电动汽车服务的路径与调度问题研究
发布时间：2020-12-13 15:32
随着电动汽车行业的迅速发展,电动汽车在电力市场领域的影响力越来越大。但是由于现阶段电池技术以及充放电技术的限制,电动汽车在大范围应用上存在掣肘。因此,如何制定一个合理有序的电动汽车路径与调度优化方案成为现阶段的重要课题。由于电动汽车本身电池容量低、充电设施普及率低等特点,导致电动汽车续航里程较低、车辆利用率严重不足。这一方面增加了企业的运行成本,另一方面也影响了企业的服务质量。因此,如何在现有条件下增加电动汽车的续航里程、提高车辆利用率显得至关重要。为实现以上目标,现针对物流配送领域以及医疗服务领域进行了研究,分析了电动汽车在电力市场方面的相关特性,得到了电动汽车的路径与调度优化方案。针对物流配送领域,通过分析电动汽车在实际运行中的特点,将尽可能多的实际因素考虑在内,先后建立了电动汽车的电量消耗模型、充电模型。之后,结合顾客时间窗,建立了以电动汽车耗电量与总提前或延迟时间的权重和为目标的电动汽车路径优化(Electric Vehicle Routing Problem with Time Windows,EVRPTW)模型。最后,引入了狼群算法、头脑风暴算法,并通过Matlab仿真系统...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各省市奖补标准趋势图
青岛大学硕士学位论文动系速比；η表示传动系效率。()221.153600η+=DvrmgfCAvPi(2-1)由此，代入数据可以得到电动汽车的续航里程计算公式，如公式(2-2)所示：2S=3600vWη/P(2-2)其中，S表示汽车的续航里程；W表示汽车的电池容量；2η表示电动汽车的电机效率；P表示电动汽车的耗电功率。由此可见，电动汽车的续航里程主要受到两大类因素的影响。一类为自身因素，包括自身重量、电机效率、电池容量等等；一类为外在因素，如空气阻力、摩擦阻力等环境因素。2.2.2充放电特性电动汽车的电池状态通常用SOC进行描述。SOC是一种常用的电池参数，等于电池的剩余电量与电池容量的比值[43]。而电动汽车的电池状态分为充电和放电两种。其中，以磷酸铁锂电池为例，电动汽车的放电状态如图2-2所示。从图中可以看出，其状态并不是一个线性关系，尤其是当SOC小于等于10%时，放电加快，这意味着此阶段对电池施压过大，容易造成损坏。因此，在使用电动汽车过程中，应注意避免电池剩余电量小于10%。图2-2SOC与电动汽车端电压变化曲线Fig.2-2SOCandelectricvehicleterminalvoltagechangecurve.8
青岛大学硕士学位论文从公式(2-2)得知，电池电量与电动汽车的续航里程有联系。两者存在可如图2-3所示的近似成负相关的关系，即SOC越大，续航里程越低。图2-3SOC与电动汽车续航里程关系曲线Fig.2-3RelationshipcurvebetweenSOCandEVmileage.而对于电动汽车的充电特性，往往与现阶段的充电技术有关。目前，主要有常规充电、快速充电以及换电池三种充电方式，其特点如表2-1所示。表2-1充电方式对比表Tab.2-1Comparisonofchargingmethods.充电方式原理优点缺点适用范围更换电池将未满电电池更换为满电电池操作时间短由专业人员进行电池更换，受电池类型限制，成本过高未得到普及常规充电小电流交流充电充电成本低，可削峰填谷充电速度慢居民小区等快速充电大电流直流充电充电速度快对电池损耗大大型公共以及应急场所相关研究表明，电动汽车在充电过程中，SOC、电压、电流都处于一定的变化中，其变化大致分为两个阶段。第一阶段，电流保持不变，电量随时间增加而线性增加，此阶段一直持续到电压达到特定最大值，此时SOC约为80%。第二阶段，电流随时间增加而指数减小，电压则保持不变，电池电量缓慢增加。2.3遗传算法车辆路径与调度问题属于NP-hard问题，关于此类问题研究，现阶段已经提出9
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LSTM神经网络的锂离子电池荷电状态估算[J]. 明彤彤,王凯,田冬冬,徐松,田浩含. 广东电力. 2020(03)
[2]基于短期预测信息和长期值函数近似的大规模电动汽车实时随机优化调度算法[J]. 王彬,郭文鑫,李世明,赵瑞锋,李波,卢建刚,潘振宁. 电力系统保护与控制. 2019(24)
[3]车辆路径优化问题及求解方法研究综述[J]. 庞燕,罗华丽,邢立宁,任腾. 控制理论与应用. 2019(10)
[4]集群电动汽车参与电网调峰技术综述[J]. 刘顺桂,胡寰宇,艾欣,孙杰. 华北电力大学学报(自然科学版). 2019(02)
[5]考虑能源结构和气候因素的电动汽车温室气体影响[J]. 任梦磊,杨斌,李珺. 环境科学学报. 2019(07)
[6]基于充电设备利用率的电动汽车充电路径多目标优化调度[J]. 周天沛,孙伟. 电力系统保护与控制. 2019(04)
[7]燃料电池汽车能量管理系统运用复合模糊逻辑控制的研究[J]. 周圣哲,崔强,张懋源,夏国廷,王凯. 发电技术. 2018(06)
[8]一种改进的头脑风暴优化算法[J]. 梁志刚,顾军华,侯向丹. 河北工业大学学报. 2018(06)
[9]基于matlab的电动汽车等速续航里程影响因素分析[J]. 陈善球,方瑞莲,范健文. 内燃机与配件. 2018(21)
[10]基于时空网络建模的分时租赁系统电动汽车优化调度方法[J]. 赵蒙,安实,王健,崔建勋. 科学技术与工程. 2018(23)
博士论文
[1]考虑电动汽车广泛接入的电力系统规划与运行策略[D]. 姚伟锋.浙江大学 2014
硕士论文
[1]纯电动物流车城市配送调度优化研究[D]. 吴思华.北京交通大学 2018
本文编号：2914773
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各省市奖补标准趋势图
青岛大学硕士学位论文动系速比；η表示传动系效率。()221.153600η+=DvrmgfCAvPi(2-1)由此，代入数据可以得到电动汽车的续航里程计算公式，如公式(2-2)所示：2S=3600vWη/P(2-2)其中，S表示汽车的续航里程；W表示汽车的电池容量；2η表示电动汽车的电机效率；P表示电动汽车的耗电功率。由此可见，电动汽车的续航里程主要受到两大类因素的影响。一类为自身因素，包括自身重量、电机效率、电池容量等等；一类为外在因素，如空气阻力、摩擦阻力等环境因素。2.2.2充放电特性电动汽车的电池状态通常用SOC进行描述。SOC是一种常用的电池参数，等于电池的剩余电量与电池容量的比值[43]。而电动汽车的电池状态分为充电和放电两种。其中，以磷酸铁锂电池为例，电动汽车的放电状态如图2-2所示。从图中可以看出，其状态并不是一个线性关系，尤其是当SOC小于等于10%时，放电加快，这意味着此阶段对电池施压过大，容易造成损坏。因此，在使用电动汽车过程中，应注意避免电池剩余电量小于10%。图2-2SOC与电动汽车端电压变化曲线Fig.2-2SOCandelectricvehicleterminalvoltagechangecurve.8
青岛大学硕士学位论文从公式(2-2)得知，电池电量与电动汽车的续航里程有联系。两者存在可如图2-3所示的近似成负相关的关系，即SOC越大，续航里程越低。图2-3SOC与电动汽车续航里程关系曲线Fig.2-3RelationshipcurvebetweenSOCandEVmileage.而对于电动汽车的充电特性，往往与现阶段的充电技术有关。目前，主要有常规充电、快速充电以及换电池三种充电方式，其特点如表2-1所示。表2-1充电方式对比表Tab.2-1Comparisonofchargingmethods.充电方式原理优点缺点适用范围更换电池将未满电电池更换为满电电池操作时间短由专业人员进行电池更换，受电池类型限制，成本过高未得到普及常规充电小电流交流充电充电成本低，可削峰填谷充电速度慢居民小区等快速充电大电流直流充电充电速度快对电池损耗大大型公共以及应急场所相关研究表明，电动汽车在充电过程中，SOC、电压、电流都处于一定的变化中，其变化大致分为两个阶段。第一阶段，电流保持不变，电量随时间增加而线性增加，此阶段一直持续到电压达到特定最大值，此时SOC约为80%。第二阶段，电流随时间增加而指数减小，电压则保持不变，电池电量缓慢增加。2.3遗传算法车辆路径与调度问题属于NP-hard问题，关于此类问题研究，现阶段已经提出9
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LSTM神经网络的锂离子电池荷电状态估算[J]. 明彤彤,王凯,田冬冬,徐松,田浩含. 广东电力. 2020(03)
[2]基于短期预测信息和长期值函数近似的大规模电动汽车实时随机优化调度算法[J]. 王彬,郭文鑫,李世明,赵瑞锋,李波,卢建刚,潘振宁. 电力系统保护与控制. 2019(24)
[3]车辆路径优化问题及求解方法研究综述[J]. 庞燕,罗华丽,邢立宁,任腾. 控制理论与应用. 2019(10)
[4]集群电动汽车参与电网调峰技术综述[J]. 刘顺桂,胡寰宇,艾欣,孙杰. 华北电力大学学报(自然科学版). 2019(02)
[5]考虑能源结构和气候因素的电动汽车温室气体影响[J]. 任梦磊,杨斌,李珺. 环境科学学报. 2019(07)
[6]基于充电设备利用率的电动汽车充电路径多目标优化调度[J]. 周天沛,孙伟. 电力系统保护与控制. 2019(04)
[7]燃料电池汽车能量管理系统运用复合模糊逻辑控制的研究[J]. 周圣哲,崔强,张懋源,夏国廷,王凯. 发电技术. 2018(06)
[8]一种改进的头脑风暴优化算法[J]. 梁志刚,顾军华,侯向丹. 河北工业大学学报. 2018(06)
[9]基于matlab的电动汽车等速续航里程影响因素分析[J]. 陈善球,方瑞莲,范健文. 内燃机与配件. 2018(21)
[10]基于时空网络建模的分时租赁系统电动汽车优化调度方法[J]. 赵蒙,安实,王健,崔建勋. 科学技术与工程. 2018(23)
博士论文
[1]考虑电动汽车广泛接入的电力系统规划与运行策略[D]. 姚伟锋.浙江大学 2014
硕士论文
[1]纯电动物流车城市配送调度优化研究[D]. 吴思华.北京交通大学 2018
本文编号：2914773
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