CN117048422A - 充电时间估计方法和系统 - Google Patents

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CN117048422A CN202310420317.XA CN202310420317A CN117048422A CN 117048422 A CN117048422 A CN 117048422A CN 202310420317 A CN202310420317 A CN 202310420317A CN 117048422 A CN117048422 A CN 117048422A
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Abstract

本公开提供了“充电时间估计方法和系统”。一种用于估计充电时间的策略选择方法包括：当牵引电池的目标荷电状态是完全充电时，使用第一策略确立对所述牵引电池充电所需的估计时间；以及当所述牵引电池的目标荷电状态小于完全充电时，使用不同的第二策略确立对所述牵引电池充电所需的所述估计时间。

Description

充电时间估计方法和系统
技术领域
本公开总体上涉及估计对电动化车辆的牵引电池充电所需的时间。
背景技术
电动化车辆不同于常规机动车辆，因为电动化车辆包括具有一个或多个电机的传动系。作为内燃发动机的替代或补充，电机可以驱动电动化车辆。牵引电池可以为电机供电。牵引电池可以包括外壳内的一个或多个电池模块。牵引电池模块可以各自包括多个单独的电池单元。
发明内容
在一些方面，本文描述的技术涉及一种用于估计充电时间的策略选择方法，包括：当牵引电池的目标荷电状态是完全充电时，使用第一策略确立对牵引电池充电所需的估计时间；以及当牵引电池的目标荷电状态小于完全充电时，使用不同的第二策略确立对牵引电池充电所需的估计时间。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中完全充电是百分之百的荷电状态。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中第一策略包括：估计为牵引电池充电所需的能量的量；从输入的充电功率的量中减去校准的能量损失以确立可用的充电功率；以及将所述能量的量除以可用的充电功率。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中第二策略包括：将目标荷电状态从第一控制模块传递到不同于第一控制模块的第二控制模块；使用第二控制模块来确立将牵引电池充电到目标荷电状态所需要的能量的估计量；将能量的估计量从第二控制模块传递到第一控制模块；以及使用所述第一控制模块来确立将所述牵引电池充电到所述目标荷电状态所需的估计时间，所述估计时间至少部分地基于所述能量的估计量。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中第一控制模块是动力传动系统控制模块。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中第二控制模块是电池能量控制模块。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中第二控制模块被配置为计算牵引电池的荷电状态。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种方法，其中第二策略包括：将目标荷电状态从第一控制模块传递到不同于第一控制模块的第二控制模块；使用第二控制模块来确立将牵引电池充电到目标荷电状态所需要的能量的估计量；将能量的估计量从第二控制模块传递到第一控制模块；以及使用所述第一控制模块来确立将所述牵引电池充电到所述目标荷电状态所需的估计时间，所述估计时间至少部分地基于所述能量的估计量。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种充电时间估计系统，包括：牵引电池；以及至少一个控制模块，当牵引电池的目标荷电状态是完全充电时，所述至少一个控制模块使用第一策略确立对牵引电池充电所需的估计时间，并且当牵引电池的目标荷电状态小于完全充电时，所述至少一个控制模块使用不同的第二策略确立对牵引电池充电所需的估计时间。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种系统，其中完全充电是百分之百的荷电状态。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种系统，其中当使用所述第一策略时，所述至少一个控制模块通过估计对牵引电池充电所需的能量的量、从输入的充电功率的量中减去校准的能量损失以确立可用的充电功率并且将所述能量的量除以可用的充电功率，来确立对牵引电池充电所需的估计时间。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种系统，其中所述至少一个控制模块是第一控制模块并且还包括第二控制模块，其中当使用第二策略时，第一控制模块基于将牵引电池充电到目标荷电状态所需要的能量的估计量来确立估计时间，所述能量的估计量从第二控制模块传递到第一控制模块，第二控制模块基于目标荷电状态来确立能量的估计量。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种系统，其中当使用第二策略时，第一控制模块将目标荷电状态传递到第二控制模块。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种系统，其中第一控制模块在牵引电池的外壳的外部，并且第二控制模块在牵引电池的内部。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种系统，其中第一控制模块是混合动力传动系统控制模块。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种系统，其中第二控制模块是电池能量控制模块。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种系统，其中目标荷电状态小于完全充电。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种系统，所述系统还包括显示牵引电池的实际荷电状态的显示器。
在一些方面，本文描述的技术涉及一种系统，所述系统还包括具有牵引电池和至少一个控制模块的电动化车辆。
可独立地或以任何组合方式采用前述段落、权利要求或以下描述和附图的实施例、示例和替代方案，包括它们的各种方面或相应个别特征中的任何一个。结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非此类特征是不兼容的。
附图说明
根据具体实施方式，所公开的示例的各种特征和优点对于本领域技术人员而言将变得显而易见。随附于具体实施方式的附图可简要地描述如下：
图1示出了具有牵引电池的电动化车辆的侧视图。
图2示出了图1的电动化车辆的选择部分的示意性侧视图。
图3示出了用于估计充电时间的示例策略选择方法的流程。
图4示出了示例充电时间估计方法的流程。
具体实施方式
本公开详细描述了用于估计将牵引电池充电到目标荷电状态所需的时间的示例性方法和系统。估计的充电时间可以用于例如便于在某个时间达到目标荷电状态，或当计算充电是否应开始或停止时(例如，尝试在非高峰时间充电)。目标荷电状态可以小于完全充电(即，小于100％)。
在过去，估计给牵引电池充电所需的时间不依赖于一些类型的信息，诸如部件的年龄。
参考图1，电动化车辆10包括牵引电池14、电机18和车轮22。牵引电池14为电机18供电，所述电机18将电能转换成扭矩以驱动车轮22。
电动化车辆10包括充电端口26。电动化车辆10可以通过充电端口26电耦合到外部电源。牵引电池14可以从外部电源充电。
在示例性实施例中，牵引电池14固定到电动化车辆10的车身底部。在其他示例中，牵引电池14可以位于电动化车辆10上的其他地方。
电动化车辆10是纯电动车辆。在其他示例中，电动化车辆10是混合动力电动车辆，其可以选择性地使用由内燃发动机(作为电机的替代或补充)提供的扭矩来驱动车轮。一般来说，电动化车辆10可以包括具有牵引电池的任何类型的车辆。
现在参考图2，电动化车辆10包括第一控制模块30和不同的第二控制模块34。第一控制模块30与第二控制模块34通信。
在示例性实施例中，第一控制模块30是电子控制模块(ECM)或动力传动系统控制模块(PCM)，并且第二控制模块34是电池能量控制模块(BECM)。在一些示例中，第一控制模块30可以是混合动力传动系统控制模块(HPCM)——一种动力传动系统控制模块。
第一控制模块30和第二控制模块34是电动化车辆10的控制模块。第一控制模块30在电动化车辆10内，但是与牵引电池14分离。在此示例中，第二控制模块34是牵引电池14的一部分。第一控制模块30被配置为给牵引电池14提供充电编程。也就是说，第一控制模块30开始和停止牵引电池14的充电。
特别地，第二控制模块34连同多个电池阵列42被容纳在牵引电池14的外壳38内。牵引电池阵列42中的每个可以包括多个单独的电池单元。
第二控制模块34可操作地连接到牵引电池阵列42中的每个。第二控制模块34被配置为控制牵引电池14的各种功能以报告牵引电池14的状态等。
在此示例中，第二控制模块34与电动化车辆10的显示器46通信。显示器46是车载显示器。显示器46可以替代地或另外地结合到用户装置(诸如平板计算机或智能手机)中。
第二控制模块34可以连续评估牵引电池14的实际荷电状态并且可以连续向第一控制模块30报告实际荷电状态，然后所述第一控制模块可以命令在显示器46上显示实际荷电状态。电动化车辆10的用户可以在显示器46上查看牵引电池14的实际荷电状态。
第一控制模块30和第二控制模块34可以各自包括经由本地接口通信地耦合的处理器、存储器和一个或多个输入和/或输出(I/O)装置接口。本地接口可以包括例如一个或多个总线和/或其他有线或无线连接。本地接口可具有为了简单起见而省略了的额外元件，诸如用于实现通信的控制器、缓冲器(高速缓存)、驱动器、中继器和接收器。此外，本地接口可包括地址、控制和/或数据连接以实现前面提及的部件之间的适当通信。
第一控制模块30和第二控制模块34可以分别是用于执行软件(特别是存储在存储器中的软件)的硬件装置。第一控制模块30和第二控制模块34可以各自包括定制的或商业上可获得的处理器、中央处理单元(CPU)、与计算装置相关联的若干处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片组的形式)或通常用于执行软件指令的任何装置。存储器中的软件可包括一个或多个单独的程序，所述程序中的每个包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。第一控制模块30和第二控制模块34可以各自被配置为执行存储在存储器内的软件，向存储器传递数据和从存储器传递数据，以及根据软件总体控制计算装置的操作。
图2示意性地示出了电动化车辆10可操作地连接到电动化车辆10外部的电源48。电源48可以是充电站。电源48可以将牵引电池14充电到期望的荷电状态。第一控制模块30可以停止和开始充电。
第一控制模块30可以控制来自电源48的牵引电池14的充电。牵引电池14可以从电源48完全充电。对于牵引电池14，完全充电名义上是百分之百的荷电状态。有时，可能期望将牵引电池14充电到小于完全充电的荷电状态，比方说90％的荷电状态。
在示例性实施例中，至少部分地依赖于第一控制模块30来确立将牵引电池14充电到目标荷电状态所需的时间。第一控制模块30基于目标荷电状态是完全充电还是小于完全充电来改变如何计算充电所需的时间。
现在参考图3并且继续参考图2，用于估计牵引电池14的充电时间的策略选择方法80开始于接收目标荷电状态的步骤82。接下来，在步骤84处，方法80评估目标荷电状态是否是完全充电。如果是，则方法80移动到步骤86，其中第一控制模块30使用第一策略确立对牵引电池14充电所需的估计时间。如果否，则方法80移动到步骤88，其中当牵引电池的目标荷电状态小于完全充电时，第一控制模块30使用不同的第二策略确立对牵引电池充电所需的估计时间。
在此示例中，第一策略包括通过以下操作来估计对牵引电池14充电所需的时间：估计对牵引电池14充电所需的能量的量，从输入的充电功率的量中减去校准的能量损失以确立可用的充电功率，并且将所述能量的量除以可用的充电功率。
过去，如果目标荷电状态小于完全充电，则估计策略进行插值以估计充电时间，但是此策略潜在地提供了不准确的估计，特别是在荷电状态和牵引电池14中的能量的量之间的相关性不是线性的时。
可以参考图4并且继续参考图2和图3来描述第二策略，当目标荷电状态小于完全充电时，可以再次使用所述策略。用于估计充电时间的第二策略是充电时间估计方法100。方法100开始于步骤110，其中将牵引电池14的目标荷电状态从第一控制模块30(这里是PCM)传递到第二控制模块34(这里是BECM)。目标荷电状态可以存储在第一控制模块30的存储器部分中。目标荷电状态可以基于电动化车辆10的估计接通或“行进”时间、天气条件、电动化车辆10的位置(例如，工作或家庭)、从电源48充电的价格、当日时间等而变化。
目标荷电状态可以由用户利用输入装置50(诸如电动化车辆10内的人机接口)提供到第一控制模块30。在另一个示例中，输入装置50可以是智能装置，诸如平板计算机或智能手机。
接下来，在步骤120处，第二控制模块34使用从第一控制模块30接收到的目标荷电状态来确立将牵引电池14充电到目标荷电状态所需要的能量的估计量。第二控制模块34可以利用涉及将能量的给定量与给定荷电状态相关联的各种策略来确定能量的量。第二控制模块34可以例如利用荷电状态的能量的简单线性插值、温度校正、退化建模、非线性荷电状态报告或其他策略。例如，对温度变化的校正可以包括调整相关性。随着牵引电池14的硬件和其他部件老化，也可以调整相关性。
在步骤130处，对牵引电池14充电所需要的能量的估计量然后从第二控制模块34传递到牵引电池14外部的第一控制模块30。
接下来，在步骤140处，第一控制模块30利用从第二控制模块34接收到的能量的估计量来确立将牵引电池14充电到目标荷电状态所需的估计时间。至少部分地基于在步骤130中从第二控制模块34接收到的能量的估计量，在第一控制模块30处确立估计时间。
过去，牵引电池外部的控制模块通过将牵引电池内的能量与牵引电池内的能量的总可能量进行比较来估计充电时间，然后进行插值以确定如何将牵引电池充电到目标荷电状态所需要的能量的量。估计的充电时间没有考虑牵引电池的控制模块(诸如BECM)将能量与荷电状态相关联的方式。这阻碍了估计的充电时间的准确性。
利用所公开的实施例的方法100和相关联的充电时间估计系统可以使牵引电池(这里是BECM)内的控制模块能够采用将能量水平与荷电状态相关联的各种策略。当计算估计的充电时间时，考虑这些策略的变化。
先前描述在本质上是示例性的而非限制性的。对所公开的示例作出的变化和修改对于本领域技术人员而言可能变得显而易见，所述变化和修改不一定脱离本公开的本质。因此，只能通过研究所附权利要求来确定赋予本公开的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于估计充电时间的策略选择方法，其包括：
当牵引电池的目标荷电状态是完全充电时，使用第一策略确立对所述牵引电池充电所需的估计时间；以及
当所述牵引电池的目标荷电状态小于完全充电时，使用不同的第二策略确立对所述牵引电池充电所需的所述估计时间。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述完全充电是百分之百的荷电状态。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一策略包括：
估计为牵引电池充电所需的能量的量；
从输入的充电功率的量中减去校准的能量损失以确立可用的充电功率；以及
将所述能量的量除以所述可用的充电功率，并且可选地，
其中所述第二策略包括：
将所述目标荷电状态从第一控制模块传递到不同于所述第一控制模块的第二控制模块；
使用所述第二控制模块来确立将所述牵引电池充电到所述目标荷电状态所需要的能量的估计量；
将所述能量的估计量从所述第二控制模块传递到所述第一控制模块；以及
使用所述第一控制模块来确立将所述牵引电池充电到所述目标荷电状态所需的所述估计时间，所述估计时间至少部分地基于所述能量的估计量。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述第一控制模块是动力传动系统控制模块。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述第二控制模块是电池能量控制模块，并且可选地，被配置为计算所述牵引电池的荷电状态。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述第二策略包括：
将所述目标荷电状态从第一控制模块传递到不同于所述第一控制模块的第二控制模块；
使用所述第二控制模块来确立将所述牵引电池充电到所述目标荷电状态所需要的能量的估计量；
将所述能量的估计量从所述第二控制模块传递到所述第一控制模块；以及
使用所述第一控制模块来确立将所述牵引电池充电到所述目标荷电状态所需的所述估计时间，所述估计时间至少部分地基于所述能量的估计量。
7.一种充电时间估计系统，其包括：
牵引电池；以及
至少一个控制模块，当牵引电池的目标荷电状态是完全充电时，所述至少一个控制模块使用第一策略确立对所述牵引电池充电所需的估计时间，并且当所述牵引电池的所述目标荷电状态小于完全充电时，所述至少一个控制模块使用不同的第二策略确立对所述牵引电池充电所需的所述估计时间。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述完全充电是百分之百的荷电状态。
9.如权利要求7所述的系统，其中当使用所述第一策略时，所述至少一个控制模块通过估计对牵引电池充电所需的能量的量、从输入的充电功率的量中减去校准的能量损失以确立可用的充电功率并且将所述能量的量除以所述可用的充电功率，来确立对所述牵引电池充电所需的所述估计时间。
10.如权利要求7所述的系统，其中所述至少一个控制模块是第一控制模块并且还包括第二控制模块，
其中当使用所述第二策略时，所述第一控制模块基于将所述牵引电池充电到所述目标荷电状态所需要的能量的估计量来确立所述估计时间，
其中将所述能量的估计量从所述第二控制模块传递到所述第一控制模块，
其中所述第二控制模块基于所述目标荷电状态确立所述能量的估计量，并且可选地，
其中当使用所述第二策略时，所述第一控制模块将所述目标荷电状态传递到所述第二控制模块。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述第一控制模块在所述牵引电池的外壳的外部，并且所述第二控制模块在所述牵引电池的内部。
12.如权利要求10所述的系统，其中所述第一控制模块是混合动力传动系统控制模块。
13.如权利要求10所述的系统，其中所述第二控制模块是电池能量控制模块。
14.如权利要求10所述的系统，其中所述目标荷电状态小于完全充电。
15.如权利要求10所述的系统，其还包括具有所述牵引电池和所述至少一个控制模块的电动化车辆，所述车辆可选地包括显示所述牵引电池的实际荷电状态的显示器。
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