到 2024 年，售出的汽車中超過五分之一是電動車 (EV)。政府間機構估計，到 2035 年，全球銷售的新車有一半是電動車。

雖然更多的電動車上路聽起來對環境來說是個好消息，但它可能會導致複雜化。電網尚未準備好支持電動車的湧入，未解決的容量限制可能會威脅電動車產業的未來。

佐治亞理工學院的研究人員開發了一種有助於避免電網過載的設備：革命性的電動車智慧充電系統。

他們基於優化的方法不僅有助於減輕電網壓力，還使用戶能夠自訂充電過程並最大限度地降低成本，優先使用無碳能源，或調整充電速度。該技術甚至可能有助於促進電動車產業的發展。

喬治·W·伍德拉夫學院伍德拉夫教授兼研究生院主任邁克爾·J·利米(Michael J. Leamy) 表示：「電動車革命發生得如此之快，電力公司將發現以足夠快的速度更新電網來容納這些車輛非常困難且成本高昂。

「我們想要研究一種智慧充電方式，將電動車納入考慮範圍電網，我們已經知道它接近其最大容量。我們需要為電網營運商爭取時間，這樣當更多電動車進入市場時，他們就不會不知所措。

減輕負擔（電網）

在美國東南部，夏季期間，用電高峰從下午晚些時候到傍晚。那時，太陽的熱量已經溫暖了房屋和建築物，人們也打開了空調。這也是大多數人下班回家並插入電動車的時間，電動車會立即開始充電。當插入電源時，電動車很容易成為家庭中最重要的電力消耗者。

「大量電動車在尖峰電力負載期間充電可能會對公用事業造成問題，從而加劇電力需求電機與電腦工程學院 (ECE) 的博士畢業生、該技術的聯合發明人卡蒂克·薩斯特里 (Kartik Sastry) 表示，「但你不需要一充電就開始充電。回家吧。在大多數情況下，夜間有充足的時間為電動車充滿電。

團隊著手利用夜間剩餘充電時間來解決電網過載問題。他們開發了尖端的最佳化演算法來隨著時間的推移分配充電，從而最大限度地減少電網壓力，同時為消費者帶來好處。

該團隊的智慧充電演算法不是在電動車插入後立即全速充電，而是允許逐步充電，或隨著時間的推移分幾次充電，而不是一次全部充電。這些演算法還降低了充電期間家庭的最大功耗，實現了研究人員所說的「調峰」。

該演算法本身根據電網狀態和消費者偏好來規劃充電以及何時進行。該系統還可以在不需要任何集中控制的情況下做出這些決定，並且無需與附近或城市中的其他車輛進行通訊。

「透過使用隨機計時和家庭用電預測，我們的演算法可以有效地分配負載，」ECE 教授兼充電系統聯合發明人 David G. Taylor 說道。“這意味著，只要這些電動車使用我們開發的智慧充電演算法，社區中電動車的數量就可以增加，而當地公用事業公司無需承擔巨額基礎設施升級費用。”

可自訂充電

該系統允許消費者定制他們的充電方式。使用該團隊設計的應用程序，消費者可以控制充電的四個不同方面：成本、無碳能源、速度和電池健康狀況。該應用程式的滑桿小部件允許用戶權衡每個小部件的偏好；根據用戶的選擇，演算法確定如何最好地為車輛充電，同時最大限度地減少電網影響。

例如，為了快速為車輛充電，使用者會將充電速度滑桿一直移動到右側。另一方面，優先考慮無碳充電，將充電器編程為僅當電網上有風能或太陽能等可再生資源時才為汽車充電。選擇以最低成本充電將促使系統根據公用事業公司的價格表在低需求時間充電，從而允許用戶避免任何需求成本。

向前行駛

該團隊已在主要期刊上發表了多篇有關該項目的研究文章。他們還建立了原型硬件，完成了單一電動車的充電案例研究，並提交了該技術的專利。

該團隊不僅將該系統的應用擴展到個人消費者，還開發了該技術以在商業環境中發揮作用。他們希望與一家電動車充電站公司和一家使用電動公車的公立學校系統合作，展示他們的演算法如何自動降低車隊充電成本。

利米說，目標是讓公司獲得智慧充電演算法技術的許可。

研究人員還與汽車公司聯繫，將他們的技術整合到電動車本身中，這將允許用戶直接從儀表板設定他們的充電偏好。

「我們希望證明智慧充電在大規模上是可行的，並衡量這樣做的好處，」利米說。“我們計劃向消費者、公司和學校系統展示通過智慧充電而不是簡單地以臨時方式充電可以節省多少錢。”

薩斯特里說：“我們預計電動車的採用率將大幅上升，這將導致對電網的需求更高。”“為了保護電網並幫助電動汽車行業蓬勃發展，我們必須以智能方式容納這些電動汽車，這就是我們希望實現的目標。”