Un estudio muestra que los vehículos eléctricos podrían cargarse sobre la marcha a través de un sistema peer-to-peer

Barcelona, 21 de junio del 2022.- Según informa la revista americana TechXplore, se espera que el mercado de vehículos eléctricos en los EE. UU. crezca de 28.240 millones de dólares en 2021 a 137.430 millones de dólares en 2028. Las razones del cambio de vehículos con motor de combustión interna a vehículos de vehículos eléctricos son convincentes: los vehículos eléctricos son más limpios para el medio ambiente, más baratos de operar y ofrecen la oportunidad de brisa por las gasolineras que actualmente venden combustible a 5 dólares por galón a nivel nacional.

Sin embargo, un inconveniente ha hecho que algunos consumidores desconfíen de comprar un rango limitado de BEV. A diferencia de esas abundantes gasolineras, las estaciones de carga de vehículos eléctricos todavía pueden ser pocas y distantes en el medio, y recargar la batería de iones de litio de un BEV puede llevar horas, lo que hace que los vehículos eléctricos no sean prácticos para algunos viajes por carretera de largo alcance.

Ahora, un investigador de la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Kansas ha coescrito un estudio en Scientific Reports que propone un sistema peer-to-peer para que los BEV compartan la carga entre sí mientras conducen por la carretera al combinarse con un sistema de control basado en la nube.

“Cuando hay varios vehículos eléctricos en ruta, en realidad pueden compartir la carga entre ellos mientras corren; no tienen que parar para hacerlo”, dijo Tamzidul Hoque, profesor asistente de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en KU. “Un coche puede tener una carga abundante, y puede que no tenga que ir demasiado lejos, y puede vender su carga a otro coche, por lo que hay un incentivo económico. El otro coche, que está viajando un largo camino, no tiene mucha carga, y no tener que parar para recargar acortaría su viaje en varias horas”.

Un sistema basado en la nube coincidiría con los dos BEV en la misma vecindad, probablemente a lo largo de las principales interestatales. Al igual que los ciclistas en un Pelotón, los dos coches emparejados podían viajar muy juntos, compartiendo la carga en el camino sin necesidad de detenerse durante horas en una estación de carga. Los coches conducirían a la misma velocidad bloqueada, mientras que los cables de carga enlazarían los vehículos automáticamente.

“Tendríamos un marco completo basado en la nube que analiza el estado de carga de todos los vehículos participantes en la red, y en base a eso, la nube te dice: “Oye, en realidad puedes emparejarte con este coche que está cerca y compartir la carga'”, dijo Hoque. “Todo esto tiene que ser controlado por la infraestructura en la nube, que tiene algoritmos para cargar de manera eficiente todos los diferentes BEV”.

Los coautores de Hoque en el estudio son Prabuddha Chakraborty, Robert Parker, Jonathan Cruz, Lili Du, Shuo Wang y Swarup Bhunia de la Universidad de Florida.

Según los investigadores, los vehículos vendrían equipados con dos baterías diferentes para el plan de carga BEV peer-to-peer: una batería principal de iones de litio como las comunes en los BEV de hoy en día, y una segunda batería de carga rápida utilizada para la carga sobre la marcha. La batería rápida, cuando se carga, repondría la batería principal del vehículo.

“No quieres que los coches permanezcan conectados durante mucho tiempo porque otro coche podría tener que cambiar su ruta e ir a otro lugar, y es posible que no tengas tiempo suficiente para cargar”, dijo Hoque. “Es por eso que hemos desarrollado el concepto de batería multinivel para reducir el tiempo de carga.

“Al igual que en tu ordenador, tienes una memoria caché rápida, pero es cara, por lo que tienes otro tipo de memorias de alta capacidad que son más lentas”, dijo. “Del mismo modo, para nuestras baterías, hemos incorporado este concepto. Tendrás pequeñas baterías de carga rápida, que se utilizarán para la carga peer-to-peer, y una vez que se cargue esa pequeña batería, se desconectará, y esa batería de carga pequeña envía carga a la batería más grande y lenta”.

En áreas de alta densidad, el equipo de investigación propone desplegar estaciones de carga móviles, enormes baterías montadas en camiones, que puedan recargar varios vehículos a la vez, algo similar a cómo los pequeños aviones militares pueden ser repostados en el aire por un avión cisterna.

“Estas estaciones de carga móvil probablemente recorrerían las principales autopistas donde van constantemente de un lado a otro”, dijo el investigador de KU. “Habría varios de estos, por lo que en un momento dado una estación de carga móvil está viajando mientras que otra está en la estación preparándose para el juego. Estas estaciones de carga móviles pueden repostar o reponer las baterías de varios vehículos simultáneamente”.

El resultado final del sistema peer-to-peer propuesto por Hoque y sus colegas daría como resultado más comodidad y menos “ansiedad de rango” para los propietarios de BEV y también un medio ambiente más limpio. Hoque y sus coautores utilizaron un sofisticado software de modelado informático para medir los requisitos de recarga de los BEV, así como los cambios en el impacto ambiental de los automóviles en un sistema simulado peer-to-peer.

“Utilizamos un simulador llamado SUMO que básicamente le permite crear escenarios en los que una serie de vehículos eléctricos diferentes están funcionando en una carretera determinada, y luego introducimos este concepto de carga móvil o carga punto a punto y también introdujimos el concepto de estaciones de carga móviles en la simulación y vimos hasta dónde habría llegado cada uno de los automóviles sin recargar en comparación con la carga punto a punto”, dijo Hoque. “Vimos una reducción sustancial de los requisitos de reabastecimiento de combustible entre los vehículos eléctricos, así que eso es prometedor. También hicimos un análisis asumiendo que estas estaciones de carga móviles, que son los camiones grandes, se recargan con energía renovable y vieron una gran reducción en la emisión de carbono, por lo que eso también es muy prometedor”.

Hoque dijo que la configuración inicial de una infraestructura de carga peer-to-peer probablemente requeriría el apoyo de un importante fabricante de BEV, pero luego podría expandirse orgánicamente.

“Las personas que tienen vehículos eléctricos tendrán este incentivo de vender cargos y ganar dinero extra; estas dos cosas funcionarán en paralelo para hacer crecer esta idea”, dijo.

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