CN106683221A - 一种电动汽车剩余里程的二次处理算法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车剩余里程的二次处理算法，包括以下步骤：S1、采集电池信息；S2、计算出每Δt₁时间段内电池的能耗ΔE；S3、计算出电池在各个Δt₁时间段的末尾时刻的有效剩余能量E_t；S4、采集电机转速信息；S5、计算出每Δt₁时间段内汽车行驶的实际距离ΔS；S6、根据ΔE以及ΔS计算出电池在各个Δt₁时间段内的平均电耗ΔP；S7、根据ΔP计算出ΔP_t；S8、计算出每Δt₂时间段内电池的能耗ΔE'；S9、根据ΔE'计算出电池在各个Δt₂时间段的末尾时刻的有效剩余能量E_t'；S10、计算出每Δt₂时间段内汽车行驶的实际距离ΔS'；S11、根据ΔE'以及ΔS'计算出ΔP'；S12、根据ΔP'计算出电池在各个Δt₂时间段内的有效平均电耗ΔP_t'；S13、根据公式计算出汽车在Δt₁时间段的末尾时刻的剩余里程S。

Description

一种电动汽车剩余里程的二次处理算法

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车剩余里程的二次处理算法。

背景技术

随着人们环保意识的不断提高，减少城市汽车尾气的排放量是重中之重。各种新能源汽车投入到人们的生活当中，其中能源效率高、低碳环保、零排放的电动汽车成为城市新能源交通汽车的主力军。

电动汽车在行驶过程中的剩余里程是司机最关注的事项之一，对剩余里程进行精确的计算一直是一个难点。目前常规的算法是统计一段时间的平均电耗，用当前电池的总剩余电量除以统计的平均电耗，得到的结果作为剩余里程显示出来，该方法的弊端在于，由于行驶工况的不断变化，每一次统计的平均电耗相差较大，导致显示的剩余里程频繁跳动，不可捉摸，起不到为司机指引具体可行驶里程的作用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种电动汽车剩余里程的二次处理算法。

本发明提出的电动汽车剩余里程的二次处理算法，包括以下步骤：

S1、从汽车上电开始，电池管理系统开始采集电池信息，且电池管理系统将采集的电池信息发送至整车控制器；

S2、整车控制器对接收到的电池信息进行分析，且根据公式计算出每Δt₁时间段内电池的能耗ΔE；所述的公式为：

其中，为电池在时间段Δt₁内的平均电压，为电池在Δt₁时间段内的平均电流；

S3、根据电池在各个Δt₁时间段内的能耗ΔE，且根据公式计算出电池在各个Δt₁时间段的末尾时刻的有效剩余能量E_t；所述的公式为：

E_t＝E₀-a*ΔE；

其中，E₀为电池在各个Δt₁时间段的初始时刻的有效剩余能量，a为能耗修正因子；

S4、从汽车上电开始，电机控制器开始采集电机转速信息，且电机控制器将采集的电机转速信息发送至整车控制器；

S5、整车控制器对接收到的电机转速信息进行分析，且根据公式计算出每Δt₁时间段内汽车行驶的实际距离ΔS；所述的公式为：

其中，为电机在Δt₁时间段内的平均转速，r为汽车轮胎的滚动半径，Z为主减速器速比值；

S6、根据电池在各个Δt₁时间段内电池的能耗ΔE以及在各个Δt₁时间段内汽车行驶的实际距离ΔS，根据公式计算出电池在各个Δt₁时间段内的平均电耗ΔP；所述的公式为：

ΔP＝ΔE/ΔS；

S7、根据电池在各个Δt₁时间段内的平均电耗ΔP，且根据公式计算出电池在各个Δt₁时间段内的有效平均电耗ΔP_t；所述的公式为：

ΔP_t＝(P₀+b*ΔP)/2；

其中，P₀为电池在各个Δt₁时间段的初始时刻的有效平均电耗，b为平均电耗修正因子；

S8、整车控制器对接收到的电池信息进行分析，且根据公式计算出每Δt₂时间段内电池的能耗ΔE'；所述的公式为：

其中，为电池在时间段Δt₂内的平均电压，为电池在Δt₂时间段内的平均电流；

S9、根据电池在各个Δt₂时间段内的能耗ΔE'，且根据公式计算出电池在各个Δt₂时间段的末尾时刻的有效剩余能量E_t'；所述的公式为：

E_t'＝E₀'-a*ΔE'；

其中，E₀'为电池在各个Δt₂时间段的初始时刻的有效剩余能量，a为能耗修正因子；

S10、整车控制器对接收到的电机转速信息进行分析，且根据公式计算出每Δt₂时间段内汽车行驶的实际距离ΔS'；所述的公式为：

其中，为电机在Δt₂时间段内的平均转速，r为汽车轮胎的滚动半径，Z为主减速器速比值；

S11、根据电池在各个Δt₂时间段内电池的能耗ΔE'以及在各个Δt₂时间段内汽车行驶的实际距离ΔS'，根据公式计算出电池在各个Δt₂时间段内的平均电耗ΔP'；所述的公式为：

ΔP'＝ΔE'/ΔS'；

S12、根据电池在各个Δt₂时间段内的平均电耗ΔP'，且根据公式计算出电池在各个Δt₂时间段内的有效平均电耗ΔP_t'；所述的公式为：

ΔP_t'＝(P₀'+b*ΔP')/2；

其中，P₀'为电池在各个Δt₂时间段的初始时刻的有效平均电耗，b为平均电耗修正因子；

S13、根据公式计算出汽车在Δt₁时间段的末尾时刻的剩余里程S；所述公式为：

S＝2(E₀-a*ΔE)/(P₀'+b*ΔP')。

优选地，所述的各个Δt₁时间段的初始时刻的有效平均电耗P₀根据电池在各个Δt₁时间段内的平均电耗ΔP以及各个Δt₁时间段内的有效平均电耗ΔP_t迭代计算所得。

优选地，所述的各个Δt₂时间段的初始时刻的有效平均电耗P₀'根据电池在各个Δt₂时间段内的平均电耗ΔP'以及各个Δt₂时间段内的有效平均电耗ΔP_t'迭代计算所得。

优选地，所述的能耗修正因子a及平均电耗修正因子b的初始值均为1，且上述a及b在电池每次放电结束或者再次充满电的情况下根据下述公式进行自我修正；所述的公式为：

a＝0.5*(a'+a'*η_a)；

b＝0.5*(b'+b'*η_b)；

其中，a为修正后的能耗修正因子，a'为修正前的能耗修正因子，b为修正后的平均电耗修正因子，b'为修正前的平均电耗修正因子，η_a和η_b均为偏差系数，且η_a和η_b均服从正态分布，且η_a＝(∑a*ΔE)/E，η_b＝0.5*(P₀'+b*ΔP')/P'；其中，E电池的实际总能量，P'为电池的实际平均电耗。

优选地，所述的Δt₁＝100ms，Δt₂＝300s。

本发明首先采集电池的信息，并将电池信息发送至整车控制器，方便整车控制器根据汽车的电池信息进行测算；整车控制器对电池信息进行分析，且计算出每Δt₁时间段内电池的能耗ΔE，进而根据电池的能耗ΔE计算出电池在各个Δt₁时间段的末尾时刻的有效剩余能量E_t；并且采集汽车电机转速信息，并根据上述电机转速信息计算出每Δt₁时间段内汽车行驶的实际距离ΔS，再根据各个Δt₁时间段内电池的能耗ΔE以及在各个Δt₁时间段内汽车行驶的实际距离ΔS计算出电池在各个Δt₁时间段内的平均电耗ΔP，再计算出电池在各个Δt₁时间段内的有效平均电耗ΔP_t，并将上述计算结果进行存储；另一方面，整车控制器对电池信息进行分析，计算出每Δt₂时间段内电池的能耗ΔE'，再根据电池在各个Δt₂时间段内的能耗ΔE'计算出电池在各个Δt₂时间段的末尾时刻的有效剩余能量E_t'，同时整车控制器获取电机转速信息并对其进行分析，计算出每Δt₂时间段内汽车行驶的实际距离ΔS'，再根据电池在各个Δt₂时间段内电池的能耗ΔE'以及在各个Δt₂时间段内汽车行驶的实际距离ΔS'，计算出电池在各个Δt₂时间段内的平均电耗ΔP'，进而根据电池在各个Δt₂时间段内的平均电耗ΔP'计算出电池在各个Δt₂时间段内的有效平均电耗ΔP_t'，且对上述计算结果进行存储；最后，计算出汽车在Δt₁时间段的末尾时刻的剩余里程S，如此，通过对Δt₁时间段和Δt₂时间段内的电池信息以及电机信息进行采集和分析计算，得出汽车在Δt₁时间段的末尾时刻的剩余里程S。本发明提出的电动汽车剩余里程的二次处理算法能够解决剩余里程的频繁跳动以及趋势不确定的问题，为司机提供正确的指引，使司机在驾驶车辆时对车辆的剩余里程进行掌控，从而帮助司机合理安排驾驶行程。

附图说明

图1为一种电动汽车剩余里程的二次处理算法的步骤示意图。

具体实施方式

如图1所示，图1为本发明提出的一种电动汽车剩余里程的二次处理算法。

参照图1，本发明提出的电动汽车剩余里程的二次处理算法，包括以下步骤：

S1、从汽车上电开始，电池管理系统开始采集电池信息，且电池管理系统将采集的电池信息发送至整车控制器；

S2、整车控制器对接收到的电池信息进行分析，且根据公式计算出每Δt₁时间段内电池的能耗ΔE；所述的公式为：

其中，为电池在时间段Δt₁内的平均电压，为电池在Δt₁时间段内的平均电流；所述的Δt₁＝100ms。

S3、根据电池在各个Δt₁时间段内的能耗ΔE，且根据公式计算出电池在各个Δt₁时间段的末尾时刻的有效剩余能量E_t；所述的公式为：

E_t＝E₀-a*ΔE；

其中，E₀为电池在各个Δt₁时间段的初始时刻的有效剩余能量，a为能耗修正因子；

S4、从汽车上电开始，电机控制器开始采集电机转速信息，且电机控制器将采集的电机转速信息发送至整车控制器；

S5、整车控制器对接收到的电机转速信息进行分析，且根据公式计算出每Δt₁时间段内汽车行驶的实际距离ΔS；所述的公式为：

其中，为电机在Δt₁时间段内的平均转速，r为汽车轮胎的滚动半径，Z为主减速器速比值；

S6、根据电池在各个Δt₁时间段内电池的能耗ΔE以及在各个Δt₁时间段内汽车行驶的实际距离ΔS，根据公式计算出电池在各个Δt₁时间段内的平均电耗ΔP；所述的公式为：

ΔP＝ΔE/ΔS；

S7、根据电池在各个Δt₁时间段内的平均电耗ΔP，且根据公式计算出电池在各个Δt₁时间段内的有效平均电耗ΔP_t；所述的公式为：

ΔP_t＝(P₀+b*ΔP)/2；

其中，P₀为电池在各个Δt₁时间段的初始时刻的有效平均电耗，b为平均电耗修正因子；所述的各个Δt₁时间段的初始时刻的有效平均电耗P₀根据电池在各个Δt₁时间段内的平均电耗ΔP以及各个Δt₁时间段内的有效平均电耗ΔP_t迭代计算所得。

S8、整车控制器对接收到的电池信息进行分析，且根据公式计算出每Δt₂时间段内电池的能耗ΔE'；所述的公式为：

其中，为电池在时间段Δt₂内的平均电压，为电池在Δt₂时间段内的平均电流；所述的Δt₂＝300s。

S9、根据电池在各个Δt₂时间段内的能耗ΔE'，且根据公式计算出电池在各个Δt₂时间段的末尾时刻的有效剩余能量E_t'；所述的公式为：

E_t'＝E₀'-a*ΔE'；

其中，E₀'为电池在各个Δt₂时间段的初始时刻的有效剩余能量，a为能耗修正因子；所述的能耗修正因子a的初始值为1，且上述a在电池每次放电结束或者再次充满电的情况下根据下述公式进行自我修正；所述的公式为：

a＝0.5*(a'+a'*η_a)；

其中，a为修正后的能耗修正因子，a'为修正前的能耗修正因子，η_a为偏差系数，且η_a服从正态分布，且η_a＝(∑a*ΔE)/E；其中，E电池的实际总能量，P'为电池的实际平均电耗。

S10、整车控制器对接收到的电机转速信息进行分析，且根据公式计算出每Δt₂时间段内汽车行驶的实际距离ΔS'；所述的公式为：

其中，为电机在Δt₂时间段内的平均转速，r为汽车轮胎的滚动半径，Z为主减速器速比值；

S11、根据电池在各个Δt₂时间段内电池的能耗ΔE'以及在各个Δt₂时间段内汽车行驶的实际距离ΔS'，根据公式计算出电池在各个Δt₂时间段内的平均电耗ΔP'；所述的公式为：

ΔP'＝ΔE'/ΔS'；

S12、根据电池在各个Δt₂时间段内的平均电耗ΔP'，且根据公式计算出电池在各个Δt₂时间段内的有效平均电耗ΔP_t'；所述的公式为：

ΔP_t'＝(P₀'+b*ΔP')/2；

其中，P₀'为电池在各个Δt₂时间段的初始时刻的有效平均电耗，b为平均电耗修正因子；所述的各个Δt₂时间段的初始时刻的有效平均电耗P₀'根据电池在各个Δt₂时间段内的平均电耗ΔP'以及各个Δt₂时间段内的有效平均电耗ΔP_t'迭代计算所得。所述的平均电耗修正因子b的初始值为1，且上述b在电池每次放电结束或者再次充满电的情况下根据下述公式进行自我修正；所述的公式为：

b＝0.5*(b'+b'*η_b)；

其中，b为修正后的平均电耗修正因子，b'为修正前的平均电耗修正因子，η_b为偏差系数，且η_b服从正态分布，且η_b＝0.5*(P₀'+b*ΔP')/P'；其中，E电池的实际总能量，P'为电池的实际平均电耗。

S13、根据公式计算出汽车在Δt₁时间段的末尾时刻的剩余里程S；所述公式为：

S＝2(E₀-a*ΔE)/(P₀'+b*ΔP')。

本发明提出的电动汽车剩余里程的二次处理算法能够解决剩余里程的频繁跳动以及趋势不确定的问题，为司机提供正确的指引，使司机在驾驶车辆时对车辆的剩余里程进行掌控，从而帮助司机合理安排驾驶行程。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电动汽车剩余里程的二次处理算法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、从汽车上电开始，电池管理系统开始采集电池信息，且电池管理系统将采集的电池信息发送至整车控制器；

S2、整车控制器对接收到的电池信息进行分析，且根据公式计算出每Δt₁时间段内电池的能耗ΔE；所述的公式为：

$\mathrm{\Δ}E=\stackrel{\‾}{U}*\stackrel{\‾}{I}*{\mathrm{\Δt}}_1;$

其中，为电池在时间段Δt₁内的平均电压，为电池在Δt₁时间段内的平均电流；

S3、根据电池在各个Δt₁时间段内的能耗ΔE，且根据公式计算出电池在各个Δt₁时间段的末尾时刻的有效剩余能量E_t；所述的公式为：

E_t＝E₀-a*ΔE；

其中，E₀为电池在各个Δt₁时间段的初始时刻的有效剩余能量，a为能耗修正因子；

S4、从汽车上电开始，电机控制器开始采集电机转速信息，且电机控制器将采集的电机转速信息发送至整车控制器；

S5、整车控制器对接收到的电机转速信息进行分析，且根据公式计算出每Δt₁时间段内汽车行驶的实际距离ΔS；所述的公式为：

$\mathrm{\Δ}S=0.377*\stackrel{\‾}{N}*r*{\mathrm{\Δt}}_1/Z;$

其中，为电机在Δt₁时间段内的平均转速，r为汽车轮胎的滚动半径，Z为主减速器速比值；

S6、根据电池在各个Δt₁时间段内电池的能耗ΔE以及在各个Δt₁时间段内汽车行驶的实际距离ΔS，根据公式计算出电池在各个Δt₁时间段内的平均电耗ΔP；所述的公式为：

ΔP＝ΔE/ΔS；

S7、根据电池在各个Δt₁时间段内的平均电耗ΔP，且根据公式计算出电池在各个Δt₁时间段内的有效平均电耗ΔP_t；所述的公式为：

ΔP_t＝(P₀+b*ΔP)/2；

其中，P₀为电池在各个Δt₁时间段的初始时刻的有效平均电耗，b为平均电耗修正因子；

S8、整车控制器对接收到的电池信息进行分析，且根据公式计算出每Δt₂时间段内电池的能耗ΔE'；所述的公式为：

${\mathrm{\ΔE}}^{\′}={\stackrel{\‾}{U}}^{\′}*{\stackrel{\‾}{I}}^{\′}*{\mathrm{\Δt}}_2;$

其中，为电池在时间段Δt₂内的平均电压，为电池在Δt₂时间段内的平均电流；

S9、根据电池在各个Δt₂时间段内的能耗ΔE'，且根据公式计算出电池在各个Δt₂时间段的末尾时刻的有效剩余能量E_t'；所述的公式为：

E_t'＝E₀'-a*ΔE'；

其中，E₀'为电池在各个Δt₂时间段的初始时刻的有效剩余能量，a为能耗修正因子；

S10、整车控制器对接收到的电机转速信息进行分析，且根据公式计算出每Δt₂时间段内汽车行驶的实际距离ΔS'；所述的公式为：

${\mathrm{\ΔS}}^{\′}=0.377*{\stackrel{\‾}{N}}^{\′}*r*{\mathrm{\Δt}}_2/Z;$

其中，为电机在Δt₂时间段内的平均转速，r为汽车轮胎的滚动半径，Z为主减速器速比值；

S11、根据电池在各个Δt₂时间段内电池的能耗ΔE'以及在各个Δt₂时间段内汽车行驶的实际距离ΔS'，根据公式计算出电池在各个Δt₂时间段内的平均电耗ΔP'；所述的公式为：

ΔP'＝ΔE'/ΔS'；

S12、根据电池在各个Δt₂时间段内的平均电耗ΔP'，且根据公式计算出电池在各个Δt₂时间段内的有效平均电耗ΔP_t'；所述的公式为：

ΔP_t'＝(P₀'+b*ΔP')/2；

其中，P₀'为电池在各个Δt₂时间段的初始时刻的有效平均电耗，b为平均电耗修正因子；

S13、根据公式计算出汽车在Δt₁时间段的末尾时刻的剩余里程S；所述公式为：

S＝2(E₀-a*ΔE)/(P₀'+b*ΔP')。

2.根据权利要求1所述的电动汽车剩余里程的二次处理算法，其特征在于，所述的各个Δt₁时间段的初始时刻的有效平均电耗P₀根据电池在各个Δt₁时间段内的平均电耗ΔP以及各个Δt₁时间段内的有效平均电耗ΔP_t迭代计算所得。

3.根据权利要求1所述的电动汽车剩余里程的二次处理算法，其特征在于，所述的各个Δt₂时间段的初始时刻的有效平均电耗P₀'根据电池在各个Δt₂时间段内的平均电耗ΔP'以及各个Δt₂时间段内的有效平均电耗ΔP_t'迭代计算所得。

4.根据权利要求1所述的电动汽车剩余里程的二次处理算法，其特征在于，所述的能耗修正因子a及平均电耗修正因子b的初始值均为1，且上述a及b在电池每次放电结束或者再次充满电的情况下根据下述公式进行自我修正；所述的公式为：

a＝0.5*(a'+a'*η_a)；

b＝0.5*(b'+b'*η_b)；

其中，a为修正后的能耗修正因子，a'为修正前的能耗修正因子，b为修正后的平均电耗修正因子，b'为修正前的平均电耗修正因子，η_a和η_b均为偏差系数，且η_a和η_b均服从正态分布，且η_a＝(∑a*ΔE)/E，η_b＝0.5*(P₀'+b*ΔP')/P'；其中，E电池的实际总能量，P'为电池的实际平均电耗。

5.根据权利要求1所述的电动汽车剩余里程的二次处理算法，其特征在于，所述的Δt₁＝100ms，Δt₂＝300s。