CN109466333A - 基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法 - Google Patents

Abstract

一种基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法，属于电动汽车剩余里程估计领域。解决了现有电动客车使用过程中剩余里程计算的准确率差，影响电动客车的正常使用的问题。本发明在电动客车中加装加速度传感器装置与转矩传感器装置，在电动客车起始加速阶段，通过测得的电动机输出转矩,结合车轮半径,F＝T/r，计算电动客车加速力，F＝ma,计算得到电动客车的实时质量m。根据电动客车的行驶状态，结合电动客车的实时质量m，在不考虑坡度的情况下使用电动客车动力学模型计算整车需求功率，进而通过计算得的需求功率来计算电动客车的剩余里程。本发明适用于电动客车运动过程中剩余里程的估计。

Description

基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法

技术领域

本发明属于电动汽车剩余里程估计领域，具体涉及一种电动客车剩余里程的估计方法。

背景技术

随着石油危机和环境污染的加剧，电动汽车已然成为未来地面交通的主要发展方向。相对于充电时间，行驶经济性、车辆动力性、环境友好性等性能，电动车的剩余里程收到普通用户的更多关注。目前收到环境温度、行驶工况、车身电器附件开关等因素的影响，车辆能耗变化波动较大，导致里程估计值与实际行驶里程值相差较大。

目前针对电动汽车的剩余里程的估计问题，相关技术的一种做法是：建立车辆剩余里程与电池SOC的关系以及局限于简单的对车辆的历史能耗进行累计均值处理.但这种方式比较简单，考虑因素较少，估计精度差。另一种做法是：基于GPS确定未来路段信息，根据过去的能耗参数和未来路况预测计算剩余里程，但该解决方案所需车辆信息较多，需预测未来的行驶工况和环境工况，估计难度较大。

发明内容

本发明是为了解决现有电动客车使用过程中剩余里程计算的准确率差，影响电动客车的正常使用的问题，提出了一种基于电动客车动态质量的剩余里程计算方法。

本发明所述的基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法，该方法的具体步骤为：

步骤一、初始化，计算电动客车的总质量；

步骤二、判断电动客车是否进入起步状态；若是，则执行步骤三，否则，执行步骤五；

步骤三、根据电动客车的加速度a与电动客车加速力F，计算电动客车的实时总质量；并更新电动客车实时总质量数据；

步骤四、利用电动客车的实时总质量，计算电动客车的整车需求功率；然后执行步骤六；

步骤五、利用前一次计算的电动客车的总质量数据，计算电动客车的整车需求功率；

步骤六、根据电动客车的需求功率和电动客车储能系统的额定输出电压V，计算电动客车的储能系统放电电流I；

步骤七、根据电动客车的储能系统放电电流I，计算电动客车的储能系统实时放电电量；

步骤八、根据电动客车的储能系统实时放电电量，计算电动客车的剩余里程；实现对电动客车的剩余里程的估计，更新电动客车的剩余里程信息，返回执行步骤二。

进一步地：步骤一中，计算电动客车的总质量的方法为：

步骤一一、采用转矩传感器采集电动客车的电动机转矩T；并结合电动客车车轮半径 r，计算电动客车加速力F；

步骤一二、根据计算得出的电动客车加速力F，通过加速度传感器测得的电动客车加速度a，计算电动客车的实时总质量。

进一步地：步骤一一中电动客车加速力F和步骤三中电动客车加速力F的计算方法相同，均通过公式：

F＝T/r (1)

计算获得。

进一步地：步骤三中计算电动客车的实时总质量的方法和步骤一二中计算电动客车的实时总质量的方法相同，步骤一二中计算电动客车的实时总质量通过公式：

F＝ma (2)

实现，其中，m为电动客车的实时总质量。

进一步地：步骤五中计算电动客车的整车需求功率的方法与步骤四中计算电动客车的整车需求功率的方法相同，具体为：

当电动客车为制动状态时，通过公式：

计算电动客车的制动状态需求功率P_demand1，其中，m是电动客车的总质量，g是重力常数，f是滚动阻力系数f＝0.0076+0.0002016v，v为电动客车车速，C_D是风阻系数，A为迎风面积，ρ是空气密度，η_r是再生制动过程的平均效率；

当电动客车为非制动状态时，通过公式：

计算电动客车的非制动状态需求功率P_demand1，其中，η_md是电机效率，η_T是驱动轴系效率。

进一步地：步骤八中根据电动客车的储能系统实时放电电量，计算电动客车的剩余里程的具体公式为：

其中，v为电动客车车速，S为电动客车剩余里程，Q_TOTAL为电动客车剩余能量，Q为电动客车实时消耗能量，Q＝∫η_C·Idt，η_C为库伦效率常数，I为储能系统实时电流。

本发明通过在电动客车中加装加速度传感器装置与转矩传感器装置，在电动客车起始加速阶段，通过测得的电动机输出转矩,结合车轮半径,F＝T/r，计算电动客车加速力，F＝ma, 计算得到电动客车的实时质量m。根据电动客车的行驶状态，结合电动客车的实时质量m，在不考虑坡度的情况下使用电动客车动力学模型计算整车需求功率，进而通过计算得的需求功率来计算电动客车的剩余里程。该发明可以实现电动客车动态过程质量的估计来实现电动客车剩余里程的计算，为电动客车的实时剩余里程估计提供基础。

附图说明

图1是本发明所述基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法的流程图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式所述基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法，该方法的具体步骤为：

步骤一、初始化，计算电动客车的总质量；

步骤二、判断电动客车是否进入起步状态；若是，则执行步骤三，否则，执行步骤五；

步骤三、根据电动客车的加速度a与电动客车加速力F，计算电动客车的实时总质量；并更新电动客车实时总质量数据；

步骤四、利用电动客车的实时总质量，计算电动客车的整车需求功率；然后执行步骤六；

步骤五、利用前一次计算的电动客车的总质量数据，计算电动客车的整车需求功率；

步骤六、根据电动客车的需求功率和电动客车储能系统的额定输出电压V，计算电动客车的储能系统放电电流I；

步骤七、根据电动客车的储能系统放电电流I，计算电动客车的储能系统实时放电电量；

步骤八、根据电动客车的储能系统实时放电电量，计算电动客车的剩余里程；实现对电动客车的剩余里程的估计，更新电动客车的剩余里程信息，返回执行步骤二。

本实施方式所述的根据电动客车的速度和加速度信号，判断电动客车是否进入起步状态，当加速度大于零速度由零逐渐增大的状态为起步状态，制动状态时，制动踏板被踩下，非制动状态，制动踏板没有被踩下，通过判断制动踏板开度，即可以判断出电动客车是否处于制动状态。同时采用速度传感器采集电动客车的实时速度，采用加速度传感器采集电动客车的实时加速度，当电动客车起步后，利用加速力，计算电动客车的实时质量，在电动客车进入制动状态时，采用制动状态下的需求功率公式计算整车需求功率，进而通过计算得的需求功率来计算电动客车的剩余里程。在电动客车为非制动状态时，采用非制动状态下的需求功率公式计算整车需求功率，进而通过计算得的需求功率来计算电动客车的剩余里程。

具体实施方式二：本实施方式对实施方式一所述的基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法作进一步说明，步骤一中，计算电动客车的总质量的方法为：

步骤一一、采用转矩传感器采集电动客车的电动机转矩T；并结合电动客车车轮半径 r，计算电动客车加速力F；

步骤一二、根据计算得出的电动客车加速力F，通过加速度传感器测得的电动客车加速度a，计算电动客车的实时总质量。

具体实施方式三：本实施方式对实施方式一或二所述的基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法作进一步说明，步骤一一中电动客车加速力F和步骤三中电动客车加速力F的计算方法相同，均通过公式：

F＝T/r (1)

计算获得。

具体实施方式四：本实施方式对实施方式一或二所述的基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法作进一步说明，步骤三中计算电动客车的实时总质量的方法和步骤一二中计算电动客车的实时总质量的方法相同，步骤一二中计算电动客车的实时总质量通过公式：

F＝ma (2)

实现，其中，m为电动客车的实时总质量。

具体实施方式五：本实施方式对实施方式一或二所述的基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法作进一步说明，步骤五中计算电动客车的整车需求功率的方法与步骤四中计算电动客车的整车需求功率的方法具体为：

当电动客车为制动状态时，通过公式：

计算电动客车的制动状态需求功率P_demand1，其中，m是电动客车的总质量，g是重力常数，f是滚动阻力系数f＝0.0076+0.0002016v，v为电动客车车速，C_D是风阻系数，A为迎风面积，ρ是空气密度，η_r是再生制动过程的平均效率；

当电动客车为非制动状态时，通过公式：

计算电动客车的非制动状态需求功率P_demand1，其中，η_md是电机效率，η_T是驱动轴系效率。

具体实施方式五：本实施方式对实施方式一或二所述的基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法作进一步说明，步骤八中根据电动客车的储能系统实时放电电量，计算电动客车的剩余里程的具体公式为：

其中，v为电动客车车速，S为电动客车剩余里程，Q_TOTAL为电动客车剩余能量，Q为电动客车实时消耗能量，Q＝∫η_C·Idt，η_C为库伦效率常数，I为储能系统实时电流。

本发明解决了电动客车在行驶过程中，无法准确对剩余里程进行估计，或者在估计过程中忽略了电动客车实时质量对电动剩余里程的影响，从而导致里程估计值与实际行驶里程值相差较大，影响车辆因现有电量无法保证到达目的地而无法正常运行的问题。采用实时计算电动客车的实际质量的方式，避免了由于电动客车变化量大，在进行里程估计时出现误差大的问题。且在进行计算之前实时判断电动客车是否处于起步状态，若是，电动客车质量进行重新计算，否则，在没有停车重新启步的情况下，无需再次计算电动客车的实际质量。

Claims (6)

1.基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：

步骤一、初始化，计算电动客车的总质量；

步骤二、判断电动客车是否进入起步状态；若是，则执行步骤三，否则，执行步骤五；

步骤三、根据电动客车的加速度a与电动客车加速力F，计算电动客车的实时总质量；并更新电动客车实时总质量数据；

步骤四、利用电动客车的实时总质量，计算电动客车的整车需求功率；然后执行步骤六；

步骤五、利用前一次计算的电动客车的总质量数据，计算电动客车的整车需求功率；

步骤六、根据电动客车的需求功率和电动客车储能系统的额定输出电压V，计算电动客车的储能系统放电电流I；

步骤七、根据电动客车的储能系统放电电流I，计算电动客车的储能系统实时放电电量；

步骤八、根据电动客车的储能系统实时放电电量，计算电动客车的剩余里程；实现对电动客车的剩余里程的估计，更新电动客车的剩余里程信息，返回执行步骤二。

2.根据权利要求1所述的基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法，其特征在于，步骤一中，计算电动客车的总质量的方法为：

步骤一一、采用转矩传感器采集电动客车的电动机转矩T；并结合电动客车车轮半径r，计算电动客车加速力F；

步骤一二、根据计算得出的电动客车加速力F，通过加速度传感器测得的电动客车加速度a，计算电动客车的实时总质量。

3.根据权利要求2所述的基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法，其特征在于，步骤一一中电动客车加速力F和步骤三中电动客车加速力F的计算方法相同，均通过公式：

F＝T/r (1)

计算获得。

4.根据权利要求1或2所述的基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法，其特征在于，步骤三中计算电动客车的实时总质量的方法和步骤一二中计算电动客车的实时总质量的方法相同，步骤一二中计算电动客车的实时总质量通过公式：

F＝ma (2)

实现，其中，m为电动客车的实时总质量。

5.根据权利要求1或2所述的基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法，其特征在于，步骤五中计算电动客车的整车需求功率的方法与步骤四中计算电动客车的整车需求功率的方法相同，具体为：

当电动客车为制动状态时，通过公式：

计算电动客车的制动状态需求功率P_demand1，其中，m是电动客车的总质量，g是重力常数，f是滚动阻力系数f＝0.0076+0.0002016v，v为电动客车车速，C_D是风阻系数，A为迎风面积，ρ是空气密度，η_r是再生制动过程的平均效率；

当电动客车为非制动状态时，通过公式：

计算电动客车的非制动状态需求功率P_demand1，其中，η_md是电机效率，η_T是驱动轴系效率。

6.根据权利要求1或2所述的基于电动客车动态过程质量估计的剩余里程计算方法，其特征在于，步骤八中根据电动客车的储能系统实时放电电量，计算电动客车的剩余里程的具体公式为：

其中，v为电动客车车速，S为电动客车剩余里程，Q_TOTAL为电动客车剩余能量，Q为电动客车实时消耗能量，Q＝∫η_C·Idt，η_C为库伦效率常数，I为储能系统实时电流。