电动车辆的续航里程估算方法和装置、电动车辆与流程

本公开涉及车辆控制领域，具体地，涉及一种电动车辆的续航里程估算方法和装置、电动车辆。

背景技术：

目前，关于电动车辆续航里程的确定方法主要有两种。

一种是系统预设好里程的确定方法，主要是结合预设单位能耗、驾驶模式和温度系数，根据电池的荷电状态(stateofcharge，soc)来修正续航里程。这存在两个明显的缺陷：1)实际路况和驾驶模式是复杂和不可预知的，搬用预设单位能耗、驾驶模式会带来预估里程与实际里程较大的偏差，而预设的温度系数无法缩小实际路况下的估算误差；2)电池剩余soc不等同于电池剩余能量，根据soc修正续航里程，很可能带来高soc阶段续航里程预估偏小，低soc阶段预估里程偏大的问题。

另一种是结合实际工况实时修正的方法。目前卡曼滤波算法与修正是常用的动态里程确定方法，然而存在明显缺点：1)由于电池在不同soc下的放电电压差异较大，导致高soc阶段和低soc阶段的估算值存在较大误差；2)若路况的变化较大，也会导致soc估算的误差较大。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种简便的估算电动车辆的续航里程的方法和装置，且估算快速，结果准确，并且提供一种应用该方法估算续航里程的电动车辆。

为了实现上述目的，本公开提供一种估算电动车辆的续航里程的方法。所述方法包括：确定所述电动车辆的动力电池的当前荷电状态；从预先划分好的多个荷电状态区间中，确定出所述当前荷电状态所在的区间、以及荷电状态低于所述当前荷电状态所在区间的区间；根据与所确定的各个区间对应的理论续航里程、以及与所确定的各个区间对应的历史续航里程，确定所述电动车辆的估算续航里程；根据所述电动车辆行驶的实际里程更新对应的历史续航里程。

可选地，所述确定所述电动车辆的动力电池的荷电状态的步骤包括：当所述电动车辆处于行驶状态时，通过安时积分法计算所述动力电池的荷电状态；当所述电动车辆的静止时长大于预设时长时，根据所述动力电池中单体电池的开路电压的最小值、以及预设的单体电池的开路电压和荷电状态之间的对应关系，确定所述动力电池的荷电状态。

可选地，所述方法还包括：获取所述电动车辆的动力电池的温度；根据所述动力电池的温度确定所述动力电池的荷电状态实际范围；将所述荷电状态实际范围进行输出。

可选地，所述根据所述动力电池的温度确定所述动力电池的荷电状态实际范围的步骤包括：根据预设的存储有所述动力电池的温度、充电容量、放电容量三者之间对应关系的数据库、以及所检测的温度确定与所述动力电池的温度对应的充电容量和放电容量；根据以下公式计算所述动力电池的荷电状态实际范围：

其中，c(t)为温度t对应的充电容量，dc(t)为温度t对应的放电容量，c0为所述动力电池的电池容量，所述动力电池的荷电状态实际范围为b％到(1-a％)之间。

可选地，所述根据预设的存储有所述动力电池的温度、充电容量、放电容量三者之间对应关系的数据库、以及所检测的温度确定充电容量和放电容量的步骤包括：当所述数据库中不包含有所检测的温度时，根据以下公式计算充电容量和放电容量：

t∈(tb,ta]

其中，t为所检测的温度，ta和tb为所述数据库中包含的温度，c(ta)为温度ta对应的充电容量，c(tb)为温度tb对应的充电容量，dc(ta)为温度ta对应的放电容量，dc(tb)为温度tb对应的放电容量。

可选地，所述多个荷电状态区间对应的理论续航里程根据以下公式确定：

其中，l为所述动力电池的满电续航里程，n为所述多个荷电状态区间的区间数量，li为第i个荷电状态区间对应的理论续航里程，ui为预设的第i个荷电状态区间对应的单体电池的开路电压。

可选地，所述多个荷电状态区间对应的理论续航里程根据以下公式确定：

其中，l为所述动力电池的满电续航里程，n为所述多个荷电状态区间的区间数量，li为第i个荷电状态区间对应的理论续航里程，ui为预设的第i个荷电状态区间对应的单体电池的开路电压，u(t,i)为预设的与第i个荷电状态区间和温度t二者对应的单体电池的开路电压，k(i)为温度修正系数。

可选地，所述根据与所确定的各个区间对应的理论续航里程、以及与所确定的各个区间对应的历史续航里程，确定所述电动车辆的估算续航里程的步骤包括：根据以下公式确定所述电动车辆的估算续航里程：

其中，m为所述电动车辆的估算续航里程，li为第i个荷电状态区间对应的理论续航里程，di为第i个荷电状态区间对应的历史续航里程，xi为第i个荷电状态区间对应的估算续航里程，第m个区间为所述当前荷电状态所在的区间，kl、kd为权值系数。

本公开还提供一种电动车辆的续航里程估算装置。所述装置包括：荷电状态确定模块，用于确定所述电动车辆的动力电池的当前荷电状态；区间确定模块，用于从预先划分好的多个荷电状态区间中，确定出所述当前荷电状态所在的区间、以及荷电状态低于所述当前荷电状态所在区间的区间；续航里程确定模块，用于根据与所确定的各个区间对应的理论续航里程、以及与所确定的各个区间对应的历史续航里程，确定所述电动车辆的估算续航里程；更新模块，用于根据所述电动车辆行驶的实际里程更新对应的历史续航里程。

本公开还提供一种电动车辆，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开提供的上述电动车辆的续航里程估算方法的步骤。

通过上述技术方案，将荷电状态划分为多个区间，每个区间都有对应的电动车辆的理论续航里程和历史续航里程，根据动力电池实时的荷电状态确定的相关的区间，将其所对应的理论续航里程和历史续航里程进行融合，计算出电动车辆的估算续航里程。这样，一方面，将理论数据和历史数据进行融合，准确性高，另一方面，通过对多个较小荷电范围内的里程数据进行处理，进一步增加了估算结果的准确性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一示例性实施例提供的电动车辆的续航里程估算方法的流程图；

图2是一示例性实施例提供的荷电状态区间的示意图；

图3是一示例性实施例提供的单体电池的开路电压和荷电状态之间的对应关系的曲线图；

图4是一示例性实施例提供的动力电池的荷电状态随着温度下降而变化的示意图；

图5是一示例性实施例提供的仪表盘的示意图；

图6是一示例性实施例提供的电动车辆的续航里程估算装置的框图；

图7是一示例性实施例提供的电动车辆的示意框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是一示例性实施例提供的电动车辆的续航里程估算方法的流程图。如图1所示，方法包括以下步骤：

在步骤s11中，确定电动车辆的动力电池的当前荷电状态。

在步骤s12中，从预先划分好的多个荷电状态区间中，确定出当前荷电状态所在的区间、以及荷电状态低于当前荷电状态所在区间的区间。

在步骤s13中，根据与所确定的各个区间对应的理论续航里程、以及与所确定的各个区间对应的历史续航里程，确定电动车辆的估算续航里程。

在步骤s14中，根据电动车辆行驶的实际里程更新对应的历史续航里程。

其中，可以采用多种方法确定动力电池当前的soc。并且，预先将荷电状态的整个区间0-1划分成连续的多个区间。例如，每间隔5％划分为一个区间，总共分成20个荷电状态区间。

图2是一示例性实施例提供的荷电状态区间的示意图。如图2所示，每个soc区间都对应有一个理论续航里程和一个历史续航里程。例如，与第10个soc区间对应有理论续航里程l10和历史续航里程d10。当soc区间被分成20等份时，第10个soc区间对应的soc范围为45％-50％。若当前soc为48％，则第10个soc区间为当前soc所在的区间。荷电状态低于当前荷电状态所在区间的区间为第1-9个soc区间。

也就是，若前soc在第10个soc区间内，则能够根据第10个soc区间、以及第1-9个soc区间确定电动车辆的估算续航里程。

其中，一个soc区间对应的理论续航里程为与该区间的soc对应的理论续航里程。例如，与第10个soc区间对应的理论续航里程为soc为45％时的理论续航里程与soc为50％时的理论续航里程二者之差。

相似地，一个soc区间对应的历史续航里程为与该区间的soc对应的历史续航里程。例如，与第10个soc区间对应的历史续航里程为soc为45％时的历史续航里程与soc为50％时的历史续航里程二者之差。

一个soc区间对应的估算续航里程为与该区间的soc对应的估算续航里程。例如，与第10个soc区间对应的估算续航里程为soc为45％时的估算续航里程与soc为50％时的估算续航里程二者之差。

与当前soc对应的、电动车辆的估算续航里程为当前soc所在的区间、以及soc低于当前soc所在区间的区间所对应的理论续航里程、历史续航里程融合后的里程值。例如，当前soc为48％，则电动车辆的估算续航里程为第1-10个soc区间分别对应的10个理论续航里程、以及第1-10个soc区间分别对应的10个历史续航里程融合后的里程值。

并且，根据电动车辆行驶的实际里程来更新历史续航里程。例如，当soc从50％下降为45％时，用期间实际行驶的里程数替换原来存储的第10个soc区间(45％到50％)对应的历史续航里程。或者，更新后的数据为实际行驶的里程数和原来存储数据的加权求和值。这样，历史续航里程为实时更新的数据。

通过上述技术方案，将荷电状态划分为多个区间，每个区间都有对应的电动车辆的理论续航里程和历史续航里程，根据动力电池实时的荷电状态确定的相关的区间，将其所对应的理论续航里程和历史续航里程进行融合，计算出电动车辆的估算续航里程。这样，一方面，将理论数据和历史数据进行融合，准确性高，另一方面，通过对多个较小荷电范围内的里程数据进行处理，进一步增加了估算结果的准确性。

在另一实施例中，在图1的基础上，确定电动车辆的动力电池的荷电状态的步骤(步骤s11)可以包括以下步骤：

当电动车辆处于行驶状态时，通过安时积分法计算动力电池的荷电状态；当电动车辆的静止时长大于预设时长时，根据动力电池中单体电池的开路电压的最小值、以及预设的单体电池的开路电压和荷电状态之间的对应关系，确定动力电池的荷电状态。

安时积分法是根据电池初始soc和充放电电流与时间的积分来估算电池当前的soc，是一种估算电池soc的常用方法。

当电动车辆的静止(停车或驻车)时长大于预设时长时，可以认为通过安时积分法计算动力电池的荷电状态不准确，可以在上述对应关系中查找到与单体电池的开路电压的最小值对应的荷电状态，确定为当前荷电状态。图3是一示例性实施例提供的单体电池的开路电压和荷电状态之间的对应关系的曲线图。该对应关系可以预先根据经验或试验得到，预设时长例如可以设置为五分钟。

该实施例中，根据车辆不同的行驶状态，选取不同的荷电状态确定方法，使得确定的结果更加准确。

在又一实施例中，在图1的基础上，所述方法还可以包括以下步骤：

获取电动车辆的动力电池的温度；根据动力电池的温度确定动力电池的荷电状态实际范围；将荷电状态实际范围进行输出。

图4是一示例性实施例提供的动力电池的荷电状态随着温度下降而变化的示意图。如图4所示，填充斜线的区间不可到达的区间，可以看出，随着温度的降低，动力电池的荷电状态的底端和顶端都可能会有不可到达的区间，且温度越低，不可到达的区间越大。中间部分是动力电池的荷电状态实际范围。由于温度与荷电状态的实际范围密切相关，可以预先确定出二者的对应关系，根据实时温度查找出荷电状态的实际范围。

可以将查找出的荷电状态的实际范围显示在仪表盘中。图5是一示例性实施例提供的仪表盘的示意图。如图5所示，荷电状态的实际范围为b％到(1-a％)之间，也就是，底端的b％和顶端的a％是不可到达的部分。0-100％soc代表了常温下动力电池的充放电区间。仪表盘中可以标注出当前温度下底端不可用soc，和顶端不可用soc部分。例如可以用灰色表示不可用soc部分，该不可用soc部分会随着温度变化而实时调整。这样，用户对不可用soc部分一目了然，从而能够更加合理地安排行程。

在又一实施例中，上述的根据动力电池的温度确定动力电池的荷电状态实际范围的步骤可以包括以下步骤：

根据预设的存储有动力电池的温度、充电容量、放电容量三者之间对应关系的数据库、以及所检测的温度确定与动力电池的温度对应的充电容量和放电容量；根据以下公式计算动力电池的荷电状态实际范围：

其中，c(t)为温度t对应的充电容量，dc(t)为温度t对应的放电容量，c0为动力电池的电池容量，动力电池的荷电状态实际范围为b％到(1-a％)之间。

动力电池的电池容量c0可以为动力电池的标称容量，或者，可以为标称容量与电池健康度(stateofhealth，soh)的乘积。当数据库中包含有所检测的温度时，可以直接根据所检测的温度在上述数据库中查找到对应的充电容量和放电容量。其中，充电容量为动力电池能够充电到达的容量，放电容量为动力电池能够放电到达的电量。

在又一实施例中，当数据库中不包含有所检测的温度时，可以根据公式计算出对应的充电容量和放电容量。上述的根据预设的存储有动力电池的温度、充电容量、放电容量三者之间对应关系的数据库、以及所检测的温度确定充电容量和放电容量的步骤包括：当数据库中不包含有所检测的温度时，根据以下公式计算充电容量和放电容量：

t∈(tb,ta](5)

其中，t为所检测的温度，ta和tb为数据库中包含的温度，c(ta)为温度ta对应的充电容量，c(tb)为温度tb对应的充电容量，dc(ta)为温度ta对应的放电容量，dc(tb)为温度tb对应的放电容量。

也就是，当数据库中不包含有所检测的温度时，可以找到数据库中包含的两个温度ta和tb，使得满足上述公式(5)。再根据上述公式(3)和公式(4)进行平滑，得到温度t对应的充电容量和放电容量。

在一实施例中，多个荷电状态区间对应的理论续航里程可以根据以下公式确定：

其中，l为动力电池的满电续航里程，n为多个荷电状态区间的区间数量，li为第i个荷电状态区间对应的理论续航里程，ui为预设的第i个荷电状态区间对应的单体电池的开路电压。

该实施例中，动力电池的满电续航里程l可以按照新欧洲驾驶周期(neweuropeandrivingcycle，nedc)工况，或者全球轻型汽车测试循环(worldwidelight-dutytestcycle，wltc)工况，在常温下实测或仿真建模模拟得到，可以为整车出厂时预设的值。各个soc值对应的单体电池的开路电压，可以按照nedc工况或者wltc工况，在常温下实测或仿真建模模拟得到。第i个荷电状态区间对应的单体电池的开路电压ui可以是该荷电状态区间内的各个soc对应的单体电池的开路电压的平均值。

该实施例中，各个荷电状态区间对应的理论续航里程能够根据上述公式简单、准确地确定出。

在又一实施例中，多个荷电状态区间对应的理论续航里程根据以下公式确定：

其中，l为动力电池的满电续航里程，n为多个荷电状态区间的区间数量，li为第i个荷电状态区间对应的理论续航里程，ui为预设的第i个荷电状态区间对应的单体电池的开路电压，u(t,i)为预设的与第i个荷电状态区间和温度t二者对应的单体电池的开路电压，k(i)为温度修正系数。例如，常温k(i)＝1。

与上一实施例相比，该实施例中增加了温度修正系数k(i)，使得各个荷电状态区间对应的理论续航里程能够更加准确地确定。

在又一实施例中，在图1的基础上，根据与所确定的各个区间对应的理论续航里程、以及与所确定的各个区间对应的历史续航里程，确定电动车辆的估算续航里程的步骤(步骤s13)可以包括以下步骤：

根据以下公式确定电动车辆的估算续航里程：

其中，m为电动车辆的估算续航里程，li为第i个荷电状态区间对应的理论续航里程，di为第i个荷电状态区间对应的历史续航里程，xi为第i个荷电状态区间对应的估算续航里程，第m个区间为当前荷电状态所在的区间，kl、kd为权值系数。

也就是，对于同一个soc区间来说，当理论续航里程和历史续航里程相差不大时，即时，用二者的加权求和值作为该soc区间的估算续航里程；当理论续航里程和历史续航里程相差较大时，将理论续航里程作为该soc区间的估算续航里程。然后，将soc在当前荷电状态所在的区间以下的所有区间(第1各位区间至第m个区间)的全部估算续航里程相加，得到电动车辆的估算续航里程m。例如，y＝0.5。该实施例中，计算方法简单，准确性高。

基于相同的发明构思，本公开还提供一种电动车辆的续航里程估算装置。图6是一示例性实施例提供的电动车辆的续航里程估算装置的框图。如图6所示，所述电动车辆的续航里程估算装置10可以包括荷电状态确定模块11、区间确定模块12、续航里程确定模块13和更新模块14。

荷电状态确定模块11用于确定电动车辆的动力电池的当前荷电状态。区间确定模块12用于从预先划分好的多个荷电状态区间中，确定出当前荷电状态所在的区间、以及荷电状态低于当前荷电状态所在区间的区间。续航里程确定模块13用于根据与所确定的各个区间对应的理论续航里程、以及与所确定的各个区间对应的历史续航里程，确定电动车辆的估算续航里程。更新模块14用于根据电动车辆行驶的实际里程更新对应的历史续航里程。

可选地，荷电状态确定模块11包括第一计算子模块和第一确定子模块。

第一计算子模块用于当所述电动车辆处于行驶状态时，通过安时积分法计算动力电池的荷电状态。

第一确定子模块用于当电动车辆的静止时长大于预设时长时，根据动力电池中单体电池的开路电压的最小值、以及预设的单体电池的开路电压和荷电状态之间的对应关系，确定动力电池的荷电状态。

可选地，装置10还包括获取模块、实际范围确定模块和输出模块。

获取模块用于获取电动车辆的动力电池的温度。

实际范围确定模块用于根据动力电池的温度确定动力电池的荷电状态实际范围。

输出模块用于将荷电状态实际范围进行输出。

可选地，实际范围确定模块包括第二确定子模块和第二计算子模块。

第二确定子模块用于根据预设的存储有动力电池的温度、充电容量、放电容量三者之间对应关系的数据库、以及所检测的温度确定与动力电池的温度对应的充电容量和放电容量。

第二计算子模块用于根据以下公式计算动力电池的荷电状态实际范围：

其中，c(t)为温度t对应的充电容量，dc(t)为温度t对应的放电容量，c0为所述动力电池的电池容量，所述动力电池的荷电状态实际范围为b％到(1-a％)之间。

可选地，第二确定子模块包括第三计算子模块。

第三计算子模块用于当数据库中不包含有所检测的温度时，根据以下公式计算充电容量和放电容量：

t∈(tb,ta]

其中，t为所检测的温度，ta和tb为所述数据库中包含的温度，c(ta)为温度ta对应的充电容量，c(tb)为温度tb对应的充电容量，dc(ta)为温度ta对应的放电容量，dc(tb)为温度tb对应的放电容量。

可选地，所述多个荷电状态区间对应的理论续航里程根据以下公式确定：

其中，l为动力电池的满电续航里程，n为多个荷电状态区间的区间数量，li为第i个荷电状态区间对应的理论续航里程，ui为预设的第i个荷电状态区间对应的单体电池的开路电压。

可选地，多个荷电状态区间对应的理论续航里程根据以下公式确定：

其中，l为动力电池的满电续航里程，n为多个荷电状态区间的区间数量，li为第i个荷电状态区间对应的理论续航里程，ui为预设的第i个荷电状态区间对应的单体电池的开路电压，u(t,i)为预设的与第i个荷电状态区间和温度t二者对应的单体电池的开路电压，k(i)为温度修正系数。

可选地，续航里程确定模块13包括第四计算子模块。

第四计算子模块用于根据以下公式确定电动车辆的估算续航里程：

其中，m为电动车辆的估算续航里程，li为第i个荷电状态区间对应的理论续航里程，di为第i个荷电状态区间对应的历史续航里程，xi为第i个荷电状态区间对应的估算续航里程，第m个区间为当前荷电状态所在的区间，kl、kd为权值系数。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

通过上述技术方案，将荷电状态划分为多个区间，每个区间都有对应的电动车辆的理论续航里程和历史续航里程，根据动力电池实时的荷电状态确定的相关的区间，将其所对应的理论续航里程和历史续航里程进行融合，计算出电动车辆的估算续航里程。这样，一方面，将理论数据和历史数据进行融合，准确性高，另一方面，通过对多个较小荷电范围内的里程数据进行处理，进一步增加了估算结果的准确性。

本公开还提供一种电动车辆。图7是一示例性实施例提供的电动车辆的示意框图。如图7所示，所述电动车辆包括存储器和处理器。存储器上存储有计算机程序。处理器用于执行存储器中的计算机程序，以实现本公开提供的上述电动车辆的续航里程估算方法的步骤。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。