實現(xiàn)能源消耗最少的插電式混合動力汽車路徑規(guī)劃方法

插電式混合動力汽車（PHEV）具有能源利用率高、噪聲低和環(huán)境污染小等優(yōu)點，因而逐漸成為傳統(tǒng)化石燃料汽車的替代產(chǎn)品。目前，PHEV仍然存在電池充電時間過長、續(xù)駛里程較短等問題，這制約了其進一步推廣。若能通過路徑規(guī)劃進一步改善PHEV的能源利用率，則能加快其推廣。目前，路徑規(guī)劃的研究多針對傳統(tǒng)化石燃料汽車，所選擇行駛路徑為行駛時間最短的路徑。因而，需要針對PHEV開發(fā)出能源消耗最小行駛路徑的路徑規(guī)劃方法。

由于不同的行駛路徑具有不同的坡度，因而相同長度的路徑可能產(chǎn)生不同的能源消耗。同時，由于道路路口信號燈的限制，造成汽車頻繁的起動和制動。因而，在選擇能源消耗最小行駛路徑時，需要對傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃算法進行改進。實現(xiàn)能源消耗最小行駛路徑的選擇時，首先在地理信息系統(tǒng)中給出目的地和當(dāng)前位置，之后生成所有可行的行駛路徑。同時，標(biāo)出可行路徑各路口處的高度、信號燈控制時間、各路段的長度和車速限制。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律計算汽車的能源消耗，依次選擇出能源消耗最小的路徑。由于能源消耗最小的行駛路徑往往需要以增加汽車行駛時間為代價，因而規(guī)定：如果能源消耗最小的行駛路徑所對應(yīng)的行駛時間與Open Route Service路徑規(guī)劃軟件生成的優(yōu)化路徑行駛時間差異達到8%，則舍棄該路徑而尋求新路徑。通過在英國倫敦進行的原型系統(tǒng)試驗表明，采用能源消耗最小行駛路徑規(guī)劃方法生成的行駛路徑能夠節(jié)省能源消耗5%以上，而行駛時間只增加了3.6%。

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

編譯：張振偉