Электромобили можно заряжать на ходу через одноранговую систему

Прочитано: 124 раз(а)


Каждый день американцы видят на дорогах все больше аккумуляторных электромобилей (BEV). По данным Fortune Business Insights, ожидается, что рынок электромобилей в США вырастет с 28,24 млрд долларов в 2021 году до 137,43 млрд долларов в 2028 году. Причины перехода от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания к электромобилям убедительны: электромобили чище для окружающую среду, дешевле в эксплуатации и дают возможность легко заправляться заправочными станциями, которые в настоящее время продают топливо по 5 долларов за галлон на национальном уровне.

Однако один недостаток заставил некоторых потребителей опасаться покупки BEV — ограниченный диапазон. В отличие от этих многочисленных заправочных станций, зарядных станций для электромобилей по-прежнему может быть немного, а перезарядка литий-ионной батареи электромобиля может занять несколько часов, что делает электромобили непрактичными для некоторых дальних поездок.

Теперь исследователь из Школы инженерии Канзасского университета написал в соавторстве исследование в Scientific Reports, в котором предлагается одноранговая система для BEV, чтобы делиться зарядом друг с другом во время движения по дороге, согласовываясь с облаком. на базе системы управления.

«Когда несколько электромобилей находятся в пути, они могут фактически делиться зарядом между собой во время движения — им не нужно останавливаться для этого», — сказал Тамзидул Хок, доцент кафедры электротехники и компьютерных наук в KU. «У одной машины может быть много заряда, и ей не нужно ехать слишком далеко, и она может продать свою зарядку другой машине — так что есть экономический стимул. У другой машины, которая едет далеко, не так много подзарядки, и отсутствие необходимости останавливаться для подзарядки сократит их путь на несколько часов».

Облачная система будет соответствовать двум BEV в одном районе, вероятно, вдоль крупных автомагистралей. Подобно велосипедистам в Peloton, две одинаковые машины могли двигаться близко друг к другу, разделяя заряд в пути без необходимости часами останавливаться на зарядной станции. Автомобили будут двигаться с одинаковой заблокированной скоростью, а зарядные кабели автоматически соединят автомобили.

«У нас была бы полная облачная структура, которая анализирует состояние зарядки всех транспортных средств, участвующих в сети, и на основе этого облако сообщает вам: «Эй, вы действительно можете соединиться с этой машиной, которая находится поблизости, и разделить зарядку». », — сказал Хок. «Все это должно контролироваться облачной инфраструктурой, в которой есть алгоритмы для эффективной зарядки всех различных BEV».

Соавторами исследования Хока являются Прабудда Чакраборти, Роберт Паркер, Джонатан Круз, Лили Ду, Шуо Ван и Сваруп Бхуния из Университета Флориды.

По словам исследователей, автомобили будут оснащены двумя разными батареями для однорангового плана зарядки BEV: основной литий-ионный аккумулятор, такой же, как в современных BEV, и второй аккумулятор с быстрой зарядкой, используемый для зарядки на ходу. — иди на зарядку. Быстрая батарея, когда она заряжена, будет пополнять основную батарею автомобиля .

«Вы не хотите, чтобы автомобили оставались на связи в течение очень долгого времени, потому что другому автомобилю, возможно, придется изменить свой маршрут и отправиться куда-то еще, и у вас может не хватить времени для зарядки», — сказал Хок. «Вот почему мы разработали концепцию многоуровневой батареи, чтобы сократить время зарядки.

«Как и в вашем компьютере, у вас есть быстрая кэш-память, но она дорогая, поэтому у вас есть другой тип памяти большой емкости, которая работает медленнее», — сказал он. «Аналогичным образом мы внедрили эту концепцию для наших аккумуляторов. У вас будут небольшие быстрозаряжаемые аккумуляторы, которые будут использоваться для одноранговой зарядки, и как только эта маленькая батарея будет заряжена, вы отключите ее, и эта маленькая… заряд батареи посылает заряд на большую, более медленную батарею».

В районах с высокой плотностью населения исследовательская группа предлагает развертывание мобильных зарядных станций — огромных аккумуляторов на грузовиках, — которые могут заряжать несколько транспортных средств одновременно, что-то вроде того, как небольшие военные самолеты могут заправляться в воздухе самолетом-заправщиком.

«Эти мобильные зарядные станции, вероятно, будут перемещаться по основным автомагистралям, где они постоянно ездят туда и обратно», — сказал исследователь из KU. «Их будет несколько, поэтому в определенный момент времени одна мобильная зарядная станция находится в пути, а другая находится на станции, готовясь к игре. Эти мобильные зарядные станции могут заправлять или заряжать батареи нескольких транспортных средств одновременно».

Конечный результат одноранговой системы, предложенной Хоком и его коллегами, приведет к большему удобству и меньшему «беспокойству по поводу дальности» для владельцев BEV, а также к более чистой окружающей среде. Хок и его соавторы использовали сложное программное обеспечение для компьютерного моделирования, чтобы измерить требования к подзарядке электромобилей, а также изменения воздействия автомобилей на окружающую среду в смоделированной одноранговой системе.

«Мы использовали симулятор под названием SUMO, который в основном позволяет вам создавать сценарии, в которых несколько различных электромобилей движутся по заданному шоссе, а затем мы вводим эту концепцию мобильной зарядки или одноранговой зарядки, а также мы представили концепцию мобильных зарядных станций в моделировании и увидели, как далеко каждый из автомобилей проехал бы без подзарядки по сравнению с одноранговой зарядкой», — сказал Хок. «Мы увидели существенное снижение потребности в заправке электромобилей — так что это многообещающе. Мы также провели анализ, предполагая, что эти мобильные зарядные станции, которые представляют собой большие грузовики, заряжаются с использованием возобновляемых источников энергии, и увидели значительное сокращение выбросов углерода, поэтому это тоже очень многообещающе».

Хок сказал, что первоначальная настройка инфраструктуры одноранговой зарядки, вероятно, потребует поддержки со стороны крупного производителя электромобилей, но затем может органично расширяться.

«У людей, у которых есть электромобили, будет стимул продавать зарядку и зарабатывать дополнительные деньги — эти две вещи будут работать параллельно для развития этой идеи», — сказал он.

Электромобили можно заряжать на ходу через одноранговую систему



Новости партнеров