本发明涉及一种车辆及其电器件能耗监测方法和装置。
背景技术：
纯电动汽车的高速发展使得大量的电动汽车内电器件得到广泛应用，这些电器件都是以电池为动力源，各电器件的能耗状态直接影响了车辆的可行驶里程。对于车辆生产商而言，在现有电池技术水平条件下，确保车辆电器件在理想能耗水平下运行、增大可行驶里程是提升自身竞争优势的一个重要立足点，对于车辆运营方而言，电器件良好能耗表现亦是减少运营成本的一个非常重要的方面。所以，如何对各个电器件的能耗状态进行实时监测和评估，以督促生产商进行能耗改进，或提醒运营商对能耗异常电器件进行检修更换，是车辆系统设计者应该考虑的一个重要工作。
现有的针对电动汽车的能耗检测手段：1)运营商通过充电记录和车辆运行里程来进行统计和评估；2)生产商在实际运营线路上进行市场调研；3)车辆出厂时进行能耗实验。
以上手段存在以下缺陷：1)检测周期较长，不能在能耗出现异常时及时将信息传递到运营商或生产商,导致后续改善措施不及时，车辆长时间运行在低效状态；2)统计的能耗均为整车系统的能耗，例如，申请公布号为cn107976635a的中国发明专利申请文献便是如此，整车系统的能耗不能反应某一个电器件的能耗状态，无法获知整车内各电器件的能耗，如果其中一个电器件为高能耗电器件，另外一个电器件为低能耗电器件，那么此时整车的能耗并不能反应出车辆的实际的运行状态，可能存在整车能耗正常，但其中某些电器件的能耗异常的情况。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种车辆及其电器件能耗监测方法和装置，用以解决现有技术的能耗检测手段得到的能耗均为整车的整体能耗，无法得到其中各电器件的能耗状态，无法获知整车的运行状况的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种车辆电器件能耗监测方法，包括如下步骤：
获取车辆中至少两个电器件的工作电压和工作电流，根据各电器件的工作电压和对应的工作电流计算得到对应电器件的实际能耗值；
将每个电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断每个电器件的能耗是否异常。
本方法通过直接获取单个电器件的工作电流和工作电压，实现了对电器件能耗的实时监测，同时还能够对车辆短周期能耗变化趋势进行监测，真实反映整车各电器件能耗情况，通过能耗情况及时识别能耗异常的电器件，在相关电器件失效前提醒工作人员进行维修，做到车辆生命周期内各电器件能耗的全覆盖度评估，保证车辆功能安全。
进一步的，还包括根据每个电器件的实际能耗值，判断整车的能耗是否异常的步骤：将每个电器件的实际能耗值求和，得到整车的实际能耗值，将整车的实际能耗值与对应的整车标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断整车的能耗是否异常。
汇总车辆每个电器件的能耗，即可了解车辆整体能耗水平，通过与出厂时车辆的整车标定能耗值进行对比，即可对车辆当前的运行状态做一个全面的评估。
进一步的，若电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值之间差异大于第一设定值小于等于第二设定值，输出用于指示该电器件检修的控制信号；若差异大于第二设定值，输出用于指示该电器件更换的控制信号；其中，第一设定值小于第二设定值。
在某一电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值之间差异大于第一设定值小于等于第二设定值时，说明该电器件已损坏，需要检修，此时输出用于指示该电器件需要检修的控制信号，便于工作人员对该电器件进行及时检修；在某一电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值之间差异大于第二设定值，说明该电器件已严重损坏，此时输出用于指示该电器件更换的控制信号告知工作人员直接更坏该电器件即可。
同时，还提出一种车辆电器件能耗监测装置，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现如下方法：
获取车辆中至少两个电器件的工作电压和工作电流，根据各电器件的工作电压和对应的工作电流计算得到对应电器件的实际能耗值；
将每个电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断每个电器件的能耗是否异常。
本装置通过直接获取单个电器件的工作电流和工作电压，实现了对电器件能耗的实时监测，同时还能够对车辆短周期能耗变化趋势进行监测，真实反映整车各电器件能耗情况，通过能耗情况及时识别能耗异常的电器件，在相关电器件失效前提醒工作人员进行维修，做到车辆生命周期内各电器件能耗的全覆盖度评估，保证车辆功能安全。
进一步的，还实现根据每个电器件的实际能耗值，判断整车的能耗是否异常的步骤：将每个电器件的实际能耗值求和，得到整车的实际能耗值，将整车的实际能耗值与对应的整车标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断整车的能耗是否异常。
汇总车辆每个电器件的能耗，即可了解车辆整体能耗水平，通过与出厂时车辆的整车标定能耗值进行对比，即可对车辆当前的运行状态做一个全面的评估。
进一步的，若电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值之间差异大于第一设定值小于等于第二设定值，输出用于指示该电器件检修的控制信号；若差异大于第二设定值，输出用于指示该电器件更换的控制信号；其中，第一设定值小于第二设定值。
在某一电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值之间差异大于第一设定值小于等于第二设定值时，说明该电器件已损坏，需要检修，此时输出用于指示该电器件需要检修的控制信号，便于工作人员对该电器件进行及时检修；在某一电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值之间差异大于第二设定值，说明该电器件已严重损坏，此时输出用于指示该电器件更换的控制信号告知工作人员直接更坏该电器件即可。
同时，还提出一种车辆，包括车辆车体，还包括车辆电器件能耗监测装置，车辆电器件能耗监测装置包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现如下方法：
获取车辆中至少两个电器件的工作电压和工作电流，根据各电器件的工作电压和对应的工作电流计算得到对应电器件的实际能耗值；
将每个电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断每个电器件的能耗是否异常。
车辆中的车辆电器件能耗监测装置通过直接获取单个电器件的工作电流和工作电压，实现了对电器件能耗的实时监测，同时还能够对车辆短周期能耗变化趋势进行监测，真实反映整车各电器件能耗情况，通过能耗情况及时识别能耗异常的电器件，在相关电器件失效前提醒工作人员进行维修，做到车辆生命周期内各电器件能耗的全覆盖度评估，保证车辆功能安全。
进一步的，还实现根据每个电器件的实际能耗值，判断整车的能耗是否异常的步骤：将每个电器件的实际能耗值求和，得到整车的实际能耗值，将整车的实际能耗值与对应的整车标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断整车的能耗是否异常。
汇总车辆每个电器件的能耗，即可了解车辆整体能耗水平，通过与出厂时车辆的整车标定能耗值进行对比，即可对车辆当前的运行状态做一个全面的评估。
进一步的，若电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值之间差异大于第一设定值小于等于第二设定值，输出用于指示该电器件检修的控制信号；若差异大于第二设定值，输出用于指示该电器件更换的控制信号；其中，第一设定值小于第二设定值。
在某一电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值之间差异大于第一设定值小于等于第二设定值时，说明该电器件已损坏，需要检修，此时输出用于指示该电器件需要检修的控制信号，便于工作人员对该电器件进行及时检修；在某一电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值之间差异大于第二设定值，说明该电器件已严重损坏，此时输出用于指示该电器件更换的控制信号告知工作人员直接更坏该电器件即可。
进一步的，处理器为整车控制器。
直接使用整车控制器作为车辆电器件能耗监测装置中的处理器，节省电器件数量，进一步的节约成本。
附图说明
图1是本发明车辆电器件能耗监测装置工作原理图。
具体实施方式
车辆实施例：
如图1所示，车辆包括车辆本体与车辆电器件能耗监测装置，车辆本体内设置有mcu(电机控制器)，空压机控制器、转向控制器、空调控制器、dc/dc控制器等各类型控制器，还设置有报警模块，车辆电器件能耗监测装置包括处理器和存储器，各类型控制器、存储器、报警模块均与处理器相连。
为了节省车内电器件的数量，本实施例中，处理器为vcu(整车控制器)，作为其他实施方式，也可以在整车中额外增加一个处理器。
各类型控制器用于控制相应的电器件进行工作，存储器中存储有汽车出厂前标定的各电器件能耗数据、整车的能耗数据以及存储指令，各类型控制器向vcu发送各自的报文信息，vcu通过报文信息解析出各电器件的工作电流以及工作电压，通过计算得出各电器件的能耗数据以及整车的能耗数据，将得出的数据与存储器中存储的数据进行对比，得出评估结果，若评估结果显示能耗严重偏高，则控制报警模块进行报警。
以下对vcu执行存储在存储器中的指令实现的方法进行详细介绍。
1)vcu接收mcu、空压机控制器、转向控制器、空调控制器和dc/dc控制器发送的各自的报文，然后解析接收到的报文，从而获取相应的电器件的工作电流和工作电压，对各电器件的工作电压和对应的工作电流进行积分运算得到电机、空压机、转向能耗、空调、低压电器的实际能耗值；
本步骤中，vcu采用积分运算进行计算，但是本发明对计算方法不做限制，只要可以计算出能耗值即可。
为了可以既全面又迅速的体现车辆的能耗，本实施例对大部分电器件进行能耗监控，当然，具体对哪些电器件的能耗情况进行监控根据实际需求设定，可在本实施例的基础上增加电器件的监控数量，也可减少电器件的监控数量，或者改变某些电器件。
2)将每个电器件的实际能耗值与存储器中存储的对应的电器件标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断每个电器件的能耗是否异常。
例如，为了获取低压电器能耗，在车辆上电后，vcu接收dc/dc控制器发送的报文，解析报文，得到电流信息以及电压信息，对电压信息和电流信息进行积分计算统计得到该次运营过程中dc/dc(低压电器)的能耗值，根据该次运营过程中的能耗值以及该次运行里程便可计算出该次运营的dc/dc的单位时间内的能耗值，再假设统计周期为一周，求取一周内不同次运营的dc/dc的单位时间内能耗值的平均值，便可得到一周内dc/dc的平均能耗值，即低压电器的实际能耗值。
将上个步骤得到的dc/dc的实际能耗值与车辆出厂前标定的dc/dc能耗值(也可以是实验标定能耗数据)进行比较，得出能耗偏离程度(所述差异的实际体现)，评估其比较结果。
能耗偏离程度＝|实际能耗值-标定能耗值|/标定能耗值，这里我们对评估结果分为四个水平区间，分别为level1、level2、level3与level4，具体划分限值如下：
level1：能耗偏离程度≤5％；评估结果表示dc/dc能耗在正常偏差范围内；
level2：5％＜能耗偏离程度≤10％；评估结果表示dc/dc能耗偏高，若连续三个统计周期内，能耗均处于该水平，则需要厂家进行初步检修；
level3：10％(第一设定值)＜能耗偏离程度≤20％(第二设定值)；评估结果表示dc/dc能耗严重偏高，需要厂家进行精细大修；
level4：20％＜能耗偏离程度；该评估结果表示dc/dc性能已严重不正常，可能存在损坏风险，需要更换新件。
当评估结果处于level3以及level4这两个水平区间时，vcu控制报警模块进行报警。
同理，其他电器件以同样的计算方法进行评估，得出相应的评估结果。
本步骤中将电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值之间差异通过能耗偏离度对车辆的能耗进行评估，作为其他实施方式，也可以将所述差异通过电器件的实际能耗值与电器件标定能耗值之差进行评估，只是采用能耗偏离度可以更加直观的体现能耗偏离的程度。
3)上述步骤对单个电器件进行评估，不过为了体现整车的能耗，也可以对将每个电器件的实际能耗值求和，得到整车的实际能耗值，将整车的实际能耗值与对应的整车标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断整车的能耗是否异常。当然，如果单个电器件的评估可以满足车辆维护需求的情况下，本步骤也可以没有。
4)在得到各个电器件的实际能耗值和整车的实际能耗值之后，vcu通过can总线将各电器件及整车的能耗数据、能耗评估等级、报警信息上传到仪表和车辆远程监控平台，以供驾驶员和售后服务人员及时了解车辆的能耗状态；同时，远程监控平台会记录车辆历史能耗数据，以供车辆技术开发人员后期进行对比分析，为能耗优化提供数据依据。
车辆电器件能耗监测装置实施例：
车辆电器件能耗监测装置的结构组成以及工作过程在上述车辆实施例中已经详细介绍，这里不做赘述。
车辆电器件能耗监测方法实施例：
车辆电器件能耗监测方法，包括如下步骤：
获取车辆中至少两个电器件的工作电压和工作电流，根据各电器件的工作电压和对应的工作电流计算得到对应电器件的实际能耗值；
将每个电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断每个电器件的能耗是否异常。
具体车辆电器件能耗监测方法的实施过程在上述车辆实施例中已经详细介绍，这里不做赘述。
1.一种车辆电器件能耗监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取车辆中至少两个电器件的工作电压和工作电流，根据各电器件的工作电压和对应的工作电流计算得到对应电器件的实际能耗值；
将每个电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断每个电器件的能耗是否异常。
2.根据权利要求1所述的车辆电器件能耗监测方法，其特征在于，还包括根据每个电器件的实际能耗值，判断整车的能耗是否异常的步骤：将每个电器件的实际能耗值求和，得到整车的实际能耗值，将整车的实际能耗值与对应的整车标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断整车的能耗是否异常。
3.根据权利要求1或2所述的车辆电器件能耗监测方法，其特征在于，若电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值之间差异大于第一设定值小于等于第二设定值，输出用于指示该电器件检修的控制信号；若差异大于第二设定值，输出用于指示该电器件更换的控制信号；其中，第一设定值小于第二设定值。
4.一种车辆电器件能耗监测装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现如下方法：
获取车辆中至少两个电器件的工作电压和工作电流，根据各电器件的工作电压和对应的工作电流计算得到对应电器件的实际能耗值；
将每个电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断每个电器件的能耗是否异常。
5.根据权利要求4所述的车辆电器件能耗监测装置，其特征在于，还实现根据每个电器件的实际能耗值，判断整车的能耗是否异常的步骤：将每个电器件的实际能耗值求和，得到整车的实际能耗值，将整车的实际能耗值与对应的整车标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断整车的能耗是否异常。
6.根据权利要求4或5所述的车辆电器件能耗监测装置，其特征在于，若电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值之间差异大于第一设定值小于等于第二设定值，输出用于指示该电器件检修的控制信号；若差异大于第二设定值，输出用于指示该电器件更换的控制信号；其中，第一设定值小于第二设定值。
7.一种车辆，包括车辆车体，其特征在于，还包括车辆电器件能耗监测装置，所述车辆电器件能耗监测装置包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储在存储器中的指令以实现如下方法：
获取车辆中至少两个电器件的工作电压和工作电流，根据各电器件的工作电压和对应的工作电流计算得到对应电器件的实际能耗值；
将每个电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断每个电器件的能耗是否异常。
8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，还实现根据每个电器件的实际能耗值，判断整车的能耗是否异常的步骤：将每个电器件的实际能耗值求和，得到整车的实际能耗值，将整车的实际能耗值与对应的整车标定能耗值进行比较，判断两者之间差异，根据两者之间差异判断整车的能耗是否异常。
9.根据权利要求7或8所述的车辆，其特征在于，若电器件的实际能耗值与对应的电器件标定能耗值之间差异大于第一设定值小于等于第二设定值，输出用于指示该电器件检修的控制信号；若差异大于第二设定值，输出用于指示该电器件更换的控制信号；其中，第一设定值小于第二设定值。
10.根据权利要求7或8所述的车辆，其特征在于，所述处理器为整车控制器。
技术总结