充电时间，包括以下步骤：判断电池处于快充状态或者慢充状态；根据电池的充电状态确定理论充电时间。

本实施例中，电池可通过快充接口连接快充充电桩，实现快充充电，或者通过慢充接口连接慢充充电桩，实现慢充充电，其中，快充充电桩是指通过输出直流电，直接将电能存储到电池的充电桩，慢充充电桩是指通过输出交流电，再采用专用充电装置将交流电转换为直流电，再将电能存储到电池的充电桩。

具体地，在插上充电枪后，可通过检测电池连接的充电枪类型，判断电池处于快充状态或者慢充状态，并根据电池的充电状态确定理论充电时间，例如，可通过大量车载电池实测数据分析获取电池快充至满电状态所需的时间，定义其为第一预设理论充电时间，并通过大量车载电池实测数据分析获取电池慢充至满电状态所需的时间，定义其为第二预设理论充电时间；若电池处于快充状态，则确定理论充电时间等于第一预设理论充电时间；若电池处于慢充状态，则确定理论充电时间等于第二预设理论充电时间，第二预设理论充电时间大于第一预设理论充电时间。

本实施例中，累积充电时间是指从插上充电枪开始至采样时间点为止，对电池进行恒功率充电的充电时间执行累加求和运算得到的时间，若在充电过程中，充电功率发生变化，则根据充电功率进行充电时间的分段计时，并根据功率变化的幅值对对应的充电时间进行修正，并对修正后的充电时间执行累加求和运算，得到最终的累积充电时间。

本实施例中，将电芯电压、电池温度及充电桩功率作为影响充电剩余时间的关键因素，理论充电时间对应一组预设温度、预设电芯电压及预设充电桩功率P0，例如，预设温度可为20摄氏度，预设电芯电压可为3.3V，预设充电桩功率可为慢充6.6KW，定义理论充电时间的充电剩余时间系数为1，理论充电时间的功率差异系数为1，基于此，可采用两种策略实时计算任意采样时刻对应的电池充电剩余时间，具体方法如下：

策略一：

步骤S3：根据初始电池参数、充电桩功率P、理论充电时间及累积充电时间确定第一充电剩余时间t₁。

本实施例中，初始电池参数包括初始电芯电压和初始电池温度，根据初始电芯电压、初始电池温度及当前充电桩功率P与理论充电时间对应的预设电芯电压、预设温度及预设充电桩功率之间的差异估算初始电池参数对应的初始充电剩余时间。进而，获取任意采样时刻的累积充电时间，计算初始充电剩余时间与累积充电时间的差值，得到第一充电剩余时间t₁。

图2是本发明实施例一提供的另一种电池充电剩余时间计算方法的流程图。

可选地，如图2所示，根据初始电池参数、充电桩功率、理论充电时间及累积充电时间确定第一充电剩余时间，包括以下步骤：

步骤S301：根据电池参数与充电剩余时间系数建立标准数据库。

步骤S302：根据初始电池参数与标准数据库中的电池参数进行匹配，确定第一充电剩余时间系数。

步骤S303：根据充电桩功率与预设标准功率的比值，确定功率差异系数。

步骤S304：根据第一充电剩余时间系数、功率差异系数及理论充电时间确定初始充电剩余时间t₀。

步骤S305：根据初始充电剩余时间t₀与累积充电时间t_c的差值，确定第一充电剩余时间t₁。

具体地，电芯电压、电池温度与充电剩余时间系数满足非线性对应关系，根据该非线性对应关系建立标准数据库，在获得插枪充电信号时刻，采集初始电芯电压、初始电池温度及当前电池连接的充电桩的充电桩功率P，将初始电芯电压及初始电池温度代入标准数据库进行匹配查询，获取充电起始时刻对应的第一充电剩余时间系数K_T1；根据当前的充电桩功率P与预设充电桩功率P0的比值，计算当前充电桩的功率差异系数K_P，根据如下所示的公式一计算初始充电剩余时间t₀，

其中，t₀表示初始充电剩余时间，K_T1表示第一充电剩余时间系数，K_P表示功率差异系数，H表示理论充电时间。

进一步地，在充电过程中，通过累加法计算电池从充电起始时刻到采样时刻的累积充电时间，在任意采样时刻，根据如下所示的公式二计算第一充电剩余时间t₁，

t₁＝t₀-t_c (公式二)

其中，t₁表示第一充电剩余时间，t₀表示初始充电剩余时间，t_c表示当前采样时刻的累积充电时间。

由此，本实施例中的第一种计算策略，通过引入充电桩功率对初始充电剩余时间进行修正，通过累减法及电池的实际充电时长实时计算充电剩余时间。

策略二：

步骤S4：根据实时电池参数、充电桩功率及理论充电时间确定第二充电剩余时间t₂。

本实施例中，实时电池参数包括实时电芯电压和实时电池温度，根据采样时刻的实时电芯电压、实时电池温度及当前的充电桩功率P与理论充电时间对应的预设电芯电压、预设温度及预设充电桩功率之间的差异估算实时电池参数对应的第二充电剩余时间。

图3是本发明实施例一提供的又一种电池充电剩余时间计算方法的流程图。

可选地，如图3所示，根据实时电池参数、充电桩功率及理论充电时间确定第二充电剩余时间，包括以下步骤：

步骤S401：根据实时电池参数与标准数据库中的电池参数进行匹配，确定第二充电剩余时间系数。

步骤S402：根据第二充电剩余时间系数、功率差异系数及理论充电时间确定第二充电剩余时间。

具体地，随着电池充电过程的推进，电池单体电芯电压逐渐升高可通过实时获取动态变化的实时电池温度及实时电芯电压，将采样时刻的实时电芯电压及实时电池温度代入标准数据库进行匹配查询，获取采样时刻对应的第二充电剩余时间系数K_T2；根据当前的充电桩功率P与预设充电桩功率P0的比值计算当前充电桩的功率差异系数K_P，根据如下所示的公式三计算第二充电剩余时间t₂，

其中，t₂表示第二充电剩余时间，K_T2表示第二充电剩余时间系数，K_P表示功率差异系数，H表示理论充电时间。

步骤S5：根据实时电芯电压确定时间分配权重值，并根据时间分配权重值、第一充电剩余时间及第二充电剩余时间确定充电剩余时间。

在本实施例中，可采用上述两种策略加权计算电池充电剩余时间，在充电过程中，可根据电池电芯电压将充电过程划分为常规充电阶段和接近满充阶段，根据充电阶段调整第一充电剩余时间及第二充电剩余时间的权重分配，计算最终的充电剩余时间。

可选地，根据时间分配权重值λ、第一充电剩余时间t₁及第二充电剩余时间t₂确定充电剩余时间t，包括：根据下述公式四计算充电剩余时间t，

t＝λ*t₁+(1-λ)*t₂ (公式四)

其中，t表示充电剩余时间，t₁表示第一充电剩余时间，t₂表示第二充电剩余时间，λ表示时间分配权重值。

具体地，若定义采用上述策略一计算充电剩余时间的权重值为时间分配权重值λ，则采用上述策略二计算充电剩余时间的权重值等于1-λ，时间分配权重值λ可根据电池的充电特性及充电桩的输出功率特性进行调整，优化各充电区间的充电剩余时间的估算精度。

由此，本发明实施例提供的电池充电剩余时间计算装置，设置检测模块、计时模块、第一计算模块、第二计算模块、权重分配模块及第三计算模块，采用检测模块获取初始电池参数、充电桩功率及实时电池参数，采用计时模块获取理论充电时间和累积充电时间，通过初始电池参数、充电桩功率及理论充电时间计算初始充电剩余时间，通过初始充电剩余时间减去累积充电时间计算第一充电剩余时间，通过实时电池参数、充电桩功率及理论充电时间计算第二充电剩余时间，根据电芯电压判断电池的充电阶段，并根据充电阶段调整第一充电剩余时间及第二充电剩余时间的权重分配，对第一充电剩余时间及第二充电剩余时间进行加权求和，计算最终的充电剩余时间，解决了充电剩余时间影响因素多、估算误差大的问题，通过增加充电桩功率差异修正电池充电剩余时间，并根据充电阶段对不同算法计算的充电剩余时间进行加权求和，优化充电剩余时间在常规充电和接近满充等各个充电区间的计算算法，提高充电剩余时间计算精度，降低误差。

图4是本发明实施例一提供的又一种电池充电剩余时间计算方法的流程图，本实施例可适用于根据降功率充电时间对电池处于充电阶段的计时时间进行调整的应用场景。

可选地，如图4所示，获取累积充电时间，包括以下步骤：

步骤S201：检测电池是否处于故障运行状态，并确定电池故障类型及故障等级。

本实施例中，在电池充电过程中，可采用电池管理系统对电池进行故障监测，电池的故障类型包括总电压过压故障、总电压欠压故障、单体过压故障、单体欠压故障及充放电温度过高故障等，检测充电过程中的电池参数，典型地，电池参数包括电池总电压、电池单体电芯电压及电池温度，根据参数大小判断电池故障等级，例如为一级故障、二级故障，二级故障对应的故障参数值与正常参数值的偏差值更大。

步骤S202：根据电池故障类型及故障等级调节充电功率，并确定对应的降功率充电系数K_C。

其中，降功率充电系数K_C是指根据当前的充电功率与当前的充电桩输出的充电桩功率P的比值，计算得到的偏差系数，在发生电池故障时，可控制充电机降低功率。

示例性地，若电池故障为单体电压过压一级故障，则对应的充电功率为P1，单体电压过压一级故障对应的降功率充电系数K_C1等于P1/P；若电池故障为单体电压过压二级故障，则对应的充电功率为P2，单体电压过压二级故障对应的降功率充电系数K_C2等于P2/P。

步骤S203：根据电池的充电功率对充电时间进行分段计时。

其中，可采用计时器进行分段计时，分段计时的原则在于，对恒功率充电时间进行计时，若充电功率维持不变，则持续计时，直至充电完成；若发生充电功率的变化，则结束当前的计时时段，保存当前的计时时间，并以发生充电功率变化的时刻作为下一起始时刻，开始第一降功率计时，并在故障消失或者充电功率再次发生变化时，结束第一降功率计时，直至充电完成。

步骤S204：对降功率充电系数与对应的计时时间的乘积执行累加运算，根据累加运算结果确定累积充电时间t_c。

本实施例中，根据充电功率进行分段计时，通过充电功率的降功率充电系数K_C与该充电功率的持续时间的乘积，以累加的方法，对充电时间进行调整。

具体地，从获得插枪充电信号开始计时，在采样时刻t＇，若充电过程中未发生故障，则充电功率始终等于当前充电桩的输出功率P，则降功率充电系数K_C等于1，累积充电时间t_c等于计时器从获得插枪充电信号至当前采样时刻的总计时时间t＇；若在采样时刻t＇发生电池故障，电池的充电功率为P1，且在采样时刻t＂故障消失，则累积充电时间t_c＝t＇+(t＂-t＇)*P1/P。

进一步地，将通过累加法确定的累积充电时间t_c代入公式二，计算第一充电剩余时间t₁，避免降功率充电导致充电时间延长引起的充电剩余时间估算误差。

可选地，根据电池参数与充电剩余时间系数建立标准数据库，包括以下步骤：获取电芯电压数据集及电池温度数据集；根据电芯电压数据集及电池温度数据集生成二维数组集；获取各二维数组对应的充电剩余时间系数；根据二维数组集及对应的充电剩余时间系数建立标准数据库。

其中，电芯电压数据集包括多个电池电芯电压数值，例如，可设置电池电芯电压的下限值为3.30V，电池电芯电压的下限值为4.16V，电池温度数据集包括多个电池温度数值，例如，可设置电池温度的下限值为零下20℃，电池温度的上限值为零上40℃，在上限值与下限值之间各自选择多个数值，组合形成多个二维数组，获取不同电芯电压及电池温度条件下，电池开始充电至满电状态所需要的时间，经过多次测试实验，获得的时间的平均值即为该电芯电压及电池温度对应的充电剩余时间，一组电池电芯电压及电池温度数值对应唯一的充电剩余时间系数，根据电池参数与充电剩余时间系数的非线性对应关系，经过拟合建立如表1所示的标准数据库。

如表1所示，若电池电芯电压等于3.3V，电池温度等于20摄氏度，则采用标准充电桩将电池充电至满电的充电剩余时间系数等于1，若电池电芯电压等于3.5V，电池温度等于20摄氏度，则采用标准充电桩将电池充电至满电的充电剩余时间系数等于0.910，依次类推，其余不再赘述。

结合表1所示，在获得电池电芯电压及电池温度后，可根据执行预设查表程序，典型地，可采用二分查表程序，匹配获得对应的充电剩余时间系数K_T，将充电剩余时间系数K_T代入上述公式一或者公式三计算充电剩余时间，避免设计繁琐的计算算法计算充电剩余时间，简化算法原理及计算量，改善方案可实施性能及可编程性能，提高计算效率。

应当理解的是，上述数值仅作为示例，而非对电芯电压及电池温度数值的限定，具体的数值可结合实测试验进行大数据分析进行设置，标准数据库中包含的数据越多，估算误差越小，降低估值误差。

可选地，根据实时电芯电压确定时间分配权重值，包括以下步骤：判断电芯电压是否低于预设电压阈值；若电芯电压低于预设电压阈值，则确定时间分配权重值等于第一预设权重值λ₁；若电芯电压大于等于预设电压阈值，则确定时间分配权重值等于第二预设权重值λ₂，第二预设权重值λ₂小于第一预设权重值λ₁。

其中，预设电压阈值可根据电池的满电电压进行设置，例如，可设置预设电压阈值等于满电电压减去110毫伏，可根据电芯电压判断电池所处的充电阶段。

本实施例中，定义采用上述策略一计算充电剩余时间的权重值为时间分配权重值λ，通过改变时间分配权重值λ的大小，调整不同充电阶段第一充电剩余时间t₁及第二充电剩余时间t₂的权重分配，优化各充电阶段的充电剩余时间的估算精度。

具体地，若电芯电压低于预设电压阈值，则判断电池处于常规充电阶段，增大时间分配权重值λ，可设置时间分配权重值λ等于第一预设权重值λ₁，第一预设权重值λ₁近似等于1，此时，主要通过策略一计算充电剩余时间，有利于提升计算精度，降低充电桩输出的充电桩功率的差异影响；若电芯电压大于等于预设电压阈值，则判断电池处于接近满充阶段，此时，电池的电压及电量变化率大，减小时间分配权重值λ，可设置时间分配权重值λ等于第二预设权重值λ₂，第二预设权重值λ₂满足1-λ₂近似等于1，此时，主要通过策略二计算充电剩余时间，有利于提升计算响应速度。

由此，本发明实施例根据充电阶段对不同算法计算的充电剩余时间进行加权求和，优化充电剩余时间在常规充电和接近满充等各个充电区间的计算算法，提高充电剩余时间计算精度，提升计算响应速度，降低误差。

实施例二

本发明实施例二还提供了一种电池充电剩余时间计算装置。图5是本发明实施例二提供的一种电池充电剩余时间计算装置的结构示意图。

如图5示，该电池充电剩余时间计算装置01包括：检测模块10、计时模块20、第一计算模块30、第二计算模块40、权重分配模块50及第三计算模块60，其中，检测模块10，用于获取初始电池参数、充电桩功率及实时电池参数，其中，电池参数包括电芯电压及电池温度；计时模块20，用于获取理论充电时间和累积充电时间；第一计算模块30，用于根据初始电池参数、充电桩功率、理论充电时间及累积充电时间确定第一充电剩余时间；第二计算模块40，用于根据实时电池参数、充电桩功率及理论充电时间确定第二充电剩余时间；权重分配模块50，用于根据实时电芯电压确定第一充电剩余时间的时间分配权重值；第三计算模块60，用于根据时间分配权重值、第一充电剩余时间及第二充电剩余时间确定充电剩余时间。

本实施例中，第一计算模块30采用预设策略一计算第一充电剩余时间，第二计算模块40采用预设策略二计算第二充电剩余时间，第三计算模块60根据电池的充电阶段调整第一充电剩余时间及第二充电剩余时间的分配权重，通过加权求和计算最终的充电剩余时间t。

可选地，该电池充电剩余时间计算装置01还包括：电池管理系统，电池管理系统用于检测电池是否处于故障运行状态，并确定电池故障类型及故障等级，以及根据电池故障类型及故障等级调节充电功率，并确定对应的降功率充电系数；计时模块20用于根据电池的充电功率对充电时间进行分段计时，并对降功率充电系数与对应的计时时间的乘积执行累加运算，根据累加运算结果确定累积充电时间。

可选地，第一计算模块30包括标准数据库获取单元、充电剩余时间系数获取单元、功率差异系数获取单元、初始充电剩余时间获取单元及第一充电剩余时间计算单元，标准数据库获取单元用于根据电池参数与充电剩余时间系数建立标准数据库；充电剩余时间系数获取单元用于根据初始电池参数与标准数据库中的电池参数进行匹配，确定第一充电剩余时间系数；功率差异系数获取单元用于根据充电桩功率与预设标准功率的比值，确定功率差异系数；初始充电剩余时间获取单元用于根据第一充电剩余时间系数、功率差异系数及理论充电时间的乘积，确定初始充电剩余时间；第一充电剩余时间计算单元用于根据初始充电剩余时间与累积充电时间的差值，确定第一充电剩余时间。

可选地，第二计算模块40包括第二充电剩余时间计算单元，充电剩余时间系数获取单元还用于根据实时电池参数与标准数据库中的电池参数进行匹配，确定第二充电剩余时间系数；第二充电剩余时间计算单元用于根据第二充电剩余时间系数、功率差异系数及理论充电时间的乘积，确定第二充电剩余时间。

可选地，标准数据库获取单元还用于获取电芯电压数据集及电池温度数据集；根据电芯电压数据集及电池温度数据集生成二维数组集；获取各二维数组对应的充电剩余时间系数；根据二维数组集及对应的充电剩余时间系数建立标准数据库。

可选地，第三计算模块60包括时间分配权重值获取单元，时间分配权重值获取单元用于判断电芯电压是否低于预设电压阈值；若电芯电压低于预设电压阈值，则时间分配权重值获取单元确定时间分配权重值等于第一预设权重值；若电芯电压大于等于预设电压阈值，则时间分配权重值获取单元确定时间分配权重值等于第二预设权重值，第二预设权重值小于第一预设权重值。

可选地，第三计算模块60还包括第三充电剩余时间计算单元，第三充电剩余时间计算单元用于根据公式t＝λ*t₁+(1-λ)*t₂，计算充电剩余时间，其中，t表示充电剩余时间，t₁表示第一充电剩余时间，t₂表示第二充电剩余时间，λ表示时间分配权重值。

可选地，计时模块20还用于根据与电池连接的充电枪的类型，判断电池处于快充状态或者慢充状态；若电池处于快充状态，则计时模块20确定理论充电时间等于第一预设理论充电时间；若电池处于慢充状态，则计时模块20确定理论充电时间等于第二预设理论充电时间，第二预设理论充电时间大于第一预设理论充电时间。

由此，本发明实施例提供的电池充电剩余时间计算装置，设置检测模块、计时模块、第一计算模块、第二计算模块、权重分配模块及第三计算模块，采用检测模块获取初始电池参数、充电桩功率及实时电池参数，采用计时模块获取理论充电时间和累积充电时间，通过初始电池参数、充电桩功率及理论充电时间计算初始充电剩余时间，通过初始充电剩余时间减去累积充电时间计算第一充电剩余时间，通过实时电池参数、充电桩功率及理论充电时间计算第二充电剩余时间，根据电芯电压判断电池的充电阶段，并根据充电阶段调整第一充电剩余时间及第二充电剩余时间的权重分配，对第一充电剩余时间及第二充电剩余时间进行加权求和，计算最终的充电剩余时间，解决了充电剩余时间影响因素多、估算误差大的问题，通过增加充电桩功率差异修正电池充电剩余时间，并根据充电阶段对不同算法计算的充电剩余时间进行加权求和，提高剩余时间计算精度，降低误差。

实施例三

本发明实施例三还提供了一种车辆。图6是本发明实施例三提供的一种车辆的结构示意图。如图6所示，该车辆100包括上述电池充电剩余时间计算装置01。

在本实施例中，该车辆100可为混合动力汽车或者纯电动汽车。

综上，本发明实施例提供的车辆，设置电池充电剩余时间计算装置，该装置设置检测模块、计时模块、第一计算模块、第二计算模块、权重分配模块及第三计算模块，采用检测模块获取初始电池参数、充电桩功率及实时电池参数，采用计时模块获取理论充电时间和累积充电时间，通过初始电池参数、充电桩功率及理论充电时间计算初始充电剩余时间，通过初始充电剩余时间减去累积充电时间计算第一充电剩余时间，通过实时电池参数、充电桩功率及理论充电时间计算第二充电剩余时间，根据电芯电压判断电池的充电阶段，并根据充电阶段调整第一充电剩余时间及第二充电剩余时间的权重分配，对第一充电剩余时间及第二充电剩余时间进行加权求和，计算最终的充电剩余时间，解决了充电剩余时间影响因素多、估算误差大的问题，通过增加充电桩功率差异修正电池充电剩余时间，并根据充电阶段对不同算法计算的充电剩余时间进行加权求和，优化充电剩余时间在常规充电和接近满充等各个充电区间的计算算法，提高充电剩余时间计算精度，降低误差。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电池充电剩余时间计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取初始电池参数、充电桩功率及实时电池参数，其中，所述电池参数包括电芯电压及电池温度；

获取理论充电时间和累积充电时间；

根据所述初始电池参数、所述充电桩功率、所述理论充电时间及所述累积充电时间确定第一充电剩余时间；

根据所述实时电池参数、所述充电桩功率及所述理论充电时间确定第二充电剩余时间；

根据实时电芯电压确定时间分配权重值，并根据所述时间分配权重值、所述第一充电剩余时间及所述第二充电剩余时间确定充电剩余时间。

2.根据权利要求1所述的电池充电剩余时间计算方法，其特征在于，所述获取累积充电时间，包括以下步骤：

检测电池是否处于故障运行状态，并确定电池故障类型及故障等级；

根据所述电池故障类型及故障等级调节充电功率，并确定对应的降功率充电系数；

根据电池的充电功率对充电时间进行分段计时；

对降功率充电系数与对应的计时时间的乘积执行累加运算，根据累加运算结果确定累积充电时间。

3.根据权利要求1所述的电池充电剩余时间计算方法，其特征在于，所述根据所述初始电池参数、所述充电桩功率、所述理论充电时间及所述累积充电时间确定第一充电剩余时间，包括以下步骤：

根据电池参数与充电剩余时间系数建立标准数据库；

根据所述初始电池参数与所述标准数据库中的电池参数进行匹配，确定第一充电剩余时间系数；

根据所述充电桩功率与预设标准功率的比值，确定功率差异系数；

根据所述第一充电剩余时间系数、所述功率差异系数及所述理论充电时间确定初始充电剩余时间；

根据所述初始充电剩余时间与所述累积充电时间的差值，确定第一充电剩余时间。

4.根据权利要求3所述的电池充电剩余时间计算方法，其特征在于，所述根据所述实时电池参数、所述充电桩功率及所述理论充电时间确定第二充电剩余时间，包括以下步骤：

根据所述实时电池参数与所述标准数据库中的电池参数进行匹配，确定第二充电剩余时间系数；

根据所述第二充电剩余时间系数、所述功率差异系数及所述理论充电时间确定第二充电剩余时间。

5.根据权利要求3或4所述的电池充电剩余时间计算方法，其特征在于，所述根据电池参数与充电剩余时间系数建立标准数据库，包括以下步骤：

获取电芯电压数据集及电池温度数据集；

根据电芯电压数据集及电池温度数据集生成二维数组集；

获取各二维数组对应的充电剩余时间系数；

根据所述二维数组集及对应的充电剩余时间系数建立标准数据库。

6.根据权利要求1所述的电池充电剩余时间计算方法，其特征在于，所述根据实时电芯电压确定时间分配权重值，包括以下步骤：

判断所述电芯电压是否低于预设电压阈值；

若所述电芯电压低于所述预设电压阈值，则确定所述时间分配权重值等于第一预设权重值；

若所述电芯电压大于等于所述预设电压阈值，则确定所述时间分配权重值等于第二预设权重值，所述第二预设权重值小于所述第一预设权重值。

7.根据权利要求1-6任一项所述的电池充电剩余时间计算方法，其特征在于，所述根据所述时间分配权重值、所述第一充电剩余时间及所述第二充电剩余时间确定充电剩余时间，包括：

t＝λ*t₁+(1-λ)*t₂

其中，t表示充电剩余时间，t₁表示第一充电剩余时间，t₂表示第二充电剩余时间，λ表示时间分配权重值。

8.根据权利要求1-6任一项所述的电池充电剩余时间计算方法，其特征在于，所述获取理论充电时间，包括以下步骤：

判断电池处于快充状态或者慢充状态；

若所述电池处于快充状态，则确定所述理论充电时间等于第一预设理论充电时间；

若所述电池处于慢充状态，则确定所述理论充电时间等于第二预设理论充电时间，所述第二预设理论充电时间大于所述第一预设理论充电时间。

9.一种电池充电剩余时间计算装置，其特征在于，包括：检测模块、计时模块、第一计算模块、第二计算模块、权重分配模块及第三计算模块，其中，

所述检测模块，用于获取初始电池参数、充电桩功率及实时电池参数，其中，所述电池参数包括电芯电压及电池温度；

所述计时模块，用于获取理论充电时间和累积充电时间；

所述第一计算模块，用于根据所述初始电池参数、所述充电桩功率、所述理论充电时间及所述累积充电时间确定第一充电剩余时间；

所述第二计算模块，用于根据所述实时电池参数、所述充电桩功率及所述理论充电时间确定第二充电剩余时间；

所述权重分配模块，用于根据实时电芯电压确定时间分配权重值；

所述第三计算模块，用于根据所述时间分配权重值、所述第一充电剩余时间及所述第二充电剩余时间确定充电剩余时间。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的电池充电剩余时间计算装置。

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