[發明專利]一種基于路-站-車聯合模型的電動汽車預約充電方法

有效

• 申請號: 201710616195.6
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107323300B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 劉皓明;殷文倩;王尉杰;袁曉玲;梅飛;牛曼;方萬兩;陳美璇;楊志豪
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: B60L53/66
• 分類號: B60L53/66;G01C21/34
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;張賞

1.一種基于路-站-車聯合模型的電動汽車預約充電方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取車輛狀態信息、路況信息、充電站狀態信息及用戶設置的優化控制參數；

2)根據車輛狀態信息、路況信息、充電站狀態信息規劃電動汽車從當前位置到各充電站的行車路徑；具體包括以下步驟：

2-1)根據電動汽車當前位置信息、各充電站位置信息，以電動汽車當前位置為起點、各充電站位置為終點，結合道路的拓撲結構信息、各路段長度信息、各路段限速信息、各路段最大通行能力信息、當前各路段車流量信息，計算電動汽車通過各路段所需要的時間：

2-2)將道路的拓撲結構作為一個有向圖，電動汽車通過各路段的時間作為有向圖對應邊的權重，采用Dijkstra算法規劃從電動汽車當前位置到各充電站所在位置最小行車時間對應的路徑，將對應路徑各邊權重相加即可得到電動汽車自當前位置至各充電站位置的最小行車時間；

2-3)根據最小行車時間對應路徑的各個路段長度信息，將對應路徑各個路段長度加即可得到電動汽車自當前位置至各充電站位置的最小行車時間對應的行車路程；

3)確定預約充電方案集合；包括以下步驟：

3-1)根據電動汽車當前所剩余的續航里程及所述步驟2)確定的從電動汽車當前位置到各充電站所在位置的路程，排除電動汽車當前剩余續航里程之外的充電站；

3-2)比較電動汽車自初始位置至各充電站的行車時間和從電動汽車在初始位置產生充電需求到所選擇充電站為其提供充電服務的時間，選兩者中的較大者向充電站預約充電服務；

3-3)根據從電動汽車當前位置到各充電站所在位置的最小行車時間路徑信息、電動汽車單位里程消耗的電量信息、電動汽車當前荷電狀態信息、電動汽車電池容量信息計算出電動汽車到達各充電站時的荷電狀態：

其中，SOC_a表示電動汽車到達各充電站時的荷電狀態，SOC_p表示電動汽車出現充電需求開始決策時的荷電狀態，D表示電動汽車從產生充電需求的初始位置到各充電站所在位置的最小行車時間路徑對應的行車距離，q_km表示電動汽車行駛每公里耗電量，Q_e表示電動汽車電池額定容量；

3-4)根據電動汽車到達各充電站時的荷電狀態、充電完成后的期望荷電狀態信息、充電功率及電動汽車電池容量信息計算出電動汽車所需要充的電量和充電時間：

Q_n＝(SOC_e-SOC_a)·Q_e

其中，Q_n表示電動汽車所需充電電量，SOC_e表示電動汽車充電完成后期望的荷電值，t_c為充電時長，P_c為電動汽車的充電功率；

3-5)結合充電電價，計算到各充電站充電所需的充電費用：

C＝λ(t)·Q_n

其中，C表示充電費用，λ(t)表示與時間t相關的充電電價；

4)根據車輛狀態信息、路況信息、充電站狀態信息規劃電動汽車從充電站到目的地的行車路徑；具體包括以下步驟：

4-1)根據充電站位置信息、目的地信息，以充電站位置為起點、目的地為終點，結合道路的拓撲結構信息、各路段長度信息、各路段限速信息、各路段最大通行能力信息、當前各路段車流量信息，計算電動汽車通過各路段所需要的時間；

4-2)將道路的拓撲結構作為一個有向圖，電動汽車通過各路段的時間作為有向圖對應邊的權重，采用Dijkstra算法規劃電動汽車從各充電站到目的地最小行車時間對應的路徑，將對應路徑各邊權重相加即可得到電動汽車自各充電站至目的地的最小行車時間；

4-3)將對應路徑各個路段長度相加即可得到電動汽車自各充電站至目的地的最小行車時間對應的行車路程；

5)根據電動汽車用戶需求確定最優行車路徑和進行充電預約，具體為：將總時間消耗和總費用消耗進行歸一化權重疊加，以歸一化后的函數最小作為目標函數，求解最優路徑：

其中，w₁和w₂為行車時間權重系數和充電費用權重系數，w₁+w₂＝1；

T為電動汽車從當前位置到充電站所在位置的行車時間、從充電站到目的地的行車時間及充電時間相加的總行程時間，T_a為電動汽車從初始位置經過不同充電站充電到達目的地所需要總時間消耗的平均值，C為充電費用，C_a為電動汽車在不同充電站充電所需充電費用的平均值。