TW202220867A - 電池能耗評估方法及系統以及內儲電池能耗資料處理程式之電腦可讀取記錄媒體及其電腦程式產品 - Google Patents

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Abstract

一種電池能耗評估方法及系統以及內儲電池能耗資料處理程式之電腦可讀取記錄媒體及其電腦程式產品，主要包括根據地形特徵從車輛的行駛線路中獲得至少一個上坡行駛分段，根據車輛的行駛速度和行駛線路的里程數，獲得行駛線路的平路電池能耗，並根據上坡行駛分段的起點高度和終點高度獲得上坡行駛分段的高度差，並基於上坡行駛分段的高度差和預設換算規則獲得上坡行駛分段的坡路電池能耗，再根據平路電池能耗與坡路電池能耗，獲得行駛線路對應的電池能耗。藉此，本申請可以精確評估車輛的電池能耗，提升消費者對於電動車輛的使用體驗。

Description

電池能耗評估方法及系統以及內儲電池能耗資料處理程式之電腦可讀取記錄媒體及其電腦程式產品
本申請涉及電動車技術領域，更詳而言之，係關於電池能耗評估方法及系統以及內儲電池能耗資料處理程式之電腦可讀取記錄媒體及其電腦程式產品。
由於全球氣候變遷越來越激烈，因此減少碳排放量一直是重要的研究議題。電動載具在能源轉換過程中和內燃機相比是否真正能夠減少碳排放量目前仍有爭議，但是在市區內使用電動汽機車取代燃油車，在某些氣候條件下的確能夠降低空氣汙染的影響，所以電動汽機車取代油車的趨勢越來越明顯。
然而，目前大部分的電池監控系統僅顯示「剩餘電量」，而非顯示「剩餘里程」，導致使用者無法確認電池的當前剩餘電量是否足夠提供車輛行駛到終點。
有鑑於此，研究電池剩餘里程預估模式可以提升消費者使用信心，加速電動車取代油車的趨勢。此外準確的剩餘里程預估也有助於降低充電柱裝設密度，和使用者充電的次數。
鑑於上述先前技術之缺點，本申請提供一種電池能耗評估方法及系統以及內儲電池能耗資料處理程式之電腦可讀取記錄媒體及其電腦程式產品，係提高電池能耗評估的準確性。
本申請的電池能耗評估方法，其包括以下步驟：根據地形特徵從車輛行駛線路中獲得至少一個上坡行駛分段；根據車輛的行駛速度和所述車輛行駛線路的里程數，獲得所述車輛行駛線路的平路電池能耗；根據各所述上坡行駛分段的起點高度和終點高度，獲得各所述上坡行駛分段對應的高度差，並根據各所述上坡行駛分段的高度差與預設換算規則，獲得各所述上坡行駛分段的坡路電池能耗；以及根據所述平路電池能耗與各所述坡路電池能耗，獲得所述車輛行駛路線對應的電池總能耗。
於所述本申請的方法復包括以下步驟：根據所述車輛的相對風速測量值，獲得所述車輛的所述行駛速度。
於所述本申請的方法復包括以下步驟：利用安裝於所述車輛上的風速計或雷達設備，獲得所述車輛的相對風速測量值。
於所述本申請的方法復包括以下步驟：基於預設單位能耗轉換規則和所述車輛的所述行駛速度，獲得所述車輛的單位平路能耗；以及根據所述車輛行駛線路的里程數和所述單位平路能耗，獲得所述車輛行駛線路的平路電池能耗。
於所述本申請的方法中，所述預設換算規則為：
Figure 02_image001
其中，所述參數E2為坡路電池能耗，所述參數
Figure 02_image003
為電池轉換效率，所述參數
Figure 02_image005
為所述上坡行駛分段的所述高度差，所述參數
Figure 02_image007
為重力加速度9.8m/s 2，所述參數
Figure 02_image009
為所述車輛的總重量。
於本申請的方法中，所述參數
Figure 02_image003
由所述車輛的絕對車速以及所述車輛的電池輸出功率而確定。
本申請另提供一種內儲電池能耗資料處理程式之電腦可讀取記錄媒體，當電腦載入所述電池能耗資料處理程式並執行後，可完成上述本申請之電池能耗評估方法所述的各步驟。
本申請又另提供一種內儲電池能耗資料處理程式之電腦程式產品，當電腦載入所述電池能耗資料處理程式並執行後，可完成上述本申請之電池能耗評估方法所述的各步驟。
本申請還提供一種電池能耗評估系統，所述系統包括：地形分析模組、平路能耗計算模組、坡路能耗計算模組以及處理模組，其中，所述地形分析模組係獲取車輛行駛線路，並根據地形特徵從所述車輛行駛線路中獲得至少一個上坡行駛分段；所述平路能耗計算模組係根據所述車輛的行駛速度和所述車輛行駛線路的里程數，獲得所述車輛行駛線路的平路電池能耗；所述坡路能耗計算模組係根據各所述上坡行駛分段的起點高度和終點高度，獲得各所述上坡行駛分段對應的高度差，並根據各所述上坡行駛分段的高度差與預設換算規則，獲得各所述上坡分段的坡路電池能耗；所述處理模組係根據所述平路電池能耗與各所述坡路電池能耗，獲得所述車輛行駛路線對應的電池總能耗。
於所述本申請的系統中，所述平路能耗計算模組根據所述車輛的相對風速測量值，獲得所述車輛的所述行駛速度。
於所述本申請的系統中，所述車輛上安裝有風速計或雷達設備，所述平路能耗計算模組係藉由風速計或雷達設備獲得所述相對風速測量值。
於所述本申請的系統中，所述平路能耗計算模組包括基於預設單位能耗轉換規則和所述車輛的行駛速度，獲得所述車輛的單位平路能耗，並根據所述車輛行駛線路的里程數和所述單位平路能耗，獲得所述車輛行駛線路的平路電池能耗。
於所述本申請的系統中，所述預設換算規則為：
Figure 02_image011
其中，所述參數E2為坡路電池能耗，所述參數
Figure 02_image003
為電池轉換效率，所述參數
Figure 02_image005
為所述上坡行駛分段的所述高度差，所述參數
Figure 02_image007
為重力加速度9.8m/s 2，所述參數
Figure 02_image009
為所述車輛的總重量。
於上述本申請的系統中，所述參數
Figure 02_image003
由所述車輛的絕對車速以及所述車輛的電池輸出功率而確定。
相較於先前技術，本申請提供的電池能耗評估方法及系統以及內儲電池能耗資料處理程式之電腦可讀取記錄媒體及其電腦程式產品，係根據車輛行駛線路的地形特徵針對電池能耗進行評估，可以提高評估結果的準確性，並有助於降低充電柱的裝設密度以及電池的充電次數。
以下內容將搭配圖式，藉由特定的具體實施例說明本申請之技術內容，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本申請之其他優點與功效。本申請亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不背離本申請之精神下，進行各種修飾與變更。尤其是，於圖式中各個元件的比例關係及相對位置僅具示範性用途，並非代表本申請實施的實際狀況。
本申請提供一種電池能耗評估方法，可用於評估電動機車或電動汽車的電池能耗。
如圖1所示，所述方法主要包括以下處理步驟。
步驟S11，根據地形特徵從車輛行駛線路中獲得至少一個上坡行駛分段。
於本實施例中，使用者可在地圖資料庫（例如導航應用程式的地圖資料庫）中設定車輛行駛的起點位置和終點位置，據以生成車輛的行駛線路。
於本實施例中，地圖資料庫中記錄有各地理位置對應的海拔高度信息，可根據車輛行駛線路中的各地理位置相應的各海拔高度信息，獲取車輛行駛線路中的至少一個上坡行駛分段（即海拔高度呈上升趨勢的行駛分段）。
步驟S12，根據車輛的行駛速度和車輛行駛線路的里程數，獲得車輛行駛線路的平路電池能耗。
於本實施例中，可根據車輛的相對風速測量值，獲得車輛的行駛速度。
於本實施例中，可利用安裝於車輛上的風速計或雷達設備，獲得車輛的相對風速測量值。例如，可根據風速計和GPS車速（或車輛儀表車速）各自的量測值，獲得車輛的相對風速測量值，並將其作為車輛的行駛速度。
在此特別提出說明的是，相較於車輛的絕對車速，將車輛的相對風速測量值作為車輛的行駛速度，可以提高後續電池能耗評估的精確度。
於本實施例中，可根據車輛行駛線路的起點位置、終點位置及其具體途徑線路，換算出車輛行駛線路的里程數。
於本實施例中，可預先建立單位能耗轉換規則，用於設定車輛行駛速度和單位平路能耗之間的對應關係，並根據車輛當前的行駛速度，查找出與之對應的單位平路能耗。而後，再將查詢到的單位平路能耗與車輛行駛線路的里程數相乘，從而獲得車輛行駛線路對應的平路電池能耗E1。
步驟S13，根據各上坡行駛分段的起點高度和終點高度，獲得各上坡行駛分段對應的高度差，並根據各上坡行駛分段的高度差與預設換算規則，獲得各上坡行駛分段的坡路電池能耗。
於本實施例中，可根據上坡行駛分段的起點位置對應的海拔高度以及終點位置的海拔高度，獲得上坡行駛分段的高度差∆H，再根據預設轉換規則和上坡行駛分段的高度差，計算出上坡行駛分段對應的坡路電池能耗E2。
於本實施例中，預設換算規則如下列公式所示：
Figure 02_image001
於上述公式中，所述參數
Figure 02_image003
為電池轉換效率，所述參數
Figure 02_image005
為上坡行駛分段的高度差，所述參數
Figure 02_image007
為重力加速度9.8m/s 2，所述參數
Figure 02_image009
為車輛的總重量，較佳地，參數
Figure 02_image009
為車輛與車輛乘坐人的總重量。
於本實施例中，所述參數
Figure 02_image003
由車輛的絕對車速以及車輛的電池輸出功率而確定。
步驟S14，根據平路電池能耗與各坡路電池能耗，獲得車輛行駛路線對應的電池總能耗。
於本實施例中，可計算平路電池能耗與各坡路電池能耗的綜合，以獲得車輛行駛路線對應的電池總能耗，即電池總能耗E=平路電池能耗E1+坡路電池能E2。
再者，本申請還提供一種電池能耗評估系統，可用於評估電動機車或電動汽車的電池能耗。
如圖2所示，本申請的電池能耗評估系統20主要包括地形分析模組210、平路能耗計算模組220、坡路能耗計算模組230以及處理模組240。
地形分析模組210係用於獲取車輛行駛線路，並根據地形特徵從所述車輛行駛線路中獲得至少一個上坡行駛分段。
平路能耗計算模組220係根據車輛的行駛速度和車輛行駛線路的里程數，獲得車輛行駛線路的平路電池能耗。
坡路能耗計算模組230係根據各上坡行駛分段的起點高度和終點高度，獲得各上坡行駛分段對應的高度差，並根據各上坡行駛分段的高度差與預設換算規則，獲得各上坡分段的坡路電池能耗。
處理模組240係根據平路電池能耗與各坡路電池能耗，獲得車輛行駛路線對應的電池總能耗。
此外，本申請之電池能耗評估方法可應用於一終端設備(例如電腦系統)中，該終端裝置直接執行本申請之電池能耗評估方法，其中該終端設備可直接執行本申請之電池能耗評估方法的執行方式是透過該終端設備讀取並執行例如光碟片、隨身碟、記憶卡或記憶體等電腦可讀取記錄媒體所內儲的電池能耗資料處理程式；此外，該終端設備可直接執行本申請之電池能耗評估方法的執行方式還可以透過網路系統自網站伺服器所下載的電池能耗資料處理程式，因此，本申請更可提供一種內儲電池能耗資料處理程式之電腦可讀取記錄媒體或一種內儲電池能耗資料處理程式之電腦程式產品。
綜上所述，本申請提供的電池能耗評估方法及系統以及內儲電池能耗資料處理程式之電腦可讀取記錄媒體及其電腦程式產品，根據地形特徵識別出車輛行駛線路中的上坡行駛分段，並根據車輛的行駛速度和車輛行駛線路的里程數，獲得車輛行駛線路的平路電池能耗，而針對各上坡行駛分段，根據上坡行駛分段的對應的高度差與預設換算規則，獲得輛行駛線路中的各上坡分段的坡路電池能耗，透過綜合車輛行駛線路的平路電池能耗與行駛線路中的各上坡分段的坡路電池能耗，獲得車輛行駛路線最終的電池總能耗。藉此，本申請透過針對車輛行駛路線中的上坡行駛分段計算額外的坡路電池能耗，可以提高電池評估結果的準確性，並有助於降低充電柱的裝設密度以及電池的充電次數。
上述實施例僅例示性說明本申請之原理及功效，而非用於限制本申請。任何熟習此項技術之人士均可在不違背本申請之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本申請之權利保護範圍，應如本申請的申請專利範圍所列。
S11～S14:步驟 20:電池能耗評估系統 210:地形分析模組 220:平路能耗計算模組 230:坡路能耗計算模組 240:處理模組
圖1為本申請電池能耗評估方法的基本流程示意圖；以及
圖2為本申請電池能耗平路系統的基本架構方塊圖。
S11~S14:步驟

Claims (14)

  1. 一種電池能耗評估方法，所述方法包括以下步驟： 根據地形特徵從車輛行駛線路中獲得至少一個上坡行駛分段； 根據車輛的行駛速度和所述車輛行駛線路的里程數，獲得所述車輛行駛線路的平路電池能耗； 根據各所述上坡行駛分段的起點高度和終點高度，獲得各所述上坡行駛分段對應的高度差，並根據各所述上坡行駛分段的高度差與預設換算規則，獲得各所述上坡行駛分段的坡路電池能耗；以及 根據所述平路電池能耗與各所述坡路電池能耗，獲得所述車輛行駛路線對應的電池總能耗。
  2. 如請求項1所述之電池能耗評估方法，所述方法復包括以下步驟： 根據所述車輛的相對風速測量值，獲得所述車輛的所述行駛速度。
  3. 如請求項2所述之電池能耗評估方法，所述方法復包括以下步驟： 利用安裝於所述車輛上的風速計或雷達設備，獲得所述車輛的相對風速測量值。
  4. 如請求項2所述之電池能耗評估方法，所述方法復包括以下步驟： 基於預設單位能耗轉換規則和所述車輛的所述行駛速度，獲得所述車輛的單位平路能耗；以及 根據所述車輛行駛線路的里程數和所述單位平路能耗，獲得所述車輛行駛線路的平路電池能耗。
  5. 如請求項1所述之電池能耗評估方法，其中，所述預設換算規則為：
    Figure 03_image001
    其中，所述參數E2為坡路電池能耗，所述參數
    Figure 03_image003
    為電池轉換效率，所述參數
    Figure 03_image005
    為所述上坡行駛分段的所述高度差，所述參數
    Figure 03_image007
    為重力加速度9.8m/s 2，所述參數
    Figure 03_image009
    為所述車輛的總重量。
  6. 如請求項5所述之電池能耗評估方法，其中，所述參數
    Figure 03_image003
    由所述車輛的絕對車速以及所述車輛的電池輸出功率而確定。
  7. 一種內儲電池能耗資料處理程式之電腦可讀取記錄媒體，當電腦載入所述電池能耗資料處理程式並執行後，完成如請求項1至請求項6其中任一請求項所述之電池能耗評估方法的各步驟。
  8. 一種內儲電池能耗資料處理程式之電腦程式產品，當電腦載入所述電池能耗資料處理程式並執行後，完成如請求項1至請求項6其中任一請求項所述之電池能耗評估方法的各步驟。
  9. 一種電池能耗評估系統，所述系統包括： 地形分析模組，係獲取車輛行駛線路，並根據地形特徵從所述車輛行駛線路中獲得至少一個上坡行駛分段； 平路能耗計算模組，係根據所述車輛的行駛速度和所述車輛行駛線路的里程數，獲得所述車輛行駛線路的平路電池能耗； 坡路能耗計算模組，係根據各所述上坡行駛分段的起點高度和終點高度，獲得各所述上坡行駛分段對應的高度差，並根據各所述上坡行駛分段的高度差與預設換算規則，獲得各所述上坡分段的坡路電池能耗；以及 處理模組，係根據所述平路電池能耗與各所述坡路電池能耗，獲得所述車輛行駛路線對應的電池總能耗。
  10. 如請求項9所述之電池能耗評估系統，其中，所述平路能耗計算模組根據所述車輛的相對風速測量值，獲得所述車輛的所述行駛速度。
  11. 如請求項10所述之電池能耗評估系統，其中，所述車輛上安裝有風速計或雷達設備，所述平路能耗計算模組係藉由風速計或雷達設備獲得所述相對風速測量值。
  12. 如請求項10所述之電池能耗評估系統，其中，所述平路能耗計算模組包括： 基於預設單位能耗轉換規則和所述車輛的行駛速度，獲得所述車輛的單位平路能耗，並根據所述車輛行駛線路的里程數和所述單位平路能耗，獲得所述車輛行駛線路的平路電池能耗。
  13. 如請求項9所述之電池能耗評估系統，其中，所述預設換算規則為：
    Figure 03_image001
    其中，所述參數E2為坡路電池能耗，所述參數
    Figure 03_image003
    為電池轉換效率，所述參數
    Figure 03_image005
    為所述上坡行駛分段的所述高度差，所述參數
    Figure 03_image007
    為重力加速度9.8m/s 2，所述參數
    Figure 03_image009
    為所述車輛的總重量。
  14. 如請求項13所述之電池能耗評估系統，其中，所述參數
    Figure 03_image003
    由所述車輛的絕對車速以及所述車輛的電池輸出功率而確定。
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