CN111660816A

CN111660816A - 一种纯电动车续驶里程预测方法

Info

Publication number: CN111660816A
Application number: CN202010546322.1A
Authority: CN
Inventors: 饶洪宇; 常朕; 刘叶
Original assignee: Nanjing Automobile Group Corp; SAIC Maxus Vehicle Co Ltd Nanjing Branch
Current assignee: Nanjing Automobile Group Corp; SAIC Maxus Vehicle Co Ltd Nanjing Branch
Priority date: 2020-06-16
Filing date: 2020-06-16
Publication date: 2020-09-15

Abstract

本发明公开了一种纯电动车续驶里程计算方法，首先通过车辆CAN总线报文获取动力电池当前剩余电量；并根据采集的当前环境温度对所述当前电池剩余电量进行修正，获得修正后的电池当前剩余电量；获得点火开关启动后纯电动车当前行驶里程,以及对应当前行驶里程下的电池电耗量；根据所述纯电动车当前行驶里程和动力电池的电耗量，确定所述纯电动车整车当前电耗率；根据所述修正电池当前剩余电量、所述整车当前电耗率和里程因子之间的续驶里程对应关系，获取当前续驶里程；最终获得与所述纯电动车实际续驶里程不断收敛的当前续驶里程。本发明通过不断持续计算迭代，大大提高了行驶过程中仪表显示续驶里程的准确度。

Description

一种纯电动车续驶里程预测方法

技术领域：

本发明属于新能源汽车整车控制技术领域，特别涉及一种纯电动车续驶里程的预测方法。

背景技术：

随着经济的不断发展，能源和环境问题日益严峻，在国家各种推广政策的推动下，新能源汽车得到了大规模的应用,其中尤其是纯电动汽车因其零排放、使用成本低等特点，被越来越多的广大消费者接受，逐步走入物流、公用服务业和寻常百姓家。但目前的纯电动车的续驶里程还普遍偏低，同时，由于仪表显示的续驶里程准确度较低，导致大众普遍存在续驶里程焦虑，对于仪表显示的续驶里程准确性存在质疑。尤其冬季，电池能力衰减，在低温且开空调等耗电大的情况下，仪表显示续驶里程与实际续驶能力相差甚远；而且不同的驾驶习惯和行驶工况下，仪表显示的续驶里程变化与实际的行驶里程也相差甚远。

当前普遍采用的仪表显示的续驶里程计算方法如下公式：

S＝S₀*SOC_state

其中,所述S为仪表显示的当前续驶里程，单位km；所述S₀为产品公告续驶里程，单位km；所述SOC_state为当前电池容量，单位％。

分析当前续驶里程计算方法，存在如下两大问题：

1)S₀为产品公告续驶里程，当前纯电动乘用车公告续驶里程测试按照《GB/T18386-2017纯电汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》进行，测试温度是常温(25±5℃)，每次充满电(SOC_state＝100％)时，无论是冬天还是夏天，仪表显示的续驶里程就是公告续驶里程，没有考虑冬天低温电池容量衰减特性，没有根据当前环境温度对当前电池容量进行修正。

2)电动车在行驶过程中，续驶里程只和当前电池SOC(State of Charge，荷电状态)线性关联，随着SOC下降，续驶里程下降，仅用剩余SOC占比预测剩余续驶能力，没有考虑用户实际行驶工况和用户使用习惯的电量消耗情况进行动态修正，包括行驶工况，空调等附件开闭状态等，而且不同行驶工况电量消耗差距大，相应造成仪表显示的续驶里程和实际续驶里程差距很大。

针对前述的两个问题和用户疑虑，进一步调研并测试市场上多款车型的仪表显示续驶里程状态，通过数据印证了所述问题的客观存在。

发明内容：

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种综合考虑当前环境温度、用户使用情况和行驶工况的续驶里程计算方法，并通过自动持续更新迭代，获得与所述纯电动车实际续驶里程不断收敛的仪表显示的续驶里程。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现了一种纯电动车续驶里程计算方法，包括以下步骤：

(1)获取电池当前剩余电量；

(2)根据采集的当前环境温度对所述当前电池剩余电量进行修正，获得修正电池当前剩余电量；

(3)获得所述纯电动车当前行驶里程,以及对应当前行驶里程下的动力电池的电耗量；

(4)根据所述纯电动车当前行驶里程和动力电池的电耗量，确定所述纯电动车整车当前电耗率；

(5)根据所述修正电池当前剩余电量、所述整车当前电耗率和里程因子之间的续驶里程对应关系，获取当前续驶里程；

(6)根据所述(1)-(5)的持续迭代，获得与所述纯电动车实际续驶里程不断收敛的当前续驶里程。

作为优选地，上述技术方案中，所述根据采集的当前环境温度对所述当前电池剩余电量进行修正包括：

(1)采集当前环境温度；

(2)根据所述当前环境温度，通过查电池容量随温度变化的矩阵数据表的方式确定与所述当前环境温度对应的修正电池当前剩余电量。

作为优选地，上述技术方案中，根据所述电动车当前行驶里程和动力电池的电耗量，确定所述纯电动车整车当前电耗率通过公式E_E＝△Q/△S。

其中，所述E_E为当前电耗率，单位为kWh/km；所述△Q为电池累计电耗量，单位为kWh；所述△s为整车当前行驶里程，单位为km。

作为优选地，上述技术方案中，所述修正电池当前剩余电量、所述当前电耗率和里程因子之间的续驶里程对应关系为如下公式：

其中，所述S为当前续驶里程，单位为km；所述K_T为动力电池容量保持率，单位为％；所述E₀为产品公告百公里电耗量，单位为kWh/100km；所述S₀为产品公告续驶里程，单位km；所述SOC_state为当前电池容量，单位为％；所述C为里程因子，单位km。

其中,所述公式分子为修正电池当前剩余电量，分母为当前平均电耗率，即用修正电池当前剩余电量/当前平均电耗率确定当前续驶里程,预测所述纯电动车剩余续驶能力。

作为优选地，上述技术方案中，所述计算方法引入了温度因子、电耗率因子和里程因子。

作为优选地，上述技术方案中，所述温度因子为所述电池容量保持率K_T，即所述电池容量随当前环境温度变化的矩阵数据量，反映电池续驶能力；

作为优选地，上述技术方案中，所述电耗率因子为所述当前电耗率E_E，即所述纯电动车每单位当前行驶里程平均需要的电耗量，反映所述纯电动车包括行驶工况和附件使用情况的用户使用情况，其中所述电耗量包括电驱动和电空调附件等的总用电量。

作为优选地，上述技术方案中，所述里程因子C为产品公告百公里电耗量E₀在实际平均电耗率计算过程中所占的权重，该值作为标定量，通过用户实际使用工况的使用结果进行标定确定。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明综合考虑当前环境温度、用户使用习惯和行驶工况对续驶里程的影响，从而有效地解决了冬天和低温自然环境，以及不同工况、不同驾驶习惯和开空调等附件使用情况下仪表显示的续驶里程不准难题，大大提高了行驶过程中仪表显示续驶里程的准确度，有效地缓解了仪表显示续驶里程可信度差和用户里程焦虑的难题。

附图说明：

图1一款纯电动车常温综合工况下表显和实际续驶里程关系曲线图；

图2一款纯电动车低温高速工况下表显和实际续驶里程关系曲线图。

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

本发明实施例公开了一种纯电动车续驶里程计算方法，步骤包括：

步骤1：获取电池当前剩余电量；

步骤2：根据采集的当前环境温度对所述当前电池剩余电量进行修正，获得修正电池当前剩余电量；

例如：以某纯电动车配置某品牌容量为400Ah的动力电池为例，充满电时SOC_state＝100％，随温度变化导致电池容量保持率K_T不同，当温度25℃时K_T＝100％，修正电池当前剩余电量为SOC＝SOC_state×K_T＝100％×100％＝100％；随着温度降低，K_T持续降低，当温度-20℃时K_T＝65％，且随着车辆使用，电池电量不断消耗减低，此时当前电池容量SOC_state＝50％，则修正电池当前剩余电量为SOC＝SOC_state×K_T＝50％×65％＝32.5％。

步骤3：获得所述纯电动车当前行驶里程,以及对应当前行驶里程下的电池的、电耗量；

步骤4：根据所述纯电动车当前行驶里程和电池电耗量，确定所述纯电动车整车当前电耗率；

例如：以某纯电动车为例，自所述纯电动车启动后，当前行驶的累积里程△s＝200km，对应当前行驶里程下，电池的母线端的电耗量△Q＝50kWh(该电耗量包括了电驱动、电空调等附件等总电消耗量)，当前电耗率E_E＝△Q/△S＝50/200＝0.25kWh/km。

步骤5：将所述动力电池容量保持率K_T，产品公告百公里电耗量E₀，产品公告续驶里程S₀，当前电池容量SOC_state，里程因子C，电池累计电耗量△Q，整车当前行驶里程△s代入到

求出当前续驶里程S。

其中：E₀/100为平均1公里电耗量；E₀/100*S₀为产品公告里程和产品公告百公里电耗条件下对应的总电量；里程因子C为产品公告百公里电耗量在当前实际平均电耗率计算过程中所占的权重。C值越大，上述公式分母电耗率越稳定、越趋近产品公告值，用户使用情况被稀释越多，则需要更长的行驶距离才能贴近真实情况；C值越小，上述公式分母电耗率越趋近真实、更贴近用户使用情况和行驶工况，但同时由于用户的使用习惯，导致初始电耗率波动大，从而使仪表显示的续驶里程在初始阶段出现波动。该值作为标定量，通过用户实际使用工况的使用结果进行标定确定。

步骤6：所述纯电动车继续行驶，并根据所述步骤(1)-(5)不断持续计算迭代，求出不同行驶时间点上当前续驶里程。

例如：选取某两款纯电动车型，分别应用本发明的计算方法在不同的行驶工况和不同环境温度下进行测试验证，且与当前普遍采用续驶里程计算方法S＝S₀*SOC_state进行对比测试验证，并绘制出所述纯电动车型的仪表显示和实际续驶里程关系曲线图。

实例1、如图1所示一款纯电动汽车常温综合工况下对比测试验证结果，本发明中初始仪表显示的续驶里程与实际存在差距，但很快就不断趋近实际续驶里程，之后与实际续驶里程基本相当；而当前普遍采用的S＝S₀*SOC_state计算方法在整车行驶过程中，仪表显示的续驶里程与实际有较大差异，直到最后才与实际剩余里程相当。

实例2、如图2所示一款纯电动汽车低温高速工况下对比测试验证结果，本发明仪表显示的续驶里程在初始阶段略有波动，但与实际续驶里程差距不大，之后与实际续驶里程基本相当；而当前普遍采用的S＝S₀*SOC_state计算方法在整车行驶过程中，仪表显示的续驶里程与实际有很大差异，虽然也持续收敛，但直到最后仍然与实际存在一定差距。

综上实例1和实例2，通过实车测试证明本发明续驶里程计算方法是有效，大大提高了行驶过程中仪表显示续驶里程的准确度。

Claims

1.一种纯电动车续驶里程预测方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤(1)通过车辆CAN总线报文获取动力电池当前剩余电量；

步骤(2)根据采集的当前环境温度对所述当前电池剩余电量进行修正，获得修正后的电池当前剩余电量；

步骤(3)通过CAN总线报文获得点火开关启动后纯电动车当前行驶里程,以及对应当前行驶里程下的电池电耗量；

步骤(4)根据所述纯电动车当前行驶里程和动力电池的电耗量，确定所述纯电动车整车当前电耗率；

步骤(5)根据所述修正电池当前剩余电量、所述整车当前电耗率和里程因子之间的续驶里程对应关系，获取当前续驶里程；

步骤(6)根据步骤(1)-(5)的持续迭代，获得与所述纯电动车实际续驶里程不断收敛的当前续驶里程。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动车续驶里程预测方法，其特征在于，所述步骤2中对所述当前电池剩余电量进行修正的具体步骤包括：

步骤2.1通过车辆传感器采集信息发送到CAN总线，CAN总线报文获得当前环境温度；

步骤2.2根据当前环境温度，通过查电池容量随温度变化的矩阵数据表的方式确定与所述当前环境温度对应的修正电池当前剩余电量。

3.根据权利要求1所述的一种纯电动车续驶里程预测方法，其特征在于，所述步骤4中，根据所述电动车当前行驶里程和动力电池的电耗量，确定所述纯电动车整车当前电耗率E_E＝△Q/△S，即累计电耗量/行驶里程；

其中，所述E_E为当前电耗率，单位为kWh/km；所述△Q为动力电池累计电耗量，单位为kWh；所述△s为整车当前行驶里程，单位为km。

4.根据权利要求1所述的一种纯电动车续驶里程预测方法，其特征在于，所述步骤5中，修正电池当前剩余电量、所述当前电耗率和里程因子之间的续驶里程对应关系为如下公式：

其中，所述S为当前续驶里程，单位为km；所述K_T为电池容量保持率，单位为％；所述E₀为产品公告百公里电耗量，单位为kWh/100km；所述S₀为产品公告续驶里程，单位km；所述SOC_state为当前电池容量，单位为％；所述C为里程因子，单位km；

其中,公式分子为修正电池当前剩余电量，分母为当前平均电耗率，即用修正电池当前剩余电量/当前平均电耗率确定当前续驶里程,预测所述纯电动车剩余续驶能力。

5.根据权利要求4所述的一种纯电动车续驶里程预测方法，其特征在于,所述计算方法包括温度因子、电耗率因子和里程因子。

6.根据权利要求5所述的一种纯电动车续驶里程预测方法，其特征在于，温度因子为所述电池容量保持率K_T，即所述电池容量随当前环境温度变化的矩阵数据量，反映电池续驶能力。

7.根据权利要求5所述的一种纯电动车续驶里程预测方法，其特征在于，电耗率因子为所述当前电耗率E_E，即所述纯电动车每单位当前行驶里程平均需要的电耗量，反映所述纯电动车包括行驶工况和附件使用情况，其中所述电耗量至少包括电驱动和电空调附件的总用电量。

8.根据权利要求5所述的一种纯电动车续驶里程预测方法，其特征在于，里程因子C为产品公告百公里电耗量E₀在实际平均电耗率计算过程中所占的权重，该值作为标定量，通过用户实际使用工况的使用结果进行标定确定。