[发明专利]一种预测电动汽车电池效率和健康状况的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种预测电池效率和健康状况的方法和系统，尤其涉及一种预测电动汽车电池效率和健康状况的方法和系统。

背景技术

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆，由于其对环境影响相对传统汽车较小，符合新型能源发展要求，是解决能源和环境问题的重要手段，因而是汽车工业发展的必然趋势。

在电动汽车的各部件中，电动汽车的电池是电动汽车发展的首要关键，应用于电动车的电池应该满足成本低、容量大、寿命长及安全性好这四大要求。然而，由于目前的电化学储能技术尚不成熟，所生产的电池偶发的意外燃烧事故以及生产质量参差不齐导致电动汽车的发展有所停滞。因此，目前很多研发集中在电池的材料稳定性和制造可靠性的方面，而对于预测电池效率、最大行驶里程、使用经济性和预期寿命方面没有涉及。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种通过模拟驾驶提取驾驶者对电动汽车的使用行为，并根据驾驶行为预测电池效率、最大行驶里程、使用经济性、预期寿命的预测系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种预测电动汽车电池效率和健康状况的方法，该方法包括以下步骤：

第一步，通过驾驶者的模拟驾驶获得驾驶者的动作和道路状况；

第二步，根据所述驾驶者的动作和道路状况模拟电动汽车在驾驶过程中的相应的电池的输出，即根据驾驶者的驾驶指令、道路状况、车辆动力学模型和电池模型实时计算电池的电流和电压；

第三步，根据电池参数评估电池使用状况，并预测所述驾驶者驾驶所述电动汽车时的电池效率、最大行驶里程、使用经济性和预期寿命；

进一步地，所述电池参数包括电流、电压、电池效率及电池的统计特征，所述电池的统计特征包括峰峰值、极值、均方差等；所述电池使用状况是指模糊化的驾驶习惯分级，比如等级1-5表示从经济型到操控型。

第四步，向驾驶者提供驾驶行为评估报告和电动汽车使用情况预测报告。

进一步地，所述最大行驶里程是指所述电动汽车的电池在满充状态下能够行驶的距离，通过所述电池参数、单位电荷量行驶里程和电池放电效率能够预测所述最大行驶里程。

进一步地，所述驾驶行为评估报告和电动汽车使用情况预测报告包括相应驾驶行为下的电池效率、最大行驶里程、使用经济性、预期寿命，以及根据所述驾驶行为提出的改善意见。

本发明还提供了一种预测电动汽车电池效率和健康状况的系统，该系统包括：

车辆模拟单元和道路模拟单元，驾驶者通过所述车辆模拟单元和所述道路模拟单元进行模拟驾驶，产生驾驶者的动作和道路状况；

电池模拟单元，所述电池模拟单元与所述车辆模拟单元和所述道路模拟单元分别相连，用于根据所述驾驶者的动作和道路状况模拟电动汽车在驾驶过程中的电池的输出；

电池测试模型库，所述电池测试模型库与所述电池模拟单元相连，用于预测所述驾驶者驾驶所述电动汽车的电池效率、最大行驶里程、使用经济性和预期寿命；

报告生成单元，所述报告生成单元与所述电池测试模型库相连，用于向驾驶者提供驾驶行为评估报告和电动汽车使用情况预测报告。

进一步地，所述车辆模拟单元存储有不同型号车辆的物理模型参数，具有驾驶操作部件，所述车辆模拟单元能够根据驾驶者的操作指令计算车辆需求和行驶反应。

进一步地，所述道路模拟单元与所述车辆模拟单元相连，能够模拟真实的道路和交通状况，并根据驾驶者的操作行为显示车辆行驶状况，所述道路和交通状况以及所述车辆行驶状况通过屏幕向驾驶者显示。

进一步地，所述道路和交通状况包括高速路况、城市路况、城市拥堵路况。

进一步地，所述电池模拟单元存储有不同型号电池的等效电路模型，能够根据驾驶者的操作、车辆物理模型参数、路况和环境状况计算出每个时刻的负载功率，并通过所述电池的等效电路模型将功率转换为电池负载电流。

进一步地，所述电池测试模型库能够根据环境参数和所述电池负载电流提取电池等效电路模型参数、电池效率、电池衰退模型参数和预期寿命。

进一步地，所述预期寿命的预测过程为通过提取所述电池模拟单元和所述道路模拟单元的信息，根据电池负载电流、预期充电习惯、环境参数，从所述电池测试模型库中选取对应的电池衰退参数，从而预测相应驾驶行为下的电池的预期寿命。