考虑驾驶行为与行车特征的纯电动汽车剩余里程预测方法

本发明属于交通运输工程，具体涉及一种考虑驾驶行为与行车特征的纯电动汽车剩余里程的预测方法。

背景技术：

1、面对快速增长的汽车数量和不断减少的传统能源储量，纯电动汽车成为可持续发展交通的重要组成部分，然而由于电池燃料续航能力的限制和可用剩余里程的不确定性，使得纯电动汽车的推广应用变得缓慢，驾驶员因不能掌握准确的剩余里程而产生焦虑和分心，降低了驾驶舒适性和安全性。

2、在现状电动汽车上，部分车型仅有剩余电量指示标志，需要驾驶员根据历史驾驶状况去估算；还有部分提供了剩余里程(或续航里程)参考指示，但因其是根据简单的平均公里能耗和剩余电量来估算剩余里程，往往是与实际相差较大，数值突变严重。在公开号为cn104442825a的专利文献中，公开了“一种电动汽车剩余行驶里程的预测方法和系统”，内容包括：获取驾驶者输入目的地信息获取电动汽车信息获取真实世界信息载入历史驾驶行为根据驾驶者输入目的地信息、电动汽车信息、真实世界信息，以及历史驾驶行为，通过计算得到电动汽车的最佳路径、剩余行驶里程以及抵达目的地时的剩余电量。该文献提出的方法综合了包括车况、驾驶行为和驾驶环境等多个信息，能更加真实反映电动汽车电池能源的消耗，可提升剩余行驶里程的预测精度。但该方法仅指出电动汽车剩余里程预测需要考虑的因素，没有提出历史驾驶行为包含的具体变量及与剩余里程之间的相关关系，也没有给出如何应用这些信息计算剩余里程，并且驾驶员从出发地到目的地的过程中真实情况并不是会和开始输入时保持高度一致，车况信息和气候温度等都是会发生改变。

技术实现思路

1、鉴于现状技术对纯电动汽车剩余里程的预测上的不足，针对不同用户驾驶行为和行车特征的差异性，本发明的目的是提出一种考虑驾驶行为和行车特征的纯电动汽车剩余里程预测方法，以提高预测的准确性、实时性和稳定性，提升用户的驾驶舒适度和安全性。

2、为实现上述目的，本发明提出一种考虑驾驶行为和行车特征的纯电动汽车剩余里程预测方法，采用的技术方案包括：

3、一种考虑驾驶行为与行车特征的纯电动汽车剩余里程预测方法，所述方法包括以下步骤：

4、s10：以δt时长为周期持续采集纯电动汽车的运行数据，运行数据包括如下特征值：采集时刻ti、车辆状态、充电状态、速度vi、累计里程、soc值si、电池单体电压最高值vmaxi、电池单体电压最低值vmini、最高温度值cmaxi和最低温度值cmini；

5、s20：一次行程开始后，提取驾驶行为特征，并不断更新计算与soc值的关系参数；

6、s30：提取行车特征，并不断更新计算与soc值的关系参数；

7、s40：最后，构建动态计算纯电动汽车本次行程中每个时刻的剩余里程的模型。

8、所述s10中，车辆状态为：01-车辆启动、02-熄火、03-其他；充电状态为01-停车充电、02-行驶充电、03-未充电、04-充电完成。

9、所述s20包括如下步骤：

10、s20-1：利用运行数据中的采集时刻和速度值，计算每个采集时刻的加速度a；

11、s20-2：利用历史运行数据中的车辆状态和充电状态，计算每次行程开始前的一次充电开始时刻的soc值与充电结束时刻的soc值之差δs，并根据历史δs值和每个采集时刻的soc值计算两者之间的关系参数k，并不断更新；

12、s20-3：利用运行数据中的车辆状态和速度值，以车辆状态为“车辆启动”值，且速度经过先减小(但仍大于等于7km/h)后又增大的过程计为1次制动，累计该行程中的制动次数n，由每个采集时刻的n值和soc值相关性分析计算每次制动带来的能量回收参数α，并不断更新；

13、s20-4：利用运行数据中的车辆状态和速度值，以车辆状态由“车辆启动”值转为“熄火”值后又转为“车辆启动”值(且“熄火”值持续时间不超过5分钟)的过程计为1次停车，或车辆状态为“车辆启动”、“其他”值且速度减小至7km/h以下(且少于5分钟速度值为0km/h)后速度又增大的过程计为1次制动，累计每次行程中的制动次数m，由每个采集时刻的m值和soc值相关性分析计算每次行程中的停车造成的能量损失参数β，并不断更新。

14、所述s30包括如下步骤：

15、s30-1：利用运行数据中的车辆状态和soc值提取出此次行程启动时刻的初始soc值s0；

16、s30-2：利用历史运行数据中的累计里程和soc值，计算该纯电动汽车平均行驶每公里(km)的能耗s；

17、s30-3：利用运行数据中的电池单体电压最高值和电池单体电压最低值，计算每个采集时刻的电池单体电压最高值与最低值之差δv，由每个采集时刻的δv值和soc值相关性分析计算电池单体电压差变化对电池能量的影响参数μ，并不断更新；

18、s30-4：根据历史运行数据中的最高温度值和最低温度值，计算每个采集时刻的最高温度值与最低温度值之差δc，由每个采集时刻的δc值和soc值相关性分析计算电池温差变化对电池能量的影响参数η，并不断更新。

19、所述s40中，动态计算纯电动汽车本次行程中每个时刻的剩余里程：

20、

21、其中li+δt表示计算得到i+δt时刻的实时剩余里程数，s0表示纯电动汽车此次行程启动时刻的初始soc值，为该纯电动汽车平均行驶每公里(km)的能耗，δsi为开始此次行程前充电输入的能量值，ki为当前时刻用户充电行为对电池性能的影响参数，ni为此次行程至i时刻累计的制动次数，αi为i时刻制动会带来的能量回收参数，mi为此次行程至i时刻累计的停车次数，βi为i时刻停车次数会造成的电池能量损失参数，δvi为i时刻的电池单体电压差，μi为i时刻的电池单体电压差变化对电池能量的影响参数，δci为i时刻的电池温度差；ηi为i时刻的电池温差变化对电池能量的影响参数，vi-δt表示第i-δt时刻的瞬时车速，ai-δt表示第i-δt时刻的加速度。

22、应用上述技术解决方案后，本发明可以取得的有益效果是：可以针对不同纯电动汽车、不同驾驶员的驾驶行为和行车特征的差异性，动态计算出更加精准的剩余里程，计算过程较简单，实时性好。

技术特征：

1.一种考虑驾驶行为与行车特征的纯电动汽车剩余里程预测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的考虑驾驶行为与行车特征的纯电动汽车剩余里程预测方法，其特征在于，所述s10中，车辆状态为：01-车辆启动、02-熄火、03-其他；充电状态为01-停车充电、02-行驶充电、03-未充电、04-充电完成。

3.如权利要求1所述的考虑驾驶行为与行车特征的纯电动汽车剩余里程预测方法，其特征在于，所述s20包括如下步骤：

4.如权利要求3所述的考虑驾驶行为与行车特征的纯电动汽车剩余里程预测方法，其特征在于，步骤s20-3中，利用运行数据中的车辆状态和速度值，以车辆状态为“车辆启动”值，且速度经过先减小，但仍大于等于7km/h，又增大的过程计为1次制动。

5.如权利要求3所述的一种考虑驾驶行为与行车特征的纯电动汽车剩余里程预测方法，其特征在于，步骤s20-4中，利用运行数据中的车辆状态和速度值，以车辆状态由“车辆启动”值转为“熄火”值后又转为“车辆启动”值且“熄火”值持续时间不超过5分钟的过程计为1次停车，或车辆状态为“车辆启动”、“其他”值且速度减小至7km/h以下且少于5分钟速度值为0km/h后速度又增大的过程计为1次制动。

6.如权利要求1所述的考虑驾驶行为与行车特征的纯电动汽车剩余里程预测方法，其特征在于，所述s30包括如下步骤：

7.如权利要求1所述的考虑驾驶行为与行车特征的纯电动汽车剩余里程预测方法，其特征在于，所述s40中，动态计算纯电动汽车本次行程中每个时刻的剩余里程：

技术总结
本发明提出一种考虑驾驶行为与行车特征的纯电动汽车剩余里程预测方法，包括步骤：S10，以Δt时长为周期持续采集纯电动汽车的运行数据；S20，一次行程开始后，提取驾驶行为特征，并不断更新计算与SOC值的关系参数；S30，提取行车特征，并不断更新计算与SOC值的关系参数；S40，动态计算纯电动汽车本次行程中每个时刻的剩余里程。应用上述技术解决方案后，本发明可以取得的有益效果是：可以针对不同纯电动汽车、不同驾驶员的驾驶行为和行车特征的差异性，动态计算出更加精准的剩余里程，计算过程较简单，实时性好。

技术研发人员：云美萍,杨书敏,李楠
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11