فناوری شارژ بین خودروها نیاز به توقف مدل های برقی را کاهش می دهد

گروهی از پژوهشگران  دانشگاه فلوریدا ایده جالبی برای سیستم شارژ خودرو ارائه داده‌اند که از آن می‌توان برای شارژ خودروهای خودران و برقی در مسیر حرکت استفاده کرد.

اگر هواپیماها می‌توانند در آسمان به یکدیگر سوخت‌رسانی کنند، پس چرا خودروهای الکتریکی نتوانند؟ ایده‌ی عجیب و شگفت‌انگیزی از دانشگاه فلوریدا که طبق آن کاروانی از وسایل نقلیه با سرعت بالا می‌توانند انرژی خود را به اشتراک بگذارند.

هنگامی که با موتورسیکلت یا خودرو در فاصله بسیار کمی از پشت کامیونی در بزرگراه رانندگی ‌کنید، مقاومت کمی احساس می‌کنید و تا حدی می‌توانید سوخت کمتری بسوزانید؛ در این شرایط شما داخل پیله کم‌فشاری از هوا قرار گرفته‌اید. البته این شرایط خطرناک است، چراکه دید راننده درصورت مواجهه با چاله‌ها و دست‌اندازها محدود می‌شود؛ همچنین خطر استنشاق دود برای سرنشینان وجود دارد و در صورت ترمز کردن کامیون، فرصتی برای واکنش سریع باقی نمی‌ماند. 

یكی از مزایای مهم خودروهای خودران، توانایی آن‌ها در رانندگی با سرعت بالا و بدون هیچ‌گونه احساس خطر است. در آینده، خودروهای مجهز به کروز کنترل هوشمند و ترمز خودکار، می‌توانند همراه ارتباط بین خودرویی، مثل یک وسیله نقلیه واحد عمل کنند و از مزایای بهره‌وری آیرودینامیکی برای وسایل نقلیه قرارگرفته در پشت استفاده کنند.

اما چرا خودروی جلویی باید هزینه انرژی بالاتری برای عبور از میان لایه‌های هوا بپردازد، درحالی‌که تمام خودروهای زنجیره از مزایای آن بهره می‌برند؟ اگر سیستم اشتراک انرژی پیشنهادی در این مطلب به کار گرفته شود، شاید خودروی جلویی مجبور نباشد چنین هزینه‌ای را بپردازد.

سیستم شارژ بین خودرویی (Peer to Peer Car Charging) یا P2C2 پیشنهاد می‌کند بازوهای شارژ روباتیک می‌توانند خودروهای یک زنجیره در بزرگ‌راه را به هم متصل کنند. تیم دانشگاه فلوریدا در مقاله‌ای می‌گوید:

ما بازوی تلسکوپی ایمن، عایق و ثابتی را تصور کرده‌ایم که کابل شارژ را حمل می‌کند. پس از آن‌که دو خودروی الکتریکی سرعت خود را ثابت نگه داشته و برای شارژ در دسترس قرار گیرند، آن‌ها بازوهای شارژ خود را گسترش می‌دهند (دراز می‌کنند). بازوها حاوی درگاه‌های شارژر هستند و آن‌ها با استفاده از پدهای مغناطیسی یا وسایل دیگر به هم متصل می‌شوند. اتصال مکانیکی یکی از راه‌های انتقال شارژ است، اما شارژ القایی بی‌سیم نیز ممکن است امکان‌پذیر باشد.

^{(a) نمای سیستمی از شارژ بین خودرو، تعامل بین سیستم کنترل مرکزی و خودروهای الکتریکی را نشان می‌دهد. سیستم کنترلی در ابر قرار دارد. (b) خودروهای الکتریکی جفت‌شده توسط سیستم کنترلی هدایت می‌شوند تا به هم نزدیک شده و در یک خط قرار گیرند. (c) خودروی الکتریکی اهداکننده از خودروی دارای شرایط بحرانی باتری، حمایت می‌کند.}

برای صاحبان خودروی الکتریکی، که به ندرت از تمام ظرفیت باتری خود در کاربردهای روزانه استفاده می‌کنند، فناوری بین خودرویی می‌تواند نیاز به کنار زدن در اطراف جاده و شارژ در ایستگاه را رفع کند. با استفاده از یک سیستم اعتباری می‌توان اطمینان حاصل کرد که هیچ‌کس به رایگان از انرژی دیگری، بهره نمی‌برد و کل اکوسیستم ترافیکی، مثل یک باتری غول‌پیکر عمل کند تا نیاز به توقف برای شارژ، کاسته شود.

برای ناوگانی از روبوتاکسی یا تاکسی خودران (مثلاً خودروهای خودران اوبر در آینده) مزایای این سیستم می‌تواند بسیار زیاد باشد. خودروهای برقی می‌توانند به‌جای اینکه در کنار جاده توقف کرده و در گاراژ شارژ شوند، بدون اینکه پولی خرج کنند از کامیون بزرگی حاوی باتری خودروی الکتریکی برای شارژ شدن در مسیر رسیدن به مقصد بعدی خود استفاده کنند.

امکان‌پذیری این مفهوم کلی منجر به صرفه‌جویی اقتصادی می‌شود. آیا مشخص کردن روبوتاکسی‌های دارای باتری‌های بزرگ‌تر و با قدرت شارژدهی تمام روز و شارژ کردن آن‌ها در تأسیسات بزرگی در ساعات بیکاری هزینه بیشتری دارد یا اینکه باتری‌های کوچکتر را با شارژر بین خودرویی، در ساعات شلوغی و زمانی‌که خودروهای الکتریکی نیاز به ماندن در جاده دارند، شارژ کنیم؟

تیم دانشگاه فلوریدا مدلی کامل از یک سیستم کامیون شارژ سیار، با شبیه‌سازی ترافیک متغییر، وزن خودرو، نرخ شارژ داخل و خارج از جاده و الگوریتم زمان‌بندی ساختند که به روبوتاکسی‌های شبیه‌سازی شده اجازه می‌داد در صورت نیاز شارژ شوند. این شبیه‌سازی نتایج جالبی داشت و باعث کاهش ۶۵ درصدی توقف خودروها و کاهش ظرفیت باتری مورد نیاز خودروها به کمتر از ۲۵ درصد بدون ایجاد هرگونه توقف اضافی شد.

آیا اکنون اجرای چنین سیستمی بیش از آن‌که موجب صرفه‌جویی شود، هزینه بیشتری دارد؟ آیا با خرید گاراژ پارکینگ بزرگی و پر کردن آن با خودروهای اضافی و ایستگاه‌های شارژ می‌توان کارها را با قیمت ارزان‌تری انجام داد؟ مطمئناً فناوری‌های باتری وارد خواهند شد تا ظرفیت پیمایش زیادی را با هزینه کم ارائه دهند. چنین کاری باعث می‌شود انگیزه اقتصادی برای این نوع فعالیت‌ها در کل از بین برود.

خوب است به این فکر کنیم که چطور ممکن است کارها به شکلی با صرفه‌جویی بیشترتر انرژی انجام شود که از هر خودروی موجود در شبکه استفاده بهتری شود. به عبارت دیگر از کل سیستم ترافیک به‌عنوان باتری بسیار بزرگی استفاده کنیم که به هر خودرویی نیاز دارد، شارژ ارائه دهد؛ نه اینکه مجموعه‌ای از خودروهای جداگانه هر یک به‌تنهایی از شارژ خود استفاده کند و فایده‌ای برای سایر خودروها نداشته باشند.