2024년에는 판매된 자동차 5대 중 1대 이상이 전기 자동차(EV)입니다.정부 간 기관에서는 2035년까지전 세계적으로 판매되는 신차의 절반이 전기차가 될 것.

도로 위의 더 많은 EV는 환경에 좋은 소식처럼 들리지만, 이는 합병증을 초래할 수 있습니다.전력망은 아직 EV 유입을 지원할 준비가 되어 있지 않으며, 해결되지 않은 용량 제한은 EV 산업의 미래를 위협할 수 있습니다.

Georgia Institute of Technology의 연구원들은 그리드 과부하를 방지하는 데 도움이 되는 장치인 혁신적인 EV 스마트 충전 시스템을 개발했습니다.

최적화 기반 접근 방식은 그리드 스트레스를 줄이는 데 도움이 될 뿐만 아니라 사용자가 충전 프로세스를 맞춤화하고 비용을 최소화하고 무탄소 에너지 사용의 우선 순위를 지정하거나 충전 속도를 조정할 수 있도록 해줍니다.이 기술은 EV 산업을 촉진하는 데 도움이 될 수도 있습니다.

"EV 혁명은 너무 빨리 일어나고 있기 때문에 전기 시설에서는 이러한 차량을 수용할 수 있을 만큼 빠르게 그리드를 업데이트하는 것이 어렵고 비용이 많이 듭니다."라고 Woodruff 교수이자 George W. Woodruff School의 대학원 이사인 Michael J. Leamy는 말했습니다.기계공학.

“우리는 전기차가 도로에 수렴되는 것을 고려한 스마트 충전 방식을 연구하고 싶었습니다.전력망, 우리가 이미 알고 있는 것은 최대 용량에 가깝습니다.더 많은 EV가 시장에 출시될 때 전력망 운영자가 압도당하지 않도록 그리드 운영자를 위한 시간을 벌어야 합니다."

부하 제거(그리드)

미국 남동부에서는 여름철 전력 사용량이 늦은 오후부터 이른 저녁까지 최고조에 달합니다.그때쯤이면 태양열이 집과 건물을 따뜻하게 했고, 사람들은 에어컨의 속도를 높였습니다.이는 대부분의 사람들이 직장에서 집으로 돌아와 EV를 연결하면 즉시 충전이 시작되는 때이기도 합니다.전기자동차를 연결하면 가정에서 가장 중요한 전력 소비 장치가 될 수 있습니다.

"피크 전력 부하 중에 충전하는 여러 대의 EV는 공공 시설에 문제가 될 수 있습니다.전기 수요최근 ECE(School of Electrical and Computer Engineering) 박사 학위를 취득했으며 이 기술의 공동 발명가인 Kartik Sastry는 "그리드에 과부하가 걸릴 수 있습니다. 하지만 충전이 완료되자마자 충전을 시작할 필요는 없습니다."라고 말했습니다.집에 오세요.대부분의 경우 밤새 전기 자동차를 완전히 충전할 수 있는 충분한 시간이 있습니다."

팀은 야간 잉여 충전 시간을 활용하여 그리드 과부하 문제를 해결하기 시작했습니다.그들은 시간이 지남에 따라 충전을 분산시키는 최첨단 최적화 알고리즘을 개발하여 그리드 스트레스를 최소화하는 동시에 소비자에게 혜택을 제공했습니다.

EV를 연결하자마자 최대 속도로 충전하는 대신 팀의 스마트 충전 알고리즘을 사용하면 점진적인 충전이 가능하거나 한 번에 충전하기보다는 시간이 지남에 따라 여러 간격으로 충전할 수 있습니다.또한 알고리즘은 충전 중에 가정의 최대 전력 소모를 줄여 연구원들이 "피크 면도"라고 부르는 현상을 달성합니다.

알고리즘 자체는 전력망 상태와 소비자 선호도에 따라 충전과 충전 시기를 계획합니다.또한 시스템은 중앙 집중식 제어가 필요 없고 이웃이나 도시의 다른 차량과 통신하지 않고도 이러한 결정을 내립니다.

ECE 교수이자 충전 시스템 공동 발명자인 David G. Taylor는 "가정 전력 사용량에 대한 무작위 타이밍과 예측을 사용하여 우리의 알고리즘은 부하를 효과적으로 분산시킬 수 있습니다."라고 말했습니다."이것은 EV가 우리가 개발한 스마트 충전 알고리즘을 사용한다면 지역 유틸리티가 인프라 업그레이드를 위해 막대한 비용을 지출하지 않고도 지역 사회의 EV 수가 증가할 수 있음을 의미합니다."

맞춤형 충전

이 시스템을 통해 소비자는 충전을 맞춤 설정할 수 있습니다.팀이 설계한 앱을 사용하여 소비자는 충전의 네 가지 측면, 즉 비용, 무탄소 에너지, 속도 및 배터리 상태를 제어할 수 있습니다.앱의 슬라이더 위젯을 사용하면 사용자가 각각에 대한 선호도를 평가할 수 있습니다.사용자의 선택에 따라 알고리즘은 그리드 영향을 최소화하면서 차량을 충전하는 최선의 방법을 결정합니다.

예를 들어 차량을 빠르게 충전하려면 사용자가 충전 속도 슬라이더를 오른쪽 끝까지 이동합니다.반면, 무탄소 충전을 우선시하는 것은 풍력이나 태양열과 같은 재생 가능한 자원을 그리드에서 사용할 수 있는 경우에만 충전기가 자동차를 충전하도록 프로그래밍합니다.가장 낮은 비용으로 충전하기로 선택하면 시스템이 유틸리티의 가격 일정에 따라 수요가 적은 시간에 충전하게 되므로 사용자는 수요 요금을 피할 수 있습니다.

앞으로 나아가다

팀은 주요 저널에 프로젝트에 관한 여러 연구 기사를 발표했습니다.또한 프로토타입 하드웨어를 제작하고 개별 EV를 사용한 충전 사례 연구를 완료했으며 해당 기술에 대한 특허를 제출했습니다.

개별 소비자를 위한 시스템 적용 범위를 넘어, 팀은 상업 환경에서도 작동할 수 있도록 이 기술을 개발했습니다.그들은 EV 충전소 회사 및 EV 버스를 사용하는 공립학교 시스템과 협력하여 알고리즘이 차량 충전 비용을 자동으로 줄이는 방법을 보여주기를 희망합니다.

Leamy는 기업이 스마트 충전 알고리즘 기술을 라이선스하는 것이 목표라고 말합니다.

연구원들은 또한 자동차 회사에 기술을 EV 자체에 통합하여 사용자가 대시보드에서 바로 충전 기본 설정을 설정할 수 있도록 하고 있습니다.

Leamy는 "우리는 스마트 충전이 대규모로 가능하다는 것을 입증하고 이를 통해 얻을 수 있는 이점도 측정하기를 희망합니다"라고 말했습니다.“단순히 임시 충전이 아닌 스마트 충전을 통해 소비자, 기업, 학교 시스템이 얼마나 많은 비용을 절약할 수 있는지 보여줄 계획입니다.”

Sastry는 "EV 채택이 크게 증가하여 그리드에 대한 수요가 높아질 것으로 예상합니다"라고 말했습니다."그리드를 보호하고 EV 산업이 번창하도록 돕기 위해 우리는 이러한 EV를 현명한 방식으로 수용해야 하며 이것이 우리가 달성하고자 하는 것입니다."