W kierunku bardziej zoptymalizowanego systemu pojazdów elektrycznych
Napęd elektryczny może być przyszłością, ale by tak się stało, trzeba znaleźć rozwiązania wielu kwestii i obaw. Weźmy na przykład pojazdy z napędem elektrycznym (EV). Chociaż pojazdy EV będą odgrywać kluczową rolę w redukcji emisji dwutlenku węgla i zależności energetycznej UE, kierowcy nadal martwią się takimi kwestiami, jak zasięg, długi czas ładowania oraz ograniczona infrastruktura elektryczna. Projektem mającym na celu rozwianie tych obaw jest OPEVA(odnośnik otworzy się w nowym oknie). W ramach tego finansowanego ze środków UE projektu, skupiającego 35 partnerów z dziewięciu krajów europejskich(odnośnik otworzy się w nowym oknie), postawiono sobie za cel uczynienie pojazdów elektrycznych prawdziwie niezawodnym i energooszczędnym wyborem zarówno dla kierowców, jak i flot. „Nasza praca przyczynia się do rozwoju planowania tras pojazdów i inżynierii akumulatorów poprzez odejście od rozwiązań izolowanych, tworzonych z myślą o jednym celu na rzecz zintegrowanych, wielocelowych i opartych na sztucznej inteligencji systemów, w których energia, bezpieczeństwo i ochrona pozostają w centrum procesu podejmowania decyzji”, wyjaśnia Tom Dizdarevic, badacz z firmy Pertimm(odnośnik otworzy się w nowym oknie), partnera koordynującego projekt.
Optymalizacja dostaw na ostatnim odcinku trasy z wykorzystaniem pojazdów elektrycznych
Jednym z takich zintegrowanych rozwiązań jest usługa planowania tras z uwzględnieniem zużycia energii KT9. Usługa ta ma na celu sprawienie, by dostawy na ostatnim odcinku trasy z wykorzystaniem pojazdów elektrycznych rzeczywiście skupiały się na zużyciu energii, a nie tylko na odległości czy czasie. „Tradycyjne narzędzia do wyznaczania tras optymalizują jeden cel i ignorują realia eksploatacji pojazdów elektrycznych — zużycie energii, ograniczony zasięg i zachowania związane z ładowaniem”, zauważa Ahmet Yazici, profesor z uniwersytetu ESOGU(odnośnik otworzy się w nowym oknie), partnera projektu. Usługa wyznaczania tras KT9 rozwiązuje ten problem, traktując dostawę na ostatnim odcinku jako problem wyznaczania tras dla pojazdów elektrycznych z oknami czasowymi oraz wprost uwzględniając charakterystykę pojazdów i dane zewnętrzne. Odbywa się to za pomocą innowacyjnego, adaptacyjnego algorytmu przeszukiwania dużych obszarów, który łączy przeszukiwanie lokalne i symulowane wyżarzanie w celu jednoczesnej optymalizacji czterech celów: całkowitej odległości przejazdu, czasu podróży, zużycia energii i opóźnień. „Dostawa na ostatnim odcinku trasy to jeden z najbardziej kosztownych, zagęszczonych i generujących najwięcej emisji segmentów łańcucha dostaw”, dodaje Yazici. „Dzięki zwiększeniu efektywności energetycznej planowania tras dla pojazdów elektrycznych nasze rozwiązanie bezpośrednio zmniejsza obawy związane z zasięgiem, poprawia wykorzystanie floty i ogranicza emisje właśnie na obszarach miejskich, gdzie są one najbardziej szkodliwe”.
Poprawa wydajności akumulatorów pojazdów elektrycznych
Oprócz usługi wyznaczania tras projekt OPEVA dostarczył zaawansowane algorytmy systemu zarządzania akumulatorem (BMS) do szacowania stanu technicznego i poziomu naładowania, a także do odpornego na awarie sterowania silnikiem, optycznej i bezprzewodowej komunikacji z akumulatorem oraz zapewniające funkcje związane z cyberbezpieczeństwem i wykrywaniem manipulacji. „Wszystkie te rozwiązania razem poprawiają wydajność, bezpieczeństwo i niezawodność akumulatorów pojazdów elektrycznych oraz zwiększają zaufanie użytkowników, wspierając jednocześnie zrównoważoną mobilność”, zauważa Dino Hrvanovic, starszy badacz w partnerskiej instytucji ViF(odnośnik otworzy się w nowym oknie). W ramach projektu OPEVA zaprojektowano również moduł zarządzania ogniwami (CMU), umożliwiający pomiar spektroskopii impedancyjnej poszczególnych ogniw podczas pracy, w tym w dużych przemysłowych modułach akumulatorowych. „Głównym celem projektu było maksymalne wykorzystanie akumulatora oraz dostarczenie kierowcy wiarygodnych informacji o pozostałym czasie eksploatacji i zasięgu”, mówi Roberto Simmarino, prezes i dyrektor generalny firmy Sensichips(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Nasz moduł CMU po raz pierwszy wprowadza możliwość przeprowadzania spektroskopii impedancyjnej na poziomie poszczególnych ogniw podczas pracy akumulatora”. Inne kluczowe wyniki projektu obejmują modele uczenia federacyjnego i uczenia przez wzmocnienie na potrzeby prognozowania stanu akumulatorów na poziomie floty, działający prototyp inteligentnego systemu zarządzania akumulatorem (BMS) o napięciu 48 V oraz pasywny, bezprzewodowy łańcuch czujników wykorzystujący identyfikację radiową (RFID) do monitorowania temperatury i odkształceń.
Przekucie koncepcji w sprawdzone systemy pojazdów elektrycznych
Projekt OPEVA nie ograniczył się jednak do optymalizacji poszczególnych komponentów, ale zweryfikował ich połączenie w ramach dziewięciu rzeczywistych prototypów. „Dzięki naszemu unikalnemu podejściu opartemu na współpracy przekształciliśmy koncepcje badawcze w działające, przetestowane w terenie systemy”, podsumowuje Dizdarevic. Obecnie partnerzy projektu pracują nad zwiększeniem poziomu gotowości technologicznej swoich rozwiązań.
