純電動汽車儀表顯示續駛里程策略研究

王慧宇，鐘日敏，黃祖朋

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

引言

目前，電動汽車已成為全球汽車行業的發展趨勢，在中國國內尤其亮眼。2017年以來，中國政府加大了環境保護的力度，大力推廣新能源汽車，不僅出臺了“雙積分政策”，也在考慮制定禁售燃油車的時間表。這一系列舉措助推中國成為了全球最大、發展最快的電動汽車市場[1]。

電動車產銷量持續火爆使得消費者對電動汽車越來越關注，尤其是電動汽車的續駛里程[1]。對于目前已經上市銷售的電動汽車，其公布的續駛里程基本是基于實驗室數據得到的，與用戶用車過程中實際的續駛里程有較大偏差。這種偏差會對用戶用車體驗造成一定的影響，如果偏差太大甚至還會導致用戶抱怨。

用戶在實際用車過程中主要根據儀表顯示的剩余續駛里程來判斷的車輛剩余續駛里程。因此，研究如何最大限度地降低儀表顯示剩余續駛里程與車輛實際續駛里程的差值十分必要。

1 影響因素分析

1.1 儀表顯示剩余續駛里程影響因素分析

電動車的儀表顯示剩余續駛里程主要受滿電里程值和電池包剩余電量影響。滿電里程值是按照GB/T 18386規定的續駛里程試驗方法進行NEDC循環測試得出的試驗數據，有一定的可靠性。

1.2 車輛實際續駛里程影響因素分析

目前對純電動汽車續駛里程影響比較大的因素有：電池包電量、電池包充放電特性、環境溫度、行車工況、高壓用電器使用情況等。其中，環境溫度主要通過影響電池包充放電特性來間接影響車輛實際續駛里程。

1.3 偏差影響因素分析

經過上面的分析對比，可以看出車輛實際續駛里程影響因素比儀表顯示剩余續駛里程影響因素多了電池包充放電特性、環境溫度以及高壓用電器使用情況這幾項。這些新增因素會導致兩者之間不可避免地存在偏差。因此，將環境溫度因素考慮進儀表顯示策略的設計當中，可以使儀表顯示剩余續駛里程更加靈活精確，提升用戶用車體驗。

2 考慮環境溫度因素的儀表顯示策略

Sato 等人[2]的研究表明，當電池溫度高于 50 ℃時，放電效率和使用壽命都會有較大的衰減。Pesaran 等人［3］提出電池的最佳工作溫度范圍是 25 ℃～40 ℃，當電池溫度低于 0 ℃時，放電過程比較困難。由此可知，環境溫度主要通過影響電池充放電特性來間接影響車輛實際續駛里程。

事實上，電池包容量保持率這一參量已經考慮了環境溫度對于電池包充放電特性的影響，因此，在開發計算儀表顯示剩余續駛里程的程序時只需加入對電池容量保持率的考量即可。儀表顯示里程在滿電時應不區分電池包溫度，只按滿里程顯示。為防止里程隨溫升突增，可以取上一時刻值作為儀表顯示值。具體計算公式如下：

式中，D為儀表顯示剩余續駛里程；Dmax為滿電續駛里程值，由續駛里程實驗數據得出；Q為電池包SOC系數，隨電池包SOC增大而增大，最大為1；K為電池容量保持率，在不同電池包電量和溫度下有不同。如下圖1和圖2所示，電池包SOC系數和容量保持率可結合整車SOC及不同環境溫度進行試驗標定得出。

圖1 某款電池包的SOC系數MAP圖

圖2 某款電池包的電池容量保持率MAP圖

3 測試工況

使用某款純電動車進行城市道路工況模擬測試，均速在50 km/h～60 km/h，最高車速不超過70 km/h且時間較短，每降低5%SOC后停車加速。

4 測試結果

4.1 考慮環境溫度策略的測試結果

根據測試工況得出數據如表1所示。

表1 某純電動車考慮環境溫度策略的城市路況模擬

據測試結果發現，每5%SOC變化里程顯示差值與實際行駛里程相差不超過7 km，且里程顯示變化值與實際行駛里程差值穩定（表1）。

4.2 無本文策略測試結果

根據測試結果發現，高SOC下里程顯示差值與實際行駛里程的差值較大，低SOC時實際行駛里程比里程顯示差值大（表2）。

表2 某純電動車未考慮環境溫度策略的城市路況模擬

4.3 總結分析

對比以上試驗結果可知：未考慮環境溫度因素下實際儀表顯示續駛里程變化值與實際行駛里程對應關系不準確且不穩定，波動較大；考慮了環境溫度，可明顯降低儀表顯示剩余續駛里程與車輛實際續駛里程的偏差，效果良好。

5 結論

本文考慮了環境溫度因素對車輛實際里程的影響，將其引入到了儀表顯示續駛里程的測試設計當中。試驗結果表明，采用本文策略可有效地提升儀表顯示的精確度，提升用戶體驗。