基于轮胎压力监测系统的电动汽车行驶距离预测方法

基于轮胎压力监测系统的电动汽车行驶距离预测方法

电动汽车的普及面临着诸多障碍，如制造成本和行驶距离的限制，尤其是行驶距离的限制。充满电的电动汽车行驶范围约为150～200km，由于充电基础设施的缺失，因此驾驶员必须在使用前对汽车的行驶距离进行预测。由于电动汽车的能源消耗与交通状况、驾驶员驾驶行为、汽车质量、有效负荷密切相关，因而要精确预测汽车的行驶距离十分困难。过去仅根据汽车的行驶速度和有效负荷对行驶距离进行预测，预测结果误差较大，容易引起驾驶员焦虑。对此，借助于轮胎压力监测系统对汽车的有效负荷进行估计，同时分析温度对轮胎压力的影响，给出了依据轮胎压力监测系统预测电动汽车行驶距离的方法。

电动汽车主要设计为在城市道路上行驶，行驶速度较低（50km/h），因而有效负荷占据了电动汽车能源消耗的主要部分。使用置于汽车轮胎内部的轮胎压力监测系统直接测量有效负荷。温度变化影响轮胎压力，且温度变化前后的比值与轮胎压力变化前后的比值相等。在应用时，为了确定不同温度下的压力，在调温室中对轮胎进行温度-压力测试，设定初始轮胎压力为300kPa、温度为23℃。控制调温室温度变化，变化范围为-3.4～40℃。发现温度每升高10℃，轮胎压力变化10.8～14kPa。使用时，借助轮胎压力监测系统测量的轮胎压力和温度，先消除温度变化引起的压力变化。根据重新计算得到的轮胎压力确定汽车的有效负荷。对行驶距离进行预测时，先根据有效负荷确定汽车行驶阻力，再考虑不同汽车部件的传递效率和电池荷电状态。与之前的有效负荷预测方法相比，这种方法的主要优势在于其能够与欧盟指令条例661/2009号规定相结合，该条例规定自2014年11月起生产的新车必须装备轮胎压力监测系统，因而这种行驶距离预测的改善不需要额外成本。未来需要进一步提高预测精度，对轮胎压力监测系统传递的信号进行过滤处理，确保测量精度，同时要考虑太阳能辐射和有效负荷前后轴分配的影响。

Heiko Fechtner et al. 2015 IEEE Intelligent Vehicles Symposium,Seoul June 28-July 1,2015.

编译：陈丁跃