Развитие технологии мобильных зарядных станций для электромобилей

ЦЕЛЬ. Одним из основных препятствий для развития рынка электротранспорта, является отсутствие налаженной зарядной инфраструктуры. Мобильные зарядные станции (MЗС) могут сыграть заметную роль в ускорении распространения электромобилей в РФ, предоставляя услуги зарядки без ограничений по месту. В статье обсуждаются преимущества MЗС, их недостатки и, наконец, представлены области где еще предстоит провести исследования.

МАТЕРИАЛЫ. Авторами статьи проведена обработка и анализ данных современного состояния зарядной инфраструктуры в России и мире, основываясь на материалах российских и зарубежных авторов, а также на информации о стратегии развития электротранспортной промышленности России и мира, в частности данных компании Madison Gas and Electric.

РЕЗУЛЬТАТЫ. Полученные аналитические результаты являются одним из аспектов, который будет учитываться при разработке мобильных устройств заряда электротранспорта. Данная технология мобильного зарядного устройства существенно расширяет возможности применения электротранспорта, в частности электромобилей, а также решает различные задачи топливноэнергетического комплекса, связанные с автономными источниками питания и системами распределенной генерации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Зарядная инфраструктура является одним из факторов, влияющих на переход к электрическим транспортным средствам, так как эксплуатируемые электромобили характеризуются небольшим запасом хода и длительным периодом заряда тяговой батареи. Однако данный процесс будет длительным и в ближайшем будущем будут создаваться сети зарядных станций, в том числе мобильные установки заряда электротранспорта.

1. Вельниковский А.А. Методика обоснования региональной инфраструктуры автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (на примере СанктПетербурга): автореф. дисс. канд. техн. наук: 05.22.10 / Санкт-Петербург, 2019. 28 с.

2. Обоснование эффективности технического сервиса мобильных электроагрегатов транспортного назначения при эксплуатации: дисс. д-ра техн. наук: 05.20.03 / Д. Г. Асадов; Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина. Москва, 2012. 305 с.

3. Мировой опыт стимулирования рынка экологичных видов транспорта [Электронный ресурс] // Deloitte. Режим доступа: https://www2.deloitte.com/сontent/dam/Deloitte/ru/Documents/Corporate_responsibility/russian/ru_international_experience_rus.pdf.

4. Горбунова А.Д., Анисимов И.А. Научное обоснование расположения зарядных станций для электромобилей // Прогрессивные технологии в транспортных системах: сборник материалов XIV международной научно-практической конференции. Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2019. С. 158-162.

5. Горбунова А.Д., Анисимов И.А. Анализ научных подходов к обоснованию расположения зарядной инфраструктуры для электромобилей // Прогрессивные технологии и процессы: сборник научных статей 6-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. Курск: Юго-Западный государственный университет, 2019. С. 66–68.

6. Об утверждении Стратегии развития автомобильной промышленности до 2025 года: распоряжение правительства РФ от 28.04.2018 г. № 831-р [Электронный ресурс] // Правительство России. Документы. Режим доступа: http://government.ru/docs/32547/.

7. Finance B.N.E. Electric Vehicle Outlook, 2019, https://about.bnef.com/electric-vehicleoutlook/.

8. Hauke E., Russell H., Stefan K., and S. Shivika. Charging ahead: Electric-vehicle infrastructure demand, (accessed: Nov 28, 2019), https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/ our-insights/charging-aheadelectric-vehicle-infrastructure-demand.

9. Cui S., Zhao H., Wen H., and C. Zhang. Locating multiple size and multiple type of charging station for battery electricity vehicles. Sustainability. 2018. V. 10. no. 9. p. 3267

10. Atmaja T.D. and Mirdanies M. Electric vehicle mobile charging station dispatch algorithm. Energy Procedia. 2015. V. 68. pp. 326–335.

11. Global EV. Outlook 2019, 2019 (accessed Jan 28, 2020), https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2019.

12. Clinton B. C. and Steinberg D. C. Providing the spark: Impact of financial incentives on battery electric vehicle adoption. Journal of Environmental Economics and Management. 2019. V. 98. p. 102255.Available: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0095069618303115

13. Chauhan V. and Gupta A. Scheduling mobile charging stations for electric vehicle charging, in 2018 14th International Conference on Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications (WiMob). IEEE, 2018, pp. 131–136.

14. Halvorson B., NIO is providing a fully charged battery in 3 minutes for free in china, (accessed Nov 28, 2019). Available: https://www.greencarreports.com/news/1124806_nio-isproviding-a-fully-charged-battery-in-3-minutes-for-free-in-china

15. Cui S., Zhao H., Chen H., and Zhang C. The mobile charging vehicle routing problem with time windows and recharging services. Computational intelligence,2018.

16. Yang S.-N., Wang H.-W., C.-H. Gan, et al. Mobile charging information management for smart grid networks. International journal of information management. 2013. V. 33. no. 2. pp. 245–251.

17. Atmaja T.D., et al. Energy storage system using battery and ultracapacitor on mobile charging station for electric vehicle. Energy Procedia. 2015. V. 68. pp. 429–437.

18. Nation-e lauches the first mobile charging station for electric cars: Angel car, (accessed Nov 28, 2019), https://www.businesswire.com/news/home/20100912005119/en/Nation-ELauches-Mobile-ChargingStation Electric-Cars.

19. Evaluating electric vehicle charging impacts and customer charging behaviorsexperience from six smart grid investment grant projects, office of electricity delivery and energy reliability, US Department of Energy, Electricity Delivery & Energy Reliability, 2014 (accessed Nov 28, 2019), https://www.smartgrid.gov/files/B3 revised master-12- 17-2014 report.pdf.

20. Bruninga R., Overlooking l1 charging at-work in the rush for public charging speed,” in 2012 IEEE International Electric Vehicle Conference. IEEE, 2012, pp. 1–5.

21. Rotthier B., Van Maerhem T., Blockx P., et al. Home charging of electric vehicles in belgium, in 2013 World Electric Vehicle Symposium and Exhibition (EVS27), Nov 2013, pp. 1–6.

22. Electrifying world premiere: Volkswagen offers first glimpse of mobile charging station, 2018 (accessed Nov 28, 2019), https://www.volkswagen-newsroom.com/en/pressreleases/electrifyingworld-premiere-volkswagen-offers-first-glimpse-of-mobile-chargingstation-4544.

23. Comparing public electric vehicle charging networks, (accessed Nov 28, 2019). [Online]. Available: https://www.myev.com/research/ comparisons/comparing-public-electricvehicle-charging-networks.

24. Cui S., Zhao H., and Zhang C. Multiple types of plug-in charging facilities locationrouting problem with time windows for mobile charging vehicles, Sustainability. 2018. V. 10. no. 8. p. 2855.

25. Decker C. Electric vehicle charging and routing management via multi-infrastructure data fusion, 2012 (accessed Nov 28, 2019), https://scholarworks.rit.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=4153&context=theses.

26. Sun B., Huang Z., Tan X., and Tsang H D. Optimal scheduling for electric vehicle charging with discrete charging levels in distribution grid. IEEE Transactions on Smart Grid. 2016. V. 9. no. 2. pp. 624–634.

27. All Roads Lead to e-Mobility, 2017 (accessed Nov 28, 2019). Available: https://www.greeneconome.com/wp-content/uploads/2018/04/2017ChargePoint Charging Forward Report.pdf

28. Wang F., Chen R., Miao L., et al. Location optimization of electric vehicle mobile charging stations considering multi-period stochastic user equilibrium. Sustainability. 2019. V. 11, no. 20. p. 5841.

29. Abdulaal A., Cintuglu M.H., Asfour S., and Mohammed O.A. Solving the multivariant ev routing problem incorporating v2g and g2v options. IEEE Transactions on Transportation Electrification. 2016. V. 3. no. 1. pp. 238–248.

30. Sousa T.J., Monteiro V., Fernandes JA., et al. New perspectives for vehicle-to-vehicle (v2v) power transfer, in IECON 2018-44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. IEEE, 2018, pp. 5183–5188.

31. Koufakis A.-M., Rigas E.S., Bassiliades N. Towards an optimal ev charging scheduling scheme with v2g and v2v energy transfer in 2016 IEEE International Conference on Smart Grid Communications (SmartGridComm). IEEE. 2016, pp. 302–307.

32. Mazidi M., Abbaspour A., Fotuhi M., and Rastegar M. Optimal allocation of phev parking lots to minimize distribution system losses in 2015 IEEE Eindhoven PowerTech. IEEE, 2015, pp. 1–6.

33. Schroeder A.and Traber T. The economics of fast charging infrastructure for electric vehicles. Energy Policy. 2012. V. 43. pp. 136–144.

34. Huang S., He L., Gu Y., Wood K. Design of a mobile charging service for electric vehicles in an urban environment. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. 2014. V. 16. no. 2. pp. 787-798.

35. Dane McFarlane B.J., Matt Prorok and Kemabonta T. Analytical white paper: Overcoming barriers to expanding fast charging infrastructure in the midcontinent region, 2019.

36. Shenzhen The White Book of Charging Piles Deployment and Adopt in Shenzhen at 2017, (accessed Nov 28, 2019). Available: http://powerlife.com.cn/.

37. Badawy M.O., Arafat M.N., Ahmed A., et al. Design and implementation of a 75-kw mobile charging system for electric vehicles. IEEE Transactions on Industry Applications. 2015. V. 52. no. 1. pp. 369-377.

38. Yu Z., Zhang M., and Yang J. Design of energy management systems for mobile power station of electric vehicles in 2009 International Conference on Information Management. 2009. V. 4. IEEE. pp. 250-253.

39. Mou X.,. Zhao R, and. Gladwin D.T.Vehicle-to-vehicle charging system fundamental and design comparison in IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT), 2019, pp. 1628–1633.

40. Wang M., Ismail M., Zhang R., Shen X., et al. Spatio-temporal coordinated v2v energy swapping strategy for mobile pevs. IEEE Transactions on Smart Grid. 2016. V. 9. no. 3, pp. 1566–1579.

41. Li G., Sun Q., Boukhatem L., et al. Intelligent vehicle-tovehicle charging navigation for mobile electric vehicles via vanet-based communication. IEEE Access. 2019. V. 7. pp. 170-888.

42. Sawers P. FreeWire raises $15 million to expand portable charging technology for electric vehicles, 2018 (accessed Nov 28, 2019). Available: https://venturebeat.com/2018/12/04/freewire-raises-15-million-to-expand-portable-chargingtechnology-for-electric-vehicles.

43. Beck P. FreeWire deploys battery systems to increase the scalability of EV infrastructure, 2018 (accessed Nov 28, 2019). Available: https://chargedevs.com/features/freewiredeploysbattery-sytems-to-increase-the-scalability-of-ev-infrastructure

44. S.-N. Yang, H.-W. Wang, C.-H. Gan, and Y.-B. Lin. Mobile charging station service in smart grid networks in 2012 IEEE Third International Conference on Smart Grid Communications (SmartGridComm). IEEE, 2012, pp. 412–417.

45. Chen. F., Zhao Z., Min G., et al. Speedcontrol of mobile chargers serving wireless rechargeable networks. Future Generation Computer Systems.2018. V. 80. pp. 242–249.

46. Li Z., Sahinoglu Z., Tao Z., and Teo K.H. Electric vehicles network with nomadic portable charging stations in 2010. IEEE 72nd Vehicular Technology Conference. IEEE, 2010, pp. 1–5.

47. Kedia R. K. and Naick B. K. Review of vehicle route optimisation in 2017. 2nd IEEE International Conference on Intelligent Transportation Engineering (ICITE). IEEE. 2017. pp. 57–61.

48. Shao S., Guan W., and Bi J. Electric vehicle-routing problem with charging demands and energy consumption. IET Intelligent Transport Systems. 2017. V. 12. No 3. pp. 202–212.

49. Francis S. Top 20 electric vehicle charging station companies, 2019 (accessed Nov 28, 2019). Available:https://roboticsandautomationnews.com/2019/05/01/top-20-electric-vehiclecharging-station-companies/22138/.

50. Lambert F. Nio is courting tesla owners with mobile charging stations inside electric vans. 2018 (accessed Nov 28, 2019), https://electrek.co/2018/07/26/nio-courting-tesla-ownersmobilecharging-stations-electric-vans.

51. Lambert F. Tesla deploys new mobile supercharger powered by megapack. 2019 (accessed Nov 28, 2019), https://electrek.co/2019/11/29/tesla-mobile-supercharger-megapack/.