CN113060121B - 一种混合动力汽车续驶里程计算方法及混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车续驶里程计算方法及混合动力汽车，属于汽车技术领域，该混合动力汽车续驶里程计算方法包括在第一个预设行驶距离S内，剩余总续驶里程RTE_al的计算公式为：

在第n个预设行驶距离S后，剩余总续驶里程RTE_al‑n的计算公式为：

将平均油耗、平均电耗、动力电池组的可用能量的最小值、电池寿命衰减系数、油箱油量逐渐消耗的变化系数考虑在内，相比现有技术，能够真实、可靠的计算出在剩余油量和电量下的续驶里程，便于用户直观地认识混合动力汽车可行驶的里程状态。

Description

一种混合动力汽车续驶里程计算方法及混合动力汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种混合动力汽车续驶里程计算方法及混合动力汽车。

背景技术

混合动力汽车兼具良好的动力性和经济性，已被越来越多的汽车产商推广和开发。混合动力汽车主要是从电机和发动机中获得动力的汽车，为了更加有效地计算出整车可行驶的里程，需要基于电机和发动机两个动力源综合考虑，因为续驶里程的计算与油量和电量的使用、以及发动机和电机的运行区间都有关系，如果不能有效地进行发动机和电机运行判断及能量累加计算，势必会影响到整车行驶里程的计算，进而影响到用户对于续驶里程的掌握，计算不准确则甚至会引起驾驶员的焦虑。

现有的续驶里程计算方法，主要是从发动机燃油消耗量和电能使用量转化角度出发，再结合过去一段时间内的运行状态，然后算出车辆在当前使用油量和电量的可行驶里程，但是存在误差较大及计算不准的情况，用户体验较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合动力汽车行驶里程计算方法及混合动力汽车，以解决现有技术中存在的行驶里程计算方法存在误差较大及计算不准的情况，用户体验较差的技术问题。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种混合动力汽车续驶里程计算方法，包括：在第一个预设行驶距离S内，剩余总续驶里程RTE_al的计算公式为：

其中，FC_L为上一个驾驶区间内的平均油耗；J_L为当前用于计算剩余总续驶里程的剩余油量，J_L＝J_c-f_L×(R_s-J_c+X)，J_c为当前油箱内实际剩余的油量，R_s为油箱容量，f_L为油箱油量逐渐消耗的变化系数，X为常数，且f_L和X均为定值；η_e为电能消耗转化效率；E_bat为车辆启动时动力电池组的起始能量；EC_L为上一个驾驶区间内的平均电耗；E_left为动力电池组的可用能量的最小值，E_left＝f_b×E×f(SOH)，E为动力电池组的当前可用能量，f(SOH)为动力电池寿命衰减系数，f_b为换算系数且为定值；

还包括：在第n个预设行驶距离S后，剩余总续驶里程RTE_al-n的计算公式为：

其中，n≥1，FC_n为第n个预设行驶距离内的平均油耗，EC_n为第n个预设行驶距离内的平均电耗。

进一步地，n＝1时，第一个预设距离的平均油耗FC₁的计算公式为：

∑ΔFC₁＝∑(ΔFC_y/K_y)+(ΔFC_y-1/K_y-1)+…+(ΔFC₁/K₁)

∑ΔFC₁为第一个预设行驶距离的总耗油量；ΔFC_y为第y段的油耗值；y表示为将预设行驶距离均分为y段，y≥1；K_y表示第y段内发动机和电机运行能量消耗功率比影响因子，K＝P_oil/(P_oil+P_bat)，P_oil为发动机运行能量消耗功率，P_bat为电机运行能量消耗功率。

进一步地，n＝1时，第一个预设距离的平均电耗EC₁的计算公式为：

∑ΔEC₁＝∑(ΔEC_y/(1-K_y))+(ΔEC_y-1/(1-K_y-1))+…+(ΔEC₁/(1-K₁))

∑ΔEC₁为第一个预设行驶距离的总耗电量；ΔEC_y为第y段的电耗值。

进一步地，n≥2时，第n个预设行驶距离的平均油耗FC_n计算公式为：

∑ΔFC_n为第n个预设行驶距离的油耗量；FC_n-1为第n-1个预设行驶距离的油耗量，f_c为影响因子且为定值。

进一步地，n≥2时，第n个预设行驶距离的平均油耗EC_n计算公式为：

∑ΔEC_n为第n个预设行驶距离的电耗量；EC_n-1为第n-1个预设行驶距离的油耗量。

进一步地，所述混合动力汽车续驶里程计算方法还包括：在行驶第n个预设行驶距离后又行驶了Δt时间后剩余总续驶里程RTE_an(Δt)的计算公式为：

RTE_an(Δt)＝RTE_al-n+Δt/T_a

T_a为仪表显示更新率。

进一步地，

T_a＝A-B×F_r

F_r为显示相对误差率，A和B均为常量，R₁为瞬态续驶里程值，R₂为仪表显示续驶里程值。

进一步地，所述预设行驶距离S为100m。

为实现上述目的，本申请还提供一种混合动力汽车，采用上述任一方案中的混合动力汽车续驶里程计算方法计算续驶里程。

进一步地，所述混合动力汽车包括发动机、驱动电机、动力电池组、连接于所述发动机的发动机控制器、连接于所述驱动电机的电机控制器、连接于所述动力电池组的电池管理系统及整车控制器，所述整车控制器连接于所述发动机控制器、所述电机控制器及所述电池管理系统。

本发明的有益效果为：

本发明提出的混合动力汽车续驶里程计算方法和混合动力汽车，该混合动力汽车续驶里程计算方法包括在第一个预设行驶距离S内，剩余总续驶里程RTE_al的计算公式为：

在第n个预设行驶距离S后，剩余总续驶里程RTE_al-n的计算公式为：

将平均油耗、平均电耗、动力电池组的可用能量的最小值、电池寿命衰减系数、油箱油量逐渐消耗的变化系数考虑在内，相比现有技术，能够真实、可靠的计算出在剩余油量和电量下的续驶里程，便于用户直观地认识混合动力汽车可行驶的里程状态。

附图说明

图1是本发明提供的混合动力车辆的局部示意图。

图中：

1、发动机；2、驱动电机；3、动力电池组；4、发动机控制器；5、电机控制器；6、电池管理系统；7、整车控制器。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供一种混合动力汽车续驶里程计算方法，该混合动力汽车续驶里程计算方法包括：在第一个预设行驶距离S内，剩余总续驶里程RTE_al的计算公式为：

其中，FC_L为上一个驾驶区间内的平均油耗；J_L为当前用于计算剩余总续驶里程的剩余油量，J_L＝J_c-f_L×(R_s-J_c+X)，J_c为当前油箱内实际剩余的油量，R_s为油箱容量，f_L为油箱油量逐渐消耗的变化系数，X为常数，且f_L和X均为定值；η_e为电能消耗转化效率；E_bat为车辆启动时动力电池组的起始能量；EC_L为上一个驾驶区间内的平均电耗；E_left为动力电池组的可用能量的最小值，E_left＝f_b×E×f(SOH)，E为动力电池组的当前可用能量，f(SOH)为动力电池寿命衰减系数，f_b为换算系数且为定值。

需要说明的是，上述f_L表示油箱油量逐渐消耗的变化系数，f_L和X均可通过多次试验后得到。J_c可通过设置于油箱内的液位计获取，E_bat可通过混合动力汽车的电池管理系统检测获得，FC_L和EC_L均可通过整车控制器内存储的数据进行计算得到。

该混合动力汽车续驶里程计算方法还包括：在第n个预设行驶距离S后，剩余总续驶里程RTE_al-n的计算公式为：

其中，n≥1，FC_n为第n个预设行驶距离内的平均油耗，EC_n为第n个预设行驶距离内的平均电耗。

具体地，在n＝1时，第一个预设距离的平均油耗FC₁的计算公式为：

∑ΔFC₁＝∑(ΔFC_y/K_y)+(ΔFC_y-1/K_y-1)+…+(ΔFC₁/K₁)

在n＝1时，第一个预设距离的平均电耗EC₁的计算公式为：

∑ΔEC₁＝∑(ΔEC_y/(1-K_y))+(ΔEC_y-1/(1-K_y-1))+…+(ΔEC₁/(1-K₁))

S为预设行驶距离；∑ΔFC₁为第一个预设行驶距离的总耗油量；ΔFC_y为第y段的油耗值；ΔEC_y为第y段的电耗值；∑ΔEC₁为第一个预设行驶距离的总耗电量；y表示为将预设行驶距离均分为y段，y≥1；K_y表示第y段内发动机和电机运行能量消耗功率比影响因子，K＝P_oil/(P_oil+P_bat)，P_oil为发动机运行能量消耗功率，P_bat为电机运行能量消耗功率。

示例性的，在本实施例中，预设行驶距离为100m，假设y为10，则可以理解的是，将100m均分为10段，每段10m，则计算每个10m内的发动机和电机运行能量效率功率比影响因子，进而求和得到在第一个100m内的总耗油量∑ΔFC₁和总耗电量∑ΔEC₁。通过考虑在运行区间内发动机和电机的工作时刻分布，引入发动机和电机运行能量效率功率比影响因子作为参数之一，从而有助于更真实区分计算续驶里程的油耗和电耗。

在n≥2时，第n个预设行驶距离的平均油耗FC_n计算公式为：

在n≥2时，第n个预设行驶距离的平均油耗EC_n计算公式为：

∑ΔEC_n为第n个预设行驶距离的油耗量；FC_n-1为第n-1个预设行驶距离的油耗量，f_c为影响因子且为定值，∑ΔEC_n为第n个预设行驶距离的电耗量；EC_n-1为第n-1个预设行驶距离的油耗量。上述f_c可通过多次试验获得。此外，需要说明的是，第n个预设行驶距离的油耗量的计算方法和第一个预设行驶距离的油耗量的计算方法相同，第n个预设行驶距离的电耗量的计算方法和第一个预设行驶距离的电耗量的计算方法相同，在此不再赘述。

进一步地，在本实施例中，该混合动力汽车续驶里程计算方法还包括：在行驶第n个预设行驶距离后又行驶了Δt时间后剩余总续驶里程为RTE_an(Δt)，

RTE_an(Δt)＝RTE_al-n+Δt/T_a

T_a为仪表显示更新率，具体地，

T_a＝A-B×F_r

其中，F_r为显示相对误差率，A和B均为常量，R₁为瞬态续驶里程值，R₂为仪表显示续驶里程值。R₁可在整车控制器内计算得到，R₂可通过采集仪表盘的显示值得到。上述A和B均可通过多次试验得到。通过引入显示相对误差率，使得仪表的显示更有效且不跳变。

以预设行驶距离S为100m为例具体说明该混合动力汽车续驶里程计算过程：

在第一个100m内：

获取当前用于计算剩余总续驶里程的剩余油量J_L；

获取上个驾驶区间内的平均油耗FC_L；

计算在第一个100m内，剩余油耗续驶里程为J_L/FC_L；

获取动力电池组的起始能量E_bat；

获取动力电池组的可用能量最小值E_left；

获取上个驾驶区间内的平均电耗EC_L；

计算在第一个100m内，剩余电耗续驶里程为(η_e×(E_bat-E_left))/EC_L；

计算在第一个100m内，剩余总续驶里程为：

J_L/FC_L+(η_e×(E_bat-E_left))/EC_L；

在第一个100m后：

计算第一个100m内的总耗油量∑ΔFC₁；

计算第一个100m内的平均油耗FC₁；

以第一个100m的平均油耗推算第一个100m后剩余的油耗续驶里程为J_L/FC₁；

计算第一个100m内的总耗电量∑ΔEC₁；

计算第一个100m内的平均电耗EC₁；

以第一个100m内的平均电耗推算第一个100m后剩余的电耗续驶里程为

(η_e×(E_bat-E_left))/EC₁

计算在第一个100m后，剩余总续驶里程为：

J_L/FC₁+(η_e×(E_bat-E_left))/EC₁

在第n个100m后，n大于等于2：

计算第n个100m的平均油耗F_Cn；

计算n个100m后的油耗续驶里程J_L/FC_n；

计算第n个100m的平均电耗EC_n；

计算n个100m后的电耗续驶里程：

(η_e×(E_bat-E_left))/EC_n

计算在第n个100m后，剩余总续驶里程为：

J_L/FC_n+(η_e×(E_bat-E_left))/EC_n

计算在第n个100m后又行驶了Δt时间后的剩余总续驶里程为：

J_L/FC_n+(η_e×(E_bat-E_left))/EC_n+Δt/T_a

综上，本实施例提供的混合动力汽车的续驶里程计算方法，考虑了平均油耗、平均电耗、动力电池组的可用能量的最小值、电池寿命衰减系数、功率比影响因子、油箱油量逐渐消耗的变化系数、显示相对误差率及显示更新率，相比现有技术，能够真实、可靠的计算出在剩余油量和电量下的续驶里程，便于用户直观地认识混合动力汽车可行驶的里程状态。

本实施例还提供一种混合动力汽车，采用上述混合动力汽车的续驶里程计算方法计算续驶里程。具体地，如图1所示，该混合动力汽车包括发动机1、驱动电机2、动力电池组3、连接于发动机1的发动机控制器4，连接于驱动电机2的电机控制器5，连接于动力电池组3的电池管理系统6及整车控制器7，整车控制器7连接于发动机控制器4、电机控制器5及电池管理系统6。

可以通过发动机控制器来进行上述计算过程，但是要增加电量消耗，且需要采集较多的信号，会造成发动机控制器工作负荷加大，而整车控制器的协同判断和计算较为全面，整车控制器接收发动机控制器、电池管理系统和电机控制器的信号，通过综合计算以及判断，将最终计算结果发送至仪表系统，并经仪表进行显示，因此通过整车控制器计算混合动力汽车的续驶里程较为合适。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种混合动力汽车续驶里程计算方法，其特征在于，包括：在第一个预设行驶距离S内，剩余总续驶里程RTE_al的计算公式为：

其中，FC_L为上一个驾驶区间内的平均油耗；J_L为当前用于计算剩余总续驶里程的剩余油量，J_L＝J_c-f_L×(R_s-J_c+X)，J_c为当前油箱内实际剩余的油量，R_s为油箱容量，f_L为油箱油量逐渐消耗的变化系数，X为常数，且f_L和X均为定值；η_e为电能消耗转化效率；E_bat为车辆启动时动力电池组的起始能量；EC_L为上一个驾驶区间内的平均电耗；E_left为动力电池组的可用能量的最小值，E_left＝f_b×E×f(SOH)，E为动力电池组的当前可用能量，f(SOH)为动力电池寿命衰减系数，f_b为换算系数且为定值；

还包括：在第n个预设行驶距离S后，剩余总续驶里程RTE_al-n的计算公式为：

其中，n≥1，FC_n为第n个预设行驶距离内的平均油耗，EC_n为第n个预设行驶距离内的平均电耗；

n＝1时，第一个预设距离的平均油耗FC₁的计算公式为：

∑ΔFC₁＝∑(ΔFC_y/K_y)+(ΔFC_y-1/K_y-1)+…+(ΔFC₁/K₁)

∑ΔFC₁为第一个预设行驶距离的总耗油量；ΔFC_y为第y段的油耗值；y表示为将预设行驶距离均分为y段，y≥1；K_y表示第y段内发动机和电机运行能量消耗功率比影响因子，K＝P_oil/(P_oil+P_bat)，P_oil为发动机运行能量消耗功率，P_bat为电机运行能量消耗功率。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车续驶里程计算方法，其特征在于，n＝1时，第一个预设距离的平均电耗EC₁的计算公式为：

∑ΔEC₁＝∑(ΔEC_y/(1-K_y))+(ΔEC_y-1/(1-K_y-1))+…+(ΔEC₁/(1-K₁))

∑ΔEC₁为第一个预设行驶距离的总耗电量；ΔEC_y为第y段的电耗值。

3.根据权利要求2所述的混合动力汽车续驶里程计算方法，其特征在于，n≥2时，第n个预设行驶距离的平均油耗FC_n计算公式为：

∑ΔFC_n为第n个预设行驶距离的油耗量；FC_n-1为第n-1个预设行驶距离的油耗量，f_c为影响因子且为定值。

4.根据权利要求3所述的混合动力汽车续驶里程计算方法，其特征在于，n≥2时，第n个预设行驶距离的平均油耗EC_n计算公式为：

∑ΔEC_n为第n个预设行驶距离的电耗量；EC_n-1为第n-1个预设行驶距离的油耗量。

5.根据权利要求1所述的混合动力汽车续驶里程计算方法，其特征在于，所述混合动力汽车续驶里程计算方法还包括：在行驶第n个预设行驶距离后又行驶了Δt时间后剩余总续驶里程RTE_an(Δt)的计算公式为：

RTE_an(Δt)＝RTE_al-n+Δt/T_a

T_a为仪表显示更新率。

6.根据权利要求5所述的混合动力汽车续驶里程计算方法，其特征在于，

T_a＝A-B×F_r

F_r为显示相对误差率，A和B均为常量，R₁为瞬态续驶里程值，R₂为仪表显示续驶里程值。

7.根据权利要求1所述的混合动力汽车续驶里程计算方法，其特征在于，所述预设行驶距离S为100m。

8.一种混合动力汽车，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的混合动力汽车续驶里程计算方法计算续驶里程。

9.根据权利要求8所述的混合动力汽车，其特征在于，所述混合动力汽车包括发动机(1)、驱动电机(2)、动力电池组(3)、连接于所述发动机(1)的发动机控制器(4)、连接于所述驱动电机(2)的电机控制器(5)、连接于所述动力电池组(3)的电池管理系统(6)及整车控制器(7)，所述整车控制器(7)连接于所述发动机控制器(4)、所述电机控制器(5)及所述电池管理系统(6)。

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