[发明专利]基于综合变量的汽车能耗率估计设备和方法

说明书

技术领域

本申请涉及汽车领域，具体涉及一种用于估计汽车的能耗率的设备和方法。

背景技术

随着燃油车造成的环境污染日益严重，电动车以其零污染、低噪音、高能效比、易维护等特点受到了越来越多的关注。但是，由于电池容量有限，电动车的路径规划、行驶范围估计等应用都受到剩余电量的限制。在电动车的行驶过程中，驾驶员希望能随时了解剩余电量的情况。

电动汽车在行驶过程中的能量消耗是由能量消耗率和行驶时间决定的。同时，电动汽车的能量消耗率常常受到相关参数的影响而发生变化，如行驶速度、加减速状态、道路坡度和空气阻力等。基于电动汽车的历史行驶数据研究行驶参数与电动汽车的能耗率之间的关系，可以帮助驾驶员及时了解并预测电动汽车的电池状态，从而提前做好出行规划。

参考文献1(CN102745201A，标题为“一种电动汽车剩余里程估算方法”)提出了一种估算电动汽车剩余行驶里程的方法，基于电动汽车的行驶数据估算电动汽车每公里的能耗率。具体地，图1示出了该方法的流程图。

如图1所示，参考文献1中提出的方法10在步骤S110处开始。之后，在步骤S120，获取车辆的历史行驶数据，包括加速、减速信息、行驶速度和能量消耗。这些数据的采集频率大多在一分钟到五分钟之间，属于中观数据。基于这些数据，可以计算得到每条道路的加减速频率。

在步骤S130，基于历史行驶数据来计算每条道路的平均速度。在步骤S140，基于加、减速频率及平均速度，可以确定车辆所行驶的道路模式(包括城市模式、乡村模式和高速模式)。

在步骤S150，基于速度和加、减速状态，系统可以判断车辆的操作模式(包括加速模式、减速模式、匀速模式和怠速模式)。在步骤S160，基于道路模式和操作模式对车辆的行驶数据进行分类。

在步骤S170，基于划分出的行驶数据的不同类别，可以分别计算出在每类道路模式及操作模式下每公里的平均能量消耗(即每公里能耗率)。最后，方法10在步骤S180处结束。

然而，上述方法仅仅根据车辆的历史中观数据估算每公里能耗率，由于中观数据的采集频率较低，导致能耗率的估算精度不高。另外，该方法没有考虑实际交通状况、车辆重量、道路坡度和空气阻力等对能耗率的影响。因此，该方法无法准确地估计车辆在实际行驶环境下的能量消耗率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明将中观数据和微观数据相结合，以提高能耗率的估算精度。中观数据是指采集频率较低的数据(如每隔1分钟或5分钟采集一次的数据)。目前的车辆行驶数据大多属于中观数据，如出租车的行驶数据。中观数据容易得到，数据量大，可以反映道路的整体情况，但不够精确。微观数据是指采集频率较高的数据(如每隔1秒或0.1秒采集一次的数据)。微观数据通常在实验室环境中得到，或者通过测试车得到。微观数据精度高，但不易采集，数据量小。

本发明选择与能量消耗具有较强相关性的综合变量，并基于车辆的微观行驶数据建立了综合变量与能量消耗的关系模型。然后，基于中观行驶数据计算综合变量在不同道路等级上的分布情况。最后，可计算出车辆在不同等级道路上的能量消耗率。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于估计汽车的能耗率的设备，包括：历史数据获取单元，被配置为：获取历史微观行驶数据和历史中观行驶数据；历史数据归类单元，被配置为：将历史微观行驶数据和历史中观行驶数据按照等级分别进行归类；以及能耗率计算单元，被配置为：基于历史微观行驶数据和历史中观行驶数据，采用与能耗相关的综合变量来计算每一个等级的能耗率。

优选地，所述历史微观行驶数据包括每个微观时间片段的加速度和速度数据，所述历史中观行驶数据包括每个中观时间片段的加速度和速度数据。

优选地，所述等级包括道路等级或区域等级。

优选地，所述能耗率计算单元包括：综合变量计算子单元，被配置为：针对每一个等级，计算每一个微观时间片段的微观综合变量和每一个中观时间片段的中观综合变量；综合变量划分子单元，被配置为：将微观综合变量和中观综合变量按照各自的数值划分到相应的区间中；第一计算子单元，被配置为：计算各个区间中的微观能量消耗的平均值和中观综合变量的数量百分比；以及第二计算子单元，被配置为：基于各个区间中的微观能量消耗的平均值和中观综合变量的数量百分比，计算每一个等级的能耗率。

优选地，所述与能耗相关的综合变量包括车辆比功率。