[發(fā)明專利]基于綜合變量的汽車能耗率估計(jì)設(shè)備和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310151722.2
• 申請(qǐng)日: 2013-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN104118328B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘征;李曼;胡衛(wèi)松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日電（中國）有限公司
• 主分類號(hào): B60L3/00
• 分類號(hào): B60L3/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 閆曄

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及汽車領(lǐng)域，具體涉及一種用于估計(jì)汽車的能耗率的設(shè)備和方法。

背景技術(shù)

隨著燃油車造成的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，電動(dòng)車以其零污染、低噪音、高能效比、易維護(hù)等特點(diǎn)受到了越來越多的關(guān)注。但是，由于電池容量有限，電動(dòng)車的路徑規(guī)劃、行駛范圍估計(jì)等應(yīng)用都受到剩余電量的限制。在電動(dòng)車的行駛過程中，駕駛員希望能隨時(shí)了解剩余電量的情況。

電動(dòng)汽車在行駛過程中的能量消耗是由能量消耗率和行駛時(shí)間決定的。同時(shí)，電動(dòng)汽車的能量消耗率常常受到相關(guān)參數(shù)的影響而發(fā)生變化，如行駛速度、加減速狀態(tài)、道路坡度和空氣阻力等。基于電動(dòng)汽車的歷史行駛數(shù)據(jù)研究行駛參數(shù)與電動(dòng)汽車的能耗率之間的關(guān)系，可以幫助駕駛員及時(shí)了解并預(yù)測(cè)電動(dòng)汽車的電池狀態(tài)，從而提前做好出行規(guī)劃。

參考文獻(xiàn)1(CN102745201A，標(biāo)題為“一種電動(dòng)汽車剩余里程估算方法”)提出了一種估算電動(dòng)汽車剩余行駛里程的方法，基于電動(dòng)汽車的行駛數(shù)據(jù)估算電動(dòng)汽車每公里的能耗率。具體地，圖1示出了該方法的流程圖。

如圖1所示，參考文獻(xiàn)1中提出的方法10在步驟S110處開始。之后，在步驟S120，獲取車輛的歷史行駛數(shù)據(jù)，包括加速、減速信息、行駛速度和能量消耗。這些數(shù)據(jù)的采集頻率大多在一分鐘到五分鐘之間，屬于中觀數(shù)據(jù)。基于這些數(shù)據(jù)，可以計(jì)算得到每條道路的加減速頻率。

在步驟S130，基于歷史行駛數(shù)據(jù)來計(jì)算每條道路的平均速度。在步驟S140，基于加、減速頻率及平均速度，可以確定車輛所行駛的道路模式(包括城市模式、鄉(xiāng)村模式和高速模式)。

在步驟S150，基于速度和加、減速狀態(tài)，系統(tǒng)可以判斷車輛的操作模式(包括加速模式、減速模式、勻速模式和怠速模式)。在步驟S160，基于道路模式和操作模式對(duì)車輛的行駛數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。

在步驟S170，基于劃分出的行駛數(shù)據(jù)的不同類別，可以分別計(jì)算出在每類道路模式及操作模式下每公里的平均能量消耗(即每公里能耗率)。最后，方法10在步驟S180處結(jié)束。

然而，上述方法僅僅根據(jù)車輛的歷史中觀數(shù)據(jù)估算每公里能耗率，由于中觀數(shù)據(jù)的采集頻率較低，導(dǎo)致能耗率的估算精度不高。另外，該方法沒有考慮實(shí)際交通狀況、車輛重量、道路坡度和空氣阻力等對(duì)能耗率的影響。因此，該方法無法準(zhǔn)確地估計(jì)車輛在實(shí)際行駛環(huán)境下的能量消耗率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明將中觀數(shù)據(jù)和微觀數(shù)據(jù)相結(jié)合，以提高能耗率的估算精度。中觀數(shù)據(jù)是指采集頻率較低的數(shù)據(jù)(如每隔1分鐘或5分鐘采集一次的數(shù)據(jù))。目前的車輛行駛數(shù)據(jù)大多屬于中觀數(shù)據(jù)，如出租車的行駛數(shù)據(jù)。中觀數(shù)據(jù)容易得到，數(shù)據(jù)量大，可以反映道路的整體情況，但不夠精確。微觀數(shù)據(jù)是指采集頻率較高的數(shù)據(jù)(如每隔1秒或0.1秒采集一次的數(shù)據(jù))。微觀數(shù)據(jù)通常在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中得到，或者通過測(cè)試車得到。微觀數(shù)據(jù)精度高，但不易采集，數(shù)據(jù)量小。

本發(fā)明選擇與能量消耗具有較強(qiáng)相關(guān)性的綜合變量，并基于車輛的微觀行駛數(shù)據(jù)建立了綜合變量與能量消耗的關(guān)系模型。然后，基于中觀行駛數(shù)據(jù)計(jì)算綜合變量在不同道路等級(jí)上的分布情況。最后，可計(jì)算出車輛在不同等級(jí)道路上的能量消耗率。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于估計(jì)汽車的能耗率的設(shè)備，包括：歷史數(shù)據(jù)獲取單元，被配置為：獲取歷史微觀行駛數(shù)據(jù)和歷史中觀行駛數(shù)據(jù)；歷史數(shù)據(jù)歸類單元，被配置為：將歷史微觀行駛數(shù)據(jù)和歷史中觀行駛數(shù)據(jù)按照等級(jí)分別進(jìn)行歸類；以及能耗率計(jì)算單元，被配置為：基于歷史微觀行駛數(shù)據(jù)和歷史中觀行駛數(shù)據(jù)，采用與能耗相關(guān)的綜合變量來計(jì)算每一個(gè)等級(jí)的能耗率。

優(yōu)選地，所述歷史微觀行駛數(shù)據(jù)包括每個(gè)微觀時(shí)間片段的加速度和速度數(shù)據(jù)，所述歷史中觀行駛數(shù)據(jù)包括每個(gè)中觀時(shí)間片段的加速度和速度數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述等級(jí)包括道路等級(jí)或區(qū)域等級(jí)。

優(yōu)選地，所述能耗率計(jì)算單元包括：綜合變量計(jì)算子單元，被配置為：針對(duì)每一個(gè)等級(jí)，計(jì)算每一個(gè)微觀時(shí)間片段的微觀綜合變量和每一個(gè)中觀時(shí)間片段的中觀綜合變量；綜合變量劃分子單元，被配置為：將微觀綜合變量和中觀綜合變量按照各自的數(shù)值劃分到相應(yīng)的區(qū)間中；第一計(jì)算子單元，被配置為：計(jì)算各個(gè)區(qū)間中的微觀能量消耗的平均值和中觀綜合變量的數(shù)量百分比；以及第二計(jì)算子單元，被配置為：基于各個(gè)區(qū)間中的微觀能量消耗的平均值和中觀綜合變量的數(shù)量百分比，計(jì)算每一個(gè)等級(jí)的能耗率。

優(yōu)選地，所述與能耗相關(guān)的綜合變量包括車輛比功率。