CN115825760A - 充电剩余时间预估方法、装置、bms、用电设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种充电剩余时间预估方法、装置、BMS、用电设备及介质，方法包括：根据热预估模型，预估各剩余充电区间对应的电池温度；根据所述各剩余充电区间对应的电池温度，确定各剩余充电区间对应的充电倍率；根据所述各剩余充电区间对应的充电倍率，确定各剩余充电区间的充电剩余时间。这样，在充电剩余时间的预估过程中，耦合了电池温度，考虑到了温度对于充电剩余时间的影响，使得预估得到的充电剩余时间的准确性更高，使得电动汽车车主的用车体验更好。

Description

充电剩余时间预估方法、装置、BMS、用电设备及介质

技术领域

本申请涉及充电技术领域，具体涉及一种充电剩余时间预估方法、装置、BMS、用电设备及介质。

背景技术

随着新能源电动汽车的快速普及，充电时长成为了众多电动汽车车主在日常用车时的主要关心要素之一，尤其是快充充电剩余时间的估算是电动车车主在日常出行临时快充补电时非常关心的要素。通过软件算法准确预估本次快充充电过程还需要花费的时间，可以为电动汽车车主合理安排自己的用车时间和工作生活时间提供准确的时间依据。目前对充电剩余时间的预估方式是，根据公式充电剩余时间＝剩余容量/充电电流计算得到充电剩余时间。该方式预估得到的充电剩余时间的准确性不高，严重影响电动汽车车主的用车体验。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种充电剩余时间预估方法、装置、BMS(BatteryManagement System，电池管理系统)、用电设备及介质，用以提高充电剩余时间的预估准确性。

第一方面，本申请实施例提供了一种充电剩余时间预估方法，包括：根据热预估模型，预估各剩余充电区间对应的电池温度；根据所述各剩余充电区间对应的电池温度，确定各剩余充电区间对应的充电倍率；根据所述各剩余充电区间对应的充电倍率，确定各剩余充电区间的充电剩余时间。

本申请实施例的技术方案中，通过热预估模型，可以实现对于各剩余充电区间对应的电池温度的预估，进而基于电池温度实现各剩余充电区间对应的充电倍率的确定，进而实现各剩余充电区间的充电剩余时间的确定。这样，在充电剩余时间的预估过程中，耦合了电池温度，考虑到了温度对于充电剩余时间的影响，使得预估得到的充电剩余时间的准确性更高，使得电动汽车车主的用车体验更好。

在一些实施例中，根据热预估模型，预估各剩余充电区间对应的电池温度，包括：针对每一剩余充电区间：根据所述热预估模型，预估该剩余充电区间内的电池温度变化量；根据该剩余充电区间的电池温度和所述剩余充电区间内的电池温度变化量，确定下一剩余充电区间的电池温度。

在上述技术方案中，利用充电时是一个区间充满后才进行下一区间的充电这一特性，通过预估剩余充电区间内的电池温度变化量，结合该剩余充电区间的电池温度，即可快速预估出下一剩余充电区间的电池温度，从而实现对于所有剩余充电区间的电池温度的快速预估，方案实现简单、可靠，运算开销低，利于在各类充电设备上采用。

在一些实施例中，根据热预估模型，预估当前剩余充电区间内的电池温度变化量，包括：根据所述热预估模型，预估该剩余充电区间内的单位时间温度变化量；根据该剩余充电区间的充电剩余时间和所述单位时间温度变化量，确定该剩余充电区间内的电池温度变化量。

在上述技术方案中，通过预估剩余充电区间内的单位时间温度变化量，结合该剩余充电区间的充电剩余时间，即可快速预估出该剩余充电区间的电池温度变化量，从而可以快速预估出下一剩余充电区间的电池温度。方案实现简单、可靠，运算开销低，利于在各类充电设备上采用。

在一些实施例中，所述热预估模型为：C×m×dT/dt＝dQ/dt-h×s×(Tcell-Tenv)/dt；其中，C为电池比热容，m为电池质量，h为预设的电流换热系数，S为电池的换热表面积，Tcell为所述电池温度，Tenv为环境温度，Q为电芯的产热量，t为时间，dT/dt为单位时间内电池温度变化量，dQ/dt为产热功率。

在上述技术方案中，热预估模型符合传热学原理，具有较高的温度预估准确性，可以使得在方案应用过程中，预估得到的充电剩余时间准确性更高。

在一些实施例中，在根据热预估模型，预估各剩余充电区间对应的电池温度之前，所述方法还包括：确定当前所处的热管理工况；根据所述热管理工况，确定与所述热管理工况适配的所述热预估模型。

在上述技术方案中，考虑了不同热管理工况下电池的受热情况存在一定的差异，会导致不同热管理工况下的电池温度变化趋势有所不同这一情况，通过为不同热管理工况确定相应的热预估模型，从而在进行充电剩余时间预估时，根据当前所处的热管理工况确定适配的热预估模型，可以使得在方案应用过程中，预估得到的充电剩余时间准确性更高。

在一些实施例中，根据各剩余充电区间对应的电池温度，确定各剩余充电区间对应的充电倍率，包括：根据预设的电池温度与充电倍率对应关系，分别确定各剩余充电区间的电池温度所对应的各充电倍率。

在上述技术方案中，通过预设电池温度与充电倍率对应关系，从而通过该对应关系可以快速实现充电倍率的查找，实现方式简单可靠，运算开销低，利于在各类充电设备上采用。

在一些实施例中，根据各剩余充电区间对应的充电倍率，确定各剩余充电区间的充电剩余时间，包括：获取电池总容量；针对每一个剩余充电区间：根据充电目标电池容量和该剩余充电区间内的未充电区间占比，确定所述剩余充电区间的充电剩余时间；其中，所述未充电区间占比为，该剩余充电区间内未充电区间的电池容量与所述电池总容量的比值。

通过上述技术方案，可以根据充电目标电池容量和该剩余充电区间内的未充电区间占比，快速确定剩余充电区间的充电剩余时间，由于考虑了温度影响，预估出的充电剩余时间更为准确。

在一些实施例中，在确定出各剩余充电区间的充电剩余时间之后，所述方法还包括：计算所述各剩余充电区间的充电剩余时间之和，得到总的充电剩余时间。

在上述技术方案中，可以得出一个总的充电剩余时间，从而在需要进行展示时，可以更为直观的进行充电剩余时间的展示，展示效果更好。此外，上述方式实现简单可靠，在应用过程中，运算开销小，利于在各类充电设备上采用。

在一些实施例中，所述剩余充电区间为各充电区间内尚未进行充电的区间；所述充电区间为：根据初始SOC(State of Charge，荷电状态)和目标SOC等间隔划分的SOC区间；其中，所述初始SOC为0。

在上述技术方案中，通过根据初始SOC和目标SOC等间隔划分的SOC区间，可以实现对于各充电区间的快速划分，并且由于是等间隔划分，对于尚未充电的剩余充电区间，其未充电区间占比是相同的，从而也利于对各剩余充电区间进行充电剩余时间的预估，节约运算开销。

在一些实施例中，所述剩余充电区间为：根据当前SOC和目标SOC等间隔划分的SOC区间。

在上述技术方案中，根据当前SOC和目标SOC等间隔划分出剩余充电区间，从而对于每一个剩余充电区间而言，其未充电区间占比是相同的，从而利于对各剩余充电区间进行充电剩余时间的预估，节约运算开销。

第二方面，本申请实施例还提供了一种充电剩余时间预估装置，包括：温度预估模块、充电倍率确定模块和充电剩余时间预估模块；所述温度预估模块，用于根据热预估模型，预估各剩余充电区间对应的电池温度；所述充电倍率确定模块，用于根据各剩余充电区间对应的电池温度，确定各剩余充电区间对应的充电倍率；所述充电剩余时间预估模块，用于根据各剩余充电区间对应的充电倍率，确定各剩余充电区间的充电剩余时间。

在一些实施例中，所述温度预估模块具体用于，针对每一剩余充电区间：根据所述热预估模型，预估该剩余充电区间内的电池温度变化量；根据该剩余充电区间的电池温度和所述剩余充电区间内的电池温度变化量，确定下一剩余充电区间的电池温度。

在一些实施例中，所述温度预估模块具体用于，根据所述热预估模型，预估该剩余充电区间内的单位时间温度变化量；根据该剩余充电区间的充电剩余时间和所述单位时间温度变化量，确定该剩余充电区间内的电池温度变化量。

在一些实施例中，所述热预估模型为：C×m×dT/dt＝dQ/dt-h×s×(Tcell-Tenv)/dt；其中，C为电池比热容，m为电池质量，h为预设的电流换热系数，S为电池的换热表面积，Tcell为所述电池温度，Tenv为环境温度，Q为电芯的产热量，t为时间，dT/dt为单位时间内电池温度变化量，dQ/dt为产热功率。

在一些实施例中，所述温度预估模块还用于，在根据热预估模型，预估各剩余充电区间对应的电池温度之前，确定当前所处的热管理工况，根据所述热管理工况，确定与所述热管理工况适配的所述热预估模型。

在一些实施例中，所述充电倍率确定模块具体用于，根据预设的电池温度与充电倍率对应关系，分别确定各剩余充电区间的电池温度所对应的各充电倍率。

在一些实施例中，所述充电剩余时间预估模块具体用于，获取电池总容量，并针对每一个剩余充电区间：根据充电目标电池容量和该剩余充电区间内的未充电区间占比，确定所述剩余充电区间的充电剩余时间；其中，所述未充电区间占比为，该剩余充电区间内未充电区间的电池容量与所述电池总容量的比值。

在一些实施例中，所述充电剩余时间预估模块还用于，在确定出各剩余充电区间的充电剩余时间之后，计算所述各剩余充电区间的充电剩余时间之和，得到总的充电剩余时间。

在一些实施例中，所述剩余充电区间为各充电区间内尚未进行充电的区间；所述充电区间为：根据初始SOC和目标SOC等间隔划分的SOC区间；其中，所述初始SOC为0。

在一些实施例中，所述剩余充电区间为：根据当前SOC和目标SOC等间隔划分的SOC区间。

第三方面，本申请实施例还提供了一种电池管理系统，所述电池管理系统内具有处理器，所述处理器用于执行上述任一种的充电剩余时间预估方法。

第四方面，本申请实施例还提供了一种用电设备，所述用电设备内设有电池以及上述的电池管理系统；所述电池管理系统与所述电池电连接。

第五方面，本申请实施例还提供了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一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器或执行，以实现上述任一种的充电剩余时间预估方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种充电剩余时间预估方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种车辆结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种具体的充电剩余时间预估流程的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种充电剩余时间预估装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种BMS的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种用电设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”、“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具领域。

而在电动交通工具领域，本发明人注意到，随着新能源电动汽车的快速普及，充电时长成为了众多电动汽车车主在日常用车时的主要关心要素之一，尤其是充电剩余时间的估算是电动车车主在日常出行临时快充补电时非常关心的要素。通过软件算法准确预知本次快充充电过程还需要花费的时间，可以为电动汽车车主合理安排自己的用车时间和工作生活时间提供准确的时间依据。

目前计算充电剩余时间的基本公式如下所示：充电剩余时间＝剩余容量/充电电流值计算得到充电剩余时间。

根据上述计算公式可以大概计算出本次充电过程中的快充充电剩余时间。但是该计算方法会导致计算的充电剩余时间与真实的充电时间误差大。导致该计算公式误差大的一个主要原因为充电剩余时间计算公式中使用的充电电流值引入了大的误差。

本发明人进一步注意到，电动汽车在快充时，充电工况比较复杂，比如在低温环境下充电(冬天)或者在高温环境下充电(夏天)时。由于不同温度下电芯的充电能力不同，比如电芯从低温开始充电，低温下电芯的充电能力比较小。但是在充电过程中，热管理开启或者电芯自产热等因素，温度会逐渐升高，在充电结束的时候，电芯的温度可能已经上升至常温状态。而常温时，电芯的充电能力比较大。因此在电芯低温开始充电时，整个充电过程其实是处于边充电边加热的一种状态。为了在刚开始充电时就准确预估出本次充电需要的时间，需要在刚开始进入充电的时刻准确预估出本次充电过程的各剩余充电区间的电池温度情况。

基于以上考虑，为了解决现有预估方式充电剩余时间预估不准的问题，发明人经过深入研究，设计了一种充电剩余时间预估方法，通过热预估模型，预估出各剩余充电区间对应的电池温度，从而将电池温度耦合进充电剩余时间的计算过程中，从而考虑到了温度对于充电剩余时间的影响，使得预估得到的充电剩余时间的准确性更高，使得电动汽车车主的用车体验更好。

根据本申请的一些实施例，请参照图1所示，图1示出了本申请实施例提供的充电剩余时间预估方法的基本流程示意图，包括：

S101：根据热预估模型，预估各剩余充电区间对应的电池温度。

需要说明的是，在本申请实施例中，剩余充电区间是指还未进行充电的SOC区间。

SOC，即荷电状态，是指蓄电池使用一段时间或长期搁置不用后的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。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。

在本申请实施例中，对于剩余充电区间的获取，至少可以通过以下两种方式实现：

方式一，可以预先根据初始SOC(初始SOC可以设置为0，也可以设置为充电时电池的剩余SOC值)和目标SOC(目标SOC可以由用户在充电时设置，或者可以设置为默认值1)，划分出多个SOC区间作为充电区间。

示例性的，可以按照预设划分间隔，根据初始SOC和目标SOC等间隔划分为多个充电区间。例如可以按照2％的间隔，将SOC值为0至1的区间，等间隔划分为50个充电区间。应理解，在实际应用过程中也可以不进行等间隔划分，对于充电区间的具体划分方式，在本申请实施例不做限制。

在进行充电时，SOC的值会由小变大，从而可能会存在某些充电区间充电完毕，某些充电区间完全未开始充电，某些充电区间已充电一部分但未充满的情况。对于充电完毕的充电区间，其不存在剩余充电区间。对于完全未开始充电的充电区间，其整个充电区间即构成未充电区间。对于已充电一部分但未充满的充电区间，其剩余充电区间即等于当前电池的SOC值(后文称之为当前SOC)至该充电区间的上限值。例如，对于充电区间10％至12％，假设当前SOC为11％，则该充电区间对应的剩余充电区间即为11％至12％的区间。

方式二，也可以在充电过程中，不断根据当前SOC和目标SOC来划分剩余充电区间。

类似的，可以按照预设划分间隔，根据当前SOC和目标SOC等间隔划分为多个剩余充电区间。例如，假设当前SOC为10％，可以按照2％的间隔，将SOC值为10％至100％的区间，等间隔划分为45个剩余充电区间。应理解，在实际应用过程中也可以不进行等间隔划分，对于剩余充电区间的具体划分方式，在本申请实施例不做限制。

在本申请实施例中，热预估模型是预先构建的一种可以预估各剩余充电区间对应的电池温度的模型。该热预估模型可以是预先根据传热学原理建立的，例如可以是热传学公式。此外，该热预估模型也可以是预先根据车辆的历史充电温度数据建立的，例如可以是预先建立的环境温度、充电区间、热管理工况、电池温度的对应关系等。

在本申请实施例中，构建的热预估模型可以是用于直接预估出各剩余充电区间对应的电池温度的模型，例如可以是预先建立的环境温度、充电区间、热管理工况、电池温度的对应关系。这样，对于上述方式一而言，即可利用该热预估模型，直接预估得到各充电区间对应的电池温度，并以各充电区间对应的电池温度，作为该充电区间所对应的剩余充电区间的电池温度。而对于上述方式二而言，即可利用该热预估模型，直接预估得到各剩余充电区间对应的电池温度。

考虑到在实际充电过程中，各剩余充电区间是按照区间从小到大的顺序，依次进行的充电。因此，在本申请实施例中，针对每一剩余充电区间，也可以是根据热预估模型，先预估出该剩余充电区间内的电池温度变化量，然后再根据该剩余充电区间的电池温度和该剩余充电区间内的电池温度变化量，确定出该剩余充电区间的下一剩余充电区间的电池温度。这样，即可实现对于所有剩余充电区间的电池温度的预估。

其中，第一个的剩余充电区间的电池温度即为当前电池温度，可以通过设置于电池上或电池周边的温度传感器等设备采集得到。

针对上段所述的实施方式，在一种可选实施例中，构建的热预估模型也可以是用于预估出各剩余充电区间对应的电池温度变化量的模型，例如可以是预先建立的环境温度、充电区间、热管理工况、电池温度变化量的对应关系。这样，对于上述方式一而言，即可利用该热预估模型，直接预估得到各充电区间对应的电池温度变化量，并以各充电区间对应的电池温度为基准，加上该充电区间的电池温度变化量，即得到下一充电区间的电池温度，并以各充电区间的电池温度，作为各充电区间所对应的剩余充电区间的电池温度。而对于上述方式二而言，即可利用该热预估模型，直接预估得到各剩余充电区间对应的电池温度变化量，并以各剩余充电区间对应的电池温度为基准，加上该剩余充电区间的电池温度变化量，即得到下一剩余充电区间的电池温度。

此外，在另一种可选实施例中，构建的热预估模型也可以是用于预估出各剩余充电区间对应的单位时间温度变化量的模型，从而根据该热预估模型，可以预估各剩余充电区间内的单位时间温度变化量，然后根据各剩余充电区间的充电剩余时间和单位时间温度变化量，确定出各剩余充电区间内的电池温度变化量。其中，对于各剩余充电区间的充电剩余时间的确定，可以参见后文介绍。

示例性的，对于上述可选实施例，热预估模型可以采用传热学公式实现，例如热预估模型可以为：C×m×dT/dt＝dQ/dt-h×s×(Tcell-Tenv)/dt。其中，C为电池比热容，m为电池质量，h为预设的电流换热系数，S为电池的换热表面积，Tcell为所述电池温度，Tenv为环境温度，Q为电芯的产热量，t为时间，dT/dt为单位时间内电池温度变化量，dQ/dt为产热功率。

应理解，在实际应用过程中，电池比热容、电池质量、电流换热系数、电池的换热表面积等可以是预先测量后写入设备内的，而电芯(电芯是电池中发生电化学反应的部件)的产热量则可以根据整机(整机是指安装有该电池的整体设备，例如电动汽车、无人机等)内各针对电芯设置的热采集设备(如温度传感器等)采集到的热能计算得到，电芯的产热量包括焦耳热，极化热，反应热，副反应热和机械连接热等。而环境温度则可以是通过设置于整机外部和/或内部的温度传感器，或通过设置于电池所在空间内的温度传感器采集得到。

其中，电流换热系数h和电池的换热表面积S可以通过结合线下的实际车辆测试数据以及线上的仿真模拟得出的数据确定得到，但不作为限制。

这样，通过上述热预估模型，即可预估得到单位时间内电池温度变化量dT/dt。

需要理解的是，在采用上述热预估模型进行各剩余充电区间的单位时间内电池温度变化量的预估时：对于上述方式一所描述的方案，可以利用该热预估模型，预估得到各充电区间对应的单位时间内电池温度变化量，并以各充电区间对应的单位时间内电池温度变化量，作为各充电区间所对应的剩余充电区间的单位时间内电池温度变化量，进而进行各剩余充电区间的电池温度的预估。而对于上述方式二所描述的方案，即可利用该热预估模型，直接预估得到各剩余充电区间对应的单位时间内电池温度变化量，进而进行各剩余充电区间的电池温度的预估。

需要注意的是，在实际应用过程中，不同热管理工况下电池的受热情况存在一定的差异，会导致不同热管理工况下的电池温度变化趋势有所不同。比如，当设备充电时处于低温环境下时，热管理工况会采用加热工况，即在充电前期，充电过程中的部分电能会用于对电池进行加热；又比如，当设备充电时处于高温环境下时，热管理工况会采用制冷工况，即在充电前期，充电过程中的部分电能会用于对电池进行制冷；又比如，当设备充电时处于适宜的温度环境下时，热管理工况会采用常规工况，即在充电过程中，既不会对电池进行加热，也不会对电池进行制冷。

考虑到不同热管理工况下的电池温度变化趋势有所不同，因此为了提高对于充电剩余时间准的预估准确性，在本申请实施例的一种可选实施方式中，可以预先针对每一种热管理工况，设置相应适配的热预估模型，从而在进行充电剩余时间的预估之前，即执行步骤S101之前，可以先确定当前所处的热管理工况，然后根据该热管理工况，确定与该热管理工况适配的热预估模型。

以前文所述的热预估模型为C×m×dT/dt＝dQ/dt-h×s×(Tcell-Tenv)/dt的示例方式为例，在本申请实施例中，可以预先为不同的热管理工况测试得到相应的电流换热系数h值，从而针对不同的热管理工况，具有不同的热预估模型。

S102：根据各剩余充电区间对应的电池温度，确定各剩余充电区间对应的充电倍率。

在本申请实施例中，可以预先设置电池温度与充电倍率对应关系，进而根据预设的电池温度与充电倍率对应关系，分别确定各剩余充电区间的电池温度所对应的各充电倍率。

应理解，在本申请实施例中，可以由工程师通过实际测试大量的同种用电设备在不同电池温度下的充电倍率，并进行统计后得到电池温度与充电倍率对应关系。

S103：根据各剩余充电区间对应的充电倍率，确定各剩余充电区间的充电剩余时间。

在本申请实施例中，在计算各剩余充电区间的充电剩余时间时，可以先获取电池总容量，进而针对每一个剩余充电区间：可以根据充电目标电池容量和该剩余充电区间内的未充电区间占比，确定出该剩余充电区间的充电剩余时间。其中，所述未充电区间占比为，该剩余充电区间内未充电区间的电池容量与电池总容量的比值。

示例性的，针对每一个剩余充电区间的充电剩余时间，可以按照公式：充电剩余时间＝k×充电目标电池容量/(充电倍率×充电目标电池容量)计算得到，其中k为未充电区间占比。

需要说明的是，在本申请实施例中，未充电区间占比可以通过SOC区间的上下限值计算得到。例如，假设一个剩余充电区间为SOC值为[11％，12％](即SOC为11％至12％)的区间，则k值即等于12％-11％＝1％。

示例性的，充电目标电池容量可以由用户在充电时设定，表征用户希望充电达到的电池容量。此外，充电目标电池容量也可以不由用户设定，而是采用默认值，通常默认值可以设置为电池总容量。

应理解，在本申请实施例的一种可选实施方式中，在确定出各剩余充电区间的充电剩余时间之后，可以直接将各剩余充电区间的充电剩余时间反馈给用户。

但是，为了使得用户可以更为直观的了解到总的充电剩余时间，在本申请实施例中，也可以在执行步骤S103之后，计算各剩余充电区间的充电剩余时间之和，得到总的充电剩余时间。

这样，在向用户反馈充电剩余时间时，即可反馈该总的充电剩余时间。

需要说明的是，在本申请实施例中，对于充电剩余时间的反馈方式可以包括但不限于以下方式：

将充电剩余时间在用电设备所具有的显示器件上进行显示；

将充电剩余时间发送给充电设备(例如充电桩等充电设备)进行显示；

将充电剩余时间上传至用户所绑定的应用程序，从而使得用户可以通过诸如手机、平板等设备登录该应用程序进行查看。

应理解，以上反馈方式可以同时采用，在本申请实施例中不做限制。

需要说明的是，本申请实施例中提供的充电剩余时间预估方法，可以应用于各类用电设备中。各类用电设备可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

为便于理解本申请实施例所提供的方案，下面以一种用电设备为车辆的场景为例，为本申请实施例所提供的充电剩余时间预估方法做进一步示例说明：

请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的车辆200的结构示意图。车辆200可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆200的内部设置有电池210，电池210可以设置在车辆200的底部或头部或尾部。电池210可以用于车辆200的供电，例如，电池210可以作为车辆200的操作电源。车辆200还可以包括控制器220和马达230，控制器220用来控制电池210为马达230供电，例如，用于车辆200的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，电池210不仅可以作为车辆200的操作电源，还可以作为车辆200的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆200提供驱动动力。

在上述示例的车辆200中，还在车辆200的外部以及电池210上设有温度传感器，从而检测到环境温度和电池温度。

当车辆200接入充电桩进行充电时，充电桩和车辆200完成信息交互，车辆200与车辆内所具有的电池管理系统完成内部通讯，电池管理系统计算快充充电剩余时间，计算过程可参见图3所示，包括：

步骤1：根据初始SOC和目标SOC，将SOC分隔成n个充电区间。

其中，初始SOC默认为0，目标SOC默认为1。假设划分间隔为2％，则可以将SOC等间隔分隔成50个充电区间。

步骤2：根据当前SOC和所划分出的充电区间，确定当前剩余充电区间。

示例性的，假设当前当前SOC为11％，步骤1中按2％等间隔划分了50个充电区间，则可以确定当前剩余充电区间为[11％，12％]这一区间。

步骤3：根据当前检测到的电池温度和预设的电池温度与充电倍率对应关系，查找出当前剩余充电区间对应的充电倍率。

步骤4：按照充电剩余时间＝k×充电目标电池容量/(充电倍率×充电目标电池容量)计算得到当前剩余充电区间的充电剩余时间。

其中，充电目标电池容量可以设置默认为电池总电容，k等于当前剩余充电区间上限值减去下限制。例如当前剩余充电区间为[11％，12％]，则k等于1％。

步骤5：根据热预估模型预估当前剩余充电区间的单位时间内电池温度变化量。

热预估模型根据传热学公式建立，为C×m×T/dt＝dQ/dt-h×s×(Tcell-Tenv)/dt；其中，C为电池比热容，m为电池质量，h为预设的电流换热系数，S为电池的换热表面积，Tcell为所述电池温度，Tenv为环境温度，Q为电芯的产热量，t为时间，dT/dt为单位时间内电池温度变化量，dQ/dt为产热功率。

步骤6：计算当前剩余充电区间的单位时间内电池温度变化量，和当前剩余充电区间的充电剩余时间的乘积，得到当前剩余充电区间的电池温度变化量。

步骤7：计算当前检测到的电池温度和当前剩余充电区间的电池温度变化量之和，得到当前剩余充电区间的下一剩余充电区间的电池温度。

应理解，由于电池充电过程中，是一个充电区间充满后，才会对下一个充电区间进行充电。因此在当前剩余充电区间之后的所有充电区间，均为剩余充电区间。仍以当前剩余充电区间为[10％，12％]为例，那么下一剩余充电区间为[12％，14％]。

步骤8：根据下一剩余充电区间的电池温度，和预设的电池温度与充电倍率对应关系，查找出下一剩余充电区间的对应的充电倍率。

步骤9：按照充电剩余时间＝k×充电目标电池容量/(充电倍率×充电目标电池容量)计算得到下一剩余充电区间的的充电剩余时间。

步骤10：根据热预估模型预估下一剩余充电区间的单位时间内电池温度变化量。

计算方式与步骤5一致，区别在于计算时所代入的电池温度为步骤7所确定出的电池温度。

步骤11：计算下一剩余充电区间的单位时间内电池温度变化量，和下一剩余充电区间的充电剩余时间的乘积，得到下一剩余充电区间的电池温度变化量。

步骤12：计算下一剩余充电区间的电池温度和下一剩余充电区间的的电池温度变化量之和，得到下一剩余充电区间的再下一剩余充电区间的电池温度。

转至步骤8，直至所有的剩余充电区间均计算完毕。

此后，计算各剩余充电区间的充电剩余时间之和，得到总的充电剩余时间。将总的充电剩余时间显示在车辆仪表盘中，或者将总的充电剩余时间显示在充电桩中，或者将总的充电剩余时间发送到客户终端APP中进行显示。

基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种充电剩余时间预估装置400。请参阅图4所示，图4示出了采用图1所示的方法的充电剩余时间预估装置。应理解，装置400具体的功能可以参见上文中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。装置400包括至少一个能以软件或固件的形式存储于存储器中或固化在装置400的操作系统中的软件功能模块。

具体地：

参见图4所示，装置400包括：温度预估模块401、充电倍率确定模块402和充电剩余时间预估模块403。其中：

所述温度预估模块401，用于根据热预估模型，预估各剩余充电区间对应的电池温度；

所述充电倍率确定模块402，用于根据各剩余充电区间对应的电池温度，确定各剩余充电区间对应的充电倍率；

所述充电剩余时间预估模块403，用于根据各剩余充电区间对应的充电倍率，确定各剩余充电区间的充电剩余时间。

在本申请实施例中，所述温度预估模块401具体用于，针对每一剩余充电区间：根据所述热预估模型，预估该剩余充电区间内的电池温度变化量；根据该剩余充电区间的电池温度和所述剩余充电区间内的电池温度变化量，确定下一剩余充电区间的电池温度。

在本申请实施例中，所述温度预估模块401具体用于，根据所述热预估模型，预估该剩余充电区间内的单位时间温度变化量；根据该剩余充电区间的充电剩余时间和所述单位时间温度变化量，确定该剩余充电区间内的电池温度变化量。

在本申请实施例中，所述热预估模型为：C×m×dT/dt＝dQ/dt-h×s×(Tcell-Tenv)/dt；其中，C为电池比热容，m为电池质量，h为预设的电流换热系数，S为电池的换热表面积，Tcell为所述电池温度，Tenv为环境温度，Q为电芯的产热量，t为时间，dT/dt为单位时间内电池温度变化量，dQ/dt为产热功率。

在本申请实施例中，所述温度预估模块401还用于，在根据热预估模型，预估各剩余充电区间对应的电池温度之前，确定当前所处的热管理工况，根据所述热管理工况，确定与所述热管理工况适配的所述热预估模型。

在本申请实施例中，所述充电倍率确定模块402具体用于，根据预设的电池温度与充电倍率对应关系，分别确定各剩余充电区间的电池温度所对应的各充电倍率。

在本申请实施例中，所述充电剩余时间预估模块403具体用于，获取电池总容量，并针对每一个剩余充电区间：根据充电目标电池容量和该剩余充电区间内的未充电区间占比，确定所述剩余充电区间的充电剩余时间；其中，所述未充电区间占比为，该剩余充电区间内未充电区间的电池容量与所述电池总容量的比值。

在本申请实施例中，所述充电剩余时间预估模块403还用于，在确定出各剩余充电区间的充电剩余时间之后，计算所述各剩余充电区间的充电剩余时间之和，得到总的充电剩余时间。

在本申请实施例中，所述剩余充电区间为各充电区间内尚未进行充电的区间；所述充电区间为：根据初始SOC和目标SOC等间隔划分的SOC区间；其中，所述初始SOC为0。

在本申请实施例中，所述剩余充电区间为：根据当前SOC和目标SOC等间隔划分的SOC区间。

需要理解的是，出于描述简洁的考量，部分前文方法中描述过的内容在装置部分中不再赘述。

本申请实施例中还提供了一种电池管理系统，即BMS。如图5所示，电池管理系统内可以具有处理器，所述处理器用于执行上述充电剩余时间预估方法。

应理解，图5所示的结构仅为示意，BMS还可包括比图5中所示更多的组件，例如还可以具有与电池实现电连接的连接接口等。

还应理解，上述处理器可以是设置于BMS中的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)、单片机、CPU(central processing unit，中央处理器)芯片等。

本申请实施例中还提供了一种用电设备，例如参见图6所示，该用电设备内设有电池以及上述的电池管理系统。电池管理系统与电池电连接。

如前文所述，本申请实施例中提供的用电设备可以为手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等设备，在此不再赘述。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，如软盘、光盘、硬盘、闪存、U盘、SD(Secure Digital Memory Card，安全数码卡)卡、MMC(Multimedia Card，多媒体卡)卡等，在该计算机可读存储介质中存储有实现上述各个步骤的一个或者多个程序，这一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述充电剩余时间预估方法。在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构或步骤冲突时，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (14)

1.一种充电剩余时间预估方法，其特征在于，包括：

根据热预估模型，预估各剩余充电区间对应的电池温度；

根据所述各剩余充电区间对应的电池温度，确定各剩余充电区间对应的充电倍率；

根据所述各剩余充电区间对应的充电倍率，确定各剩余充电区间的充电剩余时间。

2.如权利要求1所述的充电剩余时间预估方法，其特征在于，根据热预估模型，预估各剩余充电区间对应的电池温度，包括：

针对每一剩余充电区间：

根据所述热预估模型，预估该剩余充电区间内的电池温度变化量；

根据该剩余充电区间的电池温度和所述剩余充电区间内的电池温度变化量，确定下一剩余充电区间的电池温度。

3.如权利要求2所述的充电剩余时间预估方法，其特征在于，根据热预估模型，预估当前剩余充电区间内的电池温度变化量，包括：

根据所述热预估模型，预估该剩余充电区间内的单位时间温度变化量；

根据该剩余充电区间的充电剩余时间和所述单位时间温度变化量，确定该剩余充电区间内的电池温度变化量。

4.如权利要求3所述的充电剩余时间预估方法，其特征在于，

所述热预估模型为：C×m×dT/dt＝dQ/dt-h×s×(Tcell-Tenv)/dt；

其中，C为电池比热容，m为电池质量，h为预设的电流换热系数，S为电池的换热表面积，Tcell为所述电池温度，Tenv为环境温度，Q为电芯的产热量，t为时间，dT/dt为单位时间内电池温度变化量，dQ/dt为产热功率。

5.如权利要求1-3任一项所述的充电剩余时间预估方法，其特征在于，在根据热预估模型，预估各剩余充电区间对应的电池温度之前，所述方法还包括：

确定当前所处的热管理工况；

根据所述热管理工况，确定与所述热管理工况适配的所述热预估模型。

6.如权利要求1-4任一项所述的充电剩余时间预估方法，其特征在于，根据各剩余充电区间对应的电池温度，确定各剩余充电区间对应的充电倍率，包括：

根据预设的电池温度与充电倍率对应关系，分别确定各剩余充电区间的电池温度所对应的各充电倍率。

7.如权利要求1-4任一项所述的充电剩余时间预估方法，其特征在于，根据各剩余充电区间对应的充电倍率，确定各剩余充电区间的充电剩余时间，包括：

获取电池总容量；

针对每一个剩余充电区间：

根据充电目标电池容量和该剩余充电区间内的未充电区间占比，确定所述剩余充电区间的充电剩余时间；其中，所述未充电区间占比为，该剩余充电区间内未充电区间的电池容量与所述电池总容量的比值。

8.如权利要求1-4任一项所述的充电剩余时间预估方法，其特征在于，在确定出各剩余充电区间的充电剩余时间之后，所述方法还包括：

计算所述各剩余充电区间的充电剩余时间之和，得到总的充电剩余时间。

9.如权利要求1-4任一项所述的充电剩余时间预估方法，其特征在于，所述剩余充电区间为各充电区间内尚未进行充电的区间；所述充电区间为：根据初始SOC和目标SOC等间隔划分的SOC区间；其中，所述初始SOC为0。

10.如权利要求1-4任一项所述的充电剩余时间预估方法，其特征在于，所述剩余充电区间为：根据当前SOC和目标SOC等间隔划分的SOC区间。

11.一种充电剩余时间预估装置，其特征在于，包括：温度预估模块、充电倍率确定模块和充电剩余时间预估模块；

所述温度预估模块，用于根据热预估模型，预估各剩余充电区间对应的电池温度；

所述充电倍率确定模块，用于根据各剩余充电区间对应的电池温度，确定各剩余充电区间对应的充电倍率；

所述充电剩余时间预估模块，用于根据各剩余充电区间对应的充电倍率，确定各剩余充电区间的充电剩余时间。

12.一种电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统内具有处理器，所述处理器用于执行如权利要求1-10任一项所述的充电剩余时间预估方法。

13.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备内设有电池以及如权利要求12所述的电池管理系统；所述电池管理系统与所述电池电连接。

14.一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一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1-10任一项所述的充电剩余时间预估方法。

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