Optimal energy management of a range-extended electric bus

This thesis aims to develop and analyze the energy management problem of an electric city bus equipped with a Range Extender. First, the energy management problem is formulated as an optimal control problem. This optimal control problem is then formalized as a mixed-integer convex programming problem. Secondly, another energy management strategy is obtained through the discussion and the analysis of a rule-based algorithm. Eventually, the two proposed approaches will be used considering simulation scenarios and their results will be analyzed and compared. This comparison will show the optimality of the results obtained through optimization techniques while it will underline the sub-optimality of the results obtained through the rule-based approach.

Lo scopo di questa tesi è quello di sviluppare e analizzare il problema di gestione energetica di un autobus elettrico equipaggiato con un Range Extender. Per prima cosa, il problema di gestione energetica viene formulato come un problema di controllo ottimo. Quest’ultimo viene formalizzato come un problema di programmazione convessa mista intera. Come seconda cosa, viene discusso ed analizzato un altro metodo di gestione energetica che è basato sull’uso di alcune regole statiche predefinite. Infine, i due approcci proposti vengono usati in alcuni scenari di simulazione e i corrispettivi risultati vengono analizzati e comparati. Questa comparazione mostrerà l'ottimalità dei risultati calcolati mediante tecniche di ottimizzazione mentre, sottolineerà la sub-ottimalità dei risultati ottenuti usando un algoritmo basato su regole predefinite.