北航数学建模论文充电桩充电站高速公路研究.docxVIP

高速公路电动汽车充电桩安排——以京沪高速为文超132114背景1.京沪高速现状（涉及行驶和车辆情况假设）目前，在京沪高速全程1262公里，国家电网公司在沿线一共建了50座快充站，平均单向每50公里一座快充站。每座快充站规划建设4台120千瓦直流充电机、8个充电桩，可同时为8辆电动汽车充电，30分钟内充满（80%电量）。先期建设2台充电机、4个充电桩，支持所有符合中国标准的电动汽车充电。充电桩的基础设施建设价格不菲，目前投入大规模建设然而使用率较低。2.新能源汽车的层次需求问题（涉及车辆模型和车流模型）新能源汽车的市场需求分三个层次。最低档的是低速电动车，使用廉价铅酸电池，替代电动自行车，摩托车，作为小城市和县城乡镇的代步工具。这种车有很大的市场，但是国家因为污染原因不鼓励铅酸电池，一直是半地下状态。中档是插电混合动力汽车，这种汽车大多用锂电池，短途用电，长途用油，充电加油两相宜。高档是特斯拉这种纯电力汽车，因为电池用的多，价格都比较昂贵，充电时间慢，充电桩贵，长途麻烦。3.长途充电桩的问题（涉及充电桩模型）纯电动车本来跑长途就有里程焦虑，因为电量数字是个估计值，要留足余量，这就造成充电频繁。而电动车充电时间又太长，即使是京沪高速这个所谓30分钟充满，跑100公里等30分钟，也是无法忍受的（相当于跑1个小时停半个小时），而且这还是不排队的情况，排队等待问题更加突出。而长途高速的工况下，电动车的效率反而是最低的，电动车相比燃油车，最大的优势是市内走走停停的路况，高速下电动车所需的功率会极具上升，续航里程大大降低。在目前的情况下，在高速路上修快速充电站支持新能源汽车实在是出力不讨好的。这些充电站不用说收回成本，能不能保住日常的维护费用都难说。条件假设与模型建立高速公路模型鉴于高速公路多采取直线线路，简化公路模型为直线。汽车模型（涉及单车续航里程）目前流行的几大电动车额定功率标识如下。北汽e150ev额定功率 20kw，最大功率为45kw北汽绅宝额定功率62kw，最大功率180kw众泰2008ev 额定功率12kw，最大功率26kw特斯拉s 额定功率90kw，最大功率306kw宝马i3 额定功率60kw，最大功率170kw秦，额定功率40kw，最大功率110kwE6, 额定功率35kw，最大功率90kw腾势，额定功率31kw，最大功率86kw荣威e50额定功率25kw，最大功率53kw荣威e550 额定功率55kw，最大功率150kw启辰e30额定功率30kw，最大功率80kw江淮iev4额定功率18kw,最大功率40kw奇瑞qq3ev 额定功率15kw，最大功率36kw广汽e_jet额定功率60kw，最大功率180kw主流车型电池容量及续航里程：江淮同悦：15 kwh；152公里比亚迪e6：57 kwh；300公里特斯拉s60kwh480公里北汽e15025.6kwh160公里荣威e50 22.4kwh120公里众泰 20kwh150公里启辰20kwh175公里综上可计算出市场主流车型的额定功率，最大功率和电池容量的加权平均值。经计算得，汽车模型的额定功率为40kw（鉴于主要能耗在近似匀速阶段，变速部分能耗不考虑），最大功率为130kw（鉴于高速公路时速，不考虑出现最大功率的情况），电池容量为30kwh。鉴于高速公路车速分布情况，假定车速为100km/h。对于此车速下的实际功率：由于各车型实际功率差异较大，且与多种因素和数据有关，这里以官方给出的续航行程数据代替。加权平均计算后，续航里程为200km。充电站模型（考虑车辆续航里程）通过（2）中的汽车模型，得出了加权平均的续航里程200km，但在实际运用中必然要考虑相当一部分的较短续航里程车型的续航，车辆在高速公路外的电量使用以及其他一些电动车辆，甚至某些突发或未知情况。此处考虑充电站的相隔建设距离为50km（此处考虑到京沪高速的实际情况），以满足不同情况的需求。并且在高速公路出入口交界处附近必须设置充电站。以京沪高速为研究对象，全长1262公里（每50km建一座充电站，共28座，包含首尾充电站且北京一端第2站距北京站12公里，便于使用）。如下：北京站—12km—第2站—50km—第3站—…….—第27站—50km—上海站充电桩模型（涉及单车充电时间）目前国家出台的GB/T18487.1《电动车辆传导充电系统一般要求》等五项标准都是推荐性标准，不能强制执行。另外不同车型充电时间涉及因素较多，因此无法通过统计获得较准确的充电桩数据。目前情况主要采用快速充电方式?。该充电方式以150~400A的高充电电流在短时间内为蓄电池充电，?充电时间应该与燃油车的加油时间接近。大型充电站