CN112776616A - 用于电池电动车辆的基于路线的优化的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“用于电池电动车辆的基于路线的优化的系统和方法”。公开了一种用于为电动车辆提供路线引导的系统和方法。所述电动车辆可使用静态交通数据(例如，速度限制、交通灯、停车标志)和非静态交通数据(例如，车辆事故、道路封闭、施工)来计算当前位置与目的地位置之间的驾驶路线。可考虑到所述电动车辆外部的所述环境温度来调整所述驾驶路线。还可考虑到内部负载(例如，空调系统或加热系统)来调整所述驾驶路线，所述内部负载可由电池耗尽到电动马达以沿着所述驾驶路线推进所述电动车辆。显示单元可突出目标驾驶路线，所述目标驾驶路线将需要所述电池耗费最少量的电力。

Description

用于电池电动车辆的基于路线的优化的系统和方法

技术领域

本公开涉及一种电池电动车辆(BEV)，所述电池电动车辆可包括路线优化和规划算法以帮助减少能量消耗。

背景技术

电池电动车辆(BEV)可包括为电动马达提供电力以进行推进的高压(即，牵引)电池。虽然BEV越来越受欢迎，但与常规汽油发动机车辆的加油站的数量和位置相比，充电站的数量和位置更加有限。因此，依赖于导航软件来帮助BEV操作者选择可能增加电池的工作范围的驾驶路线。

发明内容

公开了一种用于为电动车辆提供路线引导的系统和方法。所述电动车辆可包括电池，所述电池可操作为提供电力来推进电动马达。所述电动车辆还可包括导航系统，所述导航系统可操作为在所述电动车辆的当前位置与所述电动车辆的目的地位置之间接收静态交通数据(例如，速度限制、交通灯、停车标志)和非静态交通数据(例如，车辆事故、道路封闭、施工)。所述导航系统还可从与控制器无线通信的远程装置接收所述静态交通数据和所述非静态交通数据。

所述电动车辆还可包括控制器，所述控制器可操作为使用所述静态交通数据和所述非静态交通数据来计算所述当前位置与所述目的地位置之间的一条或多条驾驶路线。通常可选择所述一条或多条驾驶路线以减少所述电池在所述当前位置与所述目的地位置之间推进所述电动马达所耗费的电力(即，荷电状态)。

所述控制器还可操作为通过将所述一条或多条驾驶路线与一个或多个所存储的驾驶模式进行比较来调整所述一条或多条驾驶路线。可使用一个或多个所存储的驾驶循环(例如，US06补充联邦测试程序、EPA城市测功机驾驶时间表/LA4(UDDS)、高速公路燃料经济性驾驶时间表(HWFET)、纽约市循环)来生成所述驾驶模式。在替代实施例中，所述一个或多个所存储的驾驶模式可基于所述电动车辆在所述当前位置与所述目的地位置之间的先前行程来生成。还可以设想，所述一个或多个所存储的驾驶模式可表示所述一条或多条驾驶路线，并且可用于调整所述一条或多条驾驶路线，以进一步减小所述电池在所述当前位置与所述目的地位置之间推进所述电动马达所耗费的电力。

所述控制器可操作为通过确定所述电池在所述电动车辆外部的环境温度下将耗费的电力来调整所述一条或多条驾驶路线。所述控制器还可操作为通过确定当所述电动车辆沿着所述一条或多条驾驶路线驾驶时所述电池为所述电动车辆的内部负载(例如，空调系统或加热系统)提供电力将耗费的所述电力来调整所述一条或多条驾驶路线。

所述控制器可进一步操作为通过确定所述一条或多条驾驶路线中的哪条驾驶路线将耗费来自所述电池的最小电力来在所述当前位置与所述目的地位置之间推进所述电动马达来选择目标驾驶路线。所述控制器可操作为在位于所述电动车辆内的显示单元上显示所述一条或多条驾驶路线，并且在所述显示单元上突出所述目标驾驶路线。

附图说明

图1示出了电池电动车辆(BEV)的示例性拓扑；

图2示出了在各种车辆速度和环境温度下的BEV的续驶里程的示例性曲线图；

图3A示出了在所选择的驾驶循环中BEV的操作的示例性曲线图；

图3B示出了在所选择的驾驶循环中BEV电池的荷电状态的示例性曲线图；

图4示出了基于环境温度和内部负载的使用的BEV电池的荷电状态的示例性曲线图；

图5示出了可由BEV的控制器实施的路线优化和规划算法的流程图；并且

图6示出了可通过由BEV的控制器实施的路线优化和规划算法来选择的各种驾驶路线。

具体实施方式

根据需要，本文中公开了本发明的详细实施例；然而，应理解，所公开的实施例仅仅是可以各种形式和替代形式体现的本发明的示例。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的具体结构和功能细节不应被解释为是限制性的，而仅是作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。

参考图1，示出了根据本公开的实施例的电动车辆10的示意图。图1示出了部件之间的代表性关系。部件在车辆内的物理布局和取向可变化。电动车辆10包括动力传动系统12。动力传动系统12包括驱动变速器16(或齿轮箱)的电机(诸如M/G 14(即，电动马达/发电机))。更具体地，M/G 14可以可旋转地连接到变速器16的输入轴18。变速器16可经由变速器挡位选择器(未示出)而置于PRNDSL(驻车挡、倒挡、空挡、驱动挡、运动挡、低挡)中。变速器16可具有固定的齿轮传动关系，所述齿轮传动关系在输入轴18与变速器16的输出轴20之间提供单个齿轮比。变矩器(未示出)或起步离合器(未示出)可设置在M/G 14与变速器16之间。替代地，变速器16可以是多阶梯传动比自动变速器。相关联的电池22(即，高压电池)被配置为向M/G14输送电力或从其接收电力。取决于电动车辆10的类型，电池22的大小可变化。例如，电动车辆10可被配置成使得电池22的尺寸可被设定成提供400伏或800伏。

M/G 14是用于电动车辆10的被配置为推进电动车辆10的驱动源。M/G 14可由多种类型的电机中的任何一种实施。例如，M/G 14可以是永磁同步马达。电力电子器件24按照M/G 14的要求调节由电池22提供的直流(DC)电力，如下文将描述。例如，电力电子器件24可向M/G 14提供三相交流电(AC)。

如果变速器16是多阶梯传动比自动变速器，则变速器16可包括齿轮组(未示出)，所述齿轮组通过选择性地接合诸如离合器和制动器(未示出)的摩擦元件而选择性地置于不同的齿轮比中，以建立期望的多个离散或阶梯传动比。摩擦元件可通过换挡计划来控制，所述换挡计划连接和断开齿轮组的某些元件以控制输出轴20与输入轴18之间的传动比。变速器16由相关联的控制器(诸如动力传动系统控制单元(PCU))基于各种车辆和环境操作条件而自动从一个传动比换挡到另一个传动比。来自M/G 14的动力和扭矩可被输送到变速器16并由其接收。然后，变速器16向输出轴20提供动力传动系统输出动力和扭矩。

应理解，可与变矩器(未示出)联接的液压控制变速器16仅仅是齿轮箱或变速器布置的一个示例；接受来自动力源(例如，M/G 14)的输入扭矩并且然后以不同传动比向输出轴(例如，输出轴20)提供扭矩的任何多传动比齿轮箱与本公开的实施例一起使用是可接受的。例如，变速器16可由自动机械(或手动)变速器(AMT)实施，所述自动机械(或手动)变速器包括一个或多个伺服马达，以沿着换挡导轨平移/旋转换挡拨叉，从而选择期望的齿轮比。如本领域普通技术人员通常所理解，AMT可用于例如具有较高扭矩需求的应用中。

如图1的代表性实施例所示，输出轴20连接到差速器26。差速器26经由连接到差速器26的相应车轴30驱动一对车轮28。差速器26向每个车轮28传输大致相等的扭矩，而诸如当车辆转弯时允许轻微的速度差异。可使用不同类型的差速器或类似装置来将扭矩从动力传动系统分配到一个或多个车轮。在一些应用中，扭矩分配可取决于操作模式或条件而变化。

动力传动系统12还包括相关联的控制器32(诸如动力传动系统控制单元(PCU))。虽然示出为一个控制器，但控制器32可以是较大的控制系统的一部分并且可由遍及车辆10的各种其他控制器(诸如车辆系统控制器(VSC))控制。因此，应理解，控制器32和一个或多个其他控制器可统称为“控制器”，所述控制器响应于来自各种传感器的信号而控制各种致动器，以控制诸如操作M/G 14以提供车轮扭矩或给电池22充电、选择或安排变速器换挡等功能。控制器32可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储装置或介质可包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储装置。KAM是可用于在CPU断电时存储各种操作变量的持久性或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可使用许多已知存储器装置中的任一种来实施，所述存储装置诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、快闪存储器或能够存储数据的任何其他电、磁性、光学或组合存储器装置，其中的一些表示由控制器用于控制发动机或车辆的可执行指令。

控制器32经由输入/输出(I/O)接口(包括输入和输出通道)而与各种车辆传感器和致动器通信，所述接口可实施为提供各种原始数据或信号调节、处理和/或转换、短路保护等的单个集成接口。替代地，可在将信号供应给CPU之前使用一个或多个专用硬件或固件芯片来调节和处理所述信号。如图1的代表性实施例中总体上所示，控制器32可将信号传送到M/G 14、电池22、变速器16、电力电子器件24以及动力传动系统12中的可包括但未在图1中示出的任何另一部件(即，可设置在M/G 14与变速器16之间的起步离合器)和/或从它们接收信号。

尽管未明确示出，但本领域普通技术人员将认识到可由上文标识的每个子系统内的控制器32控制的各种功能或部件。可使用由控制器32执行的控制逻辑和/或算法直接或间接致动的参数、系统和/或部件的代表性示例包括诸如交流发电机的前端附件驱动(FEAD)部件、空调压缩机、电池充电或放电、再生制动、M/G 14操作、变速器16的离合器压力或作为动力传动系统12的一部分的任何其他离合器等。通过I/O接口传送输入的传感器可用于指示例如轮速(WS1、WS2)、车速(VSS)、冷却剂温度(ECT)、加速踏板位置(PPS)、点火开关位置(IGN)、环境空气温度(例如，环境空气温度传感器33)、变速器挡位、传动比或模式、变速箱油温(TOT)、变速器输入和输出速度、减速或换挡模式(MDE)、电池温度、电压、电流或荷电状态(SOC)。

还可以设想，控制器32可与导航系统40通信并被提供导航和/或路线规划软件，所述导航和/或路线规划软件可操作为响应于车辆10的位置来获取远程信息处理信息。例如，导航系统40可操作为使用静态交通数据来计算路线估计，所述静态交通数据包括：(a)沿着高速公路和地方道路的行驶时间；(b)基于交通灯位置的行驶时间；以及(c)基于高速公路和地方道路的速度限制的行驶时间。导航系统40还可操作为使用非静态交通数据来计算路线估计，所述非静态交通数据包括：(a)车辆事故警报；(b)高速公路和地方道路的施工更新；以及(c)道路封闭数据(例如，因洪水引起的道路封闭)。可以设想，可使用已知系统(例如，谷歌地图、位智、EnLighten)提供此类信息。或者可以设想，导航系统可连接到远程服务器，所述远程服务器使用已知的无线和/或蜂窝通信标准(例如，5G、4G)将静态交通数据和非静态交通数据传输到车辆。

还可以设想，导航系统40可连接到位于车辆的车厢内的HMI显示器42(即，人机界面显示器)。HMI显示器42还可连接到控制器32以用于接收用户数据输入(例如，期望的路线位置)并且向用户提供视觉输出和听觉输出(例如，潜在的路线和指令)。还可以设想，导航和路线规划软件可存储在控制器32的存储器内。替代地，导航系统40和/或HMI显示器可以是通过已知通信链路(例如，蓝牙或USB连接)与控制器32通信的用户装置(例如，智能电话)。如果导航系统40是用户装置，则可以设想，导航和路线规划软件可存储在用户装置上，并且可通过通信链路将静态和非静态交通数据提供给控制器32。

由控制器32执行的控制逻辑或功能可由一个或多个附图中的流程图或类似的图来表示。这些附图提供了可使用一个或多个处理策略(诸如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)来实施的代表性控制策略和/或逻辑。因而，示出的各种步骤或功能可按示出的顺序执行、并行地执行或者在一些情况下被省略。尽管未总是明确示出，但本领域普通技术人员将认识到，可根据所使用的特定策略来重复执行示出的步骤或功能中的一者或多者。类似地，处理次序不一定是实现本说明书中所述的特征和优点所必需的，而是为了易于说明和描述而提供的。控制逻辑可主要以由基于微处理器的车辆和/或动力传动系统控制器(诸如控制器32)执行的软件实现。当然，控制逻辑可根据应用在一个或多个控制器中以软件、硬件或软件与硬件的组合实现。当以软件实现时，控制逻辑可提供在一个或多个计算机可读存储装置或介质中，所述计算机可读存储装置或介质存储有表示由计算机执行以控制车辆或车辆子系统的代码或指令的数据。计算机可读存储装置或介质可包括使用电存储、磁性存储和/或光学存储来保存可执行指令和相关联的校准信息、操作变量等的一种或多种已知物理装置。

车辆驾驶员使用加速踏板34来向动力传动系统12(或更具体地，M/G 14)提供用于推进车辆的所需扭矩、功率或驱动命令。通常，踩下和释放加速踏板34生成加速踏板位置信号，所述加速踏板信号可由控制器32相应地解译为对增大的功率或减小的功率的需求。制动踏板36也由车辆驾驶员用于提供需求制动扭矩以使车辆减速。通常，踩下和释放制动踏板36生成制动踏板位置信号，所述制动踏板位置信号可由控制器32解译为降低车速的需求。基于来自加速踏板34和制动踏板36的输入，控制器32命令到达M/G 14和摩擦制动器38的扭矩和/或功率。控制器32还控制变速器16内的换挡正时。

M/G 14可充当马达并且为动力传动系统12提供驱动力。为了用M/G 14驱动车辆，电池22通过接线40将存储的电能传输到电力电子器件24，所述电力电子器件可包括例如逆变器。电力电子器件24将来自电池22的DC电压转换成将由M/G 14使用的AC电压。控制器32命令电力电子器件24将来自电池22的电压转换为提供给M/G14的AC电压以向输入轴18提供正或负扭矩。

M/G 14还可用作发电机并将来自动力传动系统12的动能转换成电能以存储在电池22中。更具体地，M/G 14可在再生制动期间充当发电机，在再生制动中，来自转动的车轮28的扭矩和旋转(或动能)能量通过变速器16传回并且被转换成电能以便存储在电池22中。

可以设想，图1所示的示意图仅是代表性的，而不意图是限制性的。在不脱离本公开的范围的情况下可以设想其他配置。还可以设想，所描述的车辆配置仅是示例性的并且并不意图进行限制。

对于BEV车辆，由于充电基础设施不如当前可用于给汽油车辆加油的加油站的数量和/或位置那样充足，因此续驶里程对于用户可能是重要的。续驶里程可能重要的另一个原因是当前对BEV的电池再充电所需的时间量，而不是对由汽油发动机推进的车辆加油所花费的时间。可以设想，为了增加BEV在再充电之间的续驶里程，驾驶模式、环境温度和内部电气负载可考虑到电池22的荷电状态以多快的速度被耗尽。因此，期望提供考虑到这些因素的路线引导，以最小化电池22在驾驶目的地之间的能量消耗。

例如，图2是在不同的车辆速度下以里程(英里)表示的示例性放电曲线图200。曲线图200示出了在以下情况下车辆10的四条放电曲线：(a)环境温度小于或等于32华氏度；(b)环境温度大于32华氏度且小于或等于50华氏度；(c)环境温度大于50华氏度且小于或等于68华氏度；以及(d)环境温度大于68华氏度。如针对所有四条温度曲线所示，当车辆速度不太低(例如，低于20MPH)或不太高(例如，高于80MPH)时，车辆10可更有效地操作。可以设想，如果车辆速度可维持在更有效的速度范围内(例如，在20MPH与80MPH之间)，则电池22可能能够为车辆10提供在再充电之间的扩展的续驶里程。

可以设想，仅评估车辆速度可能不会改善车辆10的续驶里程。例如，续驶里程可能受到以下因素的影响：(a)驾驶车辆10的位置(例如，高速公路对城市道路)；(b)驾驶车辆10的地形(例如，丘陵道路对平坦道路)；以及(c)用户驾驶车辆10的积极程度(例如，快速加速和制动动作)。图3A示出了曲线图300，其中车辆10沿着第一驾驶循环302、第二驾驶循环304和第三驾驶循环306以各种车辆速度和距离驾驶。对于第一驾驶循环302，车辆10可以是更积极的驾驶循环，其包括各种地形(例如，丘陵和平地)和几个车辆起动/停止条件以及对车辆速度的多次调整。第二驾驶循环304可表示车辆10在城市(即，当地)环境内操作，所述城市环境由于停车标志和/或交通灯而包括多个起动/停止条件。第三驾驶循环306可表示车辆10主要在包括基本上恒定的车辆速度的高速公路环境内操作。

图3B示出了曲线图310，其中电池22的荷电状态在第一驾驶循环302、第二驾驶循环304和第三驾驶循环306的整个行驶距离上变化。如图所示，在第一驾驶循环302期间，电池22的荷电状态可以比第二驾驶循环304或第三驾驶循环306更高的速率被耗尽。应理解，由于地形、变化的车辆速度和起动/停止条件，荷电状态可能以更快的速率被耗尽。同样，对于第二驾驶循环304(即，城市驾驶)，电池22的荷电状态可以比车辆10在第三驾驶循环306(即，高速公路驾驶)期间驾驶更低的速率被耗尽。同样，应理解，由于车辆10必须连续地起动和停止，因此电池的荷电状态在第二驾驶循环304期间可能以较低的速率被耗尽。

还可以设想，续驶里程可能受到以下因素的影响：(a)车辆10外部的环境温度；或(b)车辆10的正在操作的空调系统或加热系统。例如，图4示出了其中车辆10在各种环境温度(以华氏度示出)下操作的曲线图。如图所示，环境温度402可与车辆10在73华氏度下操作的时间有关。如图所示，环境温度404可与车辆10在32华氏度下操作的时间有关。如图所示，环境温度406可与车辆10在5华氏度下操作的时间有关。环境温度408可与车辆10在5华氏度下操作并且加热系统操作以加热车厢的时间有关。环境温度410可与车辆10在95华氏度下操作并且空调系统操作以冷却车厢的时间有关。

图4示出了对于环境温度402和404，电池22的荷电状态可以基本上类似的速率被耗尽。环境温度402、404可指示电池22的期望的温度工作范围。可以设想，期望的温度工作范围可存储在控制器32的存储器内，并且可基于测试来确定。或者，所述温度工作范围可由控制器32基于在预定义数量的循环期间操作的车辆10来确定。例如，控制器32可包括其中对环境温度进行采样的驾驶循环的滚动平均值。基于该滚动平均值，控制器32可开始建立指示电池22的荷电状态的期望范围的操作表。

图4还示出，对于环境温度406，电池22的荷电状态可以比环境温度402、404更大的速率下降。应理解，极端冷和极端热的温度对电池22具有有害影响。因此，可以设想，控制器32可基于测试来存储指示环境温度(例如，环境温度406)的极端温度表。或者，同样可以设想，可由控制器32基于在车辆10正在操作时的车辆使用和电池22的采样来建立极端温度表。

对于环境温度408，可以设想，车辆10内的加热器系统的操作可以比环境温度406更大的水平耗尽电池22的荷电状态。对于环境温度410，空调系统的操作导致电池22的最大的荷电状态耗尽。控制器32可操作为考虑到车辆10内的内部负载被激活并且需要来自电池22的能量(例如，加热器系统和空调系统)。控制器32还可操作为考虑到可能以增大的速率耗尽电池22的荷电状态的内部负载(例如，空调系统)。因此，控制器32可操作为基于车辆10外部的环境温度和内部负载的操作来调整考虑到能量消耗的目标驾驶路线。

图5示出可由控制器32实施以提供路线优化和规划的流程图500。可由控制器32实施流程图500以计算所提出的多条驾驶路线的最终车辆能量消耗，并且在HMI显示器42上显示所选择的多条路线，所选择的多条路线将允许车辆10到达所选择的目的地，同时减少了电池22耗费的能量的量。

在步骤502处，控制器32可使用静态交通数据(例如，基于平均速度限制的行驶时间、交通灯)和非静态交通数据(例如，交通堵塞更新、交通事故更新、道路封闭)来计算预设数量的驾驶路线的交通能量消耗。同样，静态交通数据和非静态交通数据可由导航系统40提供给控制器32。或者，控制器32可使用无线通信从远离车辆10的系统接收静态交通数据和非静态交通数据。

例如，图6示出了第一驾驶路线602、第二驾驶路线604和第三驾驶路线606，其可示出车辆10在当前目的地608与最终目的地610之间的驾驶路线。第一驾驶路线602可包括车辆10沿着城市道路以及高速公路道路的组合的操作。第二驾驶路线604可主要包括车辆10沿着高速公路道路的操作。第三驾驶路线606可主要包括车辆10沿着城市道路的操作。

基于静态交通数据和非静态交通数据，控制器32可确定第三驾驶路线604的交通能量消耗可为8kW，因为存在车辆10经历了明显的走走停停的交通堵塞或交通事故。控制器32还可确定第三驾驶路线606的交通能量消耗可为10kW，因为由于交通灯和停车信号，存在众多走走停停(stop-and-go)的驾驶状况。而且，控制器32可确定第三行驶路线606的交通能量消耗可为12kW，因为由于拥挤的交通状况，存在众多减速。因此，控制器32可将所选择的驾驶路线确定为第一驾驶路线602，因为它将需要电池22消耗最低量的能量。

还可以设想，可将静态交通数据和非静态交通数据与所保存的交通模式或数据进行比较。例如，控制器32可操作为存储给定驾驶路线(例如，第一驾驶路线602)的已知或先前交通模式。或者，控制器可操作为存储指示电池沿着给定驾驶路线(例如，第一驾驶路线602)将消耗多长时间电力或消耗多少电力的数据。然后，控制器可能能够基于所保存的交通模式或数据来确定交通能量消耗。

在步骤504处，控制器可基于所选择的驾驶路线(例如，第一驾驶路线602)与预先存储的驾驶模式之间的比较来调整交通能量消耗。可基于已知的行业驾驶循环(例如，US06补充联邦测试程序、EPA城市测功机驾驶时间表/LA4(UDDS)、高速公路燃料经济性驾驶时间表(HWFET)、纽约市循环)将预先存储的驾驶模式存储在控制器32的存储器中。例如，控制器32可操作为考虑到电池22的能量沿着UDDS驾驶循环(作为城市驾驶条件的示例)可如何被耗尽。控制器32可将第三驾驶路线606与UDDS驾驶循环进行比较，以更好地考虑到电池22的能量在主要是城市驾驶期间可如何被耗尽(即，电池22的荷电状态可以多快的速度被耗尽)。同样，控制器32可操作为考虑到电池22的能量沿着HWFET驾驶循环(作为高速公路驾驶条件的示例)可如何被耗尽。控制器32可将第二驾驶路线604与HWFET驾驶循环进行比较，以考虑到电池22的能量在主要是高速公路驾驶期间可如何被耗尽。或者控制器32可操作为将若干驾驶循环(例如，UDDS和HFET)相结合以考虑到电池22的能量在城市驾驶和高速公路驾驶的组合(例如，第一驾驶循环602)期间可如何被耗尽。

控制器32还可基于车辆10随时间的操作来生成和存储驾驶模式。例如，当在已知目的地之间(例如，工作地到家)操作时，控制器32可开始生成车辆10的已知驾驶模式。如果车辆10在当前目的地608与最终目的地610之间例行地操作，则控制器32可将考虑到电池22的能量耗尽所生成的驾驶模式与已知的驾驶路线进行比较。

在步骤506处，控制器32可基于在步骤502中所选择的驾驶路线与所存储的驾驶循环的比较来调整所选择的驾驶路线(例如，驾驶路线602、604、606)中的每一者的交通能量消耗。控制器32可进一步基于在步骤504中执行的比较来调整建议的驾驶路线。例如，在步骤502处，控制器32可能已经选择了交通能量消耗为8kW的第一驾驶路线602。基于驾驶路线602、604、606与所存储的驾驶循环之间的比较，控制器32可计算出第二驾驶路线604的交通能量消耗(即，主要是城市行驶)可能导致比第一驾驶路线602(例如，调整为9kW)更低的交通能量消耗(例如，调整为7kW)。因此，控制器32可基于计算出的交通能量调整来调整目标驾驶路线作为第二驾驶路线604。

在步骤508处，控制器32可接收车辆10外部的环境温度。控制器32可从由环境空气温度传感器33所提供的数据接收环境温度。或者，控制器32可从远程系统接收提供环境温度的无线传输。例如，控制器32可操作为接收提供环境温度的蜂窝传输。或者，控制器32可操作为从位于车辆10附近或内部的装置(例如，蜂窝电话)接收环境温度。然后，控制器可计算可用于调整目标驾驶路线的气候能量消耗。

例如，当车辆10在极端环境温度(例如，5华氏度或95华氏度)期间操作时，控制器32可使用所接收的环境温度数据，或者控制器32可使用所存储的温度表来计算气候能量估计。如果选择了目标驾驶路线，则控制器32可确定第二驾驶路线604(城市行驶)可能需要高的气候能量消耗，因为电池22将在更长时间段内暴露于极端环境温度。因此，控制器32可再次调整目标驾驶路线以确保电池22不会暴露于长时间的极端环境温度。控制器32可调整并选择第三驾驶路线606(即，主要是高速公路驾驶)作为目标驾驶路线，以减少电池22暴露于极端环境温度的时间量。通过调整目标驾驶路线，控制器32可减少电池22在极端环境温度期间将消耗的能量的量。

在步骤510处，控制器32可计算对电池22的考虑到内部车辆负载的气候能量调整，并且再次调整目标驾驶路线。同样，控制器32可操作为考虑到车辆10内的耗费来自电池22的能量的内部负载被激活(例如，加热器系统和空调系统)。控制器32可操作为考虑到可能以增大的速率耗尽电池22的荷电状态的内部负载(例如，空调系统)。例如，控制器可能能够计算由于环境温度而操作的内部负载(例如，空调)将需要多少能量。控制器32可确定当环境温度为85华氏度时，操作整个空调系统的内部负载(包括驱动风扇的功率)可为3kW。因此，控制器32可操作为计算气候能量调整，所述气候能量调整进一步考虑到可能消耗来自电池22的能量的内部负载。具体地，控制器32可考虑到在暖环境温度期间操作的内部负载(例如，加热器系统)或在冷环境温度期间操作的内部负载(例如，空调系统)来计算气候能量调整。

然后，控制器32可考虑到最终能量消耗来确定(并且可能调整)目标驾驶路线。可以设想，驾驶路线602、604、606和所选择的目标驾驶路线中的每一者的最终能量消耗可以是静态交通数据和非静态交通数据、驾驶循环调整、环境温度调整和内部负载之间的折衷。例如，驾驶路线604(城市驾驶)通常可能消耗较少的能量，但因低速和连续起动/停止状况引起的长时间驾驶可能会增加极端热或极端冷环境温度期间的气候能量消耗。因此，控制器32可操作为考虑到这些因素中的每一个来连续地计算最终能量消耗并且选择将导致电池22消耗最少量的能量的目标驾驶路线。

可以设想，由于当前对电池22再充电所需的充电站的数量和时间有限，因此期望在BEV的操作期间将电池22消耗的能量最小化。通过计算静态交通数据和非静态交通数据、驾驶循环调整、环境温度调整和内部负载的能量消耗率，控制器32可能能够计算出增加了车辆的续驶里程(即，减少电池22消耗的能量的量)的目标驾驶路线。目标驾驶路线在电池22已经耗尽给定量(例如，SOC＝50％)并且车辆10在极端冷的环境温度下驾驶的情况下可能是有用的。最后，可以设想，各种能量消耗率可从模拟模型预先计算、从在车辆10上执行的测试数据收集或在车辆10的操作期间收集。

虽然上文描述了示例性实施例，但这些实施例并不意图描述本发明的所有可能形式。相反，本说明书中所使用的字词为描述性而非限制性的字词，并且应理解，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。另外，可将各种实现的实施例的特征组合，以形成本发明的另外的实施例。

根据本发明，提供了一种路线规划系统，所述路线规划系统具有：电动马达，所述电动马达可操作为推进电动车辆；牵引电池，所述牵引电池可操作为提供电力来驱动所述电动马达；以及导航系统，所述导航系统包括一个或多个控制器，所述一个或多个控制器可操作为：使用由起始位置与目的地位置之间的多条驾驶路线的道路的速度限制所定义的静态数据和由一条或多条道路上的交通所定义的动态数据，生成所述多条驾驶路线；基于所述多条驾驶路线的预期速度曲线数据和沿着所述多条驾驶路线的环境温度为所述多条驾驶路线中的每一者生成所述牵引电池从所述起点位置行驶到所述目的地位置的电力消耗估计值，使得所述电力消耗估计值响应于所述环境温度大于或小于预定义温度范围而较高，并且响应于所述环境温度在所述预定义温度范围内而较低；从所述多条驾驶路线中选择具有所述电力消耗估计值的最小值的目标路线；以及显示所述目标路线。

根据实施例，所述导航系统可进一步操作为基于所述牵引电池的当前荷电状态来调整所述目标路线。

根据实施例，导航系统可进一步操作为将所述多条驾驶路线与多个驾驶循环进行比较，并且进一步调整所述目标路线以限制所述牵引电池在所述起始位置和所述目标位置之间推进所述电动马达所耗费的荷电状态。

根据实施例，所述多个驾驶循环是基于所述电动车辆在所述起始位置与所述目的地位置之间的先前行程而生成的。

根据实施例，所述导航系统可进一步操作为基于所述电动车辆内的内部负载的内部电力消耗来调整所述目标路线。

根据实施例，所述内部负载包括加热系统。

根据实施例，所述内部负载包括空调系统。

根据实施例，所述静态数据包括基于速度限制的行驶时间以及在所述电动车辆的所述起始位置与所述目的地位置之间的一个或多个交通灯。

根据实施例，所述动态数据包括基于所述电动车辆的所述起始位置与所述目的地位置之间的交通减速的行驶时间。

根据实施例，所述交通减速包括在所述电动车辆的所述起始位置与所述目的地位置之间的车辆事故。

根据实施例，所述交通减速包括在所述电动车辆的所述起始位置与所述目的地位置之间的道路封闭。

根据实施例，所述导航系统无线地接收所述静态数据和所述动态数据。

根据本发明，一种路线规划方法包括：使用静态交通数据和非静态交通数据计算当前位置与目的地位置之间的一条或多条驾驶路线，其中计算所述一条或多条驾驶路线以减少电池在所述当前位置与所述目的地位置之间推进电动车辆内的电动马达所耗费的电力；通过将所述一条或多条驾驶路线与一个或多个所存储的驾驶模式进行比较来调整所述一条或多条驾驶路线，其中所述一个或多个所存储的驾驶模式表示所述一条或多条驾驶路线，并且其中调整所述一条或多条驾驶路线，以进一步减少所述电池在所述当前位置与所述目的地位置之间推进所述电动马达所耗费的所述电力；通过确定当所述电动车辆沿着所述一条或多条驾驶路线驾驶时所述电池在所述电动车辆外部的环境温度下将耗费的所述电力以及所述电池为所述电动车辆的内部负载提供电力将耗费的所述电力来调整所述一条或多条驾驶路线；以及在位于所述电动车辆内的显示单元上显示所述一条或多条驾驶路线。

在本发明的一个方面，所述方法包括：通过确定所述一条或多条驾驶路线中的哪条驾驶路线将耗费来自所述电池的最小电力来在所述当前位置与所述目的地位置之间推进所述电动马达来选择目标驾驶路线；以及在所述显示单元上突出所述目标驾驶路线。

在本发明的一个方面，所述方法包括：基于所述电池的当前荷电状态来调整所述目标驾驶路线。

在本发明的一个方面，所述方法包括：使用一个或多个所存储的驾驶循环来生成所述一个或多个驾驶模式。

在本发明的一个方面，所述方法包括使用由所述电动车辆在所述当前位置与所述目的地位置之间驾驶的一个或多个先前行程来生成所述一个或多个所存储的驾驶模式。

在本发明的一个方面，所述静态交通数据包括基于速度限制的行驶时间以及在所述电动车辆的所述当前位置与所述目的地位置之间的一个或多个交通灯。

在本发明的一个方面，所述非静态数据包括基于所述电动车辆的所述当前位置与所述目的地位置之间的交通减速的行驶时间。

根据本发明，提供了一种路线规划系统，所述路线规划系统具有：控制器，所述控制器可操作为：接收电动车辆内的电池的荷电状态；接收静态交通数据和非静态交通数据；使用所述静态交通数据和所述非静态交通数据计算所述电动车辆在当前位置与目的地位置之间的一条或多条驾驶路线，其中将所述一条或多条驾驶路线与一个或多个交通模式进行比较，以限制所述电池在所述当前位置与所述目的地位置之间推进电动马达所耗费的所述荷电状态；通过将所述一条或多条驾驶路线与一个或多个所存储的驾驶模式进行比较来调整所述一条或多条驾驶路线，其中所述一个或多个所存储的驾驶模式表示所述一条或多条驾驶路线，并且其中调整所述一条或多条驾驶路线，以进一步限制所述电池在所述当前位置与所述目的地位置之间推进所述电动马达所耗费的所述荷电状态；通过确定当所述电动车辆沿着所述一条或多条驾驶路线驾驶时所述电池在所述电动车辆外部的环境温度下将耗费的所述荷电状态以及所述电池为所述电动车辆的内部负载提供电力将耗费的所述荷电状态来调整所述一条或多条驾驶路线；以及在位于所述电动车辆内的显示单元上显示所述一条或多条驾驶路线。

Claims (12)

1.一种路线规划系统，所述路线规划系统包括：

电动马达，所述电动马达能够操作为推进电动车辆；

牵引电池，所述牵引电池能够操作为提供电力来驱动所述电动马达；以及

导航系统，所述导航系统包括一个或多个控制器，所述一个或多个控制器能够操作为：

使用由起始位置与目的地位置之间的多条驾驶路线的道路的速度限制所定义的静态数据和由一条或多条道路上的交通所定义的动态数据，生成所述多条驾驶路线，

基于所述多条驾驶路线的预期速度曲线数据和沿着所述多条驾驶路线的环境温度为所述多条驾驶路线中的每一者生成所述牵引电池从所述起始位置行驶到所述目的地位置的电力消耗估计值，使得所述电力消耗估计值响应于所述环境温度大于或小于预定义温度范围而较高，并且响应于所述环境温度在所述预定义温度范围内而较低，

从所述多条驾驶路线中选择具有所述电力消耗估计值的最小值的目标路线，以及

显示所述目标路线。

2.如权利要求1所述的路线规划系统，其中所述导航系统能够进一步操作为基于所述牵引电池的当前荷电状态来调整所述目标路线。

3.如权利要求1所述的路线规划系统，其中导航系统能够进一步操作为将所述多条驾驶路线与多个驾驶循环进行比较，并且进一步调整所述目标路线以限制所述牵引电池在所述起始位置与所述目标位置之间推进所述电动马达所耗费的荷电状态。

4.如权利要求3所述的路线规划系统，其中所述多个驾驶循环是基于所述电动车辆在所述起始位置与所述目的地位置之间的先前行程而生成的。

5.如权利要求1所述的路线规划系统，其中导航系统能够进一步操作为基于所述电动车辆内的内部负载的内部电力消耗来调整所述目标路线。

6.如权利要求5所述的路线规划系统，其中所述内部负载包括加热系统。

7.如权利要求6所述的路线规划系统，其中所述内部负载包括空调系统。

8.如权利要求1所述的路线规划系统，其中所述静态数据包括基于速度限制的行驶时间以及在所述电动车辆的所述起始位置与所述目的地位置之间的一个或多个交通灯。

9.如权利要求1所述的路线规划系统，其中所述动态数据包括基于所述电动车辆的所述起始位置与所述目的地位置之间的交通减速的行驶时间。

10.如权利要求9所述的路线规划系统，其中所述交通减速包括在所述电动车辆的所述起始位置与所述目的地位置之间的车辆事故。

11.如权利要求9所述的路线规划系统，其中所述交通减速包括在所述电动车辆的所述起始位置与所述目的地位置之间的道路封闭。

12.如权利要求1所述的路线规划系统，其中所述导航系统无线地接收所述静态数据和所述动态数据。

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