电动汽车工况分类与评价方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电动汽车工况分类与评价方法及系统，该方法包括以下步骤：根据电动汽车类型，选定典型驾驶工况，然后确定并计算所述典型驾驶工况的特征参数；根据特征参数对汽车驾驶性能的影响，将特征参数划分为耐久性参数、经济性参数和动力性参数；结合聚类方法，选定聚类尺度将耐久性参数、动力性参数、经济性参数进行分析和聚类，分别获取耐久性、动力性、经济性代表性参数，降低同类特性参数的冗余度；对耐久性、动力性、经济性代表性参数采用主成分分析方法进行降维，并采用k值聚类算法进行工况聚类，将典型驾驶工况分为3类，并将3类工况分别评价为耐久型、动力型和经济型工况。该方法及系统有利于提升对电动汽车的能量管理。理。理。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车工况分类与评价方法及系统


[0001]本专利技术属于电动汽车领域，具体涉及一种电动汽车工况分类与评价方法及系统。

技术介绍

[0002]燃料电池汽车作为一种新的运输方式，得到国家和各地政府的大力支持。燃料电池汽车的优势在于通过氢氧化学反应产生电能，驱动电机驱使车辆行驶，在该驱动过程中，生成物为水，无污染。然而，燃料电池在供能过程中，深受输出效率、动力性能和使用寿命的影响，燃料电池在中低功率区间效率较高，在高负荷和低负荷下寿命较短，且受化学反应影响供能动态能力较弱。为应对燃料电池汽车所面临的问题，需要对电动汽车工况进行分类与评价。现有的驾驶工况分类方法只从速度层面或者驾驶区域层面进行分析，无法从车辆的驾驶参数出发分析驾驶工况对驾驶性能的影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种电动汽车工况分类与评价方法及系统，该方法及系统有利于提升对电动汽车的能量管理。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种电动汽车工况分类与评价方法，包括以下步骤：
[0005](1)根据电动汽车类型，选定典型驾驶工况，然后确定并计算所述典型驾驶工况的特征参数；
[0006](2)根据特征参数对汽车驾驶性能的影响，将特征参数划分为耐久性参数、经济性参数和动力性参数；
[0007](3)结合聚类方法，选定聚类尺度将耐久性参数、动力性参数、经济性参数进行分析和聚类，分别获取耐久性、动力性、经济性代表性参数，降低同类特性参数的冗余度；
[0008](4)对耐久性、动力性、经济性代表性参数采用主成分分析方法进行降维，并采用k值聚类算法进行工况聚类，将典型驾驶工况分为3类，并将3类工况分别评价为耐久型、动力型和经济型工况。
[0009]进一步地，所述电动汽车为燃料电池城市公交客车。
[0010]进一步地，根据电动汽车类型，选定相适应的多种典型驾驶工况，然后确定并计算所述多种典型驾驶工况的特征参数，具体包括以下步骤：
[0011](101)选定22种典型驾驶工况，包括中国城市循环工况(CCBC)、NurembergR36、BUSRTE、CBDBUS、MANHATTAN、UKBUS6、Japan10
‑
15、WVUCITY、NewYorkBus、C_WTVC、CHTC_B、SC03、India、太原、深圳、北京、上海、武汉、西安、济南、重庆、河南的典型公交驾驶工况；
[0012](102)确定并计算所述22种典型驾驶工况的28个特征参数，包括：最大速度、平均速度、速度标准差、怠速时间占比、低速时间占比、中低速时间占比、高速时间占比、巡航时间占比、最大加速度、最小加速度、驱动加速度均值、制动加速度均值、加速度标准差、制动时间占比、加速时间占比、最大功率、最小功率、低效率时间占比、中效率时间占比、高效率
时间占比、回收功率平均值、驱动功率平均值、平均功率、功率标准差、低功率变化时间占比、中功率变化时间占比、高功率变化时间占比、单位里程启停次数。
[0013]进一步地，低速时间占比T
VL
、中低速时间占比T
VM
、高速时间占比T
VH
和巡航时间占比T
c
的计算如下：
[0014][0015]式中，n
VL
、n
VM
、n
VH
、n
C
分别为行驶速度在0～20km/h、20～40km/h、大于40km/h范围内的点数及行驶速度大于1km/h且加速度在
‑
0.1～0.1m/s2范围内的点数，n为工况长度；
[0016]加速时间占比T
a
和制动时间占比T
d
的计算如下：
[0017][0018]式中，n
a
为加速度大于0.1m/s2的点数，n
d
为速度小于
‑
0.1m/s2的点数；
[0019]低效率时间占比T
PL
、中效率时间占比T
PM
、高效率时间占比T
PH
的计算如下：
[0020][0021]式中，n
PL
为功率在低效率范围内的点数，n
PH
为功率在高效率范围内的点数，n
PM
为功率在中效率区间的时间点数；
[0022]设定功率变化率小于10kW/s为低功率变化区间、功率变化率在10～20kW/s范围内为中功率变化区间、功率变化率大于20kW/s为高功率变化区间，低功率变化时间占比中功率变化时间占比高功率变化时间占比的计算如下：
[0023][0024]式中，为功率变化率小于10kW/s的点数，为功率变化率在10～20kW/s的点
数，为功率变化率大于20kW/s的点数；
[0025]单位里程启停次数、怠速时间比：
[0026][0027]式中，L为工况里程长度，n
i
为车速为0的点数，n
on/off
为车辆启停次数。
[0028]进一步地，根据特征参数对汽车驾驶性能的影响，将特征参数划分为耐久性参数、经济性参数和动力性参数，具体包括以下步骤：
[0029](201)根据特征参数对汽车驾驶性能的影响，选择将速度标准差、驱动加速度均值、制动加速度均值、加速度标准差、中功率变化时间占比、高效率时间占比、加速时间占比、制动时间占比、功率标准差、单位里程启停次数作为耐久性参数；
[0030](202)根据特征参数对汽车驾驶性能的影响，选择将最大速度、最大加速度、最小加速度、最大功率、最小功率、高速时间占比、高功率变化时间占比作为动力性参数；
[0031](203)根据特征参数对汽车驾驶性能的影响，选择将平均速度、怠速时间占比、低速时间占比、中低速时间占比、低效率时间占比、中效率时间占比、低功率变化时间占比、回收功率平均值、驱动功率平均值、巡航时间占比、平均功率作为经济性参数。
[0032]进一步地，结合聚类方法，选定聚类尺度将耐久性参数、动力性参数、经济性参数进行分析和聚类，分别获取代表性特性参数，降低同类特性参数的冗余度，具体包括以下步骤：
[0033](301)对耐久性参数进行工况聚类，选取聚类尺度为12，将驱动加速度均值、加速度标准差、单位里程启停次数、中功率变化时间占比作为一类，功率标准差、高效率时间占比作为一类，加速时间占比、制动时间占比作为一类，速度标准差、制动加速度均值作为一类，并选择单位里程启停次数、功率标准差、加速时间占比、速度标准差作为耐久性代表性参数；
[0034](302)对动力性参数进行工况聚类，选取聚类尺度为10～15，将高速时间占比、高功率时间占比、最大速度作为一类，最小加速度、最小功率作为一类，最大加速度、最大功率作为一类，并选择高功率变化时间占比、最小加速度、最大加速度作为动力性代表性参数；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车工况分类与评价方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据电动汽车类型，选定典型驾驶工况，然后确定并计算所述典型驾驶工况的特征参数；(2)根据特征参数对汽车驾驶性能的影响，将特征参数划分为耐久性参数、经济性参数和动力性参数；(3)结合聚类方法，选定聚类尺度将耐久性参数、动力性参数、经济性参数进行分析和聚类，分别获取耐久性、动力性、经济性代表性参数，降低同类特性参数的冗余度；(4)对耐久性、动力性、经济性代表性参数采用主成分分析方法进行降维，并采用k值聚类算法进行工况聚类，将典型驾驶工况分为3类，并将3类工况分别评价为耐久型、动力型和经济型工况。2.根据权利要求1所述的电动汽车工况分类与评价方法，其特征在于，所述电动汽车为燃料电池城市公交客车。3.根据权利要求1所述的电动汽车工况分类与评价方法，其特征在于，根据电动汽车类型，选定相适应的多种典型驾驶工况，然后确定并计算所述多种典型驾驶工况的特征参数，具体包括以下步骤：(101)选定22种典型驾驶工况，包括中国城市循环工况(CCBC)、NurembergR36、BUSRTE、CBDBUS、MANHATTAN、UKBUS6、Japan10
‑
15、WVUCITY、NewYorkBus、C_WTVC、CHTC_B、SC03、India、太原、深圳、北京、上海、武汉、西安、济南、重庆、河南的典型公交驾驶工况；(102)确定并计算所述22种典型驾驶工况的28个特征参数，包括：最大速度、平均速度、速度标准差、怠速时间占比、低速时间占比、中低速时间占比、高速时间占比、巡航时间占比、最大加速度、最小加速度、驱动加速度均值、制动加速度均值、加速度标准差、制动时间占比、加速时间占比、最大功率、最小功率、低效率时间占比、中效率时间占比、高效率时间占比、回收功率平均值、驱动功率平均值、平均功率、功率标准差、低功率变化时间占比、中功率变化时间占比、高功率变化时间占比、单位里程启停次数。4.根据权利要求3所述的电动汽车工况分类与评价方法，其特征在于，低速时间占比T
VL
、中低速时间占比T
VM
、高速时间占比T
VH
和巡航时间占比T
c
的计算如下：式中，n
VL
、n
VM
、n
VH
、n
C
分别为行驶速度在0～20km/h、20～40km/h、大于40km/h范围内的点数及行驶速度大于1km/h且加速度在
‑
0.1～0.1m/s2范围内的点数，n为工况长度；加速时间占比T
a
和制动时间占比T
d
的计算如下：
式中，n
a
为加速度大于0.1m/s2的点数，n
d
为速度小于
‑
0.1m/s2的点数；低效率时间占比T
PL
、中效率时间占比T
PM
、高效率时间占比T
PH
的计算如下：式中，n
PL
为功率在低效率范围内的点数，n
PH
为功率在高效率范围内的点数，n
PM
为功率在中效率区间的时间点数；设定功率变化率小于10kW/s为低功率变化区间、功率变化率在10～20kW/s范围内为中功率变化区间、功率变化率大于20kW/s为高功率变化区间，低功率变化时间占比中功率变化时间占比高功率变化时间占比的计算如下：式中，为功率变化率小于10kW/s的点数，为功率变化率在10～20kW/s的点数，为功率变化率大于20kW/s...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚雄，张晨阳，欧凯，余庆港，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：