CN114506244B - 一种电动汽车充电剩余时间的估算方法及估算系统 - Google Patents

一种电动汽车充电剩余时间的估算方法及估算系统 Download PDF

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CN114506244B CN202210107734.4A CN202210107734A CN114506244B CN 114506244 B CN114506244 B CN 114506244B CN 202210107734 A CN202210107734 A CN 202210107734A CN 114506244 B CN114506244 B CN 114506244B
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Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电剩余时间的估算方法及估算系统，根据电池的实时SOC值与已存储的每个阶段的预估充电时间计算当前的剩余充电时间，在完成充电后下电或者未完成充电而下电时，根据本次充电过程中每个阶段的充电时间与之前已存储的每个阶段的预估充电时间进行加权计算，并更新存储。通过本发明能够准确可靠地对电动汽车充电剩余时间进行估算，电动汽车充电剩余时间均匀下降，下降幅度在一定范围内波动，不会出现跳变现象，即使每次充电时的充电起始SOC值不一样，充电剩余时间仍能准确估算，从而有效提高充电剩余时间估算的准确度，减少用户抱怨。

Description

一种电动汽车充电剩余时间的估算方法及估算系统
技术领域
本发明属于电动汽车充电技术领域，具体涉及一种电动汽车充电剩余时间的估算方法及估算系统。
背景技术
电动汽车的电流传感器的精度有限，且充电电流会随电池电压的变化而变化，若采用电池电流估算电动汽车的充电剩余时间，估算精度低，估算不准。预估的充电剩余时间与实际充电时间相差较大，会引发用户的抱怨。为提高用户满意度，有必要建立一种电动汽车充电剩余时间的估算方法及估算系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车充电剩余时间的估算方法及估算系统，以提高估算准确度，减少用户抱怨。
本发明所述的电动汽车充电剩余时间的估算方法，包括：
在环境温度大于或等于预设的温度阈值情况下，当电动汽车开始充电时，获取电池的充电起始SOC值A和(用户)设置的充电目标SOC值B；其中，A≥0，B≤100％，A＜B。
若A＞0，则利用公式：
Figure BDA0003493945290000011
计算充电起始时所处的阶段n；若A＝0，则充电起始时所处的阶段n＝1；利用公式：/>
Figure BDA0003493945290000012
计算完成充电(即电池的SOC值达到充电目标SOC值B)时所处的阶段p；其中，ceil()表示向上取整函数，/>
Figure BDA0003493945290000013
表示对
Figure BDA0003493945290000014
向上取整，/>
Figure BDA0003493945290000015
表示对/>
Figure BDA0003493945290000016
向上取整，m为预设的阶段总个数。
利用公式：
Figure BDA0003493945290000017
计算充电剩余时间Tdc；其中，Tj表示已存储的第j个阶段的预估充电时间，j依次取n至p的所有整数，SOCact为电池的实时SOC值，Tj的初始值等于通过标定获得的第j个阶段的理论充电时间。
电动汽车充电结束下电时(包含完成充电后下电和未完成充电而下电两种情况)，对Tv进行更新并存储；其中，v依次取n至w的所有整数，
Figure BDA0003493945290000021
C为充电结束下电时电池的SOC值，w表示充电结束下电时所处的阶段，/>
Figure BDA0003493945290000022
表示对/>
Figure BDA0003493945290000023
向上取整。
优选的，当电动汽车充电结束下电时：
利用公式：
Figure BDA0003493945290000024
计算下一次充电时第n个阶段的充电时间预估值
Figure BDA0003493945290000025
然后将Tn的值更新为/>
Figure BDA0003493945290000026
(即将/>
Figure BDA0003493945290000027
赋给Tn)并存储；其中，Tn表示已存储的第n个阶段的预估充电时间，/>
Figure BDA0003493945290000028
表示本次充电过程中第n个阶段的实际充电时间，a、b都为加权系数，b＝a-1，0.5＜a＜1。
利用公式：
Figure BDA0003493945290000029
计算下一次充电时第k个阶段的充电时间预估值
Figure BDA00034939452900000210
然后将Tk的值更新为/>
Figure BDA00034939452900000211
(即将/>
Figure BDA00034939452900000212
赋给Tk)并存储；其中，k依次取n+1至w-1的所有整数，Tk表示已存储的第k个阶段的预估充电时间，/>
Figure BDA00034939452900000213
表示本次充电过程中第k个阶段的实际充电时间。
利用公式：
Figure BDA00034939452900000214
计算下一次充电时第w个阶段的充电时间预估值
Figure BDA00034939452900000215
然后将Tw的值更新为/>
Figure BDA00034939452900000216
(即将/>
Figure BDA00034939452900000217
赋给Tw)并存储；其中，Tw表示已存储的第w个阶段的预估充电时间，/>
Figure BDA00034939452900000218
表示本次充电过程中第w个阶段的实际充电时间。
优选的，所述预设的温度阈值为10℃。
优选的，某个充电阶段的理论充电时间通过如下步骤标定获得：
步骤一、将电池由0到100％的充电过程均分为m个阶段；其中，第1个阶段的SOC值区间为：
Figure BDA0003493945290000031
第q个阶段的SOC值区间为：/>
Figure BDA0003493945290000032
q依次取2至m的所有整数。
步骤二、在环境温度大于或等于预设的温度阈值情况下，对r辆电动汽车进行充电测试，获得r辆电动汽车在m个阶段的实测充电时间；其中，第x辆车在第i个阶段的实测充电时间为T'xi，x依次取1至r的所有整数，i依次取1至m的所有整数。
步骤三、利用公式
Figure BDA0003493945290000033
计算得到第i个阶段的理论充电时间T"i。因此，第j个阶段的理论充电时间为T"j，/>
Figure BDA0003493945290000034
本发明所述的电动汽车充电剩余时间的估算系统，包括控制器，所述控制器被编程以便执行上述估算方法。
本发明根据电池的实时SOC值与已存储的每个阶段的预估充电时间计算当前的剩余充电时间，在完成充电(即充到充电目标SOC值)后下电或者未完成充电(即未充到充电目标SOC值)而下电时，根据本次充电过程中每个阶段的充电时间与之前已存储的每个阶段的预估充电时间进行加权计算，并更新存储。通过本发明能够准确可靠地对电动汽车充电剩余时间进行估算，电动汽车充电剩余时间均匀下降，下降幅度在一定范围内波动，不会出现跳变现象，即使每次充电时的充电起始SOC值不一样，充电剩余时间仍能准确估算，从而有效提高了充电剩余时间估算的准确度，能减少用户抱怨。
附图说明
图1为实施例1中的估算方法流程图。
图2为实施例1中电动汽车充电剩余时间的计算方法示意图。
图3为实施例1中第2个阶段的预估充电时间T2的更新方法示意图。
图4为实施例2中电动汽车充电剩余时间的计算方法示意图。
图5为实施例2中第5个阶段的预估充电时间T5的更新方法示意图。
图6为实施例3中电动汽车充电剩余时间的计算方法示意图。
图7为实施例3中第9个阶段的预估充电时间T9的更新方法示意图。
具体实施方式
实施例1：如图1至图3所示，电动汽车充电剩余时间的估算方法，包括：
在环境温度大于或等于10℃的情况下，当电动汽车开始充电时，获取电池的充电起始SOC值A和(用户)设置的充电目标SOC值B。本实施例中A＝0，B＝100％，m为预设的阶段总个数，m＝10，第1个阶段的SOC值区间为：[0,10％]，第2个阶段的SOC值区间为：(10％,20％]，第3个阶段的SOC值区间为：(20％,30％]，第4个阶段的SOC值区间为：(30％,40％]，第5个阶段的SOC值区间为：(40％,50％]，第6个阶段的SOC值区间为：(50％,60％]，第7个阶段的SOC值区间为：(60％,70％]，第8个阶段的SOC值区间为：(70％,80％]，第9个阶段的SOC值区间为：(80％,90％]，第10个阶段的SOC值区间为：(90％,100％]。
确定充电起始时所处的阶段n＝1，确定完成充电时所处的阶段p＝m＝10。
利用公式：
Figure BDA0003493945290000041
，计算充电剩余时间Tdc。其中，Tj表示已存储的第j个阶段的预估充电时间，j依次取1至10的所有整数，SOCact为电池的实时SOC值，Tj的初始值等于通过标定获得的第j个阶段的理论充电时间。
具体的，某个充电阶段的理论充电时间通过如下步骤标定获得：
步骤一、将电池由0到100％的充电过程均分为10个阶段。其中，第1个阶段的SOC值区间为：[0,10％]，第2个阶段的SOC值区间为：(10％,20％]，第3个阶段的SOC值区间为：(20％,30％]，第4个阶段的SOC值区间为：(30％,40％]，第5个阶段的SOC值区间为：(40％,50％]，第6个阶段的SOC值区间为：(50％,60％]，第7个阶段的SOC值区间为：(60％,70％]，第8个阶段的SOC值区间为：(70％,80％]，第9个阶段的SOC值区间为：(80％,90％]，第10个阶段的SOC值区间为：(90％,100％]。
步骤二、在环境温度大于或等于10℃的情况下，对50辆电动汽车进行充电测试，获得50辆电动汽车在10个阶段的实测充电时间。其中，第x辆车在第i个阶段的实测充电时间为T'xi，x依次取1至50的所有整数，i依次取1至10的所有整数。
步骤三、利用公式
Figure BDA0003493945290000042
计算得到第i个阶段的理论充电时间T"i。因此，第j个阶段的理论充电时间为T"j，/>
Figure BDA0003493945290000051
即T1的初始值等于T"1，T2的初始值等于T"2，T3的初始值等于T"3，T4的初始值等于T"4，T5的初始值等于T"5，T6的初始值等于T"6，T7的初始值等于T"7，T8的初始值等于T"8，T9的初始值等于T"9，T10的初始值等于T"10。
电动汽车完成充电(即充到100％)后下电，此时C＝100％，充电结束下电时所处的阶段w＝10。利用公式：
Figure BDA0003493945290000052
计算下一次充电时第1个阶段的充电时间预估值/>
Figure BDA0003493945290000053
然后将T1的值更新为/>
Figure BDA0003493945290000054
并存储。利用公式：/>
Figure BDA0003493945290000055
计算下一次充电时第2个阶段的充电时间预估值/>
Figure BDA0003493945290000056
然后将T2的值更新为/>
Figure BDA0003493945290000057
并存储。利用公式：/>
Figure BDA0003493945290000058
计算下一次充电时第3个阶段的充电时间预估值/>
Figure BDA0003493945290000059
然后将T3的值更新为/>
Figure BDA00034939452900000510
并存储。利用公式：/>
Figure BDA00034939452900000511
计算下一次充电时第4个阶段的充电时间预估值/>
Figure BDA00034939452900000512
然后将T4的值更新为/>
Figure BDA00034939452900000513
并存储。利用公式：/>
Figure BDA00034939452900000514
计算下一次充电时第5个阶段的充电时间预估值/>
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并存储。利用公式：/>
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计算下一次充电时第6个阶段的充电时间预估值/>
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计算下一次充电时第7个阶段的充电时间预估值/>
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计算下一次充电时第9个阶段的充电时间预估值/>
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并存储。利用公式：
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计算下一次充电时第10个阶段的充电时间预估值/>
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然后将T10的值更新为/>
Figure BDA00034939452900000531
并存储。其中，/>
Figure BDA00034939452900000532
表示本次充电过程中第1个阶段的实际充电时间(通过控制器内部的计时器计时得到)，/>
Figure BDA00034939452900000533
表示本次充电过程中第2个阶段的实际充电时间，/>
Figure BDA00034939452900000534
表示本次充电过程中第3个阶段的实际充电时间，/>
Figure BDA00034939452900000535
表示本次充电过程中第4个阶段的实际充电时间，/>
Figure BDA00034939452900000536
表示本次充电过程中第5个阶段的实际充电时间，/>
Figure BDA00034939452900000537
表示本次充电过程中第6个阶段的实际充电时间，/>
Figure BDA00034939452900000538
表示本次充电过程中第7个阶段的实际充电时间，/>
Figure BDA00034939452900000539
表示本次充电过程中第8个阶段的实际充电时间，/>
Figure BDA00034939452900000540
表示本次充电过程中第9个阶段的实际充电时间，/>
Figure BDA0003493945290000061
表示本次充电过程中第10个阶段的实际充电时间。a、b都为加权系数，b＝a-1，0.5＜a＜1，本实施例中a＝0.9，b＝0.1。
电动汽车未完成充电(比如充到85％)时，用户取下充电枪后下电，此时C＝85％，充电结束下电时所处的阶段w＝9，下一次充电时前8个阶段的充电时间预估值的计算以及前8个阶段的预估充电时间的更新方法与前一段描述相同。利用公式：
Figure BDA0003493945290000062
计算下一次充电时第9个阶段的充电时间预估值/>
Figure BDA0003493945290000063
然后将T9的值更新为/>
Figure BDA0003493945290000064
并存储；由于充电未进行到第10个阶段，因此第10个阶段的预估充电时间不更新。
本实施例还提供一种电动汽车充电剩余时间的估算系统，包括控制器，该控制器被编程以便执行上述估算方法。
实施例2：如图4、图5所示，本实施例中电动汽车充电剩余时间的估算方法与实施例1相似，不同之处在于：本实施例中A＝43％，充电起始时所处的阶段n＝5，B＝100％，完成充电时所处的阶段p＝m＝10。
利用公式：
Figure BDA0003493945290000065
计算充电剩余时间Tdc。
电动汽车完成充电(即充到100％)后下电，此时C＝100％，充电结束下电时所处的阶段w＝10。由于前4个阶段未进行充电，因此前4个阶段的预估充电时间不更新。利用公式：
Figure BDA0003493945290000066
计算下一次充电时第5个阶段的充电时间预估值/>
Figure BDA0003493945290000067
然后将T5的值更新为/>
Figure BDA0003493945290000068
并存储。下一次充电时第6个阶段至第10个阶段的充电时间预估值的计算以及第6个阶段至第10个阶段的预估充电时间的更新方法与实施例1相同。
电动汽车未完成充电(比如充到85％)时，用户取下充电枪后下电，此时C＝85％，充电结束下电时所处的阶段w＝9，下一次充电时第5个阶段至第8个阶段的充电时间预估值的计算以及第5个阶段至第8个阶段的预估充电时间的更新方法与前一段描述相同。利用公式：
Figure BDA0003493945290000069
计算下一次充电时第9个阶段的充电时间预估值/>
Figure BDA0003493945290000071
然后将T9的值更新为/>
Figure BDA0003493945290000072
并存储；由于充电未进行到第10个阶段，因此第10个阶段的预估充电时间不更新。
实施例3：如图6、图7所示，本实施例中电动汽车充电剩余时间的估算方法与实施例1相似，不同之处在于：本实施例中A＝0％，B＝83％，充电起始时所处的阶段n＝1，完成充电时所处的阶段p＝9。
利用公式：
Figure BDA0003493945290000073
计算充电剩余时间Tdc。
电动汽车完成充电(即充到83％)后下电，此时C＝83％，充电结束下电时所处的阶段w＝9。下一次充电时前8个阶段的充电时间预估值的计算以及前8个阶段的预估充电时间的更新方法与实时例1相同。
利用公式：
Figure BDA0003493945290000074
计算下一次充电时第9个阶段的充电时间预估值/>
Figure BDA0003493945290000075
然后将T9的值更新为/>
Figure BDA0003493945290000076
并存储；由于充电未进行到第10个阶段，因此第10个阶段的预估充电时间不更新。
电动汽车未完成充电(比如充到68％)时，用户取下充电枪后下电，此时C＝68％，充电结束下电时所处的阶段w＝7，下一次充电时前6个阶段的充电时间预估值的计算以及前6个阶段的预估充电时间的更新方法与实施例1相同。利用公式：
Figure BDA0003493945290000077
计算下一次充电时第7个阶段的充电时间预估值/>
Figure BDA0003493945290000078
然后将T7的值更新为/>
Figure BDA0003493945290000079
并存储；由于充电未进行到第8个阶段、第9个阶段、第10个阶段，因此第8个阶段、第9个阶段、第10个阶段的预估充电时间不更新。
上述估算方法可以应用于直流充电(快充)，也可以应用于交流充电(慢充)。

Claims (5)

1.一种电动汽车充电剩余时间的估算方法，其特征在于，该方法包括：
在环境温度大于或等于预设的温度阈值情况下，当电动汽车开始充电时，获取电池的充电起始SOC值A和设置的充电目标SOC值B；其中，A≥0，B≤100％，A＜B；
若A＞0，则利用公式：
Figure FDA0003493945280000011
计算充电起始时所处的阶段n，若A＝0，则充电起始时所处的阶段n＝1；利用公式：/>
Figure FDA0003493945280000012
计算完成充电时所处的阶段p；其中，ceil()表示向上取整函数，m为预设的阶段总个数；
利用公式：
Figure FDA0003493945280000013
计算充电剩余时间Tdc；其中，Tj表示已存储的第j个阶段的预估充电时间，j依次取n至p的所有整数，SOCact为电池的实时SOC值，Tj的初始值等于通过标定获得的第j个阶段的理论充电时间；
电动汽车充电结束下电时，对Tv进行更新并存储；其中，v依次取n至w的所有整数，
Figure FDA0003493945280000014
C为充电结束下电时电池的SOC值，w表示充电结束下电时所处的阶段。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电剩余时间的估算方法，其特征在于，
当电动汽车充电结束下电时：
利用公式：
Figure FDA0003493945280000015
计算下一次充电时第n个阶段的充电时间预估值/>
Figure FDA0003493945280000016
然后将Tn的值更新为/>
Figure FDA0003493945280000017
并存储；其中，/>
Figure FDA0003493945280000018
表示本次充电过程中第n个阶段的实际充电时间，a、b都为加权系数，b＝a-1，0.5＜a＜1；
利用公式：
Figure FDA0003493945280000019
计算下一次充电时第k个阶段的充电时间预估值/>
Figure FDA00034939452800000110
然后将Tk的值更新为/>
Figure FDA00034939452800000111
并存储；其中，k依次取n+1至w-1的所有整数，/>
Figure FDA00034939452800000112
表示本次充电过程中第k个阶段的实际充电时间；
利用公式：
Figure FDA00034939452800000113
计算下一次充电时第w个阶段的充电时间预估值/>
Figure FDA00034939452800000114
然后将Tw的值更新为/>
Figure FDA00034939452800000115
并存储；其中，/>
Figure FDA00034939452800000116
表示本次充电过程中第w个阶段的实际充电时间。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车充电剩余时间的估算方法，其特征在于：所述预设的温度阈值为10℃。
4.根据权利要求3所述的电动汽车充电剩余时间的估算方法，其特征在于，某个充电阶段的理论充电时间通过如下步骤标定获得：
步骤一、将电池由0到100％的充电过程均分为m个阶段；其中，第1个阶段的SOC值区间为：
Figure FDA0003493945280000021
第q个阶段的SOC值区间为：/>
Figure FDA0003493945280000022
q依次取2至m的所有整数；
步骤二、在环境温度大于或等于预设的温度阈值情况下，对r辆电动汽车进行充电测试，获得r辆电动汽车在m个阶段的实测充电时间；其中，第x辆车在第i个阶段的实测充电时间为Tx'i，x依次取1至r的所有整数，i依次取1至m的所有整数；
步骤三、利用公式
Figure FDA0003493945280000023
计算得到第i个阶段的理论充电时间/>
Figure FDA0003493945280000024
5.一种电动汽车充电剩余时间的估算系统，包括控制器，其特征在于，所述控制器被编程以便执行如权利要求1至4任一项所述的估算方法。
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