基于輪胎壓力監測系統的電動汽車行駛距離預測方法

基于輪胎壓力監測系統的電動汽車行駛距離預測方法

電動汽車的普及面臨著諸多障礙，如制造成本和行駛距離的限制，尤其是行駛距離的限制。充滿電的電動汽車行駛范圍約為150～200km，由于充電基礎設施的缺失，因此駕駛員必須在使用前對汽車的行駛距離進行預測。由于電動汽車的能源消耗與交通狀況、駕駛員駕駛行為、汽車質量、有效負荷密切相關，因而要精確預測汽車的行駛距離十分困難。過去僅根據汽車的行駛速度和有效負荷對行駛距離進行預測，預測結果誤差較大，容易引起駕駛員焦慮。對此，借助于輪胎壓力監測系統對汽車的有效負荷進行估計，同時分析溫度對輪胎壓力的影響，給出了依據輪胎壓力監測系統預測電動汽車行駛距離的方法。

電動汽車主要設計為在城市道路上行駛，行駛速度較低（50km/h），因而有效負荷占據了電動汽車能源消耗的主要部分。使用置于汽車輪胎內部的輪胎壓力監測系統直接測量有效負荷。溫度變化影響輪胎壓力，且溫度變化前后的比值與輪胎壓力變化前后的比值相等。在應用時，為了確定不同溫度下的壓力，在調溫室中對輪胎進行溫度-壓力測試，設定初始輪胎壓力為300kPa、溫度為23℃。控制調溫室溫度變化，變化范圍為-3.4～40℃。發現溫度每升高10℃，輪胎壓力變化10.8～14kPa。使用時，借助輪胎壓力監測系統測量的輪胎壓力和溫度，先消除溫度變化引起的壓力變化。根據重新計算得到的輪胎壓力確定汽車的有效負荷。對行駛距離進行預測時，先根據有效負荷確定汽車行駛阻力，再考慮不同汽車部件的傳遞效率和電池荷電狀態。與之前的有效負荷預測方法相比，這種方法的主要優勢在于其能夠與歐盟指令條例661/2009號規定相結合，該條例規定自2014年11月起生產的新車必須裝備輪胎壓力監測系統，因而這種行駛距離預測的改善不需要額外成本。未來需要進一步提高預測精度，對輪胎壓力監測系統傳遞的信號進行過濾處理，確保測量精度，同時要考慮太陽能輻射和有效負荷前后軸分配的影響。

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

編譯：陳丁躍