CN107618501B - 混合动力交通工具能量管理方法、终端设备、服务器 - Google Patents

混合动力交通工具能量管理方法、终端设备、服务器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种混合动力交通工具能量管理方法、终端设备、服务器以及混合动力交通工具能量管理***，根据获取一预定时间内的行驶信息获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值，根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配，从全局的角度对交通工具的能量进行规划，极大的提高了交通工具的燃油利用率，提高了所述交通工具的燃油经济性。

Description

混合动力交通工具能量管理方法、终端设备、服务器
技术领域
本发明涉及新能源汽车控制领域，尤其是一种混合动力交通工具能量管理方法、终端设备、服务器以及混合动力交通工具能量管理***。
背景技术
混合动力汽车动力电池容量较大，可以用纯电模式行驶一定里程，在纯电模式下交通工具由电机驱动，消耗动力电池内储存的电能；当电池电量耗尽后再以混合动力模式(以发动机为主)继续行驶，交通工具到达目的地之后还可对交通工具进行外部充电。
然而，当前混合动力汽车的纯电模式行驶里程普遍偏低，以市场认可度较高的比亚迪秦为例，理论纯电行驶里程为70公里，但是随着交通工具的使用，电池损耗加剧，实际行驶里程通常达不到理论里程。如果是在夏天需要开空调或者冬天需要开暖气的情况下，行驶里程将会更低。但是，在中国，很多人上班的通勤里程往往都超过50公里，甚至更长。因此，很多混合动力汽车的车主会遇到不能使用纯电模式完成通勤里程，当交通工具使用一段时间后这种情况更会加剧。
这种先消耗电池电能，等电池电能耗尽后再以以发动机为主的能量分配测量不能使混合动力交通工具的能量得到优化利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合动力交通工具能量管理方法及装置，以优化混合动力交通工具在上班族的通勤里程中的能量分配。
为了达到上述目的，本发明提供了一种混合动力交通工具能量管理方法，包括：
获取并存储一交通工具在一预定路段中的行驶信息；
根据一预定时间内所述交通工具的行驶信息获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值；以及
根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配。
优选的，在上述的混合动力交通工具能量管理方法中，对所述交通工具的能量进行分配的步骤包括：
根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值获取所述交通工具在该预定时刻要达到该速度的期望值所需要的动力；以及
根据所需要的动力获取所述交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩以对对所述交通工具的能量进行分配。
优选的，在上述的混合动力交通工具能量管理方法中，采用动态规划算法来获取所述交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩。
优选的，在上述的混合动力交通工具能量管理方法中，所述行驶信息包括：所述预定路段的总里程以及所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度。
优选的，在上述的混合动力交通工具能量管理方法中，将所述预定时间内的所有星期N的行驶信息存储于一第N数组中，并根据所述第N数据中的所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度获取所述交通工具星期N在所述预定路段中运行时预定时刻的速度的期望值，其中，N＝1,2,3,4,5,6或7。
优选的，在上述的混合动力交通工具能量管理方法中，所述预定时间大于等于14天。
优选的，在上述的混合动力交通工具能量管理方法中，所述混合动力交通工具为一插电式混合动力交通工具。
优选的，在上述的混合动力交通工具能量管理方法中，所述混合动力交通工具为一插电式混合动力车辆。
本发明还提供了一种终端设备，放置于一交通工具中，
用于获取所述交通工具在一预定路段中的行驶信息，并将所述行驶信息发送至一服务器，所述服务器根据所述预定时间内的行驶信息获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值，再根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配以及将分配信息发送至所述终端设备，所述终端设备接收所述分配信息并发送至所述交通工具。
优选的，在上述的终端设备中，所述服务器根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配的过程包括：
所述服务器根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值获取所述交通工具在该预定时刻要达到该速度的期望值所需要的动力；以及
所述服务器根据所需要的动力获取所述交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩以对对所述交通工具的能量进行分配。
优选的，在上述的终端设备中，所述服务器采用动态规划算法来获取所述交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩。
优选的，在上述的终端设备中，所述终端设备获取的所述行驶信息包括：所述预定路段的总里程以及所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度。
本发明还提供了一种服务器，所述服务器接收一终端设备获取的一交通工具在一预定路段中的行驶信息，根据所述预定时间内的行驶信息获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值，并根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配以及将分配信息发送至所述终端设备。
优选的，在上述的服务器中，所述终端设备获取的所述行驶信息包括：所述预定路段的总里程以及所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度。
优选的，在上述的服务器中，所述服务器根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配的过程包括：
所述服务器根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值获取所述交通工具在该预定时刻要达到该速度的期望值所需要的动力；以及
所述服务器根据所需要的动力获取所述交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩以对对所述交通工具的能量进行分配。
优选的，在上述的服务器中，所述服务器采用动态规划算法来获取所述交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩。
优选的，在上述的服务器中，所述服务器根据所述预定时间内的行驶信息获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值的过程包括：将所述预定时间内的所有星期N的行驶信息存储于一第N数组中，并根据所述第N数据中的所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度获取所述交通工具星期N在所述预定路段中运行时预定时刻的速度的期望值，其中，N＝1,2,3,4,5,6或7。
本发明更提供了一种混合动力交通工具能量管理***，包括一终端设备以及一服务器，
所述终端设备用于获取一交通工具在一预定路段中的行驶信息，并将所述行驶信息发送至所述服务器；
所述服务器根据所述预定时间内的行驶信息获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值，再根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配以及将分配信息发送至所述终端设备，所述终端设备接收所述分配信息并发送至所述交通工具。
优选的，在上述的混合动力交通工具能量管理***中，所述服务器根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配的过程包括：
所述服务器根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值获取所述交通工具在该预定时刻要达到该速度的期望值所需要的动力；以及
所述服务器根据所需要的动力获取所述交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩以对对所述交通工具的能量进行分配。
优选的，在上述的混合动力交通工具能量管理***中，所述服务器采用动态规划算法来获取所述交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩。
优选的，在上述的混合动力交通工具能量管理***中，所述服务器根据所述预定时间内的行驶信息获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值的过程包括：将所述预定时间内的所有星期N的行驶信息存储于一第N数组中，并根据所述第N数据中的所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度获取所述交通工具星期N在所述预定路段中运行时预定时刻的速度的期望值，其中，N＝1,2,3,4,5,6或7。
优选的，在上述的混合动力交通工具能量管理***中，所述终端设备获取的所述行驶信息包括：所述预定路段的总里程以及所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度。
优选的，在上述的混合动力交通工具能量管理***中，所述预定时间大于等于14天。
本发明还提供了一种终端设备，放置于一交通工具中，所述终端设备用于获取并存储所述交通工具在一预定路段中的行驶信息，并根据一预定时间内的所有行驶信息获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值，再根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配，并将分配信息发送至所述交通工具。
优选的，在上述的终端设备中，所述终端设备对所述交通工具的能量进行分配的过程包括：所述终端设备根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值获取所述交通工具要达到该速度的期望值所需要的动力，进而获取所述交通工具在该速度的期望值对应的时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩，并将该电机扭矩和发动机扭矩发送至所述交通工具。
优选的，在上述的终端设备中，所述终端设备采用动态规划算法来获取所述交通工具的速度达到一速度的期望值时所需要的电机扭矩和发动机扭矩。
优选的，在上述的终端设备中，所述终端设备采用随机动态规划算法来获取所述交通工具的速度达到一速度的期望值时所需要的电机扭矩和发动机扭矩。
优选的，在上述的终端设备中，所述行驶信息包括：所述预定路段的总里程以及所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度。
优选的，在上述的终端设备中，所述终端设备将所述预定时间内的所有星期N的行驶信息存储于一第N数组中，并根据所述第N数据中的所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度获取所述交通工具星期N在所述预定路段中运行时预定时刻的速度的期望值，其中，N＝1,2,3,4,5,6或7。
优选的，在上述的终端设备中，所述预定时间大于等于14天。
在本发明提供的混合动力交通工具能量管理方法、终端设备、服务器以及混合动力交通工具能量管理***中，根据获取一预定时间内的行驶信息获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值，根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配，从全局的角度对交通工具的能量进行规划，极大的提高了交通工具的燃油利用率，提高了所述交通工具的燃油经济性。
附图说明
图1为本发明实施例一中混合动力交通工具能量管理方法的流程图；
图2为本发明实施例一中混合动力交通工具能量管理***的结构示意图；
图3为本发明实施例二中混合动力交通工具能量管理方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
本实施例提供了一种混合动力交通工具能量管理方法，如图1所示，以实现混合动力交通工具的能量优化分配，具体的，包括以下步骤。
步骤S11：获取并存储一交通工具在一预定路段中的行驶信息。
在本实施例中，所述混合动力交通工具为一插电式混合动力交通工具，进一步的，为一插电式混合动力车辆。
所述交通工具上放置有一终端设备，所述终端设备获取所述交通工具在一预定路段中的行驶信息。所述预定路段例如是通勤人员在通勤过程中驾驶所述交通工具所行经的固定路段，因此所述预定路段的里程数是固定的。一般的，通勤人员驾驶所述交通工具行驶的固定路段包括：从所述通勤人员的居住地点到工作地点之间的路段，以及所述通勤人员的工作地点到居住地点之间的路段。当然，所述预定路段也可以是其它经常行驶的路段，譬如外出购物等经常行驶的路段。
所述终端设备将获取的所述行驶信息发送至一服务器。所述行驶信息包括：所述预定路段的总里程以及所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度。所述终端设备获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的实时速度，并将该实时速度存储于事实存储单元上。所述预定时刻为所述交通工具在所述预定路段中行驶的任意时刻。
步骤S12：获取一预定时间内的所述交通工具的所有行驶信息，并据此获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值。
考虑到所述预定路段在工作日和双休日的拥堵程度不同，所述预定时间大于等于14天，从而根据步骤S1中获取的所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的实时速度而获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值。
所述终端设备获取所述预定时间内所述交通工具的行驶信息，并将所述预定时间内的行驶信息发送至所述服务器，所述服务器存储这些行驶信息，再对存储的所述预定时间内的行驶信息进行处理。具体的处理过程如下所述。
首先，所述服务器对所述预定时间内的所有行驶信息进行分类。所述预定时间大于等于14天，例如，可以为30天，也可以是100天，还可以更长，以提高所述交通工具在所述预定路段中预定时刻的速度的期望值的准确性。在本实施例中，所述预定时间可以设置为3个月，将所述预定时间内(即3个月内)的所有行驶信息按照星期来分组。即，将所述预定时间内的所有星期N的行驶信息存储于一第N数组中，并根据所述第N数据中的所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度获取所述交通工具星期N在所述预定路段中运行时预定时刻的速度的期望值，其中，N＝1,2,3,4,5,6或7。具体而言，将3个月内所有星期一的行驶信息分为一类，存储于一第一数组中，将3个月没所有星期二的行驶信息分为一类，并存储于一第二数组中。同样，将3个月内所有星期三的行驶信息分为一类，存储于一第三数组中，将3个月内所有星期四的行驶信息分为一类，并存储于一第四数组中，将3个月内所有星期五的行驶信息分为一类，并存储于一第五数组中，将3个月内所有星期六的行驶信息分为一类，并存储于一第六数组中，将3个月内所有星期天的行驶信息分为一类，并存储于一第七数数组中。
然后，所述服务器根据所述第N数组中的所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度获取所述交通工具星期N在所述预定路段中运行时该预定时刻的速度的期望值，其中，N＝1,2,3,4,5,6或7。
例如，以星期一的数据为例，由于本实施例中所述预定时间为3个月，因此，在所述第一数组中，对于所述交通工具在所述预定路段中运行时某一预定时刻有12个速度值，例如，对于第2时刻，就有12个速度值，然后采用统计学计算方法获取这12个数据的期望值作为该第2时刻的速度的期望值，并将该速度的期望值存储于所述第一数组中。
步骤S13：根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配。
首先，所述交通工具获取一定速度是由其电机或发动机为其提供动力才能实现，为了达到一定的速度，所述交通工具的电机或发动机必须为其提供与该速度想对应的动力才可以。因此，根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值可以获取所述交通工具要达到该速度的期望值所需要的动力，也就是说，所述服务器获取与所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值所匹配的动力。
然后，所述服务器采用动态规划法或随机动态规划法对所述交通工具的电机和发动机进行规划，即对与所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值所匹配的动力在所述交通工具的电机和发动机之间进行分配。
具体而言，接上例，仍一第一数组为例，首先对所述第一数组中的存储的预定时刻的速度的期望值进行采样处理，采样周期可以设置为1s，当然，为了提高精确度，还可以将所述采样周期设置为小于1秒，例如为0.5秒等。然后采用逆向动态求解的方法从最后一时刻向前递推，并确定每一步***的状态和控制律。在本实施例中，将所述交通工具电池的SOC(StateofCharge,，荷电状态)作为***的状态，将所述交通工具电机的扭矩作为状态转移的控制律u(i)，所述交通工具电池的SOC在第i时刻到下一时刻的递推关系如下所示：
Figure BDA0001051080400000091
其中，Qbatt动力电池容量，Rbatt为动力电池内阻，VOC为动力电池开路电压，Pe为电机功率，i＝1，…M，M为所述第N数组中对所有时刻的速度的期望值进行采样的个数。
由第i时刻所述控制律u(i)以及所述第i时刻电池SOC的状态SOC(i)所确定的状态转移方程如下所示：
Fuel(i)＝L[SOC(i),u(i)]， (式2)
其中，Fuel(i)为第i时刻所需要消耗的燃油量，i＝1，…M，M为所述第N数组中对预定时刻的速度的期望值进行采样的个数。
所述控制律u(i)以及当前时刻电池SOC的状态SOC(i)需要满足的条件是使得所述交通工具的等效油耗最小，具体如下式：
Figure BDA0001051080400000092
其中，J为目标函数，即当所述目标函数J的值最小时，所述交通工具的等效消耗最小，所述交通工具的等效油耗包括所述交通工具发动机的油耗以及所述交通工具电机的等效油耗。结合式1和式3即可获取所述交通工具电机在第i时刻的扭矩，然后，再结合与所述交通工具在第i时刻的速度的期望值所匹配的动力，即可获取所述交通工具发动机在第i时刻的扭矩，从而实现对与所述交通工具在所述预定路段中行驶时第i时刻的速度的期望值所匹配的动力在所述交通工具的电机和发动机之间进行分配。
步骤S14：将所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩发送至所述交通工具。
具体而言，所述服务器将所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩发送至所述终端设备，所述终端设备将对所述交通工具的能量的分配信息发送至所述交通工具，由所述交通工具的主控单元控制所述交通工具的电机和发动机，使得所述交通工具的电机和发动机提供各自需要提供的扭矩。
进一步的，所述行驶信息还包括所述交通工具在所述预定路段中运行预定位置时的速度以及所述预定路段中预定位置的海拔高度信息，在本发明的另一实施例中，所述终端设备将所述行驶信息发送至服务器后，所述服务器还可以根据所述行驶信息中包括的所述交通工具在所述预定路段中运行预定位置时的速度，得到所述交通工具在所述预定路段中运行到预定位置时的速度的期望值，然后根据所述交通工具在所述预定路段中运行到预定位置时的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配，具体的分配方法与上述实施例中预定时刻的速度的期望值所对应的能量分配方法相同，在此不再赘述。
在本发明的又一实施例中，还可以根据所述行驶信息中包含的所述预定路段中预定位置的海拔高度信息，使得在计算预定位置的速度的期望值所对应的能量分配时考虑到道路坡度的影响，以提高精确度。
在本实施例中，所述终端设备包括移动终端，例如常用的手机或者能够与服务器进行数据传输的其他移动终端，同时还可以通过所述移动终端的显示屏看到所述交通工具的各种状态数据。所述服务器包括一云计算平台。
本发明实施例还提供了一种终端设备，所述终端设备用于获取所述交通工具在一预定路段中的行驶信息，并将所述行驶信息发送至一服务器，所述服务器根据所述预定时间内的行驶信息获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值，再根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配以及将分配信息发送至所述终端设备，所述终端设备接收所述分配信息并发送至所述交通工具。
其中，所述服务器根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值获取所述交通工具在该预定时刻要达到该速度的期望值所需要的动力，并根据所需要的动力获取所述交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩以对对所述交通工具的能量进行分配。
进一步的，所述服务器采用动态规划算法或随机动态规划算法来获取所述交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩。
本发明实施例又提供了一种服务器，所述服务器接收一终端设备获取的一交通工具在一预定路段中的行驶信息，根据所述预定时间内的行驶信息获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值，并根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配以及将分配信息发送至所述终端设备。
其中，所述终端设备获取的所述行驶信息包括：所述预定路段的总里程以及所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度。
所述服务器根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值获取所述交通工具在该预定时刻要达到该速度的期望值所需要的动力，并根据所需要的动力获取所述交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩以对对所述交通工具的能量进行分配。
进一步的，所述服务器采用动态规划算法或随机动态规划算法来获取所述交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩。
所述服务器根据所述预定时间内的行驶信息获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值的过程包括：将所述预定时间内的所有星期N的行驶信息存储于一第N数组中，并根据所述第N数据中的所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度获取所述交通工具星期N在所述预定路段中运行时预定时刻的速度的期望值，其中，N＝1,2,3,4,5,6或7。
本发明实施例更提供了一种混合动力交通工具能量管理***，如图2所示，包括一终端设备101和一服务器102。所述终端设备101放置于一交通工具103中，用于获取所述交通工具103在一预定路段中的行驶信息，并将所述行驶信息发送至所述服务器102，所述服务器102根据所述预定时间内的行驶信息获取所述交通工具103在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值，再根据所述交通工具103在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具103的能量进行分配以及将分配信息发送至所述终端设备101，所述终端设备101接收所述分配信息并发送至所述交通工具103。
该***对所述混合动力交通工具的能量进行管理的具体实现方法如上所述，在此不再赘述。
实施例二
本实施例提供了一种混合动力交通工具能量管理方法，如图3所示，以实现混合动力交通工具的能量优化分配，具体的，包括以下步骤。
步骤S21：获取并存储一交通工具在一预定路段中的行驶信息。
在本实施例中，所述混合动力交通工具为一插电式混合动力交通工具，进一步的，为一插电式混合动力车辆。
所述交通工具上放置有一终端设备，所述终端设备获取所述交通工具在一预定路段中的行驶信息。所述预定路段例如是通勤人员在通勤过程中驾驶所述交通工具所行经的固定路段，因此所述预定路段的里程数是固定的。一般的，通勤人员驾驶所述交通工具行驶的固定路段包括：从所述通勤人员的居住地点到工作地点之间的路段，以及所述通勤人员的工作地点到居住地点之间的路段。当然，所述预定路段也可以是其它经常行驶的路段，譬如外出购物等经常行驶的路段。
所述终端设备具有存储单元，以存储其获取的所述交通工具的行驶信息。所述行驶信息包括：所述预定路段的总里程以及所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度。所述终端设备获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的实时速度，并将该实时速度存储于事实存储单元上。
步骤S22：获取一预定时间内的所述交通工具的行驶信息，并据此获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值。
考虑到所述预定路段在工作日和双休日的拥堵程度不同，所述预定时间大于等于14天，从而根据步骤S1中获取的所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的实时速度而获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值。
所述终端设备获取所述预定时间内所述交通工具的行驶信息，并对这些行驶信息进行处理。
首先，所述终端设备对所述预定时间内的所有行驶信息进行分类。所述预定时间大于等于14天，例如，可以为30天，也可以是100天，还可以更长，以提高所述交通工具在所述预定路段中预定时刻的速度的期望值的准确性。在本实施例中，所述预定时间可以设置为3个月，将所述预定时间内(即3个月内)的所有行驶信息按照星期来分组。即，将所述预定时间内的所有星期N的行驶信息存储于一第N数组中，并根据所述第N数据中的所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度获取所述交通工具星期N在所述预定路段中运行时预定时刻的速度的期望值，其中，N＝1,2,3,4,5,6或7。具体而言，将3个月内所有星期一的行驶信息分为一类，存储于一第一数组中，将3个月没所有星期二的行驶信息分为一类，并存储于一第二数组中。同样，将3个月内所有星期三的行驶信息分为一类，存储于一第三数组中，将3个月内所有星期四的行驶信息分为一类，并存储于一第四数组中，将3个月内所有星期五的行驶信息分为一类，并存储于一第五数组中，将3个月内所有星期六的行驶信息分为一类，并存储于一第六数组中，将3个月内所有星期天的行驶信息分为一类，并存储于一第七数数组中。
然后，根据所述第N数组中的所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度获取所述交通工具星期N在所述预定路段中运行时预定时刻的速度的期望值，其中，N＝1,2,3,4,5,6或7。
例如，以星期一的数据为例，由于本实施例中所述预定时间为3个月，因此，在所述第一数组中，对于所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻有12个速度值，例如，对于第2时刻，就有12个速度值，然后采用统计学计算方法获取这12个数据的期望值作为该第2时刻的速度的期望值，并将该速度的期望值存储于所述第一数组中。
步骤S23：所述终端设备根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配。
首先，所述交通工具获取一定速度是由其电机或发动机为其提供动力才能实现，为了达到一定的速度，所述交通工具的电机或发动机必须为其提供与该速度想对应的动力才可以。因此，所述终端设备根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值可以获取所述交通工具要达到该速度的期望值所需要的动力，也就是说，所述终端设备获取与所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值所匹配的动力。
然后，所述终端设备采用动态规划法或随机动态规划法对所述交通工具的电机和发动机进行规划，即对与所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值所匹配的动力在所述交通工具的电机和发动机之间进行分配。
具体而言，接上例，仍一第一数组为例，首先对所述第一数组中的存储的预定时刻的速度的期望值进行采样处理，采样周期可以设置为1s，当然，为了提高精确度，还可以将所述采样周期设置为小于1秒，例如为0.5秒等。然后采用逆向动态求解的方法从最后一时刻向前递推，并确定每一步***的状态和控制律。在本实施例中，将所述交通工具电池的SOC(StateofCharge,，荷电状态)作为***的状态，将所述交通工具电机的扭矩作为状态转移的控制律u(i)，所述交通工具电池的SOC在第i时刻到下一时刻的递推关系如下所示：
Figure BDA0001051080400000141
其中，Qbatt动力电池容量，Rbatt为动力电池内阻，VOC为动力电池开路电压，Pe为电机功率，i＝1，…M，M为所述第N数组中对所有时刻的速度的期望值进行采样的个数。
由第i时刻所述控制律u(i)以及当前时刻电池SOC的状态SOC(i)所确定的状态转移方程如下所示：
Fuel(i)＝L[SOC(i),u(i)]， (式5)
其中，Fuel(i)为第i时刻所需要消耗的燃油量，i＝1，…M，M为所述第N数组中对预定时刻的速度的期望值进行采样的个数。
所述控制律u(i)以及当前时刻电池SOC的状态SOC(i)需要满足的条件是使得所述交通工具的等效油耗最小，具体如下式：
Figure BDA0001051080400000142
其中，J为目标函数，即当所述目标函数J的值最小时，所述交通工具的等效消耗最小，所述交通工具的等效油耗包括所述交通工具发动机的油耗以及所述交通工具电机的等效油耗。结合式4和式6即可获取所述交通工具电机在第i时刻的扭矩，然后，再结合与所述交通工具在第i时刻的速度的期望值所匹配的动力，即可获取所述交通工具发动机在第i时刻的扭矩，从而实现对与所述交通工具在所述预定路段中行驶时第i时刻的速度的期望值所匹配的动力在所述交通工具的电机和发动机之间进行分配。
步骤S24：所述终端设备将所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩发送至所述交通工具。
具体而言，所述终端设备将所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩发送至所述交通工具的主控单元，由所述交通工具的主控单元控制所述交通工具的电机和发动机，使得所述交通工具的电机和发动机提供各自需要提供的扭矩。
进一步的，所述行驶信息还包括所述交通工具在所述预定路段中运行预定位置时的速度以及所述预定路段中预定位置的海拔高度信息，在本发明的另一实施例中，还可以根据所述行驶信息中包括的所述交通工具在所述预定路段中运行预定位置时的速度，以得到所述交通工具在所述预定路段中运行预定位置时的速度的期望值，然后根据所述交通工具在所述预定路段中运行预定位置时的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配，具体的分配方法与上述实施例中预定时刻的速度的期望值所对应的能量分配方法相同，在此不再赘述。
在本发明的又一实施例中，所述终端设备还可以根据所述行驶信息中包括的所述预定路段中预定位置的海拔高度信息，使得在计算预定时刻的速度的期望值所对应的能量分配时考虑到道路坡度的影响，以提高精确度。
本发明实施例还提供了一种一终端设备，所述终端设备放置于一交通工具中，用于获取并保存所述交通工具在一预定路段中的行驶信息，根据一预定时间内的行驶信息获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值，然后根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配，并将分配信息发送至所述交通工具的主控单元。通过所述终端设备实现对所述交通工具的能量管理的具体方法如上例所述，在此不再赘述。
综上，在本发明实施例提供的混合动力交通工具能量管理方法、终端设备、服务器以及混合动力交通工具能量管理***中，根据获取一预定时间内的行驶信息获取所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值，根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述交通工具的能量进行分配，从全局的角度对交通工具的能量进行规划，极大的提高了交通工具燃油利用率，提高了交通工具燃油经济性。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种混合动力交通工具能量管理方法，其特征在于，包括：
获取并存储一混合动力交通工具在一预定路段中的行驶信息；
根据一预定时间内所述混合动力交通工具的行驶信息获取所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值；以及
根据所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述混合动力交通工具的能量进行分配；
将所述预定时间内的所有星期N的行驶信息存储于一第N数组中，并根据所述第N数组中的所述混合动力交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度获取所述混合动力交通工具星期N在所述预定路段中运行时预定时刻的速度的期望值，其中，N＝1，2，3，4，5，6或7。
2.如权利要求1所述的混合动力交通工具能量管理方法，其特征在于，对所述混合动力交通工具的能量进行分配的步骤包括：
根据所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值获取所述混合动力交通工具在该预定时刻要达到该速度的期望值所需要的动力；以及
根据所需要的动力获取所述混合动力交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩以对所述混合动力交通工具的能量进行分配。
3.如权利要求2所述的混合动力交通工具能量管理方法，其特征在于，采用动态规划算法来获取所述混合动力交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩。
4.如权利要求1所述的混合动力交通工具能量管理方法，其特征在于，所述行驶信息包括：所述预定路段的总里程以及所述混合动力交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度。
5.如权利要求1所述的混合动力交通工具能量管理方法，其特征在于，所述预定时间大于等于14天。
6.如权利要求1所述的混合动力交通工具能量管理方法，其特征在于，所述混合动力交通工具为一插电式混合动力交通工具。
7.如权利要求6所述的混合动力交通工具能量管理方法，其特征在于，所述混合动力交通工具为一插电式混合动力车辆。
8.一种服务器，其特征在于，
接收一终端设备获取的一混合动力交通工具在一预定路段中的行驶信息，根据所述预定时间内的行驶信息获取所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值，并根据所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述混合动力交通工具的能量进行分配以及将分配信息发送至所述终端设备；
所述服务器根据所述预定时间内的行驶信息获取所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值的过程包括：将所述预定时间内的所有星期N的行驶信息存储于一第N数组中，并根据所述第N数组中的所述混合动力交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度获取所述混合动力交通工具星期N在所述预定路段中运行时预定时刻的速度的期望值，其中，N＝1，2，3，4，5，6或7。
9.如权利要求8所述的服务器，其特征在于，所述终端设备获取的所述行驶信息包括：所述预定路段的总里程以及所述混合动力交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度。
10.如权利要求8所述的服务器，其特征在于，所述服务器根据所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述混合动力交通工具的能量进行分配的过程包括：
所述服务器根据所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值获取所述混合动力交通工具在该预定时刻要达到该速度的期望值所需要的动力；以及
所述服务器根据所需要的动力获取所述混合动力交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩以对所述混合动力交通工具的能量进行分配。
11.如权利要求10所述的服务器，其特征在于，所述服务器采用动态规划算法来获取所述混合动力交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩。
12.一种混合动力交通工具能量管理***，其特征在于，包括一终端设备以及一服务器，
所述终端设备用于获取一混合动力交通工具在一预定路段中的行驶信息，并将所述行驶信息发送至所述服务器；
所述服务器根据所述预定时间内的行驶信息获取所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值，再根据所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述混合动力交通工具的能量进行分配以及将分配信息发送至所述终端设备，所述终端设备接收所述分配信息并发送至所述混合动力交通工具；
所述服务器根据所述预定时间内的行驶信息获取所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值的过程包括：将所述预定时间内的所有星期N的行驶信息存储于一第N数组中，并根据所述第N数组中的所述混合动力交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度获取所述混合动力交通工具星期N在所述预定路段中运行时预定时刻的速度的期望值，其中，N＝1，2，3，4，5，6或7。
13.如权利要求12所述的混合动力交通工具能量管理***，其特征在于，所述服务器根据所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述混合动力交通工具的能量进行分配的过程包括：
所述服务器根据所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值获取所述混合动力交通工具在该预定时刻要达到该速度的期望值所需要的动力；以及
所述服务器根据所需要的动力获取所述混合动力交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩以对所述混合动力交通工具的能量进行分配。
14.如权利要求13所述的混合动力交通工具能量管理***，其特征在于，所述服务器采用动态规划算法来获取所述混合动力交通工具在该预定时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩。
15.如权利要求12所述的混合动力交通工具能量管理***，其特征在于，所述终端设备获取的所述行驶信息包括：所述预定路段的总里程以及所述混合动力交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度。
16.如权利要求12所述的混合动力交通工具能量管理***，其特征在于，所述预定时间大于等于14天。
17.一种终端设备，放置于一混合动力交通工具中，其特征在于，用于获取并存储所述混合动力交通工具在一预定路段中的行驶信息，并根据一预定时间内的所有行驶信息获取所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值，再根据所述混合动力交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值对所述混合动力交通工具的能量进行分配，并将分配信息发送至所述混合动力交通工具；
所述终端设备将所述预定时间内的所有星期N的行驶信息存储于一第N数组中，并根据所述第N数组中的所述混合动力交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度获取所述混合动力交通工具星期N在所述预定路段中运行时预定时刻的速度的期望值，其中，N＝1，2，3，4，5，6或7。
18.如权利要求17所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备对所述混合动力交通工具的能量进行分配的过程包括：所述终端设备根据所述交通工具在所述预定路段中行驶时预定时刻的速度的期望值获取所述交通工具要达到该速度的期望值所需要的动力，进而获取所述交通工具在该速度的期望值对应的时刻所需要的电机扭矩和发动机扭矩，并将该电机扭矩和发动机扭矩发送至所述交通工具。
19.如权利要求18所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备采用动态规划算法来获取所述交通工具的速度达到一速度的期望值时所需要的电机扭矩和发动机扭矩。
20.如权利要求18所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备采用随机动态规划算法来获取所述交通工具的速度达到一速度的期望值时所需要的电机扭矩和发动机扭矩。
21.如权利要求17所述的终端设备，其特征在于，所述行驶信息包括：所述预定路段的总里程以及所述交通工具在所述预定路段中运行时预定时刻的速度。
22.如权利要求17所述的终端设备，其特征在于，所述预定时间大于等于14天。
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