能源管理装置及相应的车辆、方法、计算机设备和介质与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，更具体而言，涉及一种用于车辆的能源管理装置、包括其的车辆及相应的能源管理方法、计算机设备和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.车辆的驾驶员，尤其是电动车辆的驾驶者，经常希望知道车辆的当前剩余能源能够支持车辆行驶多长距离。目前，车辆通常配备有电池/燃料管理系统，电池/燃料管理系统通过考虑一些与车辆的能耗有关的因素基于当前的电池电量/当前的剩余燃料量估计车辆的剩余可行驶距离。对于电动车辆，所述因素可以包括例如：电池使用时间、环境温度/湿度、车辆速度、当前消耗能量的电子装置、道路状况、电池充电频率等。车辆工程师测试一些因素组合下电池的工作状况，由此确定考虑的各因素对电池电力消耗的影响，并得到车辆的单位长度能耗与各因素之间的关系曲线。然而，在车辆的实际使用中，涉及的因素可能与测试所用的因素不同。在这种情况下，现有技术的方法不能准确地估计车辆的剩余可行驶距离。
3.另外，根据一些现有技术的方案，估计特定车辆的剩余可行驶距离时通常仅基于该车辆本身的能源消耗相关试验数据/历史数据或基于与该车辆同型号的车辆的能源消耗相关试验数据/历史数据。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种新的用于车辆的能源管理方案，其能够克服上述缺陷中的至少部分。
5.具体地，根据本发明的第一方面，提供一种能源管理装置，其包括：
6.获取单元，被配置为获取一感兴趣车辆的计划路线，所述计划路线包括一个或多个道路单元；
7.处理单元，被配置为：基于所述感兴趣车辆的车辆特定总能耗信息以及所述一个或多个道路单元中每个道路单元的平均相对能耗信息确定所述感兴趣车辆行经所述计划路线所需的总能耗，和/或基于所述感兴趣车辆的车辆特定总能耗信息以及所述一个或多个道路单元中至少部分道路单元中的每个的平均相对能耗信息估计所述感兴趣车辆按照所述计划路线行进的剩余可行驶距离，其中，所述至少部分道路单元包括所述一个或多个道路单元中沿所述计划路线最靠前的一个或多个连续道路单元或包括所述一个或多个道路单元中的所有道路单元，其中：
8.每个所述道路单元的平均相对能耗信息基于对于过往路线包括该道路单元的多个车辆中的每个确定的该道路单元的车辆特定相对能耗信息确定；
9.对于每个车辆而言的每个道路单元的车辆特定相对能耗信息基于该车辆的车辆特定总能耗信息和该车辆在该道路单元上的车辆特定单元能耗信息确定；
10.每个车辆的车辆特定总能耗信息基于该车辆过去的一个或多个历史行程的长度
和该车辆完成所述一个或多个历史行程所需的能耗确定；
11.每个车辆在每个道路单元上的车辆特定单元能耗信息基于该车辆过去一次或多次行经该道路单元所需的能耗和该道路单元的长度确定；以及
12.输出单元，被配置为基于确定的所述总能耗和/或所估计的所述剩余可行驶距离提供用于所述感兴趣车辆的输出。
13.根据本发明的第二方面，提供一种包括根据本发明第一方面的能源管理装置的车辆。
14.根据本发明的第三方面，提供一种与根据本发明第一方面的能源管理装置相应的能源管理方法。
15.根据本发明的第四方面，提供一种计算机设备，其包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在由所述处理器执行时导致根据本发明第三方面的能源管理方法被执行。
16.根据本发明的第五方面，提供一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时导致根据本发明第三方面的能源管理方法被执行。
17.本发明的方案创造性地基于所考虑车辆的计划路线以及该车辆和任意其他车辆的能源消耗相关历史数据估计所考虑车辆的能耗和/或剩余可行驶距离。这样，所作的估计能虑及所述计划路线的道路状况等方面，并且能弱化所考虑车辆或其型号本身对所述计划路线的道路状况及其他可能方面与能耗的关系的影响，因而能相对客观地体现车辆将遵循的路线对能耗的影响。利用本发明，能为车辆基于计划路线的行进和决策提供有效指导，改善车辆使用者的体验。
附图说明
18.以示例的方式参考以下附图描述本发明的非限制性且非穷举性实施例，其中：
19.图1是示出根据本发明一实施例的用于车辆的能源管理装置的示意图；
20.图2是示出设置有根据本发明一实施例的能源管理装置的车辆和其他车辆与服务器的通信的示意图；
21.图3是示出根据本发明一实施例的用于车辆的能源管理方法的流程图。
具体实施方式
22.为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
23.图1示意性示出了根据本发明一实施例的用于车辆的能源管理装置100。为方便描述，下文中，能源管理装置100所在的该车辆可以车辆v表示。
24.能源管理装置100包括获取单元110、处理单元120和输出单元130。处理单元120与获取单元110通信地耦合，输出单元130与处理单元120通信地耦合。
25.获取单元110可以被配置为获取车辆v的计划路线。计划路线可以包括一个或多个道路单元。这里，“道路单元”应被广义地理解，可以对应于以任何合适的方式划分的地图上
的单元。例如，道路单元可以是按路线、地区、街道、道路或更大或更小的单位或者按道路长度等划分的任意的单元。获取单元110可以任何可能的方式获取车辆v的计划路线。例如，获取单元可以与车辆v的导航系统通信地耦合，以从其获取车辆v的导航路线。
26.处理单元120可以被配置为：1)确定车辆v行经计划路线所需的总能耗；和/或，2)估计车辆v沿计划路线行进的剩余可行驶距离。具体地，处理单元120可以被配置为：基于车辆v的车辆特定总能耗信息以及计划路线包括的所述一个或多个道路单元中每个道路单元的平均相对能耗信息确定所述车辆行经所述计划路线所需的总能耗；和/或，基于车辆v的车辆特定总能耗信息以及所述一个或多个道路单元中至少部分道路单元中的每个的平均相对能耗信息估计所述车辆按照所述计划路线行进的剩余可行驶距离。所述至少部分道路单元可以包括所述一个或多个道路单元中沿所述计划路线最靠前的一个或多个连续道路单元或包括所述一个或多个道路单元中的所有道路单元。每个所述道路单元的平均相对能耗信息可以基于对于过往路线包括该道路单元的多个车辆中的每个确定的该道路单元的车辆特定相对能耗信息确定。对于每个车辆而言的每个道路单元的车辆特定相对能耗信息可以基于该车辆的车辆特定总能耗信息和该车辆在该道路单元上的车辆特定单元能耗信息确定。每个车辆的车辆特定总能耗信息可以基于该车辆过去的一个或多个历史行程的长度和该车辆完成所述一个或多个历史行程所需的能耗确定。每个车辆在每个道路单元上的车辆特定单元能耗信息可以基于该车辆过去一次或多次行经该道路单元所需的能耗和该道路单元的长度确定。
27.对于任一车辆：该车辆的一个或多个过往路线、每个所述过往路线的起点和终点、每个所述过往路线包括的道路单元及其长度、该车辆过去的一个或多个历史行程、每个所述历史行程的起点和终点、每个所述历史行程的长度可以各种可能的方式获取，例如可从该车辆的行车记录仪或车载导航系统获取，并可以被提供给与该车辆通信的服务器；该车辆过去完成一个或多个历史行程所需的能耗、该车辆过去一次或多次行经其过往路线包括的道路单元所需的能耗可以各种可能的方式获取，例如可从车辆的消耗能源的部件/系统(如摄像头、扬声器、空调系统等)和/或现有电池/燃料管理系统获取，并可以被提供给与该车辆通信的服务器。
28.在一个实施例中，每个车辆的车辆特定总能耗信息包括：该车辆的总的单位长度能耗值δv
overall
，其等于该车辆过去完成一个或多个历史行程所需的总能耗除以该车辆完成的所述一个或多个历史行程的总长度。每个车辆在每个道路单元上的车辆特定单元能耗信息包括：该车辆在该道路单元上的单位长度能耗值δv
unit
，其等于该车辆过去一次或多次行经该道路单元所需的总能耗除以该车辆过去一次或多次行经该道路单元在该道路单元上行驶的总距离。对于每个车辆而言的每个道路单元的车辆特定相对能耗信息等于该车辆在该道路单元上的单位长度能耗值δv
unit
与该车辆的总的单位长度能耗值δv
overall
之差除以该车辆的总的单位长度能耗值δv
overall
，即(δv
unit-δv
overall
)/δv
overall
。车辆v的计划路线包括的所述一个或多个道路单元中的每个道路单元的平均相对能耗信息可以通过以下公式确定：其中r
unit
表示该道路单元的平均相对能耗信息，δv
unit_i
表示过往路线包括该道路单元的多个车辆中的
第i个车辆在该道路单元上的单位长度能耗值，δv
overall_i
表示所述过往路线包括该道路单元的多个车辆中的第i个车辆的总的单位长度能耗值，n表示所述过往路线包括该道路单元的多个车辆的数量。在一个实施例中，该平均相对能耗信息r
unit
可以转化成一个百分比，即：本文中，各种“长度”可以千米、里等为单位。
29.可选地，计算某车辆的车辆特定总能耗信息和/或计算某道路单元的平均相对能耗信息时，可以考虑上文未提到的其他可能因素，如季节、天气、道路状况、交通状况等。例如，某车辆的车辆特定总能耗信息可以是该车辆在某个特定季节、某种特定天气、某种特定道路状况下的车辆特定总能耗信息，可以基于该车辆在该特定季节、该特定天气、该特定道路状况的情况下的一个或多个特定历史行程和相应能耗确定。再如，某道路单元的平均相对能耗信息可以是该道路单元在某个特定季节、某种特定天气、某种特定交通状况下的平均相对能耗信息，可以基于过去在该特定季节、该特定天气、该特定交通状况的情况下曾经通过该道路单元的多个车辆中的每个车辆在该特定季节、该特定天气、该特定交通状况的情况下在该道路单元上的车辆特定相对能耗信息确定。
30.处理单元120可以执行上述的确定1)和估计2)中任一或两者。
31.在一个实施例中，处理单元120首先确定车辆v行经计划路线所需的总能耗。在确定的总能耗不超过车辆的当前剩余能源的量的情况下，处理单元120可以不执行所述估计2)。确定的总能耗不超过车辆的当前剩余能源的量可以直接指示车辆v的剩余可行驶距离不短于其计划路线的长度。在确定的总能耗超过车辆的当前剩余能源的量的情况下，处理单元120可以执行所述估计2)。确定的总能耗超过车辆的当前剩余能源的量可以指示车辆的当前剩余能源不足以支持车辆行经整个计划路线。在此情况下，可以确定利用所述车辆的当前剩余能源能够完成的、从所述计划路线的最靠前道路单元起的最大数量连续道路单元的总长度作为车辆的剩余可行驶距离。在另一个实施例中，处理单元120可以执行所述估计2)，而不论是否执行所述确定1)或所确定的车辆v行经计划路线所需的总能耗是否超过车辆的当前剩余能源的量。这可以对应于车辆用户希望了解车辆的剩余可行驶距离的情况。
32.在一个实施例中，通过以下公式计算车辆v行经所述计划路线所需的总能耗：其中，v
route_e
表示所述车辆行经所述计划路线所需的总能耗，δv
overall_e
表示所述车辆的总的单位长度能耗值，m表示所述计划路线包括的道路单元的数量，r
unit_j
表示所述计划路线包括的道路单元中的第j个道路单元的所述平均相对能耗信息，m
unit_j
表示所述计划路线包括的道路单元中的第j个道路单元的长度。
33.在一个实施例中，通过以下公式估计车辆v按照所述计划路线行进的剩余可行驶距离：
34.35.且
36.v
left_route_e
≤v
current_e
37.其中，m
left_route_e
表示车辆v按照所述计划路线行进的剩余可行驶距离，m
unit_t
表示所述计划路线包括的道路单元中从所述计划路线的最靠前道路单元起的第t个道路单元的长度，k表示利用所述车辆的当前剩余能源能够完成的、从所述计划路线的最靠前道路单元起的最大数量连续道路单元的数量，v
left_route_e
表示所述车辆行经从所述计划路线的最靠前道路单元起的所述最大数量连续道路单元所需的能耗，δv
overall_e
表示所述车辆的总的单位长度能耗值，r
unit_t
表示所述计划路线包括的道路单元中从所述计划路线的最靠前道路单元起的第t个道路单元的所述平均相对能耗信息，m
unit_t
表示所述计划路线包括的道路单元中从所述计划路线的最靠前道路单元起的第t个道路单元的长度，v
current_e
表示所述车辆的当前剩余能源的量。
38.车辆v的计划路线中的、利用该车辆的当前剩余能源能够完成的道路单元可以包括该计划路线包括的道路单元中最靠前的一个或多个连续道路单元或包括该计划路线包括的道路单元中的所有道路单元。在后者的情况下，车辆v的当前剩余能源恰好能支持该车辆行经整个计划路线或能够支持该车辆行经包括该计划路线的更长路线。
39.对于任一车辆如车辆v，其车辆特定总能耗信息以及其计划路线包括的一个或多个道路单元中每个道路单元的平均相对能耗信息可以由与该车辆通信的服务器基于该车辆和其他车辆上传的上述有关信息计算、存储和/或更新。替代地或附加地，车辆v的车辆特定总能耗信息和在有关道路单元上的车辆特定单元能耗信息中任一或两者可以在车辆v处本地计算、存储和/或更新，根据需要被提供给与该车辆通信的服务器。获取单元110还可以被配置为获取车辆v的车辆特定总能耗信息和车辆v的计划路线包括的一个或多个道路单元中每个道路单元或至少部分道路单元的平均相对能耗信息。在一个实施例中，获取单元110可以基于从车辆v可获得的相关信息计算并由此获取车辆v的车辆特定总能耗信息。在另一个实施例中，获取单元110可以访问车辆v的本地存储装置，以从其获取车辆v的车辆特定总能耗信息。存储在该本地存储装置中的车辆特定总能耗信息可以是在车辆v处本地计算的或者来自与车辆v通信的服务器。在又一个实施例中，获取单元110可以直接从与车辆v通信的服务器获取车辆v的车辆特定总能耗信息。
40.输出单元130可以被配置为基于所确定的车辆v行经计划路线所需的总能耗和/或所估计的车辆v沿计划路线行进的剩余可行驶距离提供用于该车辆的输出。这里，输出单元130提供的用于车辆的输出应被广义地理解为囊括各种可能的输出，例如与对车辆的控制有关的输出、与车辆的信息呈现有关的输出、与车辆的信息发送有关的输出等，特别是与车辆的能源消耗、能源补给、剩余可行驶距离等有关的输出。
41.提供的输出可以是各种形式的输出，例如：可以是用于触发某种操作或响应的命令，如触发对车辆的某个或某些消耗能源的部件/系统(如扬声器、空调系统等)的自动控制(例如，关断)的命令，以调整(例如，降低)车辆的能耗；或者，可以是用于呈现、发送的某种信息或信号，如指示所确定的总能耗和/或所估计的剩余可行驶距离的信息，向车辆的驾驶员指示当前剩余能源不足或需要加油/充电以补充能源的视觉和/或声音警示，向驾驶员指示沿计划路线的最近能源补给点的信息等。
42.可能的是，车辆从其当前位置到其预定目的地的行程中仅一部分行程已确定了计划路线而其余行程部分未确定计划路线。在这种情况下，可以针对已确定了计划路线的所述一部分行程应用本发明的方案进行能耗确定和/或剩余可行驶距离估计，而对于其余行程部分应用现有方法进行能耗确定和/或剩余可行驶距离估计。如此得到的整个行程的能耗确定结果和/或剩余可行驶距离估计结果可以被输出，例如用于校正完全应用现有方法得到的整个行程的能耗和/或剩余可行驶距离估计结果、用于呈现给车辆用户作为参考等。
43.图2示意性示出了设置有根据本发明一实施例的能源管理装置100的车辆10和其他车辆20与服务器30的通信。车辆10可以是上文关于图1提到的车辆v。
44.车辆10和20中的每个可以借助于任何合适的通信技术与服务器30连接，该通信技术例如包括但不限于移动通信网络、wi-fi等。车辆10和20中的每个可以向服务器30提供以下的一项或多项：该车辆的一个或多个过往路线、每个所述过往路线的起点和终点、每个所述过往路线包括的道路单元及其长度、该车辆过去的一个或多个历史行程、每个所述历史行程的起点和终点、每个所述历史行程的长度，该车辆过去完成一个或多个历史行程所需的能耗、该车辆过去一次或多次行经其过往路线包括的道路单元所需的能耗、与该车辆的过往路线或历史行程相关联的因素(如季节、天气、道路状况、交通状况等)、与该车辆过去在其过往路线包括的道路单元中的每个道路单元上的行驶相关联的因素(如季节、天气、道路状况、交通状况等)。对于车辆10和20中的每个，服务器30可以基于该车辆提供的相关信息计算、存储和/或更新：该车辆的车辆特定总能耗信息；该车辆在其过往路线包括的道路单元中的每个道路单元上的车辆特定单元能耗信息；对于该车辆而言的其过往路线包括的道路单元中的每个道路单元的车辆特定相对能耗信息；该车辆的过往路线包括的道路单元中的部分或全部道路单元中的每个的平均相对能耗信息。根据需要，车辆10的能源管理装置100，具体是该能源管理装置100的获取单元110，可以从服务器30获取确定车辆10沿其计划路线行进的总能耗和/或车辆10沿其计划路线的剩余可行驶距离所需的部分或全部信息。车辆10和20中每个车辆的车辆特定总能耗信息和在有关道路单元上的车辆特定单元能耗信息中任一或两者可以在该车辆处本地计算、存储和/或更新以及在必要时被提供给服务器30，或者可以由服务器30根据该车辆上传的相关信息确定、存储和/或更新以及在必要时提供给该车辆。车辆10和20中的每个可以包括人类驾驶员驾驶的车辆或自动驾驶车辆。
45.尽管图1和2中示出了本发明的能源管理装置设置于车辆上，但本发明的能源管理装置设置在与车辆通信的服务器如图2中的服务器30上是可能的。
46.图3示出了根据本发明一实施例的用于车辆的能源管理方法300的流程图。该能源管理方法可利用如上文描述的本发明的能源管理装置实施。
47.在步骤s301，获取一感兴趣车辆的计划路线，所述计划路线包括一个或多个道路单元。
48.在步骤s301之后，过程进行至步骤s302。
49.在步骤s302，基于所述感兴趣车辆的车辆特定总能耗信息以及所述一个或多个道路单元中每个道路单元的平均相对能耗信息确定所述感兴趣车辆行经所述计划路线所需的总能耗，和/或基于所述感兴趣车辆的车辆特定总能耗信息以及所述一个或多个道路单元中至少部分道路单元中的每个的平均相对能耗信息估计所述感兴趣车辆按照所述计划路线行进的剩余可行驶距离。
50.在步骤s302之后，过程进行至步骤s303。
51.在步骤s303，基于确定的所述总能耗和/或估计的所述剩余可行驶距离提供用于所述感兴趣车辆的输出。
52.在步骤s302中，所述至少部分道路单元包括所述一个或多个道路单元中沿所述计划路线最靠前的一个或多个连续道路单元或包括所述一个或多个道路单元中的所有道路单元。另外，在步骤s302中，每个所述道路单元的平均相对能耗信息基于对于过往路线包括该道路单元的多个车辆中的每个确定的该道路单元的车辆特定相对能耗信息确定；对于每个车辆而言的每个道路单元的车辆特定相对能耗信息基于该车辆的车辆特定总能耗信息和该车辆在该道路单元上的车辆特定单元能耗信息确定；每个车辆的车辆特定总能耗信息基于该车辆过去的一个或多个历史行程的长度和该车辆完成所述一个或多个历史行程所需的能耗确定；每个车辆在每个道路单元上的车辆特定单元能耗信息基于该车辆过去一次或多次行经该道路单元所需的能耗和该道路单元的长度确定。
53.上述步骤中的每个可由本发明的能源管理装置的相应单元执行，如上文结合图1所述。另外，如上文结合本发明的能源管理装置的各单元所述的各操作和细节可被包括或体现在本发明的能源管理方法中。
54.应理解，本发明的能源管理装置的各个单元可全部或部分地通过软件、硬件、固件或其组合来实现。所述各个单元各自可以硬件或固件形式内嵌于计算机设备的处理器中或独立于所述处理器，也可以软件形式存储于计算机设备的存储器中以供处理器调用来执行所述各单元的操作。所述各个单元各自可以实现为独立的部件或模块，或者两个或更多单元可实现为单个部件或模块。
55.本领域普通技术人员应理解，图1和图2中示出的装置的示意图仅仅是与本发明的方案相关的部分结构的示例性说明框图，并不构成对体现本发明的方案的计算机设备、处理器或计算机程序的限定。具体的计算机设备、处理器或计算机程序可以包括比图中所示更多或更少的部件或模块，或者组合或拆分某些部件或模块，或者可具有不同的部件或模块布置。
56.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，其包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可由处理器执行的计算机指令，所述计算机指令在由所述处理器执行时指示所述处理器执行本发明的方法的各步骤。该计算机设备可以广义地为服务器、车载终端，或任何其他具有必要的计算和/或处理能力的电子设备。在一个实施例中，该计算机设备可包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、通信接口等。该计算机设备的处理器可用于提供必要的计算、处理和/或控制能力。该计算机设备的存储器可包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质中或上可存储有操作系统、计算机程序等。该内存储器可为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口和通信接口可用于与外部的设备通过网络连接和通信。该计算机程序被处理器执行时执行本发明的方法的各步骤。
57.本发明可以实现为一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在由处理器执行时导致本发明的方法的步骤被执行。在一个实施例中，所述计算机程序被分布在网络耦合的多个计算机设备或处理器上，以使得所述计算机程序由一个或多个计算机设备或处理器以分布式方式存储、访问和执行。单个方法步骤/操作，或者两个或
更多个方法步骤/操作，可以由单个计算机设备或处理器或由两个或更多个计算机设备或处理器执行。一个或多个方法步骤/操作可以由一个或多个计算机设备或处理器执行，并且一个或多个其他方法步骤/操作可以由一个或多个其他计算机设备或处理器执行。一个或多个计算机设备或处理器可以执行单个方法步骤/操作，或执行两个或更多个方法步骤/操作。
58.本领域普通技术人员可以理解，本发明的方法的全部或部分步骤可以通过计算机程序来指示相关的硬件如计算机设备或处理器完成，所述计算机程序可存储于非暂时性计算机可读存储介质中，该计算机程序被执行时导致本发明的方法的步骤被执行。根据情况，本文中对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器的示例包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、闪存、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘等。易失性存储器的示例包括随机存取存储器(ram)、外部高速缓冲存储器等。
59.以上描述的各技术特征可以任意地组合。尽管未对这些技术特征的所有可能组合进行描述，但这些技术特征的任何组合都应当被认为由本说明书涵盖，只要这样的组合不存在矛盾。
60.尽管结合实施例对本发明进行了描述，但本领域技术人员应理解，上文的描述和附图仅是示例性而非限制性的，本发明不限于所公开的实施例。在不偏离本发明的精神的情况下，各种改型和变体是可能的。