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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明公开了基于空间域凸优化的燃料电池汽车节能驾驶方法及装置，包括以下步骤：S1.在空间域内建立燃料电池汽车动力传动系统模型，包括车辆纵向动力学模型、电机模型、燃料电池系统模型和动力电池模型；S2.在空间域内建立多交叉口通行环境模型，包括信号灯约束、道路坡度干扰和道路限速；S3.在空间域内建立燃料电池汽车多交叉口节能驾驶问题；S4.利用凸近似和凸松弛技术对燃料电池汽车多交叉口节能驾驶问题进行凸化；S5.采用凸优化工具进行求解，得到最优决策。本发明能够以高效的计算效率实现全局最优的能耗经济性，具备实时应用潜力。

主权项：1.基于空间域凸优化的燃料电池汽车节能驾驶方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.在空间域内建立燃料电池汽车动力传动系统模型；S2.在空间域内建立多交叉口通行环境模型；S3.基于燃料电池汽车动力传动系统模型和多交叉口通行环境模型，在空间域内建立燃料电池汽车多交叉口节能驾驶问题；S4.利用凸近似和凸松弛技术对燃料电池汽车多交叉口节能驾驶问题进行凸化，得到凸化后的多交叉口节能驾驶问题；S41.重新定义燃料电池汽车多交叉口节能驾驶问题中状态变量和控制变量，将状态方程线性化；状态变量为车辆行驶时间t、车辆动能Ekin和动力电池能量状态SoE，控制变量为与车速v相关的虚拟变量Fv＝1v、与电机输出功率Pmot,m相关的虚拟力Fmot,m＝FvPmot,m、车速v、与电机电功率Pmot,e相关的虚拟力Fmot,e＝FvPmot,e、与动力电池化学功率POC相关的虚拟力FOC＝FvPOC、与动力电池输出功率Pbat相关的虚拟力Fbat＝FvPbat、与燃料电池系统净功率Pfcs相关的虚拟力Ffcs＝FvPfcs、与燃料电池氢气能量消耗功率PH相关的虚拟力FH＝FvPH；S42.对燃料电池汽车动力传动系统模型，利用凸近似分别表示电机、燃料电池系统和动力电池的输入端输出端功率关系；电机的电功率拟合为输出功率的二次函数燃料电池系统的氢气能量消耗功率拟合为净功率的二次函数动力电池的输出功率和化学功率自然满足二次函数关系R0和VOC分别是动力电池的内阻和开路电压；S43.利用凸松弛将状态变量约束和控制变量约束凸化；所述步骤S43，具体包括以下步骤：S431.将Fvv＝1松弛为Fvv≥1，并进一步转化为二阶锥约束；S432.将松弛为并进一步转化为二阶锥约束，其中M为车辆质量；S433.用相应的虚拟力替代二次函数fm中的功率，化简并松弛为并进一步转化为二阶锥约束；S434.用相应的虚拟力替代二次函数ff中的功率，化简并松弛为并进一步转化为二阶锥约束；S435.用相应的虚拟力替代二次函数fb中的功率，化简并松弛为并进一步转化为二阶锥约束；S44.采用智能驾驶员模型选择可行的绿灯窗口，并确定行驶时间的上下边界，将非线性的信号灯约束转化为线性的行驶时间约束；S5.采用凸优化工具对凸化后的多交叉口节能驾驶问题进行求解，得到最优决策，即实现了燃料电池汽车多交叉口节能驾驶方法。

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