[发明专利]一种基于电池容量衰退与工作负荷倒序匹配的纯电动公交车运行路线规划方法

权利要求书

1.一种基于电池容量衰退与工作负荷倒序匹配的纯电动公交车运行路线规划方法，其特征在于：

1)首先，设该纯电动公交车运行的线路和时刻表固定，每辆纯电动公交车配备的动力电池规格和容量相同，纯电动公交车每天从车场出发到返回车场的行驶里程小于车辆的最大行驶里程；

2)划分纯电动公交车运行线路的调度阶段；

3)计算所有运行线路所对应的纯电动公交车电池的工作负荷；

4)计算纯电动公交车动力电池的容量随充放电循环次数变化的容量衰减量；

5)根据各阶段纯电动公交车电池的初始和终止状态，依次计算各阶段不同调度状态下纯电动公交车电池的总容量衰退变化量；

6)确定纯电动公交车的路线调度方案。

2.根据权利要求1所述的基于电池容量衰退与工作负荷倒序匹配的纯电动公交车运行路线规划方法，其特征在于：所述2)根据纯电动公交车的整车使用年限，定义电动公交车调度的最小时间单位为一个阶段，将公交车运行线路的调度阶段划分为N个阶段。

3.根据权利要求1所述的基于电池容量衰退与工作负荷倒序匹配的纯电动公交车运行路线规划方法，其特征在于：所述3)在已知纯电动公交车行驶速度v(t)的情况下，通过下式计算动力电池的工作负荷：

P_B(t)＝v(t)(F_r+F_a+ma)/η

其中，P_B表示电池功率；v表示纯电动公交车的速度；F_r为滚动阻力；F_a为空气动力阻力；m为纯电动公交车的质量；a为纯电动公交车的加速度；η为纯电动公交车的机械效率。

4.根据权利要求3所述的基于电池容量衰退与工作负荷倒序匹配的纯电动公交车运行路线规划方法，其特征在于：所述4)在已知电池工作负荷P_B(t)的情况下，通过电池容量衰退模型获得电池的容量衰退百分数随放电电流、电池温度、循环次数、放电深度和电池容量等参数的变化特性。

5.根据权利要求4所述的基于电池容量衰退与工作负荷倒序匹配的纯电动公交车运行路线规划方法，其特征在于：所述的电池容量衰退模型采用半经验寿命模型或机理模型。

6.根据权利要求1所述的基于电池容量衰退与工作负荷倒序匹配的纯电动公交车运行路线规划方法，其特征在于：所述5)按如下步骤进行计算：

5-1)根据第一个阶段初始状态所有纯电动公交车电池的初始容量，计算所有公交车中电池的替换周期集合T¹；

5-2)将所有纯电动公交车按照其电池的替换周期降序排列，构成纯电动公交车序列；

将所有的路线按照纯电动公交车电池的替换周期升序排列，构成纯电动公交车路线序列；

将纯电动公交车序列和纯电动公交车路线序列依次对应匹配得到倒序匹配下的调度方案，记纯电动公交车序号为i,纯电动公交车路线序号为j，则匹配(i,j)表示第i个纯电动公交车将在第二个阶段行驶在第j条路线上；

5-3)在第一个阶段，纯电动公交车按照倒序匹配下的调度方案运行，通过计算调度后各纯电动公交车中动力电池容量衰退的变化量并将其加和，即得到该阶段进行路线调度后，所有纯电动公交车中动力电池容量衰减的变化总量反之，则所有纯电动公交车中动力电池容量衰减对应的总的容量衰减变化量为0；

5-4)将第一阶段实施调度和未实施调度的两个状态定义为第二阶段的初始状态，和分别计算两种初始状态下所有纯电动公交车中电池的替换周期集合和按照5-2)中的倒序匹配下的调度方案和5-3)中的容量衰减变化量计算方法，分别计算在初始状态和下，实施倒序匹配法确定的调度方案下对应的纯电动公交车电池容量衰减变化量，和

5-5)重复5-4)直到第N个阶段纯电动公交车电池容量衰减变化量的计算结束。

7.根据权利要求6所述的基于电池容量衰退与工作负荷倒序匹配的纯电动公交车运行路线规划方法，其特征在于：所述若某个纯电动公交车电池的容量已经衰退到其额定容量的80％，则更换新的电池，计算以新电池的初始容量进行。

8.根据权利要求1所述的基于电池容量衰退与工作负荷倒序匹配的纯电动公交车运行路线规划方法，其特征在于：所述6)是根据5)中的计算过程构造状态-阶段图,电动公交车的调度过程共包含N个阶段，2N-1个状态，相邻状态之间的转化关系表示为所有电动公交车中动力电池容量衰退的总变化量△Φ，即从第N阶段开始，由阶段N向阶段1方向逐阶段递推，寻找各阶段到阶段N的最优路径，当递推到初始点阶段1时，即得到纯电动公交车运营全阶段的最优路径。