CN115366685A - 一种电动车剩余电量与车速匹配方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车剩余电量与车速匹配方法及系统。该方法包括：获取距离目的地的路程距离和当前车辆的剩余电量；计算车辆分别以最高限速和最低限速行驶完所述路程距离对应所需的最低耗电量和最高耗电量；根据所述最低耗电量、所述最高耗电量和所述剩余电量，判断车辆的所述剩余电量是否足够到达所述目的地，若是则计算出车速的控制区间并告知驾驶者；若否则对驾驶者进行预警。通过路程距离和当前车辆的剩余电量，合理的评估计算出剩余电量能否支撑高速最低限速到达目的地，能则给出驾驶员速度控制建议，不能则提前告知驾驶员进行预警，及时充电或不要上高速，保证车辆能够顺利抵达目的，提前合理规划充电与休息时间。

Description

一种电动车剩余电量与车速匹配方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种电动车剩余电量与车速匹配方法及系统。

背景技术

电动车在路上行驶，尤其是在高速驾驶的工况下，因为车速越快，理论上的风阻越大，电量消耗越大，可能会影响电动车顺利到达目的地，而车速是人为控制的，驾驶员很难做到判断哪个车速是最为合理的，而且车速和驾驶习惯直接相关，不合理的车速会导致电量消耗过大，给剩余电量在高速上可行使里程的评估带来较大不确定性，存在驾驶员评估能够到达目的地，但实际电动车无法到达目的地的可能性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电动车剩余电量与车速匹配方法及系统，电动车行驶时，合理评估剩余电量是否足够到达目的地，以及行驶过程中的速度建议范围，避免出现半路电量不足的麻烦。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电动车剩余电量与车速匹配方法，包括如下步骤：

步骤一：获取距离目的地的路程距离和当前车辆的剩余电量；

步骤二：计算车辆分别以最高限速和最低限速行驶完所述路程距离对应所需的最低耗电量和最高耗电量；

步骤三：根据所述最低耗电量、所述最高耗电量和所述剩余电量，判断车辆的所述剩余电量是否足够到达所述目的地，若是则计算出车速的控制区间并告知驾驶者；若否则对驾驶者进行预警。

在上述电动车剩余电量与车速匹配方法中，通过路程距离和剩余电量进行理论分析判断，并在剩余电量足够时，给出车速的控制区间，从而使驾驶者在驾驶时，能够准确的提前知晓剩余电量的可行驶情况，并通过合理的速度控制保证能够到达目的地，避免半路电量耗光带来麻烦，也能够合理规划充电次数和地点，避开充电桩等待时间等，尤其适用于，高速上的行驶旅途。

作为本发明电动车剩余电量与车速匹配方法的改进，在所述步骤一之前还包括：标定车辆在道路上匀速行驶时，单位时间电量消耗量随车速的变化函数关系，并在所述变化函数关系对应的曲线上，求解所述最高限速至所述最低限速中各个不同车速对应的曲线斜率。优选的，在高速公路上进行标定，这样便于高速行驶旅途的规划。

通过标定得到该车辆在道路上不同车速下行驶的电量消耗量，得出对应的变化关系曲线，从而可以预测计算出实际行驶时不同的车速下的耗电量。

进一步的，所述步骤二包括：

将所述最高限速对应的曲线斜率乘以所述路程距离得到所述最高耗电量；

将所述最低限速对应的曲线斜率乘以所述路程距离得到所述最低耗电量。

通过单位时间电量消耗量随车速的变化函数关系对应的曲线上各点的斜率，计算耗电量，计算简单快速。

更进一步的，在步骤三中：若判断所述剩余电量足够到达所述目的地则计算出车速的控制区间包括：

计算所述剩余电量与所述路程距离的比值；

计算所述比值的反正切函数值；

在所述变化函数关系对应的曲线上，获取与所述反正切函数值相同的斜率点及该点对应的最大控制车速；

根据所述最大控制车速确定所述控制区间：若所述最大控制车速大于所述最高限速，则所述控制区间为最低限速至最高限速；若所述最大控制车速不大于所述最高限速且大于所述最低限速，则所述控制区间为最低限速至最大控制车速。

通过剩余电量和路程距离直接计算对应最大控制车速，计算快速，而且给出若能够行驶至目的地的控制车速区间计算方法，逻辑简单。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于上述电动车剩余电量与车速匹配系统，包括：

获取模块：获取距离目的地的路程距离和当前车辆的剩余电量；

计算模块：计算车辆分别以最高限速和最低限速行驶完所述路程距离对应所需的最低耗电量和最高耗电量；

判断模块：根据所述最低耗电量、所述最高耗电量和所述剩余电量，判断车辆的所述剩余电量是否足够到达所述目的地；

控制模块：用于在所述判断模块判断所述剩余电量足够到达所述目的地时计算出车速的控制区间并告知驾驶者；在所述判断模块判断所述剩余电量不够到达所述目的地时对驾驶者进行预警。

在上述电动车剩余电量与车速匹配系统中，电动车行驶时，通过判断模块对路程距离和剩余电量进行理论分析判断，并通过控制模块在剩余电量足够时，给出车速的控制区间，从而使驾驶者在高速上的行驶旅途时，能够准确的提前知晓剩余电量的可行驶情况，通过速度控制保证能够到达目的地，避免半路电量耗光带来麻烦，也能够合理规划充电次数和地点，避开充电桩等待时间等。

作为本发明电动车剩余电量与车速匹配系统的改进，该系统还包括标定模块，所述标定模块用于标定车辆在道路上匀速行驶时，单位时间电量消耗量随车速的变化函数关系，并在所述变化函数关系对应的曲线上，求解所述最高限速至所述最低限速中各个不同车速对应的曲线斜率。

进一步的，所述计算模块的计算方法包括：

将所述最高限速对应的曲线斜率乘以所述路程距离得到所述最高耗电量；

将所述最低限速对应的曲线斜率乘以所述路程距离得到所述最低耗电量。

更进一步的，所述控制模块在所述判断模块判断所述剩余电量足够到达所述目的地时计算出车速的控制区间的方法包括：

计算所述剩余电量与所述路程距离的比值；

计算所述比值的反正切函数值；

在所述变化函数关系对应的曲线上，获取与所述反正切函数值相同的斜率点及该点对应的最大控制车速；

根据所述最大控制车速确定所述控制区间：若所述最大控制车速大于所述最高限速，则所述控制区间为最低限速至最高限速；若所述最大控制车速不大于所述最高限速且大于所述最低限速，则所述控制区间为最低限速至最大控制车速。

综上所述，采用上述电动车剩余电量与车速匹配方法及系统，通过输入目的地的路程距离，再对比剩余电量，根据标的车速与耗电量关系，合理的评估计算出剩余电量能否支撑高速最低限速到达目的地，能则给出驾驶员速度控制建议，不能则提前告知驾驶员进行预警，及时充电或不要上高速，保证车辆能够顺利抵达目的，不会出现半路缺电抛锚的麻烦，尤其是驾驶者也可以根据高速行驶旅程，提前合理规划充电与休息的安排，节省时间。

附图说明

在附图中：

图1为本发明的电动车剩余电量与车速匹配方法的流程图。

图2为本发明的单位时间电量消耗量随车速的变化函数曲线图。

图3为本发明的电动车剩余电量与车速匹配方法的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本发明一种电动车剩余电量与车速匹配方法，包括如下步骤：

步骤S05：标定道路上匀速行驶时，单位时间电量消耗量随车速的变化函数关系，并在所述变化函数关系对应的如图2所示的曲线上，求解各个不同车速对应的曲线斜率。标定可以是通过前期的高速实验得出，通过不同车速下的电量消耗实验，得出此曲线。具体道路可以是城市道路、高架、高速公路等，以下高速道路为例进行说明。

图2中纵坐标Q_Δ为单位时间电量消耗量，横坐标V为车辆在高速上行驶时的均匀车速。试验测试中，不同车速对应的电池能耗，随着车速的增加电池能耗呈曲线向上的关系。根据实际的高速限速情况，将最高车速设置为120km/h，将最低车速设置为80km/h，试验侧得对应80km/h-120km/h之间的电池能耗关系。

步骤S10：获取高速公路上距离目的地的路程距离和当前车辆的剩余电量。一般驾驶者根据自己的旅程安排进行手动输入路程距离，剩余电量可以从车辆仪表上获取。

步骤S20：计算车辆分别以最高限速和最低限速行驶完所述路程距离对应所需的最低耗电量和最高耗电量。

设V＝80km/h时，曲线的斜率为θ₁，单位为度每千米，V＝120km/h时，曲线的斜率为θ₂，单位为度每千米，最高耗电量为Q_H，单位度，最低耗电量为Q_L，单位度，路程距离为S，单位km，则具体计算过程可以为：

1、将所述最高限速对应的曲线斜率乘以所述路程距离得到所述最高耗电量：Q_H＝θ₂*S。

2、将所述最低限速对应的曲线斜率乘以所述路程距离得到所述最低耗电量：Q_L＝θ₁*S。

步骤S30：根据所述最低耗电量、所述最高耗电量和所述剩余电量，判断车辆的所述剩余电量是否足够到达所述目的地，若是则计算出车速的控制区间并告知驾驶者；若否则对驾驶者进行预警。具体包括：设曲线的斜率用θ表示，，单位为度每千米，剩余电量为Q_S，单位度，最大控制车速为V₀，

1、若Q_S＞Q_L，则判断所述剩余电量足够到达所述目的地，然后计算控制区间，计算方法可以为：

①计算所述剩余电量与所述路程距离的比值：

②计算所述比值的反正切函数值：

③在所述变化函数关系对应的曲线上，获取与所述反正切函数值相同的斜率点及该点对应的最大控制车速：令

求解出的θ值对应的斜率下的车速即最大控制车速为V₀。

④根据所述最大控制车速确定所述控制区间：

若V₀＞120km/h，则所述控制区间为80～120km/h；

若120km/h≥V₀≥80km/h，则所述控制区间为80km/h～V₀。

计算完成后，可以通过语音、中空屏显示等手段将控制区间传递给驾驶员，供驾驶员参考使用。

2、若Q_S≤Q_L，则判断所述剩余电量不够到达所述目的地，并通过语音、中空屏显示等手段给驾驶员提醒预警。

如图3所示，本发明一种电动车剩余电量与车速匹配方法，包括：

获取模块：获取高速公路上距离目的地的路程距离和当前车辆的剩余电量；

计算模块：计算车辆分别以最高限速和最低限速行驶完所述路程距离对应所需的最低耗电量和最高耗电量；

判断模块：根据所述最低耗电量、所述最高耗电量和所述剩余电量，判断车辆的所述剩余电量是否足够到达所述目的地；

控制模块：用于在所述判断模块判断所述剩余电量足够到达所述目的地时计算出车速的控制区间并告知驾驶者；在所述判断模块判断所述剩余电量不够到达所述目的地时对驾驶者进行预警。

为了计算模块的计算，需要先对车辆在高速上行驶的耗电量进行标定，该系统还包括标定模块，所述标定模块用于标定车辆在高速公路上匀速行驶时，单位时间电量消耗量随车速的变化函数关系，并在所述变化函数关系对应的曲线上，求解各个不同车速对应的曲线斜率。

如图2所述，标定可以是通过前期的高速实验得出，通过不同车速下的电量消耗实验，得出此曲线。纵坐标Q_Δ为单位时间电量消耗量，横坐标V为车辆在高速上行驶时的均匀车速。试验测试中，不同车速对应的电池能耗，随着车速的增加电池能耗呈曲线向上的关系。根据实际的高速限速情况，将最高车速设置为120km/h，将最低车速设置为80km/h，试验侧得对应80km/h-120km/h之间的电池能耗关系。

因此，设V＝80km/h时，曲线的斜率为θ₁，V＝120km/h时，曲线的斜率为θ₂，最高耗电量为Q_H，最低耗电量为Q_L，路程距离为S,则计算模块的计算方法包括：

①将所述最高限速对应的曲线斜率乘以所述路程距离得到所述最高耗电量：Q_H＝θ₂*S。

②将所述最低限速对应的曲线斜率乘以所述路程距离得到所述最低耗电量Q_L＝θ₁*S。

设曲线的斜率用θ表示，剩余电量为Q_S，最大控制车速为V₀，则所述判断模块的判断方法包括：

①若Q_S＞Q_L，则判断所述剩余电量足够到达所述目的地；

②若Q_S≤Q_L，则判断所述剩余电量不够到达所述目的地。

可选的，所述控制模块在所述判断模块判断所述剩余电量足够到达所述目的地时计算出车速的控制区间的方法包括：

①计算所述剩余电量与所述路程距离的比值：

②计算所述比值的反正切函数值：

③在所述变化函数关系对应的曲线上，获取与所述反正切函数值相同的斜率点及该点对应的最大控制车速：令

求解出的θ值对应的斜率下的车速即最大控制车速为V₀。

④根据所述最大控制车速确定所述控制区间：

若V₀＞120km/h，则所述控制区间为80～120km/h；

若120km/h≥V₀≥80km/h，则所述控制区间为80km/h～V₀。

另外，控制模块在将控制区间告知驾驶者或进行预警都可以采用车上的语音或中控显示屏等。

使用时，驾驶者输入目的地的路程距离信息给获取模块，获取模块同时采集剩余电量信息，传递给计算模块，利用标定出来的车辆在高速上行驶，单位时间电量消耗量随车速的变化函数关系曲线，计算以不同的车速行驶完成所需的耗电量，然后判断模块对比整车剩余电量，判断是否足够到达目的地，若能则控制模块再根据标定的曲线斜率计算出车速控制范围，告知驾驶者，保证汽车是可以顺利到达目的地；如果对比后，剩余电量无法支撑高速最低车速顺利到达目的地，则提前告知驾驶员不要上高速或及时充电。从而可以合理的提前预测车辆的剩余电量可行驶范围，提前做好规划和准备，避免不必要的麻烦。

最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动车剩余电量与车速匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：获取距离目的地的路程距离和当前车辆的剩余电量；

步骤二：计算车辆分别以最高限速和最低限速行驶完所述路程距离对应所需的最低耗电量和最高耗电量；

步骤三：根据所述最低耗电量、所述最高耗电量和所述剩余电量，判断车辆的所述剩余电量是否足够到达所述目的地，若是则计算出车速的控制区间并告知驾驶者；若否则对驾驶者进行预警。

2.根据权利要求1所述的一种电动车剩余电量与车速匹配方法，其特征在于，在所述步骤一之前还包括：标定车辆在道路上匀速行驶时，单位时间电量消耗量随车速的变化函数关系，并在所述变化函数关系对应的曲线上，求解各个不同车速对应的曲线斜率。

3.根据权利要求2所述的一种电动车剩余电量与车速匹配方法，其特征在于，所述步骤二包括：

将所述最高限速对应的曲线斜率乘以所述路程距离得到所述最高耗电量；

将所述最低限速对应的曲线斜率乘以所述路程距离得到所述最低耗电量。

4.根据权利要求2所述的一种电动车剩余电量与车速匹配方法，其特征在于，在步骤三中：根据所述最低耗电量、所述最高耗电量和所述剩余电量，判断车辆的所述剩余电量是否足够到达所述目的地的方法包括：

若所述剩余电量大于所述最低耗电量，则判断所述剩余电量足够到达所述目的地；

若所述剩余电量不大于所述最低耗电量，则判断所述剩余电量不够到达所述目的地。

5.根据权利要求4所述的一种电动车剩余电量与车速匹配方法，其特征在于，在步骤三中：若判断所述剩余电量足够到达所述目的地则计算出车速的控制区间包括：

计算所述剩余电量与所述路程距离的比值；

计算所述比值的反正切函数值；

在所述变化函数关系对应的曲线上，获取与所述反正切函数值相同的斜率点及该点对应的最大控制车速；

根据所述最大控制车速确定所述控制区间：若所述最大控制车速大于所述最高限速，则所述控制区间为最低限速至最高限速；若所述最大控制车速不大于所述最高限速且大于所述最低限速，则所述控制区间为最低限速至最大控制车速。

6.一种电动车剩余电量与车速匹配系统，其特征在于，包括：

获取模块：获取距离目的地的路程距离和当前车辆的剩余电量；

计算模块：计算车辆分别以最高限速和最低限速行驶完所述路程距离对应所需的最低耗电量和最高耗电量；

判断模块：根据所述最低耗电量、所述最高耗电量和所述剩余电量，判断车辆的所述剩余电量是否足够到达所述目的地；

控制模块：用于在所述判断模块判断所述剩余电量足够到达所述目的地时计算出车速的控制区间并告知驾驶者；在所述判断模块判断所述剩余电量不够到达所述目的地时对驾驶者进行预警。

7.根据权利要求6所述的一种电动车剩余电量与车速匹配系统，其特征在于，还包括标定模块，所述标定模块用于标定车辆在道路上匀速行驶时，单位时间电量消耗量随车速的变化函数关系，并在所述变化函数关系对应的曲线上，求解各个不同车速对应的曲线斜率。

8.根据权利要求7所述的一种电动车剩余电量与车速匹配系统，其特征在于，所述计算模块的计算方法包括：

将所述最高限速对应的曲线斜率乘以所述路程距离得到所述最高耗电量；

将所述最低限速对应的曲线斜率乘以所述路程距离得到所述最低耗电量。

9.根据权利要求7所述的一种电动车剩余电量与车速匹配系统，其特征在于，所述判断模块的判断方法包括：

若所述剩余电量大于所述最低耗电量，则判断所述剩余电量足够到达所述目的地；

若所述剩余电量不大于所述最低耗电量，则判断所述剩余电量不够到达所述目的地。

10.根据权利要求7所述的一种电动车剩余电量与车速匹配系统，其特征在于，所述控制模块在所述判断模块判断所述剩余电量足够到达所述目的地时计算出车速的控制区间的方法包括：

计算所述剩余电量与所述路程距离的比值；

计算所述比值的反正切函数值；

在所述变化函数关系对应的曲线上，获取与所述反正切函数值相同的斜率点及该点对应的最大控制车速；

根据所述最大控制车速确定所述控制区间：若所述最大控制车速大于所述最高限速，则所述控制区间为最低限速至最高限速；若所述最大控制车速不大于所述最高限速且大于所述最低限速，则所述控制区间为最低限速至最大控制车速。

Images