一種基于層次分析法的電動汽車能量補給成本分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于層次分析法的電動汽車能量補給成本分析方法，包括如下步驟：1) 以電動汽車能量補給成本為目標(biāo)層，以評價指標(biāo)為準(zhǔn)則層，以準(zhǔn)則層中評價指標(biāo)的子指標(biāo)為子準(zhǔn)則層，以可供選擇的電池能量補給模式為方案層，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型；2) 依據(jù)1~9標(biāo)度方法，量化評價準(zhǔn)則層下的各子指標(biāo)對目標(biāo)層總目標(biāo)的重要性，構(gòu)造比較判斷矩陣；3）計算矩陣權(quán)向量；4）對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗，若一致性檢驗沒有達(dá)到要求，修改準(zhǔn)則層、子準(zhǔn)則層對總目標(biāo)的重要性權(quán)重，至一致性檢驗達(dá)到要求為止；5）輸出方案層各方案的合成權(quán)重；6）進(jìn)行決策分析。本發(fā)明的分析方法對于建設(shè)充換電站的決策分析具有參考和應(yīng)用價值。
【專利說明】一種基于層次分析法的電動汽車能量補給成本分析方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電動汽車能量補給成本分析方法，尤其涉及一種基于層次分析法 的電動汽車能量補給成本分析方法，屬于電動汽車動力電池能量補給領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 動力電池是電動汽車的主要能量載體和動力來源，是電動汽車的重要組成部分之 一。動力電池的使用、動力電池的能量補給技術(shù)以及電動汽車充換電站技術(shù)成為推廣電動 汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003] 國內(nèi)外，目前電動汽車能量補給模式主要有三種：
[0004] 1、常規(guī)充電模式。該種模式直接采用普通用電充電，是目前比較普遍的一種充電 方式。常規(guī)充電的充電電流相對較低，充電時間較長。
[0005] 常規(guī)充電模式充電時間雖然長，但是由于充電所用的功率和電流都比較小，充電 器安裝成本比較低；可以充分利用晚間電力低谷的時間段進(jìn)行充電，降低充電成本；常規(guī) 充電模式由于采用小電流充電，可以減小動力電池的充電成本和提高動力電池的使用壽 命。
[0006] 但是，由于常規(guī)充電模式需要較長的充電時間，通常要求電動汽車的續(xù)航里程要 盡可能大，需滿足車輛一天的運營需要；而且充電的隨意性大，如果沒有相應(yīng)的管理措施， 將會對電網(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。
[0007] 2、快速充電模式?？焖俪潆娔Ｊ绞窃诙虝r間內(nèi)，以大電流為電動汽車動力電池快 速充電的一種充電模式。快速充電模式的充電電流較大，充電時間短。
[0008] 快速充電模式一般應(yīng)用在沒有條件實現(xiàn)慢充、中長途旅行和應(yīng)急充電?？焖俪潆?模式需要占用土地，建設(shè)大量的充電站，且充電站的布局要合理?？焖俪潆娔Ｊ降某潆娦?較低，且相應(yīng)的工作和安裝成本較高。由于采用的是大電流充電，對充電技術(shù)方法以及充電 的安全性提出了更高的要求。而且由于采用大電流充電，會縮短動力電池的使用壽命。
[0009] 3、電池更換模式。電池更換模式是目前較為理想的充電方式，通過直接更換電池 達(dá)到為電動汽車能量補給的目的。由于電動汽車的電池組的重量較大，更換電池的專業(yè)化 要求較強，需要配備專業(yè)人員借助機械操作來快速完成電池的更換、充電和維護(hù)。換電站的 電池，可以通過白天充分使用，利用晚間的時間集中充電，這樣可以達(dá)到平衡峰谷的效應(yīng)。 利用相對低廉的電價對電池慢速充電，對電池的損耗小同時可以減少對電網(wǎng)的沖擊。
[0010] 采用換電池模式，要求車用動力電池必須要標(biāo)準(zhǔn)化，這樣只要是標(biāo)準(zhǔn)的動力電池 就可以立即更換。車用動力電池不屬于車主，無需購買，可以采用租賃的方式使用。
[0011] 采用換電池模式的電動汽車用戶可租用充滿電的動力電池，更換已經(jīng)耗盡電能的 動力電池，有利于提高車輛的使用效率，提高了用戶使用的方便性和快捷性，有專業(yè)的維護(hù) 人員進(jìn)行維護(hù)，可以及時發(fā)現(xiàn)電池中的問題，對電池的維護(hù)工作具有積極的意義。但是，由 于現(xiàn)階段動力電池產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展初期，電池還存在電池能量密度低，續(xù)航里程短，壽命周 期短等問題；在換電模式下，電池的日常維護(hù)工作由誰承擔(dān)，當(dāng)出現(xiàn)安全問題時責(zé)任該如何 界定等都是有待解決的問題。
[0012] 由于三種動力電池的能量補給模式各自具有自己的優(yōu)缺點，在推動電動汽車產(chǎn)業(yè) 發(fā)展過程中，三種動力電池的能量補給模式必將共存。這就需要在不同的情況下，分析三種 動力電池的能量補給模式的成本，對電動汽車充換電站的建設(shè)提供決策性分析。
[0013] 層次分析法（The Analytic Hierarchy Process,簡稱ΑΗΡ)由美國運籌學(xué)家，匹 茲堡大學(xué)薩迪教授于70年代提出，AHP方法是一種定量與定性相結(jié)合的方法，將人的主觀 判斷用數(shù)量形式表達(dá)和處理的方法。AHP方法通常把復(fù)雜問題分解成各個組成因素，又將這 些因素按支配關(guān)系分組形成遞階層次結(jié)構(gòu)。通過兩兩比較的方式確定層次中諸因素的相對 重要性，然后綜合決策者的判斷，確定決策方案中相對重要性的總的排序。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明的目的是提供一種基于層次分析法的電動汽車能量補給的成本分析方法， 以通過分析在不同的情況下三種電動汽車能量補給模式的成本，為電動汽車充換電站的建 設(shè)提供決策性分析。
[0015] 本發(fā)明的技術(shù)方案：一種電動汽車動力電池能量補給模式的成本分析方法，該方 法包括如下步驟：
[0016] 步驟1，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型：以電動汽車能量補給成本為目標(biāo)層，以評價指標(biāo)為準(zhǔn) 則層，以準(zhǔn)則層中評價指標(biāo)的子指標(biāo)為子準(zhǔn)則層，以可供選擇的電池能量補給模式為方案 層；
[0017] 步驟2,構(gòu)造比較判斷矩陣：
[0018] 依據(jù)1?9標(biāo)度方法量化評價同一層次元素Ul，u2, U3，…，Un各具體準(zhǔn)則對上一層 次中相應(yīng)準(zhǔn)則的重要性，構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣，

【權(quán)利要求】
1.基于層次分析法的電動汽車能量補給成本分析方法，其特征在于步驟如下： 步驟1，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型：以電動汽車能量補給成本為目標(biāo)層，以評價指標(biāo)為準(zhǔn)則 層，以準(zhǔn)則層中評價指標(biāo)的子指標(biāo)為子準(zhǔn)則層，以可供選擇的電池能量補給模式為方案 層； 步驟2,構(gòu)造比較判斷矩陣： 依據(jù)1?9標(biāo)度方法量化評價同一層次元素U1,u2,u3,…，un各具體準(zhǔn)則對上一層次中 相應(yīng)準(zhǔn)則的重要性，構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣，
其中，％是同一層次的兩個元素u1與相對于上一層次中相應(yīng)準(zhǔn)則的重要性比較的 標(biāo)度值，A為構(gòu)造的兩兩比較判斷矩陣，η為矩陣階數(shù)； 步驟3,計算權(quán)向量：計算公式為Αω=λ_ω，其中，λ_是矩陣A的最大特征根，ω是相應(yīng)的特征向量，對得到的ω經(jīng)歸一化后可以得到權(quán)向量； 步驟4, 一致性檢驗：根據(jù)如下公式，計算矩陣的一致性：
其中，CI為一致性指標(biāo)，RI為相應(yīng)的平均隨機一致性指標(biāo)，其值可根據(jù)表1查得，CR為 判斷矩陣一致性比率，若CR〈0. 1，認(rèn)為矩陣具有一致性，否則矩陣不具有一致性，返回步驟 2對準(zhǔn)則的重要性進(jìn)行重新評判量化，并構(gòu)造判斷比較矩陣，再重新進(jìn)行步驟3和步驟4,直 至矩陣具有一致性； 表1
步驟5,輸出方案層各方案的合成權(quán)向量； 步驟6,進(jìn)行決策分析。
【文檔編號】G06F19/00GK104462812SQ201410735987
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月6日
【發(fā)明者】郭云鵬, 李廣地, 汪宏華, 鄧焰, 陳瑛, 葉樂燕 申請人:國網(wǎng)浙江省電力公司電動汽車服務(wù)分公司, 浙江大學(xué)