Vooruit opladen voor elektrische voertuigen

Wegen die zijn aangelegd met draadloze oplaadtechnologie kunnen een integraal onderdeel worden van onze steden in de toekomst van een elektrische auto.

Door statistische geometrie toe te passen op het analyseren van stedelijke wegennetwerken, hebben KAUST-onderzoekers geavanceerd inzicht in hoe draadloze oplaadwegen het rijgedrag en stadsplanning kunnen beïnvloeden in een toekomst waarin elektrische voertuigen (EV’s) de automarkt domineren.

“Ons werk wordt ingegeven door de wereldwijde trend om richting groen vervoer en elektrische voertuigen te gaan”, zegt postdoc Mustafa Kishk. “Efficiënte dynamische laadsystemen, zoals draadloze stroomoverdrachtsystemen die onder wegen zijn geïnstalleerd, worden door onderzoekers en technologiebedrijven over de hele wereld ontwikkeld als een manier om elektrische voertuigen op te laden tijdens het rijden zonder te hoeven stoppen. In deze context is er een noodzaak om analyseer wiskundig de grootschalige inzet van oplaadwegen in grootstedelijke steden. “

Bij het toevoegen van laadpaden aan het stedelijk wegennet spelen veel factoren een rol. Automobilisten zoeken mogelijk laadpaden op tijdens hun woon-werkverkeer, wat gevolgen heeft voor stadsplanning en verkeerscontrole. Ondertussen zou de dichtheid van oplaadstations in een stad, en de waarschijnlijke tijd die pendelaars op en tussen de oplaadwegen doorbrengen, van invloed kunnen zijn op de grootte van de batterijen die door autofabrikanten in elektrische voertuigen worden geïnstalleerd.

Het berekenen van de statistieken die kunnen worden gebruikt om een ​​laadwegennet te analyseren, is erg belangrijk, legt Kishk’s laboratoriumcollega Duc Minh Nguyen uit.

“Onze grootste uitdaging is dat de statistieken die worden gebruikt om de prestaties van dynamisch opladen te evalueren, zoals de afstand tot de dichtstbijzijnde oplaadweg bij een willekeurige rit, afhangen van het begin- en eindpunt van elke rit”, zegt Nguyen. “Om die statistieken correct vast te leggen, moesten we expliciet alle mogelijke situaties opsommen, de statistieken in elk geval berekenen en evalueren hoe waarschijnlijk het is dat elke situatie zich in de werkelijkheid voordoet. Hiervoor gebruikten we een benadering genaamd stochastische geometrie om te modelleren en analyseren hoe deze statistieken worden beïnvloed door factoren zoals de dichtheid van wegen en de frequentie van de inzet van dynamische heffingen. “

Door deze analyse toe te passen op het Manhattan-gebied van New York, dat een wegdichtheid heeft van één weg om de 63 meter, hebben Kishk en Nguyen met onderzoeksleider Mohamed-Slim Alouini vastgesteld dat een bestuurder 80 procent kans heeft om een ​​oplaadweg tegen te komen na het rijden. voor 500 meter wanneer draadloos opladen is geïnstalleerd op 20 procent van de wegen.

“Dit is de eerste studie waarin stochastische geometrie is opgenomen in de prestatieanalyse van de uitrol van wegen in grootstedelijke steden”, zegt Kishk. “Het is een belangrijke stap op weg naar een beter begrip van de uitrol van oplaadpunten in grootstedelijke steden.”