在包含连接式和自动化电动车辆的混合交通流中，通过无线充电方式优化节能驾驶控制

《IEEE Transactions on Vehicular Technology》：Optimizing Eco-Driving Control in Mixed Traffic Flow of Connected and Automated Electric Vehicles With Wireless Charging

生态驾驶策略优化混合交通流中部分无线充电CAEVs的能耗，提出非无线充电CAEVs（NWC-CAEVs）的轨迹优化模型及无线充电CAEVs（WC-CAEVs）的分段引导策略，实现NWC-CAEVs能耗降低45%，WC-CAEVs在更高渗透率下净能耗减少81.8%以上，并揭示混合交通流中两类CAEVs的时空轨迹干扰问题。

　　

摘要：

本文研究了一种适用于信号化交叉口混合交通流的节能驾驶控制策略，该策略结合了部分无线充电功能，重点关注非无线充电的联网电动汽车（NWC-CAEVs）和无线充电的联网电动汽车（WC-CAEVs），这两种车辆能够在指定区域内动态充电。首先，我们提出了NWC-节能驾驶策略，通过构建最优控制问题（OCP）并利用庞特里亚金最小值原理（PMP）来解决该问题，从而优化NWC-CAEVs的行驶轨迹。在此基础上，我们进一步开发了WC-节能驾驶策略，根据充电设施的可用性分段指导WC-CAEVs的轨迹优化。研究结果表明，实施NWC-节能驾驶策略可使NWC-CAEVs的能耗显著降低，相比无控制情景最多可减少45%。此外，在充电效率方面，WC-节能驾驶策略的表现优于NWC-节能驾驶策略，尤其是在WC-CAEVs的市场渗透率（MPR）和无线充电功率较高的情况下，净能耗可进一步降低81.8%或更多。通过分析时空轨迹，我们揭示了混合交通流中两种类型CAEVs之间的干扰现象，进一步凸显了WC-节能驾驶策略的优势。同时，我们还研究了不同因素对节能驾驶策略性能的影响。研究结果强调了所提出的节能驾驶策略在提升混合交通流系统能源效率方面的有效性。

引言

车辆的电气化和智能化被认为对交通运输领域的节能和可持续发展具有重大推动作用[1]、[2]。近年来，尤其是在政府出台了一系列支持性政策的情况下，电动汽车（EVs）的生产和销售量显著增长。然而，由于充电不便导致电动汽车的续航里程有限，这阻碍了其广泛普及。为了解决这一问题，研究人员主要探索了两种方法：降低行驶过程中的能耗和提升车辆闲置时的充电效率。作为这两种方法的关键代表，节能驾驶技术和先进充电技术是促进联网和自动化电动汽车（CAEVs）推广及持续使用的重要策略，最终有助于减少碳排放并构建更加可持续的交通系统。