專利名稱：電動汽車充換電站的電池組更換與充電優(yōu)化控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電動汽車充換電站的電池組更換與充電優(yōu)化控制方法。
背景技術(shù)：
近年來隨著節(jié)能減排，交通工具電氣化的推進，未來大規(guī)模電動汽車的充電行為將給電網(wǎng)帶來較大影響，而它的儲能特性也將為電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行提供新的機遇。電動汽車的充電方式主要分為充電模式和更換電池組模式。為電動汽車提供換電服務(wù)的是電動汽車電池組更換站。充換電模式指的電池組更換站同時有電池組充電和電池組更換能力，主要包括供電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、電池組更換系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、電池組檢測與維護管理系統(tǒng)等組成部分。電動汽車充換電站為滿足電動汽車換電需求而產(chǎn)生的大功率充電負荷將可能造成配電網(wǎng)線路過載，電壓跌落，配電變壓器過載，配電網(wǎng)峰谷負荷差加劇等不良影響。另一方面，大功率充電和不均衡使用會對電池組的使用壽命造成不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。特別解決充電負荷過大導(dǎo)致配電網(wǎng)線路過載，電壓跌落，配電變壓器過載，配電網(wǎng)峰谷負荷差加劇的不良影響，且解決了大功率充電和不均衡縮短電池使用壽命的缺點。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種電動汽車充換電站的電池更換與充電優(yōu)化控制方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例提出了一種電動汽車充換電站的電池更換與充電優(yōu)化控制方法，包括以下步驟:A 向電動汽車充換電站的控制系統(tǒng)輸入電動汽車車輛群體的車輛信息、所述電動汽車車輛群體的備用電池組的基本信息和用于對電池組充電的當(dāng)日電價信息；B 根據(jù)所述車輛信息得到所述電動汽車車輛群體的運營時間段和非運營時間段并分別以第一單位時間長度S_INV和第二單位時間長度L_INV將所述運營時間段和非運營時間段均分為多個時間段；C 根據(jù)所述車輛信息以及運營安排建立模擬所述電動汽車車輛群體運營規(guī)律的模型以得到每輛電動汽車的發(fā)車時間和到站時間，并同時得到電動汽車車輛群體的電池組的第一電量信息；D 根據(jù)所述第一電量信息和預(yù)設(shè)的第二電量信息得到所述模擬電動汽車車輛群體模型的電池組的更換時間和更換時的第三電量信息； E 根據(jù)所述更換時間和所述第三電量信息采用換電優(yōu)勢算法得到所述模擬電動汽車車輛群體模型的電池組的換電計劃表；F 根據(jù)所述換電計劃表和所述用于對電池組充電的當(dāng)日電價信息構(gòu)造用于控制所述電動汽車充換電站的充電機進行充電的充電控制矩陣Cmxt，
其中，所述當(dāng)日電價信息為pricen，n = 1,2,3,...... 1440 ；G 根據(jù)所述充電控制矩陣Cmxt
控制所述充電機的充電時間和功率。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的電動汽車充換電站的電池更換與充電優(yōu)化控制方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述車輛信息包括車輛數(shù)量N、電池組容量CA、初始電量水平socy = 1,2,3· N、車輛行駛耗電量CONi, i = 1,2,3 · N、發(fā)車計劃表TIMETABLE、行駛里程RAi, i = 1，2，3 · N、行駛下限電量水平MSOC和行駛速度Vi, i = 1，2，3 · N。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述備用電池組的基本信息包括備用電池組的電池數(shù)量M，備用電池組的初始= M和備用電池組的允許充電額定功率Pi, i = 1,2, 3 · M。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟C進一步包括輸入所述車輛信息以及所述第一單位時間長度S_INV和第二單位時間長度L_INV ；根據(jù)所述發(fā)車計劃表TIMETABLE、 車輛數(shù)量N、行駛里程RA”車輛行駛速度Vi和第一單位時間長度S_INVS_INV以及第二單位時間長度L_INV建立模擬電動汽車車輛群體模型的發(fā)車時間《和到站時間對，其中， 《為根據(jù)發(fā)車計劃表的第k輛車第r次從充換電站出發(fā)的時間段，對為第k輛車運行第
Jr r RAk 60
r次到達充換電站的時間段，其中 <mv。根據(jù)電池組容量CA、車輛行駛
耗電量⑶隊、發(fā)車計劃表TIMETABLE、行駛里程RAiA"和對得到所述第一電量信息，其中 SOCrk=SOCrk-1 -M^Mxl00OZo，其中為第k輛車在第r次發(fā)車時電池組的電量水平。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟D進一步包括將所述第一電量信息和預(yù)設(shè)的第二電量信息進行比較；如果所述第一電量信息小于或等于所述第二電量信息，則進行電池組更換，并記錄下每一個更換電池組的更換時間和更換時的電池組當(dāng)前的第三電量信肩、ο根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟E進一步包括根據(jù)所述更換時間和所述第三電量信息確定電動汽車的電池組的更換順序；根據(jù)備用電池組的電池數(shù)量M,備用電池組的初始= M確定備用電池組的更換順序以進行對所述電動汽車的第一次換電；根據(jù)電動汽車的每一個電池組的上一輪換電時間和換電時電池組剩余的電量信息之間的關(guān)系確定對所述電動汽車的當(dāng)前一輪的換電，其中，所述關(guān)系通過如下公式確定
Λ-l _ Λ-1
adkJ = (SOCkm1 χCAm -SOCkn-1 xCAn) + Px “:；如果。,！、n 則先通過 m 號電池組進
60aamn > U ‘
行換電，否則先通過η號電池組進行換電；根據(jù)每一輪的換電策略得到所述電動汽車車輛群體模型的電池組的換電計劃表。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟F進一步包括讀入所述換電計劃表；讀入當(dāng)日電價信息；根據(jù)所述換電計劃表和所述當(dāng)日電價信息構(gòu)造所述充電控制矩陣Cmxt， 其中Cu為對第i號電池組進行充電的充電機在當(dāng)日第j個時間段內(nèi)對電池的充電功
T fBNUM \
率；根據(jù)公式mm/ = Z PricejXtjX ^ ，確定充電時間段，其中f為在T個時間段所
；=1 Vi=l J
有電池組的充電成本之和；在所述充電時間段內(nèi)按如下公式進行充電控制，所述公式為
Sk X t
Σ T^f-^soco - socOff)；通過線性規(guī)劃算法對所述充電控制矩陣cMXT進行優(yōu)化。
j=bk I』根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，讀入當(dāng)日電價信息，所述當(dāng)日電價信息為pricey j =
51,2,3,......T，其中，j表示第j時間段。根據(jù)本發(fā)明的實施例通過分析電動汽車車輛群體的換電需求后，在滿足換電需求的前提下，優(yōu)化電池的更換和充電過程，提高電池使用壽命，并且避開用電高峰，在負荷低谷時段集中對電池組充電，提高電網(wǎng)負荷率和整體的經(jīng)濟性，實現(xiàn)電力資源經(jīng)濟有效配置， 有效提高了電動汽車充換電站的經(jīng)濟效益。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1為本發(fā)明實施例的電動汽車充換電站的電池更換與充電優(yōu)化控制方法的整體流程圖；以及圖2為本發(fā)明實施例的電動汽車充換電站的電池更換與充電優(yōu)化控制方法的中對車輛群體換電行為模擬的詳細流程圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、 “后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的電動汽車充換電站的電池更換與充電優(yōu)化控制方法。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明實施例的電動汽車充換電站的電池更換與充電優(yōu)化控制方法，結(jié)合圖2，為本發(fā)明實施例的電動汽車充換電站的電池更換與充電優(yōu)化控制方法的詳細流程圖。包括如下步驟步驟S101，向電動汽車充換電站的控制系統(tǒng)輸入電動汽車車輛群體的車輛信息、 所述電動汽車車輛群體的備用電池組的基本信息和用于對電池組充電的當(dāng)日電價信息。1、電動汽車車輛群體的車輛信息至少包括以下信息，即車輛數(shù)量N、電池組容量CA、初始電量水平SOG,/ = 1,2,3· #、車輛行駛耗電量CONi, i = 1，2，3·Ν、發(fā)車計劃表 TIMETABLE、行駛里程RAi, i = 1，2，3 · N、行駛下限電量水平MSOC和行駛速度Vi, i = 1，2，
3 · N。2、備用電池組的基本信息至少包括備用電池組的電池數(shù)量M，備用電池組的初始 ^,/ = 1,2,3· M和備用電池組的允許充電額定功率Pi, i = 1，2，3 ·Μ。3、用于對電池組充電的當(dāng)日電價信息pricevn = 1，2，3，...... 1440。即將一天
24小時按分鐘計算，總計1440分鐘。步驟S102，根據(jù)所述車輛信息得到所述電動汽車車輛群體的運營時間段和非運營時間段并分別以第一單位時間長度S_INV和第二單位時間長度L_INV將所述運營時間段和非運營時間段均分為多個時間段。根據(jù)車輛信息預(yù)置以下參數(shù)，即第一單位時間長度S_INV和第二單位時間長度L_ INV。具體而言，根據(jù)所述車輛信息，得到電動汽車車輛群體的運營時間。因為在車輛運營的過程中才會存在電池更換的情況，對一天1440min的時間進行不均等分段，即將運營時間以第一單位時間長度S_INV分割成多個均等的時間段，將非運營時間以第二單位時間長度L_INV分割成多個時間段。在本發(fā)明的一個實施例中，對一天1440min的時間進行不均等分段，分段方法為，在運營時間內(nèi)每個時間段長度均為S_INV分鐘，非車輛運行期內(nèi)每個時間段長度為L_INV分鐘。這樣將一天1440min分成了 T個時間段。由此，能在減少計算的同時保證對電動汽車充換電站的換電需求描述和優(yōu)化充換電控制的精確性。步驟S103，根據(jù)所述車輛信息以及運營安排建立模擬所述電動汽車車輛群體運營規(guī)律的模型以得到每輛電動汽車的發(fā)車時間和到站時間，并同時得到電動汽車車輛群體的電池組的第一電量信息，包括以下步驟步驟S1031，輸入所述車輛信息以及所述第一單位時間長度S_INV和第二單位時間長度L_INV。步驟S1032，根據(jù)所述發(fā)車計劃表TIMETABLE、車輛數(shù)量N、行駛里程RA”車輛行駛速度Vi和第一單位時間長度S_INVS_INV以及第二單位時間長度L_INV建立模擬電動汽車車輛群體模型的發(fā)車時間《和到站時間對，其中Λ"為根據(jù)發(fā)車計劃表的第k輛車第 r次從充換電站出發(fā)的時間段，對為第k輛車運行第r次到達充換電站的時間段，其中，
Jr r RAk 60
A = h +yxs /Λ^。換言之，由TIMETABLEjARAiJi和S_INV以及L_INV，建立數(shù)學(xué)模型
” r RAt 60
模擬仿真車輛群體的發(fā)車時間一Π到站時間I ,和#兩者由關(guān)系式對
kk kkJc—
計算得到。步驟S1033，根據(jù)電池組容量CA、車輛行駛耗電量⑶隊、發(fā)車計劃表TIMETABLE、行
駛里程RAi γ和傲得到所述第一電量信息，其中SOq =SOCr1 -r^ON1c通%，其中，
k k
SOCrk為第k輛車在第r次發(fā)車時電池組的電量水平。通俗地講，根據(jù)CA、CONi、TIMETABLE、 RAi和步驟S1032中計算得到的^和，來計算電池組的電量信息(第一電量信息)，記為
SOc0由= ^ocr1 .ra^ x^Nk xl00%式可以得到第k輛車在第r次發(fā)車時電池組的
7電量信息(第k輛車在第r次發(fā)車時電池組的第一電量信息)。步驟S104，根據(jù)所述第一電量信息和預(yù)設(shè)的第二電量信息得到所述模擬電動汽車車輛群體模型的電池組的更換時間和更換時的第三電量信息，包括以下步驟步驟S1041，將所述第一電量信息和預(yù)設(shè)的第二電量信息進行比較。容易理解，預(yù)設(shè)的第二電量信息，記為MSOC，MSOC表示滿足行駛需求最低電池組電量水平要求時的電池組的剩余電量水平信息。步驟S1042，如果所述第一電量信息小于或等于所述第二電量信息，則進行電池組更換，并記錄下每一個更換電池組的更換時間和更換時的電池組當(dāng)前的第三電量信息。即在SOC ( MSOC時則進行換電，記錄下電池組的更換時間(卸載時間)和更換時的電池組當(dāng)前的第三電量信息，記為soc。ff(卸載時電池組的S0C)。步驟S105，根據(jù)所述更換時間和所述第三電量信息采用換電優(yōu)勢算法得到所述模擬電動汽車車輛群體模型的電池組的換電計劃表，具體包括以下步驟步驟S1051，根據(jù)所述更換時間和所述第三電量信息S0C。ff確定電動汽車的電池組的更換順序。即根據(jù)更換時間的先后以及剩余的第三電量信息soc。ff安排電池組的更換順序，例如，可以將更換時間靠前的電池組進行先一步的換電，也可以對于剩余的第三電量信息soc。ff大的電池組進行先行換電安排。步驟S1052，根據(jù)備用電池組的電池數(shù)量M，備用電池組的初始SOCi0,/ = 1,2,3· M 確定備用電池組的更換順序以進行對所述電動汽車的第一次換電。即對于電池組第一輪換電的安排。根據(jù)備用電池組的電池數(shù)量M，備用電池組的初始SOCiV = I,之3· MM 電池組按照初始電量信息SOC的大小進行編號，以編號為m和η號電池為例進行說明， SOC0m > SOC0n om<n ,編號小的電池組先安排換電。步驟S1053，根據(jù)電動汽車的每一個電池組的上一輪換電時間和換電時電池組剩余的電量信息之間的關(guān)系確定對所述電動汽車的當(dāng)前一輪的換電，其中，所述關(guān)系通過如
Λ-\ _ Λ-\
下公式確定:ad= = (SOCkm1 xCAm-SOCkn-1XCAn) +Pχ ” — m ，式中 ！為第 m 塊電
60 ^tyum
池在第k-1輪被換下來時的第三電量信息S0C。ff (剩余電量信息)。換言之，進行對于電池組的第k輪換電安排，綜合兩方面的因素，一是電池組在第k-1 (上一輪換電)輪換電中的電池剩余電量情況，二是電池組在第k-1輪中換電中從車輛上換下的時間，提出了一種換電優(yōu)勢算法來綜合衡量電池組換下的時間和電量水平兩方面的情況，算法通過如下公式進
Λ-l _ Λ-1
行，ad= = (SOCkm1 χCAm -SOCkn-1 xCAn) + Px “ — m來表示兩者之間的絕對優(yōu)勢。
60步驟S1054，如果 κ^:1 > 0，則先通過m號電池組進行換電，否則先通過η號電池組進行換電。由步驟S1053得到的絕對優(yōu)勢，安排電池組換電順序的換電優(yōu)勢，若W:1 >0則表示電池組m相對電池組η有優(yōu)勢，先安排m號電池組進行換電，反之則電池組m和電池組η 之間應(yīng)交換順序。步驟S1055，根據(jù)每一輪的換電策略得到所述電動汽車車輛群體模型的電池組的換電計劃表。綜合每一輪的換電策略后，對于每輪的換電順序進行遞推，依次根據(jù)換電需求信息推得每組電池在每一輪換電中被換上和換下的時間，進而得到了整體的換電計劃表，
8包含每組電池的更換時間和被卸載下時的電量信息S0C。ff。步驟S106，根據(jù)所述換電計劃表和所述用于對電池組充電的當(dāng)日電價信息構(gòu)造用于控制所述電動汽車充換電站的充電機進行充電的充電控制矩陣Cmxt，其中，所述當(dāng)日電價信息為Pricen, η = 1,2,3,...... 1440。具體包括以下步驟步驟S1061，讀入所述換電計劃表。步驟S1062，讀入當(dāng)日電價信息。即按照第一單位時間長度S_INV和第二單位時間
長度L_INV讀入當(dāng)日電價信息，即得到充電站的當(dāng)日用電電價price」，j = 1,2,3,......Τ,
j為第j時間段。步驟S1063，根據(jù)所述換電計劃表和所述當(dāng)日電價信息構(gòu)造所述充電控制矩陣 Cmxt，其中Cu為對第i號電池組進行充電的充電機在當(dāng)日第j個時間段內(nèi)對電池的充電功率。
T fBNUM \步驟31064，根據(jù)公式111111/ = ；^ price^t^ ^ ^，確定充電時間段，其中f為
；=1 Vi=l J
在T個時間段所有電池組的充電成本之和。
T fBNUM \也就是說。按下式確定控制目標(biāo)函數(shù)rnm/ = ^ Pricej xt}x ^ ，
；=1 Vi=l J表示整日第T時間段中所有電池組的充電成本最小，經(jīng)濟效益取最大值，以此作為控制目標(biāo)函數(shù)。步驟S1065，在所述充電時間段內(nèi)按如下公式進行充電控制，所述公式為 Sk χ f
Yj^HSOCkon-SOCko;).
j=bk LA具體而言，確定約束條件，即電池組在優(yōu)化換電安排的充電時間內(nèi)完成充電， Sk χ t
Σ T^f-(SOCkon-SOC》，表示被充電的電動汽車電池組的電量水平經(jīng)過充電，需要從充
j=bk I』
電開始時的^OCg1到達此輪所需求的最終充電水平^SOCi ,同時只能在時間段l3k到時間段 sk之間的時間進行充電。其中Wc表示第k-Ι輪時電池組回到充換電站內(nèi)的時間段，即為第k輪充電的起始時間段，sk表示第k輪電池被換上的時間段，即為第k輪充電結(jié)束的時間段。Phmin彡Xhj彡P(guān)hmax表示對h號的充電功率需要滿足電池h的允許充電功率要求。步驟S1066，通過線性規(guī)劃算法對所述充電控制矩陣Cmxt進行優(yōu)化。通過用線性規(guī)劃算法求解上述優(yōu)化問題，根據(jù)上述計算最終得到優(yōu)化后的充電機充電控制策略矩陣 Cmxto步驟S107，根據(jù)所述充電控制矩陣Cmxt控制所述充電機的充電時間和功率。具體地，根據(jù)上一步得到的充電機充電功率控制策略矩陣Cmxt，來控制充電機的充電功率。根據(jù)本發(fā)明的實施例，解決充電負荷過大導(dǎo)致配電網(wǎng)線路過載，電壓跌落，配電變壓器過載，配電網(wǎng)峰谷負荷差加劇的不良影響，且解決了大功率充電和不均衡縮短電池使用壽命的缺點，具體地通過分析電動汽車車輛群體的換電需求后，在滿足換電需求的前提下，優(yōu)化電池的更換和充電過程，提高電池使用壽命，并且避開用電高峰，在負荷低谷時段集中對電池組充電，提高電網(wǎng)負荷率和整體的經(jīng)濟性，實現(xiàn)電力資源經(jīng)濟有效配置，有效提高了電動汽車充換電站的經(jīng)濟效益。另外，本發(fā)明的實施例步驟簡單，采用的分解建模和制定優(yōu)化換電計劃表的思路大大減少了問題的計算量。根據(jù)輸入的信息，可快速計算分析制定充電站內(nèi)不同的換電電動汽車群體的換電和充電控制策略，由安裝在充電機的控制單元實現(xiàn)對電動汽車電池的充電優(yōu)化控制。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。
權(quán)利要求
1.一種電動汽車充換電站的電池更換與充電優(yōu)化控制方法，其特征在于，包括以下步驟A 向電動汽車充換電站的控制系統(tǒng)輸入電動汽車車輛群體的車輛信息、所述電動汽車車輛群體的備用電池組的基本信息和用于對電池組充電的當(dāng)日電價信息；B:根據(jù)所述車輛信息得到所述電動汽車車輛群體的運營時間段和非運營時間段并分別以第一單位時間長度S_INV和第二單位時間長度L_INV將所述運營時間段和非運營時間段均分為多個時間段；C:根據(jù)所述車輛信息以及運營安排建立模擬所述電動汽車車輛群體運營規(guī)律的模型以得到每輛電動汽車的發(fā)車時間和到站時間，并同時得到電動汽車車輛群體的電池組的第一電量信息；D 根據(jù)所述第一電量信息和預(yù)設(shè)的第二電量信息得到所述模擬電動汽車車輛群體模型的電池組的更換時間和更換時的第三電量信息；E 根據(jù)所述更換時間和所述第三電量信息采用換電優(yōu)勢算法得到所述模擬電動汽車車輛群體模型的電池組的換電計劃表；F 根據(jù)所述換電計劃表和所述用于對電池組充電的當(dāng)日電價信息構(gòu)造用于控制所述電動汽車充換電站的充電機進行充電的充電控制矩陣Cmxt，其中，所述當(dāng)日電價信息為pricen, η = 1,2,3,...... 1440 ；G 根據(jù)所述充電控制矩陣Cmxt控制所述充電機的充電時間和功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述車輛信息包括車輛數(shù)量N、 電池組容量CA、初始電量水平SOG,/ = 1,2,3· #、車輛行駛耗電量CONi, i = 1，2，3 · N、發(fā)車計劃表TIMETABLE、行駛里程RAi, i = 1，2，3 · N、行駛下限電量水平MSOC和行駛速度Vi, i = 1，2，3 · N。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述備用電池組的基本信息包括備用電池組的電池數(shù)量M，備用電池組的初始^SOCi0,/ = 1,2,3· M和備用電池組的允許充電額定功率Pi, i = 1，2，3 · M。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述步驟C進一步包括 輸入所述車輛信息以及所述第一單位時間長度S_INV和第二單位時間長度L_INV ； 根據(jù)所述發(fā)車計劃表TIMETABLE、車輛數(shù)量N、行駛里程RA”車輛行駛速度Vi和第一單位時間長度S_INVS_INV以及第二單位時間長度L_INV建立模擬電動汽車車輛群體模型的發(fā)車時間^和到站時間瑪“，其中Λ"為根據(jù)發(fā)車計劃表的第k輛車第r次從充換電站出發(fā)的 時間段，,為第k輛車運行第r次到達充換電站的時間段，其中，鞏=fk+-^xs爾。 根據(jù)電池組容量CA、車輛行駛耗電量⑶隊、發(fā)車計劃表TIMETABLE、行駛里程RAi義和抓得到所述第一電量信息，其中奶q =奶Cr1-i^χ οο%，其中，^為第k輛 車在第r次發(fā)車時電池組的電量水平。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述步驟D進一步包括 將所述第一電量信息和預(yù)設(shè)的第二電量信息進行比較；如果所述第一電量信息小于或等于所述第二電量信息，則進行電池組更換，并記錄下每一個更換電池組的更換時間和更換時的電池組當(dāng)前的第三電量信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述步驟E進一步包括 根據(jù)所述更換時間和所述第三電量信息確定電動汽車的電池組的更換順序；根據(jù)備用電池組的電池數(shù)量M，備用電池組的初始
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述步驟F進一步包括 讀入所述換電計劃表；讀入當(dāng)日電價信息；根據(jù)所述換電計劃表和所述當(dāng)日電價信息構(gòu)造所述充電控制矩陣Cmxt，其中Cu為對第 i號電池組進行充電的充電機在當(dāng)日第j個時間段內(nèi)對電池的充電功率； 根據(jù)公式
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的優(yōu)化控制方法，其特征在于，讀入當(dāng)日電價信息，所述當(dāng)日電價信息為price」，j = 1,2,3,......T，其中，j表示第j時間段。
全文摘要
本發(fā)明提出一種電動汽車充換電站的電池更換與充電優(yōu)化控制方法，包括輸入車輛群體的車輛信息、備用電池組信息和電價信息；根據(jù)車輛信息得到車輛群體的運營、非運營時間段并分別以不同的時間段長度將運營、非運營時間段分為多個時間段；根據(jù)車輛信息建立模擬車輛群體模型得到每輛車的發(fā)車、到站時間，并得到第一電量信息；根據(jù)第一電量信息和預(yù)設(shè)的第二電量信息得到電池組的更換時間和更換時剩余的第三電量信息，從而結(jié)合備用電池組信息采用換電優(yōu)勢算法得到換電計劃表；根據(jù)換電計劃表和電價信息構(gòu)造充電控制矩陣CM×T；根據(jù)CM×T控制充電功率。本發(fā)明的實施例有效提高電池使用壽命，且降低配電網(wǎng)峰谷負荷差和提高經(jīng)濟效益。
文檔編號H02J7/00GK102496980SQ20111038836
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者吳俊陽, 宋永華, 羅卓偉, 胡澤春, 董旭柱, 陽岳希, 陳柔伊, 雷金勇 申請人:清華大學(xué)