纯电动汽车仪表显示续驶里程策略研究

王慧宇，钟日敏，黄祖朋

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州 545007）

引言

目前，电动汽车已成为全球汽车行业的发展趋势，在中国国内尤其亮眼。2017年以来，中国政府加大了环境保护的力度，大力推广新能源汽车，不仅出台了“双积分政策”，也在考虑制定禁售燃油车的时间表。这一系列举措助推中国成为了全球最大、发展最快的电动汽车市场[1]。

电动车产销量持续火爆使得消费者对电动汽车越来越关注，尤其是电动汽车的续驶里程[1]。对于目前已经上市销售的电动汽车，其公布的续驶里程基本是基于实验室数据得到的，与用户用车过程中实际的续驶里程有较大偏差。这种偏差会对用户用车体验造成一定的影响，如果偏差太大甚至还会导致用户抱怨。

用户在实际用车过程中主要根据仪表显示的剩余续驶里程来判断的车辆剩余续驶里程。因此，研究如何最大限度地降低仪表显示剩余续驶里程与车辆实际续驶里程的差值十分必要。

1 影响因素分析

1.1 仪表显示剩余续驶里程影响因素分析

电动车的仪表显示剩余续驶里程主要受满电里程值和电池包剩余电量影响。满电里程值是按照GB/T 18386规定的续驶里程试验方法进行NEDC循环测试得出的试验数据，有一定的可靠性。

1.2 车辆实际续驶里程影响因素分析

目前对纯电动汽车续驶里程影响比较大的因素有：电池包电量、电池包充放电特性、环境温度、行车工况、高压用电器使用情况等。其中，环境温度主要通过影响电池包充放电特性来间接影响车辆实际续驶里程。

1.3 偏差影响因素分析

经过上面的分析对比，可以看出车辆实际续驶里程影响因素比仪表显示剩余续驶里程影响因素多了电池包充放电特性、环境温度以及高压用电器使用情况这几项。这些新增因素会导致两者之间不可避免地存在偏差。因此，将环境温度因素考虑进仪表显示策略的设计当中，可以使仪表显示剩余续驶里程更加灵活精确，提升用户用车体验。

2 考虑环境温度因素的仪表显示策略

Sato 等人[2]的研究表明，当电池温度高于 50 ℃时，放电效率和使用寿命都会有较大的衰减。Pesaran 等人［3］提出电池的最佳工作温度范围是 25 ℃～40 ℃，当电池温度低于 0 ℃时，放电过程比较困难。由此可知，环境温度主要通过影响电池充放电特性来间接影响车辆实际续驶里程。

事实上，电池包容量保持率这一参量已经考虑了环境温度对于电池包充放电特性的影响，因此，在开发计算仪表显示剩余续驶里程的程序时只需加入对电池容量保持率的考量即可。仪表显示里程在满电时应不区分电池包温度，只按满里程显示。为防止里程随温升突增，可以取上一时刻值作为仪表显示值。具体计算公式如下：

式中，D为仪表显示剩余续驶里程；Dmax为满电续驶里程值，由续驶里程实验数据得出；Q为电池包SOC系数，随电池包SOC增大而增大，最大为1；K为电池容量保持率，在不同电池包电量和温度下有不同。如下图1和图2所示，电池包SOC系数和容量保持率可结合整车SOC及不同环境温度进行试验标定得出。

图1 某款电池包的SOC系数MAP图

图2 某款电池包的电池容量保持率MAP图

3 测试工况

使用某款纯电动车进行城市道路工况模拟测试，均速在50 km/h～60 km/h，最高车速不超过70 km/h且时间较短，每降低5%SOC后停车加速。

4 测试结果

4.1 考虑环境温度策略的测试结果

根据测试工况得出数据如表1所示。

表1 某纯电动车考虑环境温度策略的城市路况模拟

据测试结果发现，每5%SOC变化里程显示差值与实际行驶里程相差不超过7 km，且里程显示变化值与实际行驶里程差值稳定（表1）。

4.2 无本文策略测试结果

根据测试结果发现，高SOC下里程显示差值与实际行驶里程的差值较大，低SOC时实际行驶里程比里程显示差值大（表2）。

表2 某纯电动车未考虑环境温度策略的城市路况模拟

4.3 总结分析

对比以上试验结果可知：未考虑环境温度因素下实际仪表显示续驶里程变化值与实际行驶里程对应关系不准确且不稳定，波动较大；考虑了环境温度，可明显降低仪表显示剩余续驶里程与车辆实际续驶里程的偏差，效果良好。

5 结论

本文考虑了环境温度因素对车辆实际里程的影响，将其引入到了仪表显示续驶里程的测试设计当中。试验结果表明，采用本文策略可有效地提升仪表显示的精确度，提升用户体验。