純電動車輛的剩余里程預估方法、預估控制器和預估系統與流程

本發明涉及純電動車輛技術領域，特別涉及一種純電動車輛的剩余里程預估方法。還涉及一種基于該剩余里程預估方法的預估控制器和預估系統。

背景技術：

能源危機、環境污染及溫室效應等問題的日益嚴重，使新能源汽車成為汽車行業變革的必然趨勢。純電動汽車具有高效、節能、終端零排放的優勢，受到科研機構與企業的廣泛關注，而純電動車輛的剩余里程的預估可以給駕駛員很好的提醒，成為純電動汽車領域研究的重點之一。

駕駛工況和電池電量對純電動汽車的剩余里程預估有很大的影響，但是由于駕駛工況很難預測，因此通過電池電量對純電動車輛的剩余里程進行預估要求變得相對苛刻。

因此，如何提高純電動車輛的剩余里程的預估精度，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種純電動車輛的剩余里程預估方法，以提高純電動車輛的剩余里程的預估精度。

本發明的另一個目的在于提供一種基于該預估方法的預估處理器和預估系統，以提高純電動車輛的剩余里程預估精度。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種純電動車輛的剩余里程預估方法，包括：

根據本次剩余里程更新時刻的電池剩余能量和自本次車輛啟動時刻至所述本次剩余里程更新時刻內計算得到的整車行駛能耗得到理論剩余里程；

根據所述本次車輛啟動時刻的剩余里程初值和自所述本次車輛啟動時刻至所述本次剩余里程更新時刻內行駛的實際行駛里程得到理想剩余里程；

對所述理論剩余里程和所述理想剩余里程進行加權處理，得到預估剩余里程。

優選的，在上述的純電動車輛的剩余里程預估方法中，所述整車行駛能耗的計算方法包括：

設定自所述本次車輛啟動時刻至本次車輛停止啟動時刻內的剩余里程更新周期，當車輛自所述本次車輛啟動時刻或上一剩余里程更新時刻起行駛的里程達到所述剩余里程更新周期的周期里程時，視為到達所述本次剩余里程更新時刻；

根據每個所述剩余里程更新周期內消耗的電池能量和所述周期里程得到瞬時行駛能耗；

對自所述本次車輛啟動時刻至所述本次剩余里程更新時刻內的全部或部分所述瞬時行駛能耗進行平滑處理，得到所述整車行駛能耗。

優選的，在上述的純電動車輛的剩余里程預估方法中，所述對全部或部分所述瞬時行駛能耗進行平滑處理具體為對全部或部分所述瞬時行駛能耗進行一階低通濾波處理。

優選的，在上述的純電動車輛的剩余里程預估方法中，所述一階低通濾波處理的公式為qd＝(1-a)qc(k)+aqc(k-1)，公式中，qc為瞬時行駛能耗，k為剩余里程更新的次數，a為濾波參數。

優選的，在上述的純電動車輛的剩余里程預估方法中，所述根據本次剩余里程更新時刻的電池剩余能量以及所述整車行駛能耗得到理論剩余里程的具體方法為：將所述本次剩余里程更新時刻的電池剩余能量除以所述整車行駛能耗得到所述理論剩余里程。

優選的，在上述的純電動車輛的剩余里程預估方法中，所述剩余里程初值通過所述本次車輛啟動時刻的電池剩余能量除以在所述本次車輛啟動時刻之前累積的平均行駛能耗得到。

優選的，在上述的純電動車輛的剩余里程預估方法中，所述根據所述剩余里程初值和自所述本次車輛啟動時刻至所述本次剩余里程更新時刻內行駛的實際行駛里程得到理想剩余里程的具體方法為：將所述剩余里程初值減去所述實際行駛里程得到理想剩余里程。

優選的，在上述的純電動車輛的剩余里程預估方法中，所述實際行駛里程和所述周期里程均通過對車輛的車速進行積分得到。

優選的，在上述的純電動車輛的剩余里程預估方法中，每個所述剩余里程更新周期內消耗的電池能量通過對電池功率積分得到。

本發明還提供了一種純電動車輛的剩余里程預估控制器，包括：

采集所述純電動車輛的車速信息的速度信息接口；

采集所述純電動車輛的電池剩余能量信息的電池能量信息接口；

運算器，與所述速度接口和所述電池能量信息接口均連接，用于根據本次剩余里程更新時刻的電池剩余能量和自本次車輛啟動時刻至所述本次剩余里程更新時刻內計算得到的整車行駛能耗得到理論剩余里程，根據所述本次車輛啟動時刻的剩余里程初值和自所述本次車輛啟動時刻至所述本次剩余里程更新時刻內行駛的實際行駛里程得到理想剩余里程，對所述理論剩余里程和所述理想剩余里程進行加權處理，得到預估剩余里程；

信息輸出接口，用于向剩余里程儀表發送所述預估剩余里程。

本發明還提供了一種純電動車輛的剩余里程預估系統，包括：

用于檢測所述純電動車輛的車速的速度傳感器；

用于檢測所述純電動車輛的電池剩余能量的電池能量檢測器；

剩余里程預估控制器，包括速度信息接口、電池能量信息接口、運算器和信息輸出接口，所述速度信息接口與所述速度傳感器連接，用于采集所述純電動車輛的車速信息，所述電池能量信息接口與所述電池能量檢測器連接，用于采集所述純電動車輛的電池剩余能量信息，運算器與所述速度信息接口和所述電池能量信息接口均連接，用于根據本次剩余里程更新時刻的電池剩余能量和自本次車輛啟動時刻至所述本次剩余里程更新時刻內計算得到的整車行駛能耗得到理論剩余里程，根據所述本次車輛啟動時刻的剩余里程初值和自所述本次車輛啟動時刻至所述本次剩余里程更新時刻內行駛的實際行駛里程得到理想剩余里程，對所述理論剩余里程和所述理想剩余里程進行加權處理，得到預估剩余里程；

與所述信息輸出接口連接的剩余里程儀表，用于顯示所述預估剩余里程。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明提供的純電動車輛的剩余里程預估方法中，根據本次剩余里程更新時刻的電池剩余能量和自本次車輛啟動時刻至本次剩余里程更新時刻內計算得到的整車行駛能耗得到理論剩余里程；根據本次車輛啟動時刻的剩余里程初值和自本次車輛啟動時刻至本次剩余里程更新時刻內行駛的實際行駛里程得到理想剩余里程；對理論剩余里程和理想剩余里程進行加權處理，得到預估剩余里程。通過對本次剩余里程更新時刻的理論剩余里程和理想剩余里程進行加權處理，能夠根據電池剩余電量的不同階段對剩余里程進行修正，提高了剩余里程預估的準確性和合理性。

本發明提供的純電動車輛的剩余里程預估控制器和預估系統基于該剩余里程預估方法，能夠達到相同的技術效果，在此不再贅述。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種純電動車輛的剩余里程預估方法的流程圖；

圖2為本發明實施例提供的一種純電動車輛的剩余里程預估方法中的整車行駛能耗的計算方法流程圖；

圖3為本發明實施例提供的一種純電動車輛的剩余里程預估方法的具體流程圖；

圖4為本發明實施例提供的一種工況下的理論剩余里程和理想剩余里程的加權示意圖。

具體實施方式

本發明的核心是提供了一種純電動車輛的剩余里程預估方法，提高了剩余里程的預估準確性和合理性。

本發明還提供了一種基于該剩余里程預估方法的剩余里程預估控制器和剩余里程預估系統，提高了剩余里程的預估準確性和合理性。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參考圖1，本發明實施例提供了一種純電動車輛的剩余里程預估方法，包括以下步驟：

步驟s100、根據本次剩余里程更新時刻的電池剩余能量eb和自本次車輛啟動時刻至該本次剩余里程更新時刻內計算得到的整車行駛能耗qd得到理論剩余里程mth，其中，車輛啟動時刻指的是車輛開始上電的時刻；整車行駛能耗qd優選采用百公里行駛能耗，單位為kwh/100km，即整車行駛100公里所消耗的電池電量，表示自本次車輛啟動時刻至本次剩余里程更新時刻內車輛的單位距離內的行駛能耗；電池剩余能量eb的單位為kwh，即度，以統一計算標準。

步驟s200、根據本次車輛啟動時刻的剩余里程初值和自本次車輛啟動時刻至本次剩余里程更新時刻內行駛的實際行駛里程d得到理想剩余里程mi，其中，車輛啟動時刻都有一個剩余里程初值，此時刻的電池剩余電量能夠行駛的距離即為剩余里程初值。

步驟s300、對理論剩余里程mth和理想剩余里程mi進行加權處理，得到預估剩余里程me，其中，理論剩余里程mth和理想剩余里程mi均為本次剩余里程更新時刻通過不同方式得到的剩余里程，將兩個剩余里程根據電池不同電量階段進行加權處理，得到一個修正的預估剩余里程me，加權的比例參數根據電池電量而定。優選地，隨著電池電量不斷降低，理想剩余里程mi所占的比例逐漸減小。具體地，本實施例提供一種具體的加權系數，理想剩余里程mi的加權系數隨電池電量變化情況如表1所示。

表1為理想剩余里程加權系數隨電池電量變化表格

圖4給出了一種工況下的理論剩余里程mth和理想剩余里程mi的加權處理示意圖。

由上可知，通過對同一剩余里程更新時刻、不同計算方式得到的理論剩余里程mth和理想剩余里程mi進行加權處理，得到修正的預估剩余里程me，該預估剩余里程me更加符合電池在不同電量階段的放電情況，即電池為高電量時，剩余里程下降較慢，低電量時，剩余里程下降快。從而在電池整個電量段，剩余里程預估更加合理和準確。

進一步地，本實施例對步驟s100中的整車行駛能耗的計算方法進行優化，整車行駛能耗qd的計算方法具體包括以下步驟：

步驟s101、設定自本次車輛啟動時刻至本次車輛停止啟動時刻內的剩余里程更新周期，當車輛自本次車輛啟動時刻或上一剩余里程更新時刻起行駛的里程達到剩余里程更新周期的周期里程時，視為到達本次剩余里程更新時刻；其中，車輛停止啟動時刻指的是車輛下電時刻；剩余里程更新周期即在本次車輛啟動時刻至本次車輛停止啟動時刻內的剩余里程更新頻率，車輛本次車輛啟動時刻至本次車輛停止啟動時刻內包含多個剩余里程更新周期；每個剩余里程更新周期內的距離即為周期里程s，周期里程s為某一個定值，如500m、1km等，在此不做具體限定，車輛自本次車輛啟動時刻起行駛，如果行駛的距離達到周期里程s時，表示到達第一個剩余里程更新時刻(本次剩余里程更新時刻)；車輛自上一剩余里程更新時刻起開始計算，如果行駛的距離達到周期里程s時，表示到達本次剩余里程更新時刻。

步驟s102、根據每個剩余里程更新周期內消耗的電池能量cb和周期里程s得到該剩余里程更新周期內的瞬時行駛能耗qc，具體地，瞬時行駛能耗qc等于該剩余里程更新周期內消耗的電池電量除以周期里程s，瞬時行駛能耗qc表示剩余里程更新周期內的單位距離行駛能耗，優選地將瞬時行駛能耗進行單位換算，得到百公里瞬時行駛能耗，單位為kwh/100km，以便于計算；瞬時行駛能耗qc的計算具體參考公式：

公式中，cb—每個剩余里程更新周期內消耗的電池能量，s—周期里程；

步驟s103、對自本次車輛啟動時刻至本次剩余里程更新時刻內的全部或部分瞬時行駛能耗qc進行平滑處理，得到整車行駛能耗qd，優選對百公里瞬時行駛能耗進行平滑處理，得到百公里整車行駛能耗；由于自本次車輛啟動時刻至本次剩余里程更新時刻內的瞬時行駛能耗的數量至少為一個，為離散的數值，可能某個瞬時行駛能耗qc的數值與其它瞬時行駛能耗qc的數值存在較大差異，如果直接對此期間內的全部或部分瞬時行駛能耗qc進行平均計算，得到的整車行駛能耗qd可能存在較大偏差，因此，將這些瞬時行駛能耗qc的數值進行平滑處理，得到更加合理和準確的整車行駛能耗qd。

當然，除了采用上述的計算方法得到整車行駛能耗qd外，還可以將自本次車輛啟動時刻至本次剩余里程更新時刻內所消耗的所有電池能量除以此期間的行駛里程得到整車行駛能耗qd，只是該方法得到的整車行駛能耗qd準確性不如上一計算方法好。

如圖3所示，更進一步地，在本實施例中，對全部或部分瞬時行駛能耗qc進行平滑處理具體為對全部或部分瞬時行駛能耗進行一階低通濾波處理，一階低通濾波處理的濾波參數大小取決于電池剩余電量的多少。通過一階低通濾波處理實現瞬時行駛能耗qc的平滑處理，得到的整車行駛能耗qd更加準確和合理。當然，還可以通過其它濾波算法、加權算法實現平滑處理。

具體地，一階低通濾波算法為qd＝(1-a)qc(k)+aqc(k-1)，公式中，k—剩余里程更新的次數，a—濾波參數，具體為0.99。

如圖3所示，在本實施例中，上述剩余里程預估方法中的根據本次剩余里程更新時刻的電池剩余能量eb以及整車行駛能耗qd得到理論剩余里程mth的具體方法為：將本次剩余里程更新時刻的電池剩余能量eb除以整車行駛能耗qd得到理論剩余里程mth，公式表示為：即本次剩余里程更新時刻的電池剩余能量eb除以單位距離行駛能耗，得到理論剩余里程mth。

在本實施例中，上述剩余里程預估方法中的剩余里程初值通過本次車輛啟動時刻的電池剩余能量除以在本次車輛啟動時刻之前累積的平均行駛能耗得到。其中，平均行駛能耗為在本次車輛啟動時刻之前的單位行駛能耗，具體地，將之前每次車輛啟動時刻至車輛停止啟動時刻內所消耗的電池能量以及行駛里程累積，累積消耗的電池能量除以累積的行駛里程得到平均行駛能耗。當然，平均行駛能耗還可以為：對每次車輛啟動時刻至車輛停止時刻內得到的單位距離行駛能耗進行加權處理得到本次車輛啟動時刻之前的平均行駛能耗。

在本實施例中，上述剩余里程預估方法中的根據剩余里程初值和自本次車輛啟動時刻至本次剩余里程更新時刻內行駛的實際行駛里程d得到理想剩余里程mi的具體方法為：將剩余里程初值減去實際行駛里程d得到理想剩余里程mi。

如圖3所示，在本實施例中，實際行駛里程d和周期里程s均通過對車輛的車速進行積分得到，即車輛行駛的距離通過車速隨時間積分得到，更加精確。當然，也可以通過gps、北斗等定位系統定位得到。

在本實施例中，每個剩余里程更新周期內消耗的電池能量通過對電池功率隨時間積分得到。其它區間內所消耗的電池能量也通過對電池功率隨時間積分得到。

基于以上的剩余里程預估方法，本發明實施例提供了一種純電動車輛的剩余里程預估控制器，包括速度信息接口、電池能量信息接口、運算器和信息輸出接口。

其中，速度信息接口用于采集純電動車輛的車速信息；電池能量信息接口用于采集純電動車輛的電池剩余能量信息；運算器與速度接口和電池能量信息接口均連接，用于根據本次剩余里程更新時刻的電池剩余能量和自本次車輛啟動時刻至本次剩余里程更新時刻內計算得到的整車行駛能耗qd得到理論剩余里程mth，根據本次車輛啟動時刻的剩余里程初值和自本次車輛啟動時刻至本次剩余里程更新時刻內行駛的實際行駛里程d得到理想剩余里程mi，對理論剩余里程mth和理想剩余里程mi進行加權處理，得到預估剩余里程me，運算器根據車速信息得到車輛行駛的實際里程d；信息輸出接口用于向剩余里程儀表發送預估剩余里程me，以在剩余里程儀表上顯示預估剩余里程me，供駕駛員參考。

該剩余里程預估控制器由于采用了本申請中的剩余里程預估方法，因此，能夠將同一剩余里程更新時刻、不同計算方法得到的兩個剩余里程進行加權處理，得到更加準確合理的預估剩余里程。

同樣基于以上的剩余里程預估方法，本發明實施例提供了一種純電動車輛的剩余里程預估系統，包括速度傳感器、電池能量檢測器、剩余里程預估控制器和剩余里程儀表。

其中，速度傳感器用于檢測純電動車輛的車速；電池能量檢測器用于檢測純電動車輛的電池剩余能量；剩余里程預估控制器包括速度信息接口、電池能量信息接口、運算器和信息輸出接口。

速度信息接口與速度傳感器連接，用于采集純電動車輛的車速信息，電池能量信息接口與電池能量檢測器連接，用于采集純電動車輛的電池剩余能量信息，運算器與速度信息接口、電池能量信息接口均連接，用于根據本次剩余里程更新時刻的電池剩余能量和自本次車輛啟動時刻至本次剩余里程更新時刻內計算得到的整車行駛能耗qd得到理論剩余里程mth，根據本次車輛啟動時刻的剩余里程初值和自本次車輛啟動時刻至本次剩余里程更新時刻內行駛的實際行駛里程d得到理想剩余里程mi，對理論剩余里程mth和理想剩余里程mi進行加權處理，得到預估剩余里程me；剩余里程儀表與信息輸出接口連接，用于顯示預估剩余里程me。

該剩余里程預估系統應用于電動車輛中，由于采用了本申請中的剩余里程預估方法，因此，能夠將同一剩余里程更新時刻、不同計算方法得到的兩個剩余里程進行加權處理，得到更加準確合理的預估剩余里程me。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。