CN116265283A - 一种电动车充电预警方法及车载终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动车充电预警方法及车载终端，该方法可包括以下步骤：S1.提供车载终端；S2.通过车载终端监测用户充电行为和电池管理系统状态，动态地更新安全续航SOC阈值；以及S3.通过车载终端实时监测当前状态下车辆SOC在时间和空间维度的衰减情况，预估其安全续航时长和安全续航里程，并遍历周边充电站的导航路径，当驾驶时长小于安全续续航时长或行程小于安全续航里程的充电站点数小于N时，发出充电预警提示并反馈出符合安全续航时长或安全续航里程的可选充电站点及路径。本发明可以确保电动车得到及时充电，大大降低了电动车无电抛锚的情况发生。
Description
技术领域
本发明属于电动车领域，具体地涉及一种电动车充电预警方法及车载终端。
背景技术
当前，新能源汽车正飞速普及发展中。但是相对燃油车辆，新能源电动汽车的续航里程较短，充电站点配套不完备等问题，是目前用户的主要关注痛点，如何对车辆续航里程预估，并提供合理、实用地充电提示，也就成为解决电动车用户的需求之一。
中国发明专利申请CN113276728A公开了一种电动汽车的充电提醒方法、系统》，该方案基于历史路线信息预估未来行驶路线及SOC消耗量，并与SOC阈值进行判断通知预警。但该方案的SOC阈值固定且对于动态的非常规行驶路线不太适合。另外，中国发明专利申请CN113313309A公开了一种用于新能源汽车的充电方法及系统，但该方案需要依赖云服务器、充电桩系统等，系统复杂，需要耦合耗费较多资源。
发明内容
本发明旨在提供一种电动车充电预警方法及车载终端，以解决上述问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
根据本发明的一方面，提供了一种电动车充电预警方法，其可包括以下步骤：
S1.提供车载终端，所述车载终端包括微处理器、移动通讯模块、地图导航模块和CAN信号采集模块，其中所述微处理器与各模块通讯连接，所述移动通讯模块负责无线通讯及预警信息通知，所述地图导航模块负责POI搜索及导航路径规划，所述CAN信号采集模块负责实时采集监测车辆总线报文；
S2.通过车载终端监测用户充电行为和电池管理系统状态，动态地更新安全续航SOC阈值；以及
S3.通过车载终端实时监测当前状态下车辆SOC在时间和空间维度的衰减情况，预估其安全续航时长和安全续航里程，并遍历周边充电站的导航路径，当驾驶时长小于安全续续航时长或行程小于安全续航里程的充电站点数小于N时，发出充电预警提示并反馈出符合安全续航时长或安全续航里程的可选充电站点及路径。
进一步地，S2的具体过程如下：
S21.默认10％为安全续航SOC阈值的第一缺省值；
S22.通过所述CAN信号采集模块采集记录每次车辆充电起始时刻的SOC值，并获取累次记录中最低值作为安全续航SOC阈值的第二缺省值；
S23.通过所述CAN信号采集模块检测采集电池管理系统的报警状态报文，当解析识别到SOC过低报警时，记录当前SOC值，并获取累次记录中最高值作为安全续航SOC阈值的第三缺省值；
S24.遍历比较安全续航SOC阈值的第一缺省值、第二缺省值和第三缺省值，并选择其中最小值作为车辆安全续航SOC阈值cs；
S25.在车辆使用周期内，动态地更新安全续航SOC阈值。
进一步地，S3的的具体过程如下：
S31.车辆启动进入行驶周期后，通过所述CAN信号采集模块分别以时长T为采样时间间隔、行程D为采样距离间隔，实时采集车辆的SOC值ci和cj；
S32.在每个时间采样点ti，计算Δc＝ci-1-ci，θi＝Δc/T，并根据当前θi值和安全续航SOC阈值cs，计算出安全续航时长ts，ts＝(100-cs)/θi；
S33.通过所述地图导航模块，以当前位置为起点，检索周边的的充电站点，若导航时长小于安全续续航时长ts的充电站点数小于N，则反馈出符合安全续航时长的充电站点可选路径并通过所述移动通讯模块发出充电预警；
S34.在每个距离采样点dj，计算Δc＝cj-1-cj，δj＝Δc/D，并根据当前δj值和安全续航SOC阈值cs，计算出安全续航里程ms，ms＝(100-cs)/δj；
S35.通过所述地图导航模块，以当前位置为起点，检索周边的的充电站点，若导航路径小于安全续航里程ms的充电站点数小于N，则反馈出符合安全续航里程的可选充电站点及路径并通过所述移动通讯模块发出充电预警。
进一步地，N＝2。
进一步地，T＝5分钟，并且D＝1公里。
进一步地，S32、S33与S34、S35是并行的。
根据本发明的另一方面，还提供了一种车载终端，其可包括微处理器、存储器、移动通讯模块、地图导航模块和CAN信号采集模块，其中所述微处理器与各模块通讯连接，所述存储器存储有计算机程序，所述微处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤；所述移动通讯模块负责无线通讯及预警信息通知，所述地图导航模块负责POI搜索及导航路径规划，所述CAN信号采集模块负责实时采集监测车辆总线报文。
本发明采用上述技术方案，具有的有益效果是：通过动态更新车辆安全续航SOC阈值，使电池利用更高效，并且通过实时计算安全续续航时长和安全续航里程，可以确保电动车得到及时充电，大大降低了电动车无电抛锚的情况发生。
附图说明
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
图1是本发明的车载终端的原理框图；
图2是本发明的电动车充电预警方法的流程图；
图3是本发明的动态更新安全续航阈值的流程图；
图4是本发明的充电预警的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本申请的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1-4所示，一种电动车充电预警方法可包括以下步骤：
S1.提供车载终端。其中，所述车载终端包括微处理器1、存储器2、移动通讯模块3、地图导航模块4和CAN信号采集模块5，其中，微处理器1与各模块通讯连接，负责各模块管理及本电动车充电预警方法的逻辑实现。所称微处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(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。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。
所述存储器存储有计算机程序，该计算机程序用于实现本电动车充电预警方法的逻辑，所述微处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现本电动车充电预警方法的各个步骤。所述存储器可主要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系统、至少一个功能所需的应用程序等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
所述移动通讯模块3负责无线通讯及预警信息通知，即，通过无线通讯将充电预警信息发送至手机和/或显示在仪表盘上。所述地图导航模块4负责POI搜索及导航路径规划，以查询符合安全续航时长或安全续航里程的充电站点并提供至充电点的导航路径。所述CAN信号采集模块5负责实时采集监测车辆总线报文，以得到车辆行驶里程、实时电池SOC值、报警状态报文等。
S2.通过车载终端监测用户充电行为和电池管理系统状态，动态地更新安全续航SOC阈值。如图3所示，S2具体包括以下过程：
S21.车载终端启动时，默认10％为安全续航SOC阈值的第一缺省值；
S22.通过所述CAN信号采集模块5记录每次车辆充电起始时刻的SOC值，并获取累次记录中最低值作为安全续航SOC阈值的第二缺省值；具体地说，充电时，电池管理系统识别到充电枪插入，通过CAN信号采集模块5读取充电前的SOC，判断是否首次充电或者当前SOC值是否小于历史充电的SOC值，若是则将当前SOC作为安全续航SOC阈值的第二缺省值，否则不更新。
S23.通过所述CAN信号采集模块5检测采集电池管理系统(BMS)报警状态报文，当解析识别到SOC过低报警时，记录当前SOC值，并获取累次记录中最高值作为安全续航SOC阈值的第三缺省值；具体地说，通过CAN信号采集模块5读取BMS报警报文，识别SOC过低报警，记录当前SOC值，判断是否首次SOC过低报警或者当前SOC值是否高于历史SOC低报警值，若是则将当前SOC值作为安全续航SOC阈值的第三缺省值，否则不更新。
S24.遍历比较安全续航SOC阈值的第一缺省值、第二缺省值、第三缺省值的有效值，并选择其中最小值作为车辆安全续航SOC阈值cs；
S25.在车辆使用周期内，动态地更新车辆安全续航SOC阈值cs。
S3.充电预警和充电站点推荐，如图4所述，S3具体地包括以下过程：
S31.车辆启动进入行驶周期后，分别以时长T(例如，1、2、3、5分钟或10分钟等)为采样时间间隔、行程D(例如，0.5公里、1公里或2公里等)为采样距离间隔，实时采集车辆的SOC值ci和cj；
S32.在每个时间采样点ti，计算Δc＝ci-1-ci，θi＝Δc/T，并根据当前θi值和安全续航SOC阈值cs，计算出安全续航时长ts，ts＝(100-cs)/θi；
S33.通过地图导航模块，以当前位置为起点，检索周边的的充电站点，若导航时长小于安全续续航时长ts的充电站点数小于N(N推荐取值2)，则反馈出符合安全续航时长的充电站点可选路径并通过移动通讯模块3发出充电预警；
S34.在每个距离采样点dj，计算Δc＝cj-1-cj，δj＝Δc/D，并根据当前δj值和安全续航SOC阈值cs，计算出安全续航里程ms，ms＝(100-cs)/δj；
S35.通过地图导航模块，以当前位置为起点，检索周边的的充电站点，若导航路径小于安全续航里程ms的充电站点数小于N(推荐取值2)，则反馈出符合安全续航里程的可选充电站点及路径并通过移动通讯模块3发出充电预警。
应该说明的是，S32、S33与S34、S35是并行的。即，车载终端同时计算安全续航时长ts和安全续航里程ms并分别根据安全续航时长ts和安全续航里程ms判断充电站点数是否小于N，只有一个满足即发出充电预警。
本发明基于独立车载终端，监测用户充电行为和电池管理系统状态，标定合理的安全续航SOC阈值，并动态分析车辆当前放电状态下SOC在时间和空间上变化率，计算基于安全续航SOC阈值的安全行驶时长和距离，对匹配该安全行驶时长和距离的周边充电站点个数进行判断预警，可以便捷地、独立地、动态地进行充电提示和充电站点推荐，大大降低了电动车无电抛锚的情况发生。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种电动车充电预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.提供车载终端，所述车载终端包括微处理器、移动通讯模块、地图导航模块和CAN信号采集模块，其中所述微处理器与各模块通讯连接，所述移动通讯模块负责无线通讯及预警信息通知，所述地图导航模块负责POI搜索及导航路径规划，所述CAN信号采集模块负责实时采集监测车辆总线报文；
S2.通过车载终端监测用户充电行为和电池管理系统状态，动态地更新安全续航SOC阈值；以及
S3.通过车载终端实时监测当前状态下车辆SOC在时间和空间维度的衰减情况，预估其安全续航时长和安全续航里程，并遍历周边充电站的导航路径，当驾驶时长小于安全续续航时长或行程小于安全续航里程的充电站点数小于N时，发出充电预警提示并反馈出符合安全续航时长或安全续航里程的可选充电站点及路径。
2.如权利要求1所述的电动车充电预警方法，其特征在于，S2的具体过程如下：
S21.默认10％为安全续航SOC阈值的第一缺省值；
S22.通过所述CAN信号采集模块采集记录每次车辆充电起始时刻的SOC值，并获取累次记录中最低值作为安全续航SOC阈值的第二缺省值；
S23.通过所述CAN信号采集模块检测采集电池管理系统的报警状态报文，当解析识别到SOC过低报警时，记录当前SOC值，并获取累次记录中最高值作为安全续航SOC阈值的第三缺省值；
S24.遍历比较安全续航SOC阈值的第一缺省值、第二缺省值和第三缺省值，并选择其中最小值作为车辆安全续航SOC阈值cs；
S25.在车辆使用周期内，动态地更新车辆安全续航SOC阈值cs。
3.如权利要求2所述的电动车充电预警方法，其特征在于，S3的的具体过程如下：
S31.车辆启动进入行驶周期后，通过所述CAN信号采集模块分别以时长T为采样时间间隔、行程D为采样距离间隔，实时采集车辆的SOC值ci和cj；
S32.在每个时间采样点ti，计算Δc＝ci-1-ci，θi＝Δc/T，并根据当前θi值和安全续航SOC阈值cs，计算出安全续航时长ts，ts＝(100-cs)/θi；
S33.通过所述地图导航模块，以当前位置为起点，检索周边的的充电站点，若导航时长小于安全续续航时长ts的充电站点数小于N，则反馈出符合安全续航时长的充电站点可选路径并通过所述移动通讯模块发出充电预警；
S34.在每个距离采样点dj，计算Δc＝cj-1-cj，δj＝Δc/D，并根据当前δj值和安全续航SOC阈值cs，计算出安全续航里程ms，ms＝(100-cs)/δj；
S35.通过所述地图导航模块，以当前位置为起点，检索周边的的充电站点，若导航路径小于安全续航里程ms的充电站点数小于N，则反馈出符合安全续航里程的可选充电站点及路径并通过所述移动通讯模块发出充电预警。
4.如权利要求3所述的电动车充电预警方法，其特征在于，N＝2。
5.如权利要求3所述的电动车充电预警方法，其特征在于，T＝5分钟，并且D＝1公里。
6.如权利要求3所述的电动车充电预警方法，其特征在于，S32、S33与S34、S35是并行的。
7.一种车载终端，其特征在于，包括微处理器、存储器、移动通讯模块、地图导航模块和CAN信号采集模块，其中所述微处理器与各模块通讯连接，所述存储器存储有计算机程序，所述微处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的方法的步骤；所述移动通讯模块负责无线通讯及预警信息通知，所述地图导航模块负责POI搜索及导航路径规划，所述CAN信号采集模块负责实时采集监测车辆总线报文。
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