评估插电式混动车辆的环保效益的方法、程序产品和系统

摘要

本发明涉及一种用于评估插电式混合动力车辆的环保效益的方法，包括以下步骤：采集并存储原始车辆数据；将所述原始车辆数据切分为行程数据并且进行相应的标记；根据所述行程数据求取车辆的总行驶里程和总充电能量；基于所述总充电能量和预先确定的纯电动模式能耗估算出等效纯电动模式行驶里程；基于所述等效纯电动模式行驶里程和所述总行驶里程计算得出纯电动模式里程占比，由此评估所述车辆的环保效益。本发明还涉及一种相应的计算机程序产品和用于插电式混合动力车辆的环保效益评估系统。能够量化地评估车辆的环保效益。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于评估插电式混合动力车辆的环保效益的方法。此外，本发明还涉及一种相应的计算机程序产品、尤其是计算机可读程序载体和一种相应的用于插电式混合动力车辆的环保效益评估系统。

背景技术

近年来，由于环境污染和能源短缺的问题日益严峻，利用新能源车辆来取代传统的内燃机车辆受到越来越多的关注。在目前的新能源车辆中，插电式混合动力车辆(plug-in hybrid electric vehicle，PHEV)具有内燃机和电动机两个动力源，既能够以插电方式从外部向高压电池系统充电来提供电能以便实现纯电动或混合动力行驶，又能够在高压电池系统的电量耗尽时通过内燃机消耗化石燃料、如汽油或柴油来驱动车辆并且向高压电池系统充电。因此，插电式混合动力车辆兼顾了内燃机车辆和纯电动车辆的技术特点，既能够在一定程度上减少车辆的尾气排放并且实现节能环保的优点，又能够克服由于缺乏充电设施而导致的电量不足所带来的不便性，还能够增大续航里程。

然而，在实际行驶过程中，由于充电设施、驾驶场景和驾驶习惯等因素，纯电动或混合动力模式并不会覆盖全部驾驶行程。甚至会出现车辆用户完全不充电，仅依靠内燃机消耗燃料来驱动车辆的极端情况，由此产生电池利用率低的问题。在这种情况下并不能体现插电式混合动力车辆的优点，甚至会导致油耗和排放的增大。这与插电式混合动力车辆的节能减排的设计初衷是相违背的。因此，为了改善插电式混合动力车辆的用户的驾驶习惯并且使车企和政府了解插电式混合动力车辆的行驶状况，插电式混合动力车辆的环保效益的评估是十分必要的。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种用于评估插电式混合动力车辆的环保效益的方法，所述方法能够以量化的方式有效地评估插电式混合动力车辆的环保效益，从而确定车辆的能耗以及排放特性，并且给车辆用户相应的反馈和建议，以改善用户的驾驶行为、尤其是充电行为。所述方法还能够辅助相关企业和政府进行产品规划，例如在特定区域增设充电设施等。本发明的目的还在于提出一种相应的计算机程序产品、尤其是计算机可读程序载体和一种相应的用于插电式混合动力车辆的环保效益评估系统。

根据本发明的第一方面，提出一种用于评估插电式混合动力车辆的环保效益的方法，所述方法包括以下步骤：

S1：采集并存储原始车辆数据；

S2：将所述原始车辆数据切分为行程数据并且进行相应的标记；

S3：根据所述行程数据求取车辆的总行驶里程和总充电能量；

S4：基于所述总充电能量和预先确定的纯电动模式能耗估算出等效纯电动模式行驶里程；

S5：基于所述等效纯电动模式行驶里程和所述总行驶里程计算得出纯电动模式里程占比，由此评估所述车辆的环保效益。

在本发明的框架下，“环保效益”应理解为，通过减小车辆的污染物排放来实现在环境保护方面的效率和收益。当插电式混合动力车辆在行驶过程中利用充电能量来驱动的行驶里程占比越大，那么也就意味着利用燃料来驱动的行驶里程占比越小，这导致燃料燃烧所产生的污染物排放降低，因此可提高车辆的环保效益。

在本发明的框架下，“纯电动模式能耗”应理解为，插电式混合动力车辆在纯电动模式下行驶100公里所耗费的电能。所述纯电动模式能耗能够通过试验测试预先确定。

在本发明的框架下，“等效纯电动模式行驶里程”应理解为，车辆利用充电能量在纯电动模式下能够行驶的里程。在混合动力车辆的实际行驶过程中，存在多种行驶模式，如电动机单独驱动车辆的纯电动模式、电动机和发动机共同驱动车辆的混合动力模式、发动机给电池充电的增程模式以及回收能量的再生制动模式，这导致车辆的电能使用情况变得非常复杂，不可能直接计算出从外部给高压电池系统充入的电能在各个行驶模式中负责多少行驶里程。相反地，通过等效纯电动模式行驶里程能够避免考虑不同的行驶模式，而是从整体上估算出通过总充电能量驱动车辆行驶的里程。

根据本发明，通过采集车辆的原始车辆数据并且对其进行分析处理，可以求取车辆在一定时间段内的总行驶里程和总充电能量，并且根据预先确定的纯电动模式能耗可以估算出车辆利用所述总充电能量能够行驶的等效纯电动模式行驶里程，从而得出等效纯电动里程在总行驶里程中的占比，由此能够有效地和量化地评估车辆的环保效益。

根据本发明的示例性实施例，所述纯电动模式能耗通过工况法在纯电动行驶模式下预先确定。

根据本发明的示例性实施例，在预先确定所述纯电动模式能耗时设置以下运行条件中的至少一项作为变量：环境温度，车辆载荷，耗电负载、尤其是空调的使用情况。

根据本发明的示例性实施例，所述原始车辆数据的采集按照确定频率进行；和/或，所述原始车辆数据在采集之后以无线通信方式实时地传输给远端服务器、尤其是云服务器；和/或，所述原始车辆数据至少包括以下数据类型：数据采集时间、车辆状态、累计行驶里程、总电压、总电流，其中，所述车辆状态至少从以下状态中选择：充电状态、行驶状态；和/或，所述原始车辆数据在国家标准的规范下进行收集。

根据本发明的示例性实施例，所述原始车辆数据的切分根据以下标准进行：车辆状态发生转换，和/或，相邻数据帧之间的时间差大于预定的阈值。

根据本发明的示例性实施例，所述行程数据分别配属于充电行程和行驶行程；和/或，所述行程数据包括以下数据：行程标号、数据帧采集时间、行程类型、行程起始里程、行程结束里程。

根据本发明的示例性实施例，所述纯电动模式里程占比越小，评估得出所述车辆的环保效益越差；和/或，将评估结果反馈给车辆用户并给出相应的建议。

根据本发明的示例性实施例，选取在相同时间段和相近地理位置的原始车辆数据进行所述评估，所述时间段尤其持续超过一年。

本发明的第二方面提出一种计算机程序产品、尤其是计算机可读程序载体，其具有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实施根据本发明所述的方法。

本发明的第三方面提出一种用于插电式混合动力车辆的环保效益评估系统，所述环保效益评估系统至少包括：

-布置在车辆中的数据采集模块，以用于采集原始车辆数据；

-通信模块，所述通信模块配置成用于以无线方式实时地传输所述原始车辆数据；

-远端服务器、尤其是云服务器，所述远端服务器配置成用于接收和存储所述原始车辆数据；

-处理器，所述处理器配置成用于运行根据本发明所述的计算机程序产品。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于评估插电式混合动力车辆的环保效益的方法的流程图；

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于插电式混合动力车辆的环保效益评估系统的示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在此，出于简要性的原因，具有相同附图标记的元件在附图中仅标出一次。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于评估插电式混合动力车辆的环保效益的方法的流程图。

如图1所示，根据本发明的方法包括以下步骤：

步骤S1：采集并存储插电式混合动力车辆的原始车辆数据。在此，原始车辆数据包括对于车辆的环保效益的评估所必需的数据类型，所述数据类型示例性地从以下组中选择：数据采集时间、车辆状态、累计行驶里程、高压电池系统的总电压、高压电池系统的总电流，其中，车辆状态至少包含以下两种：充电状态和行驶状态。当然也可以考虑另外的本领域技术人员认为有意义的其它数据类型，例如高压电池系统的剩余电量水平。此外，也可以考虑另外的车辆状态，例如停车状态。

示例性地，原始车辆数据的采集可以通过布置在车辆中的数据采集模块实施。在此，原始车辆数据的采集可以在国家标准的规范下进行，例如国标GB/T 32960。由此使原始车辆数据具有普遍适用性并且可以有效地建立跨企业或跨产品的数据分析。

示例性地，原始车辆数据的采集可以按照确定频率进行，所述频率可以借助经验数据和/或实验数据确定，从而避免过于频繁地采集数据导致样本过于庞大或者由于频率过低而遗漏重要的车辆数据。此外可以考虑，将所采集的原始车辆数据例如通过布置在车辆中的通信模块以无线通信方式实时地传输给远端服务器、尤其是云服务器并且存储在那里。由此可以实时地、远程地分析处理原始车辆数据并且相应地进行环保效益的评估。

步骤S2：将步骤S1中的原始车辆数据切分为行程数据并且进行行程标记。具体而言，将一个时间段内的原始车辆数据按照切分标准切分成配属于不同行程的行程数据，并且各个行程数据具有相应的行程标记。由此能够分别对各个行程内的行程数据进行分析处理。在此，行程数据可以包括行程标号、数据帧采集时间、行程类型、行程起始里程、行程结束里程等数据。

示例性地，原始车辆数据的切分根据以下标准进行：车辆状态发生转换，和/或，两个数据帧之间的时间差大于预定的阈值，所述阈值可以根据原始车辆数据的采集频率确定。例如，当车辆状态从“充电状态”转换成“行驶状态”时或者两个数据帧之间的时间差例如大于10分钟的阈值时，将原始车辆数据切分为不同行程数据。同一个行程可以配属有多个数据帧。

示例性地，将原始车辆数据切分成配属于充电行程的充电行程数据和配属于行驶行程的行驶行程数据，其中，在一个充电行程中，从外部充入的充电能量通过以下公式计算出：

其中，E是该充电行程中的充电能量，n是该充电行程中的数据帧标号，v

此外，在一个行驶行程中，行驶里程可以通过以下公式计算出：

M＝odo

其中，M是该行驶行程中的行驶里程，odo

步骤S3：根据步骤S2中切分并标记的行程数据求取车辆在一个时间段内的总行驶里程和总充电能量。

在此，总行驶里程可以通过以下公式得出：

M

其中，M

此外，也可以考虑通过不同的方式得出总行驶里程，例如：

其中，M

在此，车辆在一个时间段内的总充电能量通过以下公式得出：

其中，E

步骤S4：基于在步骤S3中求取的总充电能量和预先确定的纯电动模式能耗估算出等效纯电动模式行驶里程。在此，纯电动模式能耗相当于同类型的插电式混合动力车辆在纯电动模式下行驶100公里所耗费的电能，而等效纯电动模式行驶里程是车辆利用充电能量在纯电动模式下能够行驶的里程。通过等效纯电动模式行驶里程能够避免考虑高压电池系统的电能在车辆的不同行驶模式、如纯电动模式、混合动力模式、增程模式或再生制动模式中的转化和利用情况，而是在整体上估算出通过总充电能量驱动车辆行驶的里程。在此，等效纯电动模式行驶里程可以通过以下公式得出：

其中，M

示例性地，纯电动模式能耗通过工况法在纯电动行驶模式下预先确定。在本发明的框架下，“工况法”应理解为按照设计的工况模型测量车辆特性、例如能耗的方法。在此，工况模型描述了在交通环境下的特定车辆的行驶特征的时间速度曲线，所述时间速度曲线可以包含多个由加速区段、匀速区段、减速区段组成的循环组成，其中，各个区段的速度、加速度和持续时间是可变的。在试验或测量过程中，使车辆由满电状态按照工况模型在纯电动行驶模式下一直行驶，直至电量耗尽，由此可以确定在这种工况模型中的续航里程，并且通过充电能量和续航里程的比值可以确定车辆的纯电动模式能耗。

示例性地，工况模型可以按照不同的规范进行设计，例如GB/T 38146或NEDC(NewEuropean Driving Cycle)工况标准。当然也可以考虑另外的本领域技术人员认为有意义的工况模型或者企业自身设计的工况模型。

示例性地，在测量或者说预先确定纯电动模式能耗时，设置以下运行条件中的至少一项作为变量：环境温度，车辆载荷，耗电负载、尤其是空调的使用情况。当然也可以考虑另外的本领域技术人员认为有意义的其它运行条件。在实际行驶过程中，上述运行条件也会对车辆的续航里程造成影响。例如，动力电池在合适的温度范围内才能够高效放电，当环境温度过高或过低时，续航里程会明显下降。此外，车辆的充电能量同样会用于车辆的耗电负载的运行，尤其当空调运行时，也会导致续航里程的下降。此外也可以考虑车辆灯光、音响、雨刮的使用情况。通过考虑这些运行条件可以更贴切地模拟车辆的实际运行情况并且更精确地测量出纯电动模式能耗。

步骤S5：基于在步骤S4中估算出的等效纯电动模式行驶里程和在步骤S3中求取的总行驶里程计算得出纯电动模式里程占比，所述纯电动模式里程占比可以通过以下公式得出：

其中，ρ

在此，纯电动模式里程占比处于0和1之间的范围内。当纯电动模式里程占比较小时，那么可以确定在一时间段内凭借充电能量驱动车辆行驶的里程较小，相应地可以确定通过内燃机消耗燃料驱动车辆行驶的里程较大，这意味着车辆的尾气排放较多，由此可以评估得出所述车辆的环保效益较差，反之亦然。通过纯电动模式里程占比可以有效地并且量化地评估插电式混合动力车辆的环保效益。

示例性地，选取在相同时间段和相近地理位置的原始车辆数据进行所述评估，所述时间段尤其持续超过一年。由此可以使气候、季节、地理位置等因素对车辆能耗的影响最小化，从而得出更精确的纯电动模式里程占比和评估结果。

示例性地，将评估结果反馈给车辆用户并给出相应的建议。例如当评估结果为环保效益较差时，那么建议用户更多地给车辆充电，以提高环保效益。此外，还可以考虑将评估结果反馈给政府和车企来进行总体规划。例如当某个区域的车辆的环保效益均比较差时，那么可以考虑在该区域中增设充电设施。由此可以对车辆的环保效益进行监测和改善，以符合政府和车企对于新能源汽车节能减排的期望。

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于插电式混合动力车辆的环保效益评估系统100的示意图。

如图2所示，环保效益评估系统100具有数据采集模块10，所述数据采集模块布置在车辆中并且配置成用于采集原始车辆数据，所述原始车辆数据至少包括以下数据类型：数据采集时间、车辆状态、累计行驶里程、总电压、总电流。可选地，数据采集模块10还可以具有用于检测车辆的环境温度、座椅载荷等的传感器。

如图2所示，环保效益评估系统100还具有通信模块20，所述通信模块与数据采集模块10连接并且配置成用于以无线方式实时地传输所述原始车辆数据。

如图2所示，环保效益评估系统100还具有远端服务器30、尤其是云服务器，所述远端服务器配置成用于接收和存储所述原始车辆数据。

如图2所示，环保效益评估系统100还具有处理器40，所述处理器配置成用于运行根据本发明的计算机程序产品、尤其是计算机可读程序载体，其具有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器40执行时实施根据本发明所述的方法。在此可以考虑，处理器40集成地构造在远端服务器30中。

示例性地，环保效益评估系统100可以同时用于多个插电式混合动力车辆的环保效益评估。

示例性地，环保效益评估系统100可以自动地实施根据本发明的用于评估插电式混合动力车辆的环保效益的方法。由此可以节约评估过程的时间和成本。

前面对于实施方式的阐释仅在所述示例的框架下描述本发明。当然，只要在技术上有意义，实施方式的各个特征能够自由地相互组合，而不偏离本发明的框架。

对于本领域的技术人员而言，本发明的其它优点和替代性实施方式是显而易见的。因此，本发明就其更宽泛的意义而言并不局限于所示和所述的具体细节、代表性结构和示例性实施例。相反，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的基本精神和范围的情况下进行各种修改和替代。