Las ventajas de compartir baterías de vehículos eléctricos
Compartir recursos de batería puede llevar a un uso más eficiente de los vehículos eléctricos.
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Tabla de contenidos
- ¿Por qué compartir recursos de batería?
- La necesidad de reducción
- Cómo funciona el compartir
- Resultados de la investigación
- Aplicación práctica
- Abordando preocupaciones de fiabilidad
- Limitaciones de las soluciones actuales
- Conclusión
- Hallazgos empíricos
- Consideraciones para la implementación
- Pensamientos finales
- Fuente original
La demanda de Baterías para vehículos eléctricos (EV) está en aumento, lo que trae preocupaciones económicas y ambientales. Muchos vehículos personales tienen baterías más grandes de lo necesario para conducir a diario. En vez de depender solo de las baterías personales, este artículo habla sobre la idea de compartir recursos de batería para usarlos de manera más eficiente.
¿Por qué compartir recursos de batería?
Un problema importante con las baterías de los EV es que a menudo superan lo que los Conductores necesitan. La mayoría de los viajes diarios son cortos, pero los conductores tienden a elegir baterías grandes para evitar quedarse sin carga. Este comportamiento lleva a tamaños de batería que no se utilizan completamente. En esencia, compartir recursos de batería puede ayudar a reducir la Capacidad total de batería necesaria al combinar las baterías de varios usuarios.
La necesidad de reducción
La producción de baterías es costosa y podría afectar el medio ambiente. Por ejemplo, la producción de baterías de coches ha aumentado drásticamente, llevando a un esperado aumento en la demanda. A medida que más personas manejan EVs, el miedo a quedarse sin carga-conocido como ansiedad por autonomía-lleva a los conductores a comprar baterías más grandes. Esto crea una situación donde las baterías son a menudo más grandes de lo necesario, causando desperdicio de recursos.
Cómo funciona el compartir
Cuando los conductores tienen acceso a un recurso de batería compartido, pueden depender de él además de sus baterías personales. Al combinar recursos, la cantidad total de capacidad de batería implementada puede reducirse mientras se satisfacen las Necesidades de desplazamiento de todos.
El concepto de compartir también se puede comparar con la gestión de riesgos financieros, donde combinar diferentes activos puede llevar a un menor riesgo general. En este caso, compartir recursos de batería puede ayudar a gestionar las necesidades energéticas de los conductores, especialmente cuando los viajes son generalmente cortos.
Resultados de la investigación
Usando datos de comportamientos de conducción en la vida real, la investigación muestra que compartir recursos de batería puede llevar a reducciones significativas en la capacidad total de batería necesaria. El potencial para estas reducciones aumenta con el número de conductores involucrados y su deseo de fiabilidad en el rendimiento de la batería.
A medida que aumenta el número de conductores, disminuye la probabilidad de que muchos necesiten cargar al mismo tiempo. Esto significa que una batería compartida puede servir a más conductores sin comprometer su necesidad de energía confiable.
Aplicación práctica
Para ver cómo el compartir puede hacer la diferencia, se analizaron datos de alrededor de 400 vehículos en Seattle. Este estudio reveló que la mayoría de los viajes diarios son cortos y que una batería compartida podría satisfacer las necesidades de los conductores sin requerir baterías personales excesivamente grandes.
Abordando preocupaciones de fiabilidad
Cuando se implementa un recurso de batería compartido, es esencial asegurar que las necesidades de los conductores aún se satisfacen. La idea es determinar cuánta capacidad de batería se requiere para mantener a todos satisfechos sin construir de más. La investigación encontró que a medida que el nivel de fiabilidad buscado por los conductores aumenta, también crecen las reducciones de capacidad logradas a través de compartir.
Limitaciones de las soluciones actuales
Aunque compartir tiene claramente beneficios, hay desafíos a considerar. Por ejemplo, los extensores de rango disponibles-dispositivos que proporcionan potencia extra-tienden a venir en tamaños fijos, en lugar de unidades ajustables. Cada conductor también puede tener diferentes necesidades, lo que hace complicado crear una solución única para todos.
El futuro del compartir baterías
De cara al futuro, hay varias áreas que vale la pena explorar. Estudios futuros podrían refinar el modelo de compartir para abordar mejor realidades prácticas. Por ejemplo, se pueden examinar las interacciones entre conductores individuales y recursos compartidos a través de teoría de juegos. Este enfoque podría llevar a soluciones que animen a todos a actuar de una manera que optimice el proceso de compartir.
Conclusión
Compartir recursos de batería puede reducir significativamente la cantidad total de capacidad de batería desplegada. Al permitir que los conductores extraigan de una fuente compartida, la energía total necesaria puede disminuir enormemente, especialmente cuando las necesidades de los conductores son generalmente de corto alcance.
A medida que aumenta el número de conductores y la fiabilidad que buscan, los beneficios de compartir se vuelven aún más pronunciados. Los resultados prometedores sugieren que el compartir baterías es una vía digna de más investigación y desarrollo, potencialmente allanando el camino hacia un enfoque más sostenible en el uso de baterías para vehículos eléctricos.
Hallazgos empíricos
El análisis indicó que en escenarios donde los conductores tenían acceso a recursos compartidos, la capacidad de batería requerida era significativamente menor que en situaciones que dependían solo de baterías personales. Por ejemplo, al mirar los datos, quedó claro que a medida que los conductores hacían uso de baterías compartidas, la capacidad de energía total necesaria disminuía.
Los hallazgos también mostraron que compartir es particularmente beneficioso en grupos más grandes. Cuantos más conductores estén involucrados, mayor será el potencial de reducir la capacidad de batería. De hecho, bajo ciertas condiciones, compartir podría llevar a reducciones que superen el 40% de los recursos de batería desplegados.
Consideraciones para la implementación
Para implementar de manera efectiva recursos de batería compartidos, necesita haber un plan bien pensado. La asignación de capacidad de batería compartida debe ser justa, asegurando que todos los conductores reciban suficiente para satisfacer sus necesidades. Hay varios enfoques para asignar recursos compartidos, como la asignación proporcional o una estrategia de primer llegado, primer servido.
Cada método tiene sus ventajas y desventajas, y entender estas puede ayudar a crear un sistema equilibrado que funcione para todos.
Pensamientos finales
La oportunidad de compartir recursos de batería para vehículos eléctricos tiene un gran potencial para reducir costos y el impacto ambiental. Con el creciente número de vehículos eléctricos en las carreteras, integrar recursos compartidos podría ofrecer una solución eficiente a los desafíos de capacidad de batería. A medida que se realicen más investigaciones en esta área, los beneficios de tales sistemas pueden volverse aún más claros, destacando la importancia de la colaboración en la transición hacia un uso energético sostenible.
Al centrarnos en la cooperación y el compartir recursos, podemos trabajar hacia un futuro donde la energía se utilice de manera más eficiente, beneficiando tanto a los conductores como al medio ambiente en su conjunto.
Título: Reducing Aggregate Electric Vehicle Battery Capacity through Sharing
Resumen: Meeting growing demand for automotive battery resources is predicted to be costly from both economic and environmental perspectives. To minimize these costs, battery resources should be deployed as efficiently as possible. A potential source of inefficiency in battery deployment is the fact that the batteries of personal vehicles are typically much larger than needed to meet most daily mobility needs. In this paper, we consider whether battery resources can be used more efficiently in a setting where drivers, in addition to having personal vehicle batteries, have access to a shared battery resource. More precisely, we consider the problem of minimizing aggregate battery capacity in settings with and without a shared resource subject to the requirement that driver commuting needs are met with high reliability. To assess the potential for reductions in deployed battery capacity with the addition of a shared resource, we quantify the difference in deployed battery capacity with and without a shared resource in case study using real-world longitudinal mobility data from Puget Sound, Washington. We find that giving drivers access to a shared battery resource can substantially reduces deployed battery capacity. Furthermore, relative reductions in battery capacity increase with number of drivers and the level of reliability desired.
Autores: Polina Alexeenko, Vasileios Charisopoulos
Última actualización: 2023-04-20 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2304.10461
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2304.10461
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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