一种纯电动及混合动力汽车纯电续驶里程显示方法及系统与流程

本发明涉及汽车续航计算方法技术领域，具体地指一种纯电动及混合动力汽车纯电续驶里程显示方法及系统。

背景技术：

纯电动及混合动力汽车由于其具有环保节能、使用成本低等优点，迅速得到了市场和用户的青睐，其销量也在逐步上升。电动汽车的续驶里程是评判车辆以当前剩余电量开始，所能进行纯电行驶的最大距离。纯电动及混合动力汽车的驾驶工况复杂，存在行驶耗电、静态附件耗电、充电等多种工况，纯电续驶里程的计算方法如果精度不高，实时性不好，容易给驾驶员带来驾驶信心不足和里程焦虑等不好的驾驶体验。

如专利号为“cn106143360a”的名为“电动汽车及其续驶里程计算方法”的中国发明专利，该专利介绍了一种续驶里程的计算方法，该方法通过采集当前工况下的多个续驶里程关联数据，也就是考虑多个参数对续驶里程的影响，进而根据多个续驶里程关联数据计算续驶里程，并进行显示，根据实际工况的多个关联数据进行计算，更加贴合实际，可以提高续驶里程计算的正确性，误差减少，提高精确度，保证显示的有效性。但实际上该方案主要是从电池的自身特性出发，考虑的是动力电池的soc值、动力电池的温度、电动汽车的开关状态、电动汽车的车外环境温度、电动汽车的驱动模式这些条件对电动汽车的续驶里程的影响和干扰，但是影响动力电池续驶里程的不仅仅是这些因素，还存在诸多因素，另外该方案的续驶里程的计算过于依赖经验值，当电池使用时间过长，出现容量损失后，会使得续驶里程计算不精确，同时，设置的第一动力电池损耗值，及第二动力电池损耗值与电池温度或环境温度的对应关系会受到多种因素的影响，使得预设的经验值不可靠。再者该方案的续驶里程是直接显示出计算值，但实际应用过程中发现，可能两个计算循环之间的计算值差距非常大，可能是出现了增加也可能是出现了降低，如果不经过任何处理直接呈现出来，那可能会造成驾驶员的疑惑，使驾乘人员产生不必要的焦虑情绪。

再如专利号为“cn110015132a”的名为“一种计算纯电动车剩余续驶里程的方法”的中国发明专利，该专利介绍的续驶里程的计算方法如下：车辆上电后，先读取车辆存储的剩余续驶里程数据，并显示该剩余续驶里程数据；车辆速度大于零后，判断采集到的数据是否为有效数据，如果是有效数据，则计算剩余续驶里程；如果是无效数据，则读取上一时刻有效的放电功率p和车速v值，并根据当前剩余能量e计算剩余续驶里程；将计算出的剩余续驶里程数据输出：以及每次所述车辆下电之前，将计算的所述剩余续驶里程数据保存到eeprom(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，带电可擦可编程只读存储器)中，以备下次所述车辆上电后直接读取该值。该方案计算电动车剩余续驶里程的方法，计算过程不依赖于历史数据，而是随驾驶工况相应变化，因此更具指导意义；基于电池剩余能量计算车辆剩余续驶里程，与基于soc的计算相比结果更准确。但该方案每一时刻的剩余续驶里程都是依据该时刻下的剩余电量、电压电流值来计算的，在车辆正常行驶的工况下，处于道路环境或是驾驶员驾驶情况，其电压电流值可能会出现较大的变化，这样会导致计算得到的剩余续驶里程发生突变。变化率太大，会导致剩余续驶里程计算的不准确。虽然该方案进行了滤波算法，但是并不能从根本上消除这种突变。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种纯电动及混合动力汽车纯电续驶里程显示方法及系统，本发明通过对纯电续驶里程进行梯度的增加、减少或是维持不变的修正，使最后显示的纯电续驶里程消除了突变产生的影响，不会造成驾驶员的焦虑。

本发明的技术方案为：一种纯电动及混合动力汽车纯电续驶里程显示方法，读取eeprom中存储的纯电续驶里程初始值并显示，获取动力电池的平均能耗值，根据动力电池的剩余电量与平均能耗值计算车辆的第一纯电续驶里程，对比第一纯电续驶里程与当前显示的纯电续驶里程初始值，根据比对结果对纯电续驶里程初始值进行梯度改变的修正以此获得用于显示的第二纯电续驶里程，将第二纯电续驶里程和本次驾驶循环的平均能耗存储在eeprom。

进一步的所述根据比对结果对纯电续驶里程初始值进行设定梯度的增加、减少或是维持不变的修正以此获得用于显示的第二纯电续驶里程的方法包括：车辆处于行驶工况，当纯电续驶里程初始值≥第一纯电续驶里程，若纯电续驶里程初始值与第一纯电续驶里程的差值≤设定梯度，则输出纯电续驶里程初始值为第二纯电续驶里程；若纯电续驶里程初始值与第一纯电续驶里程的差值＞设定梯度，则输出纯电续驶里程初始值与设定梯度的差值为第二纯电续驶里程。

进一步的所述根据比对结果对纯电续驶里程初始值进行设定梯度的增加、减少或是维持不变的修正以此获得用于显示的第二纯电续驶里程的方法包括：车辆处于行驶工况，当纯电续驶里程初始值＜第一纯电续驶里程，若第一纯电续驶里程与纯电续驶里程初始值的差值≤设定梯度，则输出纯电续驶里程初始值为第二纯电续驶里程；若第一纯电续驶里程与纯电续驶里程初始值的差值＞设定梯度，则输出纯电续驶里程初始值与设定梯度的和值为第二纯电续驶里程。

进一步的车辆处于行驶工况时，每行驶第一预设里程即对第二纯电续驶里程进行一次更新，且第一预设里程小于设定梯度；若第二纯电续驶里程与纯电续驶里程初始值的差值为设定梯度，则除行驶第一预设里程对第二纯电续驶里程进行一次更新外，在车辆行驶第二预设里程时对第二纯电续驶里程进行一次额外更新；所述第二预设里程＜第一预设里程。

进一步的所述根据比对结果对纯电续驶里程初始值进行设定梯度的增加、减少或是维持不变的修正以此获得用于显示的第二纯电续驶里程的方法包括：当车辆静止且有高压附件工作的状态下，若纯电续驶里程初始值＜第一纯电续驶里程，则输出纯电续驶里程初始值与a1倍变化值的差值为第二纯电续驶里程；若纯电续驶里程初始值≥第一纯电续驶里程且两者的差值≤第一设定阈值，则输出纯电续驶里程初始值为第二纯电续驶里程；若纯电续驶里程初始值≥第一纯电续驶里程且两者的差值＞第一设定阈值，则输出纯电续驶里程初始值与a2倍变化值的差值为第二纯电续驶里程；所述变化值为本次更新的第一纯电续驶里程与上次更新时的第一纯电续驶里程的差值。

进一步的当车辆静止且有高压附件工作的状态下，每隔t时间即对第二纯电续驶里程进行一次更新，将更新后的第二纯电续驶里程存储在eeprom中。

进一步的所述根据比对结果对纯电续驶里程初始值进行设定梯度的增加、减少或是维持不变的修正以此获得用于显示的第二纯电续驶里程的方法包括：当车辆处于充电工况下，若第一纯电续驶里程大于纯电续驶里程初始值且两者差值≤第二设定阈值，则输出纯电续驶里程初始值为第二纯电续驶里程；若第一纯电续驶里程大于纯电续驶里程初始值且两者差值＞第二设定阈值，则输出纯电续驶里程初始值与a3倍变化值的和值为第二纯电续驶里程；所述变化值为本次更新的第一纯电续驶里程与上次更新时的第一纯电续驶里程的差值。

进一步的所述获取动力电池的平均能耗值的方法包括：当车辆处于行驶工况时，若本次驾驶循环的行驶里程超过设定里程，则获取本次更新最近设定里程的平均能耗作为本次更新的平均能耗；若本次驾驶循环的行驶里程没有超过设定里程，则获取本次驾驶循环行驶里程与上次驾驶循环最后的行驶里程之和使总行驶里程为设定里程的总能耗，输出本次驾驶循环的平均能耗为总能耗与设定里程的比值。

进一步的所述获取动力电池的平均能耗值的方法包括：当车辆静止且有高压附件工作的状态下，调用静止前存储在eeprom中的平均能耗作为本次更新的平均能耗；当车辆处于充电工况下，调用充电前存储在eeprom中的平均能耗作为本次更新的平均能耗。

一种包含一种纯电动及混合动力汽车纯电续驶里程显示方法的系统，包括，数据存储系统，用于存储上次更新的第二纯电续驶里程和平均能耗；

数据采集系统，用于获取本次行驶里程、动力电池电量和行驶时间；

数据处理系统，用于获取数据存储系统和数据采集系统传送的数据并计算出本次更新的第二纯电续驶里程和平均能耗；

显示系统，用于获取数据处理系统的第二纯电续驶里程并进行显示；

所述数据存储系统、数据采集系统、显示系统同数据处理系统数据连接。

本发明的纯电续驶里程计算显示方法可以应用于纯电工况、发动机运行工况、车辆静止高压附件运行工况等各种工况，且通过获取动力电池电量与平均电能来计算纯电续驶里程，提高了纯电续驶里程计算的精确性，同时通过对比当前续驶里程显示值与计算值以此来更新显示值的方式提高了续驶里程更新的实时性，使得续驶里程的增减能够更加平滑。

本发明提供的纯电续驶里程计算方法可以应用到各种工况下，并计算出精准的纯电续驶里程，实时性更好。

本发明将每次更新的纯电续驶里程和平均能耗存入到eeprom中，方便下一次更新的调用，计算结果也是通过调用存储的数值进行修正，确保纯电续驶里程显示值的平滑，避免出现大幅度增减导致的焦虑问题。

本发明通过设置增减梯度值，约束纯电续驶里程的显示值与计算值之间的关系，避免出现显示值跳变的问题。

本发明的显示计算方法极为简单，能够获得准确的纯电续驶里程，且通过对计算值的修正，能够获得合适的纯电续驶里程的显示值，使呈现给驾驶员的纯电续驶里程的增减能够更加平滑，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本发明的控制策略示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本实施例是用于计算车辆的纯电续驶里程并对其进行修正后进行显示，无论是纯电汽车还是混动汽车，都涉及到纯电续驶里程，如图1所示，为本实施例的控制策略示意图。

本实施例的具体步骤如下：101：读取eeprom中存储的纯电续驶里程并显示；

102：计算本次驾驶循环的行驶里程及消耗的电能；

103：计算平均能耗值；

104：获取电池剩余电量计算车辆续驶里程；

105：确定显示续驶里程并在下电前将续驶里程及平均能耗存储至eeprom中。

对于步骤101中，车辆上电后显示的纯电续驶里程是调用存储在eeprom中的存储值，这个存储值是上一次更新纯电续驶里程显示值时存储在eeprom中的纯电续驶里程显示值。若eeprom中无相应的存储值，则显示的纯电续驶里程由当前电池剩余电量与预设平均能耗值相除计算得到。

对于步骤102中，计算本次驾驶循环的行驶里程可以按照下列公式进行计算：

其中：s——本次驾驶循环的行驶里程；

v——车速；

t1——本次驾驶循环的起始时间；

t2——本次驾驶循环的终止时间；

t——本次循环的驾驶时间。

本次驾驶循环所消耗的电能有以下公式计算得到：

其中：ecost——本次驾驶循环动力电池消耗的电能；

u——直流母线电压；

i——直流母线电流；

t1——本次驾驶循环的起始时间；

t2——本次驾驶循环的终止时间；

t——本次循环的驾驶时间。

对于步骤103中，计算本次驾驶循环的平均能耗，可以按照公式：p＝ecost/s获得，其中p为本次驾驶循环平均能耗。

实际应用过程中，按照上述方法获得的平均能耗反映的是整个驾驶循环的能耗情况，可能本次驾驶循环比较长，这样可能并不能很好的反映整个当前车况以及路况，因此本实施例针对这一情况进行了改进。

本实施例对平均能耗的计算分为两种：第一种，本实施例设置了一个设定里程l，一般为10km，假设当前驾驶循环的行驶里程大于10km，那就计算离本次更新最近的10km的平均能耗，即比如本次驾驶循环的行驶里程为25km，则计算15～25km的平均能耗作为本次更新的平均能耗。

具体的计算公式如下：ecostl＝ecostn+l-ecostn-estatic

其中：ecostl——最近设定里程l的能量消耗；

ecostn+l——本次驾驶循环总的能量消耗；

ecostn——本次驾驶循环除最近的设定里程l以外的行驶里程的能量消耗；

estatic——本次驾驶循环过程中车辆在静止时高压附件消耗的能量；

则本次驾驶循环的平均能耗为最近设定里程l(本实施例设定为10km)的能量消耗与设定里程l的比值，车辆每行驶j公里(本实施例设定为1km)即对平均能耗进行计算更新。

第二种：对于本次驾驶循环行驶里程小于设定里程l的，则按照下列公式计算最近设定里程l的能量消耗：

ecostl＝(l-x)*pinitial+x*px

其中：ecostl＝最近设定里程l的能量消耗；

x——本次驾驶循环行驶的里程；

pinitial——车辆上电时从eeprom中调用的平均能耗；

px——行驶里程x的平均能耗；

即假设本次驾驶循环行驶里程为5km，那就计算本次驾驶循环行驶里程与上次驾驶循环最后的行驶里程使总行驶里程为设定里程l，即选取上次驾驶循环最后的5km与本次驾驶循环的5km合并成设定里程l，然后计算上次驾驶循环最后的5km能耗和本次驾驶循环的5km能耗之和，平均能耗就是能耗之和与行驶里程l的比值。

则本次驾驶循环的平均能耗为最近设定里程l(本实施例为10km)的能量消耗与设定里程l的比值，车辆每行驶j公里(本实施例为1km)即对平均能耗进行计算更新。

当驾驶循环行驶里程处于0～行驶里程l之间时，采用第二种算法进行计算，对于驾驶循环行驶里程大于行驶里程l时，开始采用第一种算法进行计算。

对于步骤104中，根据步骤103中获得的平均能耗，然后从bms获取动力电池剩余能量，即可计算出动力电池的第一纯电续驶里程，将第一纯电续驶里程存储在eeprom中。

对于步骤105中，根据步骤104计算得到的第一纯电续驶里程为计算值，而当前显示的纯电续驶里程为调用eeprom中的纯电续驶里程初始值(实际上为上一更新周期的第二纯电续驶里程)，这两者之间可能存在差距，因此需要对即将更新的纯电续驶里程初始值进行修正。

不同的工作状态对应不同的修正方法，比如车辆处于行驶工况时：当纯电续驶里程初始值≥第一纯电续驶里程，若纯电续驶里程初始值与第一纯电续驶里程的差值≤设定梯度(本实施例的设定梯度为2km)，则输出纯电续驶里程初始值为第二纯电续驶里程；若纯电续驶里程初始值与第一纯电续驶里程的差值＞设定梯度，则输出纯电续驶里程初始值与设定梯度的差值为第二纯电续驶里程；

当纯电续驶里程初始值＜第一纯电续驶里程(行驶过程中可能存在因为能量回收造成的续驶里程的增加)，若第一纯电续驶里程与纯电续驶里程初始值的差值≤设定梯度，则输出纯电续驶里程初始值为第二纯电续驶里程；若第一纯电续驶里程与纯电续驶里程初始值的差值＞设定梯度，则输出纯电续驶里程初始值与设定梯度的和值为第二纯电续驶里程；

车辆处于行驶工况时，每行驶第一预设里程(本实施例的第一预设里程为1km)即对第二纯电续驶里程进行一次更新，且第一预设里程小于设定梯度；若第二纯电续驶里程与纯电续驶里程初始值的差值为设定梯度(即第二纯电续驶里程与纯电续驶里程初始值之间的变化幅度最大时)，则除行驶第一预设里程对第二纯电续驶里程进行一次更新外，在车辆行驶第二预设里程(本实施例的第二预设里程为0.5km)时对第二纯电续驶里程进行一次额外更新，第二预设里程＜第一预设里程。

本实施例的行驶工况涉及到纯电行驶工况和混动行驶工况，具体行驶过程中，除动力电池放电能量消耗以外，还存在动力电池在能量回收模式中能量增加的情况，因此存在第一纯电续驶里程大于当前显示的纯电续驶里程。

当车辆静止且有高压附件工作的状态下，即不存在车辆行驶的情况，此时可以通过计算高压附件的能量消耗，具体计算公式可以参照上文中的ecost计算方法，该情况下为动力电池持续放电，不存在充电情况。

该工况下，首先调用静止前存储在eeprom中的纯电续驶里程和平均能耗，该平均能耗为静止前行驶里程l的平均能耗值，然后根据当前电池剩余电量和平均能耗值即可计算出第一纯电续驶里程，将第一纯电续驶里程与当前显示的纯电续驶里程进行比对，然后进行修正，具体修正方法如下：若纯电续驶里程初始值＜第一纯电续驶里程，则输出纯电续驶里程初始值与a1倍(本实施例的a1为0.5)变化值的差值为第二纯电续驶里程；若纯电续驶里程初始值≥第一纯电续驶里程且两者的差值≤第一设定阈值(本实施例的第一设定阈值为0.1km)，则输出纯电续驶里程初始值为第二纯电续驶里程；若纯电续驶里程初始值≥第一纯电续驶里程且两者的差值＞第一设定阈值，则输出纯电续驶里程初始值与a2倍(本实施例的a2为2)变化值的差值为第二纯电续驶里程；变化值为本次更新的第一纯电续驶里程与上次更新时的第一纯电续驶里程的差值；

当车辆静止且有高压附件工作的状态下，每隔t时间(本实施例的t为2s)即对第二纯电续驶里程进行一次更新，将更新后的第二纯电续驶里程存储在eeprom中。

当车辆处于充电工况下，即动力电池处于电量增加模式，放电的速度小于充电的速度，由keyoff进入充电时，调用存储在eeprom中的纯电续驶里程初始值作为当前显示的纯电续驶里程，调用存储在eeprom中平均能耗值，然后根据当前动力电池的电量和平均能耗计算第一纯电续驶里程，将第一纯电续驶里程与当前显示的纯电续驶里程进行比对，根据比对结果进行修正，修正方法如下：若第一纯电续驶里程大于纯电续驶里程初始值且两者差值≤第二设定阈值(本实施例的第二设定阈值为0.1km)，则输出纯电续驶里程初始值为第二纯电续驶里程；若第一纯电续驶里程大于纯电续驶里程初始值且两者差值＞第二设定阈值，则输出纯电续驶里程初始值与a3倍(本实施例的a3为2)变化值的和值为第二纯电续驶里程；变化值为本次更新的第一纯电续驶里程与上次更新时的第一纯电续驶里程的差值；

当车辆处于充电工况下，每隔t时间(本实施例的t为2s)即对第二纯电续驶里程进行一次更新，将更新后的第二纯电续驶里程存储在eeprom中。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。