实现能源消耗最少的插电式混合动力汽车路径规划方法

实现能源消耗最少的插电式混合动力汽车路径规划方法

插电式混合动力汽车（PHEV）具有能源利用率高、噪声低和环境污染小等优点，因而逐渐成为传统化石燃料汽车的替代产品。目前，PHEV仍然存在电池充电时间过长、续驶里程较短等问题，这制约了其进一步推广。若能通过路径规划进一步改善PHEV的能源利用率，则能加快其推广。目前，路径规划的研究多针对传统化石燃料汽车，所选择行驶路径为行驶时间最短的路径。因而，需要针对PHEV开发出能源消耗最小行驶路径的路径规划方法。

由于不同的行驶路径具有不同的坡度，因而相同长度的路径可能产生不同的能源消耗。同时，由于道路路口信号灯的限制，造成汽车频繁的起动和制动。因而，在选择能源消耗最小行驶路径时，需要对传统的路径规划算法进行改进。实现能源消耗最小行驶路径的选择时，首先在地理信息系统中给出目的地和当前位置，之后生成所有可行的行驶路径。同时，标出可行路径各路口处的高度、信号灯控制时间、各路段的长度和车速限制。根据能量转换和守恒定律计算汽车的能源消耗，依次选择出能源消耗最小的路径。由于能源消耗最小的行驶路径往往需要以增加汽车行驶时间为代价，因而规定：如果能源消耗最小的行驶路径所对应的行驶时间与Open Route Service路径规划软件生成的优化路径行驶时间差异达到8%，则舍弃该路径而寻求新路径。通过在英国伦敦进行的原型系统试验表明，采用能源消耗最小行驶路径规划方法生成的行驶路径能够节省能源消耗5%以上，而行驶时间只增加了3.6%。

Pramit Baul et al. SAE 2016-01-2219.

编译：张振伟