用于預(yù)測(cè)電動(dòng)車輛能量消耗的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 示例性實(shí)施例總體上涉及一種用于預(yù)測(cè)電動(dòng)車輛能量消耗的方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 電動(dòng)車輛作為環(huán)保、燃料經(jīng)濟(jì)性的交通工具而受到歡迎。在混合動(dòng)力電動(dòng)車輛車 輛（HEV)的情形下，依賴燃料與電力的混合而運(yùn)轉(zhuǎn)；在電池電動(dòng)車輛（BEV)的情形下，完全 依賴電力而運(yùn)轉(zhuǎn)；這些車輛提供傳統(tǒng)的汽油驅(qū)動(dòng)車輛的替代物。通常，可以在家庭電源插座 處對(duì)這些車輛充電。在其他情形下，可以在遠(yuǎn)程電站（這些電站相當(dāng)于傳統(tǒng)的加油站）對(duì) 這些車輛充電。
[0003] 目前，僅存在有限數(shù)量的適用于對(duì)電動(dòng)車輛（EV)充電的遠(yuǎn)程電站。隨著道路上的 EV的數(shù)量的增大，預(yù)期電站的數(shù)量也增大。然而，由于目前電站的數(shù)量受到限制，所以在偏 遠(yuǎn)位置處，駕駛者需要更加關(guān)注電力的耗盡。了解在駕駛期間將會(huì)消耗多少電力可以幫助 駕駛者確保避免無電狀態(tài)。
[0004] 第5, 487, 002號(hào)美國專利總體上涉及這樣一種能量管理控制系統(tǒng)：采用傳感器來 監(jiān)測(cè)各種車輛系統(tǒng)的能量消耗，并且基于標(biāo)準(zhǔn)或所存儲(chǔ)的駕駛數(shù)據(jù)而提供用于里程計(jì)算的 能量消耗預(yù)測(cè)。與能量管理系統(tǒng)協(xié)作的導(dǎo)航系統(tǒng)基于能量消耗考慮而進(jìn)行路線計(jì)劃，并針 對(duì)能量不足狀況而提供可替換的路線。系統(tǒng)中具有相關(guān)聯(lián)的顯示器的控制器向車輛駕駛者 提供關(guān)于系統(tǒng)狀態(tài)的信息，并且針對(duì)提高能量效率來控制各種車輛系統(tǒng)。
[0005] 第2010/0138142號(hào)美國專利公告總體上涉及嵌入到包括各種輸入的車輛中的系 統(tǒng)。所述輸入可包括一個(gè)硬編碼數(shù)據(jù)、來自車輛上的傳感器的數(shù)據(jù)、來自外部傳感器的數(shù) 據(jù)、用戶編碼的數(shù)據(jù)、從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫接收的數(shù)據(jù)、從廣播數(shù)據(jù)流接收的數(shù)據(jù)或者在車輛的使 用期間已經(jīng)累計(jì)的數(shù)據(jù)。所述輸入提供關(guān)于車輛速度、電動(dòng)機(jī)rpm、電動(dòng)機(jī)扭矩、電池電壓、 電池電流和電池荷電水平等的信息。所述嵌入的系統(tǒng)還包括處理器單元，處理器單元用于 從多個(gè)輸入接收信息并至少計(jì)算預(yù)期的車輛里程。由處理器單元完成的任何計(jì)算的結(jié)果被 提供作為顯示單元的輸出，接著顯示單元向用戶顯示信息。
[0006] 第2011/0270486號(hào)美國專利公告總體上涉及用于模擬車輛能量使用的系統(tǒng)、方 法和計(jì)算機(jī)程序。所述系統(tǒng)包括服務(wù)器，能量建模工具鏈接到服務(wù)器并產(chǎn)生能量消耗數(shù)據(jù)， 所述能量消耗數(shù)據(jù)提供正在研宄的車輛的能量消耗函數(shù)。數(shù)據(jù)記錄工具被鏈接以測(cè)試車 輛，并從真實(shí)世界駕駛狀況采集駕駛循環(huán)數(shù)據(jù)。接著，數(shù)據(jù)記錄工具通過網(wǎng)絡(luò)將駕駛循環(huán)數(shù) 據(jù)傳送至服務(wù)器。車隊(duì)管理工具（fleet management tool)也鏈接到服務(wù)器，并且將能量 消耗數(shù)據(jù)與駕駛循環(huán)數(shù)據(jù)結(jié)合，以估計(jì)研宄中的車輛的能量使用。
[0007] 第2010/0280700號(hào)美國專利公告總體上涉及平衡共享的車輛系統(tǒng)中的車輛資源 負(fù)荷。設(shè)置中央家庭站并分配給許多車輛。許多日間站關(guān)聯(lián)到中央家庭站，以利于對(duì)接并 對(duì)車輛重新供能。由分配用戶利用從中央家庭站開始到日間站終止的行程通過操作將車輛 分配至日間站中的一個(gè)或者更多個(gè)。根據(jù)在各個(gè)有限的期限結(jié)束時(shí)車輛要返回到日間站的 需求，由日間用戶在日間站設(shè)置供有限的期限使用的車輛。在有限的期限使用屆滿時(shí)，由分 配用戶利用從日間站開始到中央家庭站終止的行程經(jīng)由操作將車輛返回到中央家庭站。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 在第一示例性實(shí)施例中，一種用于預(yù)測(cè)電動(dòng)車輛能量消耗的系統(tǒng)包括一個(gè)或更多 個(gè)處理器，所述一個(gè)或更多個(gè)處理器被配置為：接收路線，并接收動(dòng)力使用影響變量。處理 器還被配置為：將路線分為多個(gè)路段。處理器被配置為：對(duì)于每個(gè)路段，基于所接收的變 量，查找預(yù)定的動(dòng)力使用估計(jì)值。所述預(yù)定的動(dòng)力使用估計(jì)值基于對(duì)應(yīng)于具有近似值的相 同變量而接收的眾包數(shù)據(jù)（crowd-sourced data)被預(yù)先確定和更新。另外，處理器被配置 為：基于累計(jì)的每個(gè)路段的動(dòng)力使用估計(jì)值，對(duì)整個(gè)路線呈現(xiàn)總的估計(jì)的動(dòng)力使用。
[0009] 所述動(dòng)力使用影響變量包括車輛重量估計(jì)值。
[0010] 所述車輛重量估計(jì)值包括乘客重量估計(jì)值。
[0011] 所述動(dòng)力使用影響變量包括速度估計(jì)值。
[0012] 所述動(dòng)力使用影響變量包括車輛附件使用估計(jì)值。
[0013] 所述動(dòng)力使用影響變量包括道路坡度估計(jì)值。
[0014] 所述動(dòng)力使用影響變量包括加速度估計(jì)值。
[0015] 在第二示例性實(shí)施例中，一種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包括：接收路線，并接收動(dòng)力使用 影響變量。所述方法還可包括：經(jīng)由車輛關(guān)聯(lián)的計(jì)算系統(tǒng)（VACS)將路線分為多個(gè)路段。所 述方法還包括：對(duì)于每個(gè)路段，基于所接收的變量查找預(yù)定的動(dòng)力使用估計(jì)值。所述方法另 外包括：基于累計(jì)的每個(gè)路段的動(dòng)力使用估計(jì)值，對(duì)整個(gè)路線呈現(xiàn)總的估計(jì)的動(dòng)力使用。
[0016] -種計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包括：接收路線；接收動(dòng)力使用影響變量以及相應(yīng)的當(dāng)前 值和預(yù)測(cè)值；經(jīng)由車輛關(guān)聯(lián)的計(jì)算系統(tǒng)（VACS)將路線分為多個(gè)路段；對(duì)于每個(gè)路段，基于 所接收的變量而查找預(yù)定的動(dòng)力使用估計(jì)值，所述預(yù)定的動(dòng)力使用估計(jì)值基于對(duì)應(yīng)于具有 近似值的相同變量而接收的眾包數(shù)據(jù)被預(yù)先確定和更新；基于累計(jì)的每個(gè)路段的動(dòng)力使用 估計(jì)值而對(duì)整個(gè)路線呈現(xiàn)總的估計(jì)的動(dòng)力使用。
[0017] 所述動(dòng)力使用影響變量包括車輛重量估計(jì)值。
[0018] 所述車輛重量估計(jì)值包括乘客重量估計(jì)值。
[0019] 所述動(dòng)力使用影響變量包括速度估計(jì)值。
[0020] 所述動(dòng)力使用影響變量包括車輛附件使用估計(jì)值。
[0021] 所述動(dòng)力使用影響變量包括道路坡度估計(jì)值。
[0022] 所述動(dòng)力使用影響變量包括加速度估計(jì)值。在第三示例性實(shí)施例中，提供一種存 儲(chǔ)指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，在通過處理器執(zhí)行所述指令時(shí)，使得處理器執(zhí)行 一種方法，所述方法包括接收路線并接收動(dòng)力使用影響變量。所述方法包括接收動(dòng)力使用 影響變量以及相應(yīng)的當(dāng)前值和預(yù)測(cè)值。
[0023] 所述方法還包括：經(jīng)由車輛關(guān)聯(lián)的計(jì)算系統(tǒng)（VACS)將路線分為多個(gè)路段。所述方 法還包括：對(duì)于每個(gè)路段，基于所接收的變量，查找預(yù)定的動(dòng)力使用估計(jì)值。所述預(yù)定的動(dòng) 力使用估計(jì)值基于對(duì)應(yīng)于具有近似值的相同變量而接收的眾包數(shù)據(jù)被預(yù)先確定和更新。所 述方法另外包括：基于累計(jì)的每個(gè)路段的動(dòng)力使用估計(jì)值，對(duì)整個(gè)路線呈現(xiàn)總的估計(jì)的動(dòng) 力使用。
[0024] 所述動(dòng)力使用影響變量包括車輛重量估計(jì)值。
[0025] 所述動(dòng)力使用影響變量包括速度估計(jì)值。
[0026] 所述動(dòng)力使用影響變量包括車輛附件使用估計(jì)值。
[0027] 所述動(dòng)力使用影響變量包括道路坡度估計(jì)值。
[0028] 所述動(dòng)力使用影響變量包括加速度估計(jì)值。
【附圖說明】
[0029] 圖1示出了在固定間隔的網(wǎng)格和可變間隔的網(wǎng)格上的最大再生能量與最大加速 度的示例性的映射圖；
[0030] 圖2A和圖2B示出了用于能量消耗計(jì)算調(diào)整的示例性的處理；
[0031] 圖3示出了用于對(duì)路線進(jìn)行能量消耗計(jì)算的示例性的處理；
[0032] 圖4示出了用于對(duì)路線進(jìn)行能量消耗計(jì)算的調(diào)整的示例性的處理。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 根據(jù)需要，在此公開了本發(fā)明的具體實(shí)施例；然而，應(yīng)理解的是，所公開的實(shí)施例 僅為本發(fā)明的示例，本發(fā)明可以以多種和替代形式實(shí)施。附圖無需按比例繪制；可放大或縮 小一些特征以示出特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能性細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋 為限制，而僅為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式采用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0034] 利用建模工具，可以在車輛被用戶駕駛很早之前，模擬并觀測(cè)許多與實(shí)際駕駛狀 況相關(guān)的因素。這些建模工具也可以設(shè)置有實(shí)際的道路數(shù)據(jù)，以提高建模的準(zhǔn)確性，并且具 有相應(yīng)的信心可以在真實(shí)世界場(chǎng)景中使用來自所述工具的結(jié)果。
[0035] 在示例性實(shí)施例中，為了有能力來預(yù)測(cè)BEV中的可行駛里程（DTE)，可利用建模工 具預(yù)先計(jì)算燃料使用結(jié)果，并將所述結(jié)果記錄在下面所示的表格中。在示例性表格中，元素 代表以給定的速度、加速度、道路坡度、附件負(fù)荷以及車輛重量運(yùn)動(dòng)所需的功（以瓦特為單 位）。在該示例性模型中，車輛重量可以被簡(jiǎn)化，并假設(shè)每個(gè)乘客有固定重量（在該情形下 為150鎊）通過車輛中的乘客的數(shù)量而被參數(shù)化?？梢栽陔姵囟俗雍蛙囕喬幪峁┕?。前者 的值（即，電池端子處提供的功）可包括動(dòng)力傳動(dòng)系中的寄生損耗，但是在電池中不存在寄 生損耗。
[0036] 所述表格可以分解為針對(duì)特定的accLoad (附件負(fù)荷，以瓦特為單位）以及許多乘 客（如表中所示，第4列至7列分別對(duì)應(yīng)于1個(gè)乘客至4個(gè)乘客，第8列至11列分別對(duì)應(yīng) 于1個(gè)乘客至4個(gè)乘客）的單獨(dú)的二維子表格。在表格中，"batt_Whr"表示在電池端子處 提供的功，"whl_Whr"表示在車輪處提供的功。所述子表格還具有兩個(gè)另外的變量（道路 坡度與速度），在該模型中，道路坡度與速度是在駕駛循環(huán)期間變化的僅有的變量。所述子 表格還可被分解為由％坡度與車輛速度為維度的三次樣條曲面（cubic spline surface)。 通過建模而計(jì)算的值成為表格中的每個(gè)值的角節(jié)點(diǎn)（corner node)。接著，這些雙三次樣條 曲面可用于通過駕駛循環(huán)利用加速度與被組合為％坡度值的坡度（如第2列所示）來估計(jì) 動(dòng)力。
[0037]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種系統(tǒng)，包括： 一個(gè)或更多個(gè)處理器，被配置為： 接收路線； 接收動(dòng)力使用影響變量以及相應(yīng)的當(dāng)前值和預(yù)測(cè)值； 將路線分為多個(gè)路段； 對(duì)于每個(gè)路段，基于所接收的變量而查找預(yù)定的動(dòng)力使用估計(jì)值，所述預(yù)定的動(dòng)力使 用估計(jì)值基于對(duì)應(yīng)于具有近似值的相同變量而接收的眾包數(shù)據(jù)被預(yù)先確定和更新； 基于累計(jì)的每個(gè)路段的動(dòng)力使用估計(jì)值而對(duì)整個(gè)路線呈現(xiàn)總的估計(jì)的動(dòng)力使用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述動(dòng)力使用影響變量包括車輛重量估計(jì)值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述車輛重量估計(jì)值包括乘客重量估計(jì)值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述動(dòng)力使用影響變量包括速度估計(jì)值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述動(dòng)力使用影響變量包括車輛附件使用估計(jì) 值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述動(dòng)力使用影響變量包括道路坡度估計(jì)值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述動(dòng)力使用影響變量包括加速度估計(jì)值。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于預(yù)測(cè)電動(dòng)車輛能量消耗的方法和系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一個(gè)或更多個(gè)處理器，所述一個(gè)或更多個(gè)處理器被配置為：接收路線，并接收動(dòng)力使用影響變量。處理器還被配置為：將路線分為多個(gè)路段。處理器被配置為：對(duì)于每個(gè)路段，基于所接收的變量，查找預(yù)定的動(dòng)力使用估計(jì)值。另外，處理器被配置為：基于累計(jì)的每個(gè)路段的動(dòng)力使用估計(jì)值，對(duì)整個(gè)路線呈現(xiàn)總的估計(jì)的動(dòng)力使用。
【IPC分類】B60L15-00, B60W40-00
【公開號(hào)】CN104724120
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410742780
【發(fā)明人】西羅·安琪·索托, 蘇吉斯·瑞波路, 奧萊格·由里維奇·古斯京, 佩里·羅賓遜·麥克尼爾, 大衛(wèi)·瑞奇斯·伯瑞翰, 鄒伯玉, 馬克·約翰·詹寧斯, 孟巖
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月5日
【公告號(hào)】DE102014224758A1, US20150158397