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技术领域

本发明涉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

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。所以电动车充电难 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锂离子电池，而锂离子电池的放电性能总是受到温度、SOC、SOH等 因素的限制。锂离子电池的这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 以针对这一问题，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温度、SOC、SOH 等条件。

发明内容

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。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：

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。

1、SOC、SOH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SOC和SOH，并将数据发送给续驶里程计算单元。

2、温度采集单元：电池管理系统通过布置在电池周围的温度传感器，实时采集电池温 度，并将数据反馈给电池温度修正系数计算单元。

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。

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。

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。

6、动态能耗计算单元：该计算单元根据电池实时电流、电压以及当前车速，应用5s 时间内车辆能耗除以里程值的方法，计算得到5s内百公里能耗值。

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。

8、SOC查表计算续驶里程单元：该计算单元根据当前电池SOC，通过查表法(续驶 里程与电池SOC的对应关系可通过实验标定获得)得到续驶里程结果。

9、电池温度修正系数计算单元：该计算单元根据当前电池温度，参考温度修正模型(不 同温度下电池的放电能力曲线)，计算得到温度修正系数。

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 SOC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)。

11、数据比较单元：比较“SOC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。

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。

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温度、SOC和SOH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温度对续驶里程的修正模型。

续驶里程的计算包括如下两部分：①在电池最大最小温度范围内，经计算得到电池温 度与续驶里程修正系数的函数关系。将该修正系数乘以通过SOC查表所得的续驶里程值， 便得到温度修正后的续驶里程S1；②通过SOC、SOH、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。

本发明具有以下特点：

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。

2、本发明在续驶里程计算方面，结合了电池温度、SOC、SOH等因素对车辆续驶里程 的影响，并引入了电池温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

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明百公里能耗滤波原理图；

图3为本发明续驶里程电池温度修正模型；

图4为本发明续驶里程与电池SOC的对应关系。

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以权利要求书 为准。

具体实施方式

实施例1

由图1-4所示，本发明的实施原理作具体的描述：

如图1所示，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，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。

一、以百公里能耗计算为例：

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)：

∫ 0 5 U ( t ) × I ( t ) d t / 1000 × 3600 ∫ 0 5 v ( t ) 3.6 d t / 1000 × 100 = C - - - ( 1 ) ]]>

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。

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。所以在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。

二、续驶里程计算：

续驶里程计算包括如下两部分：

1、以60Ah电池为例，如图4所示SOC查表得到的续驶里程，乘以电池温度修正系数 K，得到续驶里程S1：

如图3所示，当电池平均温度T(℃)满足-30≤T≤30时，

K 1 = T - ( - 30 ) 30 - ( - 30 ) ]]>即 K = T + 30 60 ; ]]>当电池平均温度T(℃)满足30＜T≤65时， 即其中，-30、30和65分别为电池包最低放电温度、最佳放电温 度和最高放电温度。

2、根据电池当前SOC、SOH、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SOC(％)、SOCmin(％)、P(kwh)、SOH(％)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：

( S O C - S O C m i n ) × P × S O H 100 × 100 × 100 / C = S 2 - - - ( 2 ) ]]>

例如，如果SOC＝100，SOCmin＝10，P＝20kwh，SOH＝100，C＝10kwh/100km，代入公 式(2)得到续驶里程S2＝180km。

然后取S1、S2较小者，作为最终的续驶里程S。

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，但这些相应的改变和 变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。