Todos los d\u00edas, los estadounidenses ven m\u00e1s veh\u00edculos el\u00e9ctricos de bater\u00eda (BEV) en la carretera. Seg\u00fan Fortune Business Insights, se espera que el mercado de veh\u00edculos el\u00e9ctricos en los EE. UU. crezca de $28,240 millones en 2021 a $137,430 millones en 2028. Las razones para el cambio de veh\u00edculos con motor de combusti\u00f3n interna a BEV son convincentes: los EV son m\u00e1s limpios para el medio ambiente, m\u00e1s baratos de operar y ofrecen la oportunidad de pasar r\u00e1pidamente por las estaciones de servicio que actualmente venden combustible a $5 por gal\u00f3n a nivel nacional.<\/p>\n\n\n\n
Sin embargo, un inconveniente ha hecho que algunos consumidores desconf\u00eden de comprar un BEV: rango limitado. A diferencia de esas abundantes estaciones de servicio, las estaciones de carga para veh\u00edculos el\u00e9ctricos a\u00fan pueden ser pocas y distantes entre s\u00ed, y recargar la bater\u00eda de iones de litio de un BEV puede llevar horas, lo que hace que los veh\u00edculos el\u00e9ctricos no sean pr\u00e1cticos para algunos viajes por carretera de largo alcance. Ahora, un investigador de la Escuela de Ingenier\u00eda de la Universidad de Kansas (KU) ha coescrito un estudio en Scientific Reports que propone un sistema peer-to-peer para que los BEV compartan la carga entre s\u00ed mientras conducen por la carretera al ser emparejados con un sistema de control basado en la nube.<\/p>\n\n\n\n
“Cuando hay varios veh\u00edculos el\u00e9ctricos en ruta, en realidad pueden compartir la carga entre ellos mientras corren, no tienen que detenerse para hacer esto”, dijo Tamzidul Hoque, profesor asistente de ingenier\u00eda el\u00e9ctrica y ciencias de la computaci\u00f3n en la KU. “Un autom\u00f3vil puede tener una carga abundante, y es posible que no necesite ir demasiado lejos, y puede vender su carga a otro autom\u00f3vil, por lo que hay un incentivo econ\u00f3mico. El otro autom\u00f3vil, que viaja un largo camino, no tiene mucho y no tener que parar para recargar acortar\u00eda su viaje en varias horas”.<\/p>\n\n\n\n
Un sistema basado en la nube coincidir\u00eda con los dos BEV en la misma vecindad, probablemente a lo largo de las principales carreteras interestatales. Al igual que los ciclistas en un pelot\u00f3n, los dos autos emparejados podr\u00edan viajar juntos, compartiendo la carga en el camino sin necesidad de detenerse durante horas en una estaci\u00f3n de carga. Los autom\u00f3viles conducir\u00edan a la misma velocidad bloqueada mientras que los cables de carga conectar\u00edan los veh\u00edculos autom\u00e1ticamente.<\/p>\n\n\n\n
“Tendr\u00edamos un marco completo basado en la nube que analiza el estado de carga de todos los veh\u00edculos participantes en la red y, en base a eso, la nube le dice: ‘Oye, en realidad puedes vincularte con este autom\u00f3vil que est\u00e1 cerca y compartir la carga'”, dijo Hoque. “Todo esto tiene que ser controlado por la infraestructura de la nube, que tiene algoritmos para cargar de manera eficiente todos los diferentes BEV”.<\/p>\n\n\n\n
Los coautores del estudio de Hoque son Prabuddha Chakraborty, Robert Parker, Jonathan Cruz, Lili Du, Shuo Wang y Swarup Bhunia de la Universidad de Florida. Seg\u00fan los investigadores, los veh\u00edculos vendr\u00edan equipados con dos bater\u00edas diferentes para el plan de carga de BEV peer-to-peer: una bater\u00eda principal de iones de litio como las comunes en los BEV actuales, y una segunda bater\u00eda de carga r\u00e1pida que se usa cargar la carga en la v\u00eda. La bater\u00eda r\u00e1pida, una vez cargada, recargar\u00eda la bater\u00eda principal del veh\u00edculo.<\/p>\n\n\n\n
“No deseas que los autom\u00f3viles permanezcan conectados durante mucho tiempo porque otro autom\u00f3vil podr\u00eda tener que cambiar su ruta e ir a otro lugar, y es posible que no tenga suficiente tiempo para cargar”, dijo Hoque. \u201cEs por eso que hemos desarrollado el concepto de bater\u00eda multinivel para reducir el tiempo de carga.<\/p>\n\n\n\n
“Al igual que en tu computadora, tienes una memoria cach\u00e9 r\u00e1pida, pero es costosa, por lo que tiene otro tipo de memorias de alta capacidad que son m\u00e1s lentas”, dijo. “Del mismo modo, para nuestras bater\u00edas, hemos incorporado este concepto. Tendr\u00e1s peque\u00f1as bater\u00edas de carga r\u00e1pida, que se usar\u00e1n para la carga peer-to-peer, y una vez que esa peque\u00f1a bater\u00eda est\u00e9 cargada, desconectar\u00e1s y esa bater\u00eda de carga peque\u00f1a env\u00eda la carga a la bater\u00eda m\u00e1s grande y m\u00e1s lenta”.<\/p>\n\n\n\n
En \u00e1reas de alta densidad, el equipo de investigaci\u00f3n propone desplegar estaciones de carga m\u00f3viles (enormes bater\u00edas montadas en camiones) que pueden recargar varios veh\u00edculos a la vez, algo similar a c\u00f3mo los peque\u00f1os aviones militares pueden ser reabastecidos en el aire por un avi\u00f3n cisterna.<\/p>\n\n\n\n
“Estas estaciones de carga m\u00f3viles probablemente viajar\u00edan por las principales autopistas donde constantemente van y vienen”, dijo el investigador de la KU. “Habr\u00eda varios de estos, por lo que en un momento dado, una estaci\u00f3n de carga m\u00f3vil est\u00e1 viajando mientras que otra est\u00e1 en la estaci\u00f3n prepar\u00e1ndose para el juego. Estas estaciones de carga m\u00f3viles pueden recargar combustible o recargar las bater\u00edas de varios veh\u00edculos simult\u00e1neamente”.<\/p>\n\n\n\n
El resultado final del sistema peer-to-peer propuesto por Hoque y sus colegas dar\u00eda como resultado una mayor comodidad y menos “ansiedad de rango” para los propietarios de BEV y tambi\u00e9n un medio ambiente m\u00e1s limpio. Hoque y sus coautores utilizaron un sofisticado software de modelado por computadora para medir los requisitos de recarga de los BEV, as\u00ed como los cambios en el impacto ambiental de los autom\u00f3viles en un sistema simulado de igual a igual.<\/p>\n\n\n\n
“Usamos un simulador llamado SUMO que b\u00e1sicamente te permite crear escenarios en los que varios veh\u00edculos el\u00e9ctricos diferentes circulan por una carretera determinada, y luego presentamos este concepto de carga m\u00f3vil o carga entre pares y tambi\u00e9n presentamos el concepto de estaciones de carga m\u00f3viles en la simulaci\u00f3n y vimos qu\u00e9 tan lejos habr\u00eda llegado cada uno de los autos sin recargar en comparaci\u00f3n con la carga entre pares”, dijo Hoque. “Vimos una reducci\u00f3n sustancial de los requisitos de reabastecimiento de combustible entre los veh\u00edculos el\u00e9ctricos, lo que es prometedor. Tambi\u00e9n hicimos un an\u00e1lisis asumiendo que estas estaciones de carga m\u00f3viles, que son los camiones grandes, se recargan con energ\u00eda renovable y vimos una gran reducci\u00f3n en la emisi\u00f3n de carbono, por lo que eso tambi\u00e9n es muy prometedor”.<\/p>\n\n\n\n
Hoque dijo que la configuraci\u00f3n inicial de una infraestructura de carga entre pares probablemente requiera el apoyo de un importante fabricante de BEV, pero luego podr\u00eda expandirse org\u00e1nicamente.<\/p>\n\n\n\n
\u201cLas personas que tienen veh\u00edculos el\u00e9ctricos tendr\u00e1n este incentivo de vender y ganar dinero extra, estas dos cosas funcionar\u00e1n en paralelo para hacer crecer esta idea\u201d, dijo.<\/p>\n\n\n\n