一种电动汽车续驶里程快速测试方法与流程

[0001]
本发明属于电动汽车续驶里程测试技术领域，尤其是涉及一种电动汽车续驶里程快速测试方法。


背景技术：

[0002]
续驶里程是评价电动汽车一个非常重要的技术和性能指标。电动汽车续驶里程反映了电动汽车在充满电之后，按照一定的测试工况运行，直到可用电量最低时所能行驶的距离。当前国家法规采用标准《gb/t 18386-2017电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》对电动汽车续驶里程进行测试。标准中所规定测试方法基于nedc工况，车辆从满电开始，车辆在底盘测功机上反复运行nedc工况至车辆可用电量最低为止，通过数据采集系统，计算车辆行驶过的距离，该距离为电动汽车的续驶里程。
[0003]
这种测试方法通过重复反复运行nedc工况，将电池中的电量耗尽，转化成车辆里程。这种方法所运行nedc工况的平均时速是33.64km/h，当前随着电动车技术展和电池技术的不断发展，电池容量技术的不断突破，电动汽车续驶里程也越来越长，高续驶里程的车辆越来越多。因此所面临的问题就是测试周期将变得越来越长，同时，在测试过程当中的测试误差会随着测试时间增长进行累积，从而造成对测试结果会有一定的影响。车辆续驶里程一致性结果产生更为显著的影响。


技术实现要素：

[0004]
有鉴于此，本发明旨在提出一种电动汽车续驶里程快速测试方法，以解决基于现有的nedc工况进行续驶里程测试，不仅测试周期长，而且测试结果不准确的问题。
[0005]
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0006]
一种电动汽车续驶里程快速测试方法，包括：
[0007]
s1、测试汽车充放电，用以确保车辆动力电池处于稳定状态；
[0008]
s2、选择正确的驾驶模式，用于合理评估电动汽车的续驶里程结果；
[0009]
s3、创建测试工况，包括速度片段的划分、速度设定、里程设定；
[0010]
s4、续驶里程的结果计算，根据相关公式计算续驶里程。
[0011]
进一步的，所述步骤s1中，测试汽车充放电，包括：
[0012]
reess放电，确保reess能够放电至soc最低值；
[0013]
reess常规充电，reess在环境温度23
±
3℃下，使用下列方式进行充电，直至充电结束：
[0014]
如果装有车载充电器，则采用车载充电器充电；否则，由汽车生产企业建议的外接充电器。
[0015]
进一步的，充电结束的判断条件为：
[0016]
当车载或外部仪器显示reess已完全充电时，判定为充电完成；
[0017]
如果车载或外部仪器发出明显的信号提示reess没有充满，在这种情况下，最长充
电时间为：3
×
汽车生产企业规定的reess能量(kwh)/供电功率 (kw)。
[0018]
进一步的，所述步骤s2中，选择驾驶模式的方法为：
[0019]
如果有主模式，且在该模式下能够使车辆在试验过程中跟随试验循环，则选择该模式；
[0020]
如果没有主模式，或有主模式，但该主模式不能使车辆在试验过程中跟随试验循环，则驾驶模式应按照以下方法选择：
[0021]
a)如果只有一个可选模式使车辆在试验过程中跟随试验循环，则选择该模式；
[0022]
b)如果有多个模式使车辆在试验过程中跟随试验循环，则应根据汽车生产企业的建议选择；
[0023]
如果没有任何模式使车辆在试验过程中跟随试验循环，则试验循环应根据相关标准进行修正：
[0024]
试验过程中及浸车前后，驾驶模式应保持一致。
[0025]
进一步的，在车辆测试过程中，还包括对车辆reess电流和电压的测量，测量电流和电压的具体执行方法如下：
[0026]
reess电流应在测试中使用夹装式或密闭式电流传感器测量；
[0027]
电流传感器应通过连接到reess电缆对reess电流进行测量，所测电流应为reess总电流；
[0028]
为了使外部测量设备更方便地测量reess电流，汽车生产企业应在车上提供合适、安全和方便的连接点；
[0029]
采集电流时，应根据汽车生产企业的建议选择电流传感器取样频率，该频率最小为20hz；
[0030]
用外部测量设备测量reess电压时，为了使外部测量设备更方便地测量 reess电压，汽车生产企业应在车上提供合适、安全和方便的连接点；
[0031]
采集电压时，应根据汽车生产企业的建议选择电压传感器取样频率，该频率最小为20hz。
[0032]
进一步的，所述步骤s3中，创建快速测试工况的方法，具体为：
[0033]
划分速度片段，将速度片段划分为两个试验循环段和两个恒速段；
[0034]
所述试验循环段由中国轻型汽车行驶工况cltc-p试验循环构成，其中每个试验循环段包括2个试验循环；
[0035]
速度设定，两个恒速段的车速相同，恒速段的车速设定为100km/h以上，若车辆的30分钟最高车速小于推荐车速，则恒速段的车速应设置为车辆的 30分钟最高车速；试验循环段结束后，车辆加速至恒速段的过程需平稳，并应在1min内完成；
[0036]
里程设定，恒速段的里程根据可用放电量的百分比进行确定；试验循环段之后reess的剩余能量应不超过e
reess,stp
的10％；可用放电量e
reess,stp
通过测试获得，或者由企业提供；
[0037]
其中，恒速段的里程按照以下公式计算：
[0038][0039]
式中：
[0040]
式中：
[0041]
表示恒速段css
m
的里程，单位km；
[0042]
ber
est
表示采取缩短法进行试验，车辆在底盘测功机上行驶里程的估计值，单位km；
[0043]
表示试验循环段ds1的里程，单位km；
[0044]
表示恒速段css
e
的里程，单位km；
[0045]
表示试验循环段ds2的里程，单位km。
[0046]
进一步的，所述步骤s4中，续驶里程具体计算方法为：
[0047]
确定续驶里程计算的相关公式
[0048][0049]
式中：
[0050]
ec
dc,j
表示基于reess电能变化量的第j个速度区间的能量消耗量，单位wh/km；
[0051]
j表示速度区间的序号，对于完整的试验循环，j记为c；
[0052]
d
j
表示车辆在第j个速度区间的行驶里程，单位km；
[0053]
δe
reess,j
表示第j个速度区间所有reess的电能变化量，单位wh，δe
reess,j
的计算公式如下：
[0054][0055]
式中：
[0056]
g表示reess编号；
[0057]
m表示reess总数量；
[0058]
δe
reess,g,j
表示第j个速度区间的时间范围内，编号为g的reess电能变化量，单位wh，δe
reess,g,j
的计算公式如下：
[0059][0060]
式中：
[0061]
t0表示第j个速度区间的开始时刻，单位s；
[0062]
t
end
表示第j个速度区间的结束时刻，单位s；
[0063]
u(t)
reess,g,j
第j个速度区间的时间范围内，编号为g的reess在t时刻的电压值，单位v；
[0064]
i(t)
g,j
表示第j个速度区间的时间范围内，编号为g的reess在t时刻的电流值，单位a；
[0065]
续驶里程的计算公式如下：
[0066][0067]
式中：
[0068]
ber表示续驶里程，单位km；
[0069]
e
reess,stp
表示缩短法试验前后，reess的电能变化量，单位wh；
[0070]
ec
dc
表示基于reess电能变化量的能量消耗量，单位wh/km。
[0071]
其中，e
reess,stp
和ec
dc
分别按照公式a、b计算：
[0072][0073]
式中：
[0074]
表示计算得到的试验循环段ds1所有reess的电能变化量，单位wh；
[0075]
表示计算得到的恒速段css
m
所有reess的电能变化量，单位wh；
[0076]
表示计算得到的试验循环段ds2所有reess的电能变化量，单位wh；
[0077]
表示计算得到的恒速段css
e
所有reess的电能变化量，单位wh。
[0078][0079]
式中：
[0080]
c表示试验循环的序号，两个试验循环段ds1和ds2共计4个试验循环；
[0081]
ec
dc,c
表示基于reess电能变化量的第c个试验循环的能量消耗量，单位wh/km；
[0082]
k
c
表示第c个试验循环的权重系数，按照公式c计算：
[0083][0084]
式中：
[0085]
δe
reess,c
表示计算得到的第c个试验循环所有reess的电能变化量，单位wh。
[0086]
相对于现有技术，本发明所述的电动汽车续驶里程快速测试方法具有以下优势：
[0087]
本发明所述的电动汽车续驶里程快速测试方法可大大缩短电动汽车续驶里程测试周期。经过计算，电动汽车续驶里程快速测评方法所用的测试时间比常规方法所使用的测试时间短50％以上。车辆续驶里程越长，用快速方法减少的时间越多。使用快速测试方法所得的测试结果与常规方法测试结果等效。该方法为检测机构和整车企业进行检测认证和研发验证提供了科学的方法。
附图说明
[0088]
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0089]
图1为本发明实施例所述的电动汽车续驶里程快速测试方法示意图。
具体实施方式
[0090]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0091]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0092]
第一 测试流程
[0093]
试验步骤确定续驶里程试验程序包括以下3个步骤：
[0094]
a)对reess(可充电储能装置)进行初次充电；
[0095]
b)进行续驶里程试验；
[0096]
c)计算车辆续驶里程结果。
[0097]
在步骤(a)、(b)执行之间，如果车辆需要移动，不允许使用车上的动力，且再生制动系统未起作用。
[0098]
第二 测试车辆充电
[0099]
电动汽车在进行续驶里程测试之前，需要对车辆电池进行初次充电处理。其目的是为了保证车辆动力电池处于一个稳定状态。除非汽车生产企业或 reess生产企业有其他的规定，reess的初次充电应如下规定进行。
[0100]
2.1reess的放电
[0101]
应根据汽车生产企业规定的程序进行reess放电。汽车生产企业应保证 reess能够放电至soc最低值。
[0102]
2.2reess常规充电
[0103]
常规充电推荐采取交流充电方式。当存在多种交流充电方式(例如传导充电、感应充电等)时，应使用传导充电的方式。如果有多个可用的传导充电功率水平，则应使用最高的充电功率。如果汽车生产企业推荐，则可以选择较低的充电功率。如果车辆仅有直流充电方式，或根据汽车生产企业建议，可以选择直流充电方式。充电应连续进行，若充电过程中发生断电，应重新进行测试。充电模式应根据汽车生产企业的建议进行选择。
[0104]
reess在环境温度23
±
3℃下，使用下列方式之一进行充电：
[0105]
a)车载充电器(如装有)；
[0106]
b)由汽车生产企业建议的外接充电器。
[0107]
上述的充电程序不包括任何自动或手动启动的特殊充电程序，如均衡充电模式或维护模式。
[0108]
2.3充电结束的标准
[0109]
当车载或外部仪器显示reess已完全充电时，判定为充电完成。如果车载或外部仪器发出明显的信号提示reess没有充满，在这种情况下，最长充电时间为：3
×
汽车生产企业规定的reess能量(kwh)/供电功率(kw)。
[0110]
第三 驾驶模式的选择
[0111]
进行电动汽车续驶里程测试，需要选择正确的驾驶模式，合理评估电动汽车的续驶里程结果。按照如下步骤进行电动汽车续驶里程测试的驾驶模式选择。
[0112]
3.1如果有主模式，且该模式可以使车辆在试验过程中跟随试验循环，则选择该模式。
[0113]
3.2如果没有主模式，或有主模式，但该模式不能使车辆在试验过程中跟随试验循环，则驾驶模式应按照以下规定选择：
[0114]
a)如果只有一个可选模式可以使车辆在试验过程中跟随试验循环，则选择该模式；
[0115]
b)如果有多个模式可以使车辆在试验过程中跟随试验循环，则应根据汽车生产企业的建议选择。
[0116]
3.3如果没有任何模式可以使车辆在试验过程中跟随试验循环，则试验循环应根据gb 18352.6—2016附件ca.5进行修正：
[0117]
a)如果有主模式，且该模式可以使车辆在试验过程中跟随修正后的试验循环，则选择该模式；
[0118]
b)如果没有主模式，或有主模式，但该模式不能使车辆在试验过程中跟随试验循环，则应在可以使车辆在试验过程中跟随修正后的试验循环的其他模式中，根据汽车生产企业的建议选择。
[0119]
3.4试验过程中及浸车前后，驾驶模式应保持一致。
[0120]
第四 车辆电流和电压测量
[0121]
从试验开始直到达到本实施例中第六条规定的要求时停止试验。试验过程中应按照如何要求测量所有reess的电流和电压。
[0122]
4.1外部reess电流测量
[0123]
4.1.1reess电流应在测试中使用夹装式或密闭式电流传感器测量。
[0124]
4.1.2电流传感器应通过连接到reess电缆对reess电流进行测量。所测电流应为reess总电流。
[0125]
4.1.3为了使外部测量设备更方便地测量reess电流，汽车生产企业应在车上提供合适、安全和方便的连接点。
[0126]
4.1.4如果没有该连接点，则汽车生产企业要提供技术条件将电流传感器连接到可以符合上述要求的与reess直接相连的电缆上。
[0127]
4.1.5应根据汽车生产企业的建议选择电流传感器取样频率，该频率最小为 20hz。
[0128]
4.2外部reess电压测量
[0129]
4.2.1用外部测量设备测量reess电压时，为了使外部测量设备更方便地测量 reess电压，汽车生产企业应在车上提供合适、安全和方便的连接点。
[0130]
4.2.2应根据汽车生产企业的建议选择电压传感器取样频率，该频率最小为 20hz。
[0131]
第五 快速测试工况
[0132]
5.1速度片段
[0133]
速度片段由2个试验循环段和2个恒速段组成，见图1。其中ds1和ds2为试验循环段；css
m
和css
e
为恒速段，由较高的恒定车速构成，用以尽快放电，减少测试时间。
[0134]
5.2试验循环段
[0135]
试验循环段由gb/t 38146.1—2019附录a所述的中国轻型汽车行驶工况cltc-p试验循环构成，每个试验循环段包括2个试验循环。
[0136]
5.3恒速段
[0137]
5.3.1速度要求
[0138]
2个恒速段的车速相同。恒速段的车速设置推荐为100km/h，也可以选择更高的车速。若车辆的30分钟最高车速小于推荐车速，则恒速段的车速应设置为车辆的30分钟最高车速。试验循环段结束后，车辆加速至恒速段的过程需平稳，并应在1min内完成。
[0139]
5.3.2里程要求
[0140]
恒速段css
e
的里程应依据可用放电量e
reess,stp
的百分比进行确定。试验循环段ds2之后reess的剩余能量应不超过e
reess,stp
的10％。可用放电量e
reess,stp
可以通过测试获得，也
可以由企业通过良好的工程技术计算提供。
[0141]
恒速段css
m
的里程按照公式(1)计算：
[0142][0143]
式中：
[0144]
——恒速段css
m
的里程，单位km；
[0145]
ber
est
——采取缩短法进行试验，车辆在底盘测功机上行驶里程的估计值，单位km；
[0146]
——试验循环段ds1的里程，单位km；
[0147]
——恒速段css
e
的里程，单位km；
[0148]
——试验循环段ds2的里程，单位km。
[0149]
第六 测试结束判定
[0150]
6.1电动汽车续驶里程测试结束判定是根据车辆是否能够持续跟踪曲线来进行判定的。当测试车辆动力电池可用电量不足以维持工况跟踪时，续驶里程测试结束。
[0151]
6.2若车辆在恒速段css
e
连续4s出现速度误差超过
±
2km/h或时间误差超过
±
2s的要求时，应停止试验。达到试验结束条件时，挡位保持不变，使车辆滑行至最低稳定车速或5km/h，再踩下制动踏板进行停车。
[0152]
第七 续驶里程结果计算
[0153]
7.1续驶里程计算的相关公式
[0154]
为计算车辆续驶里程，公式(2)～(4)是必不可少的。
[0155][0156]
式中：
[0157]
ec
dc,j
——基于reess电能变化量的第j个速度区间的能量消耗量，单位 wh/km；
[0158]
j——速度区间的序号，对于完整的试验循环，j记为c；
[0159]
d
j
——车辆在第j个速度区间的行驶里程，单位km；
[0160]
δe
reess,j
——第j个速度区间所有reess的电能变化量，单位wh，按照公式(3)计算：
[0161][0162]
式中：
[0163]
g——reess编号；
[0164]
m——reess总数量；
[0165]
δe
reess,g,j
——第j个速度区间的时间范围内，编号为g的reess电能变化量，单位wh，按照公式(4)计算：
[0166][0167]
式中：
[0168]
t0——第j个速度区间的开始时刻，单位s；
[0169]
t
end
——第j个速度区间的结束时刻，单位s；
[0170]
u(t)
reess,g,j
——第j个速度区间的时间范围内，编号为g的reess在t时刻的电压值，单位v；
[0171]
i(t)
g,j
——第j个速度区间的时间范围内，编号为g的reess在t时刻的电流值，单位a。
[0172]
7.2快速测试法续驶里程
[0173]
续驶里程按照公式(5)计算：
[0174][0175]
式中：
[0176]
ber——续驶里程，单位km；
[0177]
e
reess,stp
——缩短法试验前后，reess的电能变化量，单位wh；
[0178]
ec
dc
——基于reess电能变化量的能量消耗量，单位wh/km。
[0179]
其中，e
reess,stp
和ec
dc
分别按照公式(6)、(7)计算：
[0180][0181]
式中：
[0182]
——计算得到的试验循环段ds1所有reess的电能变化量，单位 wh；
[0183]
——计算得到的恒速段css
m
所有reess的电能变化量，单位wh；
[0184]
——计算得到的试验循环段ds2所有reess的电能变化量，单位 wh；
[0185]
——计算得到的恒速段css
e
所有reess的电能变化量，单位wh。
[0186][0187]
式中：
[0188]
c——试验循环的序号，两个试验循环段ds1和ds2共计4个试验循环；
[0189]
ec
dc,c
——基于reess电能变化量的第c个试验循环的能量消耗量，单位 wh/km；
[0190]
k
c
——第c个试验循环的权重系数，按照公式(8)计算：
[0191][0192]
式中：
[0193]
δe
reess,c
——计算得到的第c个试验循环所有reess的电能变化量，单位 wh。
[0194]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0195]
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
[0196]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
[0197]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。