【SCI一区】互联燃料电池混合动力汽车通过信号交叉口的生态驾驶双层凸优化(Matlab代码实现)

简介: 【SCI一区】互联燃料电池混合动力汽车通过信号交叉口的生态驾驶双层凸优化(Matlab代码实现)

💥💥💞💞欢迎来到本博客❤️❤️💥💥


🏆博主优势:🌞🌞🌞博客内容尽量做到思维缜密,逻辑清晰,为了方便读者。


⛳️座右铭:行百里者,半于九十。


📋📋📋本文目录如下:🎁🎁🎁


目录


💥1 概述


1.2 电动车动力学方程


1.3 电池模型


📚2 运行结果


🎉3 参考文献


🌈4 Matlab代码、数据、文章讲解


💥1 概述

文献来源:


65d4bdb8c87f4fbbbd69a5e14b300afb.png


随着车辆互联性的出现,互联汽车 (CVs) 在增强道路安全、改善乘坐舒适性、提高交通效率和提高能源效率方面提供了巨大的潜力。通过从车对车 (V2V) 和车对基础设施 (V2I) 通信中获取交通信息,CV 能够更准确、更广泛地感知,从而有助于更好地做出决策。因此,CV 的个人或协作生态驾驶获得了更多通过优化车速来降低能源利用率的机会 [3]。燃料电池汽车(FCV)具有高效、节能、零污染等优点,已成为汽车电气化进程中的重要发展方向。 FCV可分为仅使用燃料电池的燃料电池电动汽车(FCEV)和燃料电池混合动力电动汽车(FCHEV)。


混合动力电动汽车 (HEV) 和插电式混合动力电动汽车 (PHEV),FCHEV 具有混合动力系统,包括电池在内的多种能源。混合动力汽车的能源消耗本质上与能源管理策略(EMS)相关,它决定了不同能源之间的能源分配。因此,FCHEV 的生态驾驶涉及能源管理,这比具有单一能源的车辆(例如内燃机汽车(ICEV)和电池电动汽车(BEV))更复杂。


互联燃料电池混合动力汽车的生态驾驶是一个速度规划和能量管理的耦合问题。为了减少计算量,双层优化解耦并分层解决上层子问题和下层子问题。本文提出了一种双水平凸方法,用于连接FCHEV通过多个信号交叉口的生态驾驶。在上层,将非线性交通灯约束转化为时变的线性状态约束,使用平均速度后,代价函数变成二次函数。在下层,对燃料电池系统和电池进行了模型的凸化。然后利用MOSEK求解器和交替方向乘法器(ADMM)算法依次求解上层速度规划和下层能量管理。结果表明,该方法在保持高能效的同时,大大降低了计算成本,计算时间仅为6.59%,与双级动态规划(DP)方法相比,燃油经济性基本相同。


图 1 所示为所研究的 FCHEV 的动力总成拓扑结构,它由燃料电池系统和电池组组成。燃料电池系统通过 DC/DC 转换器连接到电源总线,并通过 DC/AC 逆变器与电池一起为电动机供电以驱动车辆。车辆和动力总成参数使用 ADVISOR中 FCHEV 的默认值,如表 1 所示。根据本文的主题,建模侧重于动力总成组件(即燃料电池、电池和电机)和其他组件(例如,DC/DC 转换器、DC/AC 逆变器和主减速器)的功率损耗不被考虑,这意味着它们的效率(例如,相应的 DC/DC 、DC/AC 和 FD) 为 100%。


        29958ded3f5d4d17a9f4045ceaab8351.png


                                图1 FCHEV 的动力总成拓扑结构


1.2 电动车动力学方程

电动车的纵向动力学可以表示为:


         eq.png  


其中 v、M、fr 和 A 分别表示车辆的速度、质量、滚动阻力系数和正面面积;车辆加速度; Fdrv 和 Fbrk 分别是电动机提供的机械力和车轮摩擦制动器提供的力; G是重力加速度;表示道路坡道,和 CD 分别表示空气密度和阻力系数。


因此,电动车的功率需求由下式求得:


                eq.png


1.3 电池模型

本文采用包括内阻和电压源的等效电路模型,可表示为 :


           eq.png  


其中Vbat、VOC、Ibat、R0、Pbat和POC分别为电池的电压、开路电压、电流、内阻、输出功率和化学功率。 VOC 和 R0 都是电池充电状态 (SOC) 的函数。因此,电池电流 Ibat 由下式给出:


                eq.png


数学模型详细内容可以参考后文。在本文第四节——Matlab代码实现中有文档。


📚2 运行结果


e1b274f7415f420aa70a66d30de45bc5.png

7df178477f124082b2135de5c97b649c.png

597792467cbf48f997329be24ac61160.png

20a9bc628d044be6a4e31cb5a5ae5f4b.png

46d6db80c2d14790a507b7f66a34a728.png

b8c157c558944872812dd2d19be42dff.png

ac40da059c5742e0bd500dc24bb689d2.png

2e5265bb9dc44c3695ecf8576f708171.png

c4e8a8a9aa9b4c7a83bad02b2c108b25.png


🎉3 参考文献

部分理论来源于网络,如有侵权请联系删除。


e2980ec60ae444b4a4585fb81b2b7de4.png


🌈4 Matlab代码、数据、文章讲解


相关文章
|
4月前
|
安全
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
本文介绍了2023年高教社杯数学建模竞赛D题的圈养湖羊空间利用率问题,包括问题分析、数学模型建立和MATLAB代码实现,旨在优化养殖场的生产计划和空间利用效率。
232 6
【2023高教社杯】D题 圈养湖羊的空间利用率 问题分析、数学模型及MATLAB代码
|
4月前
|
存储 算法 搜索推荐
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
本文提供了2022年华为杯数学建模竞赛B题的详细方案和MATLAB代码实现,包括方形件组批优化问题和排样优化问题,以及相关数学模型的建立和求解方法。
142 3
【2022年华为杯数学建模】B题 方形件组批优化问题 方案及MATLAB代码实现
|
4月前
|
数据采集 存储 移动开发
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
本文介绍了2023年五一杯数学建模竞赛B题的解题方法,详细阐述了如何通过数学建模和MATLAB编程来分析快递需求、预测运输数量、优化运输成本,并估计固定和非固定需求,提供了完整的建模方案和代码实现。
111 0
【2023五一杯数学建模】 B题 快递需求分析问题 建模方案及MATLAB实现代码
|
7月前
|
数据安全/隐私保护
耐震时程曲线,matlab代码,自定义反应谱与地震波,优化源代码,地震波耐震时程曲线
地震波格式转换、时程转换、峰值调整、规范反应谱、计算反应谱、计算持时、生成人工波、时频域转换、数据滤波、基线校正、Arias截波、傅里叶变换、耐震时程曲线、脉冲波合成与提取、三联反应谱、地震动参数、延性反应谱、地震波缩尺、功率谱密度
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
|
7月前
|
算法 调度
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)
|
7月前
|
Serverless
基于Logistic函数的负荷需求响应(matlab代码)
基于Logistic函数的负荷需求响应(matlab代码)
|
7月前
|
供应链 算法
基于分布式优化的多产消者非合作博弈能量共享(Matlab代码)
基于分布式优化的多产消者非合作博弈能量共享(Matlab代码)
|
7月前
|
算法 调度
基于多目标粒子群算法冷热电联供综合能源系统运行优化(matlab代码)
基于多目标粒子群算法冷热电联供综合能源系统运行优化(matlab代码)
|
7月前
|
算法 调度 SoC
电动汽车充放电V2G模型(Matlab代码)
电动汽车充放电V2G模型(Matlab代码)

热门文章

最新文章