一种电动汽车的剩余里程预估方法

本发明属于电动汽车，具体的说是一种电动汽车的剩余里程预估方法。

背景技术：

1、电动汽车的续驶里程指：电动汽车从动力蓄电池全充满状态开始到标准规定的试验结束时所走的里程。电动汽车的剩余里程指：汽车在当前行驶情况下，保持现有驾驶方式还能行驶的里程。剩余里程计算的准确性问题是电动汽车最受关注的问题之一，这对提升用户体验、减轻里程焦虑起着重要作用，随着新能源汽车技术的发展，剩余里程的准确估计成为纯电动车辆的研究重点之一。

2、现有的电动汽车剩余里程估算方法大多是根据历史电耗和电池可用电量计算，或根据标准工况续航里程和电池soc(stateofcharge，电池荷电状态)来进行折算，而电动汽车在实际使用过程中，道路工况和环境条件在不断变化，整车行驶过程中的能量也会受道路工况、环境温度的影响，上述用于估算剩余里程的方法中无法综合考虑到上述因素，致使计算的续驶里程误差大，从而造成用户对于未来出行规划出现误判，导致汽车无法运行到终点。

技术实现思路

1、本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种电动汽车的剩余里程预估方法，以期能综合路况，环境以及电池因素整体分析，得到电动汽车电池消耗情况，并实现剩余里程的预测分析，从而能提高新能源汽车实际道路上针对目标地点的路径规划过程中的可续航里程估计的准确性，缓解驾驶员行驶过程中对能量消耗带来的里程焦虑问题。

2、本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

3、本发明一种电动汽车的剩余里程预估方法的特点在于，是按如下步骤进行：

4、步骤一、获取车辆的目的地，并根据gps获取的车辆当前位置，从而以延误最小为目标规划出m条路径；并对第m条路径进行路段分析，得到车辆在第m条路径中各路段的车速区间范围与加速度区间范围；

5、步骤二、综合车身数据、环境数据、交通数据，对分划的各路段片段的进行能耗分析，从而获得第m条路径的总能耗；

6、步骤三：根据电池寿命情况，获得电池能量转化率，再根据检测到的剩余电量，获得车辆在第m条路径上的可续航里程，以判断是否能到达目的地。

7、本发明所述的一种电动汽车的剩余里程预估方法的特点也在于，所述步骤一包括：

8、步骤1.1、以第m条路径上相邻两个交叉口为路段节点，从而将第m条路径划分为i个路段片段，将其中第i个路段片段记为(xm,i，ym,i)，其中，xm,i表示第i个路段片段的起点交叉口，ym,i表示第i个路段片段的终点交叉口；

9、步骤1.2、分析第i个路段片段(xm,i，ym,i)内的交通态势、道路类型和最高限速，从而估计第i个路段片段上车辆行驶的速度区间(vi,min，vi,max)；其中，vi,min表示第i个路段片段(xm,i，ym,i)上车辆行驶的速度最小值，vi,max表示第i个路段片段(xm,i，ym,i)上车辆行驶的速度最大值；

10、步骤1.3、根据速度区间(vi,min，vi,max)，利用能耗分析公式得到等速状态下第i个路段片段(xm,i，ym,i)的能量消耗区间(ei,min，ei,max)；其中，ei,min表示第i个路段片段(xm,i，ym,i)中的能量消耗最小值，ei,max表示第i个路段片段(xm,i，ym,i)中的能量消耗最大值；

11、步骤1.5、以第i个路段片段(xm,i，ym,i)对应的起点交叉口和终点交叉口作为速度变化节点，分析第i个路段片段(xm,i，ym,i)内的交通态势、道路类型和驾驶员行为特征，从而估计第i个路段片段(xm,i，ym,i)对应的起点交叉口xm,i的加速度区间(ai,min，ai,max)以及加速阶段的能量消耗区间(wi,min，wi,max)、第i个路段片段(xm,i，ym,i)对应的终点交叉口ym,i的减速阶段的能量回收区间(ei,min，ei,max)；其中，ai,min表示第i个路段片段(xm,i，ym,i)中的加速度最小值，ai,max表示第i个路段片段(xm,i，ym,i)中的加速度最大值，wi,min表示第i个路段片段(xm,i，ym,i)中的能量消耗最小值，wi,max表示第i个路段片段(xm,i，ym,i)中的能量消耗最大值，ei,min表示第i个路段片段(xm,i，ym,i)中的能量回收最小值，ei,max表示第i个路段片段(xm,i，ym,i)中的能量回收最大值。

12、所述步骤二包括：

13、步骤2.1、利用式(1)计算车辆在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上行驶的损失功率ft,m,i：

14、

15、式(1)中，ml表示车辆载荷质量，fm,i表示车辆在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的滚动阻力系数，αm,i表示车辆在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的道路坡道角，cd表示空气阻力系数；a表示车辆迎风面积，δ表示传动系的旋转惯量系数，vm,i表示车辆在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的速度，am,i表示车辆在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的加速度；

16、步骤2.2、通过电机效率计算车辆行驶在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的电机损失功率，通过电池的电压、电流计算车辆行驶在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的电池消耗功率，通过动能转换系数计算车辆行驶在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的能量回收区间；

17、步骤2.3、利用api工具对第m条路径上的各路段片段进行交通态势分析，将各路段片段的拥堵情况按交通流状态分为畅通、轻微拥堵、中度拥堵和严重拥堵；

18、步骤2.4、根据车辆在加速，匀速，减速状态下行驶在各路段片段上的能量消耗区间(ei,min，ei,max)和能量回收区间(em,i,min，em,i,max)，得到各路段片段上预测的最终能量消耗区间；其中，em,i,min表示第i个路段片段上回收的能量最小值，em,i,max表示第i个路段片段上回收的能量最大值；

19、步骤2.5、计算车辆行驶在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上预测的能量消耗总和pm,i∈(em,i,min+wm,i,min-em,i,min,em,i,min+wm,i,min-em,i,min)。

20、所述步骤2.4是按如下步骤进行：

21、步骤2.4.1、利用式(2)计算车辆在匀速状态下行驶在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的发动机功率pm,i,1：

22、

23、式(2)中，pf,m,i表示车辆克服第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的滚动阻力所需的功率，pw,m,i表示车辆克服第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的空气阻力所需的功率，ph,m,i表示车辆克服第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的道路坡度所需的功率；

24、步骤2.4.2、利用式(3)计算车辆在加速状态下行驶在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上发动机克服加速阻力的功率pm,i,2：

25、

26、式(3)中，η表示车辆的传动系的机动效率；

27、步骤2.4.3、利用式(4)计算车辆在减速状态下行驶在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的能量回收功率pm,i,3：

28、

29、式(4)中，kγ表示车辆的能量回收系数；

30、步骤2.4.4、利用式(5)计算车辆在减速状态下行驶在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的能量回收量em,i，从而得到车辆在减速状态下行驶在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的能量回收区间(em,i,min，em,i,max)；

31、em,i＝pm,i,3tm,i   (5)

32、式(5)中，tm,i表示车辆在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上行驶需要的时间。

33、所述步骤三包括：

34、步骤3.1、利用式(6)得到车辆行驶在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的理论输出功率pm,i,l与实际输出功率pm,i的关系式：

35、pm,i＝μ×τ×pm,i,l×tm,i   (6)

36、式(6)中，tm,i表示温度传感器检测到第i个路段片段(xm,i，ym,i)上的环境温度，μ表示温度对电池能量转化率的影响系数，τ表示电池寿命对电池能量影响系数；

37、步骤3.2、利用式(7)得到车辆行驶在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上电池的实际输出功率pu,m,i：

38、

39、步骤3.3、利用式(8)得到车辆在第i个路段片段(xm,i，ym,i)上行驶的电池实际能耗wm,i：

40、wm,i＝pu,m,itm,i   (8)

41、步骤3.4、利用式(9)得到车辆行驶在第m条路径上的电池实际能耗wm：

42、

43、步骤3.5、利用车辆soc系统得到车辆行驶在第m条路径上的电池当前剩余能量em；若em≥wm，表示车辆行驶在第m条路径上的可续航里程能到达目的地；若em<wm，表示当车辆行驶在第m条路径上的可续航里程无法到达目的地。

44、本发明一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

45、本发明一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述方法的步骤。

46、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

47、1、本发明充分结合正常道路行驶过程中可能的影响因素，综合能量分析的具有全面性，利用路况，环境，电池本身的参数与影响关系，相较于以往但参数的能量分析过程更加具有准确性。

48、2、本发明监测系统利用传感器精准监测实时信息，并利用智能纠正算法来实时更新数据库，调整历史数据，使得能量分析过程更具动态性，满足了突发状况发生时能量分析准确性。

49、3、本发明将分析过程微小化，对于路况信息的采集采用单位距离工况研究，从宏观态势角度分析个别车辆的行驶情况，使路况能量的分析结合整体性与个体性。