适用于车辆的功耗评估系统和车辆的制作方法

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1.本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种适用于车辆的功耗评估系统和车辆。

背景技术：

2.有些车辆(例如商用车，再例如矿用卡车)的全车电气化程度较低，很难进行核心部件的温度监测与整车休眠状态下的功耗评估。再加上车辆的工作环境相对复杂，尤其是在我国东北地区与西部地区，常常遇见极端环境，例如：低温(环境温度低于零下30摄氏度)，高温(地表温度超过60摄氏度)，昼夜大温差，甚至有低压低氧的情况。这对高性能电子设备提出了很高的要求。主要包括以下几个方面：(1)在温度较低的环境下，为了保证电子器件的稳定运行，应该给部分温度临界的设备增加热量，以保证器件的可靠性。(2)在温度较高的环境下，需要采用安全的必要措施来维持器件的稳定性。(3)在温度剧烈震荡的环境下，如果现场湿度较高，极易出现凝露的现象，虽然关键器件均有防凝露设计，但是依然不能保证器件长期稳定的处于这种环境下。所以需要及时去除凝露以降低风险。
3.这就需要对车辆进行功耗评估和/或对车辆的部件进行温度监测。传统的设备在评估功耗时往往仅能采用外部的传感器进行测量，例如：智能电源等电流采集设备。但是对于一些电气化很低的部件往往不能进行有效的功耗采集，故无法进行功效评估。
4.而且，现代的车辆往往都配有电瓶装置作为启动能源，对于熄火状态下很多电子部件处于超低功耗的静息状态(电频供电)。但是这不代表没有能耗，对于这种超低功耗或者待机状态的需求并不能有效的进行能耗评估。经过一段时间的闲置，导致很多车辆亏电，进而会影响使用。
5.因此，如何实时有效监测或者进行功耗评估是亟需解决的问题。

技术实现要素：

6.为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本实用新型的实施例提供了一种适用于车辆的功耗评估系统和车辆，其能够实时监测并进行功耗评估，提高了车辆运行的安全性。
7.根据本公开的一个方面，提供了一种适用于车辆的功耗评估系统，所述功耗评估系统包括：
8.部件温度采集装置；
9.电路功耗采集装置；
10.环境温度湿度采集装置；
11.分别与部件温度采集装置、电路功耗采集装置和环境温度湿度采集装置通信连接的车辆控制器；
12.与车辆控制器通信连接的智能云端。
13.在一些实施例中，所述智能云端通过车联网的方式与车辆控制器通信连接。
14.在一些实施例中，所述车辆控制器包括数据接收模块和与数据接收模块通信连接的判断模块,
15.所述数据接收模块与部件温度采集装置、电路功耗采集装置和环境温度湿度采集装置分别通信连接。
16.在一些实施例中，所述智能云端包括与数据接收模块和判断模块分别通信连接的分析模块。
17.在一些实施例中，所述智能云端还包括与分析模块通信连接的预警模块；
18.所述车辆控制器还包括与预警模块通信连接的警示模块。
19.在一些实施例中，所述车辆控制器包括整车控制器、bcm、i key、esc、esp、epb、sas、acu、v2x、域控制器和具备辅助或者自动驾驶的逻辑运算装置中的至少一种。
20.在一些实施例中，所述部件温度采集装置包括车辆的车辆控制器的测温装置、电源系统的测温装置和单独专用的温度传感器。
21.在一些实施例中，所述电路功耗采集装置包括采集主要电源的电压和电流的控制器、智能电源和连接电池的库仑计。
22.在一些实施例中，所述环境温度湿度采集装置包括采集车辆的驾驶舱内部的温度和湿度的装置、和采集车辆的驾驶舱外部的温度和湿度的装置。
23.根据本公开的另一方面，提供了一种车辆，包括根据上述实施例中任一实施例所述的功耗评估系统。
24.本实用新型的适用于车辆的功耗评估系统和车辆具有以下优点中的至少一个：
25.(1)本实用新型的功耗评估系统和车辆能够实时监测和进行功耗评估，实现了对于车辆的整个状态(包括超低功耗或者待机状态)的功耗评估，提高了车辆(例如，矿用卡车)运行的安全性；
26.(2)本实用新型的功耗评估系统和车辆能够利用监测到的结果进行提前预警，避免了由车辆事故导致的衍生人员安全及财产伤害；
27.(3)本实用新型的功耗评估系统和车辆可以利用监测到的结果进行关键时刻的有效安全策略；
28.(4)本实用新型的功耗评估系统和车辆允许使用人员提前获取车辆的状态与预估模型，提前做好防范并提高使用效率，消除了某些车辆(例如新能源汽车或者使用传统燃机架构车辆)不可避免的使用痛点；
29.(5)本实用新型的功耗评估系统和车辆硬件部分并无太多特殊要求，适用范围广泛，例如适用于乘用车和商用车；
30.(6)本实用新型的功耗评估系统和车辆具有广泛的应用和实用性，对于软件部分不需要单独定制，主要的核心运算及模型装置是部署在智能云端，对车端的控制器仅有数据安全和有效性的需求，整合完成后上传至云端服务器即可。
附图说明
31.本实用新型的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
32.图1为根据本实用新型的一个实施例的功耗评估系统的示意图；
33.图2示出了使用图1所示功耗评估系统的使用方法。
具体实施方式
34.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。
35.在本实用新型的实施例中，提供了一种适用于车辆的功耗评估系统。所述车辆包括商用车和乘用车。商用车在设计和技术特征上是用于运送人员和货物的汽车。商用车分为客车、货车、半挂牵引车、客车非完整车辆和货车非完整车辆。例如，商用车包括矿用卡车。乘用车在设计和技术特征上是用于运载人员及其行李和/或偶尔运载物品的汽车。乘用车包括驾驶员在内、最多为9座的汽车。当然，所述车辆还可以包括无人驾驶的车辆，例如，矿用无人驾驶车辆等。然而，对于本领域技术人员清楚的是，本实用新型的实施例并不限制车辆的类型。
36.如图1所示，功耗评估系统100包括部件温度采集装置10、电路功耗采集装置20、环境温度湿度采集装置30、车辆控制器40和智能云端50。
37.车辆控制器40分别与部件温度采集装置10、电路功耗采集装置20和环境温度湿度采集装置30通信连接，以获得车辆的相关部件以及环境的数据，例如，温度、电压和电流等，从而便于基于所述数据进行功耗评估。
38.智能云端50与车辆控制器40通信连接，以允许智能云端50获得车辆以及环境的数据，从而智能云端50可以基于这些数据进行功耗评估。
39.在本实用新型的实施例中，功耗评估系统100利用车辆控制器40(例如，实时地)从部件温度采集装置10、电路功耗采集装置20和环境温度湿度采集装置30获取车辆的某一部件的温度、车辆的某一部件的电压和电流以及环境的温度和湿度，车辆控制器40将这些数据传送至智能云端50，智能云端50利用所述数据进行分析建模，然后提供模型预估值，车辆控制器40会判断模型预估值与实际的采样值之间关系，并基于所述关系给出当前的功耗情况。
40.本实用新型的实施例能够实时地采集上述数据并实时地反馈至智能云端50，所以对于车辆的整个状态(包括超低功耗或者待机状态)都能够很好地进行功耗评估，避免遗漏对于车辆的某些状态监测，进而提高了车辆行驶的安全性。
41.本实用新型的实施例的功耗评估系统100设计有智能云端50，从而将核心运算及模型装置集成在智能云端50，对车端的车辆控制器仅有数据安全和有效性的需求，从而允许本实用新型的功耗评估系统能够对电气化程度很低的部件进行有效的功耗采集。
42.部件温度采集装置10包括车辆的车辆控制器40的测温装置、电源系统的测温装置和独立的专用温度传感器。车辆控制器40的测温装置为车辆控制器自带的测温装置，例如为整车控制器自带的测温装置。独立的专用温度传感器例如包括进气温度传感器、变速器油温传感器、排气温度传感器、egr废气循环监测温度传感器、照温度传感器、空调蒸发器出口温度传感器、热敏铁氧体温度传感器等。
43.电路功耗采集装置20包括采集主要电源的电压和电流的控制器、智能电源和连接
电池的库仑计。
44.环境温度湿度采集装置30包括采集车辆的驾驶舱内部的温度和湿度的装置、和采集车辆的驾驶舱外部的温度和湿度的装置。由此，功耗评估系统100可以获得车辆所处环境的温度和湿度以及车辆驾驶舱内部的温度和湿度。
45.车辆控制器40为具有逻辑运算能力的装置。具体地，车辆控制器包括整车控制器(vcu)、bcm(车身控制单元)、i key(汽车数字钥匙)、esc(汽车电子稳定控制系统)、esp(电子稳定性系统)、epb(电子驻车制动系统)、sas(方向盘转角传感器)、acu(安全气囊控制器)、v2x(车对外界的信息交换)、域控制器和具备辅助或者自动驾驶的逻辑运算装置中的至少一种。本实用新型的实施例并不限制车辆控制器的类型，只要能够实现上述功能即可。车辆控制器的类型与功耗评估模型所适用的车辆有关。例如，对于无人驾驶的车辆，车辆控制器包括vcu、bcm、v2x和域控制器；对于新能源车辆，车辆控制器包括vcu、bcm和acu。
46.在一示例中，车辆控制器40包括数据接收模块42和与数据接收模块42通信连接的判断模块44。
47.数据接收模块42与部件温度采集装置10、电路功耗采集装置20和环境温度湿度采集装置30分别通信连接，以实现了车辆控制器40对于部件温度采集装置10、电路功耗采集装置20和环境温度湿度采集装置30的信息采集。
48.判断模块44接收来自数据接收模块42的数据，并判断所接收的数据是否有效。例如，判断模块44可以按照行业标准，判断部件温度采集装置10、电路功耗采集装置20和环境温度湿度采集装置30采集的数据是否有效。
49.判断模块44还与智能云端50通信连接，以确定从数据接收模块42获得的数据与智能云端50反馈的信息的关系，以输出功耗分析结果和/或对智能云端50的模型进行矫正。
50.智能云端50是将智能技术部署在云端，为其他端侧及场景进行算力赋能。在本公开的实施例中，智能云端50为车端侧进行算力赋能，降低了对于车端侧控制器的要求。
51.在一示例中，智能云端50包括分析模块52。分析模块52与数据接收模块42通信连接，以接收来自数据接收模块42的数据，并基于所述数据进行建模分析并给出模型预估值。分析模块52还与判断模块44通信连接，以接收来自判断模块44的数据(例如，真实的采样值)，并基于所述数据矫正分析模块的预估模型。
52.例如，判断模块44将数据接收模块42接收的实际采样值的变化趋势与智能云端50的分析模块52返回的预估模型值进行线性拟合，并获得二者的偏差或方差；如果偏差或方差小于等于阈值，则说明预估模型合理，给出功耗评估结果；如果偏差或方差大于阈值，则将实际采样值返回至分析模块52，并对分析模块52中的预估模型进行回归矫正，以帮助完善预估模型。
53.由此，本实用新型的实施例能够将温度采集装置和功耗采集装置相结合，并结合了不同地区、不同领域和不同环境的参数，建立动态了运算模型。
54.在一示例中，车辆会存在特殊情况。所述特殊情况包括：
55.(1)车辆实际功耗(不管是不是非工时)都应该在一个合理的范围内，当功耗表现严重超过或者低于预期值并持续一定时间，则表示车辆本身可能存在故障。当然具体故障，还应该结合本身的功能安全设计进行定位。
56.(2)当车辆在持续运行时，如果预期功耗和温度达到设计上限(或下限)或者有趋
势趋近上限(或下限)，则会给车辆的后续运行带来安全隐患。
57.(3)车辆本身能源中转或者输出均源自电池，当长期作业或者长期未使用时，均有可能造成电池的损耗或者馈电，此时同样会给车辆的后续运行带来安全隐患。
58.针对于上述特殊情况，功耗评估系统100通过智能云端50提前预警，并(例如由车辆控制器40)产生有效的规避或者安全操作。
59.具体地，所述智能云端50还包括与分析模块52通信连接的预警模块54。相应地，车辆控制器40还包括与预警模块54通信连接的警示模块46。
60.预警模块54通过与分析模块52通信连接获得了采集到的真实值，通过对真实值的分析可以确定是否属于上述特殊情况。如果发现处于特殊情况，预警模块54向车辆控制器40的警示模块46发出信号以起到提前预警的作用。警示模块46将警示信号发送至车辆中的相关部件(例如车辆的中控屏幕、仪表盘等)，或者将警示信号发送无人驾驶车辆的指挥中心等或者远程发送给操作人员，以提示操作人员出现特殊情况。
61.在一示例中，功耗评估系统100的智能云端50通过车联网的方式与车辆控制器40通信连接。车联网是指将车端数据上传至智能云端的装置。本实用新型的方案利用车联网的传输能力，可以将多台车辆数据进行汇总。这样允许不同地数据回归与线性化矫正，进而让机器自主学习进行功耗与温度的控制，保证了车辆长期稳定的有效安全运行。
62.下面将结合图2来说明功耗评估系统100的使用方法。
63.功耗评估系统100在收到开始的指令后，可以使得部件温度采集装置10、电路功耗采集装置20和环境温度湿度采集装置30分别进行数据采集，并将所述数据传输给车辆控制器40的数据接收模块42。
64.数据接收模块42将采集到的数据传输给判断模块44。判断模块44按照行业标准判断所接收的数据的有效与真实性。如果判断数据不是真实有效的，则返回执行上一步骤，即，重新进行数据采集。如果判断数据为真实有效的，则将所述数据传输给智能云端50的分析模块52。
65.分析模块52基于采集的数据进行建模分析并给出模型预估值。分析模块52将模型预估值传输给车辆控制器40的判断模块44。判断模块44将采集的数据(即，实际采样值)的变化趋势与智能云端50传输的预估模型值进行线性拟合，确定实际采样值和预估模型值之间的关系。具体地，判断模块44计算出二者的偏差或方差，并判断所得偏差或方差与阈值的大小关系。
66.如果偏差或方差大于阈值，则判断模块44将实际采样值(即，真实值)反馈给智能云端50的分析模块52，以对预估模型进行线性回归矫正，帮助完善预估模型。如果偏差或方差小于等于阈值，则说明车辆目前输出了模型合理的评估范围，并将预估模型值输出。
67.另外，智能云端50的预警模块54通过与分析模块52通信连接获得了采集到的真实值，并对真实值进行分析可以确定是否属于前述的特殊情况。如果发现处于特殊情况，预警模块54向车辆控制器40的警示模块46发出信号以起到提前预警的作用。
68.在本实用新型的另一实施例中，还提供了一种车辆。所述车辆包括前述实施例所述的功耗评估系统100。所述车辆包括商用车和乘用车。商用车在设计和技术特征上是用于运送人员和货物的汽车。商用车分为客车、货车、半挂牵引车、客车非完整车辆和货车非完整车辆。例如，商用车包括矿用卡车。乘用车在设计和技术特征上是用于运载人员及其行李
和/或偶尔运载物品的汽车。乘用车包括驾驶员在内、最多为9座的汽车。当然，所述车辆还可以包括无人驾驶的车辆，例如，矿用无人驾驶车辆等。然而，对于本领域技术人员清楚的是，本实用新型的实施例并不限制车辆的类型。
69.本实用新型的适用于车辆的功耗评估系统和车辆具有以下优点中的至少一个：
70.(1)本实用新型的功耗评估系统和车辆能够实时监测和进行功耗评估，实现了对于车辆的整个状态(包括超低功耗或者待机状态)的功耗评估，提高了车辆(例如，矿用卡车)运行的安全性；
71.(2)本实用新型的功耗评估系统和车辆能够利用监测到的结果进行提前预警，避免了由车辆事故导致的衍生人员安全及财产伤害；
72.(3)本实用新型的功耗评估系统和车辆可以利用监测到的结果进行关键时刻的有效安全策略；
73.(4)本实用新型的功耗评估系统和车辆允许使用人员提前获取车辆的状态与预估模型，提前做好防范并提高使用效率，消除了某些车辆(例如新能源汽车或者使用传统燃机架构车辆)不可避免的使用痛点；
74.(5)本实用新型的功耗评估系统和车辆硬件部分并无太多特殊要求，适用范围广泛，例如适用于乘用车和商用车；
75.(6)本实用新型的功耗评估系统和车辆具有广泛的应用和实用性，对于软件部分不需要单独定制，主要的核心运算及模型装置是部署在智能云端的，对车端的控制器仅有数据安全和有效性的需求，整合完成后上传至云服务即可。
76.虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

技术特征：

1.一种适用于车辆的功耗评估系统，其特征在于，所述功耗评估系统包括：部件温度采集装置；电路功耗采集装置；环境温度湿度采集装置；分别与部件温度采集装置、电路功耗采集装置和环境温度湿度采集装置通信连接的车辆控制器；与车辆控制器通信连接的智能云端。2.根据权利要求1所述的功耗评估系统，其特征在于，所述智能云端通过车联网的方式与车辆控制器通信连接。3.根据权利要求2所述的功耗评估系统，其特征在于，所述车辆控制器包括数据接收模块和与数据接收模块通信连接的判断模块,所述数据接收模块与部件温度采集装置、电路功耗采集装置和环境温度湿度采集装置分别通信连接。4.根据权利要求3所述的功耗评估系统，其特征在于，所述智能云端包括与数据接收模块和判断模块分别通信连接的分析模块。5.根据权利要求4所述的功耗评估系统，其特征在于，所述智能云端还包括与分析模块通信连接的预警模块；所述车辆控制器还包括与预警模块通信连接的警示模块。6.根据权利要求1-5中任一项所述的功耗评估系统，其特征在于，所述车辆控制器包括整车控制器、bcm、ikey、esc、esp、epb、sas、acu、v2x、域控制器和具备辅助或者自动驾驶的逻辑运算装置中的至少一种。7.根据权利要求6所述的功耗评估系统，其特征在于，所述部件温度采集装置包括车辆的车辆控制器的测温装置、电源系统的测温装置和单独专用的温度传感器。8.根据权利要求7所述的功耗评估系统，其特征在于，所述电路功耗采集装置包括采集主要电源的电压和电流的控制器、智能电源和连接电池的库仑计。9.根据权利要求8所述的功耗评估系统，其特征在于，所述环境温度湿度采集装置包括采集车辆的驾驶舱内部的温度和湿度的装置、和采集车辆的驾驶舱外部的温度和湿度的装置。10.一种车辆，包括根据权利要求1-9中任一项所述的功耗评估系统。

技术总结

本实用新型公开了一种适用于车辆的功耗评估系统和车辆，属于车辆技术领域。该功耗评估系统包括：部件温度采集装置、电路功耗采集装置、环境温度湿度采集装置、车辆控制器和智能云端。车辆控制器分别与部件温度采集装置、电路功耗采集装置和环境温度湿度采集装置通信连接。智能云端与车辆控制器通信连接。本实用新型的方案能够有效地进行功耗评估。用新型的方案能够有效地进行功耗评估。用新型的方案能够有效地进行功耗评估。