基于行驶工况的电动汽车出行路径规划算法研究与应用

摘要

电动汽车出行路径规划是新能源汽车智能出行的重要内容之一，在当前倡导电动汽车出行及城市道路拥堵的背景下，精准有效的电动汽车路径规划服务为出行者提供了最佳的充换电方案，为人们出行带来了极大的方便。本文主要研究了一种基于行驶工况的电动汽车出行路径算法，通过最优化算法分析，对问题进行了建模仿真并使得模型仿真的结果与实验观察的数据相一致，从而使模型更可靠，具体完成了以下工作:
　　1、研究了基于行驶工况的电动汽车出行路径规划的实现过程，并对其进行参数的相关性分析，结合电池剩余电量变化曲线，探讨模型仿真特性。
　　2、对实际行车环境进行分析，确定车辆平均速度和道路坡度为影响电动汽车能耗的主要因素，并且根据多次实际测试进行数据建模。
　　3、与现有常规的电动汽车路径规划算法进行比较，采用分段预估电动汽车能耗的方法进行计算，动态计算平均速度，同时考虑道路坡度对电动汽车的能耗影响，最后通过对比预测的能耗差及预测时间差进行算法验证，提高了电动汽车路径规划算法的准确性。
　　4、通过大量的仿真及优化实验，对提出算法进行进一步的优化，考虑道路拥堵指数、最优充电桩选择以及电动汽车终点停止条件，提高了算法的准确度，增强了算法在应用中的实用性。
　　5、本文研究的算法通过模型仿真的形式进行了验证，并且设计了一个原型系统表明该算法具有一定的实用性。
　　本文实现的基于行驶工况的电动汽车出行规划算法及其应用，有效结合充电桩、道路路网信息，行驶过程考虑到动态计算的平均速度、道路坡度，较好的完成了电动汽车路径规划的过程，可较为正确地为用户规划路线，得到了相比于已有文献研究更好的结果，基本可满足正常行驶需求，能够运用到实际生活中。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景意义

1．2 国内外研究现状

1．2．2 国外研究现状概述

1．3 研究内容及安排

第2章 电动汽车剩余电量预估建模与分析

2．1 电池剩余电量影响因素及预测方法

2．1．1 电池剩余电量的影响因素

2．1．2 电池剩余电量预测方法

2．2 电动汽车剩余电量预测特性分析与建模

2．2．1 相关数据收集

2．2．2 速度加速度对能耗的影响分析

2．2．3 汽车爬坡对能耗的影响分析

2．2．4 温度对能耗的影响分析

2．2．4 相关性分析

2．3 基于平均速度的剩余电量预估模型建模

2．3．1 电动汽车能耗点划分

2．3．2 特定速度下平均能耗的确定

2．3．3 不同速度下平均能耗的分布统计

2．3．5 模型验证

2．4．1 车辆行驶获得道路坡度

2．4．2 建模步骤

2．4．3 模型验证

2．6 本章小结

第3章 电动汽车路径规划方法研究

3．1 电动汽车路径规划的影响因素及常用方法

3．1．2 电动汽车路径规划的常用算法

3．2 基于动态交通信息的电动汽车节能路径规划

3．2．1 路网电网数据来源

3．2．2 数据预处理

3．3 基于平均能耗的路径规划算法

3．4 基于行驶工况的电动汽车出行路径规划算法

3．5 基于行驶工况的电动汽车出行路径规划的优化算法

3．5．1 考虑拥堵指数来规划路径

3．5．2 考虑规划的充电桩是否顺路

3．5．3 考虑达到终点时，电动汽车的剩余电量能否到达下一个充电桩位置

3．6 本章小结

第4章 算法对比与仿真实验

4．1 基于行驶工况的电动汽车出行路径规划算法

4．1．1 本文算法的仿真验证过程

4．1．2 本文算法与对比算法比较

4．2 基于行驶工况的电动汽车出行路径规划的优化算法

4．2．1 考虑拥堵指数来规划路径

4．2．3 考虑达到终点时，电动汽车的剩余电量能否到达下一个充电桩位置

4．3 本章小结

第5章 实验结果分析与应用

5．1 实验结果分析

5．2 电动汽车路径规划原型系统的应用

5．2．1 原型系统运行环境

5．2．2 原型系统设计过程

5．2．3 原型系统界面

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果