近日,康奈爾大學一研究小組發表論文,展示了無線充電道路配備儲能系統后的優勢。該研究小組開發了一套交通——電力系統耦合框架,旨在將道路無線充電系統納入實時電力市場。
論文表示,在過去的十年中,電動汽車行業獲得了顯著的擴張和技術發展。據估計,電動汽車在2030年將占據中國、歐洲和美國輕型汽車市場銷量的48%、42%和27%。考慮到當下電動車已經開始面臨電網供能和充電樁數量缺乏的問題,作為新基建的無線道路充電系統,或將在未來獲得越來越高的權重和關注。
實際上,無線道路充電系統在近兩年已經開始收獲關注——2021年底,為對道路感應充電進行相關測試,Stellantis集團在意大利建造了一條1.05公里的無線充電公路,并在隨后的幾個月內向外界展示了其研發的動態無線電力傳輸(DWPT)技術。Stellantis表示,當電動汽車在專用車道上行駛時,車道將通過路邊的負載中心(load center)對其進行無線充電。
而在被質疑是否存在對行人和動物構成潛在的安全隱患時,同樣在布局無線道路充電的以色列Electreon公司表示,感應式充電在缺乏主動接收器經過的情況下不會發出電力;與此同時,模組化和獨立連接的特性使得單個充電模組的失靈不會影響整個充電系統,而車輛的具體充電效率則要取決于接收器型號和車輛的實際速度。
康奈爾大學研究小組發布的新應用,嚴格說是對正在處于概念、研發階段的無線道路充電在能效上的進一步精簡。
“我們設計了一種優化過的控制策略,這能幫助對無線充電道路和儲能系統之間的能量流動進行更進一步的優化管理。”研究小組領頭人,康納爾大學系統工程項目主任Oliver Gao教授表示,這種控制策略主要由三個模塊組成——分別是道路流量分配、擴展直流最優潮流(DCOPF)和控制器。
道路流量分配首先計算通過無線充電車道的車流量,并將結果發送給DCOPF;之后,DCOFP會決定電網中發電資源、負載中心和無線充電車道中具體的電量,最終由控制器對電量規模進行控制。
這在實際意義上降低了此前負載中心需要時刻與電網通電所造成的電量損耗,通過對負載中心儲能系統的優化控制,不僅降低了整個道路系統的能源成本,同時也緩解了無線充電對現有電網的造成的壓力。Gao教授表示,在仿真研究中,能源成本降低了2.61%,而電網負載壓力則降低了超過15%。