UTEP工程師研究電動(dòng)汽車邊開車邊充電技術(shù)
在遠(yuǎn)離加油站的偏遠(yuǎn)地區(qū)耗盡燃油是每位駕駛員最為擔(dān)憂的情況,對(duì)于電動(dòng)汽車用戶而言,也存在一種類似的困擾,即“續(xù)航里程焦慮”(range anxiety),擔(dān)心車輛在電量耗盡前能夠行駛的距離。
隨著電動(dòng)汽車(EV)在道路上越來(lái)越普遍,預(yù)計(jì)到2030年的年銷量可達(dá)720萬(wàn)輛。為了使電動(dòng)汽車充電更便利,研究人員們正在研發(fā)創(chuàng)新新方法。其中一種方法是,能夠在車輛行駛過(guò)程中為其充電的新機(jī)制,這也是美國(guó)得克薩斯大學(xué)埃爾帕索分校(University of Texas at El Paso,UTEP)主導(dǎo)的一項(xiàng)研究的重點(diǎn)。
UTEP研究小組是美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(National Science Foundation)與能源部(Department of Energy)資助的工程師聯(lián)盟,專注于動(dòng)態(tài)無(wú)線電力傳輸(DWPT)道路技術(shù)的研發(fā),旨在實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中的實(shí)時(shí)充電。UTEP電氣與計(jì)算機(jī)工程系教授兼該研究的首席研究員Paras Mandal博士表示,DWPT道路通過(guò)在路面內(nèi)嵌入發(fā)射裝置,讓電動(dòng)汽車能夠在行駛過(guò)程中充電,且無(wú)需連接到電源插座。
Mandal博士表示:“電動(dòng)交通領(lǐng)域正在不斷發(fā)展,對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷需求的建模是該領(lǐng)域研究的重要組成部分。我們的研究旨在全面理解新型電動(dòng)汽車充電方法,以確保交通基礎(chǔ)設(shè)施和電力設(shè)施的可持續(xù)性使用!
目前,大多數(shù)電動(dòng)汽車都在公共充電站充電,或者在住宅內(nèi)通過(guò)電源插座充電。不過(guò),Mandal博士解釋道,家庭充電技術(shù)通常速度很慢而且會(huì)非常耗電,而公共充電樁目前覆蓋率仍然有限。此類限制因素可能會(huì)導(dǎo)致“續(xù)航焦慮”,而且阻礙電動(dòng)汽車的廣泛普及,而電動(dòng)汽車的廣泛使用可減少石油燃料的使用、降低車輛運(yùn)輸?shù)呐欧盼廴、噪音污染,并有助于改善空氣質(zhì)量。
目前,DWPT技術(shù)尚處于研發(fā)階段。不過(guò),Mandal表示,在該技術(shù)被采用前,工程師、公用事業(yè)公司和地方政府需要對(duì)電網(wǎng)未來(lái)的負(fù)載需求進(jìn)行全面評(píng)估!皩(duì)負(fù)載需求”進(jìn)行建模面臨諸多挑戰(zhàn),因?yàn)楣こ處焸冃枰紤]到不同尺寸的車輛、不同長(zhǎng)度的道路以及各種不同變化程度的交通流量。為了深入了解DWPT技術(shù)在不同使用強(qiáng)度下對(duì)電網(wǎng)的影響,Mandal團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種名為改進(jìn)托普利卷積(mCONV)的新方法。該模型本質(zhì)上是DWPT技術(shù)的數(shù)學(xué)方程式,讓工程師們能夠理解動(dòng)態(tài)電力負(fù)載需求,同時(shí)將不同距離、交通流量和車輛類型等因素考慮在內(nèi)。
Mandal表示:“該研究的下一步是理解DWPT對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性所產(chǎn)生的影響!惫こ虒W(xué)院院長(zhǎng)Kenith Meissner博士表示:“Mandal博士的團(tuán)隊(duì)正在交通系統(tǒng)領(lǐng)域開展前沿創(chuàng)新工作。該款新模型將有助于地方和州政府以及公用事業(yè)部門深入了解實(shí)施動(dòng)態(tài)無(wú)線充電道路的具體要求,并為電動(dòng)汽車的廣泛普及提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”

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