一种纯电动汽车的剩余续驶里程估算方法及系统与流程

本发明属于纯电动汽车的整车控制技术领域，具体的说是涉及一种纯电动汽车的剩余续驶里程估算方法及系统。

背景技术

纯电动汽车是以动力电池为动力源的交通运输工具，近些年来，随着国家政策的支持和相关技术的发展，越来越多的用户选择纯电动汽车作为自己的代步出行工具。但受限于电池能量密度低等技术瓶颈的影响，纯电动汽车的续航里程较短、充电时间长等问题依旧是制约其迅速推广和发展的关键因素。因此，人们在驾驶纯电动汽车出行时，依旧需要频繁关注仪表上显示的剩余续驶里程等信息，以便于对出行路径和里程等都事先做好规划，减轻驾驶员的里程焦虑。

续驶里程是指车辆充满电后，能够维持车辆在一定工况下连续行驶的里程。剩余续驶里程，即当前车载电量下维持车辆在某种工况下的行驶里程。但是目前现有技术中剩余续驶里程的估算方法不尽完善，很容易出现估算不准确的情况，从而无法为驾驶员提供准确的续驶里程信息。

技术实现要素：

鉴于现有技术所存在的问题，为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种纯电动汽车的剩余续驶里程估算方法及系统，该方法及系统能够有效地解决现有技术中车辆剩余续驶里程估算不准确的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种纯电动汽车的剩余续驶里程估算方法，该剩余续驶里程估算方法具体包括如下步骤：

a、整车上电后，读取初始每公里消耗电量和初始平均消耗功率信息，检测电池及整车状态；

b、根据电池荷电状态soc、电池健康状态soh及电池电压，计算电池当前可用电量；

c、根据计算的电池当前可用电量及初始每公里消耗电量计算得到初始剩余续驶里程；

d、车辆行驶，更新初始每公里消耗电量和初始平均消耗功率信息，实时计算车辆剩余续驶里程，车辆行驶包含空调冷风或暖风使用情况；

e、里程加权计算处理，通过对续驶里程差值加权计算的方式得到稳定的续驶里程，以防止里程有较大波动；续驶里程差值既当前的续驶里程和前一公里的续驶里程差值；

f、整车断电时，整车控制器对车辆本次行驶的每公里消耗电量及平均消耗功率进行存储。

步骤a中，读取初始每公里消耗电量和初始平均消耗功率信息是指车辆上一次行驶结束后记录存储在整车控制器的初始每公里消耗电量和初始平均消耗功率，车辆初次行驶时，初始每公里消耗电量和初始平均消耗功率按照默认值计算得到，默认值是指通过续驶里程测试得到的相应结果。

步骤b中，电池当前可用电量是其中soc为电池荷电状态，δsoc为电池最小放电荷电状态，u为上电后电池电压，c为电池的实际容量，c＝soh·ratedc/100，soh为电池健康度，ratedc为电池额定容量。

步骤c中，初始剩余续驶里程initec为每公里的平均能耗，该值通过最大续航里程进行标定或整车控制器存储。

步骤d中，车辆剩余续驶里程erest是指汽车行驶的剩余能量其中pmean为前一个δs范围消耗的平均功率，当行驶里程小于δs时，平均消耗功率pmean由初始平均消耗功率pinitmean和已行驶里程的平均消耗功率按照权重计算得出，consumavg是指车辆行驶δs区间内除空调之外的平均能耗ecost5和ecostac是指整车控制器通过计算电池自启动以来总耗能，整车控制器通过统计行驶里程δs内消耗的总能量，空调消耗的能量为pac为空调的消耗功率。

步骤e中，里程加权计算处理是指针对不同电池荷电状态区间段计算的续驶里程进行加权滤波处理，以防止续驶里程大幅度波动。

本发明还公开了一种纯电动汽车的剩余续驶里程估算系统，该剩余续驶里程估算系统包括整车控制器(vcu)、动力电池及其管理系统(bms)、电机及其控制器(mcu)、轮速传感器、制动防抱死系统(abs)、组合仪表及其控制器、空调压缩机与暖风ptc及其控制系统和can总线；

整车控制器(vcu)用于识别读取硬件传感器信息和各ecu信息，解析驾驶员意图，输出车辆行驶需求给电机，当然，剩余续驶里程估算方法也处于vcu策略中。

动力电池及其管理系统(bms)用于获取动力电池的实时数据，包括电池荷电状态(soc)、电池健康状态(soh)、电池总电压和电池总电流等；

制动防抱死系统(abs)用于识别车速；

电机及其控制器(mcu)用于识别电机转速，该转速结合总传动比和轮胎半径计算车速，该车速作为abs车速的冗余车速；

空调控制系统用于识别空调工作状态及其消耗功率，以便空调开启时计算车辆剩余续驶里程；

组合仪表用于显示车辆状态，包括剩余续驶里程；

can总线用于各控制器之间的信息传输。

本发明的有益效果是：本发明中的技术方案适用于纯电动汽车实时参数的收集和剩余续驶里程的估算，经过实车试用，本发明纯电动汽车的剩余续驶里程估算方法及系统已经能够大大缩小实际行驶里程和估算剩余里程误差，采用本发明中的技术方案能够有效提高车辆所剩续驶里程的估算准确性。

附图说明

图1是本发明纯电动汽车的剩余续驶里程估算方法的流程示意图；

图2是本发明纯电动汽车的剩余续驶里程估算系统的结构示意图；

图3是本发明纯电动汽车的剩余续驶里程估算数据的更新示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，图1是本发明纯电动汽车的剩余续驶里程估算方法的流程示意图，具体流程如下：

(1)整车上电后，读取初始每公里消耗电量(能量消耗率)和初始平均消耗功率信息，这些信息根据上一次车辆行驶状况存储得到，检测电池及整车状态；

(2)根据电池荷电状态soc、电池健康状态soh及电池电压，计算电池当前可用电量。具体处理为：计算当前可用电量，vcu唤醒后，计算电池所能提供的初始能量其中soc为电池荷电状态，δsoc为电池最小放电荷电状态，u为上电后电池电压，c为电池的实际容量，c＝soh·ratedc/100，soh为电池健康度，ratedc为电池额定容量；

(3)根据计算的电池当前可用电量及初始每公里消耗电量(能量消耗率)计算得到初始剩余续驶里程。计算初始情况下续驶里程initec为每公里的平均能耗，该值通过最大续航里程进行标定或vcu存储，在钥匙上电2s且未充电状态下，进一步计算当前电量下的续航里程；

(4)车辆行驶(包含空调冷风或暖风使用情况)，更新每公里消耗电量(能量消耗率)和平均消耗功率信息，实时计算车辆剩余续驶里程，该计算部分又分为空调开启部分和空调关闭部分；

(5)里程加权计算处理，通过对续驶里程差值(当前的续驶里程和前一公里的续驶里程差值)加权计算的方式得到稳定的续驶里程，防止里程有较大波动；

(6)整车断电时，整车vcu对车辆本次行驶的每公里消耗电量(能量消耗率)和平均消耗功率进行存储。

如图2所示，图2是本发明纯电动汽车的剩余续驶里程估算系统的结构示意图，该结构包括：整车控制器(vcu)、动力电池及其管理系统(bms)、电机及其控制器(mcu)、轮速传感器、制动防抱死系统(abs)、组合仪表及其控制器、空调压缩机与暖风ptc及其控制系统、can总线。各控制系统按协议周期发送数据，同时，vcu在断电后，存储本次行驶的每公里消耗电量和平均消耗功率。

如图3所示，图3是本发明纯电动汽车的剩余续驶里程估算数据更新示意图。计算续航里程的实现思路是：通过堆栈方式每隔1km记录一个点相关数据，数据包括时间、电池消耗电量和空调消耗电量等，共6个点，当前为第一个点，前1公里为第二个点，前2公里为三个点，前3公里为第四个点，前4公里为第五个点，前5公里为第六个点。通过行驶里程的记录，每隔一公里更新一次数据，通过这些数据计算最近行驶距离段(5km)每公里平均的耗电量，通过总的电量和已消耗电量计算车辆当前可用电量，最后通过当前可用电量和每公里平均耗电量计算车辆的续驶里程。算法实现如下：

(1)电池主要为电机和空调提供能量，电池工作时由pbmu＝u(t)i(t)计算电池消耗功率，vcu通过计算电池自启动以来总耗能，vcu通过统计行驶里程δs(默认值为5km)内消耗的总能量，空调消耗的能量为pac为空调的消耗功率；

(2)车辆行驶δs区间内除空调之外的平均能耗单位：kwh/km；

(3)用于汽车行驶的剩余能量其中pmean为前一个δs范围消耗的平均功率，当行驶里程小于δs时，平均消耗功率pmean由初始平均消耗功率pinitmean(初次行驶为可标定量)和已行驶里程(小于δs，里程数取整)的平均消耗功率按照权重计算得出；

(4)可行驶的剩余里程

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。