一种电动汽车充电导航能耗计算方法技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车充电导航能耗计算方法。它包括以下步骤：S1：根据地图信息查找出附近能够充电的所有充电桩，规划出电动汽车到达各个充电桩的所有路径，按照每个路径路面的上坡、平坦、下坡情况将每个路径划分成若干个路段；S2：根据每个路段路面的上坡、平坦、下坡情况计算出电动汽车通过每个路段的能耗，然后计算出电动汽车通过每个路径的能耗E；S3：根据电动汽车当前使用的用电设备确定比例因子A，将计算出的电动汽车通过每个路径的能耗E乘以比例因子A得到电动汽车通过每个路径的最终能耗E′。本发明专利技术仅仅需要从地图系统中得到规划路段的坡度以及车辆的相关参数即可预测出电动汽车到达各个充电桩的每个路径的最终能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车充电导航能耗计算方法
本专利技术涉及电动汽车能耗计算
，尤其涉及一种电动汽车充电导航能耗计算方法。
技术介绍
电动汽车由于其环保低碳、高能源利用率等优点，被越来越多的消费者选择，各国政府为了解决能源与环境问题，也在大力扶植电动汽车行业。然而，受电池容量的限制，目前，电动汽车的续航里程还比较短，充电时间往往也比较长。因此，对于电动汽车车主来说，最关心的问题之一是如何在电量不足的时候，能够找到以剩余电量能够到达的充电桩，并导航出合理的路径。这个导航过程与传统的燃油车寻找加油站的导航过程，最大的区别就是将预计到达的能耗作为导航决策的先决条件，因此，准确的估计出电动汽车沿着规划路径到达目标充电桩的能耗，是电动汽车充电导航系统最核心的技术之一。在电动汽车行驶过程中，电池为发动机和其他用电设备(例如影音系统和空调)提供电能。电动汽车能耗的计算，通常是采用电池的荷电状态估计(SOC)方法，然而，首先这种方法需要量测的量比较多，这样一来一方面对电动汽车的硬件要求比较高，另一方面由于量测量多，误差将会造成估计精度不高的问题。实际上，由于绝大多数电能是在电机上被转化成机械能驱动汽车前进的，同时也为了不失一般性，在电动汽车导航系统计算能耗的时候，通常仅仅考虑电机的电磁损耗，其他用电耗能按照电机能耗的一定比例体现在最终的能耗中。因此，电动汽车能耗的计算实际上可以转换成对电动机电磁功率的计算。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提供了一种电动汽车充电导航能耗计算方法，其仅仅需要从地图系统中得到规划路段的坡度以及车辆的相关参数即可预测出电动汽车到达各个充电桩的每个路径的最终能耗，无需实时测量电动汽车的各个物理量。为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术的一种电动汽车充电导航能耗计算方法，包括以下步骤：S1：根据地图信息查找出附近能够充电的所有充电桩，规划出电动汽车到达各个充电桩的所有路径，按照每个路径路面的上坡、平坦、下坡情况将每个路径划分成若干个路段，每个路段的路面为上坡、平坦、下坡中的一种；S2：根据每个路段路面的上坡、平坦、下坡情况计算出电动汽车通过每个路段的能耗，然后计算出电动汽车通过每个路径的能耗E；S3：根据电动汽车当前使用的用电设备确定比例因子A，将计算出的电动汽车通过每个路径的能耗E除以比例因子A得到电动汽车通过每个路径的最终能耗E′。在本技术方案中，电动汽车需要充电时，先查询出附近能够充电的所有充电桩，然后规划出从电动汽车当前位置通往每个充电桩的所有路径，最后将每个路径都进行划分操作。每个路径被划分成若干个路段，每个路段只包括上坡、平坦、下坡中的一种路面。根据每个路段的坡度可以计算出电动汽车通过每个路段的能耗，从而计算出电动汽车通过每个路径的能耗。将计算出的电动汽车通过每个路径的能耗除以比例因子得到电动汽车通过每个路径的最终能耗，例如在夏季高温使用车载空调、座椅加热等用电设备的时候，需要将这些用电量考虑在内，确定相应的比例因子，以求预测能耗结果更加精确。作为优选，计算电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的第k个路段的能耗的方法包括以下步骤：将电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的速度、能耗、时间分别记为：vn，j，k，En，j，k，tn，j，k，预测电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的速度vn，j，k，时间tn，j，k，当第k个路段为上坡路段时，能耗计算公式如下：当第k个路段为平坦路段时，能耗计算公式如下：当第k个路段为下坡路段时，能耗计算公式如下：其中，cx为空气阻力因素，S为汽车前部迎风面积，ρ为空气密度，R为车轮半径，g′为变速箱齿比，M为车辆质量，f为轮胎摩擦系数，θn，j，k为通往第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的坡度，t为时间，Δt为一个时间间隔；则电动汽车通过第k个路段的能耗为：作为优选，计算电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的能耗的方法包括以下步骤：将通往第n个充电桩的第j条路径上的所有路段求和，即可得到电动汽车通往第n个充电桩的第j个路径的能耗为：N为通往第n个充电桩的第j个路径包括的路段数量。作为优选，所述预测电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的时间tn，j，k的方法包括以下步骤：根据以下公式算出时间tn，j，k：其中，Δt为一个时间间隔，t0是初始时间，Ln，j，k是电动汽车达到第n个充电桩通过的第j条路径的第k个路段的路段长度。本专利技术的有益效果是：相比与对于电池的荷电状态估计法，此方法没有需要实时量测的物理量，仅仅需要从地图系统中得到规划路段的坡度以及车辆的相关参数即可，对于车辆的硬件要求低，同时估计精度高。附图说明图1是本专利技术的流程图；图2是电动汽车在上坡路段的受力分析图；图3是电动汽车在平坦路段的受力分析图；图4是电动汽车在下坡路段的受力分析图。图中：T为汽车电动机的牵引力，Mg为汽车所受重力，f风阻为汽车行驶过程中的风阻，f摩擦为汽车轮胎和地面之间的摩擦力。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例：本实施例的一种电动汽车充电导航能耗计算方法，如图1所示，包括以下步骤：S1：根据地图信息查找出附近能够充电的所有充电桩，规划出电动汽车到达各个充电桩的所有路径，按照每个路径路面的上坡、平坦、下坡情况将每个路径划分成若干个路段，每个路段的路面为上坡、平坦、下坡中的一种；S2：根据每个路段路面的上坡、平坦、下坡情况计算出电动汽车通过每个路段的能耗，然后计算出电动汽车通过每个路径的能耗E；S3：根据电动汽车当前使用的用电设备确定比例因子A，将计算出的电动汽车通过每个路径的能耗E除以比例因子A得到电动汽车通过每个路径的最终能耗E′。计算电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的第k个路段的能耗的方法包括以下步骤：将电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的速度、能耗、时间分别记为：vn，j，k，En，j，k，tn，j，k，预测电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的速度vn，j，k，时间tn，j，k，当第k个路段为上坡路段时，能耗计算公式如下：当第k个路段为平坦路段时，能耗计算公式如下：当第k个路段为下坡路段时，能耗计算公式如下：其中，cx为空气阻力因素，S为汽车前部迎风面积，ρ为空气密度，R为车轮半径，g′为变速箱齿比，M为车辆质量，f为轮胎摩擦系数，θn，j，k为通往第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的坡度，t为时间，Δt为一个时间间隔；则电动汽车通过第k个路段的能耗为：计算电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的能耗的方法包括以下步骤：将通往第n个充电桩的第j条路径上的所有路段求和，即可得到电动汽车通往第n个充电桩的第j个路径的能耗为：N为通往第n个充电桩的第j个路径包括的路段数量。电动汽车需要充电时，先查询出附近能够充电的所有充电桩，然后规划出从电动汽车当前位置通往每个充电桩的所有路径，最后将每个路径都进行划分操作。每个路径被划分成若干个路段，每个路段只包括上坡、平坦、下坡中的一种路面。根据每个路段的坡度可以计算出电动汽车通过每个路段的能耗，从而计算出电动汽车通过每个路径的能耗。将计算出的电动汽车通过每个路径的能耗E除以比例因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车充电导航能耗计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据地图信息查找出附近能够充电的所有充电桩，规划出电动汽车到达各个充电桩的所有路径，按照每个路径路面的上坡、平坦、下坡情况将每个路径划分成若干个路段，每个路段的路面为上坡、平坦、下坡中的一种；S2：根据每个路段路面的上坡、平坦、下坡情况计算出电动汽车通过每个路段的能耗，然后计算出电动汽车通过每个路径的能耗E；S3：根据电动汽车当前使用的用电设备确定比例因子A，将计算出的电动汽车通过每个路径的能耗E除以比例因子A得到电动汽车通过每个路径的最终能耗E′。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车充电导航能耗计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据地图信息查找出附近能够充电的所有充电桩，规划出电动汽车到达各个充电桩的所有路径，按照每个路径路面的上坡、平坦、下坡情况将每个路径划分成若干个路段，每个路段的路面为上坡、平坦、下坡中的一种；S2：根据每个路段路面的上坡、平坦、下坡情况计算出电动汽车通过每个路段的能耗，然后计算出电动汽车通过每个路径的能耗E；S3：根据电动汽车当前使用的用电设备确定比例因子A，将计算出的电动汽车通过每个路径的能耗E除以比例因子A得到电动汽车通过每个路径的最终能耗E′。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电导航能耗计算方法，其特征在于，计算电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的第k个路段的能耗的方法包括以下步骤：将电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的速度、能耗、时间分别记为：vn，j，k，En，j，k，tn，j，k，预测电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的速度vn，j，k，时间tn，j，k，当第k个路段为上坡路段时，能耗计算公式如下：当第k个...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞，姜淏予，葛泉波，
申请(专利权)人：杭州中恒云能源互联网技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33