CN108981732B - 一种电动汽车充电导航系统的充电导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电导航系统的充电导航方法。它包括最短时间导航模式、最小花费导航模式和综合导航模式，用户可根据自身的导航需求选择任意一种导航模式。本发明充分考虑了电动汽车受电池容量限制续航里程短的特性，更加贴近电动汽车在电量不足需要寻找充电桩充电的实际情况，将剩余电量的续航能力最为导航的先决条件，避免了在电量耗尽之前仍然到达不了目的地的情况，同时考虑不同情况下电动汽车车主的不同导航需求，设置了三种不同的策略模式，并结合充电桩信息，最终做出最优目标充电桩的决策并规划出最优路径。

Description

一种电动汽车充电导航系统的充电导航方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电导航技术领域，尤其涉及一种电动汽车充电导航系统的充电导航方法。

背景技术

近年来，随着资源和环境问题日趋严重，电动汽车行业成为各国大力扶植的行业。电动汽车配套的车载设施也在飞速的发展，其中，车载导航系统作为日常驾驶中不可或缺的车载设备，其精确度对于续航里程相对于传统燃油车较短的电动汽车来说，有着重要的意义。

现在市面上大多数车载导航技术的原理是基于GPS定位系统所提供的位置信息和道路数据，规划出到达目的地路程上最短或者时间上最短的路径。这种导航策略用在普通的燃油汽车上是没有问题的，但不适用于电动汽车。首先，其导航策略没有考虑电动汽车受当前电池技术限制而续航里程普遍比较短的问题。例如说，传统的燃油车发现其燃油不足需要寻找一个加油站加油时，导航往往会为其寻找地图上距离最近的加油站。然而如果将这种策略用于电动汽车寻找充电桩，则不太适用，因为通往距离最近的充电桩的路径可能会因为非常拥堵或者上坡坡度较大而导致实际能耗比较高，进而发生在电量耗尽之前仍然没有到达目的地的情况。

其次，其导航策略不够智能。电动汽车车载导航应该根据电动汽车的特性和车主的需求，智能的设置出不同的导航策略和模式，以满足车主在不同情况下的导航需求。电动汽车充电不同于燃油汽车加油，其充电时间可能会长达数小时之久，因此，电动汽车车主在寻找充电站的时候，会有不同的导航需求，例如，某电动汽车车主在赶时间的情况下，需要找到一个充电桩快速充电，这时候，导航系统应该寻找续航范围内耗时最短的充电桩。而在另外一些情况，例如电动汽车车主下班回家，一段时间内不再使用汽车的情况下，耗时则不再成为导航策略首先考虑的因素。

最后，传统导航系统不能满足电动汽车车主多样化的充电需求。传统的燃油车寻找加油站时，由于加油时间很短，并且燃油价格统一，因此，几乎所有的车载导航系统都不将加油站的相关信息纳入考虑范围内。然而，而新型的电动汽车寻找充电桩导航系统则不同，由于充电时间很长，因此充电桩的空闲状态及等待时间必须被考虑在内，同时，由于电力市场的放开，各个公共充电桩和个人充电桩在不同的时刻的充电价格也是不同的。因此，将能源物联网引入到电动汽车的导航系统里，能够更好的匹配电动汽车的特性和满足电动汽车车主的导航需求。

目前，虽然电动汽车发展迅猛，但针对电动汽车的导航系统目前还处于研究阶段，尤其是专门应用于电动汽车寻找充电桩的导航技术仍然不成熟。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种电动汽车充电导航系统的充电导航方法，其将电动汽车剩余电量的续航能力作为先决条件，同时考虑不同情况下电动汽车车主的不同导航需求，做出最优目标充电桩的决策并规划出最优路径。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明的一种电动汽车充电导航系统的充电导航方法，包括最短时间导航模式和最小花费导航模式；

当用户选择最短时间导航模式时，执行以下步骤：

S10：根据地图信息查找出附近能够充电的所有充电桩，规划出电动汽车到达各个充电桩的所有路径；

S11：计算电动汽车通过每条路径的能耗和行驶时间；

S12：将能耗小于电动汽车剩余电量的路径作为有效路径；

S13：找出电动汽车到达每个充电桩对应的最优路径，找出电动汽车到达某个充电桩的最优路径的方法包括以下步骤：查找出电动汽车到达某个充电桩的所有有效路径中行驶时间最短的有效路径，如果查找出的行驶时间最短的有效路径只有一条，则将该条有效路径作为到达该充电桩的最优路径，如果查找出的行驶时间最短的有效路径有两条以上，则将这些行驶时间最短的有效路径中能耗最小的一条有效路径作为到达该充电桩的最优路径；

S14：查找出所有最优路径中行驶时间最短的最优路径，如果查找出的行驶时间最短的最优路径只有一条，则将该条最优路径作为导航路径，如果查找出的行驶时间最短的最优路径有两条以上，则将这些行驶时间最短的最优路径中能耗最小的一条最优路径作为导航路径；

当用户选择最小花费导航模式时，执行以下步骤：

S20：根据地图信息查找出附近能够充电的所有充电桩，规划出电动汽车到达各个充电桩的所有路径；

S21：计算电动汽车通过每条路径的能耗、电动汽车通过每条路径到达对应充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用；

S22：将能耗小于电动汽车剩余电量的路径作为有效路径；

S23：找出电动汽车到达每个充电桩对应的最优路径，找出电动汽车到达某个充电桩的最优路径的方法包括以下步骤：查找出电动汽车到达某个充电桩的所有有效路径中对应支付充电费用最少的有效路径，如果查找出的支付充电费用最少的有效路径只有一条，则将该条有效路径作为到达该充电桩的最优路径，如果查找出的支付充电费用最少的有效路径有两条以上，则将这些支付充电费用最少的有效路径中能耗最小的一条有效路径作为到达该充电桩的最优路径；

S24：查找出所有最优路径中支付充电费用最少的最优路径，如果查找出的支付充电费用最少的最优路径只有一条，则将该条最优路径作为导航路径，如果查找出的支付充电费用最少的最优路径有两条以上，则将这些支付充电费用最少的最优路径中能耗最小的一条最优路径作为导航路径。

作为优选，所述一种电动汽车充电导航系统的充电导航方法还包括综合导航模式，当用户选择综合导航模式时，执行以下步骤：

S30：根据地图信息查找出附近能够充电的所有充电桩，规划出电动汽车到达各个充电桩的所有路径；

S31：计算电动汽车通过每条路径的能耗和行驶时间，并计算电动汽车到达每个充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用，并计算出每条路径的综合评分，综合评分计算公式如下：

y_n，j＝μ·a·t_n，j+(1-μ)·b·c_n，j，

其中，y_n，j为电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的综合评分，t_n，j为电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的行驶时间，c_n，j为电动汽车通过第j条路径到达第n个充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用，a、b为权重系数，μ为时间敏感因子，μ由用户自行设定；

S32：将能耗小于电动汽车剩余电量的路径作为有效路径；

S33：找出电动汽车到达每个充电桩对应的最优路径，找出电动汽车到达某个充电桩的最优路径的方法包括以下步骤：查找出电动汽车到达某个充电桩的所有有效路径中综合评分最低的有效路径，如果查找出的综合评分最低的有效路径只有一条，则将该条有效路径作为到达该充电桩的最优路径，如果查找出的综合评分最低的有效路径有两条以上，则将这些综合评分最低的有效路径中能耗最小的一条有效路径作为到达该充电桩的最优路径；

S34：查找出所有最优路径中综合评分最低的最优路径，如果查找出的综合评分最低的最优路径只有一条，则将该条最优路径作为导航路径，如果查找出的综合评分最低的最优路径有两条以上，则将这些综合评分最低的最优路径中能耗最小的一条最优路径作为导航路径。

这种模式与车主自己设置的时间敏感因子有关，如果时间敏感因子为1，则说明车主非常在意充电时间，此模式等效于最短时间模式。如果时间敏感因子为零，则说明车主不在意充电时间，此模式将等效于最少花费模式。

作为优选，计算电动汽车到达每个充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用的计算公式如下：

c_n，j＝(E₁-E₀-E_n，j)q_n，

其中，c_n，j为电动汽车通过第j条路径到达第n个充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用，E₁为电动汽车充电的目标电量，E₀为电动汽车当前的剩余电量，E_n，j为电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的能耗，q_n为第n个充电桩当前的充电价格。

作为优选，计算电动汽车通过每条路径的能耗的方法包括以下步骤：

N1：按照每个路径路面的上坡、平坦、下坡情况将每个路径划分成若干个路段，每个路段的路面为上坡、平坦、下坡中的一种；

N2：根据每个路段路面的上坡、平坦、下坡情况计算出电动汽车通过每个路段的能耗，然后计算出电动汽车通过每个路径的能耗；

N3：根据电动汽车当前使用的用电设备确定比例因子，将计算出的电动汽车通过每个路径的能耗除以比例因子得到电动汽车通过每个路径的最终能耗。

作为优选，计算电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的第k个路段的能耗的方法包括以下步骤：

将电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的速度、能耗、时间分别记为：v_n，j，k，E_n，j，k，t_n，j，k，计算电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的速度v_n，j，k，时间t_n，j，k，

当第k个路段为上坡路段时，能耗计算公式如下：

当第k个路段为平坦路段时，能耗计算公式如下：

当第k个路段为下坡路段时，能耗计算公式如下：

其中，c_x为空气阻力因素，S为汽车前部迎风面积，ρ为空气密度，R为车轮半径，g′为变速箱齿比，M为车辆质量，f为轮胎摩擦系数，θ_n，j，k为通往第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的坡度，t为时间，Δt为一个时间间隔；

则电动汽车通过第k个路段的能耗为：

作为优选，计算电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的能耗的方法包括以下步骤：

将通往第n个充电桩的第j条路径上的所有路段求和，即可得到电动汽车通往第n个充电桩的第j个路径的能耗为：

N为通往第n个充电桩的第j个路径包括的路段数量。

作为优选，计算电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的行驶时间t_n，j的方法包括以下步骤：

计算电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的行驶时间t_n，j，k，根据以下公式算出时间t_n，j，k：

其中，Δt为一个时间间隔，t₀是初始时间，L_n，j，k是电动汽车达到第n个充电桩通过的第j条路径的第k个路段的路段长度；

将第n个充电桩的第j条路径的所有路段的行驶时间求和，得到通过该路径的行驶时间t_n，j。

本发明的有益效果是：(1)充分考虑了电动汽车受电池容量限制续航里程短的特性，更加贴近电动汽车在电量不足需要寻找充电桩充电的实际情况，将剩余电量的续航能力最为导航的先决条件，避免了在电量耗尽之前仍然到达不了目的地的情况。(2)更加符合电动汽车车主在为汽车充电时的实际要求，设置了三种不同的充电导航模式，即根据最短时间、最少花费或者兼顾二者的模式，使得整个导航系统更加智能。

附图说明

图1是充电导航决策系统的结构框图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图1所示，是整个充电导航决策系统的结构框图，导航系统接收到从交通信息中心传输的道路拥堵信息后，利用速度预测技术预测出沿某条导航路径行驶过程中的车速，基于预测的车速和地图信息传输来的道路坡度计算出汽车行驶过程中预测能耗。这些数据和从充电桩监测网络传输来的充电桩信息一起，成为充电导航方法的依据。

本实施例的一种电动汽车充电导航系统的充电导航方法，包括最短时间导航模式、最小花费导航模式和综合导航模式；

当用户选择最短时间导航模式时，执行以下步骤：

S10：根据地图信息查找出附近能够充电的所有充电桩，规划出电动汽车到达各个充电桩的所有路径；

S11：计算电动汽车通过每条路径的能耗和行驶时间；

S12：将能耗小于电动汽车剩余电量的路径作为有效路径；

S13：找出电动汽车到达每个充电桩对应的最优路径，找出电动汽车到达某个充电桩的最优路径的方法包括以下步骤：查找出电动汽车到达某个充电桩的所有有效路径中行驶时间最短的有效路径，如果查找出的行驶时间最短的有效路径只有一条，则将该条有效路径作为到达该充电桩的最优路径，如果查找出的行驶时间最短的有效路径有两条以上，则将这些行驶时间最短的有效路径中能耗最小的一条有效路径作为到达该充电桩的最优路径；

S14：查找出所有最优路径中行驶时间最短的最优路径，如果查找出的行驶时间最短的最优路径只有一条，则将该条最优路径作为导航路径，如果查找出的行驶时间最短的最优路径有两条以上，则将这些行驶时间最短的最优路径中能耗最小的一条最优路径作为导航路径(该导航路径对应的充电桩即为最佳充电桩)；

当用户选择最小花费导航模式时，执行以下步骤：

S20：根据地图信息查找出附近能够充电的所有充电桩，规划出电动汽车到达各个充电桩的所有路径；

S21：计算电动汽车通过每条路径的能耗、电动汽车通过每条路径到达对应充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用；

S22：将能耗小于电动汽车剩余电量的路径作为有效路径；

S23：找出电动汽车到达每个充电桩对应的最优路径，找出电动汽车到达某个充电桩的最优路径的方法包括以下步骤：查找出电动汽车到达某个充电桩的所有有效路径中对应支付充电费用最少的有效路径，如果查找出的支付充电费用最少的有效路径只有一条，则将该条有效路径作为到达该充电桩的最优路径，如果查找出的支付充电费用最少的有效路径有两条以上，则将这些支付充电费用最少的有效路径中能耗最小的一条有效路径作为到达该充电桩的最优路径；

S24：查找出所有最优路径中支付充电费用最少的最优路径，如果查找出的支付充电费用最少的最优路径只有一条，则将该条最优路径作为导航路径，如果查找出的支付充电费用最少的最优路径有两条以上，则将这些支付充电费用最少的最优路径中能耗最小的一条最优路径作为导航路径(该导航路径对应的充电桩即为最佳充电桩)；

当用户选择综合导航模式时，执行以下步骤：

S30：根据地图信息查找出附近能够充电的所有充电桩，规划出电动汽车到达各个充电桩的所有路径；

S31：计算电动汽车通过每条路径的能耗和行驶时间，并计算电动汽车到达每个充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用，并计算出每条路径的综合评分，综合评分计算公式如下：

y_n，j＝μ·a·t_n，j+(1-μ)·b·c_n，j，

其中，y_n，j为电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的综合评分，t_n，j为电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的行驶时间，c_n，j为电动汽车通过第j条路径到达第n个充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用，a、b为权重系数，μ为时间敏感因子，μ由用户自行设定；

S32：将能耗小于电动汽车剩余电量的路径作为有效路径；

S33：找出电动汽车到达每个充电桩对应的最优路径，找出电动汽车到达某个充电桩的最优路径的方法包括以下步骤：查找出电动汽车到达某个充电桩的所有有效路径中综合评分最低的有效路径，如果查找出的综合评分最低的有效路径只有一条，则将该条有效路径作为到达该充电桩的最优路径，如果查找出的综合评分最低的有效路径有两条以上，则将这些综合评分最低的有效路径中能耗最小的一条有效路径作为到达该充电桩的最优路径；

S34：查找出所有最优路径中综合评分最低的最优路径，如果查找出的综合评分最低的最优路径只有一条，则将该条最优路径作为导航路径，如果查找出的综合评分最低的最优路径有两条以上，则将这些综合评分最低的最优路径中能耗最小的一条最优路径作为导航路径(该导航路径对应的充电桩即为最佳充电桩)。

本充电导航方法基于电动汽车充电导航系统的速度预测和能耗计算技术，将电动汽车剩余电量的续航能力作为先决条件，同时考虑不同情况下电动汽车车主的不同导航需求，设置了三种不同的策略模式，并结合充电桩信息，最终做出最优目标充电桩的决策并规划出最优路径。

综合导航模式与车主自己设置的时间敏感因子有关，如果时间敏感因子为1，则说明车主非常在意充电时间，此模式等效于最短时间模式。如果时间敏感因子为零，则说明车主不在意充电时间，此模式将等效于最少花费模式。

计算电动汽车到达每个充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用的计算公式如下：

c_n，j＝(E₁-E₀-E_n，j)q_n，

其中，c_n，j为电动汽车通过第j条路径到达第n个充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用，E₁为电动汽车充电的目标电量，E₀为电动汽车当前的剩余电量，E_n，j为电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的能耗，q_n为第n个充电桩当前的充电价格，每个充电桩的充电价格从充电桩监测网络获取。

计算电动汽车通过每条路径的能耗的方法包括以下步骤：

N1：按照每个路径路面的上坡、平坦、下坡情况将每个路径划分成若干个路段，每个路段的路面为上坡、平坦、下坡中的一种；

N2：根据每个路段路面的上坡、平坦、下坡情况计算出电动汽车通过每个路段的能耗，然后计算出电动汽车通过每个路径的能耗；

N3：根据电动汽车当前使用的用电设备确定比例因子，将计算出的电动汽车通过每个路径的能耗除以比例因子得到电动汽车通过每个路径的最终能耗。

计算电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的第k个路段的能耗的方法包括以下步骤：

将电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的速度、能耗、时间分别记为：v_n，j，k，E_n，j，k，t_n，j，k，计算电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的速度v_n，j，k，时间t_n，j，k，

当第k个路段为上坡路段时，能耗计算公式如下：

当第k个路段为平坦路段时，能耗计算公式如下：

当第k个路段为下坡路段时，能耗计算公式如下：

其中，c_x为空气阻力因素，S为汽车前部迎风面积，ρ为空气密度，R为车轮半径，g′为变速箱齿比，M为车辆质量，f为轮胎摩擦系数，θ_n，j，k为通往第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的坡度，t为时间，Δt为一个时间间隔；

则电动汽车通过第k个路段的能耗为：

计算电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的能耗的方法包括以下步骤：

将通往第n个充电桩的第j条路径上的所有路段求和，即可得到电动汽车通往第n个充电桩的第j个路径的能耗为：

N为通往第n个充电桩的第j个路径包括的路段数量。

每个路径被划分成若干个路段，每个路段只包括上坡、平坦、下坡中的一种路面。

根据每个路段的坡度可以计算出电动汽车通过每个路段的能耗，从而计算出电动汽车通过每个路径的能耗。将计算出的电动汽车通过每个路径的能耗除以比例因子得到电动汽车通过每个路径的最终能耗。比例因子可以因为不同季节不同温度而改变。例如：在白天不开空调的驾驶过程中，可以将比例因子定为0.95；如果开了空调和通风，比例因子定为0.8。

计算电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的行驶时间t_n，j的方法包括以下步骤：

计算电动汽车通过第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的行驶时间t_n，j，k，根据以下公式算出时间t_n，j，k：

其中，Δt为一个时间间隔，t₀是初始时间，L_n，j，k是电动汽车达到第n个充电桩通过的第j条路径的第k个路段的路段长度；

将第n个充电桩的第j条路径的所有路段的行驶时间求和，得到通过该路径的行驶时间t_n，j。

预测电动汽车在某个路段的速度的方法包括以下步骤：

M1：建立车辆速度预测系统模型，车辆速度预测系统模型的公式如下：

其中，状态量X_k表示k时刻时车辆的速度，观测量Z_k表示k时刻时观测到的此路段上的车辆数量，L表示路段长度，K^*表示最大车流量时的拥堵系数；V^*表示此路段车辆的最大限速，w_k-1和v_k表示过程噪声和观测噪声；

M2：从交通信息中心得到当前时刻目标路段的拥堵情况，从而确定车辆速度预测系统模型的状态量初始值

及其协方差初始值

同时设定车辆速度预测系统模型的过程噪声的期望初始值

方差初始值

以及观测噪声的期望初始值

方差初始值

M3：使用容积卡尔曼滤波器，计算出状态的一步预测值

及其误差协方差P_k|k-1，并计算出非线性观测方程传播的更新后状态容积点

预测量测容积点

M4：计算出观测噪声的期望

和方差

M5：计算出车辆速度预测系统模型此时刻的状态估计值

及其误差协方差P^m _k|k，m初始值为1；

M6：判断m是否小于N₀，如果是则m＝m+1，跳转至步骤S4，否则执行步骤S7；

M7：将最终结果作为状态估计值

及其误差协方差P_k|k的结果，即

即为最终k时刻的速度预测值；

M8：用Sage-Husa方法估计k时刻的过程噪声的期望

和方差

根据路段的长度和当前时刻车辆的数量计算出当前时刻该路段的拥堵系数K^*。

步骤M4包括以下步骤：

M41：使用Sage-Husa方法计算出观测噪声的期望

使用Sage-Husa方法计算出观测噪声的方差，记为

M42：使用变分贝叶斯方法计算出观测噪声的方差，记为

M43：将

和

求和，结果作为此时刻观测噪声方差的最终估计值

Claims (6)

1.一种电动汽车充电导航系统的充电导航方法，其特征在于，包括最短时间导航模式和最小花费导航模式；导航系统接收到从交通信息中心传输的道路拥堵信息后，利用速度预测技术预测出沿某条导航路径行驶过程中的车速，基于预测的车速和地图信息传输来的道路坡度计算出汽车行驶过程中预测能耗；

当用户选择最短时间导航模式时，执行以下步骤：

S10：根据地图信息查找出附近能够充电的所有充电桩，规划出电动汽车到达各个充电桩的所有路径；

S11：计算电动汽车通过每条路径的能耗和行驶时间；

S12：将能耗小于电动汽车剩余电量的路径作为有效路径；

S13：找出电动汽车到达每个充电桩对应的最优路径，包括以下步骤：查找出电动汽车到达某个充电桩的所有有效路径中行驶时间最短的有效路径，如果查找出的行驶时间最短的有效路径只有一条，则将该条有效路径作为到达该充电桩的最优路径，如果查找出的行驶时间最短的有效路径有两条以上，则将这些行驶时间最短的有效路径中能耗最小的一条有效路径作为到达该充电桩的最优路径；

S14：查找出所有最优路径中行驶时间最短的最优路径，如果查找出的行驶时间最短的最优路径只有一条，则将该条最优路径作为导航路径，如果查找出的行驶时间最短的最优路径有两条以上，则将这些行驶时间最短的最优路径中能耗最小的一条最优路径作为导航路径；

当用户选择最小花费导航模式时，执行以下步骤：

S20：根据地图信息查找出附近能够充电的所有充电桩，规划出电动汽车到达各个充电桩的所有路径；

S21：计算电动汽车通过每条路径的能耗、电动汽车通过每条路径到达对应充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用；

S22：将能耗小于电动汽车剩余电量的路径作为有效路径；

S23：找出电动汽车到达每个充电桩对应的最优路径，包括以下步骤：查找出电动汽车到达某个充电桩的所有有效路径中对应支付充电费用最少的有效路径，如果查找出的支付充电费用最少的有效路径只有一条，则将该条有效路径作为到达该充电桩的最优路径，如果查找出的支付充电费用最少的有效路径有两条以上，则将这些支付充电费用最少的有效路径中能耗最小的一条有效路径作为到达该充电桩的最优路径；

S24：查找出所有最优路径中支付充电费用最少的最优路径，如果查找出的支付充电费用最少的最优路径只有一条，则将该条最优路径作为导航路径，如果查找出的支付充电费用最少的最优路径有两条以上，则将这些支付充电费用最少的最优路径中能耗最小的一条最优路径作为导航路径；

还包括综合导航模式，当用户选择综合导航模式时，执行以下步骤：

S30：根据地图信息查找出附近能够充电的所有充电桩，规划出电动汽车到达各个充电桩的所有路径；

S31：计算电动汽车通过每条路径的能耗和行驶时间，并计算电动汽车到达每个充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用，并计算出每条路径的综合评分，综合评分计算公式如下：

y_n,j＝μ·a·t_n,j+(1-μ)·b·c_n,j，

其中，y_n,j为电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的综合评分，t_n,j为电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的行驶时间，c_n,j为电动汽车通过第j条路径到达第n个充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用，a、b为权重系数，μ为时间敏感因子，μ由用户自行设定；

S32：将能耗小于电动汽车剩余电量的路径作为有效路径；

S33：找出电动汽车到达每个充电桩对应的最优路径，包括以下步骤：查找出电动汽车到达某个充电桩的所有有效路径中综合评分最低的有效路径，如果查找出的综合评分最低的有效路径只有一条，则将该条有效路径作为到达该充电桩的最优路径，如果查找出的综合评分最低的有效路径有两条以上，则将这些综合评分最低的有效路径中能耗最小的一条有效路径作为到达该充电桩的最优路径；

S34：查找出所有最优路径中综合评分最低的最优路径，如果查找出的综合评分最低的最优路径只有一条，则将该条最优路径作为导航路径，如果查找出的综合评分最低的最优路径有两条以上，则将这些综合评分最低的最优路径中能耗最小的一条最优路径作为导航路径。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电导航系统的充电导航方法，其特征在于，计算电动汽车到达每个充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用的计算公式如下：

c_n,j＝(E₁-E₀-E_n,j)q_n，

其中，c_n,j为电动汽车通过第j条路径到达第n个充电桩后充电到目标电量需要支付的充电费用，E₁为电动汽车充电的目标电量，E₀为电动汽车当前的剩余电量，E_n,j为电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的能耗，q_n为第n个充电桩当前的充电价格。

3.根据权利要求1或2所述的一种电动汽车充电导航系统的充电导航方法，其特征在于，计算电动汽车通过每条路径的能耗的方法包括以下步骤：

N1：按照每个路径路面的上坡、平坦、下坡情况将每个路径划分成若干个路段，每个路段的路面为上坡、平坦、下坡中的一种；

N2：根据每个路段路面的上坡、平坦、下坡情况计算出电动汽车通过每个路段的能耗，然后计算出电动汽车通过每个路径的能耗；

N3：根据电动汽车当前使用的用电设备确定比例因子，将计算出的电动汽车通过每个路径的能耗除以比例因子得到电动汽车通过每个路径的最终能耗。

4.根据权利要求3所述的一种电动汽车充电导航系统的充电导航方法，其特征在于，计算电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的第k个路段的能耗的方法包括以下步骤：

将电动汽车通过第j条路径的第k个路段的速度、能耗、时间分别记为：v_n,j,k,E_n,j,k，t_n,j,k，计算电动汽车通过第j条路径的第k个路段的速度v_n,j,k，时间t_n,j,k，

当第k个路段为上坡路段时，能耗计算公式如下：

当第k个路段为平坦路段时，能耗计算公式如下：

当第k个路段为下坡路段时，能耗计算公式如下：

其中，c_x为空气阻力因素，S为汽车前部迎风面积，ρ为空气密度，M为车辆质量，f为轮胎摩擦系数，θ_n,j,k为通往第n个充电桩的第j条路径的第k个路段的坡度，t为时间，△t为一个时间间隔；则电动汽车通过第k个路段的能耗为：

5.根据权利要求4所述的一种电动汽车充电导航系统的充电导航方法，其特征在于，计算电动汽车到达第n个充电桩通过的第j条路径的能耗的方法包括以下步骤：

将通往第n个充电桩的第j条路径上的所有路段的能耗求和，即可得到电动汽车通往第n个充电桩的第j个路径的能耗为：

N为通往第n个充电桩的第j个路径包括的路段数量。

6.根据权利要求1或2所述的一种电动汽车充电导航系统的充电导航方法，其特征在于，计算电动汽车通过第j条路径的行驶时间t_n,j的方法包括以下步骤：

计算电动汽车通过第j条路径的第k个路段的行驶时间t_n,j,k，将第j条路径的所有路段的行驶时间求和，得到通过该路径的行驶时间t_n,j。

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