基于ADMM的电动货车队列速度规划研究

摘要

为进一步提高电动车辆队列行驶的经济性、降低车用动力电池的容量衰减，对某电动货车队列开展了行驶速度规划研究.首先建立了电动货车的单车能耗模型；然后基于此单车能耗模型、固定车头间距的跟车间距策略，以及拟合得到的不同间距下队列中各车的气动阻力系数，建立了队列的能耗模型；接着以队列能量消耗最低为优化目标，以行程时间和道路限速为约束，采用交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers, ADMM)对队列进行了行驶速度规划；最后仿真研究了规划速度对队列行驶能耗和车辆动力电池容量衰减的影响.研究结果表明：相比于队列按定速巡航与基于坡度加速度的二次规划车速行驶，队列按ADMM规划车速行驶可分别使电动汽车节能9.29%和7.75%,且随着行驶里程的增加，以ADMM规划车速行驶的节能效果愈加明显；车辆队列运行1年后，ADMM规划车速行驶的电池容量衰减相比其他2种规划行驶分别下降9.69%和2.54%,即采用ADMM规划车速行驶可以减缓电池的老化速度，且随着时间的推移，在这3种行驶速度下的电池容量衰减差异越来越大.

关键词

汽车队列 / 电动货车 / 能耗模型 / 速度规划 / 交替方向乘子法 / 电池容量衰减

基金资助

江苏省产业前瞻与关键核心技术项目(BE2022053-2)