今日の電気自動車は毎日の運転ニーズの大部分をカバーすることができます

ジェネラル・モーターズは、約2017マイルの走行距離を持つように設計されたオール電装200シボレー・ボルトを開発しています。 ゼネラルモーターズジェネラル・モーターズは、約2017マイルの走行距離を持つように設計されたオール電装200シボレー・ボルトを開発しています。 ゼネラルモーターズ

電化輸送は、車両からの温室効果ガス排出量を大幅に削減する最も有望な方法の1つですが、いわゆる「レンジ不安 - 無充電カーバッテリーで停滞する懸念」は、電気自動車の採用にとって障壁となります。 現在の車とインフラストラクチャーを考慮すれば、範囲の不安は正当化されていますか?

私の研究グループと私が出版した論文で取り上げた質問です 自然エネルギーこの問題を新しいモデルで詳しく見てみると、次のようになります。

具体的には、昼間の充電が利用できない場合でも、鳥瞰図から米国の地理的エリアを見下ろすと、毎日の路上で何台の車が安価なバッテリーの電気自動車に交換できるか尋ねました。 私たちの分析では、現在および将来改良された電気自動車技術が人のエネルギー消費行動に及ぼす影響をどのように測定するかについて、現在までの最も広範で詳細な研究がわかっています。

道路に乗っている車両の90%近くが、現在市販されている低コストの電気自動車に置き換えられる可能性があることがわかりました。 さらに、この数字は、ニューヨークからヒューストン、ロサンゼルスに至るまで非常に異なる都市で著しく似ています。 つまり、米国の密集した都市と広がっている都市の両方において、自動車の電化の可能性が高い。

しかし、この可能性を実現するためには、長距離旅行が必要な日など、高エネルギーのものであっても、電気自動車の運転手の必要性はいつでも満たされなければなりません。

これを実現するには、2つの重要な革新があります。 最初は、ドライバーが車のレンジを超える可能性が高い日を予測することです。 そして、第2は、高エネルギー時代に代替の長距離車を提供するための制度的またはビジネスモデルの革新です。 例えば、従来の自動車、そして最終的には低炭素、長距離の代替物が、ボタンのクリックでユーザのドアに現れる可能性がある。 このニーズは、バッテリ技術が向上し充電インフラストラクチャが拡大しても、しばらく持続する可能性があります。

車両の範囲は単一の番号ではありません

電気自動車の範囲は一般に固定数で考えられますが、1回の料金でカバーされるマイル数は、走行速度やスタイル、屋外の温度などの要因によって変化します。 その理解を深める 車の範囲 私たちは車自体を超えて人々の行動を見極める必要があります。

私たちの研究グループでは、過去4年間にわたって、米国内の人々の2年目の運転行動のモデル(「TripEnergy」と呼ばれる)を構築しました。このようにして運転されると、様々な電気および従来の車両がエネルギーを消費する方法。

このアプローチは、私たちに 電気自動車の範囲の確率的な見方。 たとえば、日産リーフの場合、74マイルは運転パターンに基づいて中央値の範囲であることがわかります。米国の道路上の車の半分はこれを遠くに渡すことができ、半分はそうではありません。 (フォードフォーカスエレクトリックも同様に機能します)この範囲には分布があり、実際の性能がどのくらい幅広く変化するかを示しています。 たとえば、58マイルの旅行の5%は1回の料金でカバーできず、90マイルの旅行の5%は可能です。

運転行動に対する電気自動車技術の評価

手元にあるTripEnergyモデルを使用して、道路上のいくつの車を今日入手できる低コストの電気自動車に置き換えることができるか尋ねました。 運転手が1日1回、たとえば自宅で一晩だけ充電できるケースを考えました。 これにより、既存の公共充電インフラストラクチャには限られた変更しか必要とせず、車は夜間にアイドル状態になる発電所を使用できる状況を研究することができました。

私たちは、人々が米国をどのように運転しているかを考えると、1日の車の87%を、現在の世代の低コストの電気自動車に置き換えることができます。 これは、さまざまな都市や社会経済的なクラスにわたる米国の何百万人もの人々の運転行動に基づいています。

これらの自動車用の従来の電気自動車から電気自動車への切り替えは、今日の化石燃料に基づく供給ミックスであっても、推定30%で排出量を削減します。 合計で、これらの車による旅行は、米国におけるガソリン消費量のおよそ60%を占めています

この大規模な日々の採用の潜在的可能性は、密集した都市とより広がっている米国の都市の両方で著しく似ています。 84%の93パーセント.

人々が 都市間で行動が異なる - で 公共交通機関の利用方法、彼らが車を所有しているかどうか、どのように 彼らはしばしば車を運転する 彼らが所有している - 彼らが運転するとき、私たちは、異なる都市の同様の台数の自動車が低コストの電気自動車によって提供される範囲内にあることを発見した。

技術革新に戻る

バッテリーが改善され、現在の世代のリチウムイオン電池と同じコストでより長い走行距離が可能になればどうなるでしょうか?

連邦研究機関 ARPA-Eが目標を設定しました 電池は今日の電気自動車のバッテリーより約2倍のエネルギーを蓄えることができます。 その技術的目標に達すると、87%の1日の採用潜在的な推定値は98パーセントに上昇し、ガソリン置換ポテンシャルは61パーセントから88パーセントに上昇すると推定される。 2017 Chevy Boltと2018 Tesla Model 3は、現在の日産リーフと比較してコストが上昇し、ほぼ同じようなポテンシャルの上昇が見込まれていますが、新車の平均コストに近いです。 テスラモデルSはさらに移動しますが、大幅にコストがかかります。

しかし、バッテリーを大幅に改善しても、エネルギー消費が最も高い時代をカバーするためには、他のタイプのパワートレイン技術が必要になります。 この必要性は、非常に高エネルギーの日数が少ないため、充電インフラの拡張によっても、しばらくの間持続する可能性があります。

範囲の制約に関するアップショット

範囲の不安を克服し、電気自動車を購入するのが快適であるためには、高エネルギーの日を含むあらゆる日に彼らのニーズが満たされることを知る必要があります。 これがいつ起こるか予測する - そして、これが起こる日数で車両を購入するときに、事前に、私たちのモデルがうまくいくものであること。

私たちのモデルは、走行距離、時間、場所の入力が制限されており、車の範囲を超える可能性を予測し、たとえば家庭やコミュニティなど、他の長距離車に乗り換える必要のある日々商用車共有プログラムを通じて提供されています。 この結果は、人口レベルで必要とされる長距離車の量、民間部門の革新と国家や地方の政策によって補われるべきギャップについても明らかにした。

充電の機会を増やすために、日々のコストを配分するのに役立つ合理的な資金調達は、1日1回だけでもEVの導入を促進します。

私たちの分析によれば、現在の電気自動車は米国で最も日常的な運転ニーズを満たすことができることが示されています。先進的なバッテリーや自動車、脱炭素化された電気と共に、共有された長距離輸送へのアクセスが改善され、艦隊。

著者について

Jessika E. Trancik、エンジニアリングシステム准教授、 マサチューセッツ工科大学

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

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