到2024年，超过五分之一的售出汽车是电动汽车。政府间机构估计，到2035年，全球销售的新车中有一半将是电动汽车。

　　虽然更多的电动汽车上路听起来对环境来说是个好消息，但它可能会导致并发症。电网还没有准备好支持电动汽车的涌入，而未解决的容量限制可能会威胁到电动汽车行业的未来。

　　佐治亚理工学院的研究人员开发了一种设备来帮助避免电网过载:一种革命性的电动汽车智能充电系统。

　　他们基于优化的方法不仅有助于减轻电网压力，而且使用户能够定制充电过程，最大限度地降低成本，优先使用无碳能源，或调整充电速度。这项技术甚至可能有助于推动电动汽车行业的发展。

　　乔治·w·伍德拉夫机械工程学院伍德拉夫教授兼研究生研究主任迈克尔·j·利米说:“电动汽车革命发生得如此之快，以至于电力公司会发现，要想足够快地更新电网以适应这些汽车，既困难又昂贵。”

　　“我们想研究一种智能充电的方法，当电动汽车与电网汇合时，我们已经知道电网的最大容量已经接近。我们需要为电网运营商争取时间，这样当更多的电动汽车进入市场时，他们就不会不知所措。”

　　在美国东南部，夏季用电高峰出现在下午晚些时候到傍晚。到那时，太阳的热量已经温暖了房屋和建筑物，人们已经打开了空调。这也是大多数人下班回家插上电动汽车的时间，电动汽车会立即开始充电。当插电时，电动汽车很容易成为家庭中最大的电力消费者。

　　该技术的共同发明人、电气与计算机工程学院(ECE)刚毕业的博士Kartik Sastry表示:“一堆电动汽车在电力负荷高峰期间充电，可能会给公用事业带来问题，加剧电力需求，使电网超负荷。”“但你不需要一回家就开始充电。在大多数情况下，电动车有充足的充电时间。”

　　该团队着手通过利用夜间剩余充电时间来解决电网过载的问题。他们开发了先进的优化算法来分配充电，从而最大限度地减少电网压力，同时为消费者带来好处。

　　该团队的智能充电算法允许逐步充电，而不是一插入电动汽车就全速充电，或者在一段时间内分几次充电，而不是一次全部充电。该算法还降低了家庭充电时的最大功率消耗，实现了研究人员所说的“调峰”。

　　算法本身会根据电网的状态和消费者的偏好来规划充电和充电时间。该系统在不需要任何集中控制的情况下做出这些决定，也不需要与社区或城市中的其他车辆进行通信。

　　欧洲经委会教授、充电系统的共同发明人大卫·g·泰勒说:“通过使用随机时间和家庭用电量的预测，我们的算法可以有效地分配负荷。”“这意味着，只要这些电动汽车使用我们开发的智能充电算法，社区中电动汽车的数量就可以增加，而无需当地公用事业公司为基础设施升级承担巨额费用。”

　　该系统允许消费者定制自己的收费方式。使用该团队设计的应用程序，消费者可以控制充电的四个不同方面:成本、无碳能源、速度和电池健康。这款应用的滑块小部件允许用户权衡自己的偏好;根据用户的选择，该算法确定如何在最大限度地减少对电网的影响的同时为车辆充电。

　　例如，为了快速充电，用户可以将充电速度滑块一直向右移动。另一方面，优先考虑无碳充电，让充电器只在电网上有风能或太阳能等可再生资源时给汽车充电。选择以最低成本收费将促使系统根据公用事业公司的价格表在低需求时段收费，允许用户避免任何需求收费。

　　该团队在主要期刊上发表了几篇关于该项目的研究文章。他们还制造了原型硬件，完成了针对个别电动汽车的充电案例研究，并提交了这项技术的专利。

　　除了针对个人消费者的系统应用之外，该团队还开发了该技术在商业环境中的应用。他们希望与一家电动汽车充电站公司和一个使用电动汽车的公立学校系统合作，展示他们的算法如何自动降低车队充电成本。

　　利米说，目标是让公司授权他们的智能充电算法技术。

　　研究人员还与汽车公司进行了接触，希望将他们的技术应用到电动汽车上，这样用户就可以直接在仪表盘上设置充电偏好。

　　利米说:“我们希望证明智能充电在大规模上是可行的，并衡量这样做的好处。”“我们计划展示消费者、企业和学校系统通过智能充电可以节省多少钱，而不是简单地以临时方式充电。”

　　萨斯特里表示:“我们预计电动汽车的采用率将大幅上升，这将导致对电网的更高需求。”“为了保护电网并帮助电动汽车行业蓬勃发展，我们必须以一种智能的方式适应这些电动汽车，这就是我们希望实现的目标。”

　　由佐治亚理工学院提供

　　引用:智能充电器旨在缓解电动汽车对电网的压力(2024年10月8日

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