[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

说明书

本发明的目的是提供一种考虑无线充电和动态能耗的电动汽车路径规划方法，首先利用蒙特卡洛法确定电动汽车的起点和终点，加载交通路网信息、无线充电道路信息、各路段的平均通行速度、不同交通状况下的能耗信息；系统自动检测电动汽车的荷电状态。然后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；接着根据电动汽车的荷电状态判断是否需要前往充电站充电，如需充电，根据用户的不同需求，建立不同的优化目标，本发明有效结合无线充电网、道路交通网和充电站，在行驶过程中考虑到电动汽车的动态能耗，根据用户需求完成充电路径规划，提供较好的路径规划解决方案。

技术领域

本发明属于路径规划技术领域，具体涉及一种考虑无线充电和动态能耗的电动汽车路径规划方法。

背景技术

现有随着汽车产业的高速发展，在5G普及、交通新基建的加持下，传统燃油汽车带来的环境污染和能源短缺问题日益突出，而电动汽车以其电动化、智能化、污染小等特点越来越受到人们的青睐，成为未来汽车产业发展的核心方向。但受限于电动汽车充电时间较长，充电桩分布不均等问题，在城市交通道路上进行电动汽车的充电路径规划研究显得尤为重要，电动汽车无线充电技术近年来也越来越受到人们关注，路径规划是也要考虑到无线充电带来的影响。

目前电动汽车充电路径规划领域已经取得了一定的研究成果，但有的方案尽从配电网、充电站角度研究电动汽车充电路径规划问题，更多的关注电动汽车对电网和充电站运营的影响，未更多的研究交通路况在充电路径规划中的参与。有的方案从交通网角度对充电路径规划进行研究，更多的从交通路网信息和充电站布局对充电路径进行规划。但对电力系统影响考虑不足，这样往往不符合实际的路径规划需求。电动汽车具备交通工具特性，同时也具有移动负荷特性，所以和电网、交通网均具有耦合关系，在进行电动汽车充电路径规划时，应考虑到电力系统和交通产生的交互影响。

综上所述，对电动汽车充电路径规划有进一步完善和研究的空间，在判断电动汽车是否需要充电，应考虑电动汽车的实时动态能耗，当进行最优充电路径规划时，对路段权值进行综合考虑，考虑道路无线充电带来的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑无线充电和动态能耗的电动汽车路径规划方法，能够根据不同的优化目标，为用户提供对应的考虑无线充电和动态能耗路径规划方案。

本发明解决其技术问题的技术方案为：一种考虑无线充电和动态能耗的电动汽车路径规划方法，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；

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。

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：