CN102371904A - 用于确定预期车辆驾驶范围的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定预期车辆驾驶范围的系统和方法。一种车辆可以包括一个或多个控制器，该一个或多个控制器被配置成确定车辆电池的剩余能量，以确定车辆的一系列能量消耗率，并且从所述系列中选择一组能量消耗率。所述一个或多个控制器可以被进一步配置成基于剩余能量和所选择的一组能量消耗率，确定车辆的预期驾驶范围。

Description

用于确定预期车辆驾驶范围的系统和方法
背景技术
电池电动车辆(BEV)可以通过电机的操作来移动。电机可以从车载电池接收电力。电池可以用来自公用电网或其它外接电源的电力充电。
BEV驾驶员可能希望知道他们的燃油耗尽距离/预期车辆驾驶范围。
发明内容
一种车辆可以包括电机、电池和一个或多个控制器。所述一个或多个控制器可以被配置成确定电池的剩余能量，确定车辆的一系列能量消耗率，从所述系列中选择一组能量消耗率，以及基于剩余能量和选择的一组能量消耗率确定针对车辆的预期驾驶范围。
一种车辆可以包括：电机，所述电机被配置成生成用于车辆的动力；电池，所述电池被配置成存储用于电机的能量；以及一个或多个控制器。所述一个或多个控制器可以被配置成确定电池的剩余能量，确定针对车辆的一系列能量消耗率，以及确定所述一系列能量消耗率中的至少一个是否与所述一系列能量消耗率的平均值相差预定量。所述一个或多个控制器可以被进一步配置成如果所述一系列能量消耗率中的至少一个与所述一系列能量消耗率的平均值相差所述预定量，则基于剩余能量和所述一系列能量消耗率中的至少一个确定预期车辆驾驶范围。
一种用于给车辆的驾驶员提建议的方法可以包括确定车辆电池的剩余能量，确定车辆的一系列能量消耗率，以及从所述系列中选择一组能量消耗率。所述方法可以进一步包括基于剩余能量和所选择的一组能量消耗率确定针对车辆的预期驾驶范围，以及将预期驾驶范围通过驾驶员界面呈现给驾驶员。
附图说明
图1是示例性电池电动车辆的框图。
图2是描述用于确定针对图1的电池电动车辆的燃油耗尽距离/预期车辆驾驶范围的示例性算法的流程图。
具体实施方式
传统的燃油耗尽距离(DTE)确定(用在例如ICE车辆中)使用连续计算的历史DTE的仓(bin)，每个仓覆盖一个固定距离，以产生平均DTE。但是，该技术可能在诸如从城市到公路驾驶过渡的暂态电池电动车辆(BEV)驾驶事件期间产生大量误差。而且，传统的DTE确定不管温度或寿命如何，假设来自剩余燃料的可用能量是恒定的。然而，来自典型的BEV电池的可用能量取决于温度和寿命。
内燃机发动机(ICE)车辆在将液体燃料(例如汽油)中储存的能量转换成动力矩时典型地只有20％-35％的效率。该转换产生大量的废热(来自燃烧过程)。当驾驶室加热需要热时，由于可以使用废热，这种需求对于发动机效率影响小。因此，对燃料经济性的影响低。
BEV在将电力转换成动力矩时可以有大约80％(或更大)的效率。与ICE车辆相比该转换产生少得多的废热。此废热可能不足以提供足够的驾驶室加热。因此，与ICE车辆相比，驾驶室加热需求可能对BEV动力系效率有很大影响，且因此对燃料经济性有很大影响。类似地，与ICE车辆相比，驾驶室冷却需求可能对BEV燃料经济性有更大影响。
本文描述的某些实施例提供针对电动车辆的DTE(预期车辆驾驶范围)确定。这些确定可以考虑由于温度和寿命的变化引起的可用能量的变化。这些确定还可以考虑由于变化的车辆和环境条件引起的能量消耗率的变化。例如，一些实施例可以基于电池的剩余能量含量和能量消耗率确定DTE。在某些情况下，此能量消耗率可以是多个周期性确定的短期能量消耗率的平均值(长期能量消耗率)。在其它情况下，能量消耗率可以是最近确定的短期能量消耗率、几个最近确定的短期能量消耗率的平均值、或短期和长期能量消耗率的组合等。
在稳定状态条件下(例如在每个周期性计算的短期能量消耗率落在总体趋势的某预定范围内的情况下)更可能使用长期能量消耗率。在不稳定状态条件下(例如在周期性计算的短期能量消耗率中有一些相对于总体趋势落在某预定范围之外的情况下)，更可能使用短期能量消耗率。
举例讲，可以以任何适当/已知方式确定对于车辆每行进3英里(或其它任何期望/选择距离)的能量消耗率(例如瓦特小时/英里)。例如，对于行进每3英里，所测量的电压/流出电池的电流可以用来确定相应的能量消耗率。这些短期能量消耗率可以被存储在例如可校准大小(例如20个条目)的滑动窗缓冲器中。即，在此例子中，当第21个短期能量消耗率被确定时，第1个短期能量消耗率会从缓冲器中清除掉。长期能量消耗率可以基于短期能量消耗率(例如短期能量消耗率的平均值/加权平均值)来确定。短期能量消耗率的子集(例如缓冲器中5个最近的短期能量消耗率的平均值)可以与长期能量消耗率比较。如果短期能量消耗率的子集的平均值和长期能量消耗率之间的差大于某一可校准阈值，则长期能量消耗率可以被例如短期能量消耗率的子集的平均值更新/修改/替代。燃油耗尽距离然后可基于电池中的剩余能量和所确定的能量消耗率来计算。其它情形也是可行的。
参照图1，BEV 12的一个实施例可以包括电池14和电机16。BEV 12还可以包括变速器18、车轮20、一个或多个控制器22、电气端口24和显示器/接口26(例如屏幕、扬声器、按钮等)。电机16和车轮20与变速器18以任何适当/已知方式机械连接(由粗线指示)，使得电机16可以驱动车轮20，并且车轮20可以驱动电机16。其它配置也是可行的。电池14可以向电机16提供能量或接收来自电机16的能量。电池14还可以通过电气端口24接收来自公用电网或其它外接电源(未显示)的能量。一个或多个控制器22与电池14、电机16、变速器18和显示器/接口26通信和/或控制上述组件(由细线指示)。
参照图2，短期能量消耗率可以以操作28处指示的那样确定。例如，一个或多个控制器22可以根据以下关系连续地/周期性地计算“短期能量消耗率”(例如SC1，SC2，SC3，...，SCn)：
SCi＝平均能量消耗/固定距离
其中，固定距离可以由制造商设置，或根据需要选择，并且平均能量消耗可以通过例如对与电池14(图1)关联的电流和电压的乘积在固定距离上的积分来得到。某些实施例可以具有可用于存储短期能量消耗率的固定数目的仓。一旦所有的仓都被填满，则当每个新的速率被确定并被存储时，最旧的速率可被移除。
如操作30所指示的那样，可以确定长期能量消耗率。一个或多个控制器22例如可以根据以下关系周期性地计算“长期能量消耗率”(例如LC)
LC＝∑SCi/仓的总数
如操作32所指示的那样，可以确定最近的短期仓的平均值(例如仓n-5到仓n)和长期平均值LC之间的差。如果该差大于或等于某一阈值(例如，10％)，则算法前进到操作34。如果该差小于所述阈值，则算法前进到操作36。
可替代地，一个或多个控制器22可以实现跟踪仓所存储的短期能量消耗率超过长期平均值达阈值量的仓的数目的计数器。如果所跟踪的数目大于或等于某一阈值数目，则算法前进到操作34。如果所跟踪的数目小于所述阈值数目，则算法前进到操作36。也可以使用其它技术。
如操作34所指示的那样，长期平均值LC可以被设置成等于在操作32处确定的最近的短期仓的平均值。
可替代地，在操作30处确定的长期平均值LC可以与某些短期能量消耗率(例如超过长期平均值达以上讨论的阈值量的短期能量消耗率)混合(例如与其加权平均值组合)。也可以使用其它技术。
如操作36所指示的那样，可以基于电池14(图1)中的剩余能量和长期平均值LC来确定DTE。一个或多个控制器22例如可以根据下列关系计算DTE：
DTE＝电池剩余能量/LC
其中电池剩余能量(BRE)可以根据下列关系得到：
BRE＝电池可用能量*c*SOC
其中电池可用能量取决于电池14的容量(对于给定电池大小，电池可用能量值可以由电池的制造商提供)，c是取决于电池寿命和/或电池温度的校正因子，并且SOC是电池14的电荷状态。一个或多个控制器22例如可以以任何适当/已知方式从存储器中重新得到电池可用能量值，并且监控电池寿命和/或电池温度，以及电池的电荷状态。
再次参照图1，参照图2的描述所确定的DTE可以通过显示器/接口26输出给驾驶员。
本文公开的算法可以以许多形式递送到诸如一个或多个控制器22的处理装置，其可以包括任何现有的电子控制单元或专用电子控制单元，所述的许多形式包括但不限于永久性存储在诸如ROM器件的非可写入存储介质上的信息，和可改变地存储在诸如软盘、磁带、CD、RAM器件和其它磁的和光学介质的可写入存储介质上的信息。算法还可以在软件可执行对象中实现。可替代地，算法可以使用适当的硬件组件，诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其它硬件组件或装置，或硬件、软件和固件组件的组合来整体或部分地体现。
尽管已经图示和描述了本发明的实施例，但不打算使这些实施例图示和描述本发明的所有可能形式。说明书中使用的词语是说明性词语而非限制性词语，并且要理解在不偏离本发明的精神和范围的情况下可做出各种变化。

Claims (7)

1.一种车辆，包括：
电机，所述电机被配置成生成用于所述车辆的动力；
电池，所述电池被配置成存储用于所述电机的能量；以及
一个或多个控制器，所述一个或多个控制器被配置成
确定电池的剩余能量，
确定针对所述车辆的一系列能量消耗率，
从所述系列中选择一组能量消耗率，以及
基于所述剩余能量和所选择的一组能量消耗率确定针对所述车辆的预期驾驶范围。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述一个或多个控制器被进一步配置成确定所述一系列能量消耗率的平均值是否与所述一系列能量消耗率的子集的平均值相差预定量，并且其中所述一个或多个控制器被配置成基于所述系列的平均值是否与所述子集的平均值相差所述预定量，从所述系列中选择所述一组能量消耗率。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中如果所述系列的平均值与所述子集的平均值相差所述预定量，则所选择的一组能量消耗率包括所述一系列能量消耗率的子集。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中所述一个或多个控制器被进一步配置成确定所述一系列能量消耗率的平均值，以确定与所述平均值相差预定量的所述系列的能量消耗率的数目，并且确定所述数目是否超过预定数目，并且其中所述一个或多个控制器被配置成基于所述数目是否超过所述预定数目，从所述系列中选择所述一组能量消耗率。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中如果所述数目超过所述预定数目，则所选择的一组能量消耗率包括与所述平均值相差所述预定量的所述系列的能量消耗率。
6.根据权利要求1所述的车辆，其中所选择的一组能量消耗率包括所述系列的所有能量消耗率。
7.根据权利要求1所述的车辆，进一步包括驾驶员界面，其中所述一个或多个控制器被进一步配置成使得预期车辆驾驶范围通过所述驾驶员界面为显示或播放方式中的至少一种。
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