VCU学习笔记-剩余续航里程估计

baoshijie

前言

续航里程的估计VCU的重要功能之一，准确的剩余里程估计有利于驾驶员合理的调整驾驶策略，降低因缺电而抛锚的风险，减少驾驶员里程焦虑。

续航里程估计的准确度也曾作为EV-TEST评价中的续航评价指标之一，对评价方法有兴趣的铁子们可以自己去EV-TEST的管理细则。



剩余续航里程的估算逻辑

通常通过采集电池包端电压、电池包输出电流、SOC、车速、DCDC功率、空调功率等信息，估算电池剩余能量和行驶周期的平均能耗，进而计算车辆的剩余续航里程。

计算续航里程时，通常进行以下处理：

【1】对过去一段行驶距离下(通常为10km)的行驶信息进行收集（包括行车能量消耗、附件能量消耗等）

【2】根据获得的行车能量消耗、附件能量消耗等计算平均电耗，然后根据剩余电池电量计算续航里程。

【3】为避免续航里程跳变影响驾驶员体验，需要对其进行滤波处理，对里程数据的变化步长进行限制后再发给仪表进行显示。

剩余续航里程的计算说明

在行驶模式下，续航里程通过电池包剩余能量除以平均电耗获得。

平均电耗通常基于过去一段行驶距离下(这里取10km)的能耗来进行表征。影响车辆能耗的因素众多，除正常驱动能耗外，还存在空调等高压系统能耗、车辆控制器及车身电器能耗等。在夏季或冬季时，空调（包含压缩机及PTC）能耗占比高达15~20%。低压负载虽然功率小，但长时间积累对电动车百公里能耗也有较大影响，特别是随着智能化的发展，车身集成了许多传感器及通信器件，其能耗亦不容小觑。

为保证估算精度，计算续航里程时应将驱动能耗与非驱动能耗分开计算，则续航里程计算可如下所示：

计算用于驱动的能耗

具体方法如下：

【1】提取过去10km的时间历程t，

【2】VCU通过监测电池母线电压、电流，计算过去10km整车总能耗E1

【3】VCU通过监测空调实际功率P1、PTC的实际功率P2，计算过去10km空调系统总能耗E2

【4】VCU通过监测DCDC的实际功率P3，计算过去10km低压附件的总能耗E3

【5】计算过去10km用于行车消耗的能量E4，E4=E1-E2-E3

计算电池用于驱动的剩余电量

计算得到10km平均行车能耗后，需要进一步获得电池剩余电量中用于驱动的能量，这里我们通过驱动功率与总功率比进行估算：

【1】计算过去10km平均行车功率P4，P4=E4/t

【2】计算当前系统总功率P5，P5=P1+P2+P3+P4，（注意，这里除了P4是通过过去10km计算的平均行车功率，其他均为当前时刻值）

【3】计算电池剩余电量Erest（剩余能量根据电池包最大电量与电池当前SOC计算得出。为保证估算的准确性，通常需要输入电池包最大电量关于温度的变化曲线，VCU根据电池温度对剩余电量进行修正）。

【4】估算剩余用于驱动车辆的电池能量E2，E2=Erest*P4/P5

计算剩余续航里程

得到剩余驱动总能量及平均驱动能耗后，即可计算剩余续航里程：

【1】计算剩余续航里程R，R=10*E2/E4

【2】将计算的到的R值进行滤波处理，处理方式如下：

◆行驶过程中，车辆每行驶1km续航里程刷新一次，里程减少步长应＜3km（标定量），里程增加步长应小于1km（标定量）；

◆车辆开启空调或PTC后，续航里程应下降，且根据挡位应呈现不同的变化梯度。

◆停车状态下开启空调，续航里程每1min刷新一次

◆当SOC低于25%时，估算时应采用保守策略

◆估计续航里程低于30km时，不进行显示，提示驾驶员尽快充电时

车辆百公里能耗计算

VCU根据车辆行驶10Km平均能耗计算车辆百公里能耗：w= （E1/10）·100

当车辆行驶不足10Km但大于1km时，VCU根据行驶里程下的平均消耗计算百公里能耗：w= （E1/N）·100

当行驶不足1Km时候，VCU输出标定量。

结语

本文简单介绍了VCU模块中续航里程估计策略的计算逻辑，有兴趣的铁子可以适当瞅一瞅解解闷。

脑瓜子疼，不写了，躺平了，你们继续努力。