CN111142029A - 一种动力电池剩余充电时间估算方法 - Google Patents

一种动力电池剩余充电时间估算方法 Download PDF

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CN111142029A CN202010123102.8A CN202010123102A CN111142029A CN 111142029 A CN111142029 A CN 111142029A CN 202010123102 A CN202010123102 A CN 202010123102A CN 111142029 A CN111142029 A CN 111142029A
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Abstract

本发明公开了一种动力电池剩余充电时间估算方法，其能够适应直流充电、交流充电、充电加热等不同工况，适用于配备冷却***和不配备冷却***的动力电池包；能根据充电桩的输出能力实时更新剩余充电时间，具备了充电桩输出电流异常时的冗余估算能力；能根据充电目标SOC值的变化实时更新剩余充电时间，兼容了充电目标SOC值可变功能；能准确的估算动力电池剩余充电时间，为用户用车提供准确的参考，提升用户体验。

Description

一种动力电池剩余充电时间估算方法
技术领域
本发明属于新能源汽车电池管理***领域，具体涉及一种动力电池剩余充电时间估算方法。
背景技术
随着全球气候逐步恶化、城市大气污染加剧和石油资源过度消耗，汽车领域越来越多的人将目光投到了电动汽车上。动力电池为电动汽车的重要组成部分，动力电池充电过程中的充电时间、剩余充电时间估算等对用户体验十分重要。估算准确的剩余充电时间能够给用户用车提供适当的指导，使用户能够根据自身情况合理的安排用车，减少不必要的等待，提升用户体验。
目前传统的动力电池剩余充电时间估算方法基本上是根据动力电池充入容量除以实际充电电流得到，估算精度不高，用户体验感不强。
CN108646190A公开了一种电池剩余充电时间估算方法、装置和设备，其能对电池剩余充电时间进行估算，但是其未考虑充电桩输出能力和充电目标SOC值变化情况，如果充电桩输出能力不能满足各个充电阶段的充电需求电流或者充电目标SOC值变化，仍按照同样的估算方式处理，会导致剩余充电时间估算不够准确。
发明内容
本发明的目的是提供一种动力电池剩余充电时间估算方法，以能够较为准确的估算出剩余充电时间，给用户使用提供合理的参考。
本发明所述的动力电池剩余充电时间估算方法，其特征在于，包括：
第一步、判断当前时刻的动力电池温度是否小于预设温度阈值Tem阈且加热状态标志位表示加热状态激活，如果是，则执行第二步，否则执行第三步；
第二步、判断充电状态标志位是否表示充电，如果是，则执行第四步，否则返回执行第一步；
第三步、判断充电状态标志位是否表示充电，如果是，则执行第六步，否则返回执行第一步；
第四步、确定加热时间THeat和充电时间TChrg，将加热时间THeat与充电时间TChrg相加，得到有加热的剩余充电时间估算值T”Pred(即T”Pred＝THeat+TChrg)，然后执行第五步；
第五步、判断动力电池的加热状态标志位是否表示加热状态消失，如果是，则执行第六步，否则返回执行第四步；
第六步、根据充电起始时刻的动力电池单体电压、各个充电阶段的充电截止电压，确定充电起始时刻动力电池所处的充电阶段；根据充电起始时刻的动力电池温度查询温度-充电需求电流表，获得各个充电阶段的充电需求电流；根据充电起始时刻的动力电池SOC值SOC0、充电起始时刻的充电目标SOC值SOCend、各个充电阶段的动力电池SOC标定值、电池充入容量标定值Cap、充电起始时刻动力电池所处的充电阶段和各个充电阶段的充电需求电流，计算充电起始时刻的剩余充电时间估算值TPred(0)，利用公式：K0＝TPred(0)÷(SOCend－SOC0)，计算剩余充电时间初始变化率K0，然后执行第七步；
第七步、将剩余充电时间初始变化率K0赋值给变化率计算值K，然后执行第八步；
第八步、判断当前时刻的动力电池SOC值SOCt是否小于当前时刻的充电目标SOC值SOCobj，如果是，则执行第九步，否则结束；
第九步、判断当前时刻动力电池所处的充电阶段的实际充电电流(该实际充电电流与充电桩的实际输出能力有关)与充电需求电流之差的绝对值是否大于或等于预设电流阈值I阈且持续预设时间T阈，如果是，则执行第十步，否则执行第十一步；
第十步、根据当前时刻的动力电池单体电压、各个充电阶段的充电截止电压，确定当前时刻动力电池所处的充电阶段；将各个充电阶段的充电需求电流分别与当前时刻动力电池所处的充电阶段的实际充电电流取小值，作为各个充电阶段的计算电流；根据当前时刻的动力电池SOC值SOCt、当前时刻的充电目标SOC值SOCobj、各个充电阶段的动力电池SOC标定值、电池充入容量标定值Cap、当前时刻动力电池所处的充电阶段和各个充电阶段的计算电流，计算当前时刻的剩余充电时间估算值TPred(t)，利用公式：K'0＝TPred(t)÷(SOCobj－SOCt)，计算剩余充电时间更新变化率K'0，然后执行第十三步；
第十一步、判断当前时刻的充电目标SOC值是否与前一次的充电目标SOC值一致，如果是，则执行第十四步，否则执行第十二步；
第十二步、根据当前时刻的动力电池单体电压、各个充电阶段的充电截止电压，确定当前时刻动力电池所处的充电阶段；根据当前时刻的动力电池SOC值SOCt、当前时刻的充电目标SOC值SOCobj、各个充电阶段的动力电池SOC标定值、电池充入容量标定值Cap、当前时刻动力电池所处的充电阶段和各个充电阶段的充电需求电流，计算当前时刻的剩余充电时间估算值TPred(t)，利用公式：K'0＝TPred(t)÷(SOCobj－SOCt)，计算剩余充电时间更新变化率K'0，然后执行第十三步；
第十三步、将剩余充电时间更新变化率K'0赋值给变化率计算值K，然后返回执行第八步；
第十四步、利用公式：TPred(t)＝TPred(t-1)－K×(SOCt－SOCt-1)，计算当前时刻的剩余充电时间估算值TPred(t)；其中，TPred(t-1)表示前一次计算的剩余充电时间估算值，SOCt表示当前时刻的动力电池SOC值，SOCt-1表示前一次的动力电池SOC值；然后返回执行第八步。
优选的，所述充电时间TChrg的确定方法包括：
根据加热起始时刻的动力电池单体电压、各个充电阶段的充电截止电压，确定充电起始时刻动力电池将处的充电阶段；根据加热目标温度Temtar查询温度-充电需求电流表，获得各个充电阶段的充电需求电流；根据加热起始时刻的动力电池SOC值SOCHeat、当前时刻的充电目标SOC值SOCobj、各个充电阶段的动力电池SOC标定值、电池充入容量标定值Cap、充电起始时刻动力电池将处的充电阶段和各个充电阶段的充电需求电流，计算得到充电时间TChrg。
优选的，所述加热时间THeat通过公式：THeat＝(Temtar－Temmin)×Rate确定；其中，Temtar表示加热目标温度，Temmin表示动力电池最低温度，Temmin随着加热的进行不断升高，Rate表示动力电池的温升速率。
优选的，确定某个时刻动力电池所处的充电阶段的方法为：
判断某个时刻的动力电池单体电压与各个充电阶段的充电截止电压之间的关系；
如果某个时刻的动力电池单体电压大于或等于第k-1个充电阶段的充电截止电压，并且小于第k个充电阶段的充电截止电压，则确定该时刻动力电池所处的充电阶段为所述第k个充电阶段；其中，k为整数且1≤k≤n，n为预设的充电阶段总数。
优选的，设定充电起始时刻动力电池将处的充电阶段为第m个充电阶段，所述计算充电时间TChrg的方法包括：
判断当前时刻的充电目标SOC值SOCobj与各个充电阶段的动力电池SOC标定值之间的关系；
如果当前时刻的充电目标SOC值SOCobj大于第p-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，并且小于或等于第p个充电阶段的动力电池SOC标定值，则确定此次充电总共有p-m+1个充电阶段；
当p＝m时，TChrg＝(SOCobj－SOCHeat)×Cap÷IReq(m)；
当p＝m+1时，TChrg＝(SOCCal(m)－SOCHeat)×Cap÷IReq(m)+(SOCobj－SOCCal(m))×Cap÷IReq(p)；
当p＞m+1时，
Figure BDA0002393597020000031
Figure BDA0002393597020000032
其中，m≤p≤n，IReq(m)表示第m个充电阶段的充电需求电流，IReq(p)表示第p个充电阶段的充电需求电流，IReq(x)表示第x个充电阶段的充电需求电流，SOCCal(m)表示第m个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x)表示第x个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x-1)表示第x-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(p-1)表示第p-1个充电阶段的动力电池SOC标定值。
优选的，设定充电起始时刻动力电池所处的充电阶段为第m个充电阶段，所述计算充电起始时刻的剩余充电时间估算值TPred(0)的方法包括：
判断充电起始时刻的充电目标SOC值SOCend与各个充电阶段的动力电池SOC标定值之间的关系；
如果充电起始时刻的充电目标SOC值SOCend大于第i-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，并且小于或等于第i个充电阶段的动力电池SOC标定值，则确定此次充电总共有i-m+1个充电阶段；
当i＝m时，TPred(0)＝(SOCend－SOC0)×Cap÷IReq(m)；
当i＝m+1时，TPred(0)＝(SOCCal(m)－SOC0)×Cap÷IReq(m)+(SOCend－SOCCal(m))×Cap÷IReq(i)；
当i＞m+1时，
Figure BDA0002393597020000041
Figure BDA0002393597020000042
其中，m≤i≤n，IReq(m)表示第m个充电阶段的充电需求电流，IReq(i)表示第i个充电阶段的充电需求电流，IReq(x)表示第x个充电阶段的充电需求电流，SOCCal(m)表示第m个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x)表示第x个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x-1)表示第x-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(i-1)表示第i-1个充电阶段的动力电池SOC标定值。
优选的，设定当前时刻动力电池所处的充电阶段为第r个充电阶段，所述第十步中计算当前时刻的剩余充电时间估算值TPred(t)的方法包括：
判断当前时刻的充电目标SOC值SOCobj与各个充电阶段的动力电池SOC标定值之间的关系；
如果当前时刻的充电目标SOC值SOCobj大于第h-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，并且小于或等于第h个充电阶段的动力电池SOC标定值，则确定第r个充电阶段之后还有h-r个充电阶段；
当h＝r时，TPred(t)＝(SOCobj－SOCt)×Cap÷Ijs(r)；
当h＝r+1时，TPred(t)＝(SOCCal(r)－SOCt)×Cap÷Ijs(r)+(SOCobj－SOCCal(r))×Cap÷Ijs(h)；
当h＞r+1时，
Figure BDA0002393597020000051
Figure BDA0002393597020000052
其中，r≤h≤n，Ijs(r)表示第r个充电阶段的计算电流，Ijs(r)＝[IReq(r)，I]min，Ijs(h)表示第h个充电阶段的计算电流，Ijs(x)表示第x个充电阶段的计算电流，SOCCal(r)表示第r个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x)表示第x个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x-1)表示第x-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(h-1)表示第h-1个充电阶段的动力电池SOC标定值。
优选的，设定当前时刻动力所处的充电阶段为第f个充电阶段，所述第十二步中计算当前时刻的剩余充电时间估算值TPred(t)的方法包括：
判断当前时刻的充电目标SOC值SOCobj与各个充电阶段的动力电池SOC标定值之间的关系；
如果当前时刻的充电目标SOC值SOCobj大于第w-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，并且小于或等于第w个充电阶段的动力电池SOC标定值，则确定第f个充电阶段之后还有w-f个充电阶段；
当w＝f时，TPred(t)＝(SOCobj－SOCt)×Cap÷IReq(f)；
当w＝f+1时，TPred(t)＝(SOCCal(f)－SOCt)×Cap÷IReq(f)+(SOCobj－SOCCal(f))×Cap÷IReq(w)；
当w＞f+1时，
Figure BDA0002393597020000053
Figure BDA0002393597020000054
其中，f≤w≤n，IReq(f)表示第f个充电阶段的充电需求电流，IReq(w)表示第w个充电阶段的充电需求电流，IReq(x)表示第x个充电阶段的充电需求电流，SOCCal(f)表示第f个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x)表示第x个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x-1)表示第x-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(w-1)表示第w-1个充电阶段的动力电池SOC标定值。
本发明能够适应直流充电、交流充电、充电加热等不同工况，适用于配备冷却***和不配备冷却***的动力电池包；能根据充电桩的输出能力实时更新剩余充电时间，具备了充电桩输出电流异常时的冗余估算能力；能根据充电目标SOC值的变化实时更新剩余充电时间，兼容了充电目标SOC值可变功能；能准确的估算动力电池剩余充电时间，为用户用车提供准确的参考，提升了用户体验。
附图说明
图1为动力电池剩余充电时间估算流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
本实施例中的动力电池剩余充电时间估算方法，由控制器执行。控制器能够获取充电状态标志位、各个时刻的动力电池温度、动力电池最低温度、加热状态标志位、各个时刻的动力电池单体电压、各个时刻的动力电池SOC值、各个时刻的充电目标SOC值、动力电池所处的充电阶段的实际充电电流；各个信号的获取方式为现有技术。控制器的存储模块内存储有预设温度阈值Tem阈、预设电流阈值I阈、预设时间T阈、预设的充电阶段总数n、电池充入容量标定值Cap、加热目标温度Temtar、动力电池的温升速率Rate、温度-充电需求电流表(即标定得到的温度与n个充电阶段的充电需求电流的对应关系表，其标定方式为现有技术)、n个充电阶段的充电截止电压和n个充电阶段的动力电池SOC标定值。
如图1所示，该动力电池剩余充电时间估算方法，包括：
第一步、判断当前时刻的动力电池温度是否小于预设温度阈值Tem阈且加热状态标志位表示加热状态激活，如果是，则执行第二步，否则执行第三步。
第二步、判断充电状态标志位是否表示充电，如果是，则执行第四步，否则返回执行第一步。
第三步、判断充电状态标志位是否表示充电，如果是，则执行第六步，否则返回执行第一步。
第四步、确定加热时间THeat和充电时间TChrg，将加热时间THeat与充电时间TChrg相加，得到有加热的剩余充电时间估算值T”Pred(即T”Pred＝THeat+TChrg)，然后执行第五步。
其中，加热时间THeat通过公式：THeat＝(Temtar－Temmin)×Rate确定；Temtar表示加热目标温度，Temmin表示动力电池最低温度，Temmin随着加热的进行不断升高，Rate表示动力电池的温升速率。
其中，充电时间TChrg的确定方法包括：
根据加热起始时刻的动力电池单体电压、n个充电阶段的充电截止电压，确定充电起始时刻动力电池将处的充电阶段：如果加热起始时刻的动力电池单体电压(也等于充电起始时刻的动力电池单体电压)大于或等于第m-1个充电阶段的充电截止电压，并且小于第m个充电阶段的充电截止电压，则确定充电起始时刻动力电池将处的充电阶段为第m个充电阶段，1≤m≤n。
根据加热目标温度Temtar查询温度-充电需求电流表，获得n个充电阶段的充电需求电流。
判断当前时刻的充电目标SOC值SOCobj与n个充电阶段的动力电池SOC标定值之间的关系：如果当前时刻的充电目标SOC值SOCobj大于第p-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，并且小于或等于第p个充电阶段的动力电池SOC标定值(即如果SOCCal(p-1)＜SOCobj≤SOCCal(p))，则确定此次充电总共有p-m+1个充电阶段。
当p＝m时，TChrg＝(SOCobj－SOCHeat)×Cap÷IReq(m)；
当p＝m+1时，TChrg＝(SOCCal(m)－SOCHeat)×Cap÷IReq(m)+(SOCobj－SOCCal(m))×Cap÷IReq(p)；
当p＞m+1时，
Figure BDA0002393597020000071
Figure BDA0002393597020000072
其中，m≤p≤n，IReq(m)表示第m个充电阶段的充电需求电流，IReq(p)表示第p个充电阶段的充电需求电流，IReq(x)表示第x个充电阶段的充电需求电流，SOCCal(m)表示第m个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x)表示第x个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x-1)表示第x-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(p-1)表示第p-1个充电阶段的动力电池SOC标定值。
第五步、判断动力电池的加热状态标志位是否表示加热状态消失，如果是，则执行第六步，否则返回执行第四步。
第六步、计算充电起始时刻的剩余充电时间估算值TPred(0)和剩余充电时间初始变化率K0，然后执行第七步。
其中，计算TPred(0)和K0的方法包括：
根据充电起始时刻的动力电池单体电压、各个充电阶段的充电截止电压，确定充电起始时刻动力电池所处的充电阶段：如果充电起始时刻的动力电池电压大于或等于第m-1个充电阶段的充电截止电压，并且小于第m个充电阶段的充电截止电压，则确定充电起始时刻动力电池所处的充电阶段为第m个充电阶段，1≤m≤n。
根据充电起始时刻的动力电池温度查询温度-充电需求电流表，获得n个充电阶段的充电需求电流。
判断充电起始时刻的充电目标SOC值SOCend与n个充电阶段的动力电池SOC标定值之间的关系：如果充电起始时刻的充电目标SOC值SOCend大于第i-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，并且小于或等于第i个充电阶段的动力电池SOC标定值(即如果SOCCal(i-1)＜SOCend≤SOCCal(i))，则确定此次充电总共有i-m+1个充电阶段。
当i＝m时，TPred(0)＝(SOCend－SOC0)×Cap÷IReq(m)；
当i＝m+1时，TPred(0)＝(SOCCal(m)－SOC0)×Cap÷IReq(m)+(SOCend－SOCCal(m))×Cap÷IReq(i)；
当i＞m+1时，
Figure BDA0002393597020000081
Figure BDA0002393597020000082
其中，m≤i≤n，IReq(m)表示第m个充电阶段的充电需求电流，IReq(i)表示第i个充电阶段的充电需求电流，IReq(x)表示第x个充电阶段的充电需求电流，SOCCal(m)表示第m个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x)表示第x个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x-1)表示第x-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(i-1)表示第i-1个充电阶段的动力电池SOC标定值。
利用公式：K0＝TPred(0)÷(SOCend－SOC0)，计算得到剩余充电时间初始变化率K0。
第七步、将剩余充电时间初始变化率K0赋值给变化率计算值K(即使K＝K0)，然后执行第八步。
第八步、判断当前时刻的动力电池SOC值SOCt是否小于当前时刻的充电目标SOC值SOCobj，如果是，则执行第九步，否则结束。
第九步、判断当前时刻动力电池所处的充电阶段的实际充电电流I与充电需求电流之差的绝对值是否大于或等于预设电流阈值I阈且持续预设时间T阈(比如30s)，如果是，则执行第十步，否则执行第十一步。
第十步、计算当前时刻的剩余充电时间估算值TPred(t)和剩余充电时间更新变化率K'0，然后执行第十三步。
其中，计算TPred(t)和K'0的方法包括：
根据当前时刻的动力电池单体电压、n个充电阶段的充电截止电压，确定当前时刻动力电池所处的充电阶段：如果当前时刻的动力电池电压大于或等于第r-1个充电阶段的充电截止电压，并且小于第r个充电阶段的充电截止电压，则确定当前时刻动力电池所处的充电阶段为第r个充电阶段，1≤r≤n。
将n个充电阶段的充电需求电流分别与当前时刻动力电池所处的充电阶段的实际充电电流I取小值，作为n个充电阶段的计算电流。
判断当前时刻的充电目标SOC值SOCobj与n个充电阶段的动力电池SOC标定值之间的关系：如果当前时刻的充电目标SOC值SOCobj大于第h-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，并且小于或等于第h个充电阶段的动力电池SOC标定值(即如果SOCCal(h-1)＜SOCobj≤SOCCal(h))，则确定第r个充电阶段之后还有h-r个充电阶段。
当h＝r时，TPred(t)＝(SOCobj－SOCt)×Cap÷Ijs(r)；
当h＝r+1时，TPred(t)＝(SOCCal(r)－SOCt)×Cap÷Ijs(r)+(SOCobj－SOCCal(r))×Cap÷Ijs(h)；
当h＞r+1时，
Figure BDA0002393597020000091
Figure BDA0002393597020000092
其中，r≤h≤n，Ijs(r)表示第r个充电阶段的计算电流，Ijs(r)＝[IReq(r)，I]min(即取小值)，IReq(r)表示第r个充电阶段的充电需求电流，Ijs(h)表示第h个充电阶段的计算电流，Ijs(h)＝[IReq(h)，I]min，IReq(h)表示第h个充电阶段的充电需求电流，Ijs(x)表示第x个充电阶段的计算电流，Ijs(x)＝[IReq(x)，I]min，IReq(x)表示第x个充电阶段的充电需求电流，SOCCal(r)表示第r个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x)表示第x个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x-1)表示第x-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(h-1)表示第h-1个充电阶段的动力电池SOC标定值。
利用公式：K'0＝TPred(t)÷(SOCobj－SOCt)，计算得到剩余充电时间更新变化率K'0。
第十一步、判断当前时刻的充电目标SOC值是否与前一次的充电目标SOC值一致，如果是，则执行第十四步，否则执行第十二步。
第十二步、计算当前时刻的剩余充电时间估算值TPred(t)和剩余充电时间更新变化率K'0，然后执行第十三步。
其中，计算TPred(t)和K'0的方法包括：
根据当前时刻的动力电池单体电压、n个充电阶段的充电截止电压，确定当前时刻动力电池所处的充电阶段：如果当前时刻的动力电池电压大于或等于第f-1个充电阶段的充电截止电压，并且小于第f个充电阶段的充电截止电压，则确定当前时刻动力电池所处的充电阶段为第f个充电阶段，1≤f≤n。
判断当前时刻的充电目标SOC值SOCobj与n个充电阶段的动力电池SOC标定值之间的关系：如果当前时刻的充电目标SOC值SOCobj大于第w-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，并且小于或等于第w个充电阶段的动力电池SOC标定值(即如果SOCCal(w-1)＜SOCobj≤SOCCal(w))，则确定第f个充电阶段之后还有w-f个充电阶段。
当w＝f时，TPred(t)＝(SOCobj－SOCt)×Cap÷IReq(f)；
当w＝f+1时，TPred(t)＝(SOCCal(f)－SOCt)×Cap÷IReq(f)+(SOCobj－SOCCal(f))×Cap÷IReq(w)；
当w＞f+1时，
Figure BDA0002393597020000093
Figure BDA0002393597020000101
其中，f≤w≤n，IReq(f)表示第f个充电阶段的充电需求电流，IReq(w)表示第w个充电阶段的充电需求电流，IReq(x)表示第x个充电阶段的充电需求电流，SOCCal(f)表示第f个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x)表示第x个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x-1)表示第x-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(w-1)表示第w-1个充电阶段的动力电池SOC标定值。
利用公式：K'0＝TPred(t)÷(SOCobj－SOCt)，计算得到剩余充电时间更新变化率K'0。
第十三步、将剩余充电时间更新变化率K'0赋值给变化率计算值K(即使K＝K'0)，然后返回执行第八步。
第十四步、利用公式：TPred(t)＝TPred(t-1)－K×(SOCt－SOCt-1)，计算当前时刻的剩余充电时间估算值TPred(t)；其中，TPred(t-1)表示前一次计算的剩余充电时间估算值，SOCt表示当前时刻的动力电池SOC值，SOCt-1表示前一次的动力电池SOC值；然后返回执行第八步。

Claims (8)

1.一种动力电池剩余充电时间估算方法，其特征在于，包括：
第一步、判断当前时刻的动力电池温度是否小于预设温度阈值Tem阈且加热状态标志位表示加热状态激活，如果是，则执行第二步，否则执行第三步；
第二步、判断充电状态标志位是否表示充电，如果是，则执行第四步，否则返回执行第一步；
第三步、判断充电状态标志位是否表示充电，如果是，则执行第六步，否则返回执行第一步；
第四步、确定加热时间THeat和充电时间TChrg，将加热时间THeat与充电时间TChrg相加，得到有加热的剩余充电时间估算值T”Pred，然后执行第五步；
第五步、判断动力电池的加热状态标志位是否表示加热状态消失，如果是，则执行第六步，否则返回执行第四步；
第六步、根据充电起始时刻的动力电池单体电压、各个充电阶段的充电截止电压，确定充电起始时刻动力电池所处的充电阶段；根据充电起始时刻的动力电池温度查询温度-充电需求电流表，获得各个充电阶段的充电需求电流；根据充电起始时刻的动力电池SOC值SOC0、充电起始时刻的充电目标SOC值SOCend、各个充电阶段的动力电池SOC标定值、电池充入容量标定值Cap、充电起始时刻动力电池所处的充电阶段和各个充电阶段的充电需求电流，计算充电起始时刻的剩余充电时间估算值TPred(0)，利用公式：K0＝TPred(0)÷(SOCend－SOC0)，计算剩余充电时间初始变化率K0，然后执行第七步；
第七步、将剩余充电时间初始变化率K0赋值给变化率计算值K，然后执行第八步；
第八步、判断当前时刻的动力电池SOC值SOCt是否小于当前时刻的充电目标SOC值SOCobj，如果是，则执行第九步，否则结束；
第九步、判断当前时刻动力电池所处的充电阶段的实际充电电流与充电需求电流之差的绝对值是否大于或等于预设电流阈值I阈且持续预设时间T阈，如果是，则执行第十步，否则执行第十一步；
第十步、根据当前时刻的动力电池单体电压、各个充电阶段的充电截止电压，确定当前时刻动力电池所处的充电阶段；将各个充电阶段的充电需求电流分别与当前时刻动力电池所处的充电阶段的实际充电电流取小值，作为各个充电阶段的计算电流；根据SOCt、SOCobj、各个充电阶段的动力电池SOC标定值、电池充入容量标定值Cap、当前时刻动力电池所处的充电阶段和各个充电阶段的计算电流，计算当前时刻的剩余充电时间估算值TPred(t)，利用公式：K'0＝TPred(t)÷(SOCobj－SOCt)，计算剩余充电时间更新变化率K'0，然后执行第十三步；
第十一步、判断当前时刻的充电目标SOC值是否与前一次的充电目标SOC值一致，如果是，则执行第十四步，否则执行第十二步；
第十二步、根据当前时刻的动力电池单体电压、各个充电阶段的充电截止电压，确定当前时刻动力电池所处的充电阶段；根据SOCt、SOCobj、各个充电阶段的动力电池SOC标定值、电池充入容量标定值Cap、当前时刻动力电池所处的充电阶段和各个充电阶段的充电需求电流，计算当前时刻的剩余充电时间估算值TPred(t)，利用公式：K'0＝TPred(t)÷(SOCobj－SOCt)，计算剩余充电时间更新变化率K'0，然后执行第十三步；
第十三步、将剩余充电时间更新变化率K'0赋值给变化率计算值K，然后返回执行第八步；
第十四步、利用公式：TPred(t)＝TPred(t-1)－K×(SOCt－SOCt-1)，计算当前时刻的剩余充电时间估算值TPred(t)；其中，TPred(t-1)表示前一次计算的剩余充电时间估算值，SOCt-1表示前一次的动力电池SOC值；然后返回执行第八步。
2.根据权利要求1所述的动力电池剩余充电时间估算方法，其特征在于，所述充电时间TChrg的确定方法包括：
根据加热起始时刻的动力电池单体电压、各个充电阶段的充电截止电压，确定充电起始时刻动力电池将处的充电阶段；根据加热目标温度Temtar查询温度-充电需求电流表，获得各个充电阶段的充电需求电流；根据加热起始时刻的动力电池SOC值SOCHeat、当前时刻的充电目标SOC值SOCobj、各个充电阶段的动力电池SOC标定值、电池充入容量标定值Cap、充电起始时刻动力电池将处的充电阶段和各个充电阶段的充电需求电流，计算得到充电时间TChrg。
3.根据权利要求2所述的动力电池剩余充电时间估算方法，其特征在于，所述加热时间THeat通过公式：THeat＝(Temtar－Temmin)×Rate确定；其中，Temmin表示动力电池最低温度，Temmin随着加热的进行不断升高，Rate表示动力电池的温升速率。
4.根据权利要求2或3所述的动力电池剩余充电时间估算方法，其特征在于，确定某个时刻动力电池所处的充电阶段的方法为：
判断某个时刻的动力电池单体电压与各个充电阶段的充电截止电压之间的关系；
如果某个时刻的动力电池单体电压大于或等于第k-1个充电阶段的充电截止电压，并且小于第k个充电阶段的充电截止电压，则确定该时刻动力电池所处的充电阶段为所述第k个充电阶段；其中，k为整数且1≤k≤n，n为预设的充电阶段总数。
5.根据权利要求3或4所述的动力电池剩余充电时间估算方法，其特征在于，设定充电起始时刻动力电池将处的充电阶段为第m个充电阶段，所述计算充电时间TChrg的方法包括：
判断当前时刻的充电目标SOC值SOCobj与各个充电阶段的动力电池SOC标定值之间的关系；
如果SOCobj大于第p-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，并且小于或等于第p个充电阶段的动力电池SOC标定值，则确定此次充电总共有p-m+1个充电阶段；
当p＝m时，TChrg＝(SOCobj－SOCHeat)×Cap÷IReq(m)；
当p＝m+1时，TChrg＝(SOCCal(m)－SOCHeat)×Cap÷IReq(m)+(SOCobj－SOCCal(m))×Cap÷IReq(p)；
当p＞m+1时，
Figure FDA0002393597010000031
Figure FDA0002393597010000032
其中，m≤p≤n，IReq(m)表示第m个充电阶段的充电需求电流，IReq(p)表示第p个充电阶段的充电需求电流，IReq(x)表示第x个充电阶段的充电需求电流，SOCCal(m)表示第m个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x)表示第x个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x-1)表示第x-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(p-1)表示第p-1个充电阶段的动力电池SOC标定值。
6.根据权利要求4所述的动力电池剩余充电时间估算方法，其特征在于，设定充电起始时刻动力电池所处的充电阶段为第m个充电阶段，所述计算充电起始时刻的剩余充电时间估算值TPred(0)的方法包括：
判断充电起始时刻的充电目标SOC值SOCend与各个充电阶段的动力电池SOC标定值之间的关系；
如果SOCend大于第i-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，并且小于或等于第i个充电阶段的动力电池SOC标定值，则确定此次充电总共有i-m+1个充电阶段；
当i＝m时，TPred(0)＝(SOCend－SOC0)×Cap÷IReq(m)；
当i＝m+1时，TPred(0)＝(SOCCal(m)－SOC0)×Cap÷IReq(m)+(SOCend－SOCCal(m))×Cap÷IReq(i)；
当i＞m+1时，
Figure FDA0002393597010000033
Figure FDA0002393597010000034
其中，m≤i≤n，IReq(m)表示第m个充电阶段的充电需求电流，IReq(i)表示第i个充电阶段的充电需求电流，IReq(x)表示第x个充电阶段的充电需求电流，SOCCal(m)表示第m个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x)表示第x个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x-1)表示第x-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(i-1)表示第i-1个充电阶段的动力电池SOC标定值。
7.根据权利要求4所述的动力电池剩余充电时间估算方法，其特征在于，设定当前时刻动力电池所处的充电阶段为第r个充电阶段，所述第十步中计算当前时刻的剩余充电时间估算值TPred(t)的方法包括：
判断当前时刻的充电目标SOC值SOCobj与各个充电阶段的动力电池SOC标定值之间的关系；
如果SOCobj大于第h-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，并且小于或等于第h个充电阶段的动力电池SOC标定值，则确定第r个充电阶段之后还有h-r个充电阶段；
当h＝r时，TPred(t)＝(SOCobj－SOCt)×Cap÷Ijs(r)；
当h＝r+1时，TPred(t)＝(SOCCal(r)－SOCt)×Cap÷Ijs(r)+(SOCobj－SOCCal(r))×Cap÷Ijs(h)；
当h＞r+1时，
Figure FDA0002393597010000041
Figure FDA0002393597010000042
其中，r≤h≤n，Ijs(r)表示第r个充电阶段的计算电流，Ijs(h)表示第h个充电阶段的计算电流，Ijs(x)表示第x个充电阶段的计算电流，SOCCal(r)表示第r个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x)表示第x个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x-1)表示第x-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(h-1)表示第h-1个充电阶段的动力电池SOC标定值。
8.根据权利要求4所述的动力电池剩余充电时间估算方法，其特征在于，设定当前时刻动力所处的充电阶段为第f个充电阶段，所述第十二步中计算当前时刻的剩余充电时间估算值TPred(t)的方法包括：
判断当前时刻的充电目标SOC值SOCobj与各个充电阶段的动力电池SOC标定值之间的关系；
如果SOCobj大于第w-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，并且小于或等于第w个充电阶段的动力电池SOC标定值，则确定第f个充电阶段之后还有w-f个充电阶段；
当w＝f时，TPred(t)＝(SOCobj－SOCt)×Cap÷IReq(f)；
当w＝f+1时，TPred(t)＝(SOCCal(f)－SOCt)×Cap÷IReq(f)+(SOCobj－SOCCal(f))×Cap÷IReq(w)；
当w＞f+1时，
Figure FDA0002393597010000043
Figure FDA0002393597010000044
其中，f≤w≤n，IReq(f)表示第f个充电阶段的充电需求电流，IReq(w)表示第w个充电阶段的充电需求电流，IReq(x)表示第x个充电阶段的充电需求电流，SOCCal(f)表示第f个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x)表示第x个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(x-1)表示第x-1个充电阶段的动力电池SOC标定值，SOCCal(w-1)表示第w-1个充电阶段的动力电池SOC标定值。
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