一种电动汽车动态能耗及续驶里程的监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电动汽车动态能耗技术领域，具体地说是一种电动汽车动态能耗及续 驶里程的监测系统。适用于需要使用动力电池的纯电动汽车。
【背景技术】
[0002] 目前，针对电动车建设的公共充电设施仍然没有得到普及和完善。所W电动车充 电难的问题，导致驾驶员往往会更加关注电动车的续驶里程及能耗等显示信息。当前电动 汽车的动力电池一般多为裡离子电池，而裡离子电池的放电性能总是受到溫度、S0C、S0H等 因素的限制。裡离子电池的运一特性导致电动车能耗和续驶里程的计算变得更加复杂。所 W针对运一问题，本发明设计了一种电动汽车动态能耗及续驶里程的方法。该方法，解决了 百公里能耗计算结果抖动问题，并且针对续驶里程的计算还考虑了电池溫度、S0C、S0H等条 件。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供了一种电动汽车动态能耗及续驶里程的监测系统。并具有避 免百公里能耗计算结果抖动，保证续驶里程计算准确等优点。
[0004] 本发明的目的是通过如下技术方案来实现的： 阳〇化]一种电动汽车动态能耗及续驶里程的监测系统，它包括有动力电池，及分布在动 力电池周边的溫度采集单元、电流采集单元和高压采集单元，车速采集单元，其特征在于： 所述动力电池通过S0C、S0H计算单元分别与S0C查表计算续驶里程单元和续驶里程公式计 算单元输入端相连接；所述电流采集单元、高压采集单元及车速采集单元通过动态能耗计 算单元与动态能耗滤波单元输入端连接；所述溫度采集单元W及S0C查表计算续驶里程单 元与电池溫度修正系数计算单元相连接，电池溫度修正系数计算单元及续驶里程公式计算 单元与数据比较单元相连接；所述数据比较单元及动态能耗滤波单元与动态能耗和续驶里 程显示单元相连接。
[0006] 1、S0C、S0H计算单元：通过电池自身管理系统根据电池的相关参数，计算得到当 前电池的S0C和S0H，并将数据发送给续驶里程计算单元。
[0007] 2、溫度采集单元：电池管理系统通过布置在电池周围的溫度传感器，实时采集电 池溫度，并将数据反馈给电池溫度修正系数计算单元。
[0008] 3、电流采集单元：电池管理系统通过布置在直流母线的电流传感器，实时采集电 池电流，并将数据反馈给动态能耗计算单元。
[0009] 4、高压采集单元：电池管理系统通过电压传感器，实时采集电池总压，并将数据反 馈给动态能耗计算单元。
[0010] 5、车速采集单元：ABS系统通过车速传感器，实时采集当前车速，并将数据反馈给 动态能耗计算单元。
[0011] 6、动态能耗计算单元：该计算单元根据电池实时电流、电压W及当前车速，应用 5s时间内车辆能耗除W里程值的方法，计算得到5s内百公里能耗值。
[0012] 7、动态能耗滤波单元：该滤波单元对前条（第6条）计算得到的8组5s内百公里 能耗值，进行平均值计算，起到滤波的作用，使信号更稳定。
[0013] 8、S0C查表计算续驶里程单元：该计算单元根据当前电池S0C，通过查表法（续驶 里程与电池S0C的对应关系可通过实验标定获得）得到续驶里程结果。
[0014] 9、电池溫度修正系数计算单元：该计算单元根据当前电池溫度，参考溫度修正模 型（不同溫度下电池的放电能力曲线），计算得到溫度修正系数。
[0015] 10、续驶里程公式计算单元：该计算单元根据当前电池剩余电量、电池允许放电最 小S0C值、电池总能量、电池健康度和百公里能耗等信息，计算得到续驶里程数值（具体方 法详见下文【具体实施方式】）。
[0016] 11、数据比较单元：比较"S0C查表计算续驶里程"和"续驶里程公式计算"两种方 法计算得到的续驶里程数值，取二者较小数值（由于续驶里程的估算会受到很多不可控因 素影响，为保证续驶里程的可信性，故选择输出比较保守的数值），作为最终的续驶里程估 算值。
[0017] 12、显示单元：通过仪表等人机交互设备，显示当前动态能耗和续驶里程。
[0018] 为了实现上述目的，本发明针对电动车百公里能耗进行了分段计算和取平均值的 方法；针对续驶里程的计算引入了电池溫度、S0C和S0H等参考条件。同时为了使续驶里程 计算更加准确可靠，该发明还建立了电池溫度对续驶里程的修正模型。
[0019] 续驶里程的计算包括如下两部分：①在电池最大最小溫度范围内，经计算得到电 池溫度与续驶里程修正系数的函数关系。将该修正系数乘W通过S0C查表所得的续驶里程 值，便得到溫度修正后的续驶里程S1 ;②通过S0C、S0H、电池最大放电量和百公里能耗计算 得到续驶里程S2。最后，取S1、S2中较小值，即为最终的续驶里程S。
[0020] 本发明具有W下特点：
[0021] 1、本发明根据实时采集的电池电压、电流，采用积分法计算得到百公里能耗值，并 对8组数据进行了有效的滤波计算，使得输出的能耗数值更加精确、稳定。
[0022] 2、本发明在续驶里程计算方面，结合了电池溫度、S0C、S0H等因素对车辆续驶里程 的影响，并引入了电池溫度对续驶里程的修正模型，使得续驶里程计算结果更加贴合实际。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明的原理框图；
[0024] 图2为本发明百公里能耗滤波原理图；
[00巧]图3为本发明续驶里程电池溫度修正模型；
[0026] 图4为本发明续驶里程与电池S0C的对应关系。
[0027] 下面将结合附图通过实例，对本发明作进一步详细说明，但下述实例仅仅是本发 明的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围W权利要 求书为准。
【具体实施方式】 阳0測实施例1
[0029] 由图1-4所示，本发明的实施原理作具体的描述：
[0030] 如图1所示，它包括有动力电池，及分布在动力电池周边的溫度采集单元、电流采 集单元和高压采集单元，车速采集单元，所述动力电池通过S0C、S0H计算单元分别与S0C查 表计算续驶里程单元和续驶里程公式计算单元输入端相连接；所述电流采集单元、高压采 集单元及车速采集单元通过动态能耗计算单元与动态能耗滤波单元输入端连接；所述溫度 采集单元W及S0C查表计算续驶里程单元与电池溫度修正系数计算单元相连接，电池溫度 修正系数计算单元及续驶里程公式计算单元与数据比较单元相连接；所述数据比较单元及 动态能耗滤波单元与动态能耗和续驶里程显示单元相连接。
[0031] 一、W百公里能耗计算为例：
[0032] 通过公式（1)得到每5s内的车辆百公里能耗C(kwh/100km)，其中U(t)、I(t)和 v(t)分别为电池包实时总电压（V)、实时电流（A)和实时车速（km/h):
[0033]
朗
[0034] 例如，如果U(t) = 360V，I(t) = 50A，V(t) = 72km/h，带入公式（1)得到 5s内百 公里能耗为25kwh/100km。
[0035] 将计算得到的5s内百公里能耗值，分别右移存放在如图2所示的"计算能耗1~ 8"中，最后对8组百公里能耗数据进行平均值计算，得到相对稳定和准确的百公里能耗值。 5s内百公里能耗的更新方式为："计算能耗1~7"中数据右移替换"计算能耗2~8"中数 据，并将最新计算值存储在"计算能耗1"中。由于"计算能耗1~8"中的百公里能耗值为 每5s内的积分值，程序运行初期8个缓存不能同时存满数据，此时如果对8组"计算能耗" 中的数据取平均值，会造成结果不准确。所W在8组"计算能耗"数据没有完全更新之前， 只对已经计算得到的5s内百公里能耗值进行平均值计算。
[0036] 二、续驶里程计算：
[0037] 续驶里程计算包括如下两部分： 阳03引 1、W60Ah电池为例，如图4所示S0C查表得到的续驶里程，乘W电池溫度修正系 数K，得到续驶里程S1 :
[0039] 如图3所示，当电池平均溫度T(°C)满足-30《T《30时， W40]
;当电池平均溫度T(°C)满足30 <T《65时，
I·.其中，-30、30和65分另树电池包最低放电溫度、最佳放电溫度 和最高放电溫度。
[0041] 2、根据电池当前S0C、S0H、电池最大放电量和百公里能耗可计算得到续驶里 程S2。具体计算方法如公式2所示，其中S0C(% )、S0Cmin(% )、P(kwh)、S0H(% )和C(kwh/100km)分别为当前电池剩余电量、电池允许放电最小SOC值、电池总能量、电池健康 度和百公里能耗：
[0042]
[0043] 例如，如果SOC= 100，S0Cmin= 10，P= 20kwh，S0H= 100，C=lOkwh/lOOkm，代 入公式（2)得到续驶里程S2 = 180km。 W44] 然后取SI、S2较小者，作为最终的续驶里程S。
[0045]当然，本发明还可能有其他多种实施实例，在不背离本发明精神及其实质的情况 下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但运些相应的改 变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1. 一种电动汽车动态能耗及续驶里程的监测系统，它包括有动力电池，及分布在动力 电池周边的温度采集单元、电流采集单元和高压采集单元，车速采集单元，其特征在于：所 述动力电池通过SOC、SOH计算单元分别与SOC查表计算续驶里程单元和续驶里程公式计算 单元输入端相连接；所述电流采集单元、高压采集单元及车速采集单元通过动态能耗计算 单元与动态能耗滤波单元输入端连接；所述温度采集单元以及SOC查表计算续驶里程单元 与电池温度修正系数计算单元相连接，电池温度修正系数计算单元及续驶里程公式计算单 元与数据比较单元相连接；所述数据比较单元及动态能耗滤波单元与动态能耗和续驶里程 显示单元相连接。2. 根据权利要求1所述的电动汽车动态能耗及续驶里程的监测系统，其特征在于：所 述温度采集单元、电流采集单元和高压采集单元是指通过分布在动力电池周边的温度传感 器，电流传感器和电压传感器。3. 根据权利要求1所述的电动汽车动态能耗及续驶里程的监测系统，其特征在于：所 述SOC、SOH计算单元是指通过电池自身管理系统中的电池相关参数，而得到当前电池的 SOC和SOH，并将数据发送给续驶里程计算单元。4. 据权利要求1所述的电动汽车动态能耗及续驶里程的监测系统，其特征在于：所述 温度修正系数计算单元是指该计算单元根据当前电池温度，参考不同温度下电池的放电能 力曲线的温度修正模型，而得到温度修正系数。
【专利摘要】一种电动汽车动态能耗及续驶里程的监测系统，本发明技术在点是：车辆行驶过程中，通过积分算法得到每5s内的车辆百公里能耗，并对几组百公里能耗数据进行平均值计算，最终得到相对稳定和准确的百公里能耗值，避免仪表能耗显示出现抖动的情况；续驶里程的计算方法中，考虑了电池温度、SOC(State？of？Charge)以及SOH(State？of？Health)对电池放电性能的影响，使车辆续驶里程的计算更加准确并贴合实际。所述的百公里能耗及续驶里程的计算方法既能避免百公里能耗出现抖动现象，又能够得到相对准确的续驶里程。通过实车验证了此发明方法的有效性，该方法适用于需要使用动力电池的纯电动汽车。
【IPC分类】B60L3/12
【公开号】CN105291845
【申请号】CN201510782708
【发明人】罗金修, 王怀龙, 高力, 杨依楠
【申请人】华晨汽车集团控股有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月13日