[发明专利]一种电动汽车剩余里程的计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车的控制技术领域，特别涉及到电动汽车剩余里程的计算方法。

背景技术

能源危机和环境恶化已成为制约全球发展重要因素，研究节能、环保的汽车是缓解能源压力、降低环境污染的有效手段之一。与传统内燃机车或混合动力车相比，电动汽车采用纯电力驱动，能达到减少排放，降低能耗的目的，因此深受公众的欢迎。但由于目前车载电池的容量限制，电动汽车的的续驶里程还达不到燃油汽车的水平，因此必须实时了解电动汽车的剩余里程，才能保证人们在驾驶电动汽车时，不会在半路因为电池耗尽而抛锚，提高电动汽车的可用性。

发明内容

本发明的目的是提出一种电动汽车剩余里程的计算方法，以使驾驶者能更加准确地知道电动汽车的剩余里程，提高电动汽车的可用性。

本发明的电动汽车剩余里程的计算方法包括如下步骤：

A：根据电池管理系统获取的电池SOC值及电池的端电压U计算出电动汽车电池的剩余能量W，计算公式为W＝SOC*U*3.6；

B：根据加速踏板深度计算出驾驶员当前的请求扭矩值Ttq0，并通过电机控制系统获知当前电机发出的实际扭矩值Ttq1，结合电机的工作状况来选择所要采用的扭矩值，然后根据公式P＝Ttq*N/9550计算出功率值P，其中Ttq为所采用的扭矩值，N为通过电机控制系统获知的电机转速；

C：根据公式Ft＝P/V计算出瞬时驱动力Ft，其中V为车速，然后再对瞬时驱动力Ft进行积分，计算出一定时间内的平均驱动力F；

D：根据公式S＝W/F求出电动汽车的剩余里程S。

国家EV863-标准法规规定，电动汽车的续驶里程是指：电动汽车从动力蓄电池全充满状态开始到标准规定的试验结束时所走的里程。而剩余里程自然是指汽车在当前情况下，保持现有驾驶方式还能行驶的里程，事实上，电动汽车的剩余里程不仅与动力电池的剩余能量有关，而且与驾驶方式、行驶路况、驾驶环境等也有很大关系。

如图1所示，为了实现电动汽车剩余里程计算的功能，本发明利用了整车控制系统(VMS：Vehicle Management System)、动力电池管理系统(BMS：BatteryManagement System)、电机控制系统(MCU：Motor Control System)、仪表，电机，动力电池，变速器等系统部件，其中整车控制系统检测加速踏板的踩踏深度，解释出驾驶员的驱动扭矩请求，并将驾驶员的扭矩请求通过CAN总线发送给电机控制系统，电机控制系统接受到驾驶员的的扭矩请求，就会控制电机使其输出驾驶员需求的扭矩，以满足整车驱动的需求，同时，电机控制系统也会反馈当前实际输出的扭矩给整车控制系统。动力电池管理系统会时刻检测动力电池的端电压并计算动力电池的SOC，并通过CAN总线发送给整车控制系统。整车控制系统接受当前动力电池SOC以及端电压，电机反馈的实际输出扭矩，以及驾驶员的请求扭矩等信息，并计算出当前电动汽车剩余里程，然后通过CAN总线，将剩余里程信息发送给仪表显示，使驾驶员时刻可以知道整车目前的剩余里程，从而采取正确的行驶路线。

整车控制系统通过电子加速踏板的踩踏深度来获知驾驶员的驾驶意图，即驾驶员当前的请求扭矩值的原理是：一般来说，加速踏板的踩下深度与请求扭矩值成正比关系-----当驾驶员松开踏板时，表示驾驶员无加速请求；当驾驶员将加速踏板踩到底的时候，表示驾驶员需要请求最大的驱动扭矩。

上述方法首先计算出电池的剩余能量W，然后再通过剩余能量W及扭矩值来计算出汽车驱动电机的实时功率P，然后再根据Ft＝P/V计算出瞬时驱动力Ft，因为瞬时驱动力Ft是时刻变化的，且变化很大，所以利用瞬时驱动力Ft来计算电动汽车剩余里程而言并不实用，计算得到的误差很大，因此必须对瞬时驱动力Ft进行积分，得到平均驱动力F，最后根据公式S＝W/F求出电动汽车的剩余里程S。

具体的原理如下：根据电机转速特性，功率与转矩存在如下关系：Pe＝Ttq*N/9550，其中Pe为功率；Ttq为转矩；N为电机转速。

根据公式：

(1)：Pe＝Ttq*N/9550，其中Pe为功率；Ttq为转矩；N为电机转速；

(2)：P＝Ft*V，其中P为功率；Ft为瞬时驱动力；V为车速。

根据功率平衡可知：Pe＝P，由此计算出瞬时驱动力Ft，对此瞬时驱动力Ft积分，就可以求出一定时间内的平均驱动力F。

根据公式：W＝F*S，其中W为驱动力F在位移方向做的功；S为位移。已知电池的剩余能量与驱动力在位移方向做的功是等效的，由此可知：位移S＝W/F。