CN112818536A - 动力系统效率评估方法、装置、存储介质及电动汽车 - Google Patents

动力系统效率评估方法、装置、存储介质及电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种动力系统效率评估方法、装置、存储介质及电动汽车，所述方法包括：获取电动汽车的循环工况电控前端需求能量、半轴末端负荷需求能量和半轴末端可回收能量；根据所述循环工况电控前端需求能量、所述半轴末端负荷需求能量和所述半轴末端可回收能量，计算所述电动汽车的动力系统平均工况效率；根据所述动力系统平均工况效率对所述动力系统的效率进行评估。本发明通过计算得到动力系统平均工况效率，并以动力系统平均工况效率为评估指标对动力系统的效率进行评估，从而提出了一种切实有效且可靠的动力系统的效率评估方法，有利于后续动力系统效率提升的研究。

Description

动力系统效率评估方法、装置、存储介质及电动汽车
技术领域
本发明涉及动力系统评估技术领域，特别涉及一种动力系统效率评估方法、装置、存储介质及电动汽车。
背景技术
在新能源汽车发展过程中，电动汽车的续航里程、百公里电耗的水平一直是其绕不开的关键问题，而动力系统的运行效率更是其能耗研究的关键方向。然而，目前缺乏一种切实有效的动力系统效率的评估方法，限制了对动力系统效率提升的研究。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种动力系统效率评估方法、装置、存储介质及电动汽车，以提出一种切实有效的动力系统效率的评估方法，以解决现有技术存在的技术问题。
根据本发明实施例的一种动力系统效率评估方法，所述方法包括：
获取电动汽车的循环工况电控前端需求能量、半轴末端负荷需求能量和半轴末端可回收能量；
根据所述循环工况电控前端需求能量、所述半轴末端负荷需求能量和所述半轴末端可回收能量，计算所述电动汽车的动力系统平均工况效率；
根据所述动力系统平均工况效率对所述动力系统的效率进行评估。
另外，根据本发明上述实施例的一种动力系统效率评估方法，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述获取电动汽车的循环工况电控前端需求能量的步骤包括：
获取预设车辆参数，并根据所述预设车辆参数计算得到所述循环工况电控前端需求能量。
进一步地，所述预设车辆参数包括整车参数、电池包参数、电机参数、减速器参数及轮胎参数，所述整车参数包括整车总质量、迎风面积和风阻系数，所述电池包参数包括电池包容量、可用容量比例，所述电机参数包括额定扭矩、额定功率、电机峰值扭矩和电机峰值功率，所述轮胎参数包括滚动半径和滚阻系数，所述减速器参数包括减速器速比和传动效率。
进一步地，所述动力系统平均工况效率的计算公式为：
Figure BDA0002921997480000021
其中，Emap为所述循环工况电控前端需求能量，η为所述动力系统平均工况效率，E+为所述半轴末端负荷需求能量，E-为所述半轴末端可回收能量。
进一步地，根据所述动力系统平均工况效率对所述电动汽车的动力系统的效率进行评估的步骤包括：
将所述动力系统平均工况效率与工况效率阈值进行比较；
根据比较结果对所述动力系统的效率进行评估。
根据本发明实施例的一种动力系统效率评估装置，所述装置包括：
参数获取模块，用于获取电动汽车的循环工况电控前端需求能量、半轴末端负荷需求能量和半轴末端可回收能量；
效率计算模块，用于根据所述循环工况电控前端需求能量、所述半轴末端负荷需求能量和所述半轴末端可回收能量，计算所述电动汽车的动力系统平均工况效率；
效率评估模块，用于根据所述动力系统平均工况效率对所述动力系统的效率进行评估。
另外，根据本发明上述实施例的一种动力系统效率评估装置，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述参数获取模块包括：
能量计算单元，用于获取预设车辆参数，并根据所述预设车辆参数计算得到所述循环工况电控前端需求能量；
所述预设车辆参数包括整车参数、电池包参数、电机参数、减速器参数及轮胎参数，所述整车参数包括整车总质量、迎风面积和风阻系数，所述电池包参数包括电池包容量、可用容量比例，所述电机参数包括额定扭矩、额定功率、电机峰值扭矩和电机峰值功率，所述轮胎参数包括滚动半径和滚阻系数，所述减速器参数包括减速器速比和传动效率。
进一步地，所述动力系统平均工况效率的计算公式为：
Figure BDA0002921997480000031
其中，Emap为所述循环工况电控前端需求能量，η为所述动力系统平均工况效率，E+为所述半轴末端负荷需求能量，E-为所述半轴末端可回收能量。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的动力系统效率评估方法。
本发明还提出一种电动汽车，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述的动力系统效率评估方法。
与现有技术相比：通过计算得到动力系统平均工况效率，并以动力系统平均工况效率为评估指标对动力系统的效率进行评估，从而提出了一种切实有效且可靠的动力系统的效率评估方法，有利于后续动力系统效率提升的研究。
附图说明
图1为本发明第一实施例中的动力系统效率评估方法的流程图；
图2为本发明第二实施例中的动力系统效率评估方法的流程图；
图3为本发明第三实施例中的动力系统效率评估装置的结构示意图；
图4为本发明第四实施例中的电动汽车的结构示意图。
以下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的动力系统效率评估方法，所述方法具体包括步骤S01至步骤S03。
步骤S01，获取电动汽车的循环工况电控前端需求能量、半轴末端负荷需求能量和半轴末端可回收能量。
其中，循环工况电控前端需求能量是指电动汽车跑一个工况需要的能量，所述的跑一个工况是指在一工况(例如NEDC工况)下行驶一段固定距离，即循环工况电控前端需求能量也即电动汽车在一工况下跑一段固定距离需要的能量。在具体实施时，所述获取电动汽车的循环工况电控前端需求能量具体包括：
获取预设车辆参数，并根据所述预设车辆参数计算得到所述循环工况电控前端需求能量。
其中，所述预设车辆参数包括整车参数、电池包参数、电机参数、减速器参数及轮胎参数，所述整车参数包括整车总质量、迎风面积和风阻系数，所述电池包参数包括电池包容量、可用容量比例，所述电机参数包括额定扭矩、额定功率、电机峰值扭矩和电机峰值功率，所述轮胎参数包括滚动半径和滚阻系数，所述减速器参数包括减速器速比和传动效率。
更具体地，可以将上述预设车辆参数输入到AVL-cruise软件当中，以计算得到循环工况电控前端需求能量。而半轴末端负荷需求能量E+及半轴末端可回收能量E-可通过把动力系统效率设定为100％计算获得。步骤S02，根据所述循环工况电控前端需求能量、所述半轴末端负荷需求能量和所述半轴末端可回收能量，计算所述电动汽车的动力系统平均工况效率。
具体地，所述动力系统平均工况效率的计算公式为：
Figure BDA0002921997480000051
其中，Emap为所述循环工况电控前端需求能量，η为所述动力系统平均工况效率，E+为所述半轴末端负荷需求能量，E_为所述半轴末端可回收能量；
上述公式(1)的推导过程为：
由动力系统的能量传递关系可以得到下面公式(2)
Figure BDA0002921997480000052
由公式(2)可以推断出下面公式(3)
E_*η2+Emap*η-E+＝0 (3)
其中，公式(3)是一个一元二次方程式，根据一元二次方程式的求根公式，即可由公式(3)推导出公式(1)。
步骤S03，根据所述动力系统平均工况效率对所述动力系统的效率进行评估。
在本步骤当中，动力系统平均工况效率将作为评价指标、来去评估动力系统的效率。
示例而非限定，现以某电动汽车的动力系统于NEDC工况效率的评估进行举例说明；
其中，电动汽车的参数如下表1所示：
表1：
Figure BDA0002921997480000053
Figure BDA0002921997480000061
将表1中的车辆参数带入AVL-cruise软件当中，输出得到循环工况电控前端需求能量Emap为0.981，电动汽车半轴末端负荷需求能量E+及电动汽车半轴末端可回收能量E_可通过把动力系统效率设定为100％计算获得，分别为0.975和0.219，最终根据上述公式(1)，计算得到该电动汽车的动力系统平均工况效率为83.74％。
综上，本发明上述实施例当中的动力系统效率评估方法，通过计算得到动力系统平均工况效率，并以动力系统平均工况效率为评估指标对动力系统的效率进行评估，从而提出了一种切实有效且可靠的动力系统的效率评估方法，有利于后续动力系统效率提升的研究。
实施例二
请参阅图2，所示为本发明第二实施例中的动力系统效率评估方法，所述方法具体包括包括步骤S11至步骤S15。
步骤S11，获取预设车辆参数，并根据所述预设车辆参数计算得到电动汽车的循环工况电控前端需求能量。
其中，所述预设车辆参数包括整车参数、电池包参数、电机参数、减速器参数及轮胎参数，所述整车参数包括整车总质量、迎风面积和风阻系数，所述电池包参数包括电池包容量、可用容量比例，所述电机参数包括额定扭矩、额定功率、电机峰值扭矩和电机峰值功率，所述轮胎参数包括滚动半径和滚阻系数，所述减速器参数包括减速器速比和传动效率。
步骤S12，获取所述电动汽车的半轴末端负荷需求能量和半轴末端可回收能量。
步骤S13，根据所述循环工况电控前端需求能量、所述半轴末端负荷需求能量和所述半轴末端可回收能量，计算所述电动汽车的动力系统平均工况效率。
具体地，所述动力系统平均工况效率的计算公式为：
Figure BDA0002921997480000071
其中，Emap为所述循环工况电控前端需求能量，η为所述动力系统平均工况效率，E+为所述半轴末端负荷需求能量，E_为所述半轴末端可回收能量。
步骤S14，将所述动力系统平均工况效率与工况效率阈值进行比较。
步骤S15，根据比较结果对所述动力系统的效率进行评估。
具体地，当动力系统平均工况效率大于工况效率阈值时，可以判定动力系统的效率评估合格；当动力系统平均工况效率小于工况效率阈值时，可以判定动力系统的效率评估不合格。或者，工况效率阈值也可以为多个，这样就可以根据动力系统平均工况效率与各个工况效率阈值的比较结果进行效率等级评估(例如为优良差)。
实施例三
本发明另一方面还提供一种动力系统效率评估装置，请查阅图3，所示为本发明第三实施例当中的动力系统效率评估装置，所述装置包括：
参数获取模块11，用于获取电动汽车的循环工况电控前端需求能量、半轴末端负荷需求能量和半轴末端可回收能量；
效率计算模块12，用于根据所述循环工况电控前端需求能量、所述半轴末端负荷需求能量和所述半轴末端可回收能量，计算所述电动汽车的动力系统平均工况效率；
效率评估模块13，用于根据所述动力系统平均工况效率对所述动力系统的效率进行评估。
其中，循环工况电控前端需求能量是指电动汽车跑一个工况需要的能量，所述的跑一个工况是指在一工况(例如NEDC工况)下行驶一段固定距离，即循环工况电控前端需求能量也即电动汽车在一工况下跑一段固定距离需要的能量。
进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述参数获取模块包括：
能量计算单元，用于获取预设车辆参数，并根据所述预设车辆参数计算得到所述循环工况电控前端需求能量；
所述预设车辆参数包括整车参数、电池包参数、电机参数、减速器参数及轮胎参数，所述整车参数包括整车总质量、迎风面积和风阻系数，所述电池包参数包括电池包容量、可用容量比例，所述电机参数包括额定扭矩、额定功率、电机峰值扭矩和电机峰值功率，所述轮胎参数包括滚动半径和滚阻系数，所述减速器参数包括减速器速比和传动效率。
更具体地，可以将上述预设车辆参数输入到AVL-cruise软件当中，以计算得到循环工况电控前端需求能量。而半轴末端负荷需求能量E+及半轴末端可回收能量E-可通过把动力系统效率设定为100％计算获得。
进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述动力系统平均工况效率的计算公式为：
Figure BDA0002921997480000081
其中，Emap为所述循环工况电控前端需求能量，η为所述动力系统平均工况效率，E+为所述半轴末端负荷需求能量，E-为所述半轴末端可回收能量。
进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述效率评估模块包括：
阈值比较单元，用于将所述动力系统平均工况效率与工况效率阈值进行比较；
效率评估单元，用于根据比较结果对所述动力系统的效率进行评估。
具体地，当动力系统平均工况效率大于工况效率阈值时，可以判定动力系统的效率评估合格；当动力系统平均工况效率小于工况效率阈值时，可以判定动力系统的效率评估不合格。或者，工况效率阈值也可以为多个，这样就可以根据动力系统平均工况效率与各个工况效率阈值的比较结果进行效率等级评估(例如为优良差)。
上述各模块、单元被执行时所实现的功能或操作步骤与上述方法实施例大体相同，在此不再赘述。
综上，本发明上述实施例当中的动力系统效率评估装置，通过计算得到动力系统平均工况效率，并以动力系统平均工况效率为评估指标对动力系统的效率进行评估，从而提出了一种切实有效且可靠的动力系统的效率评估方法，有利于后续动力系统效率提升的研究。
实施例五
本发明另一方面还提出一种电动汽车，请参阅图4，所示为本发明第五实施例当中的电动汽车，包括存储器20、处理器10以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序30，所述处理器10执行所述程序30时实现如上述的动力系统效率评估方法。
其中，处理器10在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行访问限制程序等。
其中，存储器20至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器20在一些实施例中可以是电动汽车的内部存储单元，例如该电动汽车的硬盘。存储器20在另一些实施例中也可以是电动汽车的外部存储装置，例如电动汽车上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。进一步地，存储器20还可以既包括电动汽车的内部存储单元也包括外部存储装置。存储器20不仅可以用于存储安装于电动汽车的应用软件及各类数据，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
需要指出的是，图4示出的结构并不构成对电动汽车的限定，在其它实施例当中，该电动汽车可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
综上，本发明上述实施例当中的电动汽车，通过计算得到动力系统平均工况效率，并以动力系统平均工况效率为评估指标对动力系统的效率进行评估，从而提出了一种切实有效且可靠的动力系统的效率评估方法，有利于后续动力系统效率提升的研究。
本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述的动力系统效率评估方法。
本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种动力系统效率评估方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电动汽车的循环工况电控前端需求能量、半轴末端负荷需求能量和半轴末端可回收能量；
根据所述循环工况电控前端需求能量、所述半轴末端负荷需求能量和所述半轴末端可回收能量，计算所述电动汽车的动力系统平均工况效率；
根据所述动力系统平均工况效率对所述动力系统的效率进行评估。
2.根据权利要求1所述的动力系统效率评估方法，其特征在于，所述获取电动汽车的循环工况电控前端需求能量的步骤包括：
获取预设车辆参数，并根据所述预设车辆参数计算得到所述循环工况电控前端需求能量。
3.根据权利要求2所述的动力系统效率评估方法，其特征在于，所述预设车辆参数包括整车参数、电池包参数、电机参数、减速器参数及轮胎参数，所述整车参数包括整车总质量、迎风面积和风阻系数，所述电池包参数包括电池包容量、可用容量比例，所述电机参数包括额定扭矩、额定功率、电机峰值扭矩和电机峰值功率，所述轮胎参数包括滚动半径和滚阻系数，所述减速器参数包括减速器速比和传动效率。
4.根据权利要求1所述的动力系统效率评估方法，其特征在于，所述动力系统平均工况效率的计算公式为：
Figure FDA0002921997470000011
其中，Emap为所述循环工况电控前端需求能量，η为所述动力系统平均工况效率，E+为所述半轴末端负荷需求能量，E-为所述半轴末端可回收能量。
5.根据权利要求1-4任一项所述的动力系统效率评估方法，其特征在于，根据所述动力系统平均工况效率对所述电动汽车的动力系统的效率进行评估的步骤包括：
将所述动力系统平均工况效率与工况效率阈值进行比较；
根据比较结果对所述动力系统的效率进行评估。
6.一种动力系统效率评估装置，其特征在于，所述装置包括：
参数获取模块，用于获取电动汽车的循环工况电控前端需求能量、半轴末端负荷需求能量和半轴末端可回收能量；
效率计算模块，用于根据所述循环工况电控前端需求能量、所述半轴末端负荷需求能量和所述半轴末端可回收能量，计算所述电动汽车的动力系统平均工况效率；
效率评估模块，用于根据所述动力系统平均工况效率对所述动力系统的效率进行评估。
7.根据权利要求6所述的动力系统效率评估装置，其特征在于，所述参数获取模块包括：
能量计算单元，用于获取预设车辆参数，并根据所述预设车辆参数计算得到所述循环工况电控前端需求能量；
所述预设车辆参数包括整车参数、电池包参数、电机参数、减速器参数及轮胎参数，所述整车参数包括整车总质量、迎风面积和风阻系数，所述电池包参数包括电池包容量、可用容量比例，所述电机参数包括额定扭矩、额定功率、电机峰值扭矩和电机峰值功率，所述轮胎参数包括滚动半径和滚阻系数，所述减速器参数包括减速器速比和传动效率。
8.根据权利要求6所述的动力系统效率评估装置，其特征在于，所述动力系统平均工况效率的计算公式为：
Figure FDA0002921997470000021
其中，Emap为所述循环工况电控前端需求能量，η为所述动力系统平均工况效率，E+为所述半轴末端负荷需求能量，E-为所述半轴末端可回收能量。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1－5任一所述的动力系统效率评估方法。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1－5任一所述的动力系统效率评估方法。
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