CN104973068A - 纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算方法和装置，其中所述方法包括步骤：接收电池控制器所发送的电池电压Ubatt和电池电流Ibatt信号，ABS控制器所发送的车速v信号，换挡机构所发送的车辆档位信号，以及，HVAC***所发送的空调压缩机ACCM功率PACCM信号、暖风***PTC功率PPTC信号、HVAC工作状态信号；获取纯电动汽车的平均公里行驶能耗eveh、档位切换引起的平均公里能耗变化值egear，以及，HVAC***的平均公里能耗ehvac；获取车辆平均能耗。由于本发明实施例单独计算HVAC***的开/关及档位的切换所引起的能耗变化，所以可以对剩余里程的影响予以瞬时体现，进而可以获得精确的纯电动汽车用电池组的平均公里能耗。

Description

纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算方法和装置
技术领域
本发明涉及汽车控制领域，特别是涉及一种纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算方法和装置。
背景技术
电动汽车包括混合动力汽车和纯电动汽车；其中，纯电动汽车将电力作为唯一驱动力。
在实际应用中，纯电动汽车的驾驶者需要获知剩余里程，即，需要知道纯电动汽车还能行驶的距离，从而可以及时的给纯电动汽车充电，或是选择更合理的驾驶方式及行驶路线，以减少纯电动汽车因为电量不足造成的无法行驶的几率。
在本领域中，剩余里程的估算一般都是根据电池组的剩余可用能量和纯电动汽车的平均公里能耗来获得的，具体的，纯电动汽车还能够行驶的剩余里程为电池组的剩余可用能量和车辆的平均公里能耗的比值。这样，在计算剩余里程时，首先需要分别估算电池组的剩余可用能量和车辆的平均公里能耗。
现有技术中，对于电池组的平均公里能耗的估算一般的方式为：
采用设定时间(或距离)内的车辆消耗能量除以设定时间内的行驶距离，再对多个时间点(距离点)的能耗值进行均值处理或滤波处理等。
发明人经过研究发现，由于现有技术中至少存在以下缺陷：
由于电池组的平均公里能耗的估算结果的准确度不高，从而导致剩余里程的估算准确度较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提高电池组的平均公里能耗的估算结果的准确度，具体的：
本发明实施例提供了一种纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算方法，包括步骤：
S11、接收电池控制器所发送的电池电压Ubatt和电池电流Ibatt信号，ABS控制器所发送的车速v信号，换挡机构所发送的车辆档位信号，以及，HVAC***所发送的空调压缩机(ACCM)功率PACCM信号、暖风***(PTC)功率PPTC信号、HVAC工作状态信号；
S12、获取所述纯电动汽车的平均公里行驶能耗eveh、档位切换引起的平均公里能耗变化值egear，以及，HVAC***的平均公里能耗ehvac；
S13、根据公式(1)获取车辆平均能耗eavrg；所述公式(1)包括：
eavrg＝eveh+egear+ehvac。
优选的，在本发明实施例中，所述获取所述纯电动汽车的平均公里行驶能耗eveh，包括：
S21、根据预设的采样频率，设定采样时间点；
S22、在每个采样时间点计算所述纯电动汽车在当前采样时间点k的累计行驶里程S(k)，并根据公式(2)获取所述纯电动汽车在当前采样时间点k的累计能耗ecns(k)；所述公式(2)包括：
ecns(k)＝ecns(k-1)+(Pbatt(k)-PACCM(k)-PPTC(k))×Δt；
其中，所述k用于表示当前采样时间点在预设的设定里程内的多个采样时间点中的序号，所述k-1为k时间点的上一采样时间点，所述Δt为两个采样时间点之间的采样时间段；所述Pbatt(k)为由第k时刻的电池电压Ubatt(k)和电池电流Ibatt(k)计算出第k时刻电池的输出功率Pbatt(k)；所述PACCM(k)为第k时刻的ACCM功率；所述PPTC(k)为第k时刻的PTC功率；
S23、循环执行步骤S22，当所述累计行驶里程S(k)达到所述设定里程时，计算当前设定里程n内的里程平均公里能耗eset(n)；所述公式(3)包括：
eset(n)＝ecns(k)/Sset；
其中，所述n用于表示当前设定里程在多个设定里程中的序号；
S24、通过公式(4)对所述平均公里能耗值eset(n)进行“滤波结合非线性反馈”处理，获得前n个设定里程输出的车辆平均公里行驶能耗eveh(n)；所述公式(4)公式包括：
eveh(n)＝eset(n)×a+eveh(n-1)×b+ecorrect；
其中，所述a为第n个设定里程真实平均公里能耗eset(n)的权重系数；所述b为第n-1个设定里程输出的车辆平均公里能耗eveh(n-1)的权重系数；所述a的取值范围为0<a≤0.1，所述b的取值范围为0.9≤b<1，且a和b的关系满足a+b＝1；所述ecorrect为能耗修正量，所述ecorrect根据所述eset(n)与所述eveh(n-1)间的差值的增减而进行相应的增减。
优选的，在本发明实施例中，所述获取所述纯电动汽车的HVAC***的平均公里能耗ehvac，包括：
根据公式(5)ehvac＝Phvac/vavrg，获取所述纯电动汽车的HVAC***的平均公里能耗ehvac；
其中，所述vavrg为车辆平均车速；所述Phvac为HVAC***的功率输出。
优选的，在本发明实施例中，所述HVAC***的功率输出Phvac的获取方法包括：
当HVAC工作状态信号显示无故障时，根据公式(6)Phvac＝PACCM+PPTC计算HVAC***的功率输出Phvac；其中，所述PACCM为ACCM功率；所述PPTC为PTC功率；
当HVAC工作状态信号显示故障时，HVAC***的功率输出Phvac为0。
优选的，在本发明实施例中，所述获取档位切换引起的平均公里能耗变化值egear，包括：
预设动力档切换经济档的标志位FlgDE为1时，公里能耗下降值为设定值eDrvEco；预设经济档切换动力档的标志位FlgED为1时，公里能耗上升值为设定值eEcoDrv；
获取所述标志位FlgDE的值，并根据公式(7)egear＝-eDrvEco*FlgDE+eEcoDrv*FlgED计算生成平均公里能耗变化值egear。
在本发明的另一面，还提供了一种纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算装置，包括：
参数获取单元，用于接收电池控制器所发送的电池电压Ubatt和电池电流Ibatt信号，ABS控制器所发送的车速v信号，换挡机构所发送的车辆档位信号，以及，HVAC***所发送的空调压缩机(ACCM)功率PACCM信号、暖风***(PTC)功率PPTC信号、HVAC工作状态信号；
分类能耗获取单元，用于获取所述纯电动汽车的平均公里行驶能耗eveh、档位切换引起的平均公里能耗变化值egear，以及，HVAC***的平均公里能耗ehvac；
平均能耗计算单元，用于根据公式(1)获取车辆平均能耗eavrg；所述公式(1)包括：
eavrg＝eveh+egear+ehvac。
优选的，在本发明实施例中，所述分类能耗获取单元，包括：
采样时间点确定模块，用于根据预设的采样频率，设定采样时间点；
采样计算模块，用于在每个采样时间点计算所述纯电动汽车在当前采样时间点k的累计行驶里程S(k)，并根据公式(2)获取所述纯电动汽车在当前采样时间点k的累计能耗ecns(k)；所述公式(2)包括：
ecns(k)＝ecns(k-1)+(Pbatt(k)-PACCM(k)-PPTC(k))×Δt；
其中，所述k用于表示当前采样时间点在预设的设定里程内的多个采样时间点中的序号，所述k-1为k时间点的上一采样时间点，所述Δt为两个采样时间点之间的采样时间段；所述Pbatt(k)为由第k时刻的电池电压Ubatt(k)和电池电流Ibatt(k)计算出第k时刻电池的输出功率Pbatt(k)；所述PACCM(k)为第k时刻的ACCM功率；所述PPTC(k)为第k时刻的PTC功率；
分段公里能耗获取模块，用于当所述累计行驶里程S(k)达到所述设定里程时，计算当前设定里程n内的里程平均公里能耗eset(n)；所述公式(3)包括：
eset(n)＝ecns(k)/Sset；
其中，所述n用于表示当前设定里程在多个设定里程中的序号；
平均公里行驶能耗生成模块，用于通过公式(4)对所述平均公里能耗值eset(n)进行“滤波结合非线性反馈”处理，获得前n个设定里程输出的车辆平均公里行驶能耗eveh(n)；所述公式(4)公式包括：
eveh(n)＝eset(n)×a+eveh(n-1)×b+ecorrect；
其中，所述a为第n个设定里程真实平均公里能耗eset(n)的权重系数；所述b为第n-1个设定里程输出的车辆平均公里能耗eveh(n-1)的权重系数；所述a的取值范围为0<a≤0.1，所述b的取值范围为0.9≤b<1，且a和b的关系满足a+b＝1；所述ecorrect为能耗修正量，所述ecorrect根据所述eset(n)与所述eveh(n-1)间的差值的增减而进行相应的增减。
优选的，在本发明实施例中，所述分类能耗获取单元，包括：
HVAC平均能耗获取模块，用于根据公式(5)ehvac＝Phvac/vavrg，获取所述纯电动汽车的HVAC***的平均公里能耗ehvac；
其中，所述vavrg为车辆平均车速；所述Phvac为HVAC***的功率输出。
优选的，在本发明实施例中，所述HVAC平均能耗获取模块，包括：
HVAC***的功率确定组件，用于当HVAC工作状态信号显示无故障时，根据公式(6)Phvac＝PACCM+PPTC计算HVAC***的功率输出Phvac；其中，所述PACCM为ACCM功率；所述PPTC为PTC功率；当HVAC工作状态信号显示故障时，确定HVAC***的功率输出Phvac为0。
优选的，在本发明实施例中，所述分类能耗获取单元，包括：
修正值设定模块，用于预设动力档切换经济档的标志位FlgDE为1时，公里能耗下降值为设定值eDrvEco；预设经济档切换动力档的标志位FlgED为1时，公里能耗上升值为设定值eEcoDrv；
能耗变化值获取模块，用于获取所述标志位FlgDE的值，并根据公式(7)egear＝-eDrvEco*FlgDE+eEcoDrv*FlgED计算生成平均公里能耗变化值egear。
本发明实施例中，在接收电池控制器所发送的电池电压Ubatt和电池电流Ibatt信号，ABS控制器所发送的车速v信号，换挡机构所发送的车辆档位信号，以及，HVAC***所发送的空调压缩机ACCM功率PACCM信号、暖风***PTC功率PPTC信号、HVAC工作状态信号后，根据能耗类型的不同，分别计算不同类型能耗的平均公里能耗，即，分别获取电动汽车的平均公里行驶能耗eveh、档位切换引起的平均公里能耗变化值egear，以及，HVAC***的平均公里能耗ehvac，这样，就可以将不同类型的平均公里能耗相加计算后，就可以获得纯电动汽车用电池组的平均公里能耗。由于本发明实施例单独计算HVAC***的开/关及档位的切换所引起的能耗变化，所以可以对剩余里程的影响予以瞬时体现，进而可以获得精确的纯电动汽车用电池组的平均公里能耗。
进一步的，在本发明实施例中，在计算车辆平均公里能耗时，对设定路程内的公里能耗进行滤波及非线性反馈的处理，将距离当前时刻较远的数据权重设为较小，将距离当前时刻较近的数据权重设为较大，从而解决了现有技术中由于将所有历史数据进行均值处理所导致的能耗更新慢，不能及时反映近期行驶状态的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请中所述纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算方法的步骤示意图；
图2为本申请中所述纯电动汽车的控制***的结构示意图；
图3为本申请中所述纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算方法的又一步骤示意图；
图4为本申请中所述纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了提高电池组的平均公里能耗的估算结果的准确度，本发明实施例提供了一种纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算方法，如图1所示，包括步骤：
S11、接收电池控制器所发送的电池电压Ubatt和电池电流Ibatt信号，ABS控制器所发送的车速v信号，换挡机构所发送的车辆档位信号，以及，HVAC***所发送的空调压缩机ACCM功率PACCM信号、暖风***PTC功率PPTC信号、HVAC工作状态信号；
本发明实施例中的纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算方法的应用基于了纯电动汽车的控制***，参考图2中所示出的纯电动汽车的控制***的结构示意图，控制***的主要部件包括整车控制器01、换挡机构02、电池控制器03、ABS控制器04、HVAC***05和显示单元06等。
在本发明实施例中，整车控制器01可以作为实现各种计算的数据处理设备，即，整车控制器01可以通过预设的各种公式或算法对接收的各种数据进行运算处理，生成相应的结果，也就是说，整车控制器01可以作为执行主体来执行本发明实施例中的各个步骤。
实际应用中，整车控制器01还可以接收电池控制器03所发送的电池状态信息数据(包括电池电压、电流、SOC、温度等)，以及，接收ABS控制器04所发送的车速信息数据，从而可以计算电池组的剩余可用能量及平均公里能耗值；
此外，ABS控制器04还可以接收换挡机构02所发送的车辆档位信息数据，以及，HVAC***05所发送的ACCM/PTC功率信息数据及工作状态信号，从而可以计算当前车况对于平均公里能耗的影响。
整车控制器01还可以根据电池组的剩余可用能量及平均公里能耗值，计算纯电动汽车的剩余里程，并通过显示单元06呈现给驾驶员，从而方便驾驶员做出正确的判断，是选择合适的行车路线和合适的充电时机。
在本发明实施例中，首先，整车控制器01获取电池控制器03所发送的电池组的电池电压Ubatt和电池电流Ibatt信号；此外，整车控制器01还获取ABS控制器04所发送的车速v信号、换挡机构02所发送的车辆档位信号，以及，HVAC***05所发送的空调压缩机ACCM功率PACCM信号、暖风***PTC功率PPTC信号、HVAC工作状态信号。
S12、获取纯电动汽车的平均公里行驶能耗eveh、档位切换引起的平均公里能耗变化值egear，以及，HVAC***的平均公里能耗ehvac；
在获取了电池电压Ubatt和电池电流Ibatt信号、车速v信号、车辆档位信号，以及，ACCM功率PACCM信号、暖风***PTC功率PPTC信号、HVAC工作状态信号后，根据这些参数就可以进行后续的计算了，具体的：
在本发明实施例中，平均公里行驶能耗eveh是指除去各种附件消耗后仅用于驱动车辆行驶的平均公里能耗；获取纯电动汽车的平均公里行驶能耗eveh，可以如图3所示，包括以下步骤：
S21、根据预设的采样频率，设定采样时间点；；
在实际应用中，可以通过预设采样频率的方式来设定采样时间点，比如可以是设定将每10毫秒设定一个采样时间点，也就是说，每过10毫秒就执行一次后续的累计行驶里程计算和累计能耗计算。
S22、在每个采样时间点计算所述纯电动汽车在当前采样时间点k的累计行驶里程S(k)，并根据公式(2)获取所述纯电动汽车在当前采样时间点k的累计能耗ecns(k)；所述公式(2)包括：
ecns(k)＝ecns(k-1)+(Pbatt(k)-PACCM(k)-PPTC(k))×Δt；
其中，所述k用于表示当前采样时间点在预设的设定里程内的多个采样时间点中的序号，所述k-1为k时间点的上一采样时间点，所述Δt为两个采样时间点之间的采样时间段；所述Pbatt(k)为由第k时刻的电池电压Ubatt(k)和电池电流Ibatt(k)计算出第k时刻电池的输出功率Pbatt(k)；所述PACCM(k)为第k时刻的ACCM功率；所述PPTC(k)为第k时刻的PTC功率；
在本发明实施例中，累计行驶里程计算和累计能耗计算具体是指在一个预设的设定里程内的进行的相应计算。
其中，累计行驶里程计算可以用于判断在一个预设里程的平均公里能耗计算周期内，纯电动汽车的行驶距离是否达到了设定里程。以将纯电动汽车每行驶500米作为预设的设定里程为例，即，每当纯电动汽车行驶500米时，计算纯电动汽车最后行驶500米的平均公里能耗计算。具体来说，当在第k个采样时间点计算累计行驶里程S(k)的值达到了500米时，触发平均公里能耗计算。具体的，获得累计行驶里程S(k)的方式可以是，由第k时刻的车速v(k)和采样时间Δt计算第k时刻的行驶里程，同时与k-1时刻的累加里程S(k-1)求和，即为第k时刻的累加里程S(k)，计算公式为：S(k)＝S(k-1)+v(k)×Δt。
本步骤中，在进行累计行驶里程计算的同时，还需要获取纯电动汽车在当前采样时间点k的累计能耗ecns(k)。可选的，通过公式(2)，可以获取纯电动汽车在当前采样时间点k的累计能耗ecns(k)；所述公式(2)包括：
ecns(k)＝ecns(k-1)+(Pbatt(k)-PACCM(k)-PPTC(k))×Δt；
其中，所述k为当前采样时间点，所述k-1为k时间点的上一采样时间点，所述Δt为两个采样时间点之间的采样时间段；所述Pbatt(k)为由第k时刻的电池电压Ubatt(k)和电池电流Ibatt(k)计算出第k时刻电池的输出功率Pbatt(k)；所述PACCM(k)为第k时刻的ACCM功率；所述PPTC(k)为第k时刻的PTC功率；
由上可以看出，由第k时刻的电池电压Ubatt(k)和电池电流Ibatt(k)计算出第k时刻电池组的输出功率Pbatt(k)，减去第k时刻的ACCM功率PACCM(k)及PTC功率PPTC(k)，再由第k时刻电池组的输出功率Pbatt(k)与采样时间Δt计算第k时刻的能耗，同时与k-1时刻的累加能耗ecns(k-1)求和，从而获得第k时刻的累加能耗ecns(k)。
S23、循环执行步骤S22，当所述累计行驶里程S(k)达到所述设定里程时，计算当前设定里程n内的里程平均公里能耗eset(n)；所述公式(3)包括：
eset(n)＝ecns(k)/Sset；
其中，所述n用于表示当前设定里程在多个设定里程中的序号；
由于一般情况下需要经过多个采样周期的时间，纯电动汽车的行驶距离才能达到预设里程，所以需要循环执行步骤S22，以通过由步骤S22计算得到累计行驶里程来判断纯电动汽车的行驶距离是否达到了设定里程；
当累计行驶里程S(k)达到所述设定里程时，需要计算当前设定里程n内的里程平均公里能耗eset(n)，即，根据公式(3)就可以获得第n个设定里程的里程平均公里能耗eset(n)；
由于在本发明实施例中，k用于表示每个设定里程内的多个采样时间点中的序号，所以当每个设定里程的里程平均公里能耗计算完毕后，在下一个设定里程内进行累计行驶里程和累计能耗计算时，需要将k清零，即，当前采样时间点的序号需要从零计起。
S24、通过公式(4)对所述平均公里能耗值eset(n)进行“滤波结合非线性反馈”处理，获得前n个设定里程输出的车辆平均公里行驶能耗eveh(n)；所述公式(4)公式包括：
eveh(n)＝eset(n)×a+eveh(n-1)×b+ecorrect；
其中，所述a为第n个设定里程真实平均公里能耗eset(n)的权重系数；所述b为第n-1个设定里程输出的车辆平均公里能耗eveh(n-1)的权重系数；所述a的取值范围为0<a≤0.1，所述b的取值范围为0.9≤b<1，且a和b的关系满足a+b＝1；所述ecorrect为能耗修正量，所述ecorrect根据所述eset(n)与所述eveh(n-1)间的差值的增减而进行相应的增减。
本发明实施例中的ecorrect为能耗修正量，其值大小与第n个设定里程的真实平均公里能耗eset(n)与前n-1个设定里程输出的车辆平均公里能耗eveh(n-1)的差值有关，随着eset(n)-eveh(n-1)差值的增大，能耗修正量ecorrect也增大。本发明实施例中，设置能耗修正量ecorrect的目的在于：eset(n)是当前设定里程的真实平均公里能耗，体现当前的能耗大小，而eveh(n-1)是处理之后的前n-1个设定里程车辆平均公里能耗，体现的是历史能耗的大小，当当前能耗与历史能耗相差较大(比如恶劣工况与温和工况间切换)时，通过增加能耗修正量可以更好体现当前能耗的变化。
在本发明实施例中，在计算车辆平均公里能耗时，对设定路程内的公里能耗进行滤波及非线性反馈的处理，将距离当前时刻较远(即，第n-1个设定里程)的数据权重设为较小，将距离当前时刻较近(即，第n个设定里程)的数据权重设为较大，从而解决了现有技术中由于将所有历史数据进行均值处理所导致的能耗更新慢，不能及时反映近期行驶状态的问题。
此外，在本发明实施例中，还可以包括获取纯电动汽车的HVAC***的平均公里能耗ehvac，的具体步骤，包括：
根据公式(5)ehvac＝Phvac/vavrg，获取纯电动汽车的HVAC***05的平均公里能耗ehvac；其中，vavrg为车辆平均车速；Phvac为HVAC***05的功率输出。
具体的，HVAC***05的平均公里能耗计算采用功率除以车速的方式，理论上其等价于能耗除以里程的方式，推导过程为HVAC***平均公里能耗采用功率除以车速方式的优点在于可以瞬间地、及时地体现用户开关HVAC***05所引起的能耗变化，并将该变化体现在剩余里程的变化上。
车辆平均车速vavrg是整车控制器03根据ABS控制器04发送的车速信号进行累加计算得到的平均车速，即总行驶里程除以总行驶时间。
进一步的，HVAC***05的功率输出Phvac的获取方法具体可以包括：当HVAC***的工作状态信号显示无故障时，根据公式(6)Phvac＝PACCM+PPTC计算HVAC***的功率输出Phvac；其中，所述PACCM为ACCM功率；所述PPTC为PTC功率；当HVAC***的工作状态信号显示故障时，HVAC***05的功率输出Phvac为0。
此外，在本发明实施例中，还可以包括获取档位切换引起的平均公里能耗变化值egear的步骤，包括：
预设动力档切换经济档的标志位FlgDE为1时，公里能耗下降值为设定值eDrvEco；预设经济档切换动力档的标志位FlgED为1时，公里能耗上升值为设定值eEcoDrv；
获取所述标志位FlgDE的值，并根据公式(7)egear＝-eDrvEco*FlgDE+eEcoDrv*FlgED计算生成平均公里能耗变化值egear。
档位的变化，可以引起的平均公里能耗变化，为此，本发明实施例通过获取所述标志位FlgDE的值，可以及时的对换挡机构02发送的档位信号进行判断，从而将由于档位的变化而引起的平均公里能耗变化进行计算，以获取更加准确的能耗数据。
S13、根据公式(1)获取车辆平均能耗eavrg；所述公式(1)包括：
eavrg＝eveh+egear+ehvac。
在获取了纯电动汽车的平均公里行驶能耗eveh、档位切换引起的平均公里能耗变化值egear，以及，HVAC***的平均公里能耗ehvac后，就可以通过综合统计纯电动汽车的平均公里能耗了，即，将平均公里行驶能耗eveh、档位切换引起的平均公里能耗变化值egear相加来获得纯电动汽车的平均公里能耗。由于通过本发明实施例，本发明实施例通过单独计算HVAC***的开/关及档位的切换所引起的能耗变化，所以可以对剩余里程的影响予以瞬时体现，进而可以获得精确的纯电动汽车用电池组的平均公里能耗。
在本发明的另一方面，还提供了一种纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算装置，如图4所示，纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算装置可以设于纯电动汽车控制***的整车控制器01内，并具体可以包括参数获取单元21、分类能耗获取单元22和平均能耗计算单元23，其中：
参数获取单元21，用于接收电池控制器所发送的电池电压Ubatt和电池电流Ibatt信号，ABS控制器所发送的车速v信号，换挡机构所发送的车辆档位信号，以及，HVAC***所发送的空调压缩机ACCM功率PACCM信号、暖风***PTC功率PPTC信号、HVAC工作状态信号；分类能耗获取单元22，用于获取所述纯电动汽车的平均公里行驶能耗eveh、档位切换引起的平均公里能耗变化值egear，以及，HVAC***的平均公里能耗ehvac；平均能耗计算单元23，用于根据公式(1)获取车辆平均能耗eavrg；所述公式(1)包括：eavrg＝eveh+egear+ehvac。
本发明实施例中的纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算方法的应用基于了纯电动汽车的控制***，参考图2中所示出的纯电动汽车的控制***的结构示意图，控制***的主要部件包括整车控制器01、换挡机构02、电池控制器03、ABS控制器04、HVAC***05和显示单元06等。
在本发明实施例中，整车控制器01可以作为实现各种计算的数据处理设备，即，整车控制器01可以通过预设的各种公式或算法对接收的各种数据进行运算处理，生成相应的结果，也就是说，整车控制器01可以包括本发明实施例中纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算装置的各个单元
实际应用中，整车控制器01还可以接收电池控制器03所发送的电池状态信息数据(包括电池电压、电流、SOC、温度等)，以及，接收ABS控制器04所发送的车速信息数据，从而可以计算电池组的剩余可用能量及平均公里能耗值；
此外，ABS控制器04还可以接收换挡机构02所发送的车辆档位信息数据，以及，HVAC***05所发送的ACCM/PTC功率信息数据及工作状态信号，从而可以计算当前车况对于平均公里能耗的影响。
整车控制器01还可以根据电池组的剩余可用能量及平均公里能耗值，计算纯电动汽车的剩余里程，并通过显示单元06呈现给驾驶员，从而方便驾驶员做出正确的判断，是选择合适的行车路线和合适的充电时机。
在本发明实施例中，首先，参数获取单元21获取电池控制器03所发送的电池组的电池电压Ubatt和电池电流Ibatt信号；此外，参数获取单元21还获取ABS控制器04所发送的车速v信号、换挡机构02所发送的车辆档位信号，以及，HVAC***05所发送的空调压缩机ACCM功率PACCM信号、暖风***PTC功率PPTC信号、HVAC工作状态信号。
在获取了电池电压Ubatt和电池电流Ibatt信号、车速v信号、车辆档位信号，以及，ACCM功率PACCM信号、暖风***PTC功率PPTC信号、HVAC工作状态信号后，分类能耗获取单元22就可以根据这些参数就可以进行后续的计算了，具体的：
在本发明实施例中，平均公里行驶能耗eveh是指除去各种附件消耗后仅用于驱动车辆行驶的平均公里能耗；获取纯电动汽车的平均公里行驶能耗eveh，分类能耗获取单元22具体可以包括采样时间点确定模块、采样计算模块、分段公里能耗获取模块和平均公里行驶能耗生成模块，其中，
采样时间点确定模块用于根据预设的采样频率，设定采样时间点；在实际应用中，采样时间点确定模块可以通过预设采样频率的方式来设定采样时间点，比如可以是设定将每10毫秒设定一个采样时间点，也就是说，每过10毫秒就执行一次累计行驶里程计算和累计能耗计算
采样计算模块，用于在每个采样时间点计算所述纯电动汽车在当前采样时间点k的累计行驶里程S(k)，并根据公式(2)获取所述纯电动汽车在当前采样时间点k的累计能耗ecns(k)；所述公式(2)包括：
ecns(k)＝ecns(k-1)+(Pbatt(k)-PACCM(k)-PPTC(k))×Δt；
累计行驶里程计算可以用于判断在一个预设里程的平均公里能耗计算周期内，纯电动汽车的行驶距离是否达到了设定里程。以将纯电动汽车每行驶500米作为预设的设定里程为例，即，每当纯电动汽车行驶500米时，采样计算模块计算纯电动汽车最后行驶500米的平均公里能耗计算。具体来说，当在第k个采样时间点计算累计行驶里程S(k)的值达到了500米时，触发采样计算模块进行平均公里能耗计算。具体的，获得累计行驶里程S(k)的方式可以是，由第k时刻的车速v(k)和采样时间Δt计算第k时刻的行驶里程，同时与k-1时刻的累加里程S(k-1)求和，即为第k时刻的累加里程S(k)，计算公式为：S(k)＝S(k-1)+v(k)×Δt。
采样计算模块在进行累计行驶里程计算的同时，还需要获取纯电动汽车在当前采样时间点k的累计能耗ecns(k)。可选的，通过公式(2)，可以获取纯电动汽车在当前采样时间点k的累计能耗ecns(k)；所述公式(2)包括：
ecns(k)＝ecns(k-1)+(Pbatt(k)-PACCM(k)-PPTC(k))×Δt；
其中，所述k为当前采样时间点，所述k-1为k时间点的上一采样时间点，所述Δt为两个采样时间点之间的采样时间段；所述Pbatt(k)为由第k时刻的电池电压Ubatt(k)和电池电流Ibatt(k)计算出第k时刻电池的输出功率Pbatt(k)；所述PACCM(k)为第k时刻的ACCM功率；所述PPTC(k)为第k时刻的PTC功率；
由上可以看出，由第k时刻的电池电压Ubatt(k)和电池电流Ibatt(k)计算出第k时刻电池组的输出功率Pbatt(k)，减去第k时刻的ACCM功率PACCM(k)及PTC功率PPTC(k)，再由第k时刻电池组的输出功率Pbatt(k)与采样时间Δt计算第k时刻的能耗，同时与k-1时刻的累加能耗ecns(k-1)求和，从而获得第k时刻的累加能耗ecns(k)。
分段公里能耗获取模块，用于当累计行驶里程S(k)达到设定里程时，计算当前设定里程n内的里程平均公里能耗eset(n)；所述公式(3)包括：
eset(n)＝ecns(k)/Sset；其中，n用于表示当前设定里程在多个设定里程中的序号；
由于一般情况下需要经过多个采样周期的时间，纯电动汽车的行驶距离才能达到预设里程，所以需要采样计算模块进行多次的计算，以判断累计行驶里程是否到达来设定里程的方式来确定纯电动汽车的行驶距离是否达到了设定里程；
当累计行驶里程S(k)达到所述设定里程时，需要计算当前设定里程n内的里程平均公里能耗eset(n)，即，分段公里能耗获取模块根据公式(3)就可以获得第n个设定里程的里程平均公里能耗eset(n)；
由于在本发明实施例中，k用于表示每个设定里程内的多个采样时间点中的序号，所以当每个设定里程的里程平均公里能耗计算完毕后，在下一个设定里程内，需要将k清零，即，当前采样时间点的序号需要从零计起。
平均公里行驶能耗生成模块，用于通过公式(4)对所述平均公里能耗值eset(n)进行“滤波结合非线性反馈”处理，获得前n个设定里程输出的车辆平均公里行驶能耗eveh(n)；所述公式(4)公式包括：
eveh(n)＝eset(n)×a+eveh(n-1)×b+ecorrect；
其中，所述a为第n个设定里程真实平均公里能耗eset(n)的权重系数；所述b为第n-1个设定里程输出的车辆平均公里能耗eveh(n-1)的权重系数；所述a的取值范围为0<a≤0.1，所述b的取值范围为0.9≤b<1，且a和b的关系满足a+b＝1；所述ecorrect为能耗修正量，所述ecorrect根据所述eset(n)与所述eveh(n-1)间的差值的增减而进行相应的增减。
平均公里行驶能耗生成模块，用于通过公式(4)对所述平均公里能耗值eset(n)进行“滤波结合非线性反馈”处理，获得前n个设定里程输出的车辆平均公里行驶能耗eveh(n)；所述公式(4)公式包括：
eveh(n)＝eset(n)×a+eveh(n-1)×b+ecorrect；
其中，所述a为第n个设定里程真实平均公里能耗eset(n)的权重系数；所述b为第n-1个设定里程输出的车辆平均公里能耗eveh(n-1)的权重系数；所述a的取值范围为0<a≤0.1，所述b的取值范围为0.9≤b<1，且a和b的关系满足a+b＝1；所述ecorrect为能耗修正量，所述ecorrect根据所述eset(n)与所述eveh(n-1)间的差值的增减而进行相应的增减。
本发明实施例中的ecorrect为能耗修正量，其值大小与第n个设定里程的真实平均公里能耗eset(n)与前n-1个设定里程输出的车辆平均公里能耗eveh(n-1)的差值有关，随着eset(n)-eveh(n-1)差值的增大，能耗修正量ecorrect也增大。本发明实施例中，设置能耗修正量ecorrect的目的在于：eset(n)是当前设定里程的真实平均公里能耗，体现当前的能耗大小，而eveh(n-1)是处理之后的前n-1个设定里程车辆平均公里能耗，体现的是历史能耗的大小，当当前能耗与历史能耗相差较大(比如恶劣工况与温和工况间切换)时，通过增加能耗修正量可以更好体现当前能耗的变化。
在本发明实施例中，在计算车辆平均公里能耗时，对设定路程内的公里能耗进行滤波及非线性反馈的处理，将距离当前时刻较远(即，第n-1个设定里程)的数据权重设为较小，将距离当前时刻较近(即，第n个设定里程)的数据权重设为较大，从而解决了现有技术中由于将所有历史数据进行均值处理所导致的能耗更新慢，不能及时反映近期行驶状态的问题。
此外，在本发明实施例中，分类能耗获取单元22还可以包括HVAC平均能耗获取模块，HVAC平均能耗获取模块用于根据公式(5)ehvac＝Phvac/vavrg，获取所述纯电动汽车的HVAC***的平均公里能耗ehvac；其中，所述vavrg为车辆平均车速；所述Phvac为HVAC***的功率输出。具体的，HVAC***05的平均公里能耗计算采用功率除以车速的方式，理论上其等价于能耗除以里程的方式，推导过程为HVAC***平均公里能耗采用功率除以车速方式的优点在于可以瞬间地、及时地体现用户开关HVAC***05所引起的能耗变化，并将该变化体现在剩余里程的变化上。
车辆平均车速vavrg是整车控制器03根据ABS控制器04发送的车速信号进行累加计算得到的平均车速，即总行驶里程除以总行驶时间。
进一步的，本发明实施例中的HVAC平均能耗获取模块还可以包括HVAC***的功率确定组件；HVAC***的功率确定组件用于当HVAC***的工作状态信号显示无故障时，根据公式(6)Phvac＝PACCM+PPTC计算HVAC***的功率输出Phvac；其中，所述PACCM为ACCM功率；所述PPTC为PTC功率；当HVAC***的工作状态信号显示故障时，HVAC***05的功率输出Phvac为0。
此外，在本发明实施例中，分类能耗获取单元22可以包括修正值设定模块，修正值设定模块用于预设动力档切换经济档的标志位FlgDE为1时，公里能耗下降值为设定值eDrvEco；预设经济档切换动力档的标志位FlgED为1时，公里能耗上升值为设定值eEcoDrv；
能耗变化值获取模块用于获取所述标志位FlgDE的值，并根据公式(7)egear＝-eDrvEco*FlgDE+eEcoDrv*FlgED计算生成平均公里能耗变化值egear。
档位的变化，可以引起的平均公里能耗变化，为此，本发明实施例通过获取所述标志位FlgDE的值，可以及时的对换挡机构02发送的档位信号进行判断，从而将由于档位的变化而引起的平均公里能耗变化进行计算，以获取更加准确的能耗数据。
平均能耗计算单元23用于根据公式(1)获取车辆平均能耗eavrg；所述公式(1)包括：eavrg＝eveh+egear+ehvac。
在获取了纯电动汽车的平均公里行驶能耗eveh、档位切换引起的平均公里能耗变化值egear，以及，HVAC***的平均公里能耗ehvac后，就可以通过综合统计纯电动汽车的平均公里能耗了，即，将平均公里行驶能耗eveh、档位切换引起的平均公里能耗变化值egear相加来获得纯电动汽车的平均公里能耗。由于通过本发明实施例，本发明实施例通过单独计算HVAC***的开/关及档位的切换所引起的能耗变化，所以可以对剩余里程的影响予以瞬时体现，进而可以获得精确的纯电动汽车用电池组的平均公里能耗。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的装置而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所提供的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所提供的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算方法，其特征在于，包括步骤：
S11、接收电池控制器所发送的电池电压Ubatt和电池电流Ibatt信号，ABS控制器所发送的车速v信号，换挡机构所发送的车辆档位信号，以及，HVAC***所发送的空调压缩机ACCM功率PACCM信号、暖风***PTC功率PPTC信号、HVAC工作状态信号；
S12、获取所述纯电动汽车的平均公里行驶能耗eveh、档位切换引起的平均公里能耗变化值egear，以及，HVAC***的平均公里能耗ehvac；
S13、根据公式(1)获取车辆平均能耗eavrg；所述公式(1)包括：
eavrg＝eveh+egear+ehvac。
2.根据权利要求1所述的平均公里能耗估算方法，其特征在于，所述获取所述纯电动汽车的平均公里行驶能耗eveh，包括：
S21、根据预设的采样频率，设定采样时间点；
S22、在每个采样时间点计算所述纯电动汽车在当前采样时间点k的累计行驶里程S(k)，并根据公式(2)获取所述纯电动汽车在当前采样时间点k的累计能耗ecns(k)；所述公式(2)包括：
ecns(k)＝ecns(k-1)+(Pbatt(k)-PACCM(k)-PPTC(k))×Δt；
其中，所述k用于表示当前采样时间点在预设的设定里程内的多个采样时间点中的序号，所述k-1为k时间点的上一采样时间点，所述Δt为两个采样时间点之间的采样时间段；所述Pbatt(k)为由第k时刻的电池电压Ubatt(k)和电池电流Ibatt(k)计算出第k时刻电池的输出功率Pbatt(k)；所述PACCM(k)为第k时刻的ACCM功率；所述PPTC(k)为第k时刻的PTC功率；
S23、循环执行步骤S22，当所述累计行驶里程S(k)达到所述设定里程时，计算当前设定里程n内的里程平均公里能耗eset(n)；所述公式(3)包括：
eset(n)＝ecns(k)/Sset；
其中，所述n用于表示当前设定里程在多个设定里程中的序号；
S24、通过公式(4)对所述平均公里能耗值eset(n)进行滤波结合非线性反馈处理，获得前n个设定里程输出的车辆平均公里行驶能耗eveh(n)；所述公式(4)公式包括：
eveh(n)＝eset(n)×a+eveh(n-1)×b+ecorrect；
其中，所述a为第n个设定里程真实平均公里能耗eset(n)的权重系数；所述b为第n-1个设定里程输出的车辆平均公里能耗eveh(n-1)的权重系数；所述a的取值范围为0<a≤0.1，所述b的取值范围为0.9≤b<1，且a和b的关系满足a+b＝1；所述ecorrect为能耗修正量，所述ecorrect根据所述eset(n)与所述eveh(n-1)间的差值的增减而进行相应的增减。
3.根据权利要求1所述的平均公里能耗估算方法，其特征在于，所述获取所述纯电动汽车的HVAC***的平均公里能耗ehvac，包括：
根据公式(5)ehvac＝Phvac/vavrg，获取所述纯电动汽车的HVAC***的平均公里能耗ehvac；
其中，所述vavrg为车辆平均车速；所述Phvac为HVAC***的功率输出。
4.根据权利要求3所述的平均公里能耗估算方法，其特征在于，所述HVAC***的功率输出Phvac的获取方法包括：
当HVAC工作状态信号显示无故障时，根据公式(6)Phvac＝PACCM+PPTC计算HVAC***的功率输出Phvac；其中，所述PACCM为ACCM功率；所述PPTC为PTC功率；
当HVAC工作状态信号显示故障时，HVAC***的功率输出Phvac为0。
5.根据权利要求4所述的平均公里能耗估算方法，其特征在于，所述获取档位切换引起的平均公里能耗变化值egear，包括：
预设动力档切换经济档的标志位FlgDE为1时，公里能耗下降值为设定值eDrvEco；预设经济档切换动力档的标志位FlgED为1时，公里能耗上升值为设定值eEcoDrv；
获取所述标志位FlgDE的值，并根据公式(7)egear＝-eDrvEco*FlgDE+eEcoDrv*FlgED计算生成平均公里能耗变化值egear。
6.一种纯电动汽车用电池组的平均公里能耗估算装置，其特征在于，包括：
参数获取单元，用于接收电池控制器所发送的电池电压Ubatt和电池电流Ibatt信号，ABS控制器所发送的车速v信号，换挡机构所发送的车辆档位信号，以及，HVAC***所发送的空调压缩机ACCM功率PACCM信号、暖风***PTC功率PPTC信号、HVAC工作状态信号；
分类能耗获取单元，用于获取所述纯电动汽车的平均公里行驶能耗eveh、档位切换引起的平均公里能耗变化值egear，以及，HVAC***的平均公里能耗ehvac；
平均能耗计算单元，用于根据公式(1)获取车辆平均能耗eavrg；所述公式(1)包括：
eavrg＝eveh+egear+ehvac。
7.根据权利要求6所述的平均公里能耗估算装置，其特征在于，所述分类能耗获取单元，包括：
采样时间点确定模块，用于根据预设的采样频率，设定采样时间点；
采样计算模块，用于在每个采样时间点计算所述纯电动汽车在当前采样时间点k的累计行驶里程S(k)，并根据公式(2)获取所述纯电动汽车在当前采样时间点k的累计能耗ecns(k)；所述公式(2)包括：
ecns(k)＝ecns(k-1)+(Pbatt(k)-PACCM(k)-PPTC(k))×Δt；
其中，所述k用于表示当前采样时间点在预设的设定里程内的多个采样时间点中的序号，所述k-1为k时间点的上一采样时间点，所述Δt为两个采样时间点之间的采样时间段；所述Pbatt(k)为由第k时刻的电池电压Ubatt(k)和电池电流Ibatt(k)计算出第k时刻电池的输出功率Pbatt(k)；所述PACCM(k)为第k时刻的ACCM功率；所述PPTC(k)为第k时刻的PTC功率；
分段公里能耗获取模块，用于当所述累计行驶里程S(k)达到所述设定里程时，计算当前设定里程n内的里程平均公里能耗eset(n)；所述公式(3)包括：
eset(n)＝ecns(k)/Sset；
其中，所述n用于表示当前设定里程在多个设定里程中的序号；
平均公里行驶能耗生成模块，用于通过公式(4)对所述平均公里能耗值eset(n)进行“滤波结合非线性反馈”处理，获得前n个设定里程输出的车辆平均公里行驶能耗eveh(n)；所述公式(4)公式包括：
eveh(n)＝eset(n)×a+eveh(n-1)×b+ecorrect；
其中，所述a为第n个设定里程真实平均公里能耗eset(n)的权重系数；所述b为第n-1个设定里程输出的车辆平均公里能耗eveh(n-1)的权重系数；所述a的取值范围为0<a≤0.1，所述b的取值范围为0.9≤b<1，且a和b的关系满足a+b＝1；所述ecorrect为能耗修正量，所述ecorrect根据所述eset(n)与所述eveh(n-1)间的差值的增减而进行相应的增减。
8.根据权利要求6所述的平均公里能耗估算装置，其特征在于，所述分类能耗获取单元，包括：
HVAC平均能耗获取模块，用于根据公式(5)ehvac＝Phvac/vavrg，获取所述纯电动汽车的HVAC***的平均公里能耗ehvac；
其中，所述vavrg为车辆平均车速；所述Phvac为HVAC***的功率输出。
9.根据权利要求8所述的平均公里能耗估算装置，其特征在于，所述HVAC平均能耗获取模块，包括：
HVAC***的功率确定组件，用于当HVAC工作状态信号显示无故障时，根据公式(6)Phvac＝PACCM+PPTC计算HVAC***的功率输出Phvac；其中，所述PACCM为ACCM功率；所述PPTC为PTC功率；当HVAC工作状态信号显示故障时，确定HVAC***的功率输出Phvac为0。
10.根据权利要求6所述的平均公里能耗估算装置，其特征在于，所述分类能耗获取单元，包括：
修正值设定模块，用于预设动力档切换经济档的标志位FlgDE为1时，公里能耗下降值为设定值eDrvEco；预设经济档切换动力档的标志位FlgED为1时，公里能耗上升值为设定值eEcoDrv；
能耗变化值获取模块，用于获取所述标志位FlgDE的值，并根据公式(7)egear＝-eDrvEco*FlgDE+eEcoDrv*FlgED计算生成平均公里能耗变化值egear。
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