本技術涉及動力電池管理系統與充電控制領域,具體涉及一種電動汽車充電功率控制方法、系統及存儲介質。
背景技術:
1、目前,主流直流快充系統普遍采用以“最小化充電時間”為目標的控制策略,即在電池安全允許范圍內,以固定最大功率進行充電直至進入高荷電狀態(soc)階段后,再按照預設的降額曲線逐步降低功率。這帶來了以下問題:
2、(1)時間與行為不匹配,車輛常在用戶預計離開時間前提前充滿(例如:停車2小時,40分鐘充滿),導致后續長時間占用充電車位并產生額外占位費。
3、(2)靜態控制缺陷,現有系統缺乏全程的、時間驅動的功率規劃,即便有延遲啟動功能,也無法根據充電樁功率波動、電池健康度soh變化等因素實時修正功率軌跡,以確保準時性。
技術實現思路
1、本技術提供一種電動汽車充電功率控制方法、系統及存儲介質,可以解決現有技術中存在的時間與行為不匹配使得車輛常在用戶預計離開時間前提前充滿,以及導致后續長時間占用充電車位并產生額外占位費的技術問題。
2、第一方面,本技術實施例提供一種電動汽車充電功率控制方法,其包括:
3、在當前時間周期中,獲取當前時刻和當前電池已充入電量,以及用戶設定的目標充電完成時間和目標充電量;
4、根據所述目標充電量和當前電池已充入電量計算出剩余需充入電量;根據所述目標充電完成時間與當前時刻,計算剩余可用充電時間;
5、根據所述剩余需充入電量和剩余可用充電時間,確定下一時間周期的目標平均充電功率,并基于該目標平均充電功率生成下一時間周期的目標充電功率曲線。
6、優選的,根據所述目標充電完成時間與當前時刻,計算剩余可用充電時間,具體包括以下步驟:
7、獲取預設緩沖時間;
8、計算目標充電完成時間與當前時刻的差值,并從差值中扣除預設緩沖時間,以得到剩余可用充電時間;
9、所述預設緩沖時間包括預留結束緩沖時間、高荷電充電區間所需恒壓降額充電時間、基于電池實時的電池溫度或健康狀態設置的安全裕度時間。
10、優選的,還包括:
11、在當前時間周期的充電完成后,獲取實際電池已充入電量,以及按照當前時間周期的目標充電功率曲線進行充電所對應的預期應充入電量;
12、將實際電池已充入電量和預期應充入電量進行比較;
13、當實際電池已充入電量大于或小于預期應充入電量時,則表明當前時間周期充電進度異常。
14、優選的,若當前時間周期出現充電進度異常時,執行以下步驟:
15、當實際電池已充入電量大于預期應充入電量時,則以實時功率修正量降低下一時間周期的目標平均充電功率,以得到修正后的下一時間周期的目標平均充電功率;
16、當實際電池已充入電量小于預期應充入電量時,則以實時功率修正量提高下一時間周期的目標平均充電功率,以得到修正后的下一時間周期的目標平均充電功率。
17、優選的,計算所述實時功率修正量,具體包括以下步驟:
18、獲取實際電池已充入電量和預期應充入電量的偏差量;
19、根據當前剩余可用充電時間確定表征時間緊迫程度的權重系數;
20、基于所述偏差量與權重系數計算出所述實時功率修正量。
21、優選的,在得到修正后的下一時間周期的目標平均充電功率,還包括以下步驟:
22、將修正后的下一時間周期的目標平均充電功率與當前電池允許的最大充電功率和充電樁可提供的最大輸出功率進行比較;
23、若修正后的下一時間周期的目標平均充電功率至少大于當前電池允許的最大充電功率和充電樁可提供的最大輸出功率中的至少一項,則將修正后的下一時間周期的目標平均充電功率限制在預設范圍內,以得到最終的下一時間周期的目標平均充電功率。
24、優選的,基于最終的下一時間周期的目標平均充電功率重新估算完成充電所需時間;
25、若重新估算的完成充電所需時間晚于用戶設定的目標充電完成時間,則向用戶發出充電無法按時完成的預警提示,同時將重新估算的完成充電所需時間作為時間令牌發送至充電站運營后臺,并控制充電站運營后臺根據該時間令牌延遲占位費用的計費起始時刻。
26、第二方面,本技術實施例提供了一種電動汽車充電功率控制系統,其包括:
27、用戶交互及輸入模塊,其用于采集用戶設定的目標充電完成時間和目標充電量;
28、狀態采集模塊,其用于在當前時間周期中,獲取當前時刻和當前電池已充入電量;
29、功率規劃模塊,其用于根據所述目標充電量和當前電池已充入電量計算出剩余需充入電量;根據所述目標充電完成時間與當前時刻,計算剩余可用充電時間;根據所述剩余需充入電量和剩余可用充電時間,確定下一時間周期的目標平均充電功率;
30、控制模塊,其用于基于目標平均充電功率生成下一時間周期的目標充電功率曲線。
31、優選的,所述狀態采集模塊還用于獲取當前電池允許的最大充電功率和充電樁可提供的最大輸出功率;
32、所述功率規劃模塊還用于在當前時間周期的充電完成后,獲取實際電池已充入電量,以及按照當前時間周期的目標充電功率曲線進行充電所對應的預期應充入電量;將實際電池已充入電量和預期應充入電量進行比較;當實際電池已充入電量大于或小于預期應充入電量時,則表明當前時間周期充電進度異常;
33、所述控制模塊還用于在當前時間周期充電進度異常時通過計算實時功率修正量,并根據實時功率修正量進行調整,以得到修正后的下一時間周期的目標平均充電功率;以及用于根據當前電池允許的最大充電功率和充電樁可提供的最大輸出功率對修正后的下一時間周期的目標平均充電功率進行限制,以輸出最終的下一時間周期的目標平均充電功率。
34、第三方面,本技術實施例提供了一種計算機可讀存儲介質,所述計算機可讀存儲介質上存儲有電動汽車充電功率控制程序,其中所述電動汽車充電功率控制程序被處理器執行時,實現電動汽車充電功率控制方法的步驟。
35、本技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果包括:
36、建立了時間-能量的雙驅動的充電控制方式,首先在對用戶需求的精準響應上,傳統充電策略是車找樁模式下的被動適配,而本方案允許用戶主動設定離開時間與目標電量,使充電服務從標準化供給轉向個性化定制,極大提升了用戶體驗與控制主動權。其次,該方案實現了充電資源的時域優化配置;通過將目標平均充電功率設定為剩余需充入電量和剩余可用充電時間的函數關系,系統在時間充裕時可適度降低功率以減少電池熱負荷與老化,在時間緊張時則提高功率以確保按時完成,從而在時間維度上實現了充電強度與電池壽命、電網負荷的平衡,是一種具備全局優化潛力的柔性控制策略。
37、從技術原理層面來說,本方案的本質是一個滾動時域優化控制器。它將整個充電過程離散為連續的時間周期,在每個周期起始點,根據最新的當前時刻和當前電池已充入電量和用戶設定目標,重新求解一個有限時域內的平均功率設定值。這種模型預測控制的思想,使系統具備了對未來不確定性的魯棒性。即使初始估算存在誤差,也能在后續周期中不斷修正,確保最終時間目標的實現,為在動態環境中實現精確的終點控制提供了可靠的理論框架,從而解決了時間與行為不匹配使得車輛常在用戶預計離開時間前提前充滿,以及導致后續長時間占用充電車位并產生額外占位費的技術問題。