一種電動汽車剩余里程的二次處理算法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電動汽車剩余里程的二次處理算法，該算法通過能耗修正因子對統(tǒng)計時間段內(nèi)的能耗進行修正，統(tǒng)計出實際有效的剩余能量，通過平均電耗修正因子對統(tǒng)計時間段內(nèi)的平均電耗進行修正，統(tǒng)計出有效的平均電耗，經(jīng)過修正之后計算得到的剩余里程不會出現(xiàn)瞬間頻繁跳動的現(xiàn)象，顯示的剩余里程更加穩(wěn)定、準確，能夠為司機提供正確的指引，避免發(fā)生因電量不足而導致不能運行的故障。
【專利說明】一種電動汽車剩余里程的二次處理算法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種電動汽車剩余里程的二次處理算法。【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們環(huán)保意識的不斷提高，減少城市汽車尾氣的排放量是重中之重。各種新能源汽車投入到人們的生活當中，其中能源效率高、低碳環(huán)保、零排放的電動汽車成為城市新能源交通汽車的主力軍。
[0003]電動汽車在行駛過程中的剩余里程是司機最關(guān)注的事項之一，對剩余里程進行精確的計算一直是一個難點。目前常規(guī)的算法是統(tǒng)計一段時間的平均電耗，用當前電池的總剩余電量除以統(tǒng)計的平均電耗，得到的結(jié)果作為剩余里程顯示出來，該方法的弊端在于，由于行駛工況的不斷變化，每一次統(tǒng)計的平均電耗相差較大，導致顯示的剩余里程頻繁跳動，不可捉摸，起不到為司機指引具體可行駛里程的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種電動汽車剩余里程的二次處理算法，該算法能夠解決剩余里程的頻繁跳動以及趨勢不確定的問題，為司機提供正確的指引。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0006]一種電動汽車剩余里程的二次處理算法，包括以下步驟: [0007](I)整車控制器從汽車上電時開始，根據(jù)電池管理系統(tǒng)發(fā)送的電池信息，每At1時間統(tǒng)計一次電池在時間段At1內(nèi)的能耗ΛΕ:
[0008]ΔΕ = U * I * At1;
[0009]其中，0表示電池在時間段At1內(nèi)的平均電壓，！表示電池在時間段At1內(nèi)的平均電流；
[0010]根據(jù)電池在時間段At1內(nèi)的能耗ΛΕ，計算電池在時間段At1的末尾時刻的有效剩余能量Et:
[0011 ] Et = E0_a* Δ E ；
[0012]其中，Etl表示電池在時間段Λ &的初始時刻的有效剩余能量，a表示能耗修正因子;
[0013]根據(jù)汽車上電時電池的總剩余能量以及各個時間段At1內(nèi)的能耗ΛΕ和能耗修正因子a，迭代計算得到電池在各個時間段At1的初始時刻的有效剩余能量Etl ；
[0014](2)整車控制器從汽車上電時開始，根據(jù)電機控制器發(fā)送的轉(zhuǎn)速信息，每At1時間統(tǒng)計一次汽車在時間段At1內(nèi)運行的實際距離AS:
[0015]AS = 0.377 * N * r * At1/Z；
[0016]其中，λ s表示汽車在時間段At1內(nèi)運行的實際距離，表示輪胎在時間段At1內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速，r表示輪胎的滾動半徑，Z表示主減速比值；
[0017](3)根據(jù)電池在時間段At1內(nèi)的能耗ΛΕ和汽車在時間段At1內(nèi)運行的實際距離Λ S，計算得到電池在時間段At1內(nèi)的平均電耗ΔΡ:
[0018]Δ P = Δ E/ Δ S ；
[0019]根據(jù)電池在時間段At1內(nèi)的平均電耗Λ P，計算電池在時間段At1內(nèi)的有效平均電耗Δ Pt:
[0020]APt = (P0+b* Δ P) /2 ;
[0021]其中，P0表示電池在時間段△ h的初始時刻的有效平均電耗，b表示平均電耗修正因子；
[0022]根據(jù)汽車上電時電池的平均電耗以及各個時間段At1內(nèi)的有效平均電耗APt,迭代計算得到汽車在各個時間段At1的初始時刻的有效平均電耗Ptl ;
[0023](4)整車控制器從汽車上電時開始，每At2時間更新一次電池在時間段At2內(nèi)的有效平均電耗APt, Λ I2 = I^At1, η為正整數(shù)；
[0024]Λ P' t = (P' Q+b* Λ P' )/2 ；
[0025]其中，P'。表示電池在時間段At2的初始時刻的有效平均電耗，ΛΡ'表示電池在時間段At2內(nèi)的平均電耗；
[0026]根據(jù)電池在各個時間段Λ tl的初始時刻的有效平均電耗Ptl和電池在各個時間段At1內(nèi)的有效平均電耗△ Pt，推導計算得到電池在各個時間段八12的初始時刻的有效平均電耗P O ；
[0027]根據(jù)電池在各個時間段At1內(nèi)的能耗Λ E和運行的實際距離Λ S，推導計算得到電池在各個時間段At2內(nèi)的平均電耗Λ P'；
[0028](5)根據(jù)公式S = 2(EQ-a*AE)/(P' 0+b*AP/ )，求出汽車在時間段Λ &的末尾時刻的剩余里程S。
[0029]所述的電動汽車剩余里程的二次處理算法，所述能耗修正因子和平均電耗修正因子的初始值均為1，在電池每次放電結(jié)束或者再次充滿電的情況下分別根據(jù)a'=
0.5* (a+a* Π a)和 b' = 0.5* (b+b* η b)進行自我修正；
[0030]其中，a'表示每次修正后的能耗修正因子，a表示每次修正前的能耗修正因子，b/表示每次修正后的平均電耗修正因子，b表示每次修正前的平均電耗修正因子；
[0031]na = (Za*AE)/E, nb = 0.0+b*AP' )/P,，na ηb 表示偏差系數(shù),由于ΛΕ和ΛΡ'都是通過離散積分得到的，其統(tǒng)計的誤差結(jié)果屬于隨機過程，故其準確性的概率均服從正態(tài)分布，E表示電池的實際總能量，P'表示電池的實際平均電耗，由電池的實際總能量E和實際總里程S得到，P' =E/S，E和P'是固定值，所以偏差系數(shù)^和nb也服從正態(tài)分布。
[0032]所述的電動汽車剩余里程的二次處理算法，At1 = 100ms, At2 = 300s。
[0033]本發(fā)明通過能耗修正因子和平均電耗修正因子對可行駛里程的衰減速度進行修正，修正后的剩余里程不會出現(xiàn)瞬間頻繁跳動的現(xiàn)象，而是會逐漸地衰減(如圖1所示)，顯示的剩余里程更加穩(wěn)定、準確，能夠為司機提供正確的指引，避免發(fā)生因電量不足而導致不能運行的故障；能耗修正因子和平均電耗修正因子是長期統(tǒng)計的自我修正因子，這樣可以把各個階段的差異性通過修正因子進行最合適的修正，剩余里程隨著時間的增長而越加精準。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明的剩余里程顯示曲線與常規(guī)剩余里程顯示曲線對比圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合具體實施例進一步說明本發(fā)明。
[0036]一種電動汽車剩余里程的二次處理算法，包括以下步驟:
[0037]S1、整車控制器從汽車上電時開始，根據(jù)電池管理系統(tǒng)發(fā)送的電池信息，每At1時間統(tǒng)計一次電池在時間段At1內(nèi)的能耗ΔΕ,本實施例中取At1 = IOOms:
[0038]ΔΕ = U * ? * At1;
[0039]其中，?表示電池在時間段At1內(nèi)的平均電壓！表示電池在時間段At1內(nèi)的平均電流；
[0040]根據(jù)電池在時間段At1內(nèi)的能耗ΛΕ，計算電池在時間段At1的末尾時刻的有效剩余能量Et:
[0041]Et = E0-a* Δ E ；
[0042]其中，Etl表示 電池在時間段Λ &的初始時刻的有效剩余能量，a表示能耗修正因子;
[0043]電池在各個時間段Λ &的初始時刻的有效剩余能量Etl可以根據(jù)汽車上電時電池管理系統(tǒng)記錄的電池的總剩余能量，以及各個時間段At1內(nèi)的能耗Λ E和能耗修正因子a迭代計算得到。
[0044]S2、整車控制器從汽車上電時開始，根據(jù)電機控制器發(fā)送的轉(zhuǎn)速信息，每At1時間統(tǒng)計一次汽車在時間段At1內(nèi)運行的實際距離AS:
[0045]AS — 0.377 * N * r * At1ZZ;
[0046]其中，Λ S表示汽車在時間段At1內(nèi)運行的實際距離，M表示輪胎在時間段At1內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速，r表示輪胎的滾動半徑，Z表示主減速比值。
[0047]S3、根據(jù)電池在時間段At1內(nèi)的能耗Λ E和汽車在時間段At1內(nèi)運行的實際距離AS，計算得到電池在時間段At1內(nèi)的平均電耗ΛΡ:
[0048]Δ P = Δ E/ Δ S ；
[0049]根據(jù)電池在時間段At1內(nèi)的平均電耗Λ P，計算電池在時間段At1內(nèi)的有效平均電耗Δ Pt:
[0050]APt = (P0+b* Δ P) /2 ;
[0051]其中，P0表示電池在時間段△ h的初始時刻的有效平均電耗，b表示平均電耗修正因子；
[0052]汽車在各個時間段Λ h的初始時刻的有效平均電耗Ptl可以根據(jù)汽車上電時電池管理系統(tǒng)記錄的電池的平均電耗，以及各個時間段At1內(nèi)的有效平均電耗APt迭代計算得到。[0053]S4、整車控制器從汽車上電時開始，每At2時間更新一次電池在時間段At2內(nèi)的有效平均電耗APt，At2 = n* At1, η為正整數(shù)，本實施例中取Λ t2 = 300s ；
[0054]Λ P' t=(P' 0+b*AP' )/2 ；
[0055]其中，P'。表示電池在時間段At2的初始時刻的有效平均電耗，ΛΡ'表示電池在時間段At2內(nèi)的平均電耗；
[0056]電池在各個時間段At2的初始時刻的有效平均電耗P?？梢愿鶕?jù)電池在各個時間段At1的初始時刻的有效平均電耗Ptl和電池在各個時間段At1內(nèi)的有效平均電耗APt推導計算得到；
[0057]電池在各個時間段At2內(nèi)的平均電耗Λ P'可以根據(jù)電池在各個時間段At1內(nèi)的能耗ΛΕ和運行的實際距離AS，以及時間段At2與At1的關(guān)系推導計算得到。
[0058]S5、根據(jù)公式S = 2(EQ-a*AE)/(P' Q+b*AP')，求出汽車在時間段Λ ^的末尾時刻的剩余里程S。
[0059]上述步驟中，能耗修正因子a和平均電耗修正因子b在電池出廠時的初始值均為1，在每次電池徹底放電結(jié)束或者再次充滿電時進行自我修正。經(jīng)過a修正的每個時間段At1內(nèi)的能耗為a*AE，則當電池放電完成時，經(jīng)過修正所得的總能耗為Ea*AE，電池從充滿電到放完電的實際總電量E是已知的，則總能耗的偏差系數(shù)為Ila= (Ea*AE)/E，因為放電過程的能耗統(tǒng)計是離散積分算法統(tǒng)計的，所以其統(tǒng)計的誤差偏大或者偏小本身是個隨機過程，故總能耗的偏差系數(shù)Π 3也符合隨機過程，其概率分布服從正態(tài)分布，根據(jù)逼近法則的趨勢原理，當a' = 0.5*(a+a* na)(其中，a'表示每次修正后的能耗修正因子,a表示每次修正前的能耗修正因子)時，由于△ E是通過離散積分進行統(tǒng)計的，其統(tǒng)計誤差屬于隨機過程，其準確性的概率服從正態(tài)分布，所以a的趨近概率會逐步逼近正態(tài)分布的高概率分布點，也就是說修正因子a逐步逼近最合適的值。b的修正原理也是如此，在電池每次徹底放電結(jié)束或者再次充滿電的情況下根據(jù)b' = 0.5*(b+b*nb)進行自我修正，其中，b'表示每次修正后的平均電耗修正因子，b表示每次修正前的平均電耗修正因子，nb表示偏差系數(shù)，Hb = 0.5* (Vb* Λ P' )/?' 表示電池的實際平均電耗，由于ΛΡ'本身是通過離散積分得到的，其統(tǒng)計誤差屬于隨機過程，其準確性的概率服從正態(tài)分布，Pi為固定值，所以偏差系數(shù)nb也服從正態(tài)分布。能耗修正因子a和平均電耗修正因子b會在每次電池放電結(jié)束或者充滿電的情況下進行自我修正，其值都會逐步地逼近滿足隨機過程的最佳值，如此也可以說明剩余里程S =)的預估也會隨著時間的積累越來越準確。
[0060]以上所述實施方式僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動汽車剩余里程的二次處理算法，其特征在于，包括以下步驟: (1)整車控制器從汽車上電時開始，根據(jù)電池管理系統(tǒng)發(fā)送的電池信息，每At1時間統(tǒng)計一次電池在時間段At1內(nèi)的能耗ΛΕ:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車剩余里程的二次處理算法，其特征在于:所述能耗修正因子和平均電耗修正因子的初始值均為1，在電池每次放電結(jié)束或者再次充滿電的情況下分別根據(jù)a' = 0.5*(a+a* na)和b' = 0.5*(b+b* nb)進行自我修正； 其中，a'表示每次修正后的能耗修正因子，a表示每次修正前的能耗修正因子，b'表示每次修正后的平均電耗修正因子，b表示每次修正前的平均電耗修正因子； na = (Σβ*δε)/ε, nb = ο.5*(ρ/ Q+b*Ap' )/ρ/，njp nb 表示偏差系數(shù)，均服從正態(tài)分布，E表不電池的實際總能量，P'表不電池的實際平均電耗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車剩余里程的二次處理算法，其特征在于=At1=100ms，At2 = 300s。
【文檔編號】B60L3/00GK103863125SQ201410103913
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】尹劍, 洪洋, 熊良平, 陳順東, 吳成加, 呂小超, 徐川, 蔡金, 胡洋, 趙楓 申請人:安徽安凱汽車股份有限公司