基于道路信息及空调热管理的电动车能耗预测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于道路信息及空调热管理的电动车能耗预测方法及系统。包括：步骤S1：获取电动汽车的参数；步骤S2：基于获取参数计算总电驱能量消耗；步骤S3：基于获取参数计算压缩机能量消耗，计算热管理系统总能耗；步骤S4：基于获取参数，以及计算的总电驱能量消耗以及热管理系统总能耗，预测出到达目的地所需的总能量消耗，将节能方案推荐用户。本发明专利技术通过采用空调系统制冷(热)能效比COP来估算压缩机实际能量消耗，代替热管理模型仿真计算，从而实现仅利用传感器参数较精准估算车载空调热管理系统的能量消耗。调热管理系统的能量消耗。调热管理系统的能量消耗。

【技术实现步骤摘要】
基于道路信息及空调热管理的电动车能耗预测方法及系统


[0001]本专利技术涉及新能源汽车
，具体地，涉及一种基于道路信息及空调热管理的电动车能耗预测方法及系统。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的数量日趋增多,人们对于电动汽车能耗的关注度也逐渐增加。
[0003]目前，现有技术(申请号为201910383050.5)的中国专利，公开了一种基于道路信息和驾驶风格的纯电动汽车能耗模型预测方法，利用车载传感器、地理信息软件、电子地图以及天气预报系统获取车辆状态参数、道路信息参数、环境信息参数；根据获取的参数，对滚阻系数、空气密度和道路坡度参数进行参数估计；并通过建立基于道路信息和驾驶风格优化的工况预测模型进行工况预测，使预测工况的能耗可以准确近似实际工况的能耗。建立纯电动车能耗预测模型进行能耗预测：基于纯电动车性能试验，建立纯电动车能耗计算模型，以参数估计结果和工况预测结果作为纯电动车能耗计算模型的输入，形成纯电动车能耗预测模型，纯电动车能耗预测模型输出预测能耗，对未来路径信息的能耗进行预测。
[0004]该专利技术虽然能够对未来路径信息的能耗进行预测，但却没有考虑纯电动汽车空调热管理系统的能量消耗。
[0005]专利文献CN110222906A(申请号：CN201910521895.6)公开了一种电动车能耗预测方法、计算机可读存储介质和电子设备，其中的方法包括如下步骤：根据电动车历史行程数据获取多组历史轨迹数据；根据每一历史轨迹数据中的每一位置坐标信息得到与历史轨迹数据对应的自变量特征值；根据与每一位置坐标数据对应的电量值得到与历史轨迹对应的能耗值作为因变量特征值；将自变量特征值和因变量特征值对应地输入至预设的机器学习模型中对机器学习模型进行训练，得到用于预测电动车能耗的电能预估模型。但该专利技术同样没有考虑纯电动汽车空调热管理系统的能量消耗。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于道路信息及空调热管理的电动车能耗预测方法及系统。
[0007]根据本专利技术提供的一种基于道路信息及空调热管理的电动车能耗预测方法，包括：
[0008]步骤S1：获取电动汽车的参数；
[0009]步骤S2：基于获取参数计算总电驱能量消耗；
[0010]步骤S3：基于获取参数计算压缩机能量消耗，计算热管理系统总能耗；
[0011]步骤S4：基于获取参数，以及计算的总电驱能量消耗以及热管理系统总能耗，预测出到达目的地所需的总能量消耗，将节能方案推荐用户。
[0012]优选地，在所述步骤S1中：
[0013]获取电动汽车的基础整车参数，并从GPS、导航软件、天气预报软件和车载空调传
感器采集参数，所需参数具体如下：
[0014]步骤S1.1：获取电动汽车的整车参数，包括：当前车载电池剩余电量、整车质量、迎风面积、风阻系数、滚动阻力系数、电机功率特性曲线、车辆下坡能量回收比、刹车能量回收比及车载电器的功率参数；
[0015]步骤S1.2：获取当前环境参数，包括：当前天气状况、环境温度、大气压力及空气密度；
[0016]步骤S1.3：从GPS及导航软件获取导航路径规划及行驶路况参数，包括：车辆出发地及目的地的位置信息、初始出发时间、导航路径规划信息及路况信息；
[0017]步骤S1.4：获取车辆空调热管理系统参数，包括：蒸发器入口温度，蒸发器出口温度，蒸发器空气流量及比热容、等熵效率及空调压缩机电机的机械效率。
[0018]优选地，在所述步骤S2中：
[0019]当前子路段内平均速度为v
p
,单位时间内平均速度的变化计算为段内平均加速度a
p
，计算子路段i电驱消耗功率综合表示如下：
[0020][0021]其中，η
t
为电驱效率，为电机效率与控制器效率的乘积；m整车质量；ρ为空气密度；C为风阻系数；A为车辆迎风面积；k为该子路段坡度；α为下坡时的能量回收比；β为刹车时的能量回收比；P
all,i
为子路段总电驱消耗功率，P
roll
为克服滚动阻力电驱功率，P
aero
为克服空气动力阻力电驱功率，P
slope
为克服坡度阻力电驱功率，P
inertia
为克服惯性阻力电驱功率，g为重力加速度，f为滚动阻力系数；
[0022]根据式(1)计算的子路段电驱消耗功率计算当前子路段内单位里程电驱能量消耗为：
[0023][0024]规划路程行驶的总电驱能量消耗计算如下：
[0025][0026]其中，N为子路段总数量；E
i
为式(2)中计算的子路段内单位里程电驱能量消耗；S
i
为子路段道路长度。
[0027]优选地，在所述步骤S3中：
[0028]基于空调系统制冷或制热能效比，分别在车载空调系统制冷和制热工况下计算压缩机能量消耗，将压缩机能量消耗等于车辆行驶中汽车热管理系统的总能耗；
[0029]空调系统制冷能效比COP
cooling,ideal
为：
[0030][0031]其中，W
cmp,cool,ideal
为理想情况下制冷空调压缩机能耗；Q
c
为蒸发器从客舱空气中吸收的热量，而冷凝器向环境空气释放的热量为制冷空调压缩机能耗和蒸发器从客舱空气中吸收的热量之和，将COP
cooling,ideal
转化为：
[0032][0033]其中，Q
H
为冷凝器向客舱空气中释放的热量，Q
C
为蒸发器从客舱空气中吸收的热量，T
C
为低制冷剂相变温度，由蒸发器空气出口温度T
EOAT
减去温度修正量ΔT
C
计算出；T
H
为高制冷剂相变温度，由冷凝器空气侧温度T
ENV
加上温度修正量ΔT
H
计算出，T
EOAT
及T
ENV
由车载空调热管理系统传感器测量得出，此时：
[0034][0035]蒸发器从客舱空气中吸收的热量Q
C
由蒸发器进口温度T
EIAT
及蒸发器出口温度T
EOAT
计算得出，具体如下：
[0036][0037]其中，为空气质量流量，C
p,air
为空气比热容；
[0038]理想空调制冷压缩机能耗W
cmp,cool,ideal
为：
[0039][0040]实际空调制冷压缩机能耗W
cmp,cool,actual
为：
[0041][0042]其中，等熵效率η
s
通过查表获得，η
m
为机械效率；计算实际空调制冷压缩机能耗为：
[0043][004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于道路信息及空调热管理的电动车能耗预测方法，其特征在于，包括：步骤S1：获取电动汽车的参数；步骤S2：基于获取参数计算总电驱能量消耗；步骤S3：基于获取参数计算压缩机能量消耗，计算热管理系统总能耗；步骤S4：基于获取参数，以及计算的总电驱能量消耗以及热管理系统总能耗，预测出到达目的地所需的总能量消耗，将节能方案推荐用户。2.根据权利要求1所述的基于道路信息及空调热管理的电动车能耗预测方法，其特征在于，在所述步骤S1中：获取电动汽车的基础整车参数，并从GPS、导航软件、天气预报软件和车载空调传感器采集参数，所需参数具体如下：步骤S1.1：获取电动汽车的整车参数，包括：当前车载电池剩余电量、整车质量、迎风面积、风阻系数、滚动阻力系数、电机功率特性曲线、车辆下坡能量回收比、刹车能量回收比及车载电器的功率参数；步骤S1.2：获取当前环境参数，包括：当前天气状况、环境温度、大气压力及空气密度；步骤S1.3：从GPS及导航软件获取导航路径规划及行驶路况参数，包括：车辆出发地及目的地的位置信息、初始出发时间、导航路径规划信息及路况信息；步骤S1.4：获取车辆空调热管理系统参数，包括：蒸发器入口温度，蒸发器出口温度，蒸发器空气流量及比热容、等熵效率及空调压缩机电机的机械效率。3.根据权利要求1所述的基于道路信息及空调热管理的电动车能耗预测方法，其特征在于，在所述步骤S2中：当前子路段内平均速度为v
p
，单位时间内平均速度的变化计算为段内平均加速度a
p
，计算子路段i电驱消耗功率综合表示如下：其中，η
t
为电驱效率，为电机效率与控制器效率的乘积；m整车质量；ρ为空气密度；C为风阻系数；A为车辆迎风面积；k为该子路段坡度；α为下坡时的能量回收比；β为刹车时的能量回收比；P
all，i
为子路段总电驱消耗功率，P
roll
为克服滚动阻力电驱功率，P
aero
为克服空气动力阻力电驱功率，P
slope
为克服坡度阻力电驱功率，P
inertia
为克服惯性阻力电驱功率，g为重力加速度，f为滚动阻力系数；根据式(1)计算的子路段电驱消耗功率计算当前子路段内单位里程电驱能量消耗为：规划路程行驶的总电驱能量消耗计算如下：其中，N为子路段总数量；E
i
为式(2)中计算的子路段内单位里程电驱能量消耗；S
i
为子
路段道路长度。4.根据权利要求1所述的基于道路信息及空调热管理的电动车能耗预测方法，其特征在于，在所述步骤S3中：基于空调系统制冷或制热能效比，分别在车载空调系统制冷和制热工况下计算压缩机能量消耗，将压缩机能量消耗等于车辆行驶中汽车热管理系统的总能耗；空调系统制冷能效比COP
cooling，ideal
为：其中，W
cmp，cool，ideal
为理想情况下制冷空调压缩机能耗；Q
c
为蒸发器从客舱空气中吸收的热量，而冷凝器向环境空气释放的热量为制冷空调压缩机能耗和蒸发器从客舱空气中吸收的热量之和，将COP
cooling，ideal
转化为：其中，Q
H
为冷凝器向客舱空气中释放的热量，Q
C
为蒸发器从客舱空气中吸收的热量，T
C
为低制冷剂相变温度，由蒸发器空气出口温度T
EOAT
减去温度修正量ΔT
C
计算出；T
H
为高制冷剂相变温度，由冷凝器空气侧温度T
ENV
加上温度修正量ΔT
H
计算出，T
EOAT
及T
ENV
由车载空调热管理系统传感器测量得出，此时：蒸发器从客舱空气中吸收的热量Q
C
由蒸发器进口温度T
EIAT
及蒸发器出口温度T
EOAT
计算得出，具体如下：其中，为空气质量流量，C
p，air
为空气比热容；理想空调制冷压缩机能耗W
cmp，cool，ideal
为：实际空调制冷压缩机能耗W
cmp，cool，actual
为：其中，等熵效率η
s
通过查表获得，η
m
为机械效率；计算实际空调制冷压缩机能耗为：空调制热效能比COP
heating，ideal
为：
其中，T
H
为高制冷剂相变温度，由冷凝器空气侧出口温度T
IOAT
加上温度修正量ΔT
H
计算出；T
C
为低制冷剂相变温度，由蒸发器空气侧出口温度T
ENV
减去温度修正量ΔT
C
计算出；T
IOAT
及T
ENV
由车载空调热管理系统传感器测量得出，此时：冷凝器向客舱空气中释放的热量Q
H
由冷凝器进口温度T
IIAT
及蒸发器出口温度T
IOAT
计算得出，具体如下：理想热泵制热压缩机能耗W
cmp，heat，ideal
为：实际热泵制热压缩机能耗W
cmp，heat，actual
为：其中，等熵效率η
s
通过查表获得；η
m
为机械效率，计算实际热泵制热压缩机能耗为：5.根据权利要求1所述的基于道路信息及空调热管理的电动车能耗预测方法，其特征在于，在所述步骤S4中：基于获取的车载电器功率参数P
device
及预计行驶时间T计算行驶全程的车载电子电器能耗W
device
，根据车辆总电驱能量消耗W
ed
以及车载空调热管理系统的实际能量消耗W
cmp，actual
，计算到达目的地所需的总能量消耗W为：W＝W
ed
+W
cmp，actual
+W
device
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(17)其中，车载空调制冷时，热管理系统的实际能量消耗W
cmp，actual
为式(10)所计算的实际空调制冷压缩机能耗W
cmp，cool，actual
；车载空调进行制热时，热管理系统的实际能量消耗W
cmp，actual
为式(16)所计算的实际热泵制热压缩机能耗W
cmp，heat，actual
；结合获取的当前车载电池剩余电量，如果到达目的地所需总能耗W大于当前车载电池剩余电量功能，计算相应的节能方案或充电方案，并向用户推荐。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾之喆，李玉钦，凌晨，
申请(专利权)人：上海普法芬电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：