[发明专利]一种考虑无线充电和动态能耗的电动汽车路径规划方法

权利要求书

1.一种考虑无线充电和动态能耗的电动汽车路径规划方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：建立考虑无线充电的道路交通网，确定电动汽车的起点和终点，加载交通路网信息、无线充电网信息、各路段的平均通行速度、不同交通状况下的能耗信息，检测电动汽车的荷电状态；

S2：基于无线充电的道路交通网中的路网信息和无线充电网中的充电信息，根据起点和终点使用Dijkstra算法规划出最小能耗路径并计算出考虑无线充电下的最小能耗；

S3：根据电动汽车当前的荷电状态判断是否需要前往插入式充电站充电，如不需要充电，则以最小能耗路径进行导航；如需充电，建立对应需求的优化目标，如距离最优、时间最优、费用最优和综合优化目标；

S4：选择其中的一种优化目标对无线充电路网下的充电路径进行规划并导航。

2.根据权利要求1所述的一种考虑无线充电和动态能耗的电动汽车路径规划方法，其特征在于：所述步骤S1具体为：首先建立考虑无线充电的道路交通网G，交通网G包道路节点信息N和路段信息V，节点信息N包括所建城市路网模型的道路交叉口信息和充电站位置信息，路段信息V包括路网模型中各路段长度、路段平均通行速度、不同交通状况下的电动汽车能耗信息，无线充电网W包括无线充电道路的充电功率信息。

3.根据权利要求1所述的一种考虑无线充电和动态能耗的电动汽车路径规划方法，其特征在于：所述步骤S1中系统自动检测电动汽车的荷电状态的方法具体为：利用蒙特卡洛方法随机分配电动汽车的初始电量E₀,系统根据电动汽车的初始电量和电池容量E计算出汽车的荷电状态Soc,电动汽车的荷电状态由下式计算：

4.根据权利要求1所述的一种考虑无线充电和动态能耗的电动汽车路径规划方法，其特征在于：所述步骤S2具体为：

S2.1：由于充电路径优化问题寻找的是两个路网节点之间最优路径P,所以路径P由一组最优有向分支所组成；设有向分支为x_ij，如果最优路径P包含道路(i,j),则x_ij＝1,否则为0；

S2.2：设R＝{R_i|i∈N}为路网中节点的出发向量集合，则:

对于任意节点i，元素Z_i表示离开节点i的流量减去到达节点i的流量，Z_i可以表示为：

对于一个路径，Z_i＝1代表为起止节点，Z_i＝-1代表为终点，Z_i＝0代表为其它节点；

S2.3：当一辆电动汽车从节点i行驶到节点j时，电动汽车电池电量的变化表示为：

E_i和E_j分别是节点i和节点j处电动汽车的Soc；为通过无线充电道路(i,j)上电池电量的变化，为通过插入式充电在节点i上电池电量的变化。S2.4：每条道路上电动汽车电池状态的变化为：

为考虑道路(i,j)上无线充电时充入电动汽车的电量，为道路(i,j)上行驶消耗的电量；

当电动汽车行驶在无线充电路径上时，其无线充电电量变化表示为：

y_ij表示道路(i,j)上是否使用无线充电的二进制参数，如果可以无线充电，其值为1，否则为0；d_ij为无线充电道路距离，p_y为单位距离的无线充电量，η_y为无线充电功率。

当电动汽车在道路上行驶时，其消耗的电量表示为：

式中d_ij表示行驶道路的长度，K表示单位距离的耗电量。

S2.5：根据电池电量的变化E_j得到无线充电路网下的能耗权值矩阵A，能耗权值矩阵A可以表示为

式中E表示能量消耗的权值，∞表示节点间不存在连接关系，然后将能耗权值矩阵输入Dijkstra算法，输出最小能耗的节点路径和最小能耗值。