本發(fā)明屬于新能源汽車的大數(shù)據(jù)分析，具體涉及一種基于云端大數(shù)據(jù)的新能源汽車能量鏈診斷方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在汽車電控單元的診斷分析中，少有直接對(duì)車輛能耗和續(xù)航性能的診斷分析，往往是在故障發(fā)生之后，才能得到處理；另外，新車在下線檢測(cè)時(shí)，往往也無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)能耗異常現(xiàn)象并進(jìn)行預(yù)警，導(dǎo)致企業(yè)無法提前分析改善，并減少有質(zhì)量缺陷的車輛流轉(zhuǎn)到終端用戶的幾率。

2、當(dāng)下汽車的電動(dòng)化和智能化的程度越來越高，且云端數(shù)據(jù)處理技術(shù)應(yīng)用也越來越普及，因此也為新能源汽車的能耗性能診斷帶來了新的方法；同時(shí)，現(xiàn)在車輛的各種附件和駕駛功能也越來越豐富，但是用戶實(shí)際使用中是否已經(jīng)正確和恰當(dāng)?shù)氖褂眠@些功能，也并不盡然。

3、車輛當(dāng)前的obd診斷技術(shù)，主要是將預(yù)設(shè)的故障信息存入車輛的存儲(chǔ)器，通過一定的程序?qū)⒐收洗a從存儲(chǔ)器中讀出，并提示給維修人員，便于快速準(zhǔn)確的確定故障的性質(zhì)和部位。但少有對(duì)能量鏈消耗異常進(jìn)行診斷；對(duì)于非故障類的使用不當(dāng)問題造成的能耗異常問題缺少診斷，也不能對(duì)此類問題對(duì)用戶進(jìn)行合理化建議和糾偏；因此也無法協(xié)助企業(yè)監(jiān)控故障，提高車輛質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了快速準(zhǔn)確的確定故障的性質(zhì)和部位，以及協(xié)助企業(yè)監(jiān)控故障，提高車輛的出廠質(zhì)量，本發(fā)明提出一種基于云端大數(shù)據(jù)的新能源汽車能量鏈診斷方法和系統(tǒng)。

2、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的之一的一種基于云端大數(shù)據(jù)的新能源汽車能量鏈診斷方法，包括：

3、根據(jù)車輛行駛環(huán)境和車況確定多種使用場(chǎng)景；

4、從云端大數(shù)據(jù)中篩選出每種使用場(chǎng)景下的關(guān)鍵部件的能耗數(shù)據(jù)；

5、根據(jù)所述關(guān)鍵部件的能耗數(shù)據(jù)得到每種使用場(chǎng)景下的每個(gè)關(guān)鍵部件的能耗分布概率密度特征集；所述能耗分布概率密度特征集包括每個(gè)關(guān)鍵部件的能耗分布區(qū)間以及每個(gè)能耗分布區(qū)間的能耗分布概率密度；所述能耗分布概率密度即云端數(shù)據(jù)中車輛的關(guān)鍵部件的能耗位于此能耗分布區(qū)間的車輛數(shù)占比；所述能耗分布區(qū)間即根據(jù)車輛的關(guān)鍵部件的能耗值劃分出來的多個(gè)區(qū)間；如根據(jù)電驅(qū)總成驅(qū)動(dòng)能耗的能耗分布特點(diǎn)劃分為(0,150],(150,160],(160,170]，……，(280,+∞)。

6、根據(jù)待進(jìn)行能量鏈診斷的車輛行駛期間每個(gè)關(guān)鍵部件的能耗數(shù)據(jù)、使用場(chǎng)景以及該使用場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的能耗分布概率密度特征集得到所述車輛每個(gè)關(guān)鍵部件的能耗分布特征值；

7、當(dāng)所述車輛的關(guān)鍵部件的能耗分布特征值低于設(shè)定閾值時(shí)則認(rèn)為所述車輛該關(guān)鍵部件的能耗異常；每個(gè)關(guān)鍵部件的設(shè)定閾值為標(biāo)定值或者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定。

8、所述使用場(chǎng)景根據(jù)工況、溫度和車輛狀態(tài)進(jìn)行確定，所述工況包括：城市工況、市郊工況、高速工況，以車速進(jìn)行區(qū)分，如城市工況的速度為小于v1；市郊工況的車速為(v1，v2)，高速工況的速度為大于等于v2，v1<v2<v3；所述溫度包括極寒、低溫、高溫和常溫，極寒為小于t1；低溫為[t1，t2)，常溫為[t2，t3)；高溫為大于等于t3，t1<t2<t3<t4。所述車輛狀態(tài)包括：出廠前、質(zhì)保期內(nèi)和質(zhì)保期外，出廠前即車輛里程數(shù)小于等于設(shè)定里程數(shù)；質(zhì)保期內(nèi)和質(zhì)保期外根據(jù)時(shí)間進(jìn)行確定，出廠年限小于等于設(shè)定年限為質(zhì)保期內(nèi)，否則為質(zhì)保期外。

9、根據(jù)上述工況、溫度和車輛狀態(tài)可以得到多種車輛的使用場(chǎng)組合，如使用場(chǎng)景一：城市工況、常溫、質(zhì)保期內(nèi)；使用場(chǎng)景二：高速工況、常溫、質(zhì)保期內(nèi)，在此不作贅述。

10、得到能耗分布概率密度特征集的方法包括：

11、在云端大數(shù)據(jù)中根據(jù)每種車輛的使用場(chǎng)景得到車輛的每個(gè)關(guān)鍵部件的能耗數(shù)據(jù)，所述關(guān)鍵部件為電動(dòng)汽車能量流中電能消耗和續(xù)航的部件，包括：電驅(qū)動(dòng)總成、電動(dòng)壓縮機(jī)、ptc、dcdc、obc、動(dòng)力電池；

12、將每個(gè)關(guān)鍵部件的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)間劃分；統(tǒng)計(jì)每個(gè)關(guān)鍵部件的能耗數(shù)據(jù)在每個(gè)區(qū)間的能耗分布概率密度，所述區(qū)間及能耗分布概率密度即組成該關(guān)鍵部件的能耗分布概率密度特征集；舉例如下：所述概率密度為車輛數(shù)占比，云端大數(shù)據(jù)中，電驅(qū)總成驅(qū)動(dòng)能耗的能耗分布概率密度特征集為：

13、{{[0,150],8.9％},{(150,160],13.4％},{(160,170],15％},{(170,180],36.1％},{(180,190],17.3％},{(190,200],6.3％},{(200,210],2.1％},{(210,220],0.6％},{(220,230],0.1％},{(230,240],0.1％},{(240,250],0.1％}}；單位為wh/km，其中{(160,170],15％}表示云端大數(shù)據(jù)中，電驅(qū)總成驅(qū)動(dòng)能耗分布在(160wh/km,170wh/km]區(qū)間的概率密度為15％，即車輛數(shù)占比為15％。

14、所述關(guān)鍵部件的能耗分布特征值的計(jì)算方法包括：

15、獲取車輛在某一使用場(chǎng)景下的某一關(guān)鍵部件的能耗數(shù)據(jù)；從云端大數(shù)據(jù)中獲取所述使用場(chǎng)景下的所述關(guān)鍵部件的能耗分布概率密度特征集；

16、確定所述關(guān)鍵部件的能耗數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的耗分布概率密度特征集的所在區(qū)間；計(jì)算所述對(duì)應(yīng)的能耗分布概率密度特征集中下限值大于所述所在區(qū)間的其它所有分布區(qū)間對(duì)應(yīng)的能耗分布概率密度之和，即為所述關(guān)鍵部件的能耗分布特征值。

17、進(jìn)一步地，當(dāng)關(guān)鍵部件的能耗異常時(shí)，還包括對(duì)車輛操作進(jìn)行診斷，車輛操作診斷的方法包括：

18、當(dāng)關(guān)鍵部件中的電驅(qū)系統(tǒng)能耗異常時(shí)，則獲取車輛的車速和/或開窗時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)所述車速大于設(shè)定車速和/或開窗時(shí)長(zhǎng)大于設(shè)定時(shí)長(zhǎng)，則認(rèn)為高速或高速開窗導(dǎo)致能耗異常；

19、當(dāng)關(guān)鍵部件中的空調(diào)壓縮機(jī)能耗異?；騪tc能耗異常時(shí)，則獲取車輛的開窗時(shí)長(zhǎng)和車窗開啟程度，當(dāng)所述開窗時(shí)長(zhǎng)大于設(shè)定時(shí)長(zhǎng)且車窗開啟程度大于設(shè)定比例值，則認(rèn)為開窗導(dǎo)致壓縮機(jī)或ptc能耗異常；

20、當(dāng)關(guān)鍵部件中的dcdc能耗異常時(shí)，則獲取車輛的大燈開啟時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)光照傳感器判定為白晝且車輛的大燈開啟時(shí)長(zhǎng)大于設(shè)定時(shí)長(zhǎng)，則認(rèn)為大燈誤開導(dǎo)致dcdc能耗異常；

21、當(dāng)關(guān)鍵部件中的電驅(qū)系統(tǒng)回收能量異常時(shí)，則獲取車輛制動(dòng)能量回收狀態(tài)，如果車輛制動(dòng)能量回收處于關(guān)閉狀態(tài)，則認(rèn)為制動(dòng)能量回收關(guān)閉導(dǎo)致電驅(qū)回收能量低，從而引起電驅(qū)系統(tǒng)回收能量異常。

22、進(jìn)一步地，還包括：當(dāng)關(guān)鍵部件中的電驅(qū)系統(tǒng)能耗異常時(shí)，還包括如下判斷：

23、根據(jù)車輛在設(shè)定的多個(gè)采樣周期內(nèi)的加速度和行駛距離計(jì)算車輛的加速指數(shù)；

24、當(dāng)車輛的車速小于設(shè)定速度且加速指數(shù)大于第一標(biāo)定值，或者車輛的車速大于設(shè)定速度且加速指數(shù)大于第二標(biāo)定值；則認(rèn)為激烈駕駛導(dǎo)致電驅(qū)系統(tǒng)能耗異常。

25、進(jìn)一步地，還包括對(duì)車輛在設(shè)定的多個(gè)采樣周期內(nèi)的加速度和行駛距離進(jìn)行修正，所述修正方法包括：

26、當(dāng)某一采樣時(shí)刻的加速度小于設(shè)定加速度時(shí)，剔除該采樣點(diǎn)的加速度和行駛距離，不參與加速指數(shù)的計(jì)算。

27、進(jìn)一步地，當(dāng)關(guān)鍵部件的能耗異常時(shí)，還包括啟動(dòng)關(guān)鍵部件性能診斷；

28、診斷方法之一包括：

29、計(jì)算關(guān)鍵部件下的每個(gè)負(fù)載的目標(biāo)功耗的和值，得到總目標(biāo)功耗值；

30、當(dāng)所述關(guān)鍵部件的輸出功率與所述總目標(biāo)功耗值的差值大于標(biāo)定值時(shí)，則認(rèn)為所述關(guān)鍵部件的負(fù)載能耗異常；所述關(guān)鍵部件包括：obc、dcdc。

31、診斷方法之二包括：

32、當(dāng)關(guān)鍵部件中的dcdc高壓端能耗異常時(shí)：

33、根據(jù)dcdc的輸入輸出的電壓電流信息計(jì)算dcdc輸出的平均功率和dcdc的工作效率；根據(jù)dcdc的最大負(fù)載功率和dcdc輸出的平均功率計(jì)算dcdc的目標(biāo)效率；當(dāng)所述dcdc的目標(biāo)效率和dcdc的工作效率之差大于標(biāo)定值時(shí)，則認(rèn)為dcdc效率性能異常導(dǎo)致dcdc高壓端能耗異常；其中dcdc的目標(biāo)效率的計(jì)算方法包括：

34、

35、其中：

36、ηt_dcdc為dcdc的目標(biāo)效率；pout_dcdc為dcdc輸出的平均功率；pmax_dcdc為dcdc最大負(fù)載功率；a0、a1、a2、a3、a4為基于dcdc效率測(cè)試數(shù)據(jù)利用最小二乘法得到的常數(shù)項(xiàng)參數(shù)。

37、當(dāng)關(guān)鍵部件中的壓縮機(jī)能耗異常時(shí)：

38、如果在空調(diào)開啟后的第一設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)，壓縮機(jī)排氣壓力大于第一標(biāo)定值，或者在空調(diào)開啟后的第二設(shè)定時(shí)長(zhǎng)后，壓縮機(jī)排氣壓力大于第二標(biāo)定值，則認(rèn)為空調(diào)壓縮機(jī)排氣壓力異常導(dǎo)致壓縮機(jī)能耗異常；

39、當(dāng)關(guān)鍵部件中的電驅(qū)系統(tǒng)回收能耗異常時(shí)：

40、當(dāng)soc小于設(shè)定值且制動(dòng)系統(tǒng)未禁用制動(dòng)能量回收時(shí)：

41、如果電機(jī)的許用負(fù)功率小于電池的許用輸入功率，且輪邊請(qǐng)求制動(dòng)功率小于電池的許用輸入功率時(shí)，則判定為電池許用輸入功率不足導(dǎo)致電驅(qū)系統(tǒng)回收能耗異常；

42、如果電機(jī)的許用負(fù)功率大于電池的許用輸入功率，且輪邊請(qǐng)求制動(dòng)功率小于電機(jī)的許用負(fù)功率時(shí)，則判定為電機(jī)許用制動(dòng)功率不足導(dǎo)致電驅(qū)系統(tǒng)回收能耗異常；

43、當(dāng)關(guān)鍵部件中的電驅(qū)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)能耗異常時(shí)：

44、根據(jù)電機(jī)控制器的輸入電流、電壓、電機(jī)輸出端的扭矩、轉(zhuǎn)速，計(jì)算電機(jī)的效率；

45、根據(jù)標(biāo)定的電機(jī)扭矩與轉(zhuǎn)速關(guān)系表，利用電機(jī)輸出端的扭矩、轉(zhuǎn)速插值計(jì)算電機(jī)的目標(biāo)效率；

46、當(dāng)電機(jī)的目標(biāo)效率與電機(jī)的效率的差值大于標(biāo)定值時(shí)，則判定為電機(jī)效率性能異常導(dǎo)致電驅(qū)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)能耗異常。

47、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的之二的一種基于云端大數(shù)據(jù)的新能源汽車能量鏈診斷系統(tǒng)，包括：

48、車輛使用場(chǎng)景分析模塊：用于根據(jù)車輛行駛環(huán)境和車況確定多種使用場(chǎng)景；

49、能耗分布概率密度特征集獲取模塊：用于從云端大數(shù)據(jù)中篩選出每種使用場(chǎng)景下的關(guān)鍵部件的能耗數(shù)據(jù)；

50、根據(jù)所述關(guān)鍵部件的能耗數(shù)據(jù)得到每種使用場(chǎng)景下的每個(gè)關(guān)鍵部件的能耗分布概率密度特征集；所述能耗分布概率密度特征集包括每個(gè)關(guān)鍵部件的能耗分布區(qū)間以及每個(gè)能耗分布區(qū)間的能耗分布概率密度；

51、能耗異常判斷模塊：用于判斷車輛能耗是否異常，所述判斷方法包括：根據(jù)待進(jìn)行能量鏈診斷的車輛行駛期間每個(gè)關(guān)鍵部件的能耗數(shù)據(jù)、使用場(chǎng)景以及該使用場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的能耗分布概率密度特征集得到所述車輛每個(gè)關(guān)鍵部件的能耗分布特征值；當(dāng)所述車輛的關(guān)鍵部件的能耗分布特征值低于設(shè)定閾值時(shí)則認(rèn)為所述車輛該關(guān)鍵部件的能耗異常。

52、進(jìn)一步地，還包括：第一車輛操作判斷模塊，用于當(dāng)關(guān)鍵部件的能耗異常時(shí)對(duì)車輛操作進(jìn)行能耗異常原因分析，所述分析方法包括：

53、當(dāng)關(guān)鍵部件中的電驅(qū)系統(tǒng)能耗異常時(shí)，則獲取車輛的車速和/或開窗時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)所述車速大于設(shè)定車速和/或開窗時(shí)長(zhǎng)大于設(shè)定時(shí)長(zhǎng)，則認(rèn)為高速或高速開窗導(dǎo)致能耗異常；

54、當(dāng)關(guān)鍵部件中的空調(diào)壓縮機(jī)能耗異?；騪tc能耗異常時(shí)，則獲取車輛的開窗時(shí)長(zhǎng)和車窗開啟程度，當(dāng)所述開窗時(shí)長(zhǎng)大于設(shè)定時(shí)長(zhǎng)且車窗開啟程度大于設(shè)定比例值，則認(rèn)為開窗導(dǎo)致壓縮機(jī)或ptc能耗異常；

55、當(dāng)關(guān)鍵部件中的dcdc能耗異常時(shí)，則獲取車輛的大燈開啟時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)光照傳感器判定為白晝且車輛的大燈開啟時(shí)長(zhǎng)大于設(shè)定時(shí)長(zhǎng)，則認(rèn)為大燈誤開導(dǎo)致dcdc能耗異常；

56、當(dāng)關(guān)鍵部件中的電驅(qū)系統(tǒng)回收能量異常時(shí)，則獲取車輛制動(dòng)能量回收狀態(tài)，如果車輛制動(dòng)能量回收處于關(guān)閉狀態(tài)，則認(rèn)為制動(dòng)能量回收關(guān)閉導(dǎo)致電驅(qū)回收能量低，從而引起電驅(qū)系統(tǒng)回收能量異常。

57、進(jìn)一步地，還包括第二車輛操作判斷模塊，用于當(dāng)關(guān)鍵部件中的電驅(qū)系統(tǒng)能耗異常時(shí)進(jìn)行車輛操作的判斷，判斷方法包括：

58、根據(jù)車輛在設(shè)定的多個(gè)采樣周期內(nèi)的加速度和行駛距離計(jì)算車輛的加速指數(shù)；當(dāng)車輛的車速小于設(shè)定速度且加速指數(shù)大于第一標(biāo)定值，或者車輛的車速大于設(shè)定速度且加速指數(shù)大于第二標(biāo)定值；則認(rèn)為激烈駕駛導(dǎo)致電驅(qū)系統(tǒng)能耗異常。

59、進(jìn)一步地，還包括修正模塊：用于對(duì)車輛在設(shè)定的多個(gè)采樣周期內(nèi)的加速度和行駛距離進(jìn)行修正，所述修正方法包括：

60、當(dāng)某一采樣時(shí)刻的加速度小于設(shè)定加速度時(shí)，剔除該采樣點(diǎn)的加速度和行駛距離，不參與加速指數(shù)的計(jì)算。

61、進(jìn)一步地，還包括第一關(guān)鍵部件性能診斷模塊，用于能耗異常時(shí)對(duì)關(guān)鍵部件性能進(jìn)行診斷，以定位導(dǎo)致車輛能耗異常的關(guān)鍵部件，診斷方法包括：

62、計(jì)算關(guān)鍵部件下的每個(gè)負(fù)載的目標(biāo)功耗的和值，得到總目標(biāo)功耗值；當(dāng)所述關(guān)鍵部件的輸出功率與所述總目標(biāo)功耗值的差值大于標(biāo)定值時(shí)，則認(rèn)為所述關(guān)鍵部件的負(fù)載能耗異常；所述關(guān)鍵部件包括：dcdc、obc。

63、進(jìn)一步地，還包括第二關(guān)鍵部件性能診斷模塊，用于能耗異常時(shí)對(duì)關(guān)鍵部件性能進(jìn)行診斷，以定位導(dǎo)致車輛能耗異常的關(guān)鍵部件，診斷方法包括：

64、當(dāng)關(guān)鍵部件中的dcdc高壓端能耗異常時(shí)：

65、根據(jù)dcdc的輸入輸出的電壓電流信息計(jì)算dcdc輸出的平均功率和dcdc的工作效率；根據(jù)dcdc的最大負(fù)載功率和dcdc輸出的平均功率計(jì)算dcdc的目標(biāo)效率；當(dāng)所述dcdc的目標(biāo)效率和dcdc的工作效率之差大于標(biāo)定值時(shí)，則認(rèn)為dcdc效率性能異常導(dǎo)致dcdc高壓端能耗異常；

66、當(dāng)關(guān)鍵部件中的壓縮機(jī)能耗異常時(shí)：

67、如果在空調(diào)開啟后的第一設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)，壓縮機(jī)排氣壓力大于第一標(biāo)定值，或者在空調(diào)開啟后的第二設(shè)定時(shí)長(zhǎng)后，壓縮機(jī)排氣壓力大于第二標(biāo)定值，則認(rèn)為空調(diào)壓縮機(jī)排氣壓力異常導(dǎo)致壓縮機(jī)能耗異常；

68、當(dāng)關(guān)鍵部件中的電驅(qū)系統(tǒng)回收能耗異常時(shí)：

69、當(dāng)soc小于設(shè)定值且制動(dòng)系統(tǒng)未禁用制動(dòng)能量回收時(shí)：

70、如果電機(jī)的許用負(fù)功率小于電池的許用輸入功率，且輪邊請(qǐng)求制動(dòng)功率小于電池的許用輸入功率時(shí)，則判定為電池許用輸入功率不足導(dǎo)致電驅(qū)系統(tǒng)回收能耗異常；

71、如果電機(jī)的許用負(fù)功率大于電池的許用輸入功率，且輪邊請(qǐng)求制動(dòng)功率小于電機(jī)的許用負(fù)功率時(shí)，則判定為電機(jī)許用制動(dòng)功率不足導(dǎo)致電驅(qū)系統(tǒng)回收能耗異常；

72、當(dāng)關(guān)鍵部件中的電驅(qū)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)能耗異常時(shí)：

73、根據(jù)電機(jī)控制器的輸入電流、電壓、電機(jī)輸出端的扭矩、轉(zhuǎn)速，計(jì)算電機(jī)的效率；

74、根據(jù)標(biāo)定的電機(jī)扭矩與轉(zhuǎn)速關(guān)系表，利用電機(jī)輸出端的扭矩、轉(zhuǎn)速插值計(jì)算電機(jī)的目標(biāo)效率；

75、當(dāng)電機(jī)的目標(biāo)效率與電機(jī)的效率的差值大于標(biāo)定值時(shí)，則判定為電機(jī)效率性能異常導(dǎo)致電驅(qū)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)能耗異常。

76、本發(fā)明的有益效果包括：

77、在車輛下線檢測(cè)階段：針對(duì)能耗異常的車輛，開展排查和處理，減少故障車輛流入終端的幾率；

78、在用戶使用階段：針對(duì)使用不當(dāng)導(dǎo)致能耗異常的車輛，基于本發(fā)明所述的能耗異常分析可以為用戶制定改善建議并推送給用戶，減少能耗提升續(xù)航，以及減少用戶抱怨，提升用戶滿意度的目的；

79、在用戶使用階段：針對(duì)部件異常導(dǎo)致能耗異常的車輛，引導(dǎo)企業(yè)及時(shí)針對(duì)異常部件進(jìn)行故障排查和改善方案，保證用戶使用性能，減少負(fù)面輿情的發(fā)生。