基于環(huán)境因素確定電動(dòng)車輛行程的系統(tǒng)和方法與流程
本公開(kāi)總體上涉及電動(dòng)車輛，并且更具體地，涉及基于環(huán)境因素確定電動(dòng)車輛行程的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
電動(dòng)車輛的駕駛員，特別是最近購(gòu)買電動(dòng)車輛的駕駛員，可能經(jīng)歷被稱為“行程焦慮”的現(xiàn)象。行程焦慮是在到達(dá)駕駛員的目的地之前耗盡電池電荷的恐懼。電動(dòng)車輛的行程基于電池的電荷和在駕駛車輛時(shí)消耗的電力的量。然而，在駕駛時(shí)的功率消耗可以變化。電動(dòng)車輛確定行程估計(jì)以通知駕駛員電動(dòng)車輛是否具有足夠的電荷以到達(dá)目的地。不準(zhǔn)確的估計(jì)可能會(huì)導(dǎo)致司機(jī)的沮喪和焦慮。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
所附權(quán)利要求定義了本申請(qǐng)。本公開(kāi)總結(jié)了實(shí)施例的方面，并且不應(yīng)當(dāng)用于限制權(quán)利要求。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在檢查以下附圖和詳細(xì)描述的基礎(chǔ)上，根據(jù)在此描述的技術(shù)預(yù)期其它實(shí)施方式將是顯而易見(jiàn)的，并且這些實(shí)施方式旨在被包含在在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。
公開(kāi)了基于環(huán)境因素確定電動(dòng)車輛行程的系統(tǒng)和方法的示例實(shí)施例。公開(kāi)的示例車輛包括電池組、hvac控制模塊和包括行程計(jì)算器的電子控制單元。示例行程計(jì)算器確定基本功率負(fù)載，基于陽(yáng)光照度、環(huán)境溫度、車廂溫度和設(shè)置溫度確定輔助功率負(fù)載，并且基于基本功率負(fù)載、輔助功率負(fù)載和電池組的電荷來(lái)計(jì)算車輛的行程。
確定電動(dòng)車輛的估計(jì)行程的示例方法包括確定用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛的電動(dòng)馬達(dá)的電池組上的基本功率負(fù)載。示例方法還包括確定用于為電動(dòng)車輛的hvac控制模塊供電的電池組上的輔助功率負(fù)載。輔助功率負(fù)載是基于陽(yáng)光照度、環(huán)境溫度、車廂溫度和設(shè)置溫度。另外，示例方法基于基本功率負(fù)載、輔助功率負(fù)載和電池組的電荷來(lái)計(jì)算車輛的估計(jì)行程。
示例有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含指令，所述指令在被執(zhí)行時(shí)使得車輛確定用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛的電動(dòng)馬達(dá)的電池組上的基本功率負(fù)載。示例指令還使得車輛確定用于向電動(dòng)車輛的hvac控制模塊供電的電池組上的輔助功率負(fù)載，輔助功率負(fù)載是基于陽(yáng)光照度、環(huán)境溫度、車廂溫度和設(shè)置溫度。另外，示例指令使得車輛基于基本功率負(fù)載、輔助功率負(fù)載和電池組的電荷來(lái)計(jì)算車輛的估計(jì)行程。
附圖說(shuō)明
為了更好地理解本發(fā)明，可以參考以下附圖中所示的實(shí)施例。附圖中的部件不一定按比例繪制，并且相關(guān)的元件可以省略，或者在一些情況下，可以夸大比例，以便強(qiáng)調(diào)和清楚地示出在此所描述的新穎特征。此外，如本領(lǐng)域中已知的，系統(tǒng)部件可以不同地布置。此外，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示多個(gè)視圖中的相應(yīng)部分。
圖1示出了根據(jù)本公開(kāi)的教導(dǎo)的基于環(huán)境因素確定電動(dòng)車輛行程的電動(dòng)車輛；
圖2描繪了在下降時(shí)段(pulldownperiod)和穩(wěn)定時(shí)段(stabilizedperiod)期間圖1的電動(dòng)車輛的能量消耗的曲線圖；
圖3是在圖2的下降時(shí)段和穩(wěn)定時(shí)段期間確定圖1的電動(dòng)車輛的功率消耗的系統(tǒng)的框圖；
圖4是圖1的電動(dòng)車輛的電子部件的框圖；
圖5描繪了由圖1的電動(dòng)車輛存儲(chǔ)的用于基于環(huán)境影響來(lái)確定可變功率消耗的示例表；
圖6描繪了由圖1的電動(dòng)車輛存儲(chǔ)的用于基于環(huán)境影響來(lái)確定可變功率消耗的另一示例表；
圖7描繪了由圖1的電動(dòng)車輛存儲(chǔ)的用于基于環(huán)境影響來(lái)確定可變功率消耗的另一示例表；
圖8是描繪了可由圖4的電子部件實(shí)施的基于環(huán)境因素來(lái)確定圖1的電動(dòng)車輛的功率消耗的示例方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
雖然本發(fā)明可以以附圖所示的各種形式實(shí)施，并且將在下文中描述一些示例性和非限制性實(shí)施例，但應(yīng)理解的是，本公開(kāi)被認(rèn)為是本發(fā)明的示例，并不旨在將本發(fā)明限制于所示的具體實(shí)施例。
電動(dòng)車輛的行程由來(lái)自電池的可用電力和在操作車輛時(shí)消耗的電力確定?？捎霉β驶陔姵氐娜萘亢碗姾伞９β氏幕诨竟β守?fù)載(例如，推進(jìn)車輛的功率)和輔助功率負(fù)載(例如，用于操作車輛的其他系統(tǒng)的功率，諸如暖通空調(diào)(hvac)系統(tǒng)，無(wú)線電，中央控制臺(tái)顯示器等)。駕駛員不想在駕駛電動(dòng)車輛時(shí)犧牲傳統(tǒng)的基于燃料的車輛的舒適度。車輛的基本舒適之一是氣候控制。輔助功率負(fù)載由操作hvac系統(tǒng)所需的功率支配。輔助功率負(fù)載由兩個(gè)操作時(shí)段(下降時(shí)段和穩(wěn)定時(shí)段)限定。下降時(shí)段是hvac系統(tǒng)將車廂的溫度調(diào)節(jié)到駕駛員選擇的溫度的提高的功率消耗的時(shí)間段。提高的功率消耗主要是由于改變內(nèi)部質(zhì)量的溫度所需的熱能。穩(wěn)定時(shí)段是hvac系統(tǒng)維持駕駛員選擇的溫度的相對(duì)較低功率消耗的時(shí)間段。
如下文所公開(kāi)的，電動(dòng)車輛的行程計(jì)算器基于(a)估計(jì)的基本功率負(fù)載和(b)估計(jì)的輔助功率負(fù)載來(lái)估計(jì)電動(dòng)車輛的行程(有時(shí)稱為“剩余電能可行駛距離(edte))?？梢曰诶珉妱?dòng)車輛附近的道路的特性(例如，停車的頻率、道路坡度等)和/或過(guò)去基本功率負(fù)載的平均值等來(lái)估計(jì)基本功率負(fù)載。輔助功率負(fù)載是針對(duì)(i)下降時(shí)段和(ii)穩(wěn)定時(shí)段進(jìn)行估計(jì)。輔助功率負(fù)載基于影響hvac系統(tǒng)的使用的因素——例如基于平均車輛速度的對(duì)流熱量傳遞、輻射熱傳遞(有時(shí)稱為“太陽(yáng)能負(fù)載”)、外部環(huán)境空氣溫度、內(nèi)部環(huán)境空氣溫度和/或氣候設(shè)置——來(lái)估計(jì)。行程計(jì)算器通過(guò)計(jì)算下降時(shí)段的總功率消耗(基本功率負(fù)載和輔助功率負(fù)載)和穩(wěn)定時(shí)段期間的總功率消耗(基本功率負(fù)載和輔助功率負(fù)載)來(lái)確定電動(dòng)車輛的行程。
圖1示出了根據(jù)本公開(kāi)的教導(dǎo)的基于環(huán)境因素確定電動(dòng)車輛(ev)行程的電動(dòng)車輛100。行程計(jì)算器102基于經(jīng)由電池管理單元106來(lái)自電池組104的信息、基于來(lái)自一個(gè)或多個(gè)車廂溫度傳感器108、和環(huán)境溫度傳感器110、暖通空調(diào)(hvac)控制模塊112的信息以及陽(yáng)光照度數(shù)據(jù)114和/或?qū)Ш綌?shù)據(jù)116來(lái)確定電動(dòng)車輛100的ev行程。電動(dòng)車輛100包括用于連接到一個(gè)或多個(gè)因特網(wǎng)服務(wù)器120(有時(shí)稱為“云”)以檢索陽(yáng)光照度數(shù)據(jù)114和/或?qū)Ш綌?shù)據(jù)116的車載通信平臺(tái)118。行程計(jì)算器102經(jīng)由信息娛樂(lè)主機(jī)單元122提供ev行程確定。
電動(dòng)車輛100是任何類型的電動(dòng)道路車輛(例如，小汽車、卡車、廂式貨車、摩托車、輕便摩托車等)。電動(dòng)車輛100包括與移動(dòng)性相關(guān)的部件，例如具有電動(dòng)馬達(dá)、變速器、懸架、驅(qū)動(dòng)軸和/或車輪等的動(dòng)力傳動(dòng)系。電動(dòng)車輛100還可以包括一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)部件(未示出))，例如儀表板、可調(diào)節(jié)座椅、擋風(fēng)玻璃、門、窗、安全帶、安全氣囊和輪胎。電池組104可以包括用于向電動(dòng)車輛100供電的任何合適的電池單元(例如鋰離子、鋰聚合物、鎳金屬氫化物等電池單元)中的一個(gè)或多個(gè)。電池管理單元106監(jiān)視和控制電池組104的狀態(tài)。電池管理單元106監(jiān)視和/或控制電池組104的電壓(例如，總電壓、電池單元的電壓等)、電池組104的充電、電池組104的電流和/或電池組104的溫度等。電池管理單元106還可以限制由電池組104提供給電動(dòng)車輛100的特定子系統(tǒng)(例如，hvac系統(tǒng)等)的功率。
車廂溫度傳感器108測(cè)量電動(dòng)車輛100的車廂內(nèi)的溫度。車廂溫度傳感器108可以是任何合適的溫度傳感器(例如，熱敏電阻器、紅外傳感器等)。環(huán)境溫度傳感器110測(cè)量電動(dòng)車輛100附近的外部溫度。環(huán)境溫度傳感器110可以是任何合適的溫度傳感器。在一些示例中，環(huán)境溫度傳感器110位于電動(dòng)車輛100的前保險(xiǎn)杠中。
信息娛樂(lè)主機(jī)單元122提供電動(dòng)車輛100和用戶(例如，駕駛員、乘客等)之間的界面。信息娛樂(lè)主機(jī)單元122包括用于接收來(lái)自用戶的輸入并顯示信息的數(shù)字和/或模擬界面(例如，輸入設(shè)備和輸出設(shè)備)。輸入設(shè)備可以包括例如控制旋鈕、儀表板、用于圖像捕獲和/或視覺(jué)命令識(shí)別的數(shù)字相機(jī)、觸摸屏、音頻輸入設(shè)備(例如，車廂麥克風(fēng))、按鈕或觸摸板。輸出裝置可以包括儀表組輸出裝置(例如，撥號(hào)盤、照明裝置)、致動(dòng)器、儀表板面板、抬頭顯示器、中控臺(tái)顯示器(例如，液晶顯示器(“l(fā)cd”)、有機(jī)發(fā)光二極管(“oled”)顯示器、平板顯示器、固態(tài)顯示器或抬頭顯示器)和/或揚(yáng)聲器。
在一些示例中，hvac控制模塊112并入信息娛樂(lè)主機(jī)單元122中。hvac控制模塊112通信地連接到車廂溫度傳感器108。hvac控制模塊112控制氣候控制系統(tǒng)(例如蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、干燥器、膨脹裝置、鼓風(fēng)機(jī)等)，以基于經(jīng)由信息娛樂(lè)主機(jī)單元122的輸入裝置輸入到hvac控制模塊112中的設(shè)置來(lái)加熱或冷卻電動(dòng)車輛100的車廂。例如，如果車廂溫度傳感器108指示車廂中的溫度為97華氏度，并且hvac設(shè)置溫度為75華氏度，則hvac控制模塊112控制hvac系統(tǒng)以冷卻車輛的車廂。
車載通信平臺(tái)118包括有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口，以實(shí)現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng)服務(wù)器120)的通信。車載通信平臺(tái)118還包括控制有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口的硬件(例如，處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)器、天線等)和軟件。在一些示例中，車載通信平臺(tái)118包括便于創(chuàng)建和加入局域無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)控制器，例如無(wú)線網(wǎng)絡(luò)
有時(shí)，車載通信平臺(tái)118通信地連接(例如，經(jīng)由蜂窩連接)到互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器120，以接收陽(yáng)光照度數(shù)據(jù)114和/或?qū)Ш綌?shù)據(jù)116。陽(yáng)光照度數(shù)據(jù)114提供關(guān)于電動(dòng)車輛100所處的地理區(qū)域中的太陽(yáng)輻射的能量(瓦特/平方米(w/m2))的信息。例如，陽(yáng)光照度數(shù)據(jù)114可以指示太陽(yáng)輻射的能量為300w/m2。太陽(yáng)輻射的能量的大小影響車廂的溫度。導(dǎo)航數(shù)據(jù)116包括電動(dòng)車輛100附近的道路的道路細(xì)節(jié)(例如，曲度、坡度、交通流量、交通流量控制等)。在一些示例中，當(dāng)用戶指定了特定目的地和/或路線時(shí)，導(dǎo)航數(shù)據(jù)116包括到目的地的路線的道路細(xì)節(jié)。
行程計(jì)算器102確定電動(dòng)車輛100的ev行程。行程計(jì)算器102在確定將要發(fā)生旅程時(shí)確定ev行程。例如，行程計(jì)算器102可以響應(yīng)于檢測(cè)到電動(dòng)車輛100的車身控制單元何時(shí)從鑰匙扣接收到解鎖電動(dòng)車輛100的駕駛員側(cè)車門的信號(hào)，而確定將要發(fā)生旅程。作為另一示例，行程計(jì)算器102可以響應(yīng)于被輸入導(dǎo)航系統(tǒng)的目的地而確定將要發(fā)生旅程。以這種方式，行程計(jì)算器102響應(yīng)于新的旅程重新確定ev行程。
最初，行程計(jì)算器102選擇(i)電動(dòng)車輛100的估計(jì)的平均速度、(ii)對(duì)應(yīng)于估計(jì)的平均速度的估計(jì)的距離、(iii)平均道路負(fù)載力(averageroadloadforce)以及(iv)估計(jì)的總行程時(shí)間。在一些示例中，為了選擇估計(jì)的平均速度和估計(jì)的距離，行程計(jì)算器102從電動(dòng)車輛100的當(dāng)前位置選擇路線。在一些示例中，路線基于輸入到導(dǎo)航系統(tǒng)的目的地。在一些示例中，路線基于取決于日期、時(shí)間和/或駕駛員的過(guò)去路線的模式。例如，行程計(jì)算器102可以識(shí)別出特定駕駛員在星期一到星期五上午7:00行駛到同一目的地?；蛘?，在一些示例中，估計(jì)的平均速度和估計(jì)的距離是基于過(guò)去實(shí)際平均速度和過(guò)去實(shí)際距離和/或目的地。在一些示例中，行程計(jì)算器102是基于過(guò)去道路負(fù)載力來(lái)選擇平均道路負(fù)載力。
當(dāng)選擇路線時(shí)，行程計(jì)算器102將路線劃分成段。在一些示例中，基于路線的特征(例如道路特性(例如，彎曲段、直線段等)和/或交通信號(hào)等)在導(dǎo)航數(shù)據(jù)116中預(yù)定義段。行程計(jì)算器102估計(jì)段的段速度。在一些示例中，行程計(jì)算器102估計(jì)段的段行進(jìn)時(shí)間。行程計(jì)算器102基于包括在導(dǎo)航數(shù)據(jù)116中的交通數(shù)據(jù)和速度極限和/或電動(dòng)車輛100先前行駛通過(guò)該段的平均速度來(lái)確定段速度(和段行進(jìn)時(shí)間)。電動(dòng)車輛100的估計(jì)的平均速度是路線的段速度的平均值。例如，如果第一段的段速度為每小時(shí)20英里(mph)，第二段的段速度為17mph，并且第三段的段速度為12mph，則估計(jì)的平均速度可以為16.3mph。在一些示例中，電動(dòng)車輛100的估計(jì)的平均速度是基于相應(yīng)的段行進(jìn)時(shí)間的路線的段速度的加權(quán)平均值。例如，如果第一段的段行進(jìn)時(shí)間是8分鐘，第二段的段行進(jìn)時(shí)間是11分鐘，并且第三段的段行進(jìn)時(shí)間是6分鐘，則估計(jì)的平均速度可以是16.8mph。當(dāng)選擇路線時(shí)，估計(jì)的距離是到目的地的距離。
行程計(jì)算器102還確定段的段道路負(fù)載力。道路負(fù)載力表示由于例如電動(dòng)車輛100的輪胎的摩擦、電動(dòng)車輛100的氣動(dòng)阻力和/或電動(dòng)車輛100正在行駛的道路的坡度等而施加在電動(dòng)車輛100上的力。行程計(jì)算器102基于多項(xiàng)式方程來(lái)估計(jì)段的道路負(fù)載力，該多項(xiàng)式方程考慮作為電動(dòng)車輛100上的速度的函數(shù)的電動(dòng)車輛100上的力。因?yàn)榄h(huán)境溫度可影響道路負(fù)載力(例如，冷空氣具有較高的氣動(dòng)阻力，系統(tǒng)部件是冷的時(shí)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)依附性較高等)，在一些示例中，行程計(jì)算器102基于由環(huán)境溫度傳感器110測(cè)量的環(huán)境溫度來(lái)調(diào)節(jié)道路負(fù)載力。行程計(jì)算器102基于段道路負(fù)載力的平均值計(jì)算平均道路負(fù)載力。例如，如果第一段的段道路負(fù)載力為38.7磅(lbs)，第二段的段道路負(fù)載力為36.2磅，并且第三段的段道路負(fù)載力為32.7磅，則平均段道路負(fù)載力可以為35.8磅。在一些示例中，行程計(jì)算器102基于各個(gè)段的段行進(jìn)時(shí)間以加權(quán)平均值計(jì)算平均道路負(fù)載力。例如，如果第一段的行駛時(shí)間為8分鐘，第二段的行駛時(shí)間為11分鐘，第三段的段行駛時(shí)間為6分鐘，則平均道路負(fù)載力可以為36.1磅。
行程計(jì)算器102基于估計(jì)的平均速度和估計(jì)的距離來(lái)計(jì)算估計(jì)的總行進(jìn)時(shí)間(te)。例如，如果估計(jì)的平均速度是16.8mph并且估計(jì)的距離是7英里，則估計(jì)的總行進(jìn)時(shí)間(te)可以是25分鐘。
行程計(jì)算器102基于估計(jì)的平均速度和平均道路負(fù)載力確定基本功率負(fù)載(pbpl)200(如圖2所示)?；竟β守?fù)載是由電動(dòng)馬達(dá)用來(lái)推進(jìn)電動(dòng)車輛100的功率。例如，如果估計(jì)的平均速度是16.8并且平均道路負(fù)載力是36.1磅，則基本功率負(fù)載可以是1207瓦特。在一些示例中，行程計(jì)算器102(例如，基于包括在導(dǎo)航數(shù)據(jù)116中的交通信號(hào)和/或交通數(shù)據(jù))將用于加速電動(dòng)車輛100的平均功率添加到基本功率負(fù)載。在一些示例中，行程計(jì)算器102(例如，基于包括在導(dǎo)航數(shù)據(jù)116中的交通信號(hào)和/或交通數(shù)據(jù))從基本功率負(fù)載減去通過(guò)再生制動(dòng)獲得的平均功率。
行程計(jì)算器102確定輔助功率負(fù)載(papl)202(如圖2所示)。輔助功率負(fù)載(papl)202的特征在于下降時(shí)段204——其中hvac控制模塊112正在將車廂溫度調(diào)節(jié)到設(shè)置溫度——以及穩(wěn)定時(shí)段206——其中hvac控制模塊112將車廂溫度維持在設(shè)置溫度。圖3示出了用于計(jì)算輔助功率負(fù)載(papl)202的環(huán)境因素。在所示示例中，輔助功率負(fù)載(papl)202包括(i)基本輔助功率負(fù)載(pbase)、(ii)太陽(yáng)能增益功率負(fù)載(ps)、以及(iii)對(duì)流增益功率負(fù)載(pc)。
行程計(jì)算器102存儲(chǔ)基本輔助負(fù)載表500，以確定作為時(shí)間的函數(shù)的基本輔助功率負(fù)載(pbase(t))。圖5中示出了基本輔助負(fù)載表500的示例。當(dāng)hvac系統(tǒng)加熱或冷卻電動(dòng)車輛的車廂時(shí)，基本輔助功率負(fù)載改變。當(dāng)車廂變得更接近hvac控制模塊112的溫度設(shè)置點(diǎn)時(shí)，較少的功率被用來(lái)調(diào)節(jié)車廂的溫度。行程計(jì)算器102將來(lái)自車廂溫度傳感器108的車廂空氣溫度和hvac控制模塊112的溫度請(qǐng)求設(shè)定輸入到基本輔助負(fù)載表500中?；据o助負(fù)載表500輸出基本輔助功率負(fù)載(pbase(t))以將車廂溫度調(diào)整為作為時(shí)間和下降時(shí)間(tp)的函數(shù)的設(shè)置溫度。下降時(shí)間(tp)指定將車廂溫度調(diào)節(jié)到設(shè)置溫度的時(shí)間。例如，下降時(shí)間(tp)可以是5分鐘。
行程計(jì)算器102存儲(chǔ)太陽(yáng)能熱量傳遞查找表600。圖6中示出了太陽(yáng)能熱量傳遞查找表600的示例。太陽(yáng)熱量傳遞查找表600指定(例如，如在陽(yáng)光照度數(shù)據(jù)114中指定的)太陽(yáng)能負(fù)載對(duì)hvac控制模塊112使用的功率量的影響。陽(yáng)光照度有助于加熱電動(dòng)車輛的車廂。太陽(yáng)能負(fù)載增加了hvac控制模塊112用以冷卻電動(dòng)車輛100的車廂的功率。另外，太陽(yáng)能負(fù)載降低了hvac控制模塊112用以加熱電動(dòng)車輛100的車廂的功率。行程計(jì)算器102將來(lái)自陽(yáng)光照度數(shù)據(jù)114的太陽(yáng)能負(fù)載和車廂溫度與環(huán)境溫度之間的差輸入太陽(yáng)能熱量傳遞查找表中。太陽(yáng)能熱傳遞查找表600輸出太陽(yáng)能增益功率負(fù)載(ps)。
行程計(jì)算器102存儲(chǔ)對(duì)流熱量傳遞查找表700。圖7中示出了對(duì)流熱量傳遞查找表700的示例。對(duì)流熱量傳遞查找表700指定對(duì)流熱量損失對(duì)hvac控制模塊112所使用的功率量的影響。對(duì)流熱量損失增加了hvac控制模塊112用以加熱電氣車輛100的車廂的功率。另外，對(duì)流熱量損失降低了hvac控制模塊112用于冷卻電動(dòng)車輛100的車廂的功率。行程計(jì)算器102將電動(dòng)車輛100的速度和車廂溫度與環(huán)境溫度之間的差輸入到對(duì)流熱量傳遞查找表中。對(duì)流熱量傳遞查找表700輸出對(duì)流增益功率負(fù)載(pc)。
行程計(jì)算器102根據(jù)下面的等式(1)確定輔助功率負(fù)載(papl)202。
palp(t)＝pbase(t)-ps-pc等式(1)
行程計(jì)算器102根據(jù)下面的等式(2)確定在時(shí)間點(diǎn)(t)的總功率負(fù)載(p)。
p(t)＝pbpl+papl(t)等式(2)
在一些示例中，總功率負(fù)載(p)還包括系統(tǒng)損耗功率負(fù)載以將由于電力系統(tǒng)中的低效率引起的功率損耗納入考慮。最初，行程計(jì)算器102通過(guò)對(duì)式(2)進(jìn)行從時(shí)間0到下降時(shí)間(tp)的積分來(lái)確定電動(dòng)車輛100在下降時(shí)段中使用的能量(ep)。然后，行程計(jì)算器102通過(guò)對(duì)等式(2)進(jìn)行從下降時(shí)間(tp)到估計(jì)的總行進(jìn)時(shí)間(te)的積分來(lái)確定電動(dòng)車輛100在穩(wěn)定時(shí)段使用的能量(es)。行程計(jì)算器102基于估計(jì)的平均速度和下降時(shí)間(tp)來(lái)估計(jì)下降時(shí)段期間行駛的距離。例如，如果平均速度為16.8mph并且下降時(shí)間(tp)為5分鐘，則下降時(shí)段期間行駛的距離(dp)可以為1.4英里。
行程計(jì)算器102基于估計(jì)的距離(de)和下降時(shí)段期間行進(jìn)的距離(dp)來(lái)確定在穩(wěn)定時(shí)段期間行駛的距離(ds)。例如，如果估計(jì)距離(de)為7英里，并且在下降時(shí)段期間行駛的距離(dp)為1.4英里，則在穩(wěn)定時(shí)段期間行駛的距離(ds)可以為5.6英里。行程計(jì)算器102然后通過(guò)將電動(dòng)車輛100在穩(wěn)定時(shí)段中使用的能量(es)除以穩(wěn)定時(shí)段期間行駛的距離(ds)來(lái)確定穩(wěn)定時(shí)段期間的每英里能量(epds)。例如，如果電動(dòng)車輛100在穩(wěn)定時(shí)段期間使用的能量(es)為3127.6瓦特-小時(shí)，并且在穩(wěn)定時(shí)段期間行駛的距離(ds)為5.6英里，則在穩(wěn)定時(shí)段期間每英里的能量(epds)可以是每英里558.5瓦特-小時(shí)。
行程計(jì)算器102根據(jù)下面的等式(3)確定電動(dòng)車輛的ev行程(rev)。
在上述等式(3)中，ebp是存儲(chǔ)在電池組104中的總能量。例如，如果存儲(chǔ)在電池組104中的總能量(ebp)為15000瓦特-小時(shí)，下降時(shí)段電動(dòng)車輛100使用的能量(ep)為2100瓦特-小時(shí)，下降時(shí)段期間行駛的距離(dp)為1.4英里，并且穩(wěn)定時(shí)段期間每英里的能量(epds)為每英里558.5瓦特-小時(shí)，則ev行程(rev)可能是24.5英里。
在一些示例中，行程計(jì)算器102跟蹤電動(dòng)車輛100移動(dòng)時(shí)的實(shí)際輔助功率負(fù)載202，并將實(shí)際輔助功率負(fù)載與環(huán)境溫度和來(lái)自陽(yáng)光照度數(shù)據(jù)114的陽(yáng)光照度相關(guān)聯(lián)。在這樣的示例中，行程計(jì)算器102還跟蹤電動(dòng)車輛100的實(shí)際基本功率負(fù)載200，并將實(shí)際基本功率負(fù)載200與環(huán)境溫度、陽(yáng)光照度和電動(dòng)車輛100的速度相關(guān)聯(lián)。在這樣的示例中，當(dāng)目的地和/或路線不知道時(shí)(例如，未輸入到導(dǎo)航系統(tǒng)中、不能從過(guò)去目的地和/或路線等等預(yù)測(cè))，行程計(jì)算器102計(jì)算當(dāng)前環(huán)境溫度和當(dāng)前陽(yáng)光照度下的過(guò)去實(shí)際輔助功率負(fù)載的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差(sigma)。行程計(jì)算器102使用平均過(guò)去實(shí)際輔助功率負(fù)載的+1-sigma值作為輔助功率負(fù)載202。例如，如果過(guò)去實(shí)際輔助功率負(fù)載具有4892瓦的平均值并且標(biāo)準(zhǔn)偏差(sigma)為104瓦，則用作輔助功率負(fù)載的+1sigma值可以是4996瓦。
在這樣的示例中，行程計(jì)算器102計(jì)算當(dāng)前環(huán)境溫度和當(dāng)前陽(yáng)光照度下的過(guò)去實(shí)際基本功率負(fù)載200的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差(sigma)。行程計(jì)算器102使用平均過(guò)去實(shí)際基本功率負(fù)載的+1-sigma值作為基本功率負(fù)載200。例如，如果過(guò)去實(shí)際基本功率負(fù)載具有2050瓦的平均值并且標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)為92瓦特，則用作輔助功率負(fù)載202的+1sigma值可以是2142瓦特。另外，行程計(jì)算器102計(jì)算與用于計(jì)算平均過(guò)去實(shí)際基本功率負(fù)載的+1-sigma值的基本功率的負(fù)載相關(guān)聯(lián)的速度的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差(sigma)。行程計(jì)算器102使用-1-sigma值作為電動(dòng)車輛100的平均速度。例如，如果電動(dòng)車輛100的平均速度為19.5mph并且標(biāo)準(zhǔn)偏差(sigma)為6.4mph，則行程計(jì)算器102使用13.1mph作為電動(dòng)車輛100的平均速度。行程計(jì)算器102將電動(dòng)車輛的ev行程確定為電池組104的能量除以總功率負(fù)載(例如，+1-sigma基本功率負(fù)載200和+1-sigma輔助功率負(fù)載202)并乘以-1-sigma平均速度。例如，如果電池組的能量為15000瓦特-小時(shí)，總的+1-sigma功率負(fù)載為7138瓦特，并且-1sigma平均速度為13.1mph，則ev行程可以為27.5英里。
圖4是圖1的電動(dòng)車輛100的電子部件400的框圖。電子部件400包括示例車載通信平臺(tái)118、示例信息娛樂(lè)主機(jī)單元122、車載計(jì)算平臺(tái)402、示例傳感器404、示例ecu406、第一車輛數(shù)據(jù)總線408和第二車輛數(shù)據(jù)總線410。在所示示例中，信息娛樂(lè)主機(jī)單元122包括通信地連接到hvac控制模塊112的hvac控制裝置412，以提供用于用戶調(diào)節(jié)設(shè)置溫度的界面。
車載計(jì)算平臺(tái)402包括處理器或控制器(mcu)414、內(nèi)存416和存儲(chǔ)器418。在一些示例中，車載計(jì)算平臺(tái)402被構(gòu)造為包括行程計(jì)算器102?；蛘?，在一些示例中，行程計(jì)算器102可以結(jié)合到具有其自己的處理器和內(nèi)存的ecu406中。處理器或控制器414可以是任何合適的處理設(shè)備或處理設(shè)備組，例如但不限于：微處理器、基于微控制器的平臺(tái)、合適的集成電路、一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpgs)、和/或一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(asic)。內(nèi)存416可以是易失性存儲(chǔ)器(例如，ram(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)，其可以包括非易失性ram、磁性ram、鐵電ram和任何其它合適的形式)，非易失性存儲(chǔ)器(例如，磁盤存儲(chǔ)器、flash(閃存)存儲(chǔ)器、eprom(可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)、eeprom(電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)、基于憶阻器的非易失性固態(tài)存儲(chǔ)器等)，不可變存儲(chǔ)器(例如eprom)和只讀存儲(chǔ)器。在一些示例中，內(nèi)存416包括多種內(nèi)存，特別是易失性內(nèi)存和非易失性內(nèi)存。存儲(chǔ)器418可以包括任何高容量存儲(chǔ)設(shè)備，例如硬盤驅(qū)動(dòng)器和/或固態(tài)驅(qū)動(dòng)器。在所示示例中，存儲(chǔ)器418包括圖5的基本輔助負(fù)載表500、圖6的太陽(yáng)能熱量傳遞查找表600以及圖7的對(duì)流熱量傳遞查找表700。
內(nèi)存416和存儲(chǔ)器418是計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其上可以嵌入一個(gè)或多個(gè)指令集，諸如用于操作本公開(kāi)的方法的軟件。指令可以包括如在此所描述的一個(gè)或多個(gè)方法或邏輯。在特定實(shí)施例中，在指令的執(zhí)行期間，指令可完全或至少部分地駐留在內(nèi)存416、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和/或處理器414中的任何一個(gè)或多個(gè)內(nèi)。
術(shù)語(yǔ)“非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”和“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”應(yīng)當(dāng)被理解為包括單個(gè)介質(zhì)或多個(gè)介質(zhì)(諸如集中式或分布式數(shù)據(jù)庫(kù))，和/或存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)指令集的相關(guān)聯(lián)的緩存和服務(wù)器。術(shù)語(yǔ)“非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”和“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”還包括能夠存儲(chǔ)、編碼或攜帶用于由處理器執(zhí)行或使系統(tǒng)執(zhí)行在此公開(kāi)的方法或操作中的任何一個(gè)或多個(gè)的指令集的任何有形介質(zhì)。如在此所使用的，術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”被明確定義為包括任何類型的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)設(shè)備和/或存儲(chǔ)盤并且排除傳播信號(hào)。
傳感器404可以以任何合適的方式布置在電動(dòng)車輛100中和電動(dòng)車輛100的周圍。在所示的示例中，傳感器404包括車廂溫度傳感器108、環(huán)境溫度傳感器110和車輪轉(zhuǎn)速傳感器420。車廂溫度傳感器108測(cè)量電動(dòng)車輛100的車廂內(nèi)的溫度。環(huán)境溫度傳感器110測(cè)量電動(dòng)車輛100外部的空氣的溫度。在一些示例中，車輪速度傳感器420用于測(cè)量電動(dòng)車輛100的速度。
ecu406監(jiān)視和控制電動(dòng)車輛100的系統(tǒng)。ecu406通過(guò)第一車輛數(shù)據(jù)總線408來(lái)通信和交換信息。另外，ecu406可以將屬性(例如，ecu406的狀態(tài)、傳感器讀數(shù)、控制狀態(tài)、錯(cuò)誤和診斷代碼等)傳輸?shù)狡渌鹐cu406和/或接收來(lái)自其它ecu406的請(qǐng)求。一些電動(dòng)車輛100可以具有位于電動(dòng)車輛100周圍的各個(gè)位置中的通過(guò)第一車輛數(shù)據(jù)總線408通信地連接在一起的七十個(gè)或更多個(gè)ecu406。ecu406是包括它們自己的電路(例如集成電路、微處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)器等)和固件、傳感器、致動(dòng)器和/或安裝硬件的離散的電子設(shè)備組。在所示示例中，ecu406包括hvac控制模塊112和電池管理單元106。
第一車輛數(shù)據(jù)總線408通信地連接傳感器404、ecu406、車載計(jì)算平臺(tái)402和連接到第一車輛數(shù)據(jù)總線408的其它設(shè)備。在一些示例中，第一車輛數(shù)據(jù)總線408是根據(jù)由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(iso)11898-1定義的控制器局域網(wǎng)(can)總線協(xié)議實(shí)現(xiàn)?；蛘?，在一些示例中，第一車輛數(shù)據(jù)總線408可以是面向媒體的系統(tǒng)傳輸(most)總線或can靈活數(shù)據(jù)(can-fd)總線(iso11898-7)。第二車輛數(shù)據(jù)總線410通信地連接車載通信平臺(tái)118、信息娛樂(lè)主機(jī)單元122和車載計(jì)算平臺(tái)402。第二車輛數(shù)據(jù)總線410可以是most總線、can-fd總線或以太網(wǎng)總線。在一些示例中，車載計(jì)算平臺(tái)402(例如，經(jīng)由防火墻、消息代理等)通信地隔離第一車輛數(shù)據(jù)總線408和第二車輛數(shù)據(jù)總線410?；蛘?，在一些示例中，第一車輛數(shù)據(jù)總線408和第二車輛數(shù)據(jù)總線410是相同的數(shù)據(jù)總線。
圖8是描繪用于基于可由圖4的電子部件400實(shí)施的環(huán)境因素來(lái)確定圖1的電動(dòng)車輛的ev行程的實(shí)例方法的流程圖。首先，行程計(jì)算器102計(jì)算電動(dòng)車輛100的基本功率負(fù)載200(框802)。在一些示例中，行程計(jì)算器102基于行程計(jì)算器102確定電動(dòng)車輛100將可能行駛的路線上的速度和道路負(fù)載力來(lái)計(jì)算基本功率負(fù)載200。行程計(jì)算器102基于由hvac控制模塊112使用的功率來(lái)計(jì)算電動(dòng)車輛100的輔助功率負(fù)載202，所述hvac控制模塊112使用的功率被用以將電動(dòng)車輛100的車廂的溫度調(diào)節(jié)到(例如，通過(guò)hvac控制裝置412設(shè)置)設(shè)定溫度(框804)。行程計(jì)算器102使用圖5的基本輔助負(fù)載表500、圖6的太陽(yáng)能熱量傳遞查找表600以及圖7的對(duì)流熱量傳遞查找表700，基于環(huán)境溫度、車廂溫度、車輛速度和設(shè)定溫度來(lái)確定輔助功率負(fù)載202。在一些實(shí)例中，行程計(jì)算器102在下降時(shí)段204和穩(wěn)定時(shí)段206期間確定輔助功率負(fù)載202。在一些這樣的示例中，行程計(jì)算器102還確定下降時(shí)段204的持續(xù)時(shí)間(例如，下降時(shí)間(tp))。
基于在框802計(jì)算的基本功率負(fù)載200和在框804計(jì)算的輔助功率負(fù)載202，行程計(jì)算器102確定用以行進(jìn)到在框802所選擇的目的地的每英里能量(例如，每英里瓦特-小時(shí))(框806)。在一些示例中，通過(guò)相對(duì)于時(shí)間對(duì)基本功率負(fù)載和輔助功率負(fù)載202進(jìn)行積分并且除以到在方框802處選擇的目的地的距離來(lái)計(jì)算每英里的能量。行程計(jì)算器102基于電池組104中的能量和在框806處估計(jì)的每英里能量來(lái)估計(jì)電動(dòng)車輛100的ev行程(框808)。行程計(jì)算器102然后(例如，經(jīng)由信息娛樂(lè)主機(jī)單元122)顯示在框808估計(jì)的ev行程。圖8的方法然后結(jié)束。
圖8的流程圖表示包含一個(gè)或多個(gè)程序的機(jī)器可讀指令，當(dāng)指令由處理器(例如圖4的處理器414)執(zhí)行時(shí)，使得電動(dòng)車輛100實(shí)現(xiàn)圖1的行程計(jì)算器102。此外，盡管參考圖8所示的流程圖描述了示例性程序，但是可替換地可以使用實(shí)現(xiàn)示例行程計(jì)算器102的許多其他方法。例如，可以改變框的執(zhí)行順序，和/或可以改變、消除或組合所描述的框中的一些。
在本申請(qǐng)中，反意連詞的使用旨在包括連詞。定冠詞或不定冠詞的使用并不表示基數(shù)。特別地，對(duì)“該(the)”對(duì)象或“一個(gè)(a)”和“一個(gè)(an)”對(duì)象的引用也旨在表示可能的多個(gè)這樣的對(duì)象之一。此外，連詞“或”可以用于傳達(dá)同時(shí)存在的特征，而不是互斥的替代。換句話說(shuō)，連詞“或”應(yīng)當(dāng)被理解為包括“和/或”。術(shù)語(yǔ)“包括(includes)”、“包括(including)”和“包括(include)”是包含性的，并且分別具有與“包含(comprises)”，“包含(comprising)”和“包含(comprise)”相同的范圍。
上述實(shí)施例，特別是任何“優(yōu)選”實(shí)施例是實(shí)施方式的可能示例，并且僅僅是為了清楚地理解本發(fā)明的原理而提出的。在實(shí)質(zhì)上不背離本文所描述的技術(shù)的精神和原理的情況下，可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行許多變化和修改。所有修改旨在包括在本公開(kāi)的范圍內(nèi)并由所附權(quán)利要求保護(hù)。
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