[发明专利]电动汽车车队经济性路由方法、装置、车辆及存储介质

说明书

本发明提出了一种电动汽车车队经济性路由方法、装置、车辆及存储介质，其中路由方法包括以下步骤：步骤1：构建包括充电站、仓库以及客户地的地图模型，以实现地图的路口和路段划分；步骤2：在步骤1建立的地图模型上添加约束，生成路径代价集；所述约束包括车辆在所有路段时的加速度、速度、地形以及动力系统效率；步骤3：计算客户地、充电站和仓库之间的能耗成本，寻找两两之间的能耗最小路径，构建客户需求库；步骤4：选择最优路径，实现从仓库分发车辆得最终总能量成本最小目的。本发明考虑实际的地形、动力系统效率、包括加速和刹车在内的速度变化的能耗精确模型，并将能量消耗估计融入到电动汽车路径问题的集成化管理中，具有高精度集成特性。

技术领域

电动汽车车队经济性路由方法、装置、车辆及存储介质，在确保客户时间和车辆电池电量的条件下，为电动商用车车队寻找城市货物配送的能耗最小的最佳路径，方法实时性强，属于电动汽车车队经济性路由领域。

背景技术

如今，大型货运公司对于客户货物分发开始发规模采用电动汽车运输，但电动汽车都有很高的购买成本和有限的行驶距离。此外，目前电动汽车充电需要的时间相对较长，充电基础设施几乎没有。这就需要更仔细的路线规划，以及准确的能耗预测，以确保车辆的电池在行驶过程中不会耗尽电量，寻找能耗最低路径，减少车辆分发成本问题亟需解决。最近，经济性路由领域越来越突出，这一问题目前研究主要是车辆能耗的估计困难，大多数采用近似的方法，通常认为能量消耗跟距离呈线性关系，忽略负载等动态条件，但这种近似导致了电动汽车规划可靠路线缺乏必要的准确性。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于确保客户时间和车辆电池电量的条件下，为电动商用车车队寻找城市货物配送的能耗最小的最佳路径，提出考虑实际的路段倾斜度、动力系统效率、包括加速和刹车在内的速度变化的能耗模型，并将能量消耗估计融入到电动汽车路径问题的集成化管理。

技术方案：为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种电动汽车车队经济性路由方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：构建包括充电站、仓库以及客户地的地图模型，以实现地图的路口和路段划分；

步骤2：在步骤1建立的地图模型上添加约束，生成路径代价集；所述约束包括车辆在所有路段时的加速度、速度、地形以及动力系统效率；

步骤3：计及车辆辅助设备能耗，计算客户地、充电站和仓库之间的能耗成本，寻找两两之间的能耗最小路径，构建客户需求库；

步骤4：保证所有车辆任务过程中电量充足以及客户时间要求，选择最优路径，实现从仓库分发车辆得最终总能量成本最小目的。

进一步地，选取某一城市地图，地图数据可以通过相关的开源数据库获得，交通信号灯和交通标志的附加信息来自Open Street Maps软件，将其建立为有向图其中节点表示城市每条路的路口、客户地仓库{0}以及充电站S的集合，即弧长表示两路口(两节点)之间的路段。

进一步地，综合考虑车辆在所有路段时的加速度、速度、地形以及动力系统效率等细节，首先建立车辆纵向动力学模型：

式中，m为车辆总质量(kg)，a(t)为瞬时加速度(m/s²)，F_t(t)为动力总成或制动器产生的力(N)。在非水平道路上行驶时，F_g(t)为坡度阻力(N)，F_r(t)为滚动摩擦力(N)，F_a(t)为加速阻力(N)，g为重力加速度(9.81m/s²)，θ(t)为瞬时坡度角(°)，C_r为滚动阻力系数。C_d为阻力系数，A为车辆正面表面积(m²)，ρ为空气密度(kg/m³)，v(t)为瞬时速度(m/s)。