基于动态交通信息的电动汽车节能行驶控制模型研究

【摘要】：电动汽车以其使用过程中零污染、低噪声、能源效率高等特点,在世界各国城市低碳交通建设中的作用备受期待。然而,由于电动汽车续航里程普遍较短、充电配套设施建设相对滞后等原因,电动汽车的使用和推广受到了严重制约。除了通过电动汽车自身的技术研发改善续航能力外,如何通过规划节能路径、改善驾驶者对于车辆的行驶控制方式,进而减少行驶过程中的电能消耗以提高电动汽车的续航里程等方法,对于现阶段电动汽车的推广具有非常重要的意义。 首先,本文对现阶段节能驾驶研究和节能行驶控制中常用的机动车能耗排放模型研究进行综述,分析现有研究的不足。 其次,基于电动汽车微观行驶数据,分析微观行驶参数和能耗特征的关系,构建电动汽车微观能耗模型；同时通过设计不同场景,分析各场景下的不同行驶控制方式及其能耗情况。 再次,基于动态交通信息和电动汽车中观能耗模型,构建基于动态交通信息的电动汽车节能路径规划算法；在此基础上,结合电动汽车微观能耗模型,考虑车辆性能、路段信息、路网动态交通信息等因素,以速度、加速度作为控制变量,构建基于动态交通信息的快速路电动汽车节能行驶控制模型；基于改进遗传算法,求解节能行驶控制曲线。 最后,基于北京市道路网和动态交通信息数据库,利用以上模型,探索快速路节能路径,计算该路径的节能行驶控制曲线,并对节能行驶控制方案进行分析。结果表明,本文提出的基于动态交通信息的电动汽车节能路径及节能行驶控制参数,具有良好的节能效果,可以为驾驶者的节能行驶方案提供指导,对电动汽车的使用和推广具有积极的支持作用。 【关键词】：电动汽车 能耗模型 节能路径规划 节能行驶控制模型 节能行驶控制曲线
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 图目录10-11
• 表目录11-12
• 1 引言12-17
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 研究目的及内容13-14
• 1.3 主要技术路线14-16
• 1.4 论文结构安排16-17
• 2 国内外研究现状17-30
• 2.1 节能驾驶研究现状17-23
• 2.1.1 节能驾驶实验分析17-21
• 2.1.2 节能驾驶理论分析21-23
• 2.2 机动车能耗和排放模型综述23-28
• 2.2.1 宏观模型24-25
• 2.2.2 中观模型25-26
• 2.2.3 微观模型26-28
• 2.3 本章小结28-30
• 3 电动汽车微观能耗模型及能耗特征分析30-46
• 3.1 电动汽车能耗数据收集31-36
• 3.2 基于行驶控制参数的电动汽车能耗统计分析36-37
• 3.3 电动汽车微观能耗模型37-39
• 3.4 行驶控制方式及其能耗特征分析39-44
• 3.4.1 模拟场景设计39-42
• 3.4.2 行驶控制方式及其能耗特征分析42-44
• 3.5 本章小结44-46
• 4 基于动态交通信息的电动汽车节能行驶控制模型46-62
• 4.1 基于动态交通信息的电动汽车节能路径规划46-52
• 4.1.1 路网构建47-49
• 4.1.2 电动汽车能耗因子模型49-50
• 4.1.3 基于浮动车技术的路网分时段动态行程时间划分50-51
• 4.1.4 广义费用建立与最短路算法51-52
• 4.2 电动汽车节能行驶控制模型的目标函数52-53
• 4.3 节能行驶控制模型的约束条件53-55
• 4.3.1 电动汽车性能及链路限速53
• 4.3.2 动态交通信息53-55
• 4.3.3 链路输入量的确定方法55
• 4.4 模型求解算法设计55-61
• 4.4.1 遗传算法简介55-56
• 4.4.2 面向行驶控制模型的改进遗传算法设计56-59
• 4.4.3 算例分析59-61
• 4.5 本章小结61-62
• 5 基于北京市道路网的电动汽车节能行驶控制方案设计62-70
• 5.1 基础数据说明62-63
• 5.2 节能路径探索63-64
• 5.3 节能行驶控制方案设计64-69
• 5.4 本章小结69-70
• 6 结论70-72
• 6.1 论文主要工作70-71
• 6.2 研究展望71-72
• 参考文献72-76
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果76-78
• 学位论文数据集78

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