基于电动汽车行驶仿真模型的充电站布局优化

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1、基于电动汽车行驶仿真模型的充电站布局优化-->1引言1.1选题背景和意义本文源于自然科学基金重大项目子项目（71132008):物流资源整合与调度优化研究。本论文选题于电动汽车这一新兴产业，该产业技术尚未成熟，正处于示范推广阶段。因此本论文结合电动汽车现阶段发展的现状，对电动汽车行驶仿真模型和充电站布局进行研究，具有一定的前瞻性性、有较好的理论意义。随着我国经济的迅速发展，人民生活水平的不断提高，汽车的需求量也急剧增加。然而，我国的资源以及环境问题制约着燃油汽车的发展，发展电动汽车成为解决这一问题的最有效的方法。除了形

2、式所迫之外，发展电动汽车技术上可行性较强，虽然我国在传统汽车研发方面与世界先进水平有较大差距，但在电动汽车技术方面，差距并不明显。另外，我国具有丰富的稀土资源等，为电动汽车的发展提供了资源优势。为了促进电动汽车的发展，国家以及各地政府纷纷出台了一系列鼓励电动汽车发展的方针政策，包括国家宏观政策、示范推广政策以及其他相关政策⑴(GongHuiming,ichaelQ,WangHewu,2013)。2008年，科技部在奥运会期间推出了“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广政策。2009年，国务院在颁发的《汽车产业调整和振兴规

3、划》中指明了未来我国电动汽车产业化发展方向和目标。同年，中汽协牵头成立了由国内十家最大汽车生产企业组成的电动汽车产业联盟，统一制定了电动汽车生产相关标准，为电动汽车的技术创新和推广提供支持。2012年，国务院印发了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020)》，《规划》中确定了我国电动汽车的发展目标是：到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量超过50万辆；到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆。……….1.2研究现状本章主要阐述选题的研究现状，从

4、电动汽车产业发展现状、电动汽车路径优化、充电站布局和电动汽车行驶agent模型四个方面来综述并评价已有研究成果，发现研究要点。曹秉刚，张传伟，白志峰（2004)和崔玉峰，杨晴，张林山等（2010)指出燃料电池是未来电动汽车的发展方向[4-5]。徐哲（2006)分析了我国发展电动汽车的优势和不足。郭孔辉（2011)，曹秉刚（2007)和黄鲁成，顾成建（2008)指出微型电动汽车更适合中国的国情。张文亮，武斌，李武峰，来小康，（2009)认为我国电动汽车应用重点将逐步从公共服务用车、微型电动汽车过渡到电动乘用车综上所述，相

5、对于传统汽车，我国发展电动汽车具有一定的优势，因此电动汽车在我国有较好的发展前途，尤其是微型电动汽车。充电站运营模式包括整车充电模式和更换电池模式，整车充电模式包括慢充和快充。鲁莽，周小兵，张维等（2010)分析了公用充电站模式、停车场（路边）充电桩模式以及电池更换站模式的发展前景。周逢权，连湛伟，王晓雷等(2011)、朱新红（2012)、刘金行（2010)以及LiuYongxiang等（2011)从不同角度分析，得出以更换电池为主、整车充电为辅的运营模式将成为我国电动汽车充电站未来发展的主流模式。高赐威，吴茜（201

6、3)介绍了充换电两种运营模式的结构及特点，并分析了换电网络的基本框架、运营模式以及换电网络管理系统。电动汽车充电分为快充和慢充，快充会对电池造成较大损害，更换电池一般仅需要几分钟，甚至比燃油汽车补充能源要快。胡伟，丁宇飞，刘芳等（2009)和李哲，卢兰光，欧阳明高（2011)认为基于换电模式建设电动汽车动力电池租赁网络能够有效解决电动汽车成本过高的问题林晶怡，陈企楚，李斌等（2011)指出换电模式下电动汽车行驶计量方式主要有按电量计量和按里程计量两种方式[19]。……….2电动汽车行驶路径问题2.1换电模式和整车充电模

7、式更换蓄电池模式也称租赁蓄电池模式，是把电动汽车和蓄电池分开的蓄电池充电模式。对于电动汽车用户来说，只需要购买电动汽车，然后通过不断更换蓄电池的方式来实现电动汽车的行驶。有专门的第三方公司或者电动企业负责蓄电池的充电、配送、回收等。这种充电模式要求蓄电池进行标准化，当电动汽车需要更换蓄电池的时候，能够非常方便地到附近的蓄电池更换站去更换己经充好电的蓄电池【38】。由蓄电池生产企业、电动汽车用户、物流公司等组成的一个闭环的蓄电池供应链[39]。更换电池费用包括更换电池的人工费用和电池费用，无论剩余电量多少，更换电池费用相

8、同。整车充电分为慢充和快充两种类型。在整车充电模式下，制约电动汽车发展的蓄电池问题非常突出：一是购买蓄电池的初期投资成本太大，昂贵的蓄电池成本在很大程度上阻碍了电动汽车的推广;二是慢充需要5-9个小时,充电时间太长，快充对蓄电池有较大损伤，造成蓄电池寿命急剧衰减，进一步增加了电动汽车的蓄电池成本。此外，整车充电模式下，电动汽车充电