电池充电剩余时间估算方法及系统与流程

本发明涉及电动车辆充电
技术领域：
，具体地涉及一种电池充电剩余时间估算方法以及一种电池充电剩余时间估算系统。
背景技术：
：随着大众对低碳环保意识的加强，电动汽车开始蓬勃发展。电动车辆通常采用公共充电桩进行充电，如何准确的获取公共充电桩的闲置时间以及如何合理的分配和调度公共充电桩是目前面临的问题。准确地估算充电车辆的充电剩余时间，既能缩短车主的充电等待时间，也便于提前安排和调度充电桩的资源。现有技术中计算充电剩余时间的方法包括以下两种：一种方法是采用剩余未充电电量除以当前实时电流，即(满充soc-当前soc)*电芯的标称容量/当前实时电流，从而得到充电剩余时间。另一种方法是对充电过程分段处理，将各个阶段的充电时间累积计算得到整体充电时间，用整体充电时间减去当前已充电时间得到剩余充电时间。计算整体充电时间的公式为：充电剩余时间＝充电阶段1的时间+充电阶段2的时间+...+充电阶段n的时间，其中充电阶段n是算法内自定义的阶段划分，n的值由算法来决定。上述两种方法使用的计算参数固定，无法解决个体的差异性，估算结果波动大、波动频繁，估算的最终结果偏差较大。估算剩余充电时间的整个过程由电动车辆的电池管理系统(batterymanagementsystem，简称bms)来完成，由于电池管理系统bms需要收集处理大量的其它数据，计算能力有限，无法在估算精度和数据计算量上做到兼容，不能准确计算车辆电池的剩余充电时间。技术实现要素：本发明实施方式的目的是提供一种电池充电剩余时间估算方法及系统，以准确计算电池的剩余充电时间。为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种电池充电剩余时间估算方法，应用于电池管理系统，所述电池管理系统存储有用于估算电池充电时间的初始数据表，所述方法包括：s1)根据存储的所述初始数据表估算电池的充电时间数据，将所述充电时间数据、在不同环境下采集的影响电池充电时间的参数信息以及电池的实际充电状态信息发送至后台服务器，其中所述后台服务器存储有所述初始数据表；s2)接收所述后台服务器发送的新数据表，其中所述新数据表是所述后台服务器根据接收到的所述充电时间数据、所述参数信息和所述实际充电状态信息对所述初始数据表进行更新所建立；s3)将所存储的所述初始数据表替换为所述新数据表；s4)根据所述新数据表以及当前的影响电池充电时间的参数信息估算电池充电剩余时间。进一步地，所述后台服务器在接收到的所述充电时间数据与所述新数据表内对应的充电时间数据的误差超过预设误差范围的条件下，发送所述新数据表。进一步地，所述影响电池充电时间的参数信息包括：电池的初始电芯温度和初始电芯电压。进一步地，所述新数据表包括：充电电流映射表、充电时间对照表、电池加热时间表。进一步地，所述充电时间数据包括：不同初始电芯温度对应的加热时间、以及不同电芯温度区间和不同电芯电压区间对应的充电时间。进一步地，步骤s4)根据所述新数据表以及当前的影响电池充电时间的参数信息估算电池充电剩余时间，包括：s41)实时采集电池的电芯温度和电芯电压；s42)根据所述电芯温度和电芯电压、所述充电电流映射表以及所述充电时间对照表得到充电各阶段的充电累积时间；s43)根据充电各阶段的充电累积时间预估电池达到满充状态的时间；s44)根据当前充电电流和当前soc值计算累积已充电时间，将所述达到满充状态的时间减去所述累积已充电时间，得到所述电池充电剩余时间。进一步地，步骤s41)实时采集电池的电芯温度和电芯电压，还包括：根据电池的初始电芯温度判断是否需要对电池进行加热，若是，则根据所述电池加热时间表确定电池加热时间。进一步地，步骤s42)根据所述电芯温度和电芯电压、所述充电电流映射表以及所述充电时间对照表得到充电各阶段的充电累积时间，包括：根据所述充电电流映射表以及实时采集的电芯温度和电芯电压，确定充电各阶段不同电芯温度区间和不同电芯电压区间对应的最大充电电流；根据所述充电时间对照表确定充电各阶段采用对应的最大充电电流进行充电所需的充电时间。进一步地，步骤s43)中所述达到满充状态的时间包括：所述充电各阶段的充电累积时间、所述电池加热时间以及截止充电时间，其中所述截止充电时间为充电过程中电芯电压接近满充电压时的充电保持时间。本发明第二方面提供一种电池充电剩余时间估算系统，所述系统包括：电池管理系统，用于根据存储的用于估算电池充电时间的初始数据表估算电池的充电时间数据，采集不同环境下的影响电池充电时间的参数信息以及电池的实际充电状态信息，并发送所述充电时间数据、所述参数信息和所述实际充电状态信息至后台服务器；所述后台服务器，用于根据接收到的所述充电时间数据、所述参数信息和所述实际充电状态信息对所存储的用于估算电池充电时间的初始数据表进行更新以建立新数据表，以及向所述电池管理系统发送所述新数据表；所述电池管理系统还用于将所存储的所述初始数据表替换为所述新数据表，根据所述新数据表以及当前的影响电池充电时间的参数信息估算电池充电剩余时间。进一步地，所述系统还包括：通信装置，与所述电池管理系统以及所述后台服务器通讯连接，用于将发送至所述电池管理系统的所述充电时间数据、所述参数信息和所述实际充电状态信息传输至所述后台服务器，以及将发送自所述后台服务器的所述新数据表传输至所述电池管理系统。进一步地，所述后台服务器用于在接收到的所述充电时间数据与所述新数据表内对应的充电时间数据的误差超过预设误差范围的条件下，发送所述新数据表。本发明实施方式通过后台服务器对影响电池充电时间的参数信息和实际充电状态信息进行统计和分析，优化并更新相关的充电参数。后台服务器通过对大数据进行统计分析得到更全更准确的用于估算电池充电时间的新数据表，并将新数据表下发至电池管理系统bms，电池管理系统bms根据新数据表估算电池充电剩余时间，通过后台服务器的大数据有效提高估算准确度。在电动车辆充电过程中提供准确的充电预估时间，便于合理安排充电桩的资源，提高充电桩的使用效率；方便车主合理安排取车时间，减少在充电现场的等待时间。另一方面，电池充电相关参数数据的统计和整理均由运算能力更强的后台服务器来处理，电池管理系统bms使用后台服务器处理后的参数数据根据实际充电情况估算充电剩余时间，降低bms的数据计算量和数据存储量，有效降低bms的运算负荷。本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：图1是本发明一种实施方式提供的电池充电剩余时间估算方法的流程图；图2是本发明一种实施方式提供的电池充电剩余时间估算方法中电池管理系统估算电池充电剩余时间的流程图；图3是本发明一种实施方式提供的电池充电剩余时间估算系统的框图。具体实施方式以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。图1是本发明一种实施方式提供的电池充电剩余时间估算方法的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供一种电池充电剩余时间估算方法，应用于电池管理系统，所述电池管理系统存储有用于估算电池充电时间的初始数据表，所述方法包括：s1)根据存储的所述初始数据表估算电池的充电时间数据，将所述充电时间数据、在不同环境下采集的影响电池充电时间的参数信息以及电池的实际充电状态信息发送至后台服务器，其中所述后台服务器存储有所述初始数据表。电池管理系统中初始数据表与后台服务器中初始数据表相同。每次充电过程中，电池管理系统根据当前环境下的电池参数和初始数据表估算充电时间，并将所述充电时间数据发送至后台服务器。所述后台服务器在接收到的所述充电时间数据与所述新数据表内对应的充电时间数据的误差超过预设误差范围的条件下，发送所述新数据表。影响电池充电时间的参数信息包括电池的初始电芯温度和初始电芯电压，以及充电机的最大允许电流。本实施方式中，处于不同环境的不同车辆的电池管理系统bms均与后台服务器相互通信，不同的电池管理系统bms向后台服务器发送不同环境下的初始电芯温度、初始电芯电压以及不同环境的实际充电状态信息。实际充电状态信息包括电池加热时间、充电过程中各阶段的充电时间、截止充电时间以及实际充满时间。电池加热时间是指当电池所处的环境温度低于临界温度时(需要对电池加热之后再充电)，将电池加热到临界温度(例如0℃)以上所需的时间。若将电池充电过程划分为不同的阶段，不同阶段对应不同的电压区间，充电过程中各阶段的充电时间是指电池电芯在不同电压区间时所对应的时间。截止充电时间是指充电过程中电芯电压接近满充电压时的充电保持时间。例如，电池充满时的电芯电压为4.13v，当充电至4.12v之后会经过较长一段充电时间电芯电压才会达到4.13v，从4.12v充电至4.13v的时间就是截止充电时间。实际充满时间是指单次充电过程的总时间，即电池加热时间+充电过程中各阶段的充电时间+截止充电时间。s2)接收所述后台服务器发送的新数据表，其中所述新数据表是所述后台服务器根据接收到的所述充电时间数据、所述参数信息和所述实际充电状态信息对所述初始数据表进行更新所建立的。所述后台服务器接收所述电池管理系统发送的所述充电时间数据，将所述充电时间数据与所述新数据表内的对应数据进行对比，判断两者的误差是否超过预设误差范围，若是，则向所述电池管理系统发送所述新数据表。所述充电时间数据包括不同初始电芯温度对应的加热时间、以及不同电芯温度区间和不同电芯电压区间对应的充电时间。后台服务器可接收多个处于不同环境下的电池管理系统bms发送的用于估算电池充电时间的数据，建立大数据，后台服务器将不同环境下的电芯温度、电芯电压以及不同环境的实际充电状态信息进行统计，分析影响电池充电时间的相关参数。后台服务器存有用于估算电池充电时间的初始数据表，当后台服务器分析得到影响充电时间的相关参数的变化超过预设变化范围时，将初始数据表中的相关参数替换为新参数或者在初始数据表中添加新参数，对初始数据表进行更新，建立新数据表。数据表的更新方式可采用即时更新或定时更新。后台服务器通过对大数据进行统计分析得到更全更准确的用于估算电池充电时间的新数据表。s3)将所存储的所述初始数据表替换为所述新数据表。所述新数据表包括充电电流映射表tab0、充电温升表tab1、充电时间对照表tab2、电池加热时间表tab3。充电电流映射表tab0示例如下：表头的行和列分别代表电芯温度区间和电芯电压区间，表格内数据表示对应电芯温度区间和电芯电压区间的最大充电电流i，单位是a。例如，电芯温度-20<＝t<0℃、单体电芯电压1.5v<u<＝3.3v时,最大充电电流i＝50a。充电温升表tab1示例如下：表头的行和列分别代表电芯温度区间和电芯电压区间，表格内数据表示在对应电芯温度区间，采用tab0中对应的最大充电电流i充电到不同的电芯电压所对应的温升值teprise，单位是℃。例如，当t<-20℃时，电芯温度太低不允许充电，温升值为0；当t＝-20℃时,按照tab0中电流i＝50a充电，单体电芯电压从1.5v上升到3.3v对应的温升值teprise＝1℃；当t＝-20℃,按照tab0中电流i＝60a充电，单体电芯电压从3.3v上升到3.6v对应的温升值teprise＝2℃；当t＝-15℃，按照tab0中电流i＝60a充电，单体电芯电压从3.3v上升到3.6v,采用线性插值方法，对温度范围-20<＝t<0℃的温升值进行线性插值计算，得到对应的温升值teprise＝2℃。充电时间对照表tab2示例如下：表头的行和列分别代表电芯温度区间和电芯电压区间，表格内数据表示在对应电芯温度区间，采用tab0中对应的最大充电电流i充电到不同的电芯电压所需的充电时间，单位是分钟。例如：当-20<＝t<0℃,按照tab0中电流i＝60a充电，单体电芯电压从3.3v上升到3.6v所需充电时间是20分钟；当t＝-15℃，按照tab0中电流i＝60a充电，单体电芯电压从3.3v上升到3.6v,采用线性插值方法，对温度范围-20<＝t<0℃的充电时间值进行线性插值计算，得到对应的充电时间是20分钟。电池加热时间表tab3示例如下：t＝-30℃t＝-25℃t＝-20℃t＝-15℃t＝-10℃t＝-5℃60504530155tab3表示不同环境温度下，将电池电芯加热到0℃(可以进行充电)所需的时间，例如，当环境温度t＝-20℃时，将电池电芯加热到0℃需要45分钟。s4)根据所述新数据表以及当前的影响电池充电时间的参数信息估算电池充电剩余时间。图2是本发明一种实施方式提供的电池充电剩余时间估算方法中电池管理系统估算电池充电剩余时间的流程图。如图2所示，本实施方式提供的估算电池充电剩余时间的方法包括以下步骤：s41)实时采集电芯温度和电芯电压。当电池所处环境温度低于临界温度(例如0℃)时，不能直接充电，需要将电池加热到临界温度以上。充电开始时，根据电池的初始电芯温度判断是否需要对电池进行加热，若是，则根据所述电池加热时间表tab3确定电池加热时间t2。s42)根据所述电芯温度和电芯电压、所述充电电流映射表以及所述充电时间对照表得到充电各阶段的充电累积时间。根据所述充电电流映射表tab0以及实时采集的电芯温度和电芯电压，确定充电各阶段不同电芯温度区间和不同电芯电压区间对应的最大充电电流i；根据所述充电时间对照表tab2确定充电各阶段采用对应的最大充电电流i进行充电所需的充电时间t1temp，将每个充电阶段的充电时间t1temp累加得到所述充电累积时间t1。例如，将充电过程划分为0-1.5v、1.5-3.3v、3.3-3.6v、3.6-4.13v四个阶段，分别对应的充电时间为t1temp1、t1temp2、t1temp3、t1temp4，充电各阶段的充电累积时间t1＝t1temp1+t1temp2+t1temp3+t1temp4。考虑到充电过程中电芯温度升高对充电时间的影响，根据所述充电温升表tab1确定充电各阶段采用对应的最大充电电流i进行充电所对应的温升值teprise，判断所述温升值teprise是否超过当前温度区间终值，若是，则根据所述充电时间对照表tab2采用线性插值方法得到当前温度区间对应的充电时间t1temp。若否，则根据充电时间表tab2通过当前电芯电压区间和当前温度区间确定对应的充电时间t1temp。s43)根据充电各阶段的充电累积时间预估电池达到满充状态的时间。电池达到满充状态的时间tsum包括充电各阶段的充电累积时间t1、电池加热时间t2、和截止充电时间t3，即tsum＝t1+t2+t3。所述截止充电时间t3是指充电过程中电芯电压接近满充电压时的充电保持时间，可根据所述充电时间对照表tab2获得截止充电时间t3，例如，tab2中电芯电压u＞4.13v对应的时间。s44)根据当前充电电流和当前soc值计算累积已充电时间tcharge，将电池达到满充状态的时间tsum减去所述累积已充电时间tcharge，得到所述电池充电剩余时间tremaind，即电池充电剩余时间tremaind＝tsum-tcharge。本发明实施方式提供的电池管理系统估算电池充电剩余时间的方法考虑到电池加热时间和截止充电时间，细分充电过程中的各阶段，提供精确的充电电流映射表和充电时间对照表，提高了估算电池充电剩余时间的准确度。本发明实施方式通过后台服务器对影响电池充电时间的参数信息和实际充电状态信息进行统计和分析，优化并更新相关的充电参数。后台服务器通过对大数据进行统计分析得到更全更准确的用于估算电池充电时间的新数据表，并将新数据表下发至电池管理系统bms，电池管理系统bms根据新数据表估算电池充电剩余时间，通过后台服务器的大数据有效提高估算准确度。电池充电相关参数数据的统计和整理均由运算能力更强的后台服务器来处理，电池管理系统bms使用后台服务器处理后的参数数据根据实际充电情况估算充电剩余时间，降低bms的数据计算量和数据存储量，有效降低bms的运算负荷。如3是本发明一种实施方式提供的电池充电剩余时间估算系统的框图。如图3所示，本发明实施方式提供一种电池充电剩余时间估算系统，所述系统包括：电池管理系统，用于根据存储的用于估算电池充电时间的初始数据表估算电池的充电时间数据，采集不同环境下的影响电池充电时间的参数信息以及电池的实际充电状态信息，并发送所述充电时间数据、所述参数信息和所述实际充电状态信息至后台服务器；所述后台服务器，用于根据接收到的所述充电时间数据、所述参数信息和所述实际充电状态信息对所存储的用于估算电池充电时间的初始数据表进行更新以建立新数据表，以及向所述电池管理系统发送所述新数据表；所述电池管理系统还用于将所存储的所述初始数据表替换为所述新数据表，根据所述新数据表以及当前的影响电池充电时间的参数信息估算电池充电剩余时间。进一步地，所述系统还包括：通信装置，与所述电池管理系统以及所述后台服务器通讯连接，用于将发送至所述电池管理系统的所述充电时间数据、所述参数信息和所述实际充电状态信息传输至所述后台服务器，以及将发送自所述后台服务器的所述新数据表传输至所述电池管理系统。所述通信装置例如车载t_box(telematicsbox)，车载t_box通过can总线与电池管理系统bms进行通讯，通过无线连接与后台服务器通讯。进一步地，所述后台服务器用于在接收到的所述充电时间数据与所述新数据表内对应的充电时间数据的误差超过预设误差范围的条件下，发送所述新数据表。本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。当前第1页12