[發(fā)明專利]一種基于電池容量衰退與工作負荷倒序匹配的純電動公交車運行路線規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710366645.0
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107367285B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉永忠;康麗霞;黃賢坤
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 張震國

1.一種基于電池容量衰退與工作負荷倒序匹配的純電動公交車運行路線規(guī)劃方法，其特征在于：

1)首先，設(shè)該純電動公交車運行的線路和時刻表固定，每輛純電動公交車配備的動力電池規(guī)格和容量相同，純電動公交車每天從車場出發(fā)到返回車場的行駛里程小于車輛的最大行駛里程；

2)劃分純電動公交車運行線路的調(diào)度階段；

3)計算所有運行線路所對應(yīng)的純電動公交車電池的工作負荷；

4)計算純電動公交車動力電池的容量隨充放電循環(huán)次數(shù)變化的容量衰減量；

5)根據(jù)各階段純電動公交車電池的初始和終止狀態(tài)，依次計算各階段不同調(diào)度狀態(tài)下純電動公交車電池的總?cè)萘克ネ俗兓浚?/p>

6)確定純電動公交車的路線調(diào)度方案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電池容量衰退與工作負荷倒序匹配的純電動公交車運行路線規(guī)劃方法，其特征在于：所述2)根據(jù)純電動公交車的整車使用年限，定義電動公交車調(diào)度的最小時間單位為一個階段，將公交車運行線路的調(diào)度階段劃分為N個階段。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電池容量衰退與工作負荷倒序匹配的純電動公交車運行路線規(guī)劃方法，其特征在于：所述3)在已知純電動公交車行駛速度v(t)的情況下，通過下式計算動力電池的工作負荷：

P_B(t)＝v(t)(F_r+F_a+ma)/η

其中，P_B表示電池功率；v表示純電動公交車的速度；F_r為滾動阻力；F_a為空氣動力阻力；m為純電動公交車的質(zhì)量；a為純電動公交車的加速度；η為純電動公交車的機械效率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于電池容量衰退與工作負荷倒序匹配的純電動公交車運行路線規(guī)劃方法，其特征在于：所述4)在已知電池工作負荷P_B(t)的情況下，通過電池容量衰退模型獲得電池的容量衰退百分數(shù)隨放電電流、電池溫度、循環(huán)次數(shù)、放電深度和電池容量等參數(shù)的變化特性。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于電池容量衰退與工作負荷倒序匹配的純電動公交車運行路線規(guī)劃方法，其特征在于：所述的電池容量衰退模型采用半經(jīng)驗壽命模型或機理模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電池容量衰退與工作負荷倒序匹配的純電動公交車運行路線規(guī)劃方法，其特征在于：所述5)按如下步驟進行計算：

5-1)根據(jù)第一個階段初始狀態(tài)所有純電動公交車電池的初始容量，計算所有公交車中電池的替換周期集合T¹；

5-2)將所有純電動公交車按照其電池的替換周期降序排列，構(gòu)成純電動公交車序列；

將所有的路線按照純電動公交車電池的替換周期升序排列，構(gòu)成純電動公交車路線序列；

將純電動公交車序列和純電動公交車路線序列依次對應(yīng)匹配得到倒序匹配下的調(diào)度方案，記純電動公交車序號為i,純電動公交車路線序號為j，則匹配(i,j)表示第i個純電動公交車將在第二個階段行駛在第j條路線上；

5-3)在第一個階段，純電動公交車按照倒序匹配下的調(diào)度方案運行，通過計算調(diào)度后各純電動公交車中動力電池容量衰退的變化量并將其加和，即得到該階段進行路線調(diào)度后，所有純電動公交車中動力電池容量衰減的變化總量反之，則所有純電動公交車中動力電池容量衰減對應(yīng)的總的容量衰減變化量為0；

5-4)將第一階段實施調(diào)度和未實施調(diào)度的兩個狀態(tài)定義為第二階段的初始狀態(tài)，和分別計算兩種初始狀態(tài)下所有純電動公交車中電池的替換周期集合和按照5-2)中的倒序匹配下的調(diào)度方案和5-3)中的容量衰減變化量計算方法，分別計算在初始狀態(tài)和下，實施倒序匹配法確定的調(diào)度方案下對應(yīng)的純電動公交車電池容量衰減變化量，和

5-5)重復(fù)5-4)直到第N個階段純電動公交車電池容量衰減變化量的計算結(jié)束。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于電池容量衰退與工作負荷倒序匹配的純電動公交車運行路線規(guī)劃方法，其特征在于：所述若某個純電動公交車電池的容量已經(jīng)衰退到其額定容量的80％，則更換新的電池，計算以新電池的初始容量進行。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電池容量衰退與工作負荷倒序匹配的純電動公交車運行路線規(guī)劃方法，其特征在于：所述6)是根據(jù)5)中的計算過程構(gòu)造狀態(tài)-階段圖,電動公交車的調(diào)度過程共包含N個階段，2N-1個狀態(tài)，相鄰狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系表示為所有電動公交車中動力電池容量衰退的總變化量△Φ，即從第N階段開始，由階段N向階段1方向逐階段遞推，尋找各階段到階段N的最優(yōu)路徑，當遞推到初始點階段1時，即得到純電動公交車運營全階段的最優(yōu)路徑。