جنرال موتورز در حال توسعه همه ی الکتریکی های 2017 Chevrolet Bolt است که طراحی شده است تا محدوده رانندگی حدود 200 مایل را داشته باشد. جنرال موتورز

حمل و نقل الکتریکی یکی از راه های بسیار امیدوار کننده ای برای کاهش قابل توجه انتشار گازهای گلخانه ای از وسایل نقلیه است، اما اضطراب محرمانه - نگرانی در مورد باتری با باتری اتومبیل تخلیه شده است - همچنان یک مانع برای تصویب وسایل نقلیه الکتریکی است. آیا اضطراب محدوده ای با توجه به اتومبیل های فعلی و زیرساخت های شارژ توجیه می شود؟

این یک سوال از گروه تحقیقاتی من است و من در یک مقاله منتشر شده در طبیعت انرژی، با نگاهی دقیق به این مشکل با یک مدل جدید.

به طور خاص ما پرسیدیم: وقتی که از منظر پرنده ای از ناحیه جغرافیایی ایالات متحده نگاه کنید، چندین خودرو شخصی در جاده ها روزانه می توانند جایگزین یک وسیله نقلیه الکتریکی با هزینه کم شوند حتی اگر شارژ روزانه در دسترس نباشد؟ تجزیه و تحلیل ما، به نظر ما، مطالعه گسترده ترین و در عین حال دقیق تر به تاریخ چگونگی پیشرفت تکنولوژی وسایل نقلیه الکتریکی در حال حاضر و آینده، تا رفتار مصرف انرژی مردم است.

ما نزدیک به 90 درصد وسایل نقلیه را در جاده ها یافتیم که می تواند جایگزین وسیله نقلیه الکتریکی ارزان قیمت در بازار شود. علاوه بر این، این تعداد در شهرهای بسیار متفاوت از نیویورک تا هوستون به لس آنجلس قابل توجه است. به این معنی است که بالقوه بالقوه برای الکتریکی اتومبیل ها در شهرهای متراکم و گسترده ای در ایالات متحده وجود دارد.

با این حال، برای درک این پتانسیل، نیازهای رانندگان وسایل نقلیه الکتریکی آینده باید در تمام روزها، حتی انرژی های با انرژی بالا مانند روزهایی که نیاز به حمل و نقل طولانی مدت دارند، برآورده شود.

دو نوآوری کلیدی می تواند این را فعال کند. اولا پیش بینی روزهایی است که رانندگان احتمالا از محدوده خودرو فراتر رفته و مدل ما طراحی شده است. و دومین نوآوری نهادی یا مدل کسب و کار برای ارائه وسیله نقلیه جایگزین دوربرد در آن روزهای با انرژی بالا است. به عنوان مثال، خودروهای متعارف و در نهایت جایگزین های دوردست کم کربن ممکن است در یک دکمه یک کاربر در یک جعبه ظاهر شوند. این نیاز می تواند برای برخی از زمان حتی به عنوان تکنولوژی باتری را بهبود می بخشد و زیرساخت شارژ گسترش می یابد.

محدوده خودرو یک عدد نیست

محدوده وسیله نقلیه الکتریکی به طور معمول از لحاظ تعداد ثابت در نظر گرفته می شود، اما تعداد مایل هایی که در یک شارژ قرار می گیرند با عواملی مانند سرعت و سبک رانندگی و درجه حرارت در فضای باز تغییر می کند. برای درک طیف وسیعی از ماشین ما باید از ماشین خود به نحوه رفتار مردم فراتر بریم.

در طی چهار سال گذشته در گروه تحقیقاتی ما یک مدل (TripEnergy) از رفتار رانندگی دوم توسط افراد در سراسر ایالات متحده ایجاد کرده ایم، چگونگی استفاده از سیستم های گرمایشی و خنک کننده در آنها اتومبیل ها و نحوه استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی و متعارف در صورت استفاده از این وسیله انرژی مصرف می کنند.

این رویکرد به ما می دهد دیدگاه احتمالی محدوده وسیله نقلیه الکتریکی. به عنوان مثال، برای نیسان لیس، ما می بینیم که مایل 74 محدوده متوسط ​​است - بر اساس الگوهای رانندگی، نیمی از اتومبیل ها در جاده ها در ایالات متحده قادر به سفر به این دور، و نیمی آن را ندارد. (یک فورد فوکوس الکتریکی مشابه آن را انجام می دهد.) در این محدوده توزیع وجود دارد، که نشان می دهد که عملکرد واقعی چگونه می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال، ما تخمین می زنیم که 5 درصد از سفرهای 58 مایل را نمی توان با یک بار پوشش داد، و 5 درصد از سفر 90 مایل می تواند.

ارزیابی تکنولوژی وسایل نقلیه الکتریکی در برابر رفتار رانندگی

با استفاده از مدل TripEnergy در دست، ما پرسیدیم که چگونه بسیاری از اتومبیل ها در جاده ها می توانند جایگزین وسایل نقلیه الکتریکی ارزان قیمت شوند. ما یک مورد را در نظر گرفتیم که درایورها تنها می توانند یک بار در روز، به عنوان مثال در خانه شارژ شوند. این به ما اجازه داد که وضعیتی را ببینیم که فقط تغییرات محدودی در زیربنای شارژ دولتی وجود دارد و اتومبیل ها می توانند از نیروگاه هایی استفاده کنند که در طول شب در حالت خواب بسر می برند.

ما متوجه شدیم که با توجه به اینکه چگونه مردم در سراسر ایالات متحده رانندگی می کنند، 87 درصد از ماشین ها در روز به طور متوسط ​​می تواند جایگزین یک وسیله نقلیه الکتریکی با قیمت پایین و تنها با یکبار شارژ مجدد شود. این بر اساس رفتار رانندگی میلیون ها نفر در سراسر ایالات متحده در سراسر شهرهای مختلف و کلاس های اجتماعی-اقتصادی است.

انتقال از وسایل نقلیه متعارف به وسایل الکتریکی برای این اتومبیل ها باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در حدود٪ 30 می شود، حتی با استفاده از مخازن تأمین سوخت فسیلی امروز. در مجموع، سفرهای انجام شده توسط این اتومبیل ها تقریبا 60 درصد مصرف بنزین در ایالات متحده را نشان می دهد

این پتانسیل پذیرش بزرگ روزانه در هر دو شهر متراکم و گسترده تر از ایالات متحده بسیار متفاوت است 84 درصد به 93 درصد.

در حالی که این درست است که مردم در سراسر شهرهای مختلف رفتار کنند - که در چگونه از حمل و نقل عمومی استفاده می کنند، آیا آنها یک ماشین دارند و چطور؟ اغلب آنها ماشین ها را رانندگی می کنند آنها صاحب - هنگامی که آنها را درایو، ما متوجه شدیم که تعداد مشابهی از اتومبیل ها در شهرهای مختلف در محدوده ای که توسط یک وسیله نقلیه الکتریکی ارزان قیمت ارائه می شود، در می آیند.

بازگشت به پیشرفت تکنولوژی

اگر باتری ها بهبود پیدا کرده و برای محدوده رانندگی طولانی تر برای هزینه های مشابه با باتری های لیتیوم یونی فعلی اجازه یابند؟

آژانس تحقیقاتی فدرال ARPA-E یک هدف را تعیین کرده است برای باتری هایی که تقریبا دو برابر بیشتر انرژی از باتری های امروز در خودروهای الکتریکی ذخیره می کنند. اگر این هدف فنی رسیده باشد، برآورد می کنیم که برآورد پتانسیل پذیرش روزانه 87 به میزان 98 افزایش می یابد و احتمال جایگزینی بنزین از٪ 61 به٪ 88 افزایش خواهد یافت. 2017 باشگاه پیچ و 2018 تسلا مدل 3 انتظار می رود برای رسیدن به افزایش تقریبا مشابه در پتانسیل را در افزایش هزینه در مقایسه با نیسان لیف امروز، هر چند این هزینه ها هنوز هم نزدیک به طور متوسط ​​هزینه از اتومبیل های جدید می باشد. مدل Tesla S حتی بیشتر می شود اما هزینه های بسیار بیشتری دارد.

با این حال، با پیشرفت های قابل توجه باتری، دیگر انواع فن آوری های نیروی برق مورد نیاز برای پوشش آن روزها با بیشترین مصرف انرژی مورد نیاز است. این نیاز ممکن است برای برخی از زمانها حتی با افزایش زیرساخت شارژ، به دلیل تعداد کمی از روزهای با انرژی بسیار بالا ادامه داشته باشد.

پیشرفت در محدودیت های دامنه

برای اینکه افرادی برای غلبه بر اضطراب روی سطح و احساس راحتی خرید یک وسیله نقلیه الکتریکی، نیاز به دانستن نیازهایشان در تمام روزها، از جمله روزهای با انرژی بالا، برآورده می شود. پیش بینی زمانی که این اتفاق می افتد - و در هنگام خرید یک وسیله نقلیه در چند روز این اتفاق خواهد افتاد - چیزی است که مدل ما برای آن مناسب است.

مدل ما می تواند، با ورودی محدود بر روی فاصله سفر، زمان و مکان، پیش بینی احتمال بیش از محدوده خودرو، و اشاره به روز که در آن رانندگان نیاز به تبدیل به دیگر اتومبیل های طولانی تر، به عنوان مثال با خانواده، و یا حتی در جوامع و از طریق برنامه های تجاری به اشتراک گذاری خودرو. نتایج همچنین نشان می دهد که میزان ماشین های دراز مدت که در سطح جمعیت مورد نیاز است، فاصله ای است که باید با نوآوری بخش خصوصی و همچنین سیاست ملی و محلی پر شود.

تامین مالی صحیح برای کمک به توزیع هزینه های پیشین در طول عمر خودرو و افزایش فرصت های شارژ، حتی اگر فقط یک بار در روز، همچنین تشویق EV را تشویق کند.

در مجموع، تجزیه و تحلیل ما نشان می دهد که وسایل نقلیه الکتریکی در حال حاضر می توانند نیازهای رانندگی روزانه ایالات متحده را برآورده کنند. بهبود دسترسی به حمل و نقل در فواصل زمانی طولانی، همراه با باتری های پیشرفته و اتومبیل ها و الکتریسیته دگرگونی شده، راهی برای رسیدن به یک وسیله نقلیه ناوگان

درباره نویسنده

جسیکا ترنیکک استادیار سیستم های مهندسی موسسه تکنولوژی ماساچوست

این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط

at

با تشکر از بازدید شما InnerSelf.com، که در آن وجود دارد 20,000 + مقاله‌های تغییردهنده زندگی که «نگرش‌های جدید و امکانات جدید» را تبلیغ می‌کنند. همه مقالات به ترجمه شده است بیش از 30 زبان. اشتراک به مجله InnerSelf که به صورت هفتگی منتشر می شود و الهام روزانه ماری تی راسل. مجله InnerSelf از سال 1985 منتشر شده است.