一种电动汽车智能充电导航方法技术

本发明专利技术一种电动汽车智能充电导航方法，包括如下步骤：1）基于无线网络、GPRS，将大量的车辆信息、路况信息、充电站信息上传至控制中心，并进行特征数据挖掘提取；2）对提取的基于目标函数的信息数据进行分析和计算；3）以用户出行时间总成本及距离总成本最小为目标函数，以时间和容量为约束条件，基于Dijkstra算法制定包括充电资源、道路交通网及路况信息三方面的最优充电路径；4）将最优充电路径通过无线通信网络上传给EV车载终端和用户手机APP。本发明专利技术能有效减少电动汽车经充电站到最终目的地的总时间成本、总距离成本，同时提高用户的出行便利性。 1

An intelligent charging method for electric vehicle

The method of intelligent charging navigation for electric vehicles includes the following steps: 1) based on the wireless network and GPRS, a large number of vehicle information, road condition information, charging station information are uploaded to the control center, and feature data mining is extracted; 2) analysis and calculation of the extracted information data based on the number of target functions; 3 Taking the total cost of user travel time and the minimum total cost of distance as the objective function, the optimal charging path, which includes three aspects of charging resources, road traffic network and road condition information, is established based on Dijkstra algorithm. 4) the optimal charging path is uploaded to the EV vehicle terminal and used by the non line communication network based on the time and capacity constraints. APP mobile phone. The invention can effectively reduce the total time cost and total distance cost of the electric vehicle through the charging station to the final destination, and at the same time, improve the convenience of the users. One

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车智能充电导航方法
本专利技术涉及一种电动汽车智能充电导航方法，属于电动汽车充电

技术介绍
电动汽车是我国战略性新兴产业，对提高我国能源安全、应对气候变化、改善环境保护起着重要作用。我国高度重视电动汽车产业发展，习近平总书记指出“发展新能源汽车是迈向汽车强国的必由之路”。我国制订了许多重要产业政策，为促进推广电动汽车的发展提供了重要的保障。电动汽车充电设施是智能电网的重要组成部分，也是电动汽车行业发展的基础保障，在近年得到快速的发展。电动汽车充电网络包括电动汽车充电设施、相关的配电设施、电动汽车、蓄电池等，对其运行参数和数据进行采集、分析，有助于为电动汽车的发展提供技术支持，保障其安全可靠运行。电动汽车充电站能够为电动汽车提供充电、维修等服务，是发展电动汽车产业所需要的重要设施。充电站规划主要包括选址和定容，其规划合理与否不仅影响电动汽车用户出行的便利从而影响电动汽车的推广使用，还会影响配电系统的电能质量。电动汽车的普及对道路运输产生了很大的压力，而路况信息能实时反映区域内交通数据路况，指引最佳、最快捷的行驶路线，提高道路和车辆的使用效率。因此，在进行充电路径规划时，应考虑实时交通网的变化。另外，在多个充电桩可选的情况下，存在着在什么时间前往哪个充电桩的路径规划问题。如何实现用户便捷性，节省时间和能耗，将是建立电动汽车充电引导模型的重点研究内容。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种电动汽车智能充电导航方法，针对不同道路交通状况下电动汽车充电路径选择问题，提出一种路况信息影响下的电动汽车最优充电路径规划方法，可以使电动汽车在最短的时间内获得最佳充电服务。本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种电动汽车智能充电导航方法，包括以下步骤：1)基于无线网络、GPRS，将大量的车辆信息、路况信息、充电站信息上传至控制中心，并进行特征数据挖掘提取；2)对提取的基于目标函数的信息数据进行分析和计算；3)以用户出行时间总成本及距离总成本最小为目标函数，以时间和容量为约束条件，基于Dijkstra算法制定包括充电资源、道路交通网及路况信息三方面的最优充电路径；4)将最优充电路径通过无线通信网络上传给EV车载终端和用户手机APP。前述的步骤1)中，车辆信息包括EV出发点O和目的地G的数据信息、EV初始剩余电量SOC、EV的电池容量Ee以及耗电量μ；路况信息包括EV所在区域内的路网节点i、两节点之间的路段距离Dij、道路等级、实时通行速度Vij,t、道路通行能力Cij以及实时车流量充电站信息包括充电站数量K、第k个充电站的充电桩数量mk、第k个充电站的充电桩的充电功率Pk、EV到达充电站k的数量以及第k个充电站的充电桩的服务数前述的进行特征数据挖掘提取，包括以下步骤：1-1)电动汽车用户连接业务数据和主题词网；1-2)基于无线网络、GPRS，收集大量的车辆信息、路况信息、充电站设施信息；1-3)对所得信息数据特征进行分析并得出分析结果，根据分析结果对数据特征进行修改，整合输入的特征要素和修改后的数据特征；1-4)开始数据挖掘模型自动设计，具体步骤如下：(41)首先开辟本次中间变量空间，生成本次挖掘序列并开辟本次挖掘模型空间；(42)初步建立可行挖掘模型集合；(43)针对每个可行挖掘模型进行调整；(44)评估调整后的挖掘模型；(45)推荐评估优秀的挖掘模型，展示挖掘报告。1-5)根据挖掘报告，对所得挖掘模型进行评估，满意，则进行1-7)；若不满意，则进行1-6)；1-6)调整并修改挖掘数据、特征描述以及主题词设计，再转到1-1)；1-7)部署该挖掘模型进行服务；1-8)对目标函数进行预处理。前述的步骤2)中，基于目标函数的信息数据包括实时交通流量、行驶时间、预约时间、排队时间和充电时长；实时交通流量用路段的实时通行速度表征：其中，表示t-1时刻的车流量，表示t时刻路段eij的零流速；路段eij的行驶时间Tij：则用户从起始点O行驶至充电站k经过的所有路段的行驶时间之和TOk为：其中：Wa表示被访问的路网节点集合；Ka表示被访问充电站节点集合。xij表示路径决策变量，若EV由路网节点i行驶至j时，xij为1，否则为0。对于选择预约充电的EV用户，首先根据车速及剩余路程预估到达充电站的时间treach，并考虑车辆与充电桩设备的连接时间Δt，则将预约时间定为sr；对于非预约EV用户到达充电站，且所有的充电桩都在进行服务时，需要进行排队，根据实时交通信息，计算t时刻充电站k的用户平均到达率ηk,t和充电桩平均服务率ρk,t，即：其中，表示t-1时刻的EV至充电站的到达数，表示t-1时刻的充电站k充电桩的服务数；采用基于排队论的用户平均排队等候时间估计方法，获得充电站k在t时刻的平均排队等候的EV台数Nk,t：其中：P0,k,t：t时刻时充电站k内所有充电桩闲置的概率；Pn,k,t：t时刻时充电站k内n台充电桩服务的概率；mk：充电站k配备的充电桩个数；n：接受充电服务的EV数量；n-mk：排队等候充电的EV数量；充电站k在t时刻的平均排队时间Tk,wait为：根据实时交通信息，计算到达充电站k时的剩余电量er和EV在充电站k的充电时长Tc：er＝SOC·Ee-μ·DOk(8)其中，DOk表示EV出发点O和充电站k之间的距离。前述的步骤3)中，对于非预约用户即就近排队等待充电用户，综合目标函数为：对于预约充电用户即不需要排队充电的用户，综合目标函数为：其中：f1＝minT总＝min(TOk+TkG+Tk,wait+Tc)f2＝minT总＝min(TOk+TkG+Tc)f3＝min(DOk+DkG)f1max、f2max、f3max为优化前电动汽车选择前往的充电站进行充电的目标函数值；α1、α2、β1、β2为权系数，并且满足α1+α2＝1，β1+β2＝1。前述的步骤3)中，约束条件包括时间约束和容量约束：1)时间约束：对于预约充电的用户，必须在预约时间开始之前到达充电桩，即：treach+Δt≤sr(13)2)电池容量约束：EV到达充电站k时的剩余电量为er：er＝Esoc·Ee-μ·DOk(14)er须满足EV到达充电站时的剩余电量不能小于15％的电池容量：er＞0.15Ee(15)且EV充电后的电池容量不超过电池额定容量：其中，表示电池额定容量，Ek表示EV在充电站k的充电能量。前述的求解最优路径的步骤如下：31)首先通过EV车载终端的GPRS获取周边实时交通及充电站信息；32)判断初始剩余电量SOC是否能到达目的地，若能到达，则EV按原规划路径行驶；若不能，转33)；33)开始规划最优充电路径，从车载终端获取EV当前位置、车速、剩余里程、剩余电量等；34)统计周边各充电站EV排队情况，计算周边能够通行路段的车流量及通行速度；35)判断当前剩余电量是否能行驶至候选充电站，若不能，则规划最近充电站排队等待充电；若能，转36)；36)在约束条件的限值下，求解综合目标函数，使得该综合目标函数值为最优的路径即为最优路径，并估算EV充电开始和结束时间；充电开始时间＝起始时间+起点至充电站k所花费时长，其中，起点至充电站k所花费时长路长/实时路段通行速度；结束时间＝充电开始时间+充电时长，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车智能充电导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车智能充电导航方法，其特征在于，包括以下步骤：1)基于无线网络、GPRS，将大量的车辆信息、路况信息、充电站信息上传至控制中心，并进行特征数据挖掘提取；2)对提取的基于目标函数的信息数据进行分析和计算；3)以用户出行时间总成本及距离总成本最小为目标函数，以时间和容量为约束条件，基于Dijkstra算法制定包括充电资源、道路交通网及路况信息三方面的最优充电路径；4)将最优充电路径通过无线通信网络上传给EV车载终端和用户手机APP。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能充电导航方法，其特征在于，所述步骤1)中，车辆信息包括EV出发点O和目的地G的数据信息、EV初始剩余电量SOC、EV的电池容量Ee以及耗电量μ；路况信息包括EV所在区域内的路网节点i、两节点之间的路段距离Dij、道路等级、实时通行速度Vij,t、道路通行能力Cij以及实时车流量充电站信息包括充电站数量K、第k个充电站的充电桩数量mk、第k个充电站的充电桩的充电功率Pk、EV到达充电站k的数量以及第k个充电站的充电桩的服务数3.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能充电导航方法，其特征在于，所述进行特征数据挖掘提取，包括以下步骤：1-1)电动汽车用户连接业务数据和主题词网；1-2)基于无线网络、GPRS，收集大量的车辆信息、路况信息、充电站设施信息；1-3)对所得信息数据特征进行分析并得出分析结果，根据分析结果对数据特征进行修改，整合输入的特征要素和修改后的数据特征；1-4)开始数据挖掘模型自动设计，具体步骤如下：(41)首先开辟本次中间变量空间，生成本次挖掘序列并开辟本次挖掘模型空间；(42)初步建立可行挖掘模型集合；(43)针对每个可行挖掘模型进行调整；(44)评估调整后的挖掘模型；(45)推荐评估优秀的挖掘模型，展示挖掘报告。1-5)根据挖掘报告，对所得挖掘模型进行评估，满意，则进行1-7)；若不满意，则进行1-6)；1-6)调整并修改挖掘数据、特征描述以及主题词设计，再转到1-1)；1-7)部署该挖掘模型进行服务；1-8)对目标函数进行预处理。4.根据权利要求2所述的一种电动汽车智能充电导航方法，其特征在于，所述步骤2)中，基于目标函数的信息数据包括实时交通流量、行驶时间、预约时间、排队时间和充电时长；实时交通流量用路段的实时通行速度表征：其中，表示t-1时刻的车流量，表示t时刻路段eij的零流速；路段eij的行驶时间Tij：则用户从起始点O行驶至充电站k经过的所有路段的行驶时间之和TOk为：其中：Wa表示被访问的路网节点集合；Ka表示被访问充电站节点集合。xij表示路径决策变量，若EV由路网节点i行驶至j时，xij为1，否则为0。对于选择预约充电的EV用户，首先根据车速及剩余路程预估到达充电站的时间treach，并考虑车辆与充电桩设备的连接时间Δt，则将预约时间定为sr；对于非预约EV用户到达充电站，且所有的充电桩都在进行服务时，需要进行排队，根据实时交通信息，计算t时刻充电站k的用户平均到达率ηk,t和充电桩平均服务率ρk,t...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨婧，李鹏程，张俊玮，丛中笑，张秋雁，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：贵州,52