CN104527450A - 一种纯电动汽车的平均电耗统计系统及其统计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纯电动汽车的平均电耗统计系统及其统计方法。统计系统包括整车控制器、电机控制器和电池管理系统。统计系统通过实时采集车辆运行的数据，统计计算一定时间内的消耗电能和行驶里程，再通过二次逼近算法得出一个平均电耗，此平均电耗能体现出这段时间内的驾驶对平均电耗的影响，从而提醒驾驶员规范自己的驾驶习惯。

Description

一种纯电动汽车的平均电耗统计系统及其统计方法

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种纯电动汽车的平均电耗统计系统及其统计方法。

背景技术

自国家提倡节能减排、低碳生活后，纯电动汽车作为传统汽车的未来接班人，雨后春笋般的出现在各地的公路上。平均电耗作为评价驾驶习惯好坏的一个参考标准，以往现有的统计方法大都主要是对行驶里程和消耗电能进行连续积分，然后进行简单的除法从而得到平均电耗。此方法能较为准确地体现出当前的平均总电耗，但随着里程和消耗电能的不断增加，增加的里程和电能占分子分母的比例越来越小，不能体现出一次行驶过程的平均电耗，驾驶员若仍依靠此时的平均电耗来评价自身的驾驶习惯，将会产生误解。因此，亟需提出一种方法，既能较为准确地统计平均总电耗，又能够明显体现出短时驾驶对平均电耗的影响，从而指导和影响驾驶员对驾驶方式进行修正，使整个驾驶更加合理和经济。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纯电动汽车的平均电耗统计系统及其统计方法，该统计系统及统计方法统计的平均电耗能明显体现出短时驾驶对平均电耗的影响，从而规范驾驶员的驾驶习惯。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种纯电动汽车的平均电耗统计系统，包括整车控制器、电机控制器和电池管理系统；所述的电机控制器和电池管理系统分别通过CAN总线与整车控制器相连。

所述的电机控制器包括电机转速采集模块；所述的电池管理系统包括电压采集模块和电流采集模块。

所述的整车控制器包括已行驶里程运输模块、已消耗电能运算模块、平均电耗运算模块、可行驶里程运算模块、存储模块和终端显示模块。

所述的电机转速采集模块，其输出端分别通过CAN总线与已行驶里程运算模块、已消耗电能运算模块的输入端相连。

所述的电池管理系统，其输出端分别通过CAN总线与已行驶里程运算模块、已消耗电能运算模块的输入端相连。

所述的平均电耗运算模块，其输入端分别与已行驶里程运算模块、已消耗电能运算模块的输出端相连，其输出端分别与可行驶里程运算模块、存储模块、终端显示模块的输入端相连。

所述的可行驶里程运算模块，其输入端通过CAN总线与电池管理系统的输出端相连，其输出端与终端显示模块的输入端相连。

一种纯电动汽车的平均电耗统计系统及其统计方法，包括以下步骤：

(1)根据电池管理单元的实时电压和实时电流值，利用公式(1)，计算得出时间间隔T内的电能消耗E_△：

$E_{\mathrm{\Δ}}=\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{U}_i*I_i*T_i/3600000...\left(1\right)$

其中，E_△为消耗电能(单位：KW)，U_i为电池电压值(单位：V)，I_i为电池电流值(单位：A)，T_i为积分时间(单位：s)。

(2)根据电机转速采集模块采集的电机转速以及车辆的轮胎半径与后桥速比，利用公式(2)，计算得出时间间隔T内行驶的路程S_△；

$S_{\mathrm{\Δ}}=\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}K*N_{\mathrm{mot}}*R*T_i/A...\left(2\right)$

其中，S_△为行驶路程(单位：KM)，N_mot为电机转速(单位：转/min)，R为轮胎半径(单位：米),T_i为积分时间(单位：H)，A为车辆后桥速比，K为车辆速度系数，约为0.377。

(3)根据时间间隔T内的汽车消耗的电能E_△和汽车行驶里程S_△，利用公式(3)进行递归运算，求得时间间隔T2内的汽车的平均电耗：

P＝(P+E_△/S_△)/2…(3)

其中，P的初始值为根据标准工况测得的平均电耗值，E_△/S_△为时间间隔T内的平均电耗值。二次逼近算法介入后得到的平均电耗值能在统计历史平均总电耗的同时明显的体现出时间间隔T内的驾驶对整个平均电耗的影响。

(4)根据电池管理系统获取的剩余能量E_Remain以及当前平均总电耗P，采用公式S_Re main＝E_Remain/P，求得汽车当前行驶模式下的剩余可行驶里程S_Re main。

由上述技术方案可知，本发明通过计算汽车的行驶的里程及行驶该里程所消耗的电能，通过公式(3)得到的平均电耗能明显的体现出短时驾驶对平均电耗的影响。这样有利于驾驶员根据当前的平均电耗、可行驶的里程数以及标准工况下的平均电耗值，来及时调整驾驶方式，有利于电动汽车的合理使用。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是现有技术中计算平均功耗的公式和本发明中计算平均功耗的公式的对比示意图一；

图3是现有技术中计算平均功耗的公式和本发明中计算平均功耗的公式的对比示意图二。

其中：

1、整车控制器，2、电机控制器，3、电池管理系统，4、已行驶里程运算模块，5、已消耗电能运算模块，6、平均电耗运输模块，7、可行驶里程运算模块，8、存储模块，9、终端显示模块，10、电机转速采集模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明的原理框图，一种纯电动汽车的平均电耗统计系统包括整车控制器1、电机控制器2和电池管理系统3。所述的电机控制器2和电池管理系统3分别通过CAN总线与整车控制器1相连。

所述的电机控制器2包括电机转速采集模块10。所述的电池管理系统3包括电压采集模块和电流采集模块。

所述的整车控制器1包括已行驶里程运输模块4、已消耗电能运算模块5、平均电耗运算模块6、可行驶里程运算模块7、存储模块8和终端显示模块9。所述的电机转速采集模块10，其输出端分别通过CAN总线与已行驶里程运算模块4、已消耗电能运算模块5的输入端相连。

所述的电池管理系统3，其输出端分别通过CAN总线与已行驶里程运算模块4、已消耗电能运算模块5的输入端相连。

所述的平均电耗运算模块6，其输入端分别与已行驶里程运算模块4、已消耗电能运算模块5的输出端相连，其输出端分别与可行驶里程运算模块7、存储模块8、终端显示模块9的输入端相连。

所述的可行驶里程运算模块7，其输入端通过CAN总线与电池管理系统3的输出端相连，其输出端与终端显示模块9的输入端相连。

本发明涉及一种上述纯电动汽车的平均电耗统计系统的统计方法，该统计方法包括以下步骤：

S1、设定平均电耗计算时间间隔T、汽车的平均电耗P。

S2、根据电池管理单元的实时电压和实时电流值，利用公式(1)计算得出时间间隔T内的电能消耗E_△：

$E_{\mathrm{\Δ}}=\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{U}_i*I_i*T_i/3600000...\left(1\right)$

其中，E_△为消耗电能(单位：KW)，U_i为电池电压值(单位：V)，I_i为电池电流值(单位：A)，T_i为积分时间(单位：s)。

S3、根据电机转速采集模块采集的电机转速以及车辆的轮胎半径与后桥速比，利用公式(2)，计算得出时间间隔T内行驶的路程S_△：

$S_{\mathrm{\Δ}}=\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}K*N_{\mathrm{mot}}*R*T_i/A...\left(2\right)$

其中，S_△为行驶路程(单位：KM)，N_mot为电机转速(单位：转/min)，R为轮胎半径(单位：米),T_i为积分时间(单位：H)，A为车辆后桥速比,K为车辆速度系数，约为0.377。

S4、根据时间间隔T内的汽车消耗的电能W_△和汽车行驶里程S_△，利用公式(3)进行递归运算，求得时间间隔T2内的汽车的平均电耗：

P＝(P+E_△/S_△)/2…(3)

对公式(3)有如下说明：

①P的初始值为根据标准工况测得的平均电耗值，E_△/S_△为时间间隔T内的平均电耗值。

②二次逼近算法时将P同E_△/S_△取算术平均值，并将结果赋给P，继续进行运算。此算法既能统计历史平均总电耗，也能明显的体现出时间间隔T内的驾驶对整个平均电耗的影响。

③进行此公式的运算需同时满足S_△>5Km且行驶时间>6min的条件。这样的话能够避免因S_△较小而导致E_△/S_△误差较大。

④整车控制器在检测到钥匙关闭时会将计算所得的P值进行保存，下次钥匙打开时会将此值读取出来继续进行上述的运算过程。

S5、根据电池管理系统获取的剩余能量E_Remain以及当前平均总电耗P，采用公式S_Re main＝E_Remain/P求得汽车当前行驶模式下的剩余可行驶里程S_Re main。

现有的计算平均电耗的公式为：

P＝E_总/S_总＝(E₀+E_△)/(S₀+S_△)…(4)

其中，E_总和S_总为总消耗电能和总行驶里程，E₀和S₀为本次计算前的总消耗电能和总行驶里程，E_△和S_△分别为此次变化的总消耗电能和总行驶里程。

比较公式(3)和公式(4)：在公式(4)中，随着E₀、S₀的值越来越大，E_△和S_△对平均电耗P的影响会越来越小，体现不出驾驶员这段时间内的驾驶习惯的好坏。而在公式(3)中，P为一次行驶前的电耗，类似于公式(4)中的E₀/S₀，E₀/S₀和E_△/S_△的算术平均重值能体现出E_△/S_△对平均电耗P的影响，从而体现出驾驶员这段时间内的驾驶习惯的好坏。

图2中对比第2、3次可知，当里程较小时，短期的驾驶均能对公式(3)和公式(4)所求出的平均电耗产生明显的影响。对比第50、51次可知，当里程较大时，短期的驾驶对公式(4)的结果基本无影响，但对公式(3)的结果仍有显著的影响。

图3可直观的看出改进前后驾驶对平均电耗的影响。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种纯电动汽车的平均电耗统计系统，其特征在于：包括整车控制器、电机控制器和电池管理系统；所述的电机控制器和电池管理系统分别通过CAN总线与整车控制器相连；

所述的电机控制器包括电机转速采集模块；所述的电池管理系统包括电压采集模块和电流采集模块；

所述的整车控制器包括已行驶里程运输模块、已消耗电能运算模块、平均电耗运算模块、可行驶里程运算模块、存储模块和终端显示模块；

所述的电机转速采集模块，其输出端分别通过CAN总线与已行驶里程运算模块、已消耗电能运算模块的输入端相连；

所述的电池管理系统，其输出端分别通过CAN总线与已行驶里程运算模块、已消耗电能运算模块的输入端相连；

所述的平均电耗运算模块，其输入端分别与已行驶里程运算模块、已消耗电能运算模块的输出端相连，其输出端分别与可行驶里程运算模块、存储模块、终端显示模块的输入端相连；

所述的可行驶里程运算模块，其输入端通过CAN总线与电池管理系统的输出端相连，其输出端与终端显示模块的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车的平均电耗统计系统的统计方法，其特征在于：该统计方法包括以下步骤：

(1)根据电池管理单元的实时电压和实时电流值，利用以下公式，计算得出时间间隔T内的电能消耗E_△：

$E_{\mathrm{\Δ}}=\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{U}_i*I_i*T_i/3600000$

其中，E_△为消耗电能(单位：KW)，U_i为电池电压值(单位：V)，I_i为电池电流值(单位：A)，T_i为积分时间(单位：s)；

(2)根据电机转速采集模块采集的电机转速以及车辆的轮胎半径与后桥速比，利用以下公式，计算得出时间间隔T内行驶的路程S_△；

$S_{\mathrm{\Δ}}=\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}K*N_{\mathrm{mot}}*R*T_i/A$

其中，S_△为行驶路程(单位：KM)，N_mot为电机转速(单位：转/min)，R为轮胎半径(单位：米)，T_i为积分时间(单位：H)，A为车辆后桥速比，K为车辆速度系数，约为0.377；

(3)根据时间间隔T内的汽车消耗的电能E_△和汽车行驶里程S_△，利用以下公式进行递归运算，求得时间间隔T2内的汽车的平均电耗：

P＝(P+E_△/S_△)/2

其中，P的初始值为根据标准工况测得的平均电耗值，E_△/S_△为时间间隔T内的平均电耗值；

(4)根据电池管理系统获取的剩余能量E_Remain以及当前平均总电耗P，利用公式S_Remain＝E_Remain/P，求得汽车当前行驶模式下的剩余可行驶里程S_Remain。