CN112706617A - 一种电动汽车续航里程显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种电动汽车续航里程显示方法，以更好的告知用户电动汽车的电量消耗信息及续航里程，让用户更好的了解电动汽车特性，帮助用户提高使用效率、增大续航里程。本发明的电动汽车续航里程显示方法具体如下：利用显示装置显示电池的剩余电量以及续航里程，同时还用显示装置显示已消耗的电池电量以及已消耗电池电量的用途。本发明的电动汽车续航里程显示方法能够在显示电池剩余电量、续航里程的同时，将电池已消耗电量换算为已行驶里程进行显示，使用户能够清楚地知晓电池电量的用途以及对续航里程的影响，有利于用户改变用车习惯以提高续航里程。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车控制领域，特别涉及到一种电动汽车续航里程显示方法。
背景技术
电动汽车的续航能力一直是用户的主要关注点，剩余里程计算的准确性对电动汽车使用有很大的参考价值，但是在实际使用情况中，电动汽车的实际的续航里程和其仪表显示的剩余续航里程往往会出现一定的差距，容易使用户误认为电动汽车续航“虚假”，这是由于汽车电量不仅用于行驶，还用于克服空气阻力、驱动空调和低压负载，同时续航里程还受到驾驶习惯的差异、电池状况的差异等影响，但是现在的电动汽车没有对电量的使用去向进行说明，用户无法了解自己车辆的电量都用到了哪里，更无法针对电量消耗的原因来增大续航。
发明内容
本发明的目的是提出一种电动汽车续航里程显示方法，以更好的告知用户电动汽车的电量消耗信息及续航里程，让用户更好的了解电动汽车特性，帮助用户提高使用效率、增大续航里程。
本发明的电动汽车续航里程显示方法具体如下：利用显示装置显示电池的剩余电量以及续航里程，同时还用显示装置显示已消耗的电池电量以及已消耗电池电量的用途。
进一步地，为了更为直观地表示已消耗电池电量的用途对已行驶里程及续航里程的影响，车辆控制系统将已消耗的电池电量换算为等同里程数，发送至显示装置进行显示，并在显示等同里程数时，将已消耗电池电量的不同用途所对应的等同里程数进行区别显示。
本发明的电动汽车续航里程显示方法能够在显示电池剩余电量、续航里程的同时，将电池已消耗电量换算为已行驶里程进行显示，使用户能够清楚地知晓电池电量的用途以及对续航里程的影响，有利于用户改变用车习惯以提高续航里程。
附图说明
图1是电动汽车的系统框图。
图2是车辆电池满电状态时的电动汽车续航里程显示图。
图3是车辆电池使用了部分电量时的电动汽车续航里程显示图。
图4是车辆电池用完电量时的电动汽车续航里程显示图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1：
本实施例提出了一种电动汽车续航里程显示方法，以更好的告知用户电动汽车的电量消耗信息及续航里程，让用户更好的了解电动汽车特性，帮助用户提高使用效率、增大续航里程。
如图1所示，电动汽车包括车辆控制系统(VCU)、电池管理系统(BMS)、高压电池、电机控制模块(MCU)、电机、车辆稳定系统(ESP)、逆变器(DC-DC)、空调压缩机管理模块(EAC)、空调制热管理模块(PTC)、仪表控制单元(ICU)、大屏控制单元(IHU)以及车辆的油门踏板、换挡机构、刹车踏板等。
电池管理系统(BMS)实时采集高压电池的状态，包括电压、电流、电池健康度(SOH)和电池剩余电量百分比(SOC)，并向车辆控制系统发送；电机控制模块(MCU)实时采集电机状态同时响应车辆控制系统的扭矩命令，并向车辆控制系统反馈实际扭矩、模式、转速、电压和电流等信息；车辆稳定系统(ESP)采集实际车速、轮速状态并发送给车辆控制系统；逆变器(DC-DC)采集输出电压和电流并发送给车辆控制系统；空调压缩机管理模块(EAC)采集压缩机工作转速并计算功率发送给车辆控制系统，响应车辆控制系统的转速命令；空调制热管理模块(PTC)采集PTC工作状态计算工作功率并发送给车辆控制系统，响应车辆控制系统的使用功率命令；仪表控制单元(ICU)和大屏控制单元(IHU)接收车辆控制系统发送的剩余电量和剩余里程等信息用于显示，其中大屏控制单元(IHU)采集用户的手动输入或者语音输入反馈给车辆控制系统，且具有语音提醒功能。车辆控制系统(车辆控制系统)通过CAN通讯与以上各控制器交互，汇总信息计算整车的剩余电量和剩余里程。车辆控制系统(车辆控制系统)通过硬线采集油门踏板、换挡机构、刹车踏和车辆模式开关等组件的状态获知驾驶员的部分输入，并通过大屏控制单元(IHU)获知驾驶员的另一部分输入，车辆控制系统同时通过显示装置(包括大屏和显示仪表等)显示车辆的电量和续航使用相应的信息。
本实施例的电动汽车续航里程显示方法具体如下：车辆控制系统利用显示装置显示电池的剩余电量以及续航里程，同时还用显示装置显示已消耗的电池电量以及已消耗电池电量的用途。为了更为直观地表示已消耗电池电量的用途对已行驶里程及续航里程的影响，车辆控制系统将已消耗的电池电量换算为等同里程数，发送至显示装置进行显示，并在显示等同里程数时，将已消耗电池电量的不同用途所对应的等同里程数进行区别显示，例如说利用不同的颜色来表示。
车辆使用过程中续航显示的具体步骤如下：
Step1：图2是车辆满电状态时显示，上侧为SOC，SOC主要由电池管理系统(BMS)采集电池包的状态计算，由显示装置接收显示。下侧为SOC对应的剩余里程S，由车辆控制系统(VCU)根据整车设计续航和SOC等信息综合计算；
Step2：随着车辆的使用，到了图3的显示状态，下侧左边状态条为SOC对应的剩余里程，右边为续航显示；图4是车辆用完电量时显示，上侧为已用电量，下侧续航显示；
在图3、4中，经上述方案计算各工况下的不同用途所对应的等同里程数，并在已用电量范围内按照比例显示状态条，剩余续航S与SOC保持一一对应。
车辆启动后，显示装置对于续航的显示可以通过按键或语音切入，随着车辆的使用，SOC值每减少5％时提醒一次驾驶员车辆的使用情况，语音提示内容选择不同用途所对应的等同里程数，有代表性变化进行播报，并给出对应的车辆使用建议。
在附图2～4中，图中状态条加了文字说明为了方便展示，在实车中状态条可以使用不同颜色和比例显示，不加文字。
具体来说，所述已消耗电池电量包括车辆已行驶里程对应的电池消耗量、电池温度导致的电池消耗量、汽车行驶时克服空气阻力对应的电池消耗量、空调的电池消耗量、暴力驾驶对应的电池消耗量以及低压负载的电池消耗量。
下面分别针对不同用途的电池消耗量所对应的等同里程数的计算方法进行说明：
1、所述车辆已行驶里程对应的电池消耗量所对应的等同里程数S0的计算方法如下：S0＝S01-S02，其中，
所述V(i)为每个周期的车速，Δt为单个周期时间，所述W充为能量回收电量，W总为电池理论总电量，S总为车辆理论总续航里程，U充(i)为每个周期的电池充电电压，I充(i)为每个周期的电池充电电流。
车辆实际已行驶里程S01由车辆控制系统接收ESP发送的车速计算，随着车辆行驶使用，当实际已行驶里程S01大于等于理论值，说明驾驶习惯良好，建议保持；当实际已行驶里程S01小于理论值，根据环境温度判断季节，再综合用户的使用情况，建议检修车辆或调整车辆使用习惯。
能量回收增加里程S02，由车辆控制系统接收BMS发送的电池包充电时电压和电流计算，车辆行驶过程中，当S02长时间为0时，建议检修车辆；车辆行驶当车辆长时间S02较小时，建议调高能量回收等级。
2、电池温度导致的电池消耗量所对应的等同里程数由车辆控制系统(VCU)接收电池管理系统(BMS)发送的SOH、SOC、电池包放电时电压和电流计算，所述电池温度导致的电池消耗量所对应的等同里程数S1的计算方法如下：
即
；其中W衰为以SOH计算的使用相应SOC下减少的电池电量，W减为电池使用相应SOC下实际放电比理论减少的电量，U放(i)为每个周期放电时的电池的电压，I放(i)为每个周期放电时的电池的放电电流，W总为电池理论总电量，S总为车辆理论总续航里程，SOC为电池剩余电量百分比，SOH为电池健康度，Δt为单个周期时间。
随着车辆行驶使用，当S1过大时，根据SOH判断是否在合理范围内，同时综合车辆使用情况，建议检修车辆或调整驾驶习惯。
3、因空气阻力而减少的里程从电池满电到用完电量，通过仿真和实车测试等方法综合得到车速为80km/h、90km/h、100km/h到150km/h的八个车速等速巡航的行驶里程和行驶时间，80km/h代表75～85km/h车速段，依次类推。所述汽车行驶时克服空气阻力对应的电池消耗量所对应的等同里程数S2的计算方法如下：
，其中，v＝80，90，100...150km/h，kv为对应车速在整个NEDC工况下所占的比重系数，ΔS单V为单位时间内减少的里程，tV为高于各类车速下的总时间，kv(i)为对应车速在整个NEDC工况下所占的比重系数，S总为车辆理论总续航里程，SV(i)为各车速下等速续航的续航值，TV(i)为跑完满SOC等速巡航各车速用的总时间，tv(i)为各车速实际行驶积累的总时间，V为预定的车速。
随着车辆行驶使用，当S2过大时，建议适当降低车速行驶。
4、空调使用减少的里程：空调制冷和制热需要使用一部分电量，分别由空调压缩机管理模块(EAC)和空调制热管理模块(PTC)计算相应实时功率并发送给车辆控制系统(VCU)，由车辆控制系统(VCU)计算其消耗的续航。
所述空调的电池消耗量所对应的等同里程数S3的计算方法如下：
其中，P冷(i)为空调制冷实时功率，P热(i)为空调制热实时功率，W总为电池理论总电量，S总为车辆理论总续航里程。
随着车辆行驶使用，当S3过大时，建议降低舒适性，减弱空调功率。
5、暴力驾驶减少的里程主要统计急加速和急减速两种工况的次数Kl和Kl，其中急加速定义为油门开度变化率大于阀值，急减速定义为制动时减速度大于阀值；根据整车仿真或者整车实际测试，估算单次急加速导致的续航力减少值ΔS加和急减速工况导致的续航力减少值ΔS减。
所述暴力驾驶对应的电池消耗量所对应的等同里程数S4的计算方法如下：S4＝K加·ΔS加+K减·ΔS减；其中，K加为急加速工况的次数，ΔS加为单次急加速工况导致的续航里程的减少值，K减为急减速工况的次数，ΔS减为单次急减速工况导致的续航里程的减少值。
关于ΔS减的说明，由于单次急减速会降低储能回收效率，比正常的减速回收电量少了，因此是减少值。随着车辆行驶使用，当S4过大时，建议切换到经济模式，且尽量减少加速和急减速使用情况。
6、低压负载使用减少的里程低压负载在车辆设计时预留一部分电量Wl，以此为参考标准，超出的部分作为显示项。
所述低压负载的电池消耗量所对应的等同里程数S5的计算方法如下：
；其中，PDCDC(i)为逆变器DCDC的输出功率，UDCDC(i)为逆变器DCDC的输出电压，IDCDC(i)为逆变器DCDC的输出电流，S总为车辆理论总续航里程，W总为电池理论总电量，SOC为电池剩余电量百分比，W低为低压负载在车辆设计时预留最低标准电量。
关于W低的说明：考虑车辆普通使用工况，低压负载(如冷却风扇、水泵、车灯等)也需要一部分电量，设计时按照常用习惯预留一些，相当于一个最低标准，实际使用出如果比最低标准高，才参与计算。
随着车辆行驶使用，当S5过大时，建议少用一些非必须的低压电器。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体设计并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电动汽车续航里程显示方法，利用显示装置显示电池的剩余电量以及续航里程，其特征在于还用显示装置显示已消耗的电池电量以及已消耗电池电量的用途。
2.根据权利要求1所述的电动汽车续航里程显示方法，其特征在于车辆控制系统将已消耗的电池电量换算为等同里程数，发送至显示装置进行显示，并在显示等同里程数时，将已消耗电池电量的不同用途所对应的等同里程数进行区别显示。
3.根据权利要求2所述的电动汽车续航里程显示方法，其特征在于所述已消耗电池电量包括车辆已行驶里程对应的电池消耗量、电池温度导致的电池消耗量、汽车行驶时克服空气阻力对应的电池消耗量、空调的电池消耗量、暴力驾驶对应的电池消耗量以及低压负载的电池消耗量。
4.根据权利要求3所述的电动汽车续航里程显示方法，其特征在于所述车辆已行驶里程对应的电池消耗量所对应的等同里程数S0的计算方法如下：S0＝S01-S02，其中，
所述V(i)为每个周期的车速，Δt为单个周期时间，所述W充为能量回收电量，W总为电池理论总电量，S总为车辆理论总续航里程，U充(i)为每个周期的电池充电电压，I充(i)为每个周期的电池充电电流。
5.根据权利要求3所述的电动汽车续航里程显示方法，其特征在于所述电池温度导致的电池消耗量所对应的等同里程数S1的计算方法如下：
其中W衰为以SOH计算的使用相应SOC下减少的电池电量，W减为电池使用相应SOC下实际放电比理论减少的电量，U放(i)为每个周期放电时的电池的电压，I放(i)为每个周期放电时的电池的放电电流，W总为电池理论总电量，S总为车辆理论总续航里程，SOC为电池剩余电量百分比，SOH为电池健康度，Δt为单个周期时间。
6.根据权利要求3所述的电动汽车续航里程显示方法，其特征在于所述汽车行驶时克服空气阻力对应的电池消耗量所对应的等同里程数S2的计算方法如下：
7.根据权利要求3所述的电动汽车续航里程显示方法，其特征在于所述空调的电池消耗量所对应的等同里程数S3的计算方法如下：
8.根据权利要求3所述的电动汽车续航里程显示方法，其特征在于所述暴力驾驶对应的电池消耗量所对应的等同里程数S4的计算方法如下：S4＝K加·ΔS加+K减·ΔS减；其中，K加为急加速工况的次数，ΔS加为单次急加速工况导致的续航里程的减少值，K减为急减速工况的次数，ΔS减为单次急减速工况导致的续航里程的减少值。
9.根据权利要求2所述的电动汽车续航里程显示方法，其特征在于所述低压负载的电池消耗量所对应的等同里程数S5的计算方法如下：
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