CN112378677A - 一种电动汽车经济性测试的数据处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电动汽车经济性测试的数据处理方法。所述方法包括：获取行车数据；计算每个循环工况中以最高车速匀速行驶期间电池的平均放电功率；确定每个循环工况的结束时刻，计算每个循环工况结束时的SOC，每个循环工况的电池放电量、电池回收电量和能量回收率；计算充电期间电池的充电量和充电机的输出电量，实现了汽车经济性测试的自动数据处理。本发明通过查找每个循环工况的结束时刻，按循环工况计算电池放电量等指标，简化了数据处理方法，提高了数据处理的速度和计算精度。

Description

一种电动汽车经济性测试的数据处理方法
技术领域
本发明属于汽车经济性测试技术领域，具体涉及一种电动汽车经济性测试的数据处理方法。
背景技术
汽车经济性测试一般按照NEDC(New European Driving Cycle，新欧洲驾驶周期)测试标准。这一标准主要在欧洲、中国、澳大利亚使用，NEDC循环工况中，包含4个市区循环和1个郊区循环，其中市区循环的车速较低，郊区循环的车速较高。1个循环工况的车速-时间曲线示意图如图1所示。从0-780秒就是模拟市区工况，在测试时加速、维持速度、减速、停止。再反复进行四次。从第780秒开始测试第二种工况既市郊工况。
目前，对于现有的纯电动汽车经济性数据的分析方法，主要是在经济性仿真选型上和实时车辆行驶能耗表现预测的领域上较多，但是对于车辆在试验台架进行经济性测试，后处理试验数据方法研究不多。一般情况下对试验各数据进行手动计算。因为数据量大，导致工作量大且耗时多。为提供工作效率，亟需采用一种自动处理电动汽车经济性测试的分析方法。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种电动汽车经济性测试的数据处理方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电动汽车经济性测试的数据处理方法，包括以下步骤：
步骤1，获取测试阶段的车速和电池的电压、电流，获取充电阶段的电池电压、电流和充电机的电压、电流；
步骤2，确定每个循环工况中以最高车速匀速行驶的时间范围，根据所述时间范围内电池电压、电流计算所述时间范围内电池的平均放电功率P；
步骤3，确定每个循环工况的结束时刻，计算每个循环工况结束时电池电荷剩余量SOC，每个循环工况的电池放电量、电池回收电量和能量回收率；
步骤4，计算充电期间电池的充电量和充电机的输出电量。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过获取行车数据，计算每个循环工况中以最高车速匀速行驶期间电池的平均放电功率，确定每个循环工况的结束时刻，计算每个循环工况结束时的SOC，每个循环工况的电池放电量、电池回收电量和能量回收率，计算充电期间电池的充电量和充电机的输出电量，实现了汽车经济性测试的自动数据处理。本发明通过查找每个循环工况的结束时刻，按循环工况计算电池放电量等指标，简化了数据处理方法，提高了数据处理的速度和计算精度。
附图说明
图1为一个循环工况的车速-时间曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例一种电动汽车经济性测试的数据处理方法，包括以下步骤：
S101、获取测试阶段的车速和电池的电压、电流，获取充电阶段的电池电压、电流和充电机的电压、电流；
S102、确定每个循环工况中以最高车速匀速行驶的时间范围，根据所述时间范围内电池电压、电流计算所述时间范围内电池的平均放电功率P；
S103、确定每个循环工况的结束时刻，计算每个循环工况结束时电池电荷剩余量SOC，每个循环工况的电池放电量、电池回收电量和能量回收率；
S104、计算充电期间电池的充电量和充电机的输出电量。
本实施例给出了一种电动汽车经济性测试的数据处理方法。根据GB/T 18386-2017，NEDC循环工况中包含4个市区循环和1个郊区循环，其中市区循环的车速较低，郊区循环的车速较高，如图1所示。每个循环工况的持续时间为2分钟左右，相邻循环工况之间间隔30秒。测试期间和充电期间采集的数据均上传到云服务器进行保存。
在本实施例中，步骤S101主要用于获取数据。获取的数据包括测试阶段的车速和电池的电压、电流，充电阶段的电池电压、电流和充电机的电压、电流，当然还包括各个数据采集点对应的时间。数据采集是按照等时间间隔进行，但实际中有可能会丢失一些数据点，可通过插值法补充丢失的数据。
在本实施例中，步骤S102主要用于计算以最高车速匀速行驶期间电池的平均放电功率P。首先查找每个循环工况中最高车速，然后确定最高车速的起止时间，即匀速行驶的时间范围，根据所述时间范围内的电池电压、电流计算所述时间范围内电池的平均放电功率P。P也是经济性测试的一个重要指标，P越大，说明阻力越大。
在本实施例中，步骤S103主要用于计算每个循环工况结束时的SOC，每个循环工况的电池放电量、电池回收电量和能量回收率。首先要确定每个循环工况的结束时刻。根据图1，循环工况结束时车速的变化有一定的规律，据此可确定每个循环工况的结束时刻。由于两个循环工况之间汽车处于静止状态，可将上一循环工况的结束时刻作为下一循环工况的开始时刻，这样不会影响每个循环工况电池放电量的计算；而第一循环工况的开始时刻一般都有记录，因此只要找到每个循环工况的结束时刻，它们的开始时刻也就确定了，这样就可以进行每个循环工况内各个指标的计算了。电池放电量可通过计算放电功率对时间的积分获得，放电功率根据电池电压和放电电流进行计算。电池放电电流的方向是从电池正极流出。松开油门时，驱动电机会向电池回电，电池回收电量，此时电流方向是从电池正极流入，与电池放电时方向相反，据此可区分放电电流和回电电流。同样，根据电池电压和回电电流计算回电功率，通过计算回电功率对时间的积分求电池回收电量。电池回收电量与电池放电量的比等于能量回收率。每个循环工况结束时刻的SOC可根据此时的电池电压与电池最高电压(充满电压)的比求得。
在本实施例中，步骤S104主要用于计算充电期间电池的充电量和充电机的输出电量。电池的充电量可根据电池电压和电流计算，充电机的输出电量可根据充电机的电压和电流计算。
作为一种可选实施例，所述P的公式如下：
Figure BDA0002762959520000041
式中，U(i)、I(i)分别为汽车以最高车速匀速行驶期间电池的第i个采集点电压和电流，i＝1,2,…,n，n为采集点个数。
本实施例给出了计算汽车以最高车速匀速行驶期间电池平均放电功率P的一种技术方案。P的计算方法如公式(1)所示，可通过对每个采集点电池电压和电流的积求和后再求均值得到。
作为一种可选实施例，确定每个循环工况结束时刻的方法包括：
从每个循环工况的最高车速结束时刻起计算相邻两个采集点之间的车速差ΔV＝V(i+1)-V(i)，若ΔV由一直为负变为0，且V(i+1)＝V(i)＝0，则第i个采集点对应的时刻为所循环工况的结束时刻。
本实施例给出了确定每个循环工况结束时刻的一种技术方案。根据图1，每个循环工况的结束时刻均是由最高车速逐渐减速至0，据此可确定结束时刻。具体方法是先找到最高车速的结束时刻，然后考察相邻两个采集点的车速差，结束前所述车速差一直为负值，若在某一点所述车速差变为0，且车速也变为0，则该点就是所求的结束时刻。
作为一种可选实施例，每个循环工况的电池放电量、电池回收电量和能量回收率的计算方法包括：
每个循环工况的电池放电量和电池回收电量的计算公式如下：
Figure BDA0002762959520000051
Figure BDA0002762959520000052
Figure BDA0002762959520000053
Figure BDA0002762959520000054
式中，A、B分别为一个循环工况的电池放电量和电池回收电量，单位均为瓦时；U(i)、I(i)分别为一个循环工况内电池的第i个采集点电压和电流，单位分别为伏特、安培，流出电池正极的电流I(i)为正，流入电池正极的电流I(i)为负，i＝1,2,…,N，N为一个工况内采集点个数；Δt为数据采集时间间隔，单位为秒；
能量回收率为B/A。
本实施例给出了计算每个循环工况的电池放电量、电池回收电量和能量回收率的一种技术方案。本实施例通过计算每个采集间隔内的电池放电量或回收电量，然后再求和计算每个循环工况的电池放电量和电池回收电量。计算公式见(2)～(5)。与通过功率对时间求积分的方法相比，会产生一些误差，但采集时间间隔越小，误差越小，当采集时间间隔很小时可获得很高的计算精度。这种通过量化求和代替求积分的方法便于在计算机上实现。如前述，电池放电电流和电机回电电流的方向相反，进行数据采集时用正数表示放电电流，用负数表示回电电流，通过在公式(2)、(3)中引入分段函数f(x)和g(x)分别对采集电流I(i)进行变换，可实现电池放电量和电池回收电量的计算。公式2)、(3)中的1/3600是由于放电量和回收电量均采用瓦时引入的变换系数。
作为一种可选实施例，充电期间电池的充电量和充电机的输出电量计算公式如下：
Figure BDA0002762959520000061
Figure BDA0002762959520000062
式中，C、D分别为充电期间电池的充电量和充电机的输出电量，单位均为瓦时；U1(i)、I1(i)分别为充电期间电池的第i个采集点电压和电流，U2(i)、I2(i)分别为充电期间充电机的第i个采集点电压和电流，U1(i)、U2(i)的单位均为伏特，I1(i)、I2(i)的单位均为安培，i＝1,2,…,M，M为充电期间采集点个数；Δt为数据采集时间间隔，单位为秒。
本实施例给出了计算充电期间电池的充电量和充电机的输出电量的一种技术方案。计算方法如公式(6)、(7)所示，同样是用量化求和代替求积分的方法进行计算。具体方法不再展开详细说明。
上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所做出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电动汽车经济性测试的数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，获取测试阶段的车速和电池的电压、电流，获取充电阶段的电池电压、电流和充电机的电压、电流；
步骤2，确定每个循环工况中以最高车速匀速行驶的时间范围，根据所述时间范围内电池的电压、电流计算所述时间范围内电池的平均放电功率P；
步骤3，确定每个循环工况的结束时刻，计算每个循环工况结束时电池电荷剩余量SOC，每个循环工况的电池放电量、电池回收电量和能量回收率；
步骤4，计算充电期间电池的充电量和充电机的输出电量。
2.根据权利要求1所述的电动汽车经济性测试的数据处理方法，其特征在于，所述P的公式如下：
Figure FDA0002762959510000011
式中，U(i)、I(i)分别为汽车以最高车速匀速行驶期间电池的第i个采集点电压和电流，i＝1,2,…,n，n为采集点个数。
3.根据权利要求2所述的电动汽车经济性测试的数据处理方法，其特征在于，确定每个循环工况结束时刻的方法包括：
从每个循环工况的最高车速结束时刻起计算相邻两个采集点之间的车速差ΔV＝V(i+1)-V(i)，若ΔV由一直为负变为0，且V(i+1)＝V(i)＝0，则第i个采集点对应的时刻为所循环工况的结束时刻。
4.根据权利要求3所述的电动汽车经济性测试的数据处理方法，其特征在于，每个循环工况的电池放电量、电池回收电量和能量回收率的计算方法包括：
每个循环工况的电池放电量和电池回收电量的计算公式如下：
Figure FDA0002762959510000012
Figure FDA0002762959510000021
Figure FDA0002762959510000022
Figure FDA0002762959510000023
式中，A、B分别为一个循环工况的电池放电量和电池回收电量，单位均为瓦时；U(i)、I(i)分别为一个循环工况内电池的第i个采集点的电压和电流，单位分别为伏特、安培，流出电池正极的电流I(i)为正，流入电池正极的电流I(i)为负，i＝1,2,…,N，N为一个工况内采集点个数；Δt为数据采集时间间隔，单位为秒；
能量回收率为B/A。
5.根据权利要求4所述的电动汽车经济性测试的数据处理方法，其特征在于，充电期间电池的充电量和充电机的输出电量计算公式如下：
Figure FDA0002762959510000024
Figure FDA0002762959510000025
式中，C、D分别为充电期间电池的充电量和充电机的输出电量，单位均为瓦时；U1(i)、I1(i)分别为充电期间电池的第i个采集点的电压和电流，U2(i)、I2(i)分别为充电期间充电机的第i个采集点的电压和电流，U1(i)、U2(i)的单位均为伏特，I1(i)、I2(i)的单位均为安培，i＝1,2,…,M，M为充电期间采集点个数；Δt为数据采集时间间隔，单位为秒。
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