CN105584438B - 电里程影响因素的显示和算法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电里程影响因素的显示和算法，提供了一种用于估计车辆的满电荷里程(RPC)的方法。该方法包括控制器，其可响应于检测到影响车辆能量消耗的预定义状况的存在，通过控制器向界面输出RPC和指示预定义状况影响RPC的程度的标志。还提供了一种电动车辆，所述电动车辆包括一个或更多个车辆部件、用于将能量供应至车辆部件的牵引电池、一个或更多个传感器和控制器。该一个或更多个传感器监控车辆部件、牵引电池和预选环境状况。控制器配置为：响应于来自传感器的输入，对界面生成输出，该输出包括RPC和指示环境状况与部件和电池中的运转中的每个对RPC的影响程度的标志。

Description

电里程影响因素的显示和算法
技术领域
本申请涉及针对包括能量转换装置(例如电机)的车辆的满电荷里程(range perfull charge)预测。
背景技术
车辆，例如电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、轻度混合动力电动车辆(MHEV)、或全混合动力电动车辆(FHEV)，包括能量存储装置，例如高压(HV)电池，以用作车辆的推进源。HV电池可包括部件和系统以辅助管理车辆的性能和运转。HV电池可包括电互连在电池单体端子与互连器母线之间的电池单体的一个或更多个阵列。HV电池和周围环境可包括热管理系统以辅助管理HV电池部件、系统和单个电池单体的温度。具有一个或更多个HV电池的车辆可包括测量和/或估计描述HV电池、车辆部件、和/或电池单体当前工况的电池管理系统。电池管理系统还可将与测量和估计相关的信息输出至界面。
发明内容
一种用于估计车辆的满电荷里程(RPC)的方法包括：响应于检测到影响车辆能量消耗的预定义状况的存在，通过控制器向界面输出RPC和指示预定义状况影响RPC的程度的标志。所述预定义状况可包括辅助负载因素、由于驾驶类型导致的推进因素、由于电池寿命导致的推进因素、和由于环境状况导致的推进因素中的至少一个。RPC和所述标志可基于说明了所述预定义状况的消耗率，且可基于车辆行驶的预选可校准距离。RPC和所述标志可基于说明了所述预定义状况的消耗率，且可当所述预定义状况存在时在驾驶周期的预定义间隔期间内获得。RPC和所述标志还可基于与所述预定义间隔相关联的平均能量消耗率和总车辆能量消耗。RPC和所述标志还可基于所述平均能量消耗率与和所述预定义状况相关联的预选标称消耗状况之间的差。所述间隔可为基于时间的间隔、基于行程的间隔、或基于距离的间隔。所述标志中的至少一个可为显示与车辆的能量存储装置的电荷状态相关的里程距离的图形元素。所述标志中的至少一个可为显示与车辆的能量存储装置的电荷状态相关的功率消耗百分比的图形元素。所述标志中的至少一个为显示在预选可校准距离期间与RPC相关的能量消耗百分比的图形元素。
一种电动车辆包括一个或更多个车辆部件、用于将能量供应至所述车辆部件的牵引电池、一个或更多个传感器、控制器。一个或更多个传感器监控所述车辆部件、牵引电池和预选环境状况。控制器被配置为：响应于来自传感器的输入，向界面生成输出，该输出包括RPC和指示环境状况与部件和电池的运转中的每个对RPC的影响程度的标志。所述车辆部件中的至少一个可被配置为由驾驶员激活，且所述标志可包括识别由于所述车辆部件中的至少一个的激活导致的RPC减少的指示符。所述车辆部件中的至少一个在被激活时可从电池引出电流，且所述标志可包括识别由于所述车辆部件中的至少一个的激活导致的RPC减少的指示符。所述标志可为显示与预选的基于时间的间隔、基于行程的间隔、或基于距离的间隔相关的功率消耗百分比的图形元素。
一种车辆牵引电池系统包括牵引电池、被配置为从牵引电池引出电流的车辆部件、界面、控制器。控制器被配置为：响应于检测到由于电流导致的能量消耗变化状况，向界面输出满电荷里程(RPC)和指示由于电流导致的RPC减少的程度的标志。所述标志中的至少一个可为显示与预选的基于时间的间隔、基于行程的间隔、或基于距离的间隔相关的功率消耗百分比的图形元素。所述车辆还可包括被配置为由驾驶员激活的另一车辆部件。控制器还可被配置为：响应于检测到所述另一车辆部件的激活状况，向界面输出指示由于所述另一车辆部件的激活所导致的RPC减少的程度的标志。控制器还可配置为：响应于检测到由于环境状况导致的能量消耗变化状况，向界面输出指示由于环境状况导致的RPC减少的程度的标志。
附图说明
图1为说明了电池电动车辆的示意图。
图2为说明了车辆的示例的方框图。
图3为说明了用于使满电荷里程(RPC)预测架构运转的算法的示例的流程图。
图4为说明了用于使RPC预测架构运转的基于时间的算法的示例的流程图。
图5A为对界面的输出的配置的示例的说明图，其可包括与RPC预测算法相关的能量消耗类别的指示符。
图5B为对界面的输出的另一配置的示例的说明图，其可包括与RPC预测算法相关的能量消耗类别的指示符。
图5C为对界面的输出的另一配置的示例的说明图，其可包括与RPC预测算法相关的能量消耗类别的指示符。
图5D为对界面的输出的另一配置的示例的说明图，其可包括与RPC预测算法相关的能量消耗类别的指示符。
图5E为对界面的输出的另一配置的示例的说明图，其可包括与RPC预测算法相关的能量消耗类别的指示符。
图6为说明了用于使RPC预测架构运转的基于行程的算法的示例的流程图。
图7A和图7B为说明了用于使RPC预测架构运转的基于距离的算法的示例的流程图。
具体实施方式
本说明书中描述了本申请的多个实施例。然而，应当理解的是，公开的实施例仅仅为示例且其它实施例可采取各种和可选的形式。附图不需要按比例绘制；一些特征可被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，本说明书中公开的具体结构和功能细节不应被认为是限制，但仅仅被认为是用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。如本领域技术人员将理解的，参考任一附图说明和描述的各种特征可与一幅或更多其它附图中说明的特征结合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的特征的组合提供了用于典型应用的代表性实施例。然而，可能需要与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型以用于特定应用或实施。
图1绘示了典型的插电式混合动力电动车辆(PHEV)的示意图。典型的插电式混合动力电动车辆12可包括机械连接至混合动力变速器16的一个或更多个电机14。电机14可以能够作为马达或发电机运转。此外，混合动力变速器16机械连接至发动机18。混合动力变速器16还机械连接至驱动轴20，驱动轴20机械连接至车轮22。当发动机18被发动或关闭时，电机14可提供推进能力和减速能力。电机14还用作发电机且可通过回收通常将在摩擦制动系统中作为热损失的能量而提供燃料经济性收益。电机14还可提供减少的污染物排放，这是由于在一定状况下混合动力电动车辆12可以以电动模式或混合动力模式运转以降低车辆12的整体燃料消耗。
牵引电池或电池组24存储且提供可被电机14使用的能量。牵引电池24通常提供从牵引电池24内的一个或更多个电池单体阵列(有时被称为电池单体组)输出的高压直流电(DC)。电池单体阵列可包括一个或更多个电池单体。牵引电池24通过一个或更多个接触器(未示出)电连接至一个或更多个电力电子模块26。该一个或更多个接触器当被断开时将牵引电池24与其它部件隔离且当被闭合时将牵引电池24与其它部件连接。电力电子模块26还电连接至电机14且提供在牵引电池24与电机14之间双向转移电能的能力。例如，典型的牵引电池24可提供DC电压，而电机14可能需要三相交流电(AC)电压以起作用。电力电子模块26可根据电机14的需要将DC电压转换为三相AC电压。在再生模式下，电力电子模块26将来自电机14(用作发电机)的三相AC电压转换为牵引电池24需要的DC电压。本说明书中的描述同样适于纯电动车辆。对于纯电动车辆，混合动力变速器16可为连接至电机14的变速箱且可以不存在发动机18。
除了提供用于推进的能量之外，牵引电池24还提供用于其它车辆电子系统的能量。典型的系统可包括将牵引电池24的高压DC输出转换为与其它车辆负载兼容的低压DC供应的DC/DC转换模块28。其它高压负载，例如压缩机和电加热器，可不使用DC/DC转换模块28而直接连接至高压。在典型的车辆中，低压系统电连接至辅助电池30(例如，12V电池)。
电池电控模块(BECM)33可与牵引电池24通信。BECM 33可用作用于牵引电池24的控制器且还可包括管理每个电池单体的温度和电荷状态的电子监控系统。牵引电池24可具有温度传感器31，例如热敏传感器或其它温度计。温度传感器31可与BECM 33通信以提供关于牵引电池24的温度数据。温度传感器31还可设在牵引电池24内的电池单体上或附近。还可以预期的是，可使用多于一个的温度传感器31以监控电池单体的温度。
车辆12可以为例如电动车辆(比如PHEV、FHEV、MHEV或其中牵引电池24可由外部电源36再次充电的BEV)。外部电源36可为与电源插座的连接。外部电源36可电连接至电动车辆供电设备(EVSE)38。EVSE 38可提供电路和控制以调节和管理电源36与车辆12之间的电能转移。外部电源36可将DC或AC电力提供至EVSE 38。EVSE 38可具有充电连接器40以用于插入车辆12的充电接口34。充电接口34可为配置为将来自EVSE 38的电力转移至车辆12的任何类型的接口。充电接口34可电连接至充电器或车载功率变换模块32。功率变换模块32可调节从EVSE 38供应的电力以将适当的电压和电流水平提供至牵引电池24。功率变换模块32可与EVSE 38交互以调节对车辆12的电力传输。EVSE连接器40可具有与充电接口34的对应凹槽匹配的管脚。
说明的各种部件可具有一个或更多个相关联的控制器以控制和监控部件的运转。控制器可通过串行总线(例如，控制器区域网(CAN)或通过离散导体(discrete conductor)通信。
电池单体，例如方型电池(prismatic cell)，可包括将存储的化学能转换为电能的电化学电池。方型电池可包括壳体、正极(阴极)和负极(阳极)。在放电期间电解液可允许离子在阳极与阴极之间运动，且在再次充电期间允许离子返回。端子可允许电流流出电池单体以被车辆使用。当与多个电池单体一起设在阵列中时，可对齐每个电池单体的端子使得相反端子(正的和负的)彼此相邻且母线可帮助促进多个电池单体之间的串联连接。电池单体还可并联布置，使得类似端子(正的与正的、或负的与负的)彼此相邻。例如，两个电池单体可布置为正极端子彼此相邻，且下一两个单体可布置为负极端子彼此相邻。该示例中，母线可接触全部四个单体的端子。牵引电池24可使用液体热管理系统、空气热管理系统、或其它本领域已知的方法来加热和/或冷却。
精确理解各种车辆部件的能量消耗特点为估计具有能量转换装置(例如发动机或电机)和能量源(例如燃料罐或HV电池)的车辆的剩余能量可行驶距离(distance toempty,DTE)范围的组成部分。图2示出了可包括能量源202的车辆200。车辆200可为，例如具有摩擦制动系统和再生制动系统的电动车辆。能量传感器204可与能量源202(例如，HV电池组)通信，以测量HV电池组内的电池单体的功率级。用于HV电池组的能量传感器204可包括电流传感器、电压传感器、和随附的电池控制单元。能量传感器204可设在合适的位置，包括能量源202内、能量源202附近或贴近能量源202。车辆计算机处理单元(“CPU”)206可与多个车辆部件208和一个或更多个传感器210通信，使得CPU 206可接收关于车辆部件208还有其直接运转的信息。车辆部件208的非限制性示例可包括发动机、变速器、差速器、后处理系统、润滑系统、一个或更多个电动马达、电机、轮胎、车厢气候控制系统、制动系统、电池组热管理系统、发动机热管理系统、和电机热管理系统。
一个或更多个传感器210可包括适于测量对应车辆部件208的状态和其它因素的传感器。例如，能量传感器204可为电池荷电状态评估器。作为另一示例，一个或更多个传感器210可包括测量摩擦制动扭矩和车轮速度的传感器。再作为另一示例，一个或更多个传感器210可包括测量气压状况的传感器。控制器212可与车辆CPU 206、能量传感器204和能量源202通信以接收与车辆部件208和能量源202相关的信息。控制器212还可与设在车辆200的车厢中的界面214通信以显示和/或交流与车辆部件208和能量源202相关的信息。
图3示出了用于计算电动车辆(例如车辆200)的DTE的算法的示例，这可预测能量消耗输出以用于显示在界面上。能量消耗输出可作为识别影响车辆的能量消耗的各种类别影响因素的指示符来显示。该算法总体上由附图标记300表示。该示例中，能量消耗类别可包括辅助类别和推进类别，尽管可以预期的是，其它能量消耗类别或其它类别影响因素组可被算法300使用。该示例中，辅助类别可包括由于车辆部件(例如可包括气候控制系统和需要DC/DC负载的部件的车辆部件208)的运转导致的能量消耗。可利用(draw)DC/DC负载的部件的示例可包括车辆传感器、控制模块、内部/外部照明设备、声音/信息娱乐系统、和12V电源插座。推进类别可包括两个推进相关的子类别。驾驶员控制的推进因素可为第一子类别且不受驾驶员控制的外部因素可为第二子类别，本说明书中第二子类别可被称为外部因素类别或环境因素类别。本说明书中驾驶员控制的子类别可被称为驾驶员类型类别。驾驶员类型类别可包括与例如加速、再生制动能量收回性能、高度变化、和巡航速度相关的能量消耗作用。外部因素类别可包括可在与例如空气密度、车辆的冷启动和电池寿命相关的驾驶周期期间发生或存在的能量消耗作用。
在运转304中，控制器(例如控制器212)可基于驾驶员类型类别和外部因素类别的推进因素计算推进外部因素功率值和净推进功率值。在运转306中，控制器212可获得平均车辆速度(kph)、平均辅助功率消耗(W)、平均推进功率消耗(W)和平均外部因素功率消耗。在运转308中，控制器可计算平均能量消耗率(Wh/km)、平均推进能量消耗率(Wh/km)、平均外部因素功率消耗率(Wh/km)、和平均总能量消耗率(Wh/km)。在运转310中，控制器可计算各个能量消耗率相对于辅助、推进和外部因素的标称功率消耗状况的差。标称功率消耗状况的值可为预定的。例如，该值可基于来自燃料经济性循环的可访问实验室试验数据。该值还可基于表示优选车辆性能或优选车辆部件性能的预定能量消耗目标。在运转312中，控制器可依据车辆的全电荷电里程(km)计算每个能量消耗率差相对于额定或目标里程的作用。在运转314中，界面，例如界面214，可显示额定满电荷里程(RPC)和表示能量消耗率差对额定RPC的作用的影响的标志。
图4示出了用于计算电动车辆(例如车辆200)的RPC的具有基于时间的平均数的算法的示例，其可预测能量消耗输出以用于显示在界面(例如界面214)上。能量消耗输出可作为识别影响车辆的能量消耗的各种类别影响因素的指示符来显示。该算法总体上由附图标记400表示。在该示例中且与算法300类似地，能量消耗类别可包括辅助类别和推进类别，可以预期的是，其它能量消耗类别或类别影响因素组可被算法400使用。在该示例中且与以上示例类似地，辅助类别可包括由于车辆部件(例如车辆部件208)，例如气候控制系统和需要DC/DC负载的部件的运转导致的能量消耗。可利用DC/DC负载的车辆部件的其它示例可包括车辆传感器、控制模块、内部/外部照明设备、声音/信息娱乐系统、和12V电源插座。推进类别可包括两个推进相关的子类别。驾驶员控制的推进因素可为第一子类别，且不受驾驶员控制的外部因素可为第二子类别，本说明书中第二子类别可被称为外部因素类别或环境因素类别。本说明书中驾驶员控制的子类别可被称为驾驶员类型类别。驾驶员类型类别可包括与例如加速、再生制动能量收回性能、高度变化和巡航速度相关的能量消耗作用。外部因素类别可包括可在与例如空气密度、车辆的冷启动、和电池寿命相关的驾驶周期期间发生或存在的能量消耗作用。
在运转404中，一个或更多个传感器(例如一个或更多个传感器210)可测量车辆的速度且将该测量传输至控制器，例如控制器212。在运转406中，该一个或更多个传感器可测量气候系统消耗的能量的量且将该信息传输至可估计气候功率值的控制器。在运转408中，该一个或更多个传感器可测量DC/DC负载消耗的能量的量且将信息传输至可估计DC/DC功率值的控制器。在运转410中，该一个或更多个传感器可测量驾驶员类型类别的推进因素消耗的能量且将信息传输至可估计推进功率值的控制器。在运转412中，控制器可估计外部因素类别的推进因素消耗的功率的量。这样，控制器可根据Pext＝mass*g*sin(θgrade)*v(k)+f1(Toil,ptire)+f2(ρamb)计算由于外部因素类别的推进因素而被消耗的功率的量，其中Pext＝由于外部因素而被消耗的功率，m＝车辆质量，g＝由于重力导致的加速度，v＝车辆速度，Toil＝油的温度，ptire＝轮胎压力，ρamb＝环境压力，f1(Toil,ptire)＝表示随油的温度和轮胎压力变化的车辆变热的作用的校准表，且f2(ρamb)＝表示空气密度的作用的校准表。在另一示例中，Pext可基于一个或更多个校准表和/或与在各种状况(例如各种环境温度和/或油的温度)下驾驶车辆需要的额外功率量相关的试验数据来计算。控制器还可根据Pprop,base＝Pprop-Pext计算不包括由于外部因素而被消耗的能量的量的推进功率值，其中Pprop,base＝不包括外部因素的推进功率，且Pprop＝推进功率。
在运转420中，控制器可基于测量的车辆速度和先前驾驶周期的可访问历史获得平均车辆速度(kph)。在运转422中，控制器可基于估计的气候功率值和估计的DC/DC功率值获得平均辅助功率(W)。在运转424中，控制器可基于估计的推进功率和估计的由于外部因素而被消耗的功率的量获得用于推进的平均能量消耗率。在运转426中，控制器可基于估计的由于外部因素而被消耗的功率的量获得用于外部因素的平均能量消耗率。例如，控制器可根据px,avg(k)＝(1–α)*pp,avg(k-1)+α*px(k)获得辅助、推进和外部因素的平均功率消耗(以瓦特计)，其中px,avg＝因素x消耗的平均功率，px,＝因素x消耗的当前功率，k＝离散时间指数，且α＝过滤常数。
在运转430中，控制器可基于平均车辆速度和平均辅助功率计算平均辅助能量消耗率(Wh/km)。在运转432中，控制器可基于平均车辆速度和用于推进的平均能量消耗率计算平均推进能量消耗率(Wh/km)。在运转434中，控制器可基于平均车辆速度和用于外部因素的平均能量消耗率计算外部因素的平均能量消耗率(Wh/km)。例如，控制器可根据rx,avg＝px,avg/vavg计算平均辅助能量消耗率、平均推进能量消耗率和外部因素的平均能量消耗率，其中rx,avg＝由于因素x导致的平均能量消耗率，且vavg＝平均车辆速度。在运转440中，控制器可基于平均辅助能量消耗率、平均推进能量消耗率、和外部因素的平均能量消耗率计算车辆的总能量消耗率。在运转442中，控制器可基于平均能量消耗率与从数据库检索的标称辅助能量消耗率之间的差计算辅助德尔塔值(delta value)。在运转444中，控制器可基于平均推进能量消耗率与标称推进能量消耗率之间的差计算推进德尔塔值。在运转446中，控制器可基于外部因素的平均能量消耗率与外部因素的标称能量消耗率之间的差计算外部因素德尔塔值。用于辅助消耗率、推进能量消耗率和外部因素的能量消耗率的标称值中的每个都可基于燃料经济性认证循环期间获得的数据或可与车辆部件的目标能量消耗相关的其它预定值。该数据可被控制器访问。例如，控制器可根据rx,diff＝rx,avg-rx,nom计算推进和外部因素的平均消耗率与标称状况之间的差(Wh/km)，其中rx,diff＝因素x的能量消耗率的差(即，德尔塔值)且rx,nom＝因素x的标称能量消耗率。
在运转450中，控制器可基于总能量消耗率与辅助德尔塔值计算辅助负载的相对影响。在运转452中，控制器可基于总能量消耗率与推进德尔塔值计算推进系统的相对影响。在运转454中，控制器可基于总能量消耗率和外部因素德尔塔值计算外部因素的相对影响。例如，控制器可依据每种类别对满电荷电里程(km)的影响根据Ix＝erangenom*rx,diff/ravg计算每种能量消耗类别相对于额定和/或目标RPC的作用，其中Ix＝因素x相对于各个标称状况而对剩余能量可行驶距离的影响，erangenom＝与各个标称状况对应的满电荷电里程，且ravg＝车辆的平均总能量消耗率。
在运转460中，控制器可将辅助负载的相对影响、推进系统的相对影响、和外部因素的相对影响显示在界面上。在运转460中，控制器还可显示说明了相对影响因素的RPC。每种相对影响可被单独显示在界面上以清楚地提供能量消耗类别相对于RPC的作用。该清楚的说明可向驾驶员提供与驾驶类型和系统运转有关的RPC作用的理解。这样，对显示器的输出可提供各种各样的驾驶训练。
图5A至图5E示出了用于显示影响因素的能量消耗的RPC作用的界面构造。该界面可显示气候系统指示符502、驾驶类型指示符504和外部状况指示符506。驾驶类型指示符504可表示上述驾驶员类型类别中由驾驶员控制的推进因素的能量消耗作用。气候系统指示符502可表示上述辅助类别中的气候控制系统运转的能量消耗作用。外部状况指示符506可表示上述外部因素类别中不受驾驶员控制的推进因素的作用。关于RPC，各个指示符上显示的正值可表示车辆性能提高且各个指示符上显示的负值可表示车辆性能降低。界面还可包括DTE指示符510和燃料液面高度指示符512。DTE指示符510可基于HV电池中剩余的能量的量和影响因素的能量消耗显示车辆的DTE。在图5E中，界面构造包括瞬时满电荷里程柱形图530、平均满电荷里程指示符534、和额定满电荷里程指示符536。瞬时满电荷里程柱形图530可表示车辆工况的实时能量消耗作用。平均满电荷里程指示符534可表示基于历史数据的平均能量消耗作用。额定满电荷里程指示符536可表示基于一个或更多个校准表和/或试验数据的车辆的能量性能里程。
图6示出了用于计算电动车辆(例如车辆200)的RPC的具有基于行程的平均数的算法的示例，其可预测能量消耗输出以用于显示在界面(例如界面214)上。能量消耗输出可作为识别影响车辆的能量消耗的各种类别影响因素的指示符来显示。该算法总体上由附图标记600表示。该示例中，能量消耗类别可包括辅助类别和推进类别，可以预期的是，其它能量消耗类别或类别影响因素组可被算法600使用。该示例中，辅助类别可包括由于车辆部件(例如车辆部件208)，例如气候控制系统和需要DC/DC负载的部件的运转导致的能量消耗。推进类别可包括两种推进相关的子类别。驾驶员控制的推进因素可为第一子类别且可不受驾驶员控制的外部因素可为第二子类别，本说明书中该第二子类别可被称为外部因素类别或环境因素类别。本说明书中驾驶员控制的子类别可被称为驾驶员类型类别。驾驶员类型类别可包括与例如加速、再生制动能量收回性能、高度变化和巡航速度相关的能量消耗作用。外部因素类别可包括可在与例如空气密度、车辆的冷启动、和电池寿命相关的驾驶周期期间发生或存在的能量消耗作用。
在运转602中，控制器可在车辆启动时重新设置所有的行程值。在运转604中，一个或更多个传感器(例如一个或更多个传感器210)可测量车辆的速度且将该测量传输至控制器(例如控制器212)。在运转606中，该一个或更多个传感器可测量气候系统消耗的能量的量且将信息传输至可估计气候功率值的控制器。在运转608中，该一个或更多个传感器可测量由DC/DC负载消耗的能量的量且将信息传输至可估计DC/DC功率值的控制器。在运转610中，该一个或更多个传感器可测量驾驶员类型类别的推进因素消耗的能量且将信息传输至可估计推进功率值的控制器。在运转612中，控制器可估计外部因素类别的推进因素消耗的功率的量。这样，控制器可根据Pext＝mass*g*sin(θgrade)*v(k)+f1(Toil,ptire)+f2(ρamb)计算由于外部因素类别的推进因素而被消耗的功率的量，其中Pext＝由于外部因素而被消耗的功率，m＝车辆质量，g＝由于重力导致的加速度，v＝车辆速度，Toil＝油的温度，ptire＝轮胎压力，ρamb＝环境压力，f1(Toil,ptire)＝表示随油的温度和轮胎压力变化的车辆变热的作用的校准表，且f2(ρamb)＝表示空气密度的作用的校准表。在另一示例中，Pext可基于一个或更多个校准表和与在各种状况(例如各种环境温度和/或油的温度)下驾驶车辆需要的额外功率量相关的试验数据来计算。控制器还可根据Pprop,base＝Pprop-Pext计算不包括由于外部因素而被消耗的能量的量的推进功率值，其中Pprop,base＝不包括外部因素的推进功率且Pprop＝推进功率。
在运转620中，控制器可计算总行程距离(km)。在运转622中，控制器可计算该行程消耗的辅助能量的总量。在运转624中，控制器可计算该行程消耗的推进能量的总量。在运转626中，控制器可计算该行程由于外部因素而被消耗的能量的总量。例如，控制器可根据ex,trip(k)＝ex,trip(k-1)+Δt*px(k)计算辅助、推进和外部因素消耗的总行程能量(以瓦特-小时计)，其中ex,trip＝因素x消耗的行程能量，且Δt＝计算周期时间。控制器还可根据dtrip(k)＝dtrip(k-1)+Δt*v(k)计算总行程行驶距离(以千米计)，其中dtrip＝行程距离。
在运转630中，控制器可基于总行程行驶距离和行程消耗的辅助能量的总量计算行程平均辅助能量消耗率(Wh/km)。在运转632中，控制器可基于总行程行驶距离和行程消耗的推进能量的总量计算行程平均推进能量消耗率(Wh/km)。在运转634中，控制器可基于总行程行驶距离和行程的由于外部因素而被消耗的能量的总量计算外部因素的行程平均能量消耗率(Wh/km)。在运转640中，控制器可基于行程平均辅助消耗率、行程平均推进能量消耗率、和外部因素的行程平均能量消耗率计算总能量消耗率(Wh/km)。例如，控制器可根据rx,avg＝ex,trip/dtrip计算辅助、推进和外部因素的行程平均能量消耗率(以瓦特-小时每千米计)和行程平均总能量消耗率，其中rx,avg＝由于因素x导致的平均能量消耗率，ex,trip＝因素x消耗的行程能量，且dtrip＝行程距离。
在运转642中，控制器可基于行程平均辅助能量消耗率和标称辅助能量消耗率计算行程辅助德尔塔值。在运转644中，控制器可基于行程平均能量消耗率和标称推进能量消耗率计算行程推进德尔塔值。在运转646中，控制器可基于外部因素的行程平均能量消耗率和标称外部因素能量消耗率计算行程外部因素德尔塔值。辅助消耗率、推进能量消耗率和外部因素的能量消耗率的标称值中的每个可基于燃料经济性认证循环期间获得的数据。该数据可被控制器访问。例如，控制器可根据rx,diff＝rx,avg-rx,nom计算辅助、推进和外部因素的平均消耗率与标称状况之间的差(Wh/km)，其中rx,diff＝因素x的能量消耗率的差(即，德尔塔值)，且rx,nom＝因素x的标称能量消耗率。
在运转650中，控制器可基于总能量消耗率和行程辅助德尔塔值计算辅助负载的相对影响。在运转652中，控制器可基于总能量消耗率和行程推进德尔塔值计算推进系统的相对影响。在运转654中，控制器可基于总能量消耗率和行程外部因素德尔塔值计算外部因素的相对影响。例如，控制器可根据Ix＝erangenom*rx,diff/ravg计算每种能量消耗类别相对于剩余能量可行驶距离和依据满电荷电里程(km)的作用，其中Ix＝因素x相对于各个标称状况而对剩余能量可行驶距离的影响，erangenom＝与各个标称状况对应的满电荷电里程，且ravg＝车辆的平均总能量消耗率。
在运转660中，控制器可将辅助负载的相对影响、推进系统的相对影响、和外部因素的相对影响显示在界面上。在运转660中，控制器还可显示说明了相对影响因素的RPC。每种相对影响可被单独显示在界面上以清楚地提供能量消耗类别相对于RPC的作用。该清楚的说明可向驾驶员提供与驾驶类型和系统运转有关的电里程作用的理解。这样，对显示器的输出可向驾驶员提供信息以在多个运转状况下识别车辆的类别能量消耗。
图7A和7B示出了用于计算电动车辆(例如车辆200)的额定或目标RPC的具有基于距离的平均数的算法的示例，其可预测能量消耗输出以用于显示在界面(例如界面214)上。能量消耗输出可作为识别影响车辆的能量消耗的各种类别影响因素的指示符来显示。该算法总体上由附图标记700表示。该示例中，能量消耗类别可包括辅助类别和推进类别，可以预期的是，其它能量消耗类别或类别影响因素组可被算法700使用。该示例中，辅助类别可包括由于车辆部件(例如车辆部件208)，例如气候控制系统和需要DC/DC负载的部件的运转导致的能量消耗。推进类别可包括两种推进相关的子类别。驾驶员控制的推进因素可为第一子类别且不受驾驶员控制的外部因素可为第二子类别，本说明书中该第二子类别可被称为外部因素类别或环境因素类别。本说明书中驾驶员控制的子类别可被称为驾驶员类型类别。驾驶员类型类别可包括可在与例如加速、再生制动能量收回性能、高度变化和巡航速度相关的驾驶周期期间发生或存在的能量消耗作用。外部因素类别可包括可在与例如空气密度或车辆的冷启动相关的驾驶周期期间发生或存在的能量消耗作用。
在运转704中，一个或更多个传感器(例如一个或更多个传感器210)可测量车辆的速度且将该测量传输至控制器(例如控制器212)。在运转706中，该一个或更多个传感器可测量气候系统消耗的能量的量且将信息传输至可估计气候功率值的控制器。在运转708中，该一个或更多个传感器可测量由DC/DC负载消耗的能量的量且将信息传输至可估计DC/DC功率值的控制器。在运转710中，该一个或更多个传感器可测量驾驶员类型类别的推进因素消耗的能量且将信息传输至可估计推进功率值的控制器。在运转712中，控制器可估计外部因素类别的推进因素消耗的功率的量。这样，控制器可根据Pext＝mass*g*sin(θgrade)*v(k)+f1(Toil,ptire)+f2(ρamb)计算由于外部因素类别的推进因素而被消耗的功率的量，其中Pext＝由于外部因素而被消耗的功率，m＝车辆质量，g＝由于重力导致的加速度，v＝车辆速度，Toil＝油的温度，ptire＝轮胎压力，ρamb＝环境压力，f1(Toil,ptire)＝表示随油的温度和轮胎压力变化的车辆变热的作用的校准表，且f2(ρamb)＝表示空气密度的作用的校准表。在另一示例中，Pext可基于一个或更多个校准表和与在各种状况(例如更冷的环境温度和/或油的温度)下驾驶车辆需要的额外功率量相关的试验数据来计算。控制器还可根据Pprop,base＝Pprop-Pext计算不包括由于外部因素而被消耗的能量的量的推进功率值，其中Pprop,base＝不包括外部因素的推进功率，且Pprop＝推进功率。
在运转720中，控制器可计算在计算间隔期间行驶的距离。在运转722中，控制器可计算在计算间隔期间消耗的辅助能量的总量。在运转724中，控制器可计算在计算间隔期间消耗的推进能量的总量。在运转726中，控制器可计算在计算间隔期间由于外部因素而被消耗的能量的总量。例如，控制器可根据ex,interval＝Δt*px计算辅助、推进和外部因素消耗的能量的总量(以瓦特-小时计)，其中ex,interval＝在计算间隔期间消耗的能量，且Δt＝计算周期时间。控制器还可根据ddist,interval＝Δt*v(k)计算在该间隔期间的行驶距离。
在运转727中，控制器可确定行驶的距离是否已超过更新距离阈值或更新间隔。如果该阈值已被超过，控制器可更新获得的能量消耗率。在运转728中，控制器可基于行驶距离和在更新间隔期间消耗的辅助能量的量计算辅助能量消耗率(Wh/km)。在运转729中，控制器可基于行驶距离和在更新间隔期间消耗的推进能量的量计算推进能量消耗率(Wh/km)。在运转730中，控制器可基于行驶距离和在更新间隔期间由于外部因素而被消耗的能量的量来计算外部因素的能量消耗率(Wh/km)。
在运转731中，控制器可更新获得的平均辅助能量消耗。获得的平均数可对应于可校准距离间隔。例如，可校准距离可为预选距离，在该预选距离期间可以以里程输出为基础。可校准距离可对应于其中车辆在能量源的满电荷状态下额定行驶的里程。可校准距离可对应于其中车辆可在能量源的满电荷状态下行驶的目标里程。可选地，驾驶员可根据驾驶员的偏好来选择可校准距离。在运转732中，控制器可更新获得的平均推进能量消耗率。在运转733中，控制器可更新获得的平均能量消耗率。例如，控制器可根据rx,avg(k)＝(1–α)*rx,avg(k-1)+α*rx(k)更新获得的辅助、推进、和外部因素的能量消耗率(以瓦特-小时每千米计)其中rx,avg＝因素x的平均能量消耗率，rx,＝因素x的当前能量消耗率，k＝离散距离指数，且α＝过滤常数。在运转734中，一旦获得的能量消耗率被更新，控制器可将行驶距离和消耗的能量重新设置为零。
在运转740中，控制器可基于平均辅助消耗率、平均推进能量消耗率、和外部因素的平均能量消耗率计算总能量消耗率(Wh/km)。例如，控制器可根据rx,avg＝ex,dist/ddist计算辅助、推进和外部因素的平均能量消耗率(以瓦特-小时每千米计)以及平均总能量消耗率，其中rx,avg＝由于因素x导致的平均能量消耗率，ex,dist＝因素x在可校准距离期间消耗的能量，且ddist＝可校准距离。
在运转742中，控制器可基于平均辅助能量消耗率和标称辅助能量消耗率计算辅助德尔塔值。在运转744中，控制器可基于平均能量消耗率和标称推进能量消耗率计算推进德尔塔值。在运转746中，控制器可基于外部因素的平均能量消耗率和标称外部因素能量消耗率计算外部因素德尔塔值。辅助消耗率、推进能量消耗率和外部因素的能量消耗率的标称值中的每个可基于燃料经济性认证循环期间获得的数据。该数据可被控制器访问。例如，控制器可根据rx,diff＝rx,avg-rx,nom计算辅助、推进和外部因素的平均消耗率与标称状况之间的差(Wh/km)，其中rx,diff＝因素x的能量消耗率的差(即，德尔塔值)，且rx,nom＝因素x的标称能量消耗率。
在运转750中，控制器可基于总能量消耗率与辅助德尔塔值计算辅助负载的相对影响。在运转752中，控制器可基于总能量消耗率与推进德尔塔值计算推进系统的相对影响。在运转754中，控制器可基于总能量消耗率和外部因素德尔塔值计算外部因素的相对影响。例如，控制器可根据Ix＝erangenom*rx,diff/ravg计算每种能量消耗类别相对于剩余能量可行驶距离和依据满电荷电里程(km)的作用，其中Ix＝因素x相对于各个标称状况而对剩余能量可行驶距离的影响，erangenom＝与各个标称状况对应的满电荷电里程，且ravg＝车辆的平均总能量消耗率。
在运转760中，控制器可将辅助负载的相对影响、推进系统的相对影响、和外部因素的相对影响显示在界面上。在运转760中，控制器还可显示在可校准距离期间说明了该相对影响因素的RPC。每种相对影响可被单独显示在界面上以清楚地提供能量消耗类别相对于RPC的作用。该清楚的说明可向驾驶员提供与驾驶类型和系统运转有关的电里程作用的理解。这样，对显示器的输出可向驾驶员提供信息以在多种工况下识别车辆的类别能量消耗。
虽然以上描述了各种实施例，这些实施例不意味着描述了权利要求书包含的所有可能的形式。说明书中使用的文字为描述的而不是限制的文字，且应当理解的是，在不超出本发明的精神和范围的情况下，各种改变可被做出。如前面描述地，各种实施例的特征可被组合以形成可能未被明确描述或说明的、本发明的另外的实施例。虽然关于一个或更多个期望的特征，各种实施例对其它实施例或现有技术实施方式可被描述为提供优点或为优选的，本领域技术人员认识到，一个或更多个特征或特点可被放弃以实现期望的整体系统属性，这取决于特定的应用和实施方式。这些属性可包括，但不限于，市场性、外观、一致性、稳固性、消费者可接受性、可靠性、精确性等等。这样，关于一个或更多个特点，描述为与其它实施例或现有技术实施方式相比更少被期望的实施例不在本公开的范围之外且可为特定应用所期望的。

Claims (11)

1.一种用于估计车辆的满电荷里程的方法，包括：
响应于检测到影响车辆能量消耗的预定义状况的存在，通过控制器向界面输出满电荷里程和彼此相邻堆叠的标志以向驾驶员提供气候控制、驾驶类型和外部状况各自影响所述满电荷里程的程度的视觉比较，其中，所述满电荷里程和所述标志基于与在驾驶周期的预定义间隔相关联的车辆总能量消耗。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定义状况包括：辅助负载因素、由于驾驶类型导致的推进因素、由于电池寿命导致的推进因素和由于环境状况导致的推进因素中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述满电荷里程的计算基于平均辅助能量消耗率、平均推进能量消耗率和平均总能量消耗率，并且平均辅助能量消耗率、平均推进能量消耗率和平均总能量消耗率考虑了所述预定义状况且基于车辆行驶的预选校准距离。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述满电荷里程的计算基于平均车辆速度、平均辅助功率消耗、平均推进功率消耗和外部因素的平均功率消耗，并且平均车辆速度、平均辅助功率消耗、平均推进功率消耗和外部因素的平均功率消耗考虑了所述预定义状况并在所述预定义状况存在时在驾驶周期的预定义间隔期间被获得。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述满电荷里程的计算还基于能量消耗率与和所述预定义状况相关联的预选标称消耗状况之间的差，所述能量消耗率包括平均辅助能量消耗率、平均推进能量消耗率和外部因素的平均能量消耗率。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定义间隔为基于时间的间隔。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定义间隔为基于行程的间隔。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定义间隔为基于距离的间隔。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标志中的至少一个为显示与所述车辆的能量存储装置的荷电状态相关的里程距离的图形元素。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标志中的至少一个为显示与所述车辆的能量存储装置的荷电状态相关的功率消耗百分比的图形元素。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标志中的至少一个为显示在预选校准距离期间与所述满电荷里程相关的功率消耗百分比的图形元素。
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