CN113525096A - 一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法 - Google Patents

Abstract

一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，包括如下步骤：判断汽车运行模式、驱动模式下可用剩余功率计算、馈电模式下可用剩余功率计算、上电模式下可用剩余功率计算和显示，整车控制器根据油门踏板发送的油门信号、当前车速和汽车电池SOC，判断电动汽车的运行模式，汽车不同的运行模式下采用不同的方法计算可用剩余功率；同时在汽车驱动模式的可用剩余功率计算中，分整车存在故障和整车不存在故障两种情况进行计算。本设计不仅克服了电机低速运行时显示剩余功率不准确的问题，而且在汽车存在故障时也能准确的计算并显示整车剩余功率。

Description

一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法

技术领域

本发明涉及纯电动汽车的功率计算，尤其涉及一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，具体适用于纯电动汽车可用剩余功率的计算。

背景技术

根据新的《电动汽车仪表》标准的要求，车辆仪表应指示或显示车辆驱动***输出的瞬时功率，应同时指示或显示车辆驱动***的可用剩余功率仪表显示驱动***可用剩余功率，目前现有技术中计算电动汽车的驱动***可用剩余功率的主流方法有两种，一种方法是驱动***峰值功率减去当前母线电压×母线电流；第二种方法是((电机当前最大可用转矩-当前输出转矩)×电机当前转速)/9550。

现有的第一种技术存在电机低速时峰值功率非定值，且达不到电机的峰值功率的问题，其次不能考虑车辆故障降功率时的最大功率输出限制的问题；第二种技术方法存在车辆静止时，控制器可以输出较大转矩，但是由于转速为零，剩余功率显示也为零的问题。为解决现有的技术问题，提出了一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，既能考虑电机低速时显示剩余功率不准确，也能考虑故障时电池限流或整车限功时当前输出的可用剩余功率不准确的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的电机低速时、整车故障限功时显示剩余功率不准确的问题，提供了一种考虑了低速时电机功率变化和整车故障限功的驱动***可用剩余功率计算方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，本方法基于整车控制器、电机控制器、电机、电池管理***、显示仪表和油门踏板所组成的剩余功率显示***；

所述整车控制器通过第一CAN线与电池管理***和显示仪表信号连接；

整车控制器通过第二CAN线与电机控制器信号连接，所述电机控制器的电机控制端与电机的控制信号输入端相连接；

所述整车控制器的油门信号输入端与油门踏板的油门信号输出端相连接；

所述可用剩余功率的计算方法包括如下步骤：

步骤一、判断电动汽车运行模式：

电动汽车启动后，所述整车控制器、电机控制器、电机、电池管理***、显示仪表和油门踏板上电；

所述整车控制器根据实时车速、汽车电池SOC和油门踏板发送的油门信号，判断电动汽车的运行模式；

当电动汽车的运行模式为驱动模式，则进入步骤二、驱动模式下可用剩余功率计算；

当电动汽车的运行模式为馈电模式，则进入步骤三、馈电模式下可用剩余功率计算；

当电动汽车的运行模式为上电模式，则进入步骤四、上电模式下可用剩余功率计算；

步骤二、驱动模式下可用剩余功率计算：

A1、所述整车控制器同时获取当前电机最大输出功率、当前最大可用转矩、当前电池允许放电功率和当前电机扭矩：

a、获取当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩：

所述电机控制器根据电机当前的转速查询电机外特性数据表得到当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩，并将当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩发送给整车控制器，整车控制器获取当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩；

b、获取当前电池允许放电功率：

所述电池管理***向整车控制器发送当前的电池电压和当前的电池允许放电电流，整车控制器获取当前的电池电压和当前的电池允许放电电流后，根据以下公式计算得到当前电池允许放电功率：

当前电池允许放电功率＝当前的电池电压×当前的电池允许放电电流；

c、获取当前电机扭矩：

所述油门踏板向整车控制器发送油门开度信号，整车控制器获取当前的油门开度，所述电机控制器向整车控制器发送转速信号，整车控制器获取当前转速；

整车控制器根据当前转速和当前油门开度查询给定扭矩表得到对应的给定电机扭矩，所述给定电机扭矩即为当前电机扭矩；

A2、计算***当前最大输出功率：

所述整车控制器得到当前电池允许放电功率和当前的电机最大输出功率后：

d、若当前电动汽车不存在故障，则根据下式计算得到***当前最大输出功率：

***当前最大输出功率＝Min{当前电池允许放电功率，当前的电机最大输出功率}；

e、若当前电动汽车存在故障，则根据下式计算得到***当前最大输出功率：

***当前最大输出功率＝Min{当前电池允许放电功率，当前的电机最大输出功率×N}

所述N为限功系数，且0≤N≤1；

A3、计算电动汽车可用剩余功率：

整车控制器得到***当前最大输出功率后根据下式计算得到可用剩余功率：

可用剩余功率＝{(当前的最大可用转矩-当前电机扭矩)/当前的最大可用转矩}×***当前最大输出功率；

得到可用剩余功率后，整车控制器将可用剩余功率数据发送至显示仪表；

步骤三、馈电模式下可用剩余功率计算：

整车控制器取电机的峰值功率作为可用剩余功率，并把可用剩余功率发送至显示仪表；

步骤四、上电模式下可用剩余功率计算：

整车控制器取电机的峰值功率作为可用剩余功率，并把可用剩余功率发送至显示仪表；

步骤五、显示：

显示仪表接收到整车控制器发送的可用剩余功率后，显示可用剩余功率。

所述限功系数的N的取值方法如下：

将电动汽车的故障划分为整车一级故障、整车二级故障、整车三级故障和整车四级故障四个故障等级，所述限功系数N的取值由故障等级决定，故障等级越高代表故障越严重，则N的取值越小；

当电动汽车存在故障时，整车控制器判断电动汽车存在的故障所对应的故障等级：

f、当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车一级故障时，所述限功系数N取值1；

g、当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车二级故障时，限功系数N取值0.5；

h、当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车三级故障或整车四级故障时，所述限功系数N取值0。

当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车二级故障时，整车控制器通过电机控制器限制电机的扭矩；

当电动汽车故障所对应的等级为整车三级故障或整车四级故障时，整车控制器通过电机控制器控制电机停机。

当电动汽车存在整车一级故障、整车二级故障、整车三级故障或整车四级故障时，整车控制器向显示仪表发送报警信号。

所述步骤二、驱动模式下可用剩余功率计算：c)、获取当前电机扭矩中，所述整车控制器根据当前转速和当前油门开度查询给定扭矩表得到对应的给定电机扭矩后，将给定电机扭矩发送至电机控制器，电机控制器控制电机在给定电机扭矩下运行。

所述步骤一、判断电动汽车运行模式中，所述整车控制器根据实时车速、汽车电池SOC和油门踏板发送的油门信号，判断电动汽车的运行模式包括：

当电动汽车车速为零时，电动汽车处于上电模式；

当电动汽车车速不为零，且同时符合下列条件时，电动汽车的运行模式为馈电模式；当电动汽车车速不为零，且不满足下列任意一条时，电动汽车的运行模式为驱动模式；

Ⅰ、整车控制器未接收到油门踏板发送的油门信号；

Ⅱ、电动汽车的电池SOC低于剩余电量设定值；

Ⅲ、电动汽车车速大于设定速度。

所述剩余电量设定值为98％；所述设定速度为10km/h。

所述整车控制器每隔100ms进行一次可用剩余功率的计算。

所述电机外特性数据表中包括电机3在不同转速下所对应的发动机最大功率、最大可用转矩，所述电机外特性数据表示例如下：

电机外特性数据表

电机外特性数据表中的数据通过对电机3的标定得到，电机外特性数据表存储于电机控制器2中。

所述给定扭矩表示例如下：

给定扭矩表

所述给定扭矩表中的给定扭矩值根据整车动力性能、经济性能以及驾驶感受的需求设定，所述给定扭矩表存储于整车控制器1中。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法中整车控制器通过获取的当前电池允许放电功率和当前电机最大输出功率计算出***当前最大输出功率，再通过当前最大可用转矩、当前电机扭矩和***当前最大输出功率计算出电动汽车可用剩余功率，在电动汽车低速行驶，电机最大输出功率不恒定时，也能准确计算出可用剩余功率，显示仪表所显示的可用剩余功率更准确。因此，本方法可以在在电动汽车低速行驶，电机最大输出功率不恒定的情况下准确的计算和显示电动汽车的可用剩余功率。

2、本发明一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法中的整车控制器通过油门踏板6发送的信号、当前车速和汽车电池SOC，判断电动汽车的运行模式判断电动汽车处于驱动模式、馈电模式或上电模式，并根据电动汽车不同的运行模式采取不同的方式计算电动汽车可用剩余功率，避免了现有技术中当电动汽车处于馈电模式下显示剩余功率不准确，或电动汽车上电后未开始行驶的情况下剩余功率显示为零的问题。因此，本方法中根据电动汽车所处不同模式采取不同的方式计算电动汽车可用剩余功率，使可用剩余功率显示更准确。

3、本发明一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法中考虑了车辆因故障停机或限功运行的特殊状态对可用剩余功率的影响，在车辆存在故障的情况下，根据电动汽车整车故障等级决定限功系数N的取值，并将限功系数N的取值代入计算，使车辆存在故障的特殊情况下也能准确的计算和显示出电动汽车的可用剩余功率。因此，本方法中通过代入限功系数N进行计算，在车辆故障的特殊情况下也能准确的计算和显示出电动汽车的可用剩余功率。

附图说明

图1是电机可用剩余功率示意图。

图2是本发明的硬件结构示意图。

图3是剩余功率计算的流程图。

图4是驱动模式下可用剩余功率计算流程图。

图中：整车控制器1、电机控制器2、电机3、电池管理***4、显示仪表5、油门踏板6。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图4，一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，本方法基于整车控制器1、电机控制器2、电机3、电池管理***4、显示仪表5和油门踏板6所组成的剩余功率显示***；

所述整车控制器1通过第一CAN线与电池管理***4和显示仪表5信号连接；

整车控制器1通过第二CAN线与电机控制器2信号连接，所述电机控制器2的电机控制端与电机3的控制信号输入端相连接；

所述整车控制器1的油门信号输入端与油门踏板6的油门信号输出端相连接；

所述可用剩余功率的计算方法包括如下步骤：

步骤一、判断电动汽车运行模式：

电动汽车启动后，所述整车控制器1、电机控制器2、电机3、电池管理***4、显示仪表5和油门踏板6上电；

所述整车控制器1根据实时车速、汽车电池SOC和油门踏板6发送的油门信号，判断电动汽车的运行模式；

当电动汽车的运行模式为驱动模式，则进入步骤二、驱动模式下可用剩余功率计算；

当电动汽车的运行模式为馈电模式，则进入步骤三、馈电模式下可用剩余功率计算；

当电动汽车的运行模式为上电模式，则进入步骤四、上电模式下可用剩余功率计算；

步骤二、驱动模式下可用剩余功率计算：

A1、所述整车控制器1同时获取当前电机最大输出功率、当前最大可用转矩、当前电池允许放电功率和当前电机扭矩：

a、获取当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩：

所述电机控制器2根据电机当前的转速查询电机外特性数据表得到当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩，并将当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩发送给整车控制器1，整车控制器1获取当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩；

b、获取当前电池允许放电功率：

所述电池管理***4向整车控制器1发送当前的电池电压和当前的电池允许放电电流，整车控制器1获取当前的电池电压和当前的电池允许放电电流后，根据以下公式计算得到当前电池允许放电功率：

当前电池允许放电功率＝当前的电池电压×当前的电池允许放电电流；

c、获取当前电机扭矩：

所述油门踏板6向整车控制器1发送油门开度信号，整车控制器1获取当前的油门开度，所述电机控制器2向整车控制器1发送转速信号，整车控制器1获取当前转速；

整车控制器1根据当前转速和当前油门开度查询给定扭矩表得到对应的给定电机扭矩，所述给定电机扭矩即为当前电机扭矩；

A2、计算***当前最大输出功率：

所述整车控制器1得到当前电池允许放电功率和当前的电机最大输出功率后：

d、若当前电动汽车不存在故障，则根据下式计算得到***当前最大输出功率：

***当前最大输出功率＝Min{当前电池允许放电功率，当前的电机最大输出功率}；

e、若当前电动汽车存在故障，则根据下式计算得到***当前最大输出功率：

***当前最大输出功率＝Min{当前电池允许放电功率，当前的电机最大输出功率×N}

所述N为限功系数，且0≤N≤1；

A3、计算电动汽车可用剩余功率：

整车控制器1得到***当前最大输出功率后根据下式计算得到可用剩余功率：

可用剩余功率＝{(当前的最大可用转矩-当前电机扭矩)/当前的最大可用转矩}×***当前最大输出功率；

得到可用剩余功率后，整车控制器1将可用剩余功率数据发送至显示仪表5；

步骤三、馈电模式下可用剩余功率计算：

整车控制器1取电机3的峰值功率作为可用剩余功率，并把可用剩余功率发送至显示仪表5；

步骤四、上电模式下可用剩余功率计算：

整车控制器1取电机3的峰值功率作为可用剩余功率，并把可用剩余功率发送至显示仪表5；

步骤五、显示：

显示仪表5接收到整车控制器1发送的可用剩余功率后，显示可用剩余功率。

所述限功系数的N的取值方法如下：

将电动汽车的故障划分为整车一级故障、整车二级故障、整车三级故障和整车四级故障四个故障等级，所述限功系数N的取值由故障等级决定，故障等级越高代表故障越严重，则N的取值越小；

当电动汽车存在故障时，整车控制器1判断电动汽车存在的故障所对应的故障等级：

f、当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车一级故障时，所述限功系数N取值1；

g、当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车二级故障时，限功系数N取值0.5；

h、当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车三级故障或整车四级故障时，所述限功系数N取值0。

当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车二级故障时，整车控制器1通过电机控制器2限制电机3的扭矩；

当电动汽车故障所对应的等级为整车三级故障或整车四级故障时，整车控制器1通过电机控制器2控制电机3停机。

当电动汽车存在整车一级故障、整车二级故障、整车三级故障或整车四级故障时，整车控制器1向显示仪表5发送报警信号。

所述步骤二、驱动模式下可用剩余功率计算：c)、获取当前电机扭矩中，所述整车控制器1根据当前转速和当前油门开度查询给定扭矩表得到对应的给定电机扭矩后，将给定电机扭矩发送至电机控制器2，电机控制器2控制电机3在给定电机扭矩下运行。

所述步骤一、判断电动汽车运行模式中，所述整车控制器1根据实时车速、汽车电池SOC和油门踏板6发送的油门信号，判断电动汽车的运行模式包括：

当且电动汽车车速为零时，电动汽车处于上电模式；

当电动汽车车速不为零，且同时符合下列条件时，电动汽车的运行模式为馈电模式；当电动汽车车速不为零，且不满足下列任意一条时，电动汽车的运行模式为驱动模式；

Ⅰ、整车控制器1未接收到油门踏板6发送的油门信号；

Ⅱ、电动汽车的电池SOC低于剩余电量设定值；

Ⅲ、电动汽车车速大于设定速度。

所述剩余电量设定值为98％；所述设定速度为10km/h。

所述整车控制器1每隔100ms进行一次可用剩余功率的计算。

所述电机外特性数据表中包括电机3在不同转速下所对应的发动机最大功率、最大可用转矩表，所述电机外特性数据表示例如下：

电机外特性数据表

电机外特性数据表中的数据通过对电机3的标定得到，电机外特性数据表存储与电机控制器2中。

所述给定扭矩表中包括电机3不同转速、不同的油门开度所对应的给定扭矩值，所述给定扭矩表示例如下：

给定扭矩表

所述给定扭矩表中的给定扭矩值根据整车动力性能、经济性能以及驾驶感受的需求设定，所述给定扭矩表存储于整车控制器1中。

本发明的原理说明如下：

所述SOC即汽车电池的荷电状态，即State of Charge,简称SOC，为剩余容量占电池容量的比值，用来反映电池的剩余电量。

所述电动汽车的在馈电模式下运行时，电机3处于发电状态。

所述电机3的峰值功率为电机3短时间能达到的最大输出功率。

电动汽车可能出现多种故障，将不同种类的电动汽车故障按照严重程度划分为整车一级故障、整车二级故障、整车三级故障和整车四级故障四个故障等级，则每种故障均对应着一种故障等级；

所述限功系数N的取值由故障等级决定，故障等级越高代表故障越严重，则N的取值越小；

所述不同的电动汽车故障及故障所对应的故障等级示例如下：

实施例1：

一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，该方法基于整车控制器1、电机控制器2、电机3、电池管理***4、显示仪表5、油门踏板6所组成的剩余功率显示***；

所述整车控制器1通过第一CAN线与电池管理***4和显示仪表5信号连接；

整车控制器1通过第二CAN线与电机控制器2信号连接，所述电机控制器2的电机控制端与电机3的控制信号输入端相连接；

所述整车控制器1的油门信号输入端与油门踏板6的油门信号输出端相连接；

所述可用剩余功率的计算方法包括如下步骤：

步骤一、判断电动汽车运行模式：

电动汽车启动后，所述整车控制器1、电机控制器2、电机3、电池管理***4、显示仪表5、油门踏板6上电；

所述整车控制器1根据油门踏板6发送的油门信号、实时车速和汽车电池SOC，判断电动汽车的运行模式；

当电动汽车的运行模式为驱动模式，则进入步骤二、驱动模式下可用剩余功率计算；

当电动汽车的运行模式为馈电模式，则进入步骤三、馈电模式下可用剩余功率计算；

当电动汽车的运行模式为上电模式，则进入步骤四、上电模式下可用剩余功率计算；

步骤二、驱动模式下可用剩余功率计算：

A1、所述整车控制器1同时获取当前电机最大输出功率、当前最大可用转矩、当前电池允许放电功率和当前电机扭矩：

a、获取当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩：

所述电机控制器2根据电机当前的转速查询电机外特性数据表得到当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩，并将当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩发送给整车控制器1，整车控制器1获取当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩；

b、获取当前电池允许放电功率：

所述电池管理***4向整车控制器1发送当前的电池电压和当前的电池允许放电电流，整车控制器1获取当前的电池电压和当前的电池允许放电电流后，根据以下公式计算得到当前电池允许放电功率：

当前电池允许放电功率＝当前的电池电压×当前的电池允许放电电流；

c、获取当前电机扭矩：

所述油门踏板6向整车控制器1发送油门开度信号，整车控制器1获取当前的油门开度，所述电机控制器2向整车控制器1发送转速信号，整车控制器1获取当前转速；

整车控制器1根据当前转速和当前油门开度查询给定扭矩表得到对应的给定电机扭矩，所述给定电机扭矩即为当前电机扭矩；

A2、计算***当前最大输出功率：

所述整车控制器1得到当前电池允许放电功率和当前的电机最大输出功率后：

d、若当前电动汽车不存在故障，则根据下式计算得到***当前最大输出功率：

***当前最大输出功率＝Min{当前电池允许放电功率，当前的电机最大输出功率}；

e、若当前电动汽车存在故障，则根据下式计算得到***当前最大输出功率：

***当前最大输出功率＝Min{当前电池允许放电功率，当前的电机最大输出功率×N}

所述N为限功系数，且0≤N≤1；

A3、计算电动汽车可用剩余功率：

整车控制器1得到***当前最大输出功率后根据下式计算得到可用剩余功率：

可用剩余功率＝{(当前的最大可用转矩-当前电机扭矩)/当前的最大可用转矩}×***当前最大输出功率；

得到可用剩余功率后，整车控制器1将可用剩余功率数据发送至显示仪表(5)；

步骤三、馈电模式下可用剩余功率计算：

整车控制器1取电机3的峰值功率作为可用剩余功率，并把可用剩余功率发送至显示仪表5；

步骤四、上电模式下可用剩余功率计算：

整车控制器1取电机3的峰值功率作为可用剩余功率，并把可用剩余功率发送至显示仪表5；

步骤五、显示：

显示仪表5接收到整车控制器1发送的可用剩余功率后，显示可用剩余功率；

所述限功系数的N的取值方法如下：

将电动汽车的故障划分为整车一级故障、整车二级故障、整车三级故障和整车四级故障四个故障等级，所述限功系数N的取值由故障等级决定，故障等级越高代表故障越严重，则N的取值越小；

当电动汽车存在故障时，整车控制器1判断电动汽车存在的故障所对应的故障等级：

f、当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车一级故障时，所述限功系数N取值1；

g、、当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车二级故障时，限功系数N取值0.5；

h、、当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车三级故障或整车四级故障时，所述限功系数N取值0；

当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车二级故障时，整车控制器1通过电机控制器2限制电机3的扭矩；

当电动汽车故障所对应的等级为整车三级故障或整车四级故障时，整车控制器1通过电机控制器2控制电机3停机；

当电动汽车存在整车一级故障、整车二级故障、整车三级故障或整车四级故障时，整车控制器1向显示仪表5发送报警信号。

实施例2：

实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：

所述步骤二、驱动模式下可用剩余功率计算：c)、获取当前电机扭矩中，所述整车控制器1根据当前转速和当前油门开度查询给定扭矩表得到对应的给定电机扭矩后，将给定电机扭矩发送至电机控制器2，电机控制器2控制电机3在给定电机扭矩下运行。

所述步骤一、判断电动汽车运行模式中，整车控制器1根据油门踏板6发送的油门信号、实时车速和汽车电池SOC，判断电动汽车的运行模式：

当电动汽车车速为零时，电动汽车处于上电模式；

当电动汽车车速不为零，且同时符合下列条件时，电动汽车的运行模式为馈电模式；当电动汽车车速不为零，且不满足下列任意一条时，电动汽车的运行模式为驱动模式；

Ⅰ、整车控制器1未接收到油门踏板6发送的油门信号；

Ⅱ、电动汽车的电池SOC低于剩余电量设定值；

Ⅲ、电动汽车车速大于设定速度；

所述剩余电量设定值为98％；所述设定速度为10km/h；

所述整车控制器1每隔100ms进行一次可用剩余功率的计算；

所述电机外特性数据表中包括电机3在不同转速下所对应的发动机最大功率、最大可用转矩表，所述电机外特性数据表示例如下：

电机外特性数据表

电机外特性数据表中的数据通过对电机3的标定得到，电机外特性数据表存储与电机控制器2中。

所述给定扭矩表中包括电机3不同转速、不同的油门开度所对应的给定扭矩值，所述给定扭矩表示例如下：

给定扭矩表

所述电机3不同转速、不同的油门开度所对应的给定扭矩值根据整车动力性能、经济性能以及驾驶感受的需求设定，所述给定扭矩表存储于整车控制器1中。

实施例3：

电动汽车点火启动后，在行驶过程中，整车控制器1接收到油门踏板6发送的油门信号，电动汽车车速不为零，此时汽车处于驱动模式，

此时，电机控制器2根据电机当前转速2000r/min查询电机外特性数据表得到当前的最大可用转矩为320N·m、当前的电机最大输出功率为67KW，并将当前的最大可用转矩为320N·m、当前的电机最大输出功率为67KW发送给整车控制器1；

所述电机外特性数据表示例如下：

电机外特性数据表

同时，电池管理***4向整车控制器1发送当前的电池允许放电电流为240A、当前的电池电压540V，整车控制器1根据：当前电池允许放电功率＝当前的电池电压×当前的电池允许放电电流，可以计算得出当前电池允许放电功率为540V×240A＝130KW；

同时，此时整车控制器1接收到电机控制器2发送的电机当前的转速为2000r/min，油门踏板6向整车控制器1发送当前的油门开度为80％，整车控制器1接根据当前转速2000r/min与油门开度80％，查询给定扭矩表得到当前电机扭矩为288N·m；

给定扭矩表示例如下：

给定扭矩表

若当前车辆无故障，整车控制器1根据：***当前最大输出功率＝Min{当前电池允许放电功率，当前电机最大输出功率}，

可以算得到***当前最大输出功率为67KW；

随后整车控制器1根据：可用剩余功率＝{(当前最大可用转矩-当前输出转矩)/当前最大可用转矩}*当前最大输出功率，计算得到可用剩余功率为{(320-288)/320}×67.00＝6.70kW，并将可用剩余功率6.70kW发送至显示仪表5，显示仪表5显示可用剩余功率为6.70kW。

若当前车辆存在主回路反向压差故障，由于主回路反向压差故障为整车二级故障，此时限功系数N取值为0.5，整车控制器1根据：***当前最大输出功率＝Min{当前电池允许放电功率，当前电机最大输出功率×N}，

可以算得到***当前最大输出功率为33.5KW；

随后整车控制器1根据：可用剩余功率＝{(当前最大可用转矩-当前输出转矩)/当前最大可用转矩}*当前最大输出功率，计算得到可用剩余功率为{(320-288)/320}×33.5＝3.35kW；并将可用剩余功率3.376kW发送至显示仪表5，显示仪表5显示可用剩余功率为3.35kW。

电动汽车车速不为零，且同时满足下列条件时，整车控制器1判断电动汽车的运行模式为馈电模式；

1)、整车控制器1未接收到油门踏板6发送的油门信号；

2)、电动汽车的电池SOC低于98％；

3)、电动汽车车速大于10km/h。

此时整车控制器1将电机3的峰值功率，即电机3的输出功率的最大值为120KW发送至显示仪表5，显示仪表5显示可用剩余功率为120kW。

当电动汽车启动上电后，整车处于静止状态时，电动汽车运行模式为上电模式，整车控制器1将电机3的峰值功率，即电机3的输出功率的最大值为120KW发送至显示仪表5，显示仪表5显示可用剩余功率为120kW。

Claims (10)

1.一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，其特征在于：

本方法基于整车控制器(1)、电机控制器(2)、电机(3)、电池管理***(4)、显示仪表(5)和油门踏板(6)所组成的剩余功率显示***；

所述整车控制器(1)通过第一CAN线与电池管理***(4)和显示仪表(5)信号连接；

整车控制器(1)通过第二CAN线与电机控制器(2)信号连接，所述电机控制器(2)的电机控制端与电机(3)的控制信号输入端相连接；

所述整车控制器(1)的油门信号输入端与油门踏板(6)的油门信号输出端相连接；

所述可用剩余功率的计算方法包括如下步骤：

步骤一、判断电动汽车运行模式：

电动汽车启动后，所述整车控制器(1)、电机控制器(2)、电机(3)、电池管理***(4)、显示仪表(5)和油门踏板(6)上电；

所述整车控制器(1)根据实时车速、汽车电池SOC和油门踏板(6)发送的油门信号，判断电动汽车的运行模式；

当电动汽车的运行模式为驱动模式，则进入步骤二、驱动模式下可用剩余功率计算；

当电动汽车的运行模式为馈电模式，则进入步骤三、馈电模式下可用剩余功率计算；

当电动汽车的运行模式为上电模式，则进入步骤四、上电模式下可用剩余功率计算；

步骤二、驱动模式下可用剩余功率计算：

A1、所述整车控制器(1)同时获取当前电机最大输出功率、当前最大可用转矩、当前电池允许放电功率和当前电机扭矩：

a、获取当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩：

所述电机控制器(2)根据电机当前的转速查询电机外特性数据表得到当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩，并将当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩发送给整车控制器(1)，整车控制器(1)获取当前的电机最大输出功率和当前的最大可用转矩；

b、获取当前电池允许放电功率：

所述电池管理***(4)向整车控制器(1)发送当前的电池电压和当前的电池允许放电电流，整车控制器(1)获取当前的电池电压和当前的电池允许放电电流后，根据以下公式计算得到当前电池允许放电功率：

当前电池允许放电功率＝当前的电池电压×当前的电池允许放电电流；

c、获取当前电机扭矩：

所述油门踏板(6)向整车控制器(1)发送油门开度信号，整车控制器(1)获取当前的油门开度，所述电机控制器(2)向整车控制器(1)发送转速信号，整车控制器(1)获取当前转速；

整车控制器(1)根据当前转速和当前油门开度查询给定扭矩表得到对应的给定电机扭矩，所述给定电机扭矩即为当前电机扭矩；

A2、计算***当前最大输出功率：

所述整车控制器(1)得到当前电池允许放电功率和当前的电机最大输出功率后：

d、若当前电动汽车不存在故障，则根据下式计算得到***当前最大输出功率：

***当前最大输出功率＝Min{当前电池允许放电功率，当前的电机最大输出功率}；

e、若当前电动汽车存在故障，则根据下式计算得到***当前最大输出功率：

***当前最大输出功率＝Min{当前电池允许放电功率，当前的电机最大输出功率×N}

所述N为限功系数，且0≤N≤1；

A3、计算电动汽车可用剩余功率：

整车控制器(1)得到***当前最大输出功率后根据下式计算得到可用剩余功率：

可用剩余功率＝{(当前的最大可用转矩-当前电机扭矩)/当前的最大可用转矩}×***当前最大输出功率；

得到可用剩余功率后，整车控制器(1)将可用剩余功率数据发送至显示仪表(5)；

步骤三、馈电模式下可用剩余功率计算：

整车控制器(1)取电机(3)的峰值功率作为可用剩余功率，并把可用剩余功率发送至显示仪表(5)；

步骤四、上电模式下可用剩余功率计算：

整车控制器(1)取电机(3)的峰值功率作为可用剩余功率，并把可用剩余功率发送至显示仪表(5)；

步骤五、显示：

所述显示仪表(5)接收到整车控制器(1)发送的可用剩余功率后，显示可用剩余功率。

2.根据权利要求1所述的一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，其特征在于：

所述限功系数的N的取值方法如下：

将电动汽车的故障划分为整车一级故障、整车二级故障、整车三级故障和整车四级故障四个故障等级，所述限功系数N的取值由故障等级决定，故障等级越高代表故障越严重，则N的取值越小；

当电动汽车存在故障时，整车控制器(1)判断电动汽车存在的故障所对应的故障等级：

f、当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车一级故障时，所述限功系数N取值1；

g、当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车二级故障时，限功系数N取值0.5；

h、当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车三级故障或整车四级故障时，所述限功系数N取值0。

3.根据权利要求2所述的一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，其特征在于：

当电动汽车存在的故障所对应的故障等级为整车二级故障时，整车控制器(1)通过电机控制器(2)限制电机(3)的扭矩；

当电动汽车故障所对应的等级为整车三级故障或整车四级故障时，整车控制器(1)通过电机控制器(2)控制电机(3)停机。

4.根据权利要求3所述的一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，其特征在于：

当电动汽车存在整车一级故障、整车二级故障、整车三级故障或整车四级故障时，整车控制器(1)向显示仪表(5)发送报警信号。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，其特征在于：

所述步骤二、驱动模式下可用剩余功率计算：c)、获取当前电机扭矩中，所述整车控制器(1)根据当前转速和当前油门开度查询给定扭矩表得到对应的给定电机扭矩后，将给定电机扭矩发送至电机控制器(2)，电机控制器(2)控制电机(3)在给定电机扭矩下运行。

6.根据权利要求5所述的一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，其特征在于：

所述步骤一、判断电动汽车运行模式中，所述整车控制器(1)根据实时车速、汽车电池SOC和油门踏板(6)发送的油门信号，判断电动汽车的运行模式包括：

当电动汽车车速为零时，电动汽车处于上电模式；

当电动汽车车速不为零，且同时满足下列条件时，电动汽车的运行模式为馈电模式，当电动汽车车速不为零，且不满足下列任意一条时，电动汽车的运行模式为驱动模式；

Ⅰ、整车控制器(1)未接收到油门踏板(6)发送的油门信号；

Ⅱ、电动汽车的电池SOC低于剩余电量设定值；

Ⅲ、电动汽车车速大于设定速度。

7.根据权利要求6所述的一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，其特征在于：

所述剩余电量设定值为98％；所述设定速度为10km/h。

8.根据权利要求7所述的一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，其特征在于：

所述整车控制器(1)每隔100ms进行一次可用剩余功率的计算。

9.根据权利要求8所述的一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，其特征在于：

所述电机外特性数据表中包括电机(3)在不同转速下所对应的发动机最大功率、最大可用转矩，所述电机外特性数据表示例如下：

电机外特性数据表

电机外特性数据表中的数据通过对电机(3)的标定得到，电机外特性数据表存储于电机控制器(2)中。

10.根据权利要求9所述的一种纯电动汽车可用剩余功率的计算方法，其特征在于：

所述给定扭矩表示例如下：

给定扭矩表

所述给定扭矩表中的给定扭矩值根据整车动力性能、经济性能以及驾驶感受的需求设定，所述给定扭矩表存储于整车控制器(1)中。

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