[发明专利]一种电动汽车路径规划方法

权利要求书

1.一种电动汽车路径规划方法，其特征在于，包括：

获取电动汽车的当前电池荷电状态S₀，根据所述S₀和电动汽车的目的地获取所述电动汽车的备选充电站集合；

当所述电动汽车的备选充电站集合不为空，计算出电动汽车驾驶员的舒适初始电池荷电状态S_c，将S_c与S₀进行比较，当S₀≥S_c时，则判断电动汽车无充电需求；反之，则判断电动汽车有充电需求；

针对有充电需求场景，利用所述电动汽车的备选充电站集合进行最短路搜索，输出在充电条件下的电动汽车路径规划结果；

所述的计算出电动汽车驾驶员的舒适初始电池荷电状态S_c，包括：

S31、计算出路径公共变量、不充电路径变量、充电路径变量、不充电变量和充电变量的效用函数；

其中，路径公共变量的效用函数V_p由下式计算：

V_p＝-0.113t-0.124c+0.880p

式中，t为出行时间；c为出行费用；p为快速路和主干道所占比例之和，在计算时，以出行起讫点的直线距离作为出行距离，以起讫点所在二次网格所有路段的平均速度作为电动汽车的出行速度，计算得到电动汽车的出行时间，根据出行时间和出行能耗计算得到出行费用，并设定角度费用为0；

不充电路径变量的效用函数V_n-p由下式计算：

V_n-p＝-0.319AC+26.154log(S_d+1)+4.326log(PS)

式中，AC为角度费用，在计算时假定角度费用为0；S_d为终点SOC；PS为设定的修正项，在这里取1；

S_d由下式计算：

EC＝EF/U＝3.576/v-7.895×10^-3·v+7.845×10^-5·v²+0.574

EF＝1.359/v-0.003·v+2.981×10^-5·v²+0.218

式中，AEC为电动汽车出行路径的平均电量消耗因子；l_i为路径中第i条路段的长度；L为路径的总长度；Q为电动汽车的动力电池容量；EC为电动汽车电量消耗因子；U为电动汽车动力电池的端电压，取固定值380V；EF为电动汽车电能消耗因子；v为电动汽车的平均速度；

充电路径变量的效用函数V_c-p由下式计算：

V_c-p＝-0.084t_c-0.127l_oc-0.375A_c

式中，t_c为电动汽车在充电站的充电时间；l_oc为起点至充电站的距离；A_c为路径k上起点、充电站和终点所形成的角度，在计算时，以备选充电站集合中所有充电站的充电时间、起点至充电站距离和充电站角度的平均值作为充电路径变量值；

不充电变量的效用函数V_n由下式计算：

V_n＝9.599log(S_c+1)-11.236

充电变量的效用函数V_c由下式计算：

V_c＝y_g+y_e+y_i+y_o

式中，y_g表示性别哑元，男性取值为0，女性取值为1；y_e表示学历哑元，当被调查者拥有硕士及以上学历时，变量取值为1，其余取值为0；y_i表示收入哑元，当收入高于10000元/月时取值为1，反之取值为0；y_o表示职业哑元，当被调查者职业为外企员工、私企员工或个体户时取值为1，而其余职业取值为0；

S32、根据计算出的路径公共变量、不充电路径变量和不充电变量，按下式计算不充电行为的效用函数V_nb：

V_nb＝V_p+V_n-p+V_n

S33、根据计算出的路径公共变量、充电路径变量和充电变量，按下式计算充电行为的效用函数V_cb：

V_cb＝V_p+V_c-p+V_c

S34、计算出驾驶员在出行过程中不进行充电行为的概率

求解出针对所述电动汽车的起讫点，能够使大于50％的最低初始SOC，将该最低初始SOC作为电动汽车驾驶员的S_c；

所述的针对有充电需求场景，利用所述电动汽车的备选充电站集合进行最短路搜索，输出在充电条件下的电动汽车路径规划结果，包括：

根据所述备选充电站集合，以路段权重C_a为搜索标准，运用最短路搜索算法，针对各备选充电站分别搜索得到起点至充电站、充电站至终点的最短路径k_oc和k_cd；

最短路搜索算法中选取了不充电路径的综合效用作为路段权重C_a：

C_a＝-0.105t_a-0.066c_a-0.313AC_a-0.227e_a

其中，C_a为路段a的权重；t_a为路段a的出行时间；c_a为路段a的出行费用；AC_a为路段a的角度费用；e_a为路段a的电量消耗；

结合所有起点至充电站的路径、充电站至终点的路径形成备选充电路径集合K_c；

统计K_c中的各备选充电路径中出行时间、出行费用、充电时间、起点至充电站距离和充电站角度A_c属性值，按照下式计算各备选充电路径的选择概率，选择概率最高的充电路径作为在充电条件下的电动汽车路径规划结果；

V_k＝-0.105t_k-0.066c_k-0.084t_ck-0.072l_oc-0.132A_c

其中，P_k为路径k的选择概率；V_k为路径k的效用函数；t_ck为路径k上充电站的充电时间；l_oc为路径k中起点至充电站的距离；A_c为路径k上起点、充电站和终点所形成的角度；

式中，路径k上充电站的充电时间t_ck的计算公式为：

t_ck＝50ln((1-S_ck)/0.9731+1)

S_ck＝S₀-e_ck·1000/(U·Q)

其中，t_ck为路径k上的服务时间，当路径k为不充电路径时，t_ck＝0；S_ck为电动汽车准备充电前的电量占总电量的百分比％；e_ck为电动汽车从起点至充电站所消耗的能量，kw·h；U为电动汽车电池的电压，取为380V；Q为电动汽车总电量，设定为40Ah；为路径k上起点至充电站的路段集合，x_a为路段集合中的任意路段。