专利名称：一种电动汽车续航里程管理系统及工作方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车整车管理系统技术领域，特别涉及一种电动汽车续航里程管理系统及工作方法。
背景技术：
纯电动汽车的驱动力采用电池供应，续航里程非常有限，极易由于电力耗尽而抛锚。同时由于电动汽车充电速度慢，给使用者带来了极大的不便。由于电动汽车本身储能有限，能量利用率很高，对于能量的消耗极为敏感，在堵车过程中使用的空调、取暖、汽车大灯、甚至汽车音响将损耗掉极大一部分电力，造成续航里 程的剧烈变化。这种不可预期的功率损耗变化使得驾驶者无所适从，无法放心出行。目前电动汽车续航里程评估，仍然停留在基于内燃机汽车的传统思路上。通常先估算一下车载电池的soc(荷电状态评估)，进而得到车辆储存电量的情况，然后根据平均车辆的能耗水平，粗略估算出剩余的行驶里程。这种方法对附件的功耗计算不够精确，只能计算出当前的剩余行驶里程，不能做出预测，无法应对城市复杂的路况，容易导致电力耗尽而使得汽车抛锚在路上，而且没有向司机提供充电站的位置信息，帮助驾驶者规划线路。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种电动汽车续航里程管理系统及工作方法，可有效避免传统的电动汽车因行驶里程计算不精确带来的电力耗尽而引发的车辆非故障抛锚现象。( 二 )技术方案为了解决上述问题，本发明一方面提供一种电动汽车续航里程管理系统包括获取模块，用于获取车辆位置信息、实际通行路况信息、平均车速数据、电池荷电的剩余电量和车辆各部件的功率损耗信息；确定模块，与所述获取模块相连，用于根据获取模块获取到的上述信息确定车辆续航的最大里程。进一步地，所述获取模块具体包括定位和路况采集模块，用于采集车辆位置信息和实际通行路况信息；行车数据模块，用于采集并存储若干组用户行车数据，每一组用户行车数据中存储以时间段-GPS坐标点为坐标的区间内的平均车速数据；电量获取模块，用于获取电池荷电的剩余电量；用电设备数据模块，用于存储车辆各部件不同状态下的功率损耗数据。进一步地，还包括数字地图，为所述定位和路况采集模块提供车辆位置信息和道路限速信息，接收确认模块的确认结果，用于导航车辆的行驶路线；
充电站数据模块，用于存储充电站的位置信息和充电参数，并将所述位置信息标识在所述数字地图上。另一方面，本发明还提供一种电动汽车续航里程的管理系统的工作方法，包括步骤步骤SI、查询是否能接收到GPS和网络信号，若能，则执行步骤S2 ；步骤S2、获取车辆位置信息、车辆行车速度、电池荷电的剩余电量和车辆各部件的功率损耗信息；步骤S3、根据接收到的上述信息确定车辆续航最大行驶里程。进一步地，所述获取车辆行车速度具体包括
步骤S21、读取当前时间所对应的以时间段-GPS坐标点为坐标的区间内存储的平均车速数据；步骤S22、获取当前路段的实际通行路况信息和道路限速信息，并将所述获取到的实际通行路况信息和道路限速信息与平均车速数据进行比较，取较小值作为当前时间和路段下的车辆行车速度。进一步地，步骤SI中，若接收不到GPS和网络信号，则获取车辆行车速度、电池荷电的剩余电量和车辆各部件的功率损耗信息；所述车辆行车速度为当前时间所对应的预先存储的同一时间段内无GPS坐标点的平均行车数据。进一步地，所述获取车辆各部件的功率损耗信息包括读取附件设备的用电总功率和根据车辆行车速度计算得出的动力电机耗电功率。进一步地,所述步骤S3具体包括根据公式(I)计算耗尽全部电能所需的时间t，E = tX (P1+P2)(I)其中，E为电池剩余总能量，Pl为当前状态下的附件设备在该状态下的用电总功率，P2为所得平均行车速度下的动力电机耗电功率；然后通过公式(2)计算车辆续航的最大行驶里程L，L = tXVl(2)其中Vl为车辆行车速度。进一步地,还包括步骤S4、询问用户是否输入目的地，若获取到用户所输入的目的地信息时，判断往返距离是否包含在可行驶的最大距离范围内，若包含在内，直接显示出行路线。进一步地，若往返距离不包含在可行驶的最大距离范围内，判断单程距离是否位于可行驶的最大距离范围内，若包含在内，则显示单程出行路线，同时显示前往充电站的路线，并提供充电后返回出发地的路线；若不包含在内，则提供充电站的路线，并提供通过接力充电到达目的地的可行路线。进一步地，若未获取到目的地信息时，分别显示单程可到达的最远范围和往返可到达的范围。进一步地，所述续航的最大里程包括往返最大里程和单程最大里程，所述单程最大里程模式下，需要根据充电站的位置，实时对单程最大里程进行校正。
进一步地，步骤S21中，若预先存储的以时间段-GPS坐标点为坐标的区内的平均车速数据为 单个数量时，则获取当前时间段内的不同路段状态下的行车速度，并计算平均车速数据。(三)有益效果本发明提供的电动汽车续航里程管理系统以及工作方法，借助无线网络，通过分析环境路况因素、车载系统的使用状况和车辆能量消耗等参数进行综合、动态地计算续航行驶的里程，最大程度地减小预测误差，可有效辅助使用者合理的规划行程，提高使用者的体验感；同时，科学地驾驶汽车，可充分发挥汽车的性能，增强安全驾驶系数。
图I为本发明电动汽车续航里程管理系统中行车数据模块存储模式；图2为本发明电动汽车续航里程管理系统示意图；图3为本发明电动汽车续航里程的管理系统的工作方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。如图1-2所示，本发明实施例电动汽车续航里程管理系统包括获取模板和确认模块4，该获取模块，用于获取车辆位置信息、实际通行路况信息、平均车速数据、电池荷电的剩余电量和车辆各部件的功率损耗信息。其中，获取模板包括定位和路况采集模块I、行车数据模块2、用电设备数据模块3、电量获取模块7、数字地图5和充电站数据模块6。该定位和路况采集模块I用于获取车辆位置信息，并实时采集实际通行路况信息。本实施例中，定位和路况采集模块采用GPS(Global Positioning System,全球定位系统)或AGPS (Assisted Global Positioning System,辅助全球定位系统)获取车辆当前的位置信息，并为采集行车数据模块提供位置参考，通过无线网络实时采集并更新交通部门发布的最新路况信息，本实施例中具体为道路的实际通行速度信息和数字地图中的道路限速信息，为后续计算车辆通过时的平均车速提供参考。定位和路况采集模块I将获取的信息发送至确定模块4。行车数据模块2，用于采集并存储若干组用户行车数据，各组数据以时间段划分，每一组包含由GPS坐标划分成若干单元，每一单元记录由四个GPS坐标所形成路段区域内的平均速度数据。参见图1，其中，时间段t为间隔I小时的任意时间段。由GPS坐标Al、A2、B1和B2组成一个正方形单元区域，记录该时间段下该区域内用户的多组车速，将其多组车速求平均值作为该时间段该区域内的平均车速数据a ;或者由GPS坐标A2、A3、B2和B3组成一个正方形单元区域，在该区域内记录多组车速，将其多组车速求平均值作为该时间段该区域内的平均车速数据b。若车辆处于具有GPS及网络信号的地方时，即可以采集到GPS信号和AGPS信号时，以时间段-GPS坐标点为坐标方式形成的路段区域内获取平均速度数据。若车辆处于不具有网络信号的状况时，行车数据模块2仅采集当前时间所对应的同一时间段内无GPS坐标点的平均行车数据。与具有网络信号的情况相比，该种情况下采集到的平均行车数据的精确性具有一定下降 。行车数据模块22将平均速度数据发送至确认模块4。本实施例中的时间段是按小时划分的时间间隔。以I小时为单位存储平均车速数据，来反映不同时间段交通的拥堵状况。用电设备数据模块3，用于采集车辆各部件不同负荷状态下的功率损耗，包括车辆中的附件和动力电机的功率损耗。通过CAN总线读取车辆上的各种传感器数据，可以判断出各种用电附件设备的负荷状态。而动力电机的功率损耗数据采用以两人载货30公斤的使用状态下为基本状态，并且分别记录在这个状态下，不同车速的能耗情况建立数据库。用电设备数据模块3将采集数据库中的功耗数据发送至确认模块4。本实施例的用电设备数据模块3定时更新车辆的功耗状态，并将获得的新的功耗数据发送至确认模块4，确认模块4根据新的数据来确认车辆续航的最大里程，所以，在车辆行驶过程中续航最大里程将不断被更新，并越来越精确。电量获取模块7，用于获取电池荷电的剩余电量，并将获取到的剩余电量信息发送至确认模块4。另外，该电动汽车续航里程管理系统数还包括数字地图5，为定位和路况采集模块I提供车辆位置信息和道路限速信息，接收确认模块4的确认结果，以标识出车辆在实际道路上可以到达的位置。其采用GPS导航用数字地图，用于导航车辆的行驶路线。充电站数据模块6，用于存储充电站的位置信息和充电参数，并将该位置信息标识在该数字地图5上。该充电参数主要指车辆充足电所需要的时间。该确定模块4，与获取模块相连，用于根据定位和路况采集模块I、行车数据模块2、用电设备数据模块3和电量获取模块7发送过来的信息确定车辆续航的最大里程。如图3所示，本发明实施例电动汽车续航里程的管理系统的工作方法，包括步骤步骤SI、查询是否能接收到GPS和AGPS网络信号，若能，则执行步骤S2。若搜索不到GPS或AGPS网络信号时，执行如下步骤获取车辆行车速度、电池荷电的剩余电量和车辆各部件的功率损耗信息。具体为只按照时间段方式获取预先存储的同一时间段内无GPS坐标点的平均行车数据。获取当前负荷状态下的附件设备用电总功率P1和所得平均车速数据下的动力电机耗电功率P2。其中设置E为电池剩余总能量，通过读取获得山表示第一个时间段时间间隔，设定每个时间段为I小时，P11表示第一个时间段附件用电总功率，可直接读取获得；P21表示第一个时间段内动力电机耗电功率，由于时间段的平均行车数据已知，则P21为已知量，那么，E1 = t! (P1^P21)7E1表示第一个时间段内的能量消耗，E2表示第二个时间段内能量消耗...En表示第N个时间段内的能量消耗。当车辆最终消耗完所剩下的剩余电量能量时，E-EEJE2+. ·· En]彡 0，即 E-Et1(P1JP21)+···+、(Pln+P2n)]彡 0，其中 η 取正数。则 t= (η-1)+ [E-Lt1(P1^P21)+. · · +V1 (P1(n-1)+P2(n-1))]]/tn(Pln+P2n)，则可计算出耗尽全部电能所需的时间t。然后通过公式L = IXVl+. . .+ΙΧν^+ -Οι-Ι)]^^则可计算出最大行驶里程,其中L为最大行驶里程，Vn为第η个时间段的平均行车速度。在该种情况下，续航里程将以数字的形式一直显示，用于提示使用者不要将电力耗尽，同时，车辆在正常行驶中，可用的续航里程数据将不断更新。步骤S2、获取车辆位置信息、车辆行车速度、电池荷电的剩余电量和车辆各部件的功率损耗信息。其中，通过在电池管理系统中读取SOC数据，得出当前电池的剩余量。其中，获取车辆行车速度具体包括步骤S21、读取当前时间所对应的以时间段-GPS坐标点为坐标的区间内存储的平均车速数据。参考图1，时间段t为间隔I小时的任意时间段。由GPS坐标A1、A2、B1和B2组成一个正方形单元区域，记录该时间段下该区域内用户的多组车速，将其多组车速求平均值作为该时间段该区域内的平均车速数据a ;或者由GPS坐标A2、A3、B2和B3组成一个正方形单元区域，在该区域内记录多组车速，将其多组车速求平均值作为该时间段该区域内的平均车速数据b。步骤S22、获取当前路段的实际通行路况信息和道路限速信息，并将所述获取到的 实际通行路况信息和道路限速信息与平均车速数据进行比较，取较小值作为当前时间和路段下的车辆行车速度。若当前没有最新路况时，可根据数字地图中道路限速信息和平均车速数据进行比较，取较小值作为车辆行车速度。其中，获取车辆各部件的功率损耗信息包括读取附件设备的用电总功率和根据车辆行车速度计算得出的动力电机耗电功率。步骤S3、根据接收到的上述信息确定车辆续航最大行驶里程。通过下列公式计算最大行驶里程E = t X (P^P2) ；(I)L总=VXt;(2)式中L为可行驶的最大行驶里程，P1为附件设备耗电功率，P2为动力电机耗电功率，V为车辆行车速度，E为电池剩余总能量。由公式⑴和⑵可得出，E = L(P^P2)A, L取GPS坐标所划分的正方形单元区域的边长(为预先设定的已知常量)，即实际每个单元区域内的距离。通过沿着可能的目标方向所经过的单元区域逐一计算所耗能量。其中，设置P11为第一个单元区域内附件设备耗电功率，P21为第一个单元区域内动力电机耗电功率，P11由读取车辆的部件可知，由于该单元区域内的平均车速数据已知，因此，可得出P21,同理可推，设置Pln为第η个单元区域内附件设备耗电功率，P2n为第η个单元区域内动力电机耗电功率，公式L(Pln+P2n)/Vn表示第η个单元格内的能耗，其中，Vn表示第η个单元区域内平均车速数据。车辆最终消耗完所剩下的剩余电量能量时，E- [L (Pn+P21) /V1+. . . +L (Pln+P2n) /VJ 彡 0，其中 η 取正数，因此，L总=LX (n-D+UE-tUPn+Pd/Vi+.-.+UPuD+Pn))/Vn-J]/[L(Pln+P2n)/Vn]。对车辆的续航能力确认后，还包括步骤S4、询问用户是否输入目的地，若获取到用户所输入的目的地信息时，沿导航系统规划的线路进行计算，方法同上。判断往返距离是否包含在可行驶的最大距离范围内，若包含在内，直接显示出行路线；若往返距离不包含在可行驶的最大距离范围内，判断单程距离是否位于可行驶的最大距离范围内，若包含在内，则显示单程出行路线，同时显示前往充电站的路线；若不包含在内，则提供到达充电站的路线，帮助用户规划以接力充电方式到达目的地的路线。若未获取到目的地信息时，在数字地图上显示充电站的位置信息，并以可到达区域形式在数字地图显示单程可到达的最远范围和往返可到达的范围。在车辆行驶过程中，电动汽车续航里程管理系统不断计算当前电池剩余量，智能提供以最经济方式行驶所能达到的最大行驶距离。系统预先设定里程报警数值，当剩余续航行驶里程接近里程报警数值时，自动报警。本发明实施例中的续航的最大里程包括往返最大里程和单程最大里程，单程最大里程模式下，需要根据充电站的位置，实时对单程最大里程进行校正，以保证用户可以到达充电站获得返程所需电力。用户依靠住宅电源进行长时间慢速充电的情况因为随机性很大不考虑在内。本发明提供的电动汽车续航里程管理系统及确认方法，借助无线网络，通过分析环境路况因素、车载系统的使用状况和车辆能量消耗等参数进行综合、动态地计算续航行驶的里程，最大程度地减小预测误差，可有效辅助使用者合理的规划行程，提高使用者的体验感；同时，科学地驾驶汽车，可充分发挥汽车的性能，增强安全驾驶系数。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.一种电动汽车续航里程管理系统，其特征在于，包括 获取模块，用于获取车辆位置信息、实际通行路况信息、平均车速数据、电池荷电的剩余电量和车辆各部件的功率损耗信息； 确定模块，与所述获取模块相连，用于根据获取模块获取到的上述信息确定车辆续航的最大里程。
2.如权利要求I所述的电动汽车续航里程管理系统，其特征在于，所述获取模块具体包括 定位和路况采集模块，用于采集车辆位置信息和实际通行路况信息； 行车数据模块，用于采集并存储若干组用户行车数据，每一组用户行车数据中存储以时间段-GPS坐标点为坐标的区间内的平均车速数据； 电量获取模块，用于获取电池荷电的剩余电量； 用电设备数据模块，用于存储车辆各部件不同状态下的功率损耗数据。
3.如权利要求2所述的电动汽车续航里程管理系统，其特征在于，还包括 数字地图，为所述定位和路况采集模块提供车辆位置信息和道路限速信息，接收确认模块的确认结果，用于导航车辆的行驶路线； 充电站数据模块，用于存储充电站的位置信息和充电参数，并将所述位置信息标识在所述数字地图上。
4.一种电动汽车续航里程的管理系统的工作方法，其特征在于，包括步骤 步骤SI、查询是否能接收到GPS和网络信号，若能，则执行步骤S2 ； 步骤S2、获取车辆位置信息、车辆行车速度、电池荷电的剩余电量和车辆各部件的功率损耗信息； 步骤S3、根据接收到的上述信息确定车辆续航最大行驶里程。
5.如权利要求4所述的电动汽车续航里程的管理系统的工作方法，其特征在于，所述获取车辆行车速度具体包括 步骤S21、读取当前时间所对应的以时间段-GPS坐标点为坐标的区间内存储的平均车速数据； 步骤S22、获取当前路段的实际通行路况信息和道路限速信息，并将所述获取到的实际通行路况信息和道路限速信息与平均车速数据进行比较，取较小值作为当前时间和路段下的车辆行车速度。
6.如权利要求4所述的电动汽车续航里程的管理系统的工作方法，其特征在于，步骤SI中，若接收不到GPS和网络信号，则获取车辆行车速度、电池荷电的剩余电量和车辆各部件的功率损耗信息； 所述车辆行车速度为当前时间所对应的预先存储的同一时间段内无GPS坐标点的平均行车数据。
7.如权利要求4或6所述的电动汽车续航里程的管理系统的工作方法，其特征在于，所述获取车辆各部件的功率损耗信息包括读取附件设备的用电总功率和根据车辆行车速度计算得出的动力电机耗电功率。
8.如权利要求4所述的电动汽车续航里程的管理系统的工作方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括根据公式(I)计算耗尽全部电能所需的时间t， E = tX (P1+P2)(I) 其中，E为电池剩余总能量，Pl为当前状态下的附件设备在该状态下的用电总功率，P2为所得平均行车速度下的动力电机耗电功率； 然后通过公式(2)计算车辆续航的最大行驶里程L， L = tXVl(2) 其中Vl为车辆行车速度。
9.如权利要求4所述的电动汽车续航里程的管理系统的工作方法，其特征在于，还包括 步骤S4、询问用户是否输入目的地，若获取到用户所输入的目的地信息时，判断往返距离是否包含在可行驶的最大距离范围内，若包含在内，直接显示出行路线。
10.如权利要求9所述的电动汽车续航里程的管理系统的工作方法，其特征在于，若往返距离不包含在可行驶的最大距离范围内，判断单程距离是否位于可行驶的最大距离范围内，若包含在内，则显示单程出行路线，同时显示前往充电站的路线，并提供充电后返回出发地的路线；若不包含在内，则提供充电站的路线，并提供通过接力充电到达目的地的可行路线。
11.如权利要求10所述的电动汽车续航里程的管理系统的工作方法，其特征在于，若未获取到目的地信息时，分别显示单程可到达的最远范围和往返可到达的范围。
12.如权利要求4所述的电动汽车续航里程的管理系统的工作方法，其特征在于，所述续航的最大里程包括往返最大里程和单程最大里程，所述单程最大里程模式下，需要根据充电站的位置，实时对单程最大里程进行校正。
13.如权利要求5所述的电动汽车续航里程的管理系统的工作方法，其特征在于，步骤S21中，若预先存储的以时间段-GPS坐标点为坐标的区内的平均车速数据为单个数量时，则获取当前时间段内的不同路段状态下的行车速度，并计算平均车速数据。
全文摘要
本发明涉及电动汽车整车管理系统技术领域，具体公开了一种电动汽车续航里程管理系统及工作方法。该系统包括获取模块，用于获取车辆位置信息、实际通行路况信息、平均车速数据、电池荷电的剩余电量和车辆各部件的功率损耗信息；确定模块，与所述获取模块相连，用于根据获取模块获取到的上述信息确定车辆续航的最大里程。本发明能够综合、动态地计算续航行驶的里程，最大程度地减小预测误差，可有效辅助使用者合理的规划行程，提高使用者的体验感。
文档编号B60W40/02GK102837697SQ20111017461
公开日2012年12月26日 申请日期2011年6月24日 优先权日2011年6月24日
发明者陈瀚, 高景伯, 孙宁, 丁怀宇, 甄顺田 申请人:北汽福田汽车股份有限公司