CN103707777A

CN103707777A - 增程式电动车续航里程显示系统

Info

Publication number: CN103707777A
Application number: CN201310589379.XA
Authority: CN
Inventors: 肖小城; 王春丽
Original assignee: SAIC Chery Automobile Co Ltd
Current assignee: Chery New Energy Automobile Co Ltd
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2013-11-20
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2033-11-20
Also published as: CN103707777B

Abstract

本发明涉及增程式电动车续航里程显示系统，包括采集单元、处理模块、转换模块、显示单元；采集单元采集油箱实测燃油量、电池电量E_电；处理模块根据剩余燃油量、功率平均燃油消耗率计算剩余燃油量所对应的能量E_油；转换模块包括第一、二转换单元，第一转换单元接收E_电、E_油并转换成SOC值输出至第二转换单元，第二转换单元将SOC值转换成续航里程S_X；显示单元接收第二转换单元输出的续航里程S_X并显示。计算得出燃油所能提供的能量，再将燃油、电能提供的能量转化成电池的电量，电池电量所对应的里程数是已知的，则可计算出续航里程，并在显示单元上显示，方便驾驶员及时加油、充电。

Description

增程式电动车续航里程显示系统

技术领域

本发明涉及增程式电动车控制技术领域，特别涉及一种增程式电动车续航里程显示系统。

背景技术

随着社会进步，人们环保意识增强，开始提倡“低碳，环保，绿色”的出行方式，使得高效、环保、节能电动车的研究引起世界各汽车厂商的高度关注。增程式电动车是为了解决纯电动汽车续航里程短而设计的具有能量补充单元的纯电动汽车，增程式电动车在电池电量充足时，由动力电池驱动电机，提供整车驱动功率需求，此时发动机不参与工作；当电池电量消耗到一定程度时，发动机启动，发动机为电池提供能量对动力电池进行充电；当电池电量充足时，发动机又停止工作，由电池驱动电机，提供整车驱动。增程式电动车采用纯电力驱动，具有减少排放、降低能耗的优点。

不管是传统的单一能量源的纯电动汽车，还是传统的燃油汽车，以及现在的增程式电动车，都需要有续航里程显示系统，来显示当前车辆剩余能源所能行驶的里程，以便驾驶员能够在车辆能量不足时及时的充电或加油。传统的单一能量源的纯电动汽车，通过采集车辆瞬时电耗、剩余能量，处理成纯电动汽车的续航里程并显示；传统燃油汽车，将采集到的燃油喷射脉宽和喷射时间间隔处理成燃油喷射量，然后根据剩余油量处理成燃油汽车的续航里程并显示。由于增程式电动车存在两个能量源，并且这两个能量源可以通过驾驶员的输入决定优先使用哪个能量源驱动整车，所以对于续航里程的处理就不能完全沿用传统汽车或者纯电动汽车的续航里程处理方法。

发明内容

本发明的目的在于提供增程式电动车续航里程显示系统，能够准确显示增程式电动车的续航里程。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种增程式电动车续航里程显示系统，包括采集单元、处理模块、转换模块、显示单元；所述的采集单元采集油箱实测燃油量M_测、电池电量E_电；所述的处理模块将采集单元输出的油箱实测燃油量M_测作为剩余燃油量M_剩，并根据处理模块内存储的功率平均燃油消耗率K₀计算剩余燃油量所对应的能量E_油，其中E_油＝M_剩×K₀；所述的转换模块包括第一转换单元、第二转换单元，转换模块中存储有SOC为100%时所对应的能量值E₀和续航里程S₀，第一转换单元接收电池电量E_电、处理模块输出的能量E_油，并转换成SOC值输出至第二转换单元，第二转换单元将SOC值转换成续航里程S_X，其中S_X＝（E_油+E_电）×S₀/E₀；所述的显示单元接收第二转换单元输出的续航里程S_X并显示。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：这里首先根据剩余燃油量、功率平均燃油消耗率来计算得出燃油所能提供的能量，再将燃油提供的能量和电池能提供的能量都转化成电池的电量，而电池电量所对应的里程数是已知的，则可以计算出增程式电动车的续航里程，并在显示单元上显示，方便驾驶员及时加油、充电。

附图说明

图1是本发明原理框图；

具体实施方式

下面结合图1，对本发明做进一步详细叙述。

参阅图1，一种增程式电动车续航里程显示系统，包括采集单元10、处理模块20、转换模块30、显示单元40；所述的采集单元10采集油箱实测燃油量M_测、电池电量E_电；所述的处理模块20将采集单元10输出的油箱实测燃油量M_测作为剩余燃油量M_剩，并根据处理模块20内存储的功率平均燃油消耗率K₀计算剩余燃油量所对应的能量E_油，其中E_油＝M_剩×K₀；所述的转换模块30包括第一转换单元31、第二转换单元32，转换模块20中存储有SOC为100%时所对应的能量值E₀和续航里程S₀，第一转换单元31接收电池电量E_电、处理模块输出的能量E_油，并转换成SOC值输出至第二转换单元32，第二转换单元32将SOC值转换成续航里程S_X，其中S_X＝（E_油+E_电）×S₀/E₀；所述的显示单元40接收第二转换单元32输出的续航里程S_X并显示。

这里的SOC指的是蓄电池的剩余容量，SOC值为100%，表示电池电量为充满状态，因此，SOC为100%时，所对应的能量E₀是已知的，根据电池的不同而不同。而处理模块内存储的功率平均燃油消耗率K₀可以在车辆进行测试的时候给出一个比较合理的实验值，然后作为常数存储；SOC为100%时，所对应的续航里程S_X也可以通过实验得出，作为常数存储在第二转换单元32中。通过上面的公式S_X＝（E_油+E_电）×S₀/E₀以及公式E_油＝M_剩×K₀可以得出：

S_X＝（M_剩×K₀+E_电）×S₀/E₀———公式1；

这里面只有M_剩、E_电是未知的，而这两个参数可以通过采集单元10采集得知，因此也就可以算出车辆的续航里程。需要指出的是，有些车辆的电池电量直接通过SOC值反映出来的，而不是能量值，这时候，只要将采集单元采集的电池电量的SOC值输出至第二转换单元32，在第二转换单元32中将燃油所对应的SOC值和电池所对应的SOC值相加，然后乘以S₀即可，此处不再赘述。

作为本发明的优选方案，由于车辆在行驶过程中，油箱会晃动，其所测量的油箱实测燃油量M_测会不是很准确。这里在车辆的行驶过程中，通过采集增程系统工作时的燃油消耗率m，然后将燃油消耗率m对时间进行积分运算可较为准确地得到剩余燃油量。所述的处理模块30在车辆上电时将采集单元10输出的实测燃油量M_测存储为M_测0，采集单元10还采集增程系统工作时的燃油消耗率m并输出至处理模块20，处理模块20中的剩余燃油量M_剩＝M_测0－∫mdt。将此公式带入公式1可得：

S_X＝[（M_测0－∫mdt）×K₀+E_电]×S₀/E₀———公式2；

更进一步地，所述的处理模块20将增程系统关闭时剩余燃油量M_剩存储为M_剩0，处理模块20包括初始油量调整单元21，初始油量调整单元21根据处理模块20内存储的车辆上电时的实测燃油量M_测0、增程系统关闭时的剩余燃油量M_剩0计算出M_初的值，处理模块20中的剩余燃油量M_剩＝M_初－∫mdt。所述的初始油量处理单元21按如下步骤进行处理：若|M_测0－M_剩0|≤Vol_1，则M_初＝M_剩0；否则M_初=M_测0；其中Vol_1是初始油量处理单元21内置的允许误差值。这里，之所以将公式2中的M_剩 ₀代替为M_初，是考虑到车辆在停放时处于倾斜状态，导致处理模块30在车辆上电时存储的M_测0与油箱中的实际燃油量存在偏差，最终使得显示的续航里程发生偏差，因此这里做一个判定，当|M_测0－M_剩0|≤Vol_1，即没有向油箱中加油或者抽油时，将上次通过积分计算过的结果作为初始值，当|M_测0－M_剩0|＞Vol_1，即有加油或者抽油动作，则还是以测得的结果作为初始值，这样显示出来的续航里程更为精准，公式更新如下：

S_X＝[（M_初－∫mdt）×K₀+E_电]×S₀/E₀———公式3；

考虑到通过积分得出的剩余燃油量M_剩虽然比采集得到的剩余燃油量更为准确，但是也存在一定的误差。作为本发明的优选方案，所述的采集单元10还采集车辆速度V_车，所述的处理模块20还包括油量调整单元22，油量调整单元22接收采集单元10采集的车辆速度V_车、实测燃油量M_测，并根据处理模块20实时计算的剩余燃油量M_剩，按如下步骤调整M_剩的值：（A1）若车辆车速V_车低于设定值speed_1并延时设定时间T₀，进入步骤B1，否则重复步骤A1；（B1）若|M_测－M_剩|≤Vol_2，进入步骤A1，否则进入步骤C1；（C1）若M_测－M_剩＞Vol_2，则重新调整M_剩的值，M_剩自增加Vol_2；若M_剩－M_测＞Vol_2，则重新调整M_剩的值，M_剩自减少Vol_2，M_剩调整后继续进入步骤A1。

这里，通过对车辆的速度进行监测，当车辆处于低速平稳的行驶状态时，此时通过测量得到的燃油剩余量应该较为准确，通过比较此时测量得到的燃油剩余量M_测和通过积分得到的剩余燃油量M_剩，如果两者相差不多，继续采用积分得到的剩余燃油量M_剩，如果相差较多，则对M_剩进行调整。同时，这里对调整的幅度进行限制，保证剩余燃油量调整的平滑。

车辆存储的参数功率平均燃油消耗率K₀统计的距离越长，其数值就越准确。系统内置的K₀是根据：增程系统启动后，车辆行进Range_1的距离所消耗的总燃油量来计算得出的，该值具有一定的参考性。作为本发明的优选方案，当满足一定条件时，对K₀的值也进行微调，使得剩余燃油所对应的能量E_油更为精准，其方案细述如下：

所述的采集单元10还采集增程系统的发电功率w，所述的处理模块20还包括燃油消耗率调整单元23，燃油消耗率调整单元23接收采集单元10采集的车辆速度V_车、增程系统工作时的燃油消耗率m和发电功率w，并按如下步骤对功率平均燃油消耗率K₀进行调整：（A2）增程系统工作后，对车辆此次驾驶循环中的速度对时间积分，得到此次驾驶循环中车辆行驶距离L＝∫V_车dt；（B2）将车辆行驶距离L与内置设定值Range_1比较，若L≤Range_1，K₀不变，进入步骤D2；若L＞Range_1，计算此次驾驶循环中的功率平均燃油消耗率K_X＝(∫wdt)/(∫mdt)，并将L值存储至Range_1中，进入步骤C2；（C2）比较K_X和K₀的值，若|K_X－K₀|≤Vol_k，将K_X、K₀中较大值存储为K₀；若|K_X－K₀|＞Vol_k，将K_X、K₀中较大值减去Vol_k后存储为K₀，进入步骤D2；（D2）此次K₀值调整完毕。通过以上调整，随着距离Range_1越来越长，其存储的功率平均燃油消耗率K₀越来越准确。

进一步地，这里SOC为100%时所对应的续航里程S₀按如下步骤进行初始化：（A3）对0%-100%的SOC划分成多个SOC区间，记录每个SOC区间中车辆行驶的最大距离L_MAX、中间距离L_MED、最小距离L_MIN；（B3）每个SOC区间中，车辆所行使的平均距离s＝（L_MAX＋L_MED＋L_MIN）/3；（C3）对每个SOC区间中的车辆行驶的平局距离s求和，得到S₀＝∑s。其中，SOC区间划分的越多，得出的S₀越准确，相应地处理过程也越复杂，因此，在误差允许的情况下，无需划分太多区间。

这里，每一个区间对应一个最大距离L_MAX、中间距离L_MED、最小距离L_MIN，比如这里划分了10个区间，0%-10%对应最大距离L_{MAX_1}、中间距离L_{MED_1}、最小距离L_{MIN_1}，这里即表示当电池电量由10%消耗至0%时，车辆能够行使的最大距离为L_{MAX_1}，最小距离为L_{MIN_1}。中间距离L_{MED_1}的设置使得计算出来的s更为平均，也保证后面对S₀进行调整更为精确。

由于周围环境温度的变化，使得电池电量一样时，所对应的车辆行驶距离是不同的。比如在较冷的冬天，电池满电量所能行驶的距离要小于炎热的夏天电池满电量所能行驶的距离。作为本发明的优选方案，所述的转换模块30还包括SOC自调整单元33，SOC自调整单元33内置有常数Range_2，SOC自调整单元33按如下步骤对S₀进行调整：（A4）记录车辆在某个SOC区间中的实际行驶距离L_实；（B4）若L_实＞L_MAX，进入步骤C4；若L_MED＜L_实＜L_MAX，进入步骤D4；若L_MIS＜L_实＜L_MED,进入步骤E4；若L_实＜L_MIN，进入步骤F4；否则S₀不调整；（C4）若L_实－L_MED≤Ran_ge_2，将L_实、L_MAX、L_MED分别存储为该SOC区间新的L_MAX、L_MED、L_MIN；若L_实－L_MED＞Range_2，将L_MED＋Range_2、L_MAX、L_MED分别存储为该SOC区间新的L_MAX、L_MED、L_MIN；然后进入步骤B3，调整S₀的值；（D4）将L_实、L_MED分别存储为该SOC区间新的L_MED、L_MIN；然后进入步骤B3,调整S₀的值；（E4）将L_MED、L_实分别存储为该SOC区间新的L_MAX、L_MED；然后进入步骤B3,调整S₀的值；（F4）若L_MED－L_实≤Range_2，将L_MED、L_MIN、L_实分别存储为该SOC区间新的L_MAX、L_MED、L_MIN；若L_MED－L_实＞Range_2，将L_MED、L_MIN、L_MED－Range_2分别存储为该SOC区间新的L_MAX、L_MED、L_MIN；然后进入步骤B3，调整S₀的值。

这里，通过SOC自调整单元33对每个区间的最大距离L_MAX、中间距离L_MED、最小距离L_MIN进行实时调整，使得计算出来的s更符合当前天气状况下的某个SOC区间所对应的行驶距离，最后求和得到的S₀也必然更符合当前车辆所处的环境。

由上，我们可以知道，续航里程可以由公式3即：S_X＝[（M_初－∫mdt）×K₀+E_电]×S₀/E₀算出，而为了使结果更为准确，公式中M_初是实时调整的，（M_初－∫mdt）也进行校准，常数K₀、S₀也进行细微的调整。经过这一系列处理，得出的续航里程S_X准确度非常高。当续航里程S_X较小时，可以通过闪烁或者通过喇叭来提示驾驶员，这里不做详细阐述，不同的厂家可根据其需要进行设置。

Claims

1.一种增程式电动车续航里程显示系统，其特征在于：包括采集单元（10）、处理模块（20）、转换模块（30）、显示单元（40）；

所述的采集单元（10）采集油箱实测燃油量M_测、电池电量E_电；

所述的处理模块（20）将采集单元（10）输出的油箱实测燃油量M_测作为剩余燃油量M_剩，并根据处理模块（20）内存储的功率平均燃油消耗率K₀计算剩余燃油量所对应的能量E_油，其中E_油＝M_剩×K₀；

所述的转换模块（30）包括第一转换单元（31）、第二转换单元（32），转换模块（20）中存储有SOC为100%时所对应的能量值E₀和续航里程S₀，第一转换单元（31）接收电池电量E_电、处理模块输出的能量E_油，并转换成SOC值输出至第二转换单元（32），第二转换单元（32）将SOC值转换成续航里程S_X，其中S_X＝（E_油+E_电）×S₀/E₀；

所述的显示单元（40）接收第二转换单元（32）输出的续航里程S_X并显示。

2.如权利要求1所述的增程式电动车续航里程显示系统，其特征在于：所述的处理模块（30）在车辆上电时将采集单元（10）输出的实测燃油量M_测存储为M_测0，采集单元（10）还采集增程系统工作时的燃油消耗率m并输出至处理模块（20），处理模块（20）中的剩余燃油量M_剩＝M_测0－∫mdt。

3.如权利要求2所述的增程式电动车续航里程显示系统，其特征在于：所述的处理模块（20）将增程系统关闭时剩余燃油量M_剩存储为M_剩0，处理模块（20）包括初始油量调整单元（21），初始油量调整单元（21）根据处理模块（20）内存储的车辆上电时的实测燃油量M_测0、增程系统关闭时的剩余燃油量M_剩0计算出M_初的值，处理模块（20）中的剩余燃油量M_剩＝M_初－∫mdt。

4.如权利要求3所述的增程式电动车续航里程显示系统，其特征在于：所述的初始油量处理单元（21）按如下步骤进行处理：若|M_测0－M_剩0|≤Vol_1，则M_初＝M_剩0；否则M_初=M_测0；其中Vol_1是初始油量处理单元（21）内置的允许误差值。

5.如权利要求3所述的增程式电动车续航里程显示系统，其特征在于：所述的采集单元（10）还采集车辆速度V_车，所述的处理模块（20）还包括油量调整单元（22），油量调整单元（22）接收采集单元（10）采集的车辆速度V_车、实测燃油量M_测，并根据处理模块（20）实时计算的剩余燃油量M_剩，按如下步骤调整M_剩的值：

（A1）若车辆车速V_车低于设定值speed_1并延时设定时间T₀，进入步骤B1，否则重复步骤A1；

（B1）若|M_测－M_剩|≤Vol_2，进入步骤A1，否则进入步骤C1；

（C1）若M_测－M_剩＞Vol_2，则重新调整M_剩的值，M_剩自增加Vol_2；若M_剩－M_测＞Vol_2，则重新调整M_剩的值，M_剩自减少Vol_2，M_剩调整后继续进入步骤A1。

6.如权利要求5所述的增程式电动车续航里程显示系统，其特征在于：所述的采集单元（10）还采集增程系统的发电功率w，所述的处理模块（20）还包括燃油消耗率调整单元（23），燃油消耗率调整单元（23）接收采集单元（10）采集的车辆速度V_车、增程系统工作时的燃油消耗率m和发电功率w，并按如下步骤对功率平均燃油消耗率K₀进行调整：

（A2）增程系统工作后，对车辆此次驾驶循环中的速度对时间积分，得到此次驾驶循环中车辆行驶距离L＝∫V_车dt；

（B2）将车辆行驶距离L与内置设定值Range_1比较，若L≤Range_1，K₀不变，进入步骤D2；若L＞Range_1，计算此次驾驶循环中的功率平均燃油消耗率K_X＝(∫wdt)/(∫mdt)，并将L值存储至Range_1中，进入步骤C2；

（C2）比较K_X和K₀的值，若|K_X－K₀|≤Vol_k，将K_X、K₀中较大值存储为K₀；若|K_X－K₀|＞Vol_k，将K_X、K₀中较大值减去Vol_k后存储为K₀，进入步骤D2；

（D2）此次K₀值调整完毕。

7.如权利要求5或6所述的增程式电动车续航里程显示系统，其特征在于：SOC为100%时所对应的续航里程S₀按如下步骤进行初始化：

（A3）对0%-100%的SOC划分成多个SOC区间，记录每个SOC区间中车辆行驶的最大距离L_MAX、中间距离L_MED、最小距离L_MIN；

（B3）每个SOC区间中，车辆所行使的平均距离s＝（L_MAX＋L_MED＋L_MIN）/3；

（C3）对每个SOC区间中的车辆行驶的平局距离s求和，得到S₀＝∑_s。

8.如权利要求7所述的增程式电动车续航里程显示系统，其特征在于：所述的转换模块（30）还包括SOC自调整单元（33），SOC自调整单元（33）内置有常数Range_2，SOC自调整单元（33）按如下步骤对S₀进行调整：

（A4）记录车辆在某个SOC区间中的实际行驶距离L_实；

（B4）若L_实＞L_MAX，进入步骤C4；若L_MED＜L_实＜L_MAX，进入步骤D4；若L_MIS＜L_实＜L_MED,进入步骤E4；若L_实＜L_MIN，进入步骤F4；否则S₀不调整；

（C4）若L_实－L_MED≤Range_2，将L_实、L_MAX、L_MED分别存储为该SOC区间新的L_MAX、L_MED、L_MIN；若L_实－L_MED＞Range_2，将L_MED＋Range_2、L_MAX、L_MED分别存储为该SOC区间新的L_MAX、L_MED、L_MIN；然后进入步骤B3，调整S₀的值；

（D4）将L_实、L_MED分别存储为该SOC区间新的L_MED、L_MIN；然后进入步骤B3,调整S₀的值；

（E4）将L_MED、L_实分别存储为该SOC区间新的L_MAX、L_MED；然后进入步骤B3,调整S₀的值；

（F4）若L_MED－L_实≤Range_2，将L_MED、L_MIN、L_实分别存储为该SOC区间新的L_MAX、L_MED、L_MIN；若L_MED－L_实＞Range_2，将L_MED、L_MIN、L_MED－Range_2分别存储为该SOC区间新的L_MAX、L_MED、L_MIN；然后进入步骤B3，调整S₀的值。