CN113671388A - 一种电动汽车过度充电时间的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电动汽车过度充电时间的计算方法，包括：S1、根据充电桩的历史充电记录，获取电动汽车从多个初始SOC分别充电到最终SOC为100％的最短充电时间；S2、利用每一最短充电时间及其对应的充电量，分别计算对应车辆的电池容量以及该充电桩服务车辆的平均电池容量；S3、根据对应车辆的电池容量与平均电池容量判断异常最短充电时间并进行修正或剔除；S4、对最短充电时间数据进行逐条处理，以使最短充电时间满足：较小初始SOC到最终SOC为100％的最短充电时间总是大于较大初始SOC到最终SOC为100％的最短充电时间；S5、对某一起始SOC的充电记录，将其充电时间与经过步骤S4处理后得到的最短充电时间数据中同一起始SOC对应的最短充电时间进行比较，计算过度充电时间。

Description

一种电动汽车过度充电时间的计算方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域，具体涉及一种根据充电桩的历史充电记录来计算电动汽车过度充电时间的方法。

背景技术

目前，关于充电时间的研究与讨论有很多，暂时还没有关于电动汽车过度充电时间的研究。现有技术关于充电时间的粗略计算大多根据W＝P*t，这种计算方式只是在理论上可行，在真实的应用场景中受到环境等各种因素的影响，误差特别大，而且当锂离子电池电量达到80％左右，其充电功率会逐渐下降，在整个充电过程中，无法准确刻画其充电功率变化，所以关于充电时间以及过度充电时间无法准确得到，即使是利用公式进行粗略估算也不准确。因此，亟需一种能够准确计算电动汽车过度充电时间的方法。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提出一种电动汽车过度充电时间的计算方法，用于根据某一充电桩的历史充电记录计算其中的过度充电时间，以获得更加准确的过度充电时间，便于对充电桩进行更有效的管理。

本发明为达上述目的，采用如下技术方案：

一种电动汽车过度充电时间的计算方法，包括如下步骤：S1、根据充电桩的历史充电记录，获取电动汽车从多个初始SOC分别充电到最终SOC为100％的最短充电时间；S2、利用每一最短充电时间及其对应的充电量，分别计算对应车辆的电池容量，以及计算该充电桩服务车辆的平均电池容量；S3、根据所述对应车辆的电池容量与所述平均电池容量判断异常最短充电时间，并对异常最短充电时间进行修正或剔除；S4、对经步骤S3处理后的最短充电时间数据进行逐条处理，以使最短充电时间满足：较小初始SOC到最终SOC为100％的最短充电时间总是大于较大初始SOC到最终SOC为100％的最短充电时间；S5、对某一起始SOC的充电记录，将其充电时间与经过步骤S4处理后得到的最短充电时间数据中同一起始SOC对应的最短充电时间进行比较，计算过度充电时间。

本发明的上述技术方案，其有益效果在于：以充电桩的历史充电记录中各初始SOC充电到100％的最短充电时间数据作为基础，来计算电动汽车在充电桩的过度充电时间，进而能够分析该充电桩服务的电动汽车过度充电状况，以便对充电桩进行更好的管理，提高其使用效率。

进一步地，步骤S1中，获取电动汽车从初始SOC分别为0、1％、2％、…、n％、…、99％充电到最终SOC为100％的最短充电时间t₀、t₁、t₂、…、t_n、…、t₉₉；其中，若不存在某一初始SOC到最终SOC为100％的充电记录，则该初始SOC到最终SOC为100％的最短充电时间空置。

进一步地，步骤S2具体包括：对于某一最短充电时间，其对应车辆的电池容量为该最短充电时间内的充电量除以SOC增加值；对计算出的车辆的电池容量求均值，得到所述平均电池容量。

进一步地，步骤S2还包括：在对计算出的车辆的电池容量求均值以计算所述平均电池容量之前，预先剔除异常电池容量；其中，剔除异常电池容量的方法为：设最短充电时间t_n、t_n-1、t_n+1对应车辆的电池容量分别为C_n、C_n-1、C_n+1，若C_n与C_n-1或C_n+1之间的差值超过预设值，则判断C_n为异常电池容量，予以剔除；其中，t_n、t_n-1、t_n+1分别表示从初始SOC为n％、(n-1)％、(n+1)％充电到最终SOC为100％所对应的最短充电时间。

进一步地，步骤S3中判断异常最短充电时间的方法包括：若某一最短充电时间t_n所对应的车辆的电池容量C_n与所述平均电池容量之间的差值不在预设范围内，则判断该最短充电时间t_n为异常最短充电时间。

进一步地，步骤S3中对异常最短充电时间t_n进行修正或剔除，包括：对该充电桩中初始SOC为n％到最终SOC为100％的充电记录，除异常最短充电时间t_n对应的充电记录外，计算每条记录对应的车辆的电池容量，然后选取与所述平均电池容量之间的差值在所述预设范围内的电池容量所对应的充电记录中的最短充电时间，用以更新异常最短充电时间t_n的值，完成修正；若计算出的每条记录对应车辆的电池容量中，不存在与所述平均电池容量之间的差值在所述预设范围内的电池容量，则剔除异常最短充电时间t_n的值，予以空置。

进一步地，步骤S4具体包括：对于经过步骤S3处理后的最短充电时间数据，按相应初始SOC由大到小的顺序进行逐条处理，当出现t_n≥t_n-1的情况时，使t_n变小或者使t_n-1变大。

进一步地，步骤S4中，当出现t_n≥t_n-1的情况时，使t_n变小或者使t_n-1变大，包括：

当最短充电时间t_n大于或等于连续三个以上最短充电时间t_n-1、t_n-2、t_n-3、…、t₀时，使最短充电时间t_n变小，变小的操作为使最短充电时间t_n的值空置；

当t_n≥t_n-1且t_n≥t_n-2且t_n＜t_n-3≤σt_n时，使最短充电时间t_n变小，变小的操作为使最短充电时间t_n的值空置；其中σ为预设的大于1的值；

当t_n≥t_n-1且t_n＜t_n-2时，使最短充电时间t_n-1变大，变大的操作为：从充电桩中初始SOC为(n-1)％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中找出大于t_n且小于t_n-2的最小值来更新最短充电时间t_n-1的值；若充电桩中初始SOC为(n-1)％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中不存在大于t_n且小于t_n-2的值，则将最短充电时间t_n-1的值空置；

当t_n≥t_n-1且t_n≥t_n-2且t_n-3＞σt_n时，使最短充电时间t_n-1和t_n-2变大，变大的操作为：先从充电桩中初始SOC为(n-1)％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中找出大于t_n且小于t_n-3的最小值来更新t_n-1的值，再从充电桩中初始SOC为(n-2)％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中找出大于更新的t_n-1且小于t_n-3的最小值来更新t_n-2的值，如果不存在这样的值则将其空置。

进一步地，在步骤S4和S5之间还包括如下步骤：经过步骤S4处理后，如果t_n与t_n-1或t_n+1之间的差值超过预设值，则判断t_n为异常最短充电时间，予以空置；然后，对空置的最短充电时间进行补缺；其中，空置的最短充电时间包括：步骤S1中获取最短充电时间时因不存在某一初始SOC到最终SOC为100％的充电记录而空置的最短充电时间、步骤S3中被剔除的异常最短充电时间、步骤S4中进行逐条处理时被空置的最短充电时间以及步骤S4之后空置的最短充电时间。

进一步地，进行所述补缺时，按初始SOC的值由大到小的顺序依次对空置的最短充电时间进行补缺，对某一空置的最短充电时间t_n进行补充的方法包括：

用t_n→m与t_m→100之和作为最短充电时间t_n的值；t_n→m表示从初始SOC为n％充电到结束SOC为m％的最短充电时间；t_m→100表示从初始SOC为m％充电到最终SOC为100％的最短充电时间；其中n＜m＜100；

若t_n→m与t_m→100之和未介于t_n-1与t_n+1之间，则使t_n-1、t_n、t_n+1之间的公差为d，即t_n-1-t_n＝t_n-t_n+1＝d，换言之，t_n+1+2d＝t_n-1，即d＝(t_n-1-t_n+1)/2，t_n＝t_n+1+d；其中t_n-1与t_n+1分别表示从初始SOC为(n-1)％、(n+1)％充电到SOC为100％的最短充电时间；

若t_n→m与t_m→100之和未介于t_n-1与t_n+1之间，且t_n-1、t_n-2、…、t_n-p也为空置时，使t_n+1、t_n、t_n-1、t_n-2、…、t_n-p之间的公差为d，用t_n-p-1和t_n+1的值求得公差d，求法为d＝(t_n-p-1-t_n+1)/(p+2)，则t_n＝t_n+1+d，t_n-1＝t_n+1+2d，…，t_n-p＝t_n+1+(p+1)d；其中，1≤n-p≤99，t_n-p-1、t_n-2、t_n-1与t_n+1分别表示从初始SOC为(n-p-1)％、(n-2)％、(n-1)％、(n+1)％充电到SOC为100％的最短充电时间；

若t_n→m与t_m→100之和未介于t_n-1与t_n+1之间，且t_n-1、t_n-2、…、t₀的值均为空置，那么令t_n-t_n+1＝t_n-1-t_n＝t_n-2-t_n-1＝…＝t₁-t₀＝d，即t_n＝t_n+1+d，t_n-1＝t_n+d，t_n-2＝t_n-1+d，…，t₀＝t₁+d。

在进一步的技术方案中，通过对原始的最短充电时间数据进行异常数据修正/剔除、补缺等操作之后，避免了异常充电量、异常电池容量对最短充电时间数据的影响，使得过度充电时间的计算更加准确。

附图说明

图1是本发明实施例电动汽车过度充电时间的计算方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。

本发明实施例提出一种电动汽车过度充电时间的计算方法，图1所示为该计算方法的流程图，参考图1，该计算方法包括如下步骤S1-S5：

步骤S1、根据充电桩的历史充电记录，获取电动汽车从多个初始SOC分别充电到最终SOC为100％的最短充电时间。SOC是指荷电状态(State of Charge)，是电池剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示，例如1％、5％、20％、80％等等，其取值范围为0～1，当SOC＝0时表示电池放电完全，当SOC＝1时表示电池完全充满。

充电桩中会存储有其所服务车辆的充电记录，一条充电记录通常包含起始充电的时间点、结束充电的时间点、充电量、充电桩最大输出功率、起始SOC以及结束SOC等充电数据。从同一起始SOC充电到最终SOC为100％的充电记录通常会有多条，但充电时间不尽相同(因为存在过充的情况、且过充的时间也不尽相同)，本步骤中选取的是最短充电时间。在一些实施例中，对于某一充电桩，我们获取电动汽车从初始SOC分别为0、1％、2％、…、n％、…、99％充电到最终SOC为100％的最短充电时间t₀、t₁、t₂、…、t_n、…、t₉₉。当不存在某一初始SOC到最终SOC为100％的充电记录时，则该初始SOC到最终SOC为100％的最短充电时间暂时空置。

步骤S2、利用每一最短充电时间及其对应的充电量，分别计算对应车辆的电池容量，以及计算该充电桩服务车辆的平均电池容量。

具体而言，对于某一最短充电时间，其对应车辆的电池容量为该最短充电时间内的充电量除以SOC增加值(充电结束时的SOC减去起始SOC)；对计算出的车辆的电池容量求均值，得到所述平均电池容量。优选地，在对计算出的车辆的电池容量求均值以计算所述平均电池容量之前，可以预先剔除异常电池容量，比如：设最短充电时间t_n、t_n-1、t_n+1对应车辆的电池容量分别为C_n、C_n-1、C_n+1，若C_n与C_n-1或C_n+1之间的差值超过预设值(比如超过10％C_n)，则判断C_n为异常电池容量，予以剔除；其中，t_n、t_n-1、t_n+1分别表示从初始SOC为n％、(n-1)％、(n+1)％充电到最终SOC为100％所对应的最短充电时间。应当理解的是，对于步骤S1中因不存在相应充电记录而空置的最短充电时间，在本步骤计算对应车辆的电池容量时是跳过的(因为根本不存在对应车辆)。在计算该充电桩服务车辆的平均电池容量时，可以选取所计算出的全部车辆电池容量来求平均，比如在剔除异常电池容量之后剩余90个最短充电时间对应车辆的电池容量，则可用这90个电池容量相加再除以90得到平均电池容量；也可以选取其中一部分车辆电池容量来求平均电池容量，比如在剔除异常电池容量之后选择t₂₁～t₃₀这10个最短充电时间对应车辆的电池容量求平均，或者选择t₃₁～t₃₅及t₅₁～t₆₀这15个最短充电时间对应车辆的电池容量求平均。

步骤S3、根据所述对应车辆的电池容量与所述平均电池容量判断异常最短充电时间，并对异常最短充电时间进行修正或剔除。

其中，判断异常最短充电时间的方法可以是：若某一最短充电时间t_n所对应的车辆的电池容量C_n与所述平均电池容量之间的差值不在预设范围内，则判断该最短充电时间t_n为异常最短充电时间。比如，若电池容量C_n小于平均电池容量的90％或者大于平均电池容量的150％，则认为最短充电时间t_n为异常最短充电时间。应当理解的是，此处90％、150％仅是举例，本领域技术人员可根据具体情况设置其它值，此处的核心在于利用最短充电时间对应车辆的电池容量来与平均电池容量进行比较以挑选出异常最短充电时间。

在利用上述方法挑选出异常最短充电时间之后，需对异常最短充电时间进行修正或剔除。对于判断出的异常最短充电时间t_n，具体可采用如下方式进行修正或剔除：

对该充电桩中初始SOC为n％到最终SOC为100％的充电记录，除异常最短充电时间t_n对应的充电记录外，计算每条记录对应的车辆的电池容量，然后选取与所述平均电池容量之间的差值在所述预设范围内的电池容量所对应的充电记录中的最短充电时间，用以更新异常最短充电时间t_n的值，完成修正；若计算出的每条记录对应车辆的电池容量中，不存在与所述平均电池容量之间的差值在所述预设范围内的电池容量，则剔除异常最短充电时间t_n的值，予以空置。比如，通过前述方法判断出从初始SOC为20％到最终SOC到100％的最短充电时间t₂₀是异常最短充电时间，那么对该最短充电时间进行修正的方式是：先计算该充电桩中从20％充电到100％的每一充电记录对应车辆的电池容量(计算方法前面已提到过)，若某一电池容量的值处于平均电池容量的90％～150％之间，则选取该电池容量所对应的充电记录中的充电时间作为更新的最短充电时间t₂₀；若满足处于平均电池容量的90％～150％之间的电池容量有两个以上，则选取满足条件的这些电池容量对应的充电时间中的最小者作为更新的最短充电时间t₂₀，从而完成修正。如果不存在处于平均电池容量的90％～150％之间的电池容量，则无法修正异常最短充电时间t₂₀，可将t₂₀的值暂时空置。

步骤S4、对经步骤S3处理后的最短充电时间数据进行逐条处理，以使最短充电时间满足：较小初始SOC到最终SOC为100％的最短充电时间总是大于较大初始SOC到最终SOC为100％的最短充电时间。

具体而言，对于经过步骤S3处理后的最短充电时间数据，按相应初始SOC由大到小的顺序进行逐条处理，当出现t_n≥t_n-1的情况时，使t_n变小或者使t_n-1变大。应当理解的是，对于空置的最短充电时间则无需进行步骤S4的处理。当出现t_n≥t_n-1的情况时，使t_n变小或者使t_n-1变大，具体包括如下几种情况：

情况一、当最短充电时间t_n大于或等于连续三个以上最短充电时间t_n-1、t_n-2、t_n-3、…、t₀时，使最短充电时间t_n变小，但由于已是“最短”充电时间，找不到从n％充电到100％的更短充电时间，因此变小的操作为使最短充电时间t_n的值暂时空置；

情况二、当t_n≥t_n-1且t_n≥t_n-2且t_n＜t_n-3≤σt_n时，使最短充电时间t_n变小，变小的操作为使最短充电时间t_n的值空置；其中σ为预设的大于1的值。此处所要表明的是t_n-3比t_n大但大得不多，因此σ优选地是略大于1的值，比如1.02、1.05、1.08、1.1等等；

情况三、当t_n≥t_n-1且t_n＜t_n-2时，使最短充电时间t_n-1变大，变大的操作为：从充电桩中初始SOC为(n-1)％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中找出大于t_n且小于t_n-2的最小值来更新最短充电时间t_n-1的值；若充电桩中初始SOC为(n-1)％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中不存在大于t_n且小于t_n-2的值，则将最短充电时间t_n-1的值空置；

情况四、当t_n≥t_n-1且t_n≥t_n-2且t_n-3＞σt_n时，使最短充电时间t_n-1和t_n-2变大，变大的操作为：先从充电桩中初始SOC为(n-1)％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中找出大于t_n且小于t_n-3的最小值来更新t_n-1的值，如果不存在这样的值则将t_n-1空置；再从充电桩中初始SOC为(n-2)％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中找出大于更新的t_n-1(如果上一步t_n-1空置了，则此处用t_n)且小于t_n-3的最小值来更新t_n-2的值，如果不存在这样的值则将t_n-2空置。

经过步骤S4后，检查所有t_n与t_n-1或t_n+1之间的差值，如果t_n与t_n-1或t_n+1之间的差值过大，影响结果的准确性，因此我们假设如果t_n与t_n-1或t_n+1之间的差值超过预设值(如20％t_n或10％t_n等)，则判断t_n为异常最短充电时间，予以空置。

由于在步骤S1中获取初始SOC分别为0、1％、2％、…、n％、…、99％充电到最终SOC为100％的最短充电时间时，有可能不存在某个(甚至某几个)初始SOC充电到SOC为100％的充电记录，因此对应的最短充电时间暂时空置；另外，在步骤S3的处理过程中可能产生由于无法修正而暂时空置的最短充电时间；再者，在步骤S4的处理过程中也可能产生空置的最短充电时间，最后，在步骤S4之后，如果t_n与t_n-1或t_n+1之间的差值超过预设值也将其最短充电时间空置。这样一来，当出现了空置的最短充电时间，还需要进行补缺。

对空置的最短充电时间进行补缺时，按初始SOC的值由大到小的顺序依次对空置的最短充电时间进行补缺，具体可采用如下方式对某一空置的最短充电时间t_n进行补充：

用t_n→m与t_m→100之和作为最短充电时间t_n的值；t_n→m表示从初始SOC为n％充电到结束SOC为m％的最短充电时间；t_m→100表示从初始SOC为m％充电到最终SOC为100％的最短充电时间；其中n＜m＜100；

若t_n→m与t_m→100之和未介于t_n-1与t_n+1之间，则使t_n-1、t_n、t_n+1之间的公差为d，即t_n-1-t_n＝t_n-t_n+1＝d，换言之，t_n+1+2d＝t_n-1，即d＝(t_n-1-t_n+1)/2，t_n＝t_n+1+d；其中t_n-1与t_n+1分别表示从初始SOC为(n-1)％、(n+1)％充电到SOC为100％的最短充电时间；

若t_n→m与t_m→100之和未介于t_n-1与t_n+1之间，且t_n-1、t_n-2、…、t_n-p也为空置时，重复上述处理过程使t_n+1、t_n、t_n-1、t_n-2、…、t_n-p之间的公差为d，用t_n-p-1和t_n+1的值求得公差d，求法为d＝(t_n-p-1-t_n+1)/(p+2)，则t_n＝t_n+1+d，t_n-1＝t_n+1+2d，…，t_n-p＝t_n+1+(p+1)d；其中，1≤n-p≤99，t_n-p-1、t_n-2、t_n-1与t_n+1分别表示从初始SOC为(n-p-1)％、(n-2)％、(n-1)％、(n+1)％充电到SOC为100％的最短充电时间；

若t_n→m与t_m→100之和未介于t_n-1与t_n+1之间，且t_n-1、t_n-2、…、t₀的值均为空置，那么令t_n-t_n+1＝t_n-1-t_n＝t_n-2-t_n-1＝…＝t₁-t₀＝d，即t_n＝t_n+1+d，t_n-1＝t_n+d，t_n-2＝t_n-1+d，…，t₀＝t₁+d。

步骤S5、对某一起始SOC的充电记录，将其充电时间与经过步骤S4处理后得到的最短充电时间数据中同一起始SOC对应的最短充电时间进行比较，计算过度充电时间。以经步骤S4处理后的最短充电时间数据为基准，对于充电桩的某条充电记录，将该记录中起始SOC到结束SOC的充电时间减去作为基准的数据中同一起始SOC到SOC为100％的最短充电时间，如果差值小于或等于0说明不存在过充；如果差值大于0，则差值即为过度充电的时间。

下面通过一个具体的例子来对本发明前述的过度充电时间计算方法进行说明。

第一步、以编号为1的充电桩为目标，对于充电桩1，其历史充电记录如表1：

表1充电桩1的部分历史充电记录

得到的最短充电时间如表2：

表2充电桩1的最短充电时间

其中，“/”代表空置。比如，充电桩1当前的历史充电记录中不存在由1％充电到100％的充电记录，因此对应的最短充电时间暂时空置。根据前述步骤S2及S3，判断出上表2中划线的最短充电时间为异常最短充电时间。

第二步、利用每一最短充电时间及其对应的充电量，分别计算对应车辆的电池容量以及该充电桩服务车辆的平均电池容量：

以初始soc为40％，充电结束soc为100％为例，其最短充电时间对应的充电量为45.44kW.h，通过计算得到其车辆的电池容量为：45.44/(100-40)*100≈75.73kW.h。

下面选择t₂₁～t₃₀这10个最短充电时间对应车辆的电池容量求服务车辆的平均电池容量：初始soc为21％到充电结束soc为100％的最短充电时间为4129(s)，该条充电记录对应的充电量为68.44(kW.h)，通过计算得到服务车辆的电池容量为(68.44/(100-21))*100≈86.63(kW.h),以此类推，初始soc为22％、23％…30％的服务车辆的电池容量分别为：85.21、92.99、87.24、83.97、88.24、84.08、86.67、89.97、86.03(kW.h),平均值为87.103(kW.h),且C_n与C_n-1或C_n+1之间的差值未超过预设值(10％C_n)，那么服务车辆平均电池容量的90％为78.39(kW.h),服务车辆平均电池容量的150％为130.65(kW.h)，其中，C_n为初始soc为n％到充电结束soc为100％的最短充电时间对应的车辆电池容量。

第三步、对上表2中异常最短充电时间进行修正或剔除。根据前述步骤S3进行修正或剔除之后，得到如下表3所示的数据：

表3修正或剔除异常最短充电时间后的数据

初始soc

时间(s)

初始soc

时间(s)

初始soc

时间(s)

初始soc

时间(s)

0

/

25％

3882

50％

2810

75％

1452

1％

/

26％

3948

51％

2743

76％

1410

2％

/

27％

3725

52％

2764

77％

1387

3％

/

28％

3819

53％

2574

78％

1331

4％

/

29％

3852

54％

2524

79％

1234

5％

/

30％

3629

55％

2485

80％

1191

6％

/

31％

3862

56％

2325

81％

<u>1121</u>

7％

7337

32％

3589

57％

2473

82％

<u>1024</u>

8％

/

33％

3731

58％

2322

83％

1027

9％

5008

34％

3724

59％

2275

84％

970

10％

/

35％

3611

60％

2258

85％

<u>982</u>

11％

4528

36％

3523

61％

2148

86％

921

12％

/

37％

3432

62％

2150

87％

<u>778</u>

13％

4571

38％

3280

63％

2222

88％

677

14％

4581

39％

3491

64％

2061

89％

<u>699</u>

15％

4483

40％

<u>3255</u>

65％

<u>1821</u>

90％

<u>666</u>

16％

4321

41％

3091

66％

1979

91％

<u>857</u>

17％

4469

42％

3082

67％

1917

92％

<u>631</u>

18％

4532

43％

2979

68％

1899

93％

<u>539</u>

19％

4183

44％

2866

69％

<u>1743</u>

94％

544

20％

4123

45％

2962

70％

1839

95％

<u>464</u>

21％

4129

46％

2922

71％

1540

96％

/

22％

3995

47％

2825

72％

1585

97％

<u>319</u>

23％

4321

48％

2903

73％

1689

98％

<u>311</u>

24％

4059

49％

3109

74％

1461

99％

/

可以看出，40％充电到100％的最短充电时间对应车辆的电池容量为75.73kW.h，不在78.39(kW.h)与130.65(kW.h)之间，所以对其最短充电时间进行了修正，由于从99％充电到100％的最短充电时间无法修正，进而予以空置。

第四步、对表3的最短充电时间数据进行逐条处理，使得初始SOC为n％充电到SOC为100％的最短充电时间总是小于初始SOC为(n-1)％充电到SOC为100％的最短充电时间，即，使t_n总是小于t_n-1。因为，理论上剩余电量越少(SOC越小)，充电到100％所需的时间越长。

从初始SOC由大到小的顺序开始逐条处理。在表3中，从初始SOC为99％开始比较，首先我们可以看到，初始SOC为94％所对应的最短充电时间t₉₄(544s)大于初始SOC为93％所对应的最短充电时间t₉₃(539s)，此时应该使t₉₄变小或者使t₉₃变大，在表4中用③表示变大操作，①表示变小(空置)操作。

具体应该使t₉₄变小还是使t₉₃变大，可以按照以下的方式进行：将t₉₄与t₉₃、t₉₂、t₉₁进行比较后发现，t₉₄大于t₉₃但小于t₉₂，此时认为是t₉₃存在异常，应使t₉₃变大(对应前述步骤S4中所述的当t_n≥t_n-1且t_n＜t_n-2时，使最短充电时间t_n-1变大)。参考前述步骤S4，此种情况下变大的操作为：从充电桩1中初始SOC为93％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中找出大于t₉₄且小于t₉₂的最小值来更新最短充电时间t₉₃；若充电桩中初始SOC为93％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中不存在大于t₉₄且小于t₉₂的值，则将最短充电时间t₉₃的值空置。此例中从充电桩1中初始SOC为93％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中找到了大于t₉₄的最小值为694s，但不小于631s,因此将t₉₃空置。表4中括号内的时间表示逐条处理之后更新的时间。

处理了t₉₄之后，接着看t₉₃，判断是否满足t₉₃小于t₉₂的条件，满足就继续按顺序处理；不满足就对照前述步骤S4的方法进行处理。处理结果如下表4所示(以σ＝1.05为例)：

表4逐条处理过程(按照n＝99、98、…、1的顺序)

处理过程说明：

当进行到n＝94时，t_n＝t₉₄＝544s，t_n-1＝t₉₃＝539s，t_n-2＝t₉₂＝631s，出现t_n≥t_n-1且t_n＜t_n-2的情况，此时应使最短充电时间t_n-1即t₉₃变大，变大的操作为从充电桩1中初始SOC为93％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中找出大于t₉₄的最小值来更新最短充电时间t₉₃，找到了694s，但大于t₉₂＝631s,因此将最短充电时间t₉₃空置；完成了n＝94的处理之后，将进行n＝93的处理：

当n＝93时，最短充电时间空置默认符合条件，因此继续往下，进行n＝92的处理：

当n＝92时，也满足t_n＜t_n-1，因此继续往下，进行n＝91的处理：

当n＝91时，出现t_n大于连续三个最短充电时间t_n-1、t_n-2、t_n-3的情况，此时应使最短充电时间t_n变小，即空置；接着看n＝90时的情况，这样逐条往下进行处理，完成处理后，除去空置的数据外，都满足t_n＜t_n-1。

第五步、检查所有t_n与t_n-1或t_n+1之间的差值是否过大并按照前述提到的对空置的数据进行补缺的方法对所有空置的数据进行补充。得到下表5的数据：

表5补缺后最终的最短充电时间数据

第六步、以经第五步处理后的最短充电时间数据(比如表5)为基准，判断某条充电记录是否存在过度充电以及过度充电时间是多少：对于某条充电记录，用其初始SOC到充电结束SOC的充电时间减去作为基准的最短充电时间数据中从同一初始SOC到最终SOC为100％的最短充电时间，若差值小于或等于0，则不存在过充；若差值大于0则存在过充，差值即为过充时间。

比如，下表6中充电桩1所记录的6条充电记录，与表5中对应的起始SOC的最短充电时间进行比较后，得出了过充计算结果：

表6

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车过度充电时间的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据充电桩的历史充电记录，获取电动汽车从多个初始SOC分别充电到最终SOC为100％的最短充电时间；

S2、利用每一最短充电时间及其对应的充电量，分别计算对应车辆的电池容量，以及计算该充电桩服务车辆的平均电池容量；

S3、根据所述对应车辆的电池容量与所述平均电池容量判断异常最短充电时间，并对异常最短充电时间进行修正或剔除；

S4、对经步骤S3处理后的最短充电时间数据进行逐条处理，以使最短充电时间满足：较小初始SOC到最终SOC为100％的最短充电时间总是大于较大初始SOC到最终SOC为100％的最短充电时间；

S5、对某一起始SOC的充电记录，将其充电时间与经过步骤S4处理后得到的最短充电时间数据中同一起始SOC对应的最短充电时间进行比较，计算过度充电时间。

2.如权利要求1所述的电动汽车过度充电时间的计算方法，其特征在于，步骤S1中，获取电动汽车从初始SOC分别为0、1％、2％、…、n％、…、99％充电到最终SOC为100％的最短充电时间t₀、t₁、t₂、…、t_n、…、t₉₉；其中，若不存在某一初始SOC到最终SOC为100％的充电记录，则该初始SOC到最终SOC为100％的最短充电时间空置。

3.如权利要求1所述的电动汽车过度充电时间的计算方法，其特征在于，步骤S2具体包括：对于某一最短充电时间，其对应车辆的电池容量为该最短充电时间内的充电量除以SOC增加值；对计算出的车辆的电池容量求均值，得到所述平均电池容量。

4.如权利要求3所述的电动汽车过度充电时间的计算方法，其特征在于，步骤S2还包括：在对计算出的车辆的电池容量求均值以计算所述平均电池容量之前，预先剔除异常电池容量；

其中，剔除异常电池容量的方法为：设最短充电时间t_n、t_n-1、t_n+1对应车辆的电池容量分别为C_n、C_n-1、C_n+1，若C_n与C_n-1或C_n+1之间的差值超过预设值，则判断C_n为异常电池容量，予以剔除；其中，t_n、t_n-1、t_n+1分别表示从初始SOC为n％、(n-1)％、(n+1)％充电到最终SOC为100％所对应的最短充电时间。

5.如权利要求1所述的电动汽车过度充电时间的计算方法，其特征在于，步骤S3中判断异常最短充电时间的方法包括：

若某一最短充电时间t_n所对应的车辆的电池容量C_n与所述平均电池容量之间的差值不在预设范围内，则判断该最短充电时间t_n为异常最短充电时间。

6.如权利要求5所述的电动汽车过度充电时间的计算方法，其特征在于，步骤S3中对异常最短充电时间t_n进行修正或剔除，包括：

对该充电桩中初始SOC为n％到最终SOC为100％的充电记录，除异常最短充电时间t_n对应的充电记录外，计算每条记录对应的车辆的电池容量，然后选取与所述平均电池容量之间的差值在所述预设范围内的电池容量所对应的充电记录中的最短充电时间，用以更新异常最短充电时间t_n的值，完成修正；若计算出的每条记录对应车辆的电池容量中，不存在与所述平均电池容量之间的差值在所述预设范围内的电池容量，则剔除异常最短充电时间t_n的值，予以空置。

7.如权利要求1所述的电动汽车过度充电时间的计算方法，其特征在于，步骤S4具体包括：

对于经过步骤S3处理后的最短充电时间数据，按相应初始SOC由大到小的顺序进行逐条处理，当出现t_n≥t_n-1的情况时，使t_n变小或者使t_n-1变大。

8.如权利要求7所述的电动汽车过度充电时间的计算方法，其特征在于，步骤S4中，当出现t_n≥t_n-1的情况时，使t_n变小或者使t_n-1变大，包括：

当最短充电时间t_n大于或等于连续三个以上最短充电时间t_n-1、t_n-2、t_n-3、…、t₀时，使最短充电时间t_n变小，变小的操作为使最短充电时间t_n的值空置；

当t_n≥t_n-1且t_n≥t_n-2且t_n＜t_n-3≤σt_n时，使最短充电时间t_n变小，变小的操作为使最短充电时间t_n的值空置；其中σ为预设的大于1的值；

当t_n≥t_n-1且t_n＜t_n-2时，使最短充电时间t_n-1变大，变大的操作为：从充电桩中初始SOC为(n-1)％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中找出大于t_n且小于t_n-2的最小值来更新最短充电时间t_n-1的值；若充电桩中初始SOC为(n-1)％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中不存在大于t_n且小于t_n-2的值，则将最短充电时间t_n-1的值空置；

当t_n≥t_n-1且t_n≥t_n-2且t_n-3＞σt_n时，使最短充电时间t_n-1和t_n-2变大，变大的操作为：先从充电桩中初始SOC为(n-1)％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中找出大于t_n且小于t_n-3的最小值来更新t_n-1的值，再从充电桩中初始SOC为(n-2)％到最终SOC为100％的充电记录的充电时间中找出大于更新的t_n-1且小于t_n-3的最小值来更新t_n-2的值，如果不存在这样的值则将其空置。

9.如权利要求1所述的电动汽车过度充电时间的计算方法，其特征在于，在步骤S4和S5之间还包括如下步骤：

经过步骤S4处理后，如果t_n与t_n-1或t_n+1之间的差值超过预设值，则判断t_n为异常最短充电时间，予以空置；

然后，对空置的最短充电时间进行补缺；其中，空置的最短充电时间包括：步骤S1中获取最短充电时间时因不存在某一初始SOC到最终SOC为100％的充电记录而空置的最短充电时间、步骤S3中被剔除的异常最短充电时间、步骤S4中进行逐条处理时被空置的最短充电时间以及步骤S4之后空置的最短充电时间。

10.如权利要求9所述的电动汽车过度充电时间的计算方法，其特征在于，进行所述补缺时，按初始SOC的值由大到小的顺序依次对空置的最短充电时间进行补缺，对某一空置的最短充电时间t_n进行补充的方法包括：

用t_n→m与t_m→100之和作为最短充电时间t_n的值；t_n→m表示从初始SOC为n％充电到结束SOC为m％的最短充电时间；t_m→100表示从初始SOC为m％充电到最终SOC为100％的最短充电时间；其中n＜m＜100；

若t_n→m与t_m→100之和未介于t_n-1与t_n+1之间，则使t_n-1、t_n、t_n+1之间的公差为d，即t_n-1-t_n＝t_n-t_n+1＝d，换言之，t_n+1+2d＝t_n-1，即d＝(t_n-1-t_n+1)/2，t_n＝t_n+1+d；其中t_n-1与t_n+1分别表示从初始SOC为(n-1)％、(n+1)％充电到SOC为100％的最短充电时间；

若t_n→m与t_m→100之和未介于t_n-1与t_n+1之间，且t_n-1、t_n-2、…、t_n-p也为空置时，使t_n+1、t_n、t_n-1、t_n-2、…、t_n-p之间的公差为d，用t_n-p-1和t_n+1的值求得公差d，求法为d＝(t_n-p-1-t_n+1)/(p+2)，则t_n＝t_n+1+d，t_n-1＝t_n+1+2d，…，t_n-p＝t_n+1+(p+1)d；其中，1≤n-p≤99，t_n-p-1、t_n-2、t_n-1与t_n+1分别表示从初始SOC为(n-p-1)％、(n-2)％、(n-1)％、(n+1)％充电到SOC为100％的最短充电时间；

若t_n→m与t_m→100之和未介于t_n-1与t_n+1之间，且t_n-1、t_n-2、…、t₀的值均为空置，那么令t_n-t_n+1＝t_n-1-t_n＝t_n-2-t_n-1＝…＝t₁-t₀＝d，即t_n＝t_n+1+d，t_n-1＝t_n+d，t_n-2＝t_n-1+d，…，t₀＝t₁+d。

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