一种基于共享汽车续航里程的实时管理系统及其使用方法与流程

本发明涉及一种共享汽车管理系统，具体涉及一种基于共享汽车续航里程的实时管理系统及其使用方法。

背景技术：

近年来，共享汽车的发展引起了越来越多的关注，在中长途出行方面，共享汽车凭借方便快捷、低碳环保的优点，也逐渐获得人们的青睐。但由于共享汽车市场目前仍不成熟以及相应的管理系统还不完善，导致共享汽车在实际使用的过程中遇到了很多问题，例如在行驶途中，常会发生汽车因电量不足以行驶至附近的充电桩而中途抛锚的事件，这不仅会造成不好的驾乘体验，还会给用户的安全带来隐患，因此，如何解决汽车在途中因电量不足而到不了附近充电桩的问题便显得很有必要。

2015年，孙大军在中国专利申请号为201510654575.x的文献中提出了一种判断代步车剩余电量行驶距离的方法。该方法通过预先计算剩余电量能行驶的最大直线距离，然后划定一个目的地址可选范围，当用户所选的目的地超出该范围时提醒用户提前进行充电，这种方法可以避免发生因电量不足而困在途中的情况。但由于汽车实际行驶时的路线并非直线，因此该方法并不能彻底解决汽车途中抛锚的情况。

又如中国专利申请号为201110174612.9的文献中提出了一种计算电动汽车续航里程管理系统及工作办法。该方法通过获取车辆的当前位置信息、实际通行路况信息、平均车速数据、电池的剩余电量以及车辆各部件的功率损耗信息，从而计算出汽车的续航里程，这种方法可以帮助用户合理规划行程，提高用户的驾乘体验。但该方法并不能保证汽车在行驶途中时刻都能行驶至最近的充电桩处，仍有中途抛锚的可能。

技术实现要素：

针对上述现有不足，本发明提出一种预防共享汽车由于电量不足而中途抛锚的实时管理系统。

本发明一种基于共享汽车续航里程的实时管理系统及其使用方法通过如下方案实现：

一种基于共享汽车续航里程的实时管理系统，包括手机客户端、共享汽车信息采集模块、服务器存储模块、服务器监测模块、以及服务器控制模块；

所述手机客户端用于将出行目的地p、用户选择的汽车ce、终点充电桩ak、以及选定好的出行路线bm发送给服务器存储模块，同时用于接收服务器控制模块发送的报警指令；

所述共享汽车信息采集模块包括用于获取汽车加速度a的加速度传感器、用于获取电池周围温度t的温度传感器、用于获取道路坡度α的倾角传感器、用于获取电池剩余电量ebt的电池监测模块、用于计算行驶能量系数δ的电器设备监测模块、用于存储电机效率ηmc、电机传动效率ηr、车辆自重m和电池放电效率ηq的车载存储模块，以及用于计算车辆续航里程的车载计算单元；车载计算单元将汽车续航里程通过服务器存储模块发送给服务器监测模块；

所述服务器存储模块用于把从手机客户端和共享汽车信息采集模块接收到的信息，连同预先存储了充电桩位置ai(i＝1,2…n)一并发送给服务器监测模块；

所述服务器监测模块用于接收服务器存储模块发送过来的信息，同时实时监测共享汽车的位置并以此来实时计算本次行驶的剩余里程和共享汽车至周围最近充电桩的路程，并把计算得到的本次行驶的剩余里程和共享汽车至周围最近的充电桩的路程实时发送给服务器控制模块；

所述服务器控制模块用于接收服务器监测模块发送过来的信息，实时判断汽车续航里程、本次行驶的剩余路程、以及汽车距离最近的充电桩的路程三者之间的大小关系，并根据预置算法向手机客户端发送相应的指令。

进一步，所述手机客户端为装载有共享汽车app的手机。

本发明的方法的技术方案为：一种基于共享汽车续航里程的实时管理系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：用户通过手机客户端将选择的共享汽车ce、终点充电桩ak、以及行驶路线bm发送给服务器存储模块；

步骤2：共享汽车信息采集模块将汽车续航里程st实时发送给服务器存储模块；

步骤3：服务器存储模块将从上两个步骤接收到的信息连同预先存储的充电桩位置信息ai(i＝1,2..n)一并发送给服务器监测模块；

步骤4：服务器监测模块实时监测本次行驶的剩余路程rt、汽车ce距离最近的充电桩aj的距离lmin,同时将rt、lmin、以及st发送给服务器控制模块；

步骤5：服务器控制模块依据rt、lmin、st之间的大小关系，根据预置的算法向手机客户端发送相应地指令。

进一步，所述步骤1的具体过程为：

步骤1.1：用户通过手机客户端里的共享汽车app发送用车请求；

步骤1.2：服务器存储模块向用户推送用户附近的共享汽车ci(i＝1,2..n)；

步骤1.3：用户选择一辆车ce作为出行汽车；

步骤1.4：用户通过手机客户端里的共享汽车app输入出行终点p的位置；

步骤1.5：服务器存储模块向用户推送p附近的充电桩ai(i＝1,2..n)；

步骤1.6：用户选择一个充电桩作为终点充电桩ak；

步骤1.7：服务器存储模块规划ce至ak的路线bi(i＝1,2,3)；

步骤1.8：用户选择一条路线bm作为出行路线；

步骤1.9：将用户选择的出行路线bm发送给服务器存储模块。

进一步，所述步骤2的具体过程为：

步骤2.1：共享汽车信息采集模块里的加速度传感器实时采集车辆的加速度a，倾角传感器实时采集道路坡度α，温度传感器实时采集电池周围温度t，并将其实时输出给车载计算单元；

步骤2.2：共享汽车信息采集模块里的电池监测模块负责实时监测汽车电池的剩余电量ebt，并通过can总线将ebt实时发送给车载计算单元，ebt的具体计算方法为用电池的总能量乘以电池的soc值来得到；

步骤2.3：共享汽车信息采集模块里的电器设备监测模块实时监测车内电器的使用情况，并根据不同的使用情况来定义行驶能量系数δ的值；

步骤2.4：共享汽车信息采集模块里的车载存储模块里存储有汽车电池和电机的一些参数信息，包括：电池平均放电效率ηq、电机及控制器效率ηmc、车辆自重m、以及电机传动效率ηr，车载存储模块通过can总线将上述信息发送给车载计算单元；

步骤2.5：车载计算单元根据实时接收到的汽车加速度a、道路坡度α、电池剩余电量ebt、行驶能量系数δ、以及电池平均放电效率ηq、电机及控制器效率ηmc和电机传动效率ηr，按照公式

来计算汽车的续航里程st,车载计算单元将计算得到的续航里程st实时发送给服务器存储模块。

进一步，所述步骤2.3具体为：当既未打开空调又未打开车载多媒体设备时，取δ＝0.95；当打开车载多媒体设备而未开启空调时，取δ＝0.9；当打开车载空调而未打开车载多媒体设备时，取δ＝0.8；当既打开空调又打开车载多媒体设备时，取δ＝0.75；并将δ的值发送给车载计算单元。

进一步，所述步骤4的具体过程为：服务器监测模块把接收到共享汽车续航里程st的值乘以一个安全系数0.8，并将0.8st发送给服务器控制模块；同时实时计算在路线bm上ce至ak的剩余路程rt，并将rt发送给服务器控制模块；监测以ce为圆心，st为半径的范围内的充电桩ai(i＝1,2..n)至ce的路程li(i＝1,2..n)，并将li中的最小值lmin和对应的充电桩aj(j＝1,2..n)的位置发送给服务器控制模块。

进一步，所述步骤5的具体过程为：服务器控制模块根据接收到的乘以安全系数的续航里程0.8st、行驶过程中至最近的充电桩的距离lmin、以及在选定路线bm上行驶的剩余路程rt之间的大小关系，向手机客户端发送不同的指令，具体为当0.8st大于等于lmin时，判断rt是否为0，若rt不为0，则返回步骤4，若rt为0，则用户在ak处还车，结束驾驶；当0.8st小于lmin时，判断j和k是否相等，若j等于k,判断rt是否为0，若rt不为0，则返回步骤4，若rt为0，则用户在ak处还车，结束驾驶；若j不等于k，则向手机客户端发送报警信息，提醒用户及时驶向最近的充电桩aj处充电，并在aj处换一辆车进行接力行驶，之后返回步骤1。

本发明的有益效果为：

1、本发明通过实时比较汽车续航里程、汽车至最近充电桩的距离、以及剩余行驶里程之间的大小关系，再根据预置的算法，当发现汽车续航里程即将不足以行驶至最近的充电桩时，向用户端发送报警信息，提醒用户及时驶向最近的充电桩处，解决了当下时有发生的共享汽车由于电量不足而中途抛锚的问题，为用户的安全出行提供了保障；

2、本发明通过定义车辆行驶系数、实时监测电池状态、以及引入加速度和道路坡度等参数，使得对汽车航里程的计算更加精确可靠；

3、与现有专利中直接计算汽车至充电桩之间的直线距离相比，本发明通过实时规划汽车至附近充电桩的路线，使得对汽车至充电桩之间的距离的计算更加精确；

4、本发明预置的算法中，通过定义安全系数，防止汽车在行驶过程中遇到堵车、绕路等可能会额外消耗电量的突发情况，确保汽车不会因电量耗尽而中途抛锚。

附图说明

图1为一种基于共享汽车续航里程的实时管理系统及其使用方法硬件关系图；

图2为一种基于共享汽车续航里程的实时管理系统及其使用方法运行流程图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式，对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本发明一种基于共享汽车续航里程的实时管理系统由手机客户端、共享汽车信息采集模块、服务器存储模块、服务器监测模块，以及服务器控制模块组成。其中共享汽车信息采集模块由传感器模块、电池监测模块、电器设备监测模块、车载存储模块以及车载计算单元组成。

手机客户端即装有共享汽车app的智能手机，用于用户和服务器之间的信息交互，具体表现为在选车环节接收用户的用车请求和位置信息，并将其信息发送给服务器存储模块、向服务器存储模块发送目的地位置p和终点充电桩ak、以及在选择车辆和路线时向服务器存储模块发送用户选择的汽车ce行驶路线bm。

共享汽车信息采集模块中的传感器模块包括加速度传感器、倾角传感器和温度传感器，其中加速度传感器负责实时采集车辆的加速度a，倾角传感器负责实时采集道路坡度α，温度传感器负责实时采集电池周围温度t。电池监测模块负责实时监测电池剩余电量值ebt，电器设备监测模块负责实时监测车内电器设备的用电情况，并定义根据不同的用电情况得到不同的行驶能量系数δ，车载存储模块里存储有电池和电机的一些参数信息，具体包括电池的平均放电效率ηq、电机的传动效率ηr、车辆自重m和电机及控制器效率ηmc。传感器模块、电池监测模块、电器设备监测模块和车载存储模块的输出连接车载计算单元的输入，车载计算单元根据采集到的信息根据公式实时计算汽车续航里程st的值，车载计算单元的输出连接服务器储存模块的输入，将计算后得到的st传递至服务器储存储模块。

服务器存储模块将接收到的ce、ak、st、bm等信息和预先存储的所有充电桩的位置信息ai(i＝1,2..n)实时发送给服务器监测模块。

服务器监测模块根据接收到的ce、bm、ak实时计算本次行驶的剩余路程rt，同时实时监测汽车至附近最近的充电桩的距离lmin，并标记对应的充电桩位置aj，服务器监测模块的输出连接服务器控制模块的输入，并将st和计算得到的lmin、rt等信息发送给服务器控制模块。

服务器控制模块根据实时接收到的st、rt、lmin、aj等信息判断车辆是否能够行驶至最近的充电桩aj处，并向手机客户端发送相应的指令。

如图2所示，图2为一种基于共享汽车续航里程的实时管理系统流程图，分为用户选择、实时计算和控制判断等三个环节。

以下为图2的具体流程步骤，将分为用户选择环节、实时计算环节、控制判断环节三个部分详细描述。

步骤1，用户选择环节：

步骤1.1：用户通过手机客户端里的共享汽车app发送用车请求。

步骤1.2：服务器存储模块向用户推送用户附近的共享汽车ci(i＝1,2..n)。

步骤1.3：用户选择一辆车ce作为出行汽车。

步骤1.4：用户通过手机客户端里的共享汽车app输入出行终点p的位置。

步骤1.5：服务器存储模块向用户推送p附近的充电桩ai(i＝1,2..n)。

步骤1.6：用户选择一个充电桩作为终点充电桩ak。

步骤1.7：服务器规划ce至ak的路线bi(i＝1,2,3)。

步骤1.8：用户选择一条路线bm作为出行路线。

步骤1.9：将用户选择的出行路线bm发送给服务器存储模块。

步骤2，实时计算环节：

步骤2.1：共享汽车信息采集模块里的加速度传感器实时采集车辆的加速度a，倾角传感器实时采集道路坡度α，温度传感器实时采集电池周围温度t，并将其实时输出给车载计算单元。

步骤2.2：共享汽车信息采集模块里的电池监测模块负责实时监测汽车电池的剩余电量ebt，并通过can总线将ebt实时发送给车载计算单元。ebt的具体计算方法为用电池的总能量乘以电池的soc值来得到，其中soc的值采用专利号cn201611081052.1名称为“一种低速电动车锂电池soc的估算方法”中的安时积分法进行计算。

步骤2.3：共享汽车信息采集模块里的电器设备监测模块实时监测车内电器的使用情况，并根据不同的使用情况来定义行驶能量系数δ的值，具体为：当既未打开空调又未打开车载多媒体设备时，取δ＝0.95；当打开车载多媒体设备而未开启空调时，取δ＝0.9；当打开车载空调而未打开车载多媒体设备时，取δ＝0.8；当既打开空调又打开车载多媒体设备时，取δ＝0.75；并将δ的值发送给车载计算单元。

步骤2.4：共享汽车信息采集模块里的车载存储模块里存储有汽车电池和电机的一些参数信息，包括：电池平均放电效率ηq、电机及控制器效率ηmc、车辆自重m、以及电机传动效率ηr。车载存储模块通过can总线将上述信息发送给车载计算单元。

步骤2.5：车载计算单元根据实时接收到的汽车加速度a、道路坡度α、电池剩余电量ebt、行驶能量系数δ、以及电池平均放电效率ηq、电机及控制器效率ηmc和电机传动效率ηr，按照公式

来计算汽车的续航里程st,车载计算单元将计算得到的续航里程st实时发送给服务器存储模块。

控制判断环节：

步骤3：服务器存储模块将从手机客户端接收到的出行汽车ce(e＝1,2..n)、终点充电桩ak(k＝1,2..n)、行驶路线bm(m＝1,2,3)，和从共享汽车信息采集模块接收到的st等信息发送给服务器监测模块。

步骤4：服务器监测模块把接收到共享汽车续航里程st的值乘以一个安全系数0.8，并将0.8st发送给服务器控制模块；同时实时计算在路线bm上ce至ak的剩余路程rt，并将rt发送给服务器控制模块；监测以ce为圆心，st为半径的范围内的充电桩ai(i＝1,2..n)至ce的路程li(i＝1,2..n)，并将li中的最小值lmin和对应的充电桩aj(j＝1,2..n)的位置发送给服务器控制模块。

步骤5：服务器控制模块根据接收到的乘以安全系数的续航里程0.8st、行驶过程中至最近的充电桩的距离lmin、以及在选定路线bm上行驶的剩余路程rt之间的大小关系，向手机客户端发送不同的指令，具体为当0.8st大于等于lmin时，判断rt是否为0，若rt不为0，则返回步骤4，若rt为0，则用户在ak处还车，结束驾驶；当0.8st小于lmin时，判断j和k是否相等，若j等于k,判断rt是否为0，若rt不为0，则返回步骤4，若rt为0，则用户在ak处还车，结束驾驶；若j不等于k，则向手机客户端发送报警信息，提醒用户及时驶向最近的充电桩aj处充电，并在aj处换一辆车进行接力行驶，之后返回用户选择环节。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。