Это исследование является первым, в котором оцениваются и анализируются характеристики электробусов на северо-востоке США с использованием беспрецедентного набора данных, охватывающего значительное расстояние - почти 50 000 миль - при низких температурах.

Tompkins Consolidated Area Transit (TCAT) в Итаке столкнулась с проблемами с производителями автобусов, в дополнение к тому, что автобусы с трудом передвигались по холмистой местности Итаки и были ненадежными, с ограниченным запасом хода в холодную погоду.

Для проведения исследования исследователи проанализировали данные за два года и количественно оценили возросшее энергопотребление пилотного парка, обнаружив, что аккумуляторы в электробусах потребляют на 48% больше энергии в холодную погоду (от 25 до 32 градусов по Фаренгейту) и почти на 27% больше в более широком диапазоне температур (от 10 до 50 градусов по Фаренгейту). По Фаренгейту).

"Один из уроков, который мы извлекли, заключается в том, что эти автобусы должны быть спроектированы для всей страны, включая штаты с более холодным климатом", - сказал старший автор Макс Чжан, профессор инженерного дела. "Мы также обнаружили, что они отличаются от обычных дизельных автобусов другим поведением, которое требует других стратегий, чтобы воспользоваться этим преимуществом".

Исследователи обнаружили, что половина увеличения потребления в холодную погоду происходит из-за необходимости батарей нагреваться самостоятельно. Аккумуляторы в электромобилях работают при оптимальной температуре около 75 градусов по Фаренгейту, и чем холоднее аккумулятор при запуске автобуса, тем больше энергии требуется для его прогрева. Другой основной причиной является обогрев салона автобуса. При частых остановках, особенно на городских маршрутах, где двери открываются и закрываются каждые несколько минут, батареи должны работать интенсивнее, чтобы обогревать кабины.

Исследователи также обнаружили, что рекуперативное торможение, при котором аккумулятор подзаряжается за счет улавливания энергии во время торможения, было менее эффективным в холодную погоду. Они сказали, что это, вероятно, связано с тем, что аккумулятор, который примерно в восемь раз больше стандартного аккумулятора электромобиля, с трудом поддерживает равномерную температуру во всех своих элементах.

Краткосрочные стратегии улучшения работы аккумуляторов включают хранение автобусов в помещении, когда они не используются, чтобы температура окружающей среды была выше; зарядку аккумуляторов, когда они еще теплые; и ограничение времени, в течение которого двери автобусов открыты на остановках.

В более широком масштабе первый автор и докторант Цзиньтао Гу сказал, что исследование указывает на необходимость больших корректировок или оценок инфраструктуры для размещения электрических автобусов.

"Вы должны попытаться оптимизировать расписание всех автобусов и учитывать возможности вашей инфраструктуры - сколько у вас зарядных станций и есть ли у вас собственный гараж", - сказал он. "Вы должны обучить водителей, диспетчеров и обслуживающий персонал. Я думаю, что с точки зрения эксплуатации и инфраструктуры здесь содержится много информации для планирования будущей транзитной системы".