CN113872268A - 一种电动汽车电池快充末期充电方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车电池快充末期充电方法、装置及存储介质，该方法包括：获取电池快充末期电压曲线；对电压曲线进行切线拟合，得到多个电压变化率；根据电压曲线确定电压范围和电压变化率的第一对应关系表；根据电压变化率建立电压变化率和快充电流的第二对应关系；基于电池充电末期当前电压值，根据第一对应关系表和第二对应关系确定当前充电电流。通过实施本发明，对获取的电压曲线作切线拟合得到多个电压变化率，根据电压变化率的变化情况确定对应的电流值；由此，确定当前电压值后，即可确定充电电流值。因此，该方法能有效控制快充末期的充电电流，延长恒流充电时间，缩短整体充电时间，避免提早进入恒压充电或触发充电截止电压。

Description

一种电动汽车电池快充末期充电方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域，具体涉及一种电动汽车电池快充末期充电方法、装置及存储介质。

背景技术

近年来，我国电动汽车产业快速发展，电动汽车保有量快速增长。随着电动汽车的快速普及，充电系统越来越完善，快充技术得到了广泛应用，大大地缩短了充电时间，增加了用车的便利性。

目前，电动汽车充电时大多采用恒流－恒压充电，即先以恒定的电流对电池进行充电，当电池电压达到上限电压时，再以恒定的电压对电池充电直至电池充满。当采用磷酸铁锂电池，如图1所示，基于其充电特性区域，在充电末期电池电压上升较快。

当采用快充方式充电时，由于充电电流大，快充末期电压上升速度更快，容易提早进入恒压充电或触发充电截止电压而停止充电。若电池因提早进入恒压充电会延长总的充电时间。若触发充电截止电压而停止充电，则会导致电池不能完全被充满，不能完全发挥电池的容量特性，降低续航里程和用户体验。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了涉及一种电动汽车电池快充末期充电方法、装置及存储介质，以解决现有技术采用快充充电时容易提早进入恒压充电或触发充电截止电压而停止充电的技术问题。

本发明提出的技术方案如下：

本发明实施例第一方面提供一种电动汽车电池快充末期充电方法，包括：获取电池快充末期电压曲线；对所述电压曲线进行切线拟合，得到多个电压变化率；根据所述电压曲线确定电压范围和电压变化率的第一对应关系表；根据所述电压变化率建立电压变化率和快充电流的第二对应关系；基于电池充电末期当前电压值，根据所述第一对应关系表和第二对应关系确定当前充电电流。

结合本发明实施例第一方面，在第一方面第一实施方式中，在所述第二对应关系中，电压变化率越大，对应的快充电流越小。

结合本发明实施例第一方面，在第一方面第二实施方式中，根据所述电压变化率建立电压变化率和快充电流的第二对应关系，包括：判断所述电压变化率的大小；当所述电压变化率小于第一预设值时，根据第一预设关系确定第二对应关系。

结合本发明实施例第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述第一预设关系通过以下公式计算得到：

I＝Aconst*(1-dv/dt)

其中，I表示快充充电电流，dv/dt表示电压变化率，Aconst表示恒流快充初始的充电电流。

结合本发明实施例第一方面第二实施方式，在第一方面第四实施方式中，根据所述电压变化率建立电压变化率和快充电流的第二对应关系，还包括：当所述电压变化率大于等于第一预设值时，判断所述电压变化率是否小于第二预设值；当所述电压变化率大于等于第一预设值小于等于第二预设值时，根据第一电池充电速率确定第二对应关系。

结合本发明实施例第一方面第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，根据所述电压变化率建立电压变化率和快充电流的第二对应关系，还包括：当所述电压变化率大于第二预设值时，根据第二电池充电速率确定第二对应关系，所述第二电池充电速率小于所述第一电池充电速率。

结合本发明实施例第一方面，在第一方面第六实施方式中，拟合得到的电压变化率个数大于等于5个。

本发明实施例第二方面提供一种电动汽车电池快充末期充电装置，包括：曲线获取模块，用于获取电池快充末期电压曲线；拟合模块，用于对所述电压曲线进行切线拟合，得到多个电压变化率；第一关系表确定模块，用于根据所述电压曲线确定电压范围和电压变化率的第一对应关系表；第二关系表确定模块，用于根据所述电压变化率建立电压变化率和快充电流的第二对应关系；充电电流确定模块，用于基于电池充电末期当前电压值，根据所述第一对应关系表和第二对应关系确定当前充电电流。

本发明实施例第三方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述的电动汽车电池快充末期充电方法。

本发明实施例第四方面提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述的电动汽车电池快充末期充电方法。

本发明提供的技术方案，具有如下效果：

本发明实施例提供的电动汽车电池快充末期充电方法、装置及存储介质，通过获取快充末期电压曲线，对电压曲线作切线拟合得到多个电压变化率，同时根据电压变化率的变化情况确定对应的充电电流值；由此，在确定电池的当前电压值后，可以基于确定的对应关系确定当前的充电电流值，并采用确定的充电电流值对电池充电。因此，采用该充电方法能有效控制快充末期的充电电流，延长恒流充电时间，更有效地缩短整体充电时间，同时避免提早进入恒压充电或触发充电截止电压。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是根据本发明实施例的电动汽车电池快充末期充电方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的电动汽车电池快充充电特性曲线；

图3是根据本发明实施例的电动汽车电池快充末期充电特性曲线；

图4是根据本发明另一实施例的电动汽车电池快充末期充电方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的电动汽车电池快充末期充电装置的结构框图；

图6是根据本发明实施例提供的计算机可读存储介质的结构示意图；

图7是根据本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种电动汽车电池快充末期充电方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S101：获取电池快充末期电压曲线。

在一实施方式中，该充电方法可以应用于采用恒流－恒压方式充电的电池。具体地，在确定快充末期电压曲线之前，可以先获取快充整个过程的电压曲线。同时，为了使得获取的电压曲线更加准确，可以获取相同类型电池的历史充电特性曲线。例如，需要确定磷酸铁锂电池的快充末期充电方法，可以获取磷酸铁锂电池的历史充电特性曲线。此外，也可以选择和该电动汽车电池同类型的电池进行试验，得到其充电特性曲线。本发明实施例对该充电特性曲线的获取方式不做限定。其中，当对磷酸铁锂电池充电时，其充电特性曲线如图2所示。

在确定历史充电特性曲线后，可以根据目前对于快充末期的定义由充电特性曲线确定快充末期电压曲线；例如，将充电特性曲线的最后十分钟作为快充末期电压曲线。也可以根据充电特性曲线中电压的变化情况确定快充末期电压曲线；例如，将充电特性曲线中电压变化较快的部分快充末期电压曲线。本发明实施例对于快充末期电压曲线的确定方式不做限定。

步骤S102：对电压曲线进行切线拟合，得到多个电压变化率。

在一实施方式中，在确定快充末期电压曲线之后，可以根据曲线的形状或者说电压的变化情况对电压曲线进行切线拟合。例如，在曲线较为平缓的部分可以只拟合一次，在曲线较为陡峭或者电压变化较快的部分可以拟合得到多个电压变化率。具体可以设置电压阈值，当每分钟电压变化超过电压阈值时，就进行一次拟合。

在一实施方式中，当确定的快充末期电压曲线如图3所示时，根据上述拟合方式对该电压曲线进行切线拟合，最终得到五个等级的电压变化率dv1/dt1、dv2/dt2、dv3/dt3、dv4/dt4、dv5/dt5。并且，根据电压曲线中电压变化情况，五个等级的电压变化率的关系表示为dv1/dt1＜dv2/dt2＜dv3/dt3＜dv4/dt4＜dv5/dt5。

步骤S103：根据电压曲线确定电压范围和电压变化率的第一对应关系表；具体地，在得到多个电压变化率之后，可以根据拟合得到每个电压变化率时对应的电压范围，确定电压范围和电压变化率的第一对应关系表。例如，通过对电压曲线上电压变化为V1－V2的一段曲线拟合得到电压变化率dv/dt，则根据电压变化V1－V2和电压变化率dv/dt的对应关系可以建立第一对应关系表。

在一实施方式中，当根据图3进行切线拟合得到五个等级的电压变化率时，可以根据拟合过程确定每个电压变化率对应的电压范围。例如，当拟合计算得到的五个电压变化率分别为0.073mV/s、0.220mV/s、0.627mV/s、1.839mV/s、4.000mV/s，且确定的对应电压范围为3400－3430、3430－3445、3445－3485、3485－3535、3535－3650时，可以得到如表1所示的第一对应关系表。

表1

电压等级	电压范围(mV)	电压变化率(mV/s)
			1	3400－3430	0.073
2	3430－3445	0.220
			3	3445－3485	0.627
4	3485－3535	1.839
			5	3535－3650	4.000

步骤S104：根据电压变化率建立电压变化率和快充电流的第二对应关系；具体地，在确定电压变化率之后，确定每一变化率对应的快充电流值。通过上述表1可以看出，进入充电末期，电压变化率越来越快，为了避免电池电压上升过快而提早进入恒压充电或触发充电截止电压而停止充电，相应降低充电充电电流，延长恒流充电时间，更有效地缩短整体充电时间，同时避免提早进入恒压充电或触发充电截止电压。

在一实施方式中，在快充充电末期，由于电压变化率由慢变快，则充电电流逐级减小，有效控制快充末期的充电电流，缩短充电时间。具体地，根据电压变化率设置对应的充电电流，即每个电压变化率对应一个电流值；当电压变化率为五个等级时，充电电流也可以相应设置五个值：电流1、电流2、电流3、电流4、电流5，且电流1＞电流2＞电流3＞电流4＞电流5。其中，充电电流具体值可以根据电压变化率的变化以及需要延长的恒流充电时间确定。例如，需要延长的恒流充电时间较长时，电流值可以整体设置较小；需要延长的恒流充电时间较短时，电流值可以整体设置较大。通过确定的电流值和电压变化率即可确定第二对应关系。

步骤S105：基于电池充电末期当前电压等级，根据第一对应关系表和第二对应关系确定当前充电电流。具体地，当实际在对电动汽车电池充电时，可以实时采集获取当前的电压值，通过第一对应关系表确定当前电压值所在的电压范围，继而根据该电压范围确定对应的电压变化率等级；再根据第二对应关系确定当前电压变化率等级确定当前的充电电流值。例如，当当前电流值为3450mV时，根据表1确定电压变化率为第三等级0.627；再根据第二对应关系确定电压变化率为第三等级时对应的电流3；最后基于电流3对电池充电。此外，在充电末期，需要实时监测当前电压值，并根据第一对应关系表和第二对应关系判断是否需要调整当前充电电流值。

本发明实施例提供的电动汽车电池快充末期充电方法，通过获取快充末期电压曲线，对电压曲线作切线拟合得到多个电压变化率，同时根据电压变化率的变化情况确定对应的充电电流值；由此，在确定电池的当前电压值后，可以基于确定的对应关系确定当前的充电电流值，并采用确定的充电电流值对电池充电。因此，采用该充电方法能有效控制快充末期的充电电流，延长恒流充电时间，更有效地缩短整体充电时间，同时避免提早进入恒压充电或触发充电截止电压。

作为本发明实施例的一种可选地的实施方式，在快充末期，电压变化率开始变化较小，后面变化较大。同时，从表1也可以看出，开始电压变化率小于1，后期大于等于1。由此，如图4所示，根据电压变化率建立电压变化率和快充电流的第二对应关系，包括如下步骤：

步骤S201：判断电压变化率的大小；具体地，由于充电电流根据电压变化率确定，因此在确定第二对应关系时，先判断电压变化率的大小，判断其处于变化较小的阶段还是变化较大的阶段，从而确定相应的充电电流。

步骤S202：当电压变化率小于第一预设值时，根据第一预设关系确定第二对应关系。具体地，当电压变化率小于第一预设值时，此时电压变化相对缓慢，电池可以较大电流进行充电，并跟随电压变化率的增大自适应较小。例如，当确定的第一对应关系表如表1所示时，该第一预设值为1。此外，该第一预设值也可以根据实际确定的第一对应关系表确定。其中，在确定充电电流时，可以以恒流初始阶段的充电电流Aconst以及相应的电压变化率为基准，得到充电电流。

在一实施方式中，第一预设关系通过以下公式计算得到：

I＝Aconst*(1-dv/dt)

其中，I表示快充充电电流，dv/dt表示电压变化率，Aconst表示恒流快充初始的充电电流。

当采用该公式计算充电电流时，随着电压变化率的增大，充电电流逐渐减少。如计算的电压变化率如表1所示，将相应的小于1的电压变化率代入上述公式，得到相应的充电电流为0.927＊Aconst，0.780＊Aconst，0.373＊Aconst。由此可见，电压变化率小于第一预设值时，利用上述公式可有效实现充电电流自适应递减，且电压变化率变化越快，充电电流减少越多。通过降低充电电流，有效降低电压上升速率，延长恒流充电时间。

步骤S203：当电压变化率大于等于第一预设值时，判断电压变化率是否小于第二预设值；具体地，当电压变化率大于等于第一预设值时，电压变化较快，此时，也可以根据电压变化快慢将电压变化率分为两个阶段，即是否小于第二预设值以及是否大于等于第二预设值。当确定的第一对应关系如表1所示时，可以将电压变化率分为大于等于1小于2以及大于等于2两个阶段。

步骤S204：当电压变化率大于等于第一预设值小于等于第二预设值时，根据第一电池充电速率确定第二对应关系。具体地，当电压变化率大于等于第一预设值小于等于第二预设值时，电压上升速度较快，电池应以较小电流充电。例如，当电压变化率大于等于1小于2时，以0.3C的电流充电，能够有效避免电压过快上升，同时不会触发充电截止电压。其中，C表示电池充电速率，如电池的额定容量为1000mAh，1C充电即表示以1000mA电流充电，1小时可充满。0.3C即表示以300mA电流充电，3.3小时可充满。

步骤S205：当电压变化率大于第二预设值时，根据第二电池充电速率确定第二对应关系，第二电池充电速率小于第一电池充电速率。具体地，当电压变化率大于第二预设值时，电池电压上升速度快，电池应以小电流充电。例如，当电压变化率大于2时，以0.2C的电流充电。此时处于恒流充电的结束区，充电时间最短，短时间恒流充电后进入恒压充电阶段。在恒压充电阶段，一般以0.1C检测电流作为恒压阶段充电完成的判断条件。因此，在恒流充电阶段结束区，当2≤dv/dt时，为避免误判充电完成同时抑制电压过快上升，以0.2C的电流充电。

本发明实施例还提供一种电动汽车电池快充末期充电装置，如图5所示，该装置包括：

曲线获取模块，用于获取电池快充末期电压曲线；详细内容参见上述方法实施例中步骤S101的相关描述。

拟合模块，用于对所述电压曲线进行切线拟合，得到多个电压变化率；详细内容参见上述方法实施例中步骤S102的相关描述。

第一关系表确定模块，用于根据所述电压曲线确定电压等级和电压变化率的第一对应关系表；详细内容参见上述方法实施例中步骤S103的相关描述。

第二关系表确定模块，用于根据所述电压变化率建立电压变化率和快充电流的第二对应关系；详细内容参见上述方法实施例中步骤S104的相关描述。

充电电流确定模块，用于基于电池充电末期当前电压等级，根据所述第一对应关系表和第二对应关系确定当前充电电流。详细内容参见上述方法实施例中步骤S105的相关描述。

本发明实施例提供的电动汽车电池快充末期充电装置，通过获取快充末期电压曲线，对电压曲线作切线拟合得到多个电压变化率，同时根据电压变化率的变化情况确定对应的充电电流值；由此，在确定电池的当前电压值后，可以基于确定的对应关系确定当前的充电电流值，并采用确定的充电电流值对电池充电。因此，采用该充电装置能有效控制快充末期的充电电流，延长恒流充电时间，更有效地缩短整体充电时间，同时避免提早进入恒压充电或触发充电截止电压。

本发明实施例提供的电动汽车电池快充末期充电装置的功能描述详细参见上述实施例中电动汽车电池快充末期充电方法描述。

本发明实施例还提供一种存储介质，如图6所示，其上存储有计算机程序601，该指令被处理器执行时实现上述实施例中电动汽车电池快充末期充电方法的步骤。该存储介质上还存储有音视频流数据，特征帧数据、交互请求信令、加密数据以及预设数据大小等。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid－State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read－Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid－State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图7所示，该电子设备可以包括处理器51和存储器52，其中处理器51和存储器52可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。

处理器51可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器51还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器52作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的对应的程序指令/模块。处理器51通过运行存储在存储器52中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的电动汽车电池快充末期充电方法。

存储器52可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作装置、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器51所创建的数据等。此外，存储器52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器52可选包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器51。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器52中，当被所述处理器51执行时，执行如图1－4所示实施例中的电动汽车电池快充末期充电方法。

上述电子设备具体细节可以对应参阅图1至图4所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车电池快充末期充电方法，其特征在于，包括：

获取电池快充末期电压曲线；

对所述电压曲线进行切线拟合，得到多个电压变化率；

根据所述电压曲线确定电压范围和电压变化率的第一对应关系表；

根据所述电压变化率建立电压变化率和快充电流的第二对应关系；

基于电池充电末期当前电压值，根据所述第一对应关系表和第二对应关系确定当前充电电流。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池快充末期充电方法，其特征在于，在所述第二对应关系中，电压变化率越大，对应的快充电流越小。

3.根据权利要求1所述的电动汽车电池快充末期充电方法，其特征在于，根据所述电压变化率建立电压变化率和快充电流的第二对应关系，包括：

判断所述电压变化率的大小；

当所述电压变化率小于第一预设值时，根据第一预设关系确定第二对应关系。

4.根据权利要求3所述的电动汽车电池快充末期充电方法，其特征在于，所述第一预设关系通过以下公式计算得到：

I＝Aconst*(1-dv/dt)

其中，I表示快充充电电流，dv/dt表示电压变化率，Aconst表示恒流快充初始的充电电流。

5.根据权利要求3所述的电动汽车电池快充末期充电方法，其特征在于，根据所述电压变化率建立电压变化率和快充电流的第二对应关系，还包括：

当所述电压变化率大于等于第一预设值时，判断所述电压变化率是否小于第二预设值；

当所述电压变化率大于等于第一预设值小于等于第二预设值时，根据第一电池充电速率确定第二对应关系。

6.根据权利要求5所述的电动汽车电池快充末期充电方法，其特征在于，根据所述电压变化率建立电压变化率和快充电流的第二对应关系，还包括：

当所述电压变化率大于第二预设值时，根据第二电池充电速率确定第二对应关系，所述第二电池充电速率小于所述第一电池充电速率。

7.根据权利要求1所述的电动汽车电池快充末期充电方法，其特征在于，拟合得到的电压变化率个数大于等于5个。

8.一种电动汽车电池快充末期充电装置，其特征在于，包括：

曲线获取模块，用于获取电池快充末期电压曲线；

拟合模块，用于对所述电压曲线进行切线拟合，得到多个电压变化率；

第一关系表确定模块，用于根据所述电压曲线确定电压范围和电压变化率的第一对应关系表；

第二关系表确定模块，用于根据所述电压变化率建立电压变化率和快充电流的第二对应关系；

充电电流确定模块，用于基于电池充电末期当前电压值，根据所述第一对应关系表和第二对应关系确定当前充电电流。

9.一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存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1－7任一项所述的电动汽车电池快充末期充电方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如权利要求1－7任一项所述的电动汽车电池快充末期充电方法。

Images