电动车智能预测可续行里程的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及以电能为动力的交通装置领域，尤其是一种电动车智能预测可续行里 程的装置及预测方法。
【背景技术】
[0002] 现在生活中的完全由蓄电池提供能源的电动车辆，特别是个人用于交通代步的电 动车，例如：老年人、残疾人使用的电动代步车，电动轮椅车，电动旅游休闲车，以及适用于 企事业单位的广大员工、公务员及城镇居民的电力助动车、自行车、摩托车等均没有续行里 程的指示装置，用户无法得知自己所乘坐的电动车蓄电池的能量还能跑多远，常常凭经验 估计，由于估计不准确，就可能出现还未到达预定地点，蓄电池的能量已经消耗殆尽，如果 停车的地方无法充电，车子只能停止，这给骑车人带来了烦恼和无奈，尤其对于年老体弱或 残疾的人则更为麻烦。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的问题是提供一种电动车智能预测可续行里程的装置及预测方法， 克服现有电动车仪表技术陈旧，功能不足，不能很好的满足消费者日益增长的需要的问题。
[0004] 为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供电动车智能预测可续行里程的方法， 包括如下步骤：
[0005] 采集电压、电流和温度信号；
[0006] 根据所采集的电压、电流和温度信号，计算电动车剩余电量和电动车骑行耗电 量；
[0007] 采集速度信号，并采用加权运算的方式获得新的每安时的骑行公里数；
[0008] 计算电动车剩余电量与电动车骑行耗电量的差值，确定所述差值与新的每安时的 骑行公里数的比值为剩余骑行里程。
[0009] 电动车仪表盘上显不大灯信号、左右转向灯信号、高中低速档位信号、骑行速度、 环境温度、骑行总里程以及可续行里程数等。参见图2所示，将上述信息显示在显示屏上的 流程是：
[0010] 1.开始，初始化程序；
[0011] 2.实时显示可续行里程、骑行总里程、骑行速度、环境温度、剩余电量、大灯左右转 向以及档位信号；
[0012] 3.采集电压、电流、速度和温度信号；
[0013] 4.判断是否更新可续行里程和总里程；如果是，实时计算本时刻的可续行里程、 骑行总里程、骑行速度、环境温度、剩余电量、大灯左右转向以及档位信号，并另存在主控芯 片的缓存器中；如果否，则进行下一步；
[0014] 5.检测是否刷屏；如果是，显示本时刻的可续行里程、骑行总里程、骑行速度、环 境温度、剩余电量、大灯左右转向以及档位信号；如果否，回到步骤3采集电压、电流、速度 和温度信号。当刷屏时，需要显示本时刻的可续行里程、骑行总里程、骑行速度、环境温度、 剩余电量、大灯左右转向以及档位信号时，到缓存器中读取上述信号。
[0015] 进一步，所采集的电压包括开路电压和实时电压，所述开路电压用于预测剩余电 量，所述实时电压用于对剩余电量进行实时补偿。开路电压是预测剩余电量中一个重要的 参数。采集实时电压一方面可利用显示屏实时显示；第二个方面就是可以根据实时电压对 剩余电量进行实时的补偿。
[0016] 进一步，所述新的每安时的骑行公里数的计算公式是：Km_Ah_i=Km_Ah_ i-l*(l-p)+Km_Ah_i*p;其中Km_Ah_i为i时刻的每安时的骑行公里数，Km_Ah_i-l为i-1 时刻的每安时的骑行公里数，i是自然数；P是权重，PG(〇, 1)。利用本时刻和上一时刻骑 行速度的加权可以获得相对稳定的每安时的骑行公里数，使预测的剩余里程数趋于精确。
[0017] 进一步，所述剩余骑行里程的计算公式是：Km_Left_i= (Power_left_i_Power_ used_i)/(Km_Ah_i);其中Km_Left_i为i时刻剩余骑行里程，Power_left_i为i时刻电动 车剩余电量，P〇wer_used_i为截止i时刻电动车骑行耗电量，Km_Ah_i为i时刻的每安时的 骑行公里数，i是自然数。根据开路电压法和时安法两种方法一起应用，并根据数学建模的 科学方法，对电动（汽）车电池的放电曲线进行分析和总结，以至达到检测电动（汽）车剩 余电量的目的。并通过采集温度信号对电池放电曲线进行补偿。经过电压电流温度等参数 得出电动（汽）车剩余电量，并根据采集实时路况信息经过数学公式在微处理器里面的运 算来预测剩余可骑行里程。
[0018] 第二方面，本发明提供电动车智能预测可续行里程的装置，包括：
[0019] 用于采集电压信号的电压模块；
[0020] 用于采集电流信号的电流采集模块；
[0021] 用于采集温度信号的温度模块；
[0022] 用于采集速度信号的速度传感器；
[0023] 用于处理所述电压信号、电流信号、温度信号和速度信号的主控芯片；
[0024] 用于信息显示的显示器模块；
[0025] 所述主控芯片根据所采集的电压、电流和温度信号，计算电动车剩余电量和电动 车骑行耗电量，采用加权运算的方式，根据所采集的速度信号获得新的每安时的骑行公里 数，计算电动车剩余电量与电动车骑行耗电量的差值，确定所述差值与新的每安时的骑行 公里数的比值为剩余骑行里程。
[0026] 进一步，所述显示器模块是VA型液晶面板，并具有底层背光板。智能仪表采用VA 型液晶面板显示屏，并且具有底层背光板，使用户在夜间也能清晰读取仪表的各项数据。
[0027] 第三方面，本发明提供一种电动自行车，包含上述第二方面所述的智能预测可续 行里程的装置。
[0028] 第四方面，本发明提供一种电动摩托车，包含上述第二方面所述的智能预测可续 行里程的装置。
[0029] 第五方面，本发明提供一种电动汽车，包含上述第二方面所述的智能预测可续行 里程的装置。
[0030] 本发明需采集大量数字信号模拟信号，同时要具备高速的刷屏速度。所以采用高 速的单片微处理器。给本发明提供稳定高效的硬件环境。经过电压模块、电流采集模块以 及温度模块的信号转换，得到模拟电压量。并根据中值滤波的方法进行采集，已达到准确采 集模拟电压量的效果。速度信号在电动（汽）车高负载的时候会伴有杂波信号，这里根据 RC滤波电路进行对速度信号进行滤波。滤波后已达到稳定采集速度信号的效果。
[0031] 经过对以上信号的采集，并根据电池在电动（汽）车上的放电曲线规律，建立数 学模型来计算出可续行里程、累计总里程、环境温度、速度以及实时电量并显示在液晶屏幕 上。供使用者查看数据。
[0032] 本电动车智能预测可续行里程的装置可以应用在电动自行车、电动摩托车和电动 汽车等一切以电能为动力的代步工具上。
[0033] 本发明中的电动车智能预测可续行里程装置的主要技术指标是：
[0034] 1、正常骑行状态下，骑行公里预测精度是±2KM;
[0035] 2、可实时显示剩余骑行公里数，已骑行公里数，当前速度，环境温度，电量情况，以 及档位、灯的开关状态等信息；
[0036] 3、本预测装置独立于电动车系统以外，即使预测装置损坏，不影响电动车正常骑 行，不会连带损坏其他元件；
[0037] 4、仪表包括检测电路，方便检修；
[0038] 5、当电动车电池更换后，可通过一次完整的骑行，使仪表学习到更换后的电池的 性能。
[0039] 本发明具有的优点和积极效果是：本发明是利用模糊控制理论、微电子技术结合 电压信号、电流信号、电池容量、温度信号、速度信号、阻抗损失信号、大电流补偿信号、不良 骑行习惯补偿、充电极板老化补偿信号、电池浓度梯度补偿进行建模分析，总结数学及相关 工程经验规律，分析过程采集模算法而得出结果，开创一种创新型、智能型、自学习型的完 整的电动车、电动摩托车和电动车等的剩余骑行里程预测系统。本装置精度高，整体误差最 大小于2KM，最小小于300M;可靠地实现对剩余骑行里程的较为准确的预测，为骑行者提供 一个良好的出行体验，让每次骑行都做到有备无患。另外，通过本发明的电动车智能预测可 续行里程装置可以让用户更好的对电池进行管理，延长电池使用寿命，防止过充、过放而带 来的对电池的耗损，延长电动自行车、电动摩托车和电动车的使用寿命。
【附图说明】
[0040] 图1是本发明提供的电动车智能预测可续行里程的方法的流程图；
[0041] 图2是电动车智能预测可续行里程的显示流程图；
[0042] 图3是电动车智能预测可续行里程的装置的结构示意图。
[0043] 图中：
[0044] 1.电压模块2.电流采集模块3.温度模块
[0045] 4?主控芯片5?速度传感器 6?显不器模块
【具体实施方式】
[0046] 结合附图和下述实施例对本发明的
【发明内容】
、特性和功效做进一步阐述：
[0047] 参见图1所示，本发明提供一种电动车智能预测可续行里程的方法，该方法由电 动车智能预测可续行里程的装置执行，该装置被配置于电动自行车、电动摩托车或电动汽 车中。所述电动车智能预测可续行里程的方法具体包括如下步骤：
[0048] 步骤110、采集电压、电流和温度信号；
[0049] 步骤120、根据所采集的电压、电流和温度信号，计算电动车剩余电量和电动车骑 行耗电量；
[0050] 步骤130、采集速度信号，并采用加权运算的方式获得新的每安时的骑行公里数；
[0051] 步骤140、计算电动车剩余电量与电动车骑行耗电量的差值，确定所述差值与新的 每安时的骑行公里数的比值为剩余骑行里程。
[0052] 本发明经过对开路电压、电流、速度信号、温度信号的采集，并经过数学建模的方 法计算出可续行里程数、累计总里程数、环境温度和速度