CN113650526A - 一种纯电动汽车工况法续航计算方法 - Google Patents

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刘振国
王经常
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

本发明属于汽车经济性计算技术领域，尤其是一种纯电动汽车工况法续航计算方法，解决了现有技术中传统方法仿真计算所得的续驶里程去选型电池电量，要么是动力电池电量不够，要么是动力电池电量估算余量太大等问题，所述方法包括：计算工况法每一时刻的消耗电量及制动回收电量；计算每个循环工况的消耗电量及制动回收电量；考虑电池的放电深度和放电效率，计算工况法的循环次数进而得到续驶里程。本发明通过计算工况法每一时刻的能耗，考虑汽车的附件损耗、传动效率等因素，精确计算得出了电动汽车的工况法续驶里程，对于电动汽车设计前期的电池选型等具有重要的指导意义。

Description

一种纯电动汽车工况法续航计算方法
技术领域
本发明涉及汽车经济性计算技术领域，尤其涉及一种纯电动汽车工况法续航计算方法。
背景技术
汽车工况法续航计算一般按照NEDC工况法(New European Driving Cycle，新欧洲驾驶周期)标准。这一工况标准主要在欧洲、中国、澳大利亚使用，NEDC循环工况由4个市区循环和1个市郊循环程序组成。工况的距离为11.022km，时间为19min40s。其车速-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，电动汽车经济性(续驶里程)计算的传统方法分为两种，其一为使用excel表格来计算电动汽车整车续驶里程，该方法的缺点是excel表格无法很好的描述NEDC驾驶循环工况信息，所以一般使用等速法来计算等速续驶里程，然后通过折算系数来估算NEDC驾驶循环工况下续驶里程，该方法的优点是成本低廉，容易操作，缺点是受限于这个折算系数，仿真计算准确性差；其二使用商业软件AVL CURISE来估算电动汽车整车续驶里程，使用该方法的缺点是购入软件成本高，同时需要高水平研发人员才会使用，并且该软件在仿真计算的时候需要使用到大量不易获取的整车参数作为支撑，如果整车参数输入不全或者不正确，对仿真计算结果影响很大。因此，如果按照以上两种常用传统方法仿真计算所得的续驶里程去选型电池电量，容易产生两种后果，要么是动力电池电量不够，不满足NEDC转鼓试验要求，要么是动力电池电量估算余量太大，导致出现工作反复、工作量增加、动力电池方案重新设计、动力电池成本增加导等问题。
因此，对于纯电动汽车设计前期在电机和电池参数缺失的情况下，一种较为精确的经济性计算方法尤为重要，这关乎到电池的选型结果。基于上述陈述，本发明提出了一种纯电动汽车工况法续航计算方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中传统方法仿真计算所得的续驶里程去选型电池电量，容易产生两种后果，要么是动力电池电量不够，不满足NEDC转鼓试验要求，要么是动力电池电量估算余量太大，导致出现工作反复、工作量增加、动力电池方案重新设计、动力电池成本增加导等问题，而提出的一种纯电动汽车工况法续航计算方法。
一种纯电动汽车工况法续航计算方法，包括以下步骤：
步骤1：根据GB/T 18386-2017NEDC循环曲线中汽车每秒对应的速度、重力加速度、滚动阻力系数、空气助力系数、迎风面积、旋转质量换算系数、汽车每秒对应的加速度相关整车参数，计算工况法每一秒电动汽车的耗电量E及制动回收电量，对工况法一个循环的耗电量E1、制动回收电量E2及附加消耗电量进行叠加；
步骤2：综合考虑传动系统效率、电池放电效率及电机和MCU效率相关因素，计算得出纯电动汽车一个循环工况的总消耗电量E0；
步骤3：根据纯电动汽车的电量及电池放电深度计算得出工况法的循环次数，进而得到纯电动汽车工况法的续驶里程S。
优选的，所述步骤1中工况法每一秒电动汽车的耗电量E的计算公式如下：
Figure BDA0003229083640000031
式中：v为汽车每秒对应的速度，单位为km/h；m为汽车质量，单位为kg；g为重力加速度；f为滚动阻力系数；CD为空气助力系数；A为迎风面积，单位为m2；δ为旋转质量换算系数；a为汽车每秒对应的加速度。
优选的，所述步骤1中工况法一个循环的耗电量E1的计算公式如下：
Figure BDA0003229083640000032
式中：N为工况结束的时间，单位为秒；η为传动系统的总效率；ηq为动力电池的平均放电效率；ηmc为电动机及其控制器效率。
优选的，所述步骤1中工况法一个循环的制动回收电量E2的计算公式如下：
Figure BDA0003229083640000033
式中：N为工况结束的时间，单位为秒；η为传动系统的总效率；ηq为动力电池的平均放电效率；ηmc为电动机及其控制器效率。
优选的，所述步骤2中一个循环工况的总消耗电量E0的计算公式如下：
E0＝E1+E2+Pfj×T；
式中：Pfj为附件的功率，单位为kw；T为循环工况的时间，单位为h。
优选的，所述步骤3中工况法的续驶里程S的计算公式如下：
Figure BDA0003229083640000041
式中Eb为纯电动汽车的动力电池电量，单位为kwh；C为动力电池的放电深度S0为单个循环工况的距离，单位为km。
本发明提出的一种纯电动汽车工况法续航计算方法，具有以下有益效果：
本发明通过计算每时刻的电耗，综合考虑影响续航的各种因素，进而得到整个循环工况的电耗，通过编辑自动表格的形式实现了电动汽车设计前期续航能力的快速摸底，大大提升了工况续航的计算效率和计算精度，对前期电池的选型和项目开发成本具有重要的意义。
附图说明
图1为本发明背景技术中提到的NEDC工况法中，车速-时间曲线示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种纯电动汽车工况法续航计算方法，包括以下步骤：
步骤1：根据GB/T 18386-2017NEDC循环曲线中汽车每秒对应的速度、重力加速度、滚动阻力系数、空气助力系数、迎风面积、旋转质量换算系数、汽车每秒对应的加速度相关整车参数，计算工况法每一秒电动汽车的耗电量E及制动回收电量，对工况法一个循环的耗电量E1、制动回收电量E2及附加消耗电量进行叠加；
步骤2：综合考虑传动系统效率、电池放电效率及电机和MCU效率相关因素，计算得出纯电动汽车一个循环工况的总消耗电量E0；
步骤3：根据纯电动汽车的电量及电池放电深度计算得出工况法的循环次数，进而得到纯电动汽车工况法的续驶里程S；
其中，步骤1中工况法每一秒电动汽车的耗电量E的计算公式如下：
Figure BDA0003229083640000051
式中：v为汽车每秒对应的速度，单位为km/h；m为汽车质量，单位为kg；g为重力加速度；f为滚动阻力系数；CD为空气助力系数；A为迎风面积，单位为m2；δ为旋转质量换算系数；a为汽车每秒对应的加速度；
其中，步骤1中工况法一个循环的耗电量E1的计算公式如下：
Figure BDA0003229083640000052
式中：N为工况结束的时间，单位为秒；η为传动系统的总效率；ηq为动力电池的平均放电效率；ηmc为电动机及其控制器效率；
其中，步骤1中工况法一个循环的制动回收电量E2的计算公式如下：
Figure BDA0003229083640000061
式中：N为工况结束的时间，单位为秒；η为传动系统的总效率；ηq为动力电池的平均放电效率；ηmc为电动机及其控制器效率；
其中，步骤2中一个循环工况的总消耗电量E0的计算公式如下：
E0＝E1+E2+Pfj×T；
式中：Pfj为附件的功率，单位为kw；T为循环工况的时间，单位为h；
其中，步骤3中工况法的续驶里程S的计算公式如下：
Figure BDA0003229083640000062
式中Eb为纯电动汽车的动力电池电量，单位为kwh；C为动力电池的放电深度S0为单个循环工况的距离，单位为km。
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 (6)

1.一种纯电动汽车工况法续航计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：根据GB/T 18386-2017NEDC循环曲线中汽车每秒对应的速度、重力加速度、滚动阻力系数、空气助力系数、迎风面积、旋转质量换算系数、汽车每秒对应的加速度相关整车参数，计算工况法每一秒电动汽车的耗电量E及制动回收电量，对工况法一个循环的耗电量E1、制动回收电量E2及附加消耗电量进行叠加；
步骤2：综合考虑传动系统效率、电池放电效率及电机和MCU效率相关因素，计算得出纯电动汽车一个循环工况的总消耗电量E0；
步骤3：根据纯电动汽车的电量及电池放电深度计算得出工况法的循环次数，进而得到纯电动汽车工况法的续驶里程S。
2.根据权利要求1所述的一种3纯电动汽车工况法续航计算方法，其特征在于，所述步骤1中工况法每一秒电动汽车的耗电量E的计算公式如下：
Figure FDA0003229083630000011
式中：v为汽车每秒对应的速度，单位为km/h；m为汽车质量，单位为kg；g为重力加速度；f为滚动阻力系数；CD为空气助力系数；A为迎风面积，单位为m2；δ为旋转质量换算系数；a为汽车每秒对应的加速度。
3.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车工况法续航计算方法，其特征在于，所述步骤1中工况法一个循环的耗电量E1的计算公式如下：
Figure FDA0003229083630000021
式中：N为工况结束的时间，单位为秒；η为传动系统的总效率；ηq为动力电池的平均放电效率；ηmc为电动机及其控制器效率。
4.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车工况法续航计算方法，其特征在于，所述步骤1中工况法一个循环的制动回收电量E2的计算公式如下：
Figure FDA0003229083630000022
式中：N为工况结束的时间，单位为秒；η为传动系统的总效率；ηq为动力电池的平均放电效率；ηmc为电动机及其控制器效率。
5.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车工况法续航计算方法，其特征在于，所述步骤2中一个循环工况的总消耗电量E0的计算公式如下：
E0＝E1+E2+Pfj×T；
式中：Pfj为附件的功率，单位为kw；T为循环工况的时间，单位为h。
6.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车工况法续航计算方法，其特征在于，所述步骤3中工况法的续驶里程S的计算公式如下：
Figure FDA0003229083630000023
式中Eb为纯电动汽车的动力电池电量，单位为kwh；C为动力电池的放电深度S0为单个循环工况的距离，单位为km。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114537215A (zh) * 2022-03-28 2022-05-27 浙江吉利控股集团有限公司 续航里程估算方法、装置及存储介质

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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