Cada vez mais ônibus na Holanda são elétricos. Até agora, cerca de 80% de todos os novos ônibus são movidos por um motor elétrico. Boas notícias para o clima, pode-se dizer. Mas há um problema:porque muitas vezes é difícil prever quanta energia resta na bateria, mais ônibus são programados do que o necessário. As empresas de ônibus também costumam planejar com meses de antecedência. Ph.D. o pesquisador Camiel Beckers pensou que isso poderia ser feito de forma mais eficiente. Ele desenvolveu modelos que podem prever exatamente quanta energia um ônibus elétrico usará em uma rota específica.
Assim como os carros elétricos de passageiros, os ônibus elétricos são movidos por um ou mais motores elétricos, que recebem energia de uma grande bateria a bordo do veículo. A distância que o ônibus pode percorrer, sua autonomia, depende de dois fatores:a capacidade da bateria e o consumo de energia do veículo.

Como não é fácil aumentar a capacidade energética de um ônibus elétrico (as baterias são grandes e pesadas), esses ônibus têm uma autonomia menor do que os ônibus convencionais a diesel. “Além disso, a autonomia varia bastante, dependendo do veículo, da estrada, do trânsito e do clima”, explica Camiel Beckers, pesquisador do grupo de pesquisa Dinâmica e Controle do departamento de Engenharia Mecânica da TU/e.

“Isso não é apenas inconveniente para o motorista individual, porque ele não sabe quanto tempo o ônibus ainda pode rodar, também é incômodo para as pessoas que fazem o planejamento. apenas para estar do lado seguro, o que obviamente não é muito eficiente."

Deslizamento e suspensão

Isso inspirou o jovem pesquisador a desenvolver uma ferramenta que prevê detalhadamente o consumo de energia de ônibus elétricos. "Minha ferramenta leva em consideração não apenas as informações da rota, como a velocidade máxima permitida na rota, mas também os dados meteorológicos atuais e a inclinação da estrada."

A previsão baseia-se principalmente em modelos físicos que simulam a dinâmica veicular dos ônibus. Pense na resistência ao rolamento das rodas, no arrasto aerodinâmico e nas perdas que ocorrem ao conduzir as rodas. "Em seguida, enriquecemos esses modelos com dados reais sobre o clima e informações de rota, como a localização de semáforos", diz Beckers.

O pesquisador testou seu modelo com ônibus urbanos elétricos da VDL, que são usados ​​na cidade de Eindhoven. "Isso mostrou, entre outras coisas, que as curvas consomem muita energia, até 5% do consumo do trem de força. Isso porque os pneus tendem a escorregar mais nas curvas. Também descobrimos que a suspensão dos ônibus consome energia extra em estradas irregulares. Em estradas irregulares, isso custa até 13% do consumo médio de energia em ônibus urbanos."

Aprendizado on-line

A beleza do trabalho de Beckers é que seus modelos ficam cada vez mais inteligentes. "Ao usar os chamados métodos de estimativa de parâmetros recursivos (aprendizado online), meus modelos automaticamente ficam melhores à medida que novos dados se tornam disponíveis."

No final, Beckers conseguiu prever, com uma margem de erro de apenas 10%, quanta energia um determinado ônibus usaria em uma determinada rota. "A partir disso, em combinação com os modelos de bateria existentes, você também pode prever a autonomia exata."

Planejamento dinâmico

Beckers, que trabalhará na TNO após seu doutorado, espera que seus modelos sejam particularmente úteis no planejamento dinâmico de ônibus. "Atualmente, os ônibus são agendados com meses de antecedência, o que nem sempre é eficiente. No futuro, isso pode ser feito muito mais tarde, com uma semana de antecedência, ou até um dia antes. eficiência e flexibilidade."

O pesquisador também vê aplicações para carros de passeio, desde que a rota seja razoavelmente previsível. "Pense nos passageiros que fazem o mesmo caminho para o trabalho todos os dias. Eles também se beneficiariam de um pouco menos de ansiedade, é claro."