Bu noktada hepimiz biliyoruz ki karayolu taşımacılığının geleceği – en azından yakın vadede – elektrikli araçlarda yatıyor. Aslında, Bloomberg NEF’in Elektrikli Araç Görünümü 2022’ye göre, 2021’de %10’un biraz altında olan fişli araçların 2025’te küresel olarak yeni binek araç satışlarının %23’ünü oluşturacağı tahmin ediliyor.

Büyüyen trendlere ve giderek daha ısrarcı hale gelen tahminlere rağmen, elektrikli araçların tamamen benimsenmesi ve içten yanmalı motorlu araçların yerini alması için hala aşılması gereken bazı büyük engeller var. Muhtemelen bu engellerin en büyüğü elektrikli araç yönlendirmesidir.

Başlangıçta o kadar da farklı görünmese de, ayrıntılarına girdiğinizde elektrikli araçlar için yönlendirmenin geleneksel araçlardan çok daha karmaşık olduğunu göreceksiniz. Elektrikli araçların batarya ömrünü ve performansını ve dolayısıyla rotalamayı etkilemek için devreye giren ve birbirleriyle çeşitli şekillerde etkileşime giren bir dizi karmaşık dinamik faktör ve mekanik vardır. Şimdi bunlardan bazılarına bir göz atalım.

1. Şarj istasyonları

Elektrikli araç şarj istasyonlarıyla ilgili olarak dikkat edilmesi gereken çok sayıda husus vardır. En açık şekilde, dağıtım ve kapsama alanı vardır – şarj istasyonlarının sayısı, nerede bulundukları ve herhangi bir bölge veya rotadaki EV sahipleri için ne kadar erişilebilir oldukları.

Daha sonra, şarj cihazı uyumluluğu, güç seviyeleri ve konektör tipleri meselesi var. Elektrikli otomobiller için, Seviye 1 (120V) ve Seviye 2 (240V) şarj cihazlarının çoğu, hepsi olmasa da birbirinin yerine kullanılabilen endüstri standardı bir konektörle birlikte gelir. Seviye 3 şarj cihazları veya DC hızlı şarj cihazları söz konusu olduğunda, şu anda bir endüstri standardı olmadığı için uyumluluk çok daha büyük bir sorun haline gelebilir. Bölgeler arasında farklılıklar olduğunu da belirtmek gerekir; örneğin, Kuzey Amerika’da elektrik kaynağı genellikle tek fazlı veya bölünmüş fazlı iken, Avrupa’da üç fazlı elektrik çok daha yaygındır.

Yönlendirme algoritmalarında EV şarj istasyonları hakkında genellikle gözden kaçan bir ayrıntı, çeşitli ödeme yöntemlerinin kullanılabilirliğidir. Temassız ödemeler, banka veya kredi kartları, mobil uygulamalar, web siteleri, kayıtlı RFID kartları… seçenekler çoktur ve müşteriler birini diğerine tercih edebilir, bu nedenle kullanıcı merkezli bir yönlendirme yazılımı, sürücüye şarj istasyonları için bu ek filtreyi vermek için iyi olacaktır. Yazılım ayrıca şarj istasyonlarının çalışma durumu hakkında sık sık güncelleme almalıdır. Sonuçta, bir yolculuğun ortasında isteyeceğiniz son şey, hizmet dışı bir şarj istasyonunda mahsur kalmak ve menzil içinde başka hiçbir şey olmamasıdır.

Tüm bunlar, seyahatiniz boyunca elektrikli aracınızı ne zaman, nerede ve ne kadar süreyle şarj etmeniz gerektiğini etkiler. Ve dahası da var! Şarj hızının yönlendirme kararlarını nasıl etkilediğine veya belirli yönlendirme yazılımlarının kullanıcı rahatlığı pahasına belirli ortak şarj çıkışlarını nasıl teşvik edebileceğine dair yüzeyi bile kazımadık. EV yönlendirmesi karmaşık bir sorundur ve şarj istasyonlarının her şeyin merkezinde olması mantıklıdır.

2. Araç ve sürüş özellikleri

EV’nin kendi özelliklerinin ve nasıl sürüldüğünün pil ömrü ve menzili ve dolayısıyla rota üzerinde önemli sonuçları olabileceği şaşırtıcı olmayacaktır.

Aracın ağırlığı ve buna bağlı olarak yolcu sayısı ve bagaj miktarı, yönlendirme söz konusu olduğunda büyük faktörlerdir. Herhangi bir ekstra ağırlık, taşınması gereken ek yüktür ve bu da akü üzerinde daha ağır bir yüke neden olur. Seyahat hızı, hızlanma oranı, lastik kalitesi, klima ve trafik koşulları da akü tüketiminde kendi rollerini oynarlar. Bazı araçlar, hesaplamaları daha da karmaşık hale getiren akü tasarruf modları ve spor modları ile birlikte gelir.

Gördüğünüz gibi değişkenler çok sayıda. Ve elbette bu parametreler dinamiktir – çoğu bir sürüşten diğerine, hatta tek bir yolculukta bile sürekli değişir. Bu parametrelerin kapsamlı bir şekilde anlaşılması, akü tüketimi ve menzil hakkında makul ölçüde doğru bir tahmin elde etmek için harita verilerinden elde edilen yol özellikleri (aşağıda tartışılmıştır) hakkındaki bilgilerle birlikte kullanılabilir.

3. Yol özellikleri

Sürüş yaptığınız yolun türü, elektrikli araç akü tüketimi için kendi etkilerini beraberinde getirir. Daha yüksek kaliteli harita verileri, elektrikli araç menzili ve akü tüketimi hakkında daha doğru tahminler yapılmasını sağlayacaktır.

Tahmin edebileceğiniz gibi, yokuş yukarı yollarda düz yollara göre daha fazla akü gücü gerekir; eğim ne kadar dik olursa, o kadar fazla güç gerekir. İlginç bir şekilde, bazı elektrikli araçlar yokuş aşağı inerken enerjiden faydalanabilir ve bu enerjiyi bir dereceye kadar aküyü şarj etmek için kullanabilir. Bu durumlarda, yönlendirme yazılımı, enerji geri kazanımını hesaba katmak ve buna göre doğru menzil bilgilerini yansıtmak için aracın yokuş aşağı verimliliğinin yanı sıra eğimin eğimini de bilmelidir.

Hız ve ivmelenmede değişikliklere neden olan keskin dönüşler, kavşaklar, trafik ışıkları ve hız tümsekleri gibi çeşitli yol özellikleri de dikkate alınmalıdır, çünkü bunlar tüketim modelleriyle bağlantılıdır. Yol yüzeyi koşulları ve sürtünme de bir dereceye kadar devreye girer. Menzil tahminlerinin doğruluğunu daha da artırmak için hız profilleri, mevcut ve geçmiş trafik akışı modelleri vb. verilerden yararlanılabilir.

4. Akü özellikleri

Elektrikli araç akü performansı, akü yaşı, kapasitesi ve sıcaklığından iç dirence, kimyasal bileşime ve şarj durumuna kadar bir dizi faktörden etkilenebilir. Tüm bunların bataryanın şarjı nasıl elde ettiği, koruduğu ve boşalttığı üzerinde kendi etkileri vardır ve doğru bir EV yönlendirme sisteminde hesaba katılmalıdır.

Elektrikli araç akülerinin şarj edilmesi açısından, akü şarj olmadığında güç en yüksek olma eğilimindedir ve akü doldukça kademeli olarak düşer. Bu, tipik olarak, şarjın ilk aşamalarında, pil seviyesinin oldukça hızlı bir şekilde yükseldiği ve devam ettikçe şarj oranının yavaşladığı anlamına gelir.

Bu durum, uzun mesafeli bir yolculuk için optimum rota belirleme karmaşıklığını daha da artırır. Şarj gücündeki değişkenliğin bir sonucu olarak, iyi bağlanmış bir rotada uygulanabilir şarj stratejileri ve dizilerinin permütasyonları ve kombinasyonları neredeyse sonsuzdur.

5. Hava Durumu

EV aküleri ne sıcak ne de soğuk aşırı hava koşullarında iyi dayanmaz. Özellikle soğuk ortamlarda araç, kabin ısıtması gibi normalde gerekli olmayan bir dizi yardımcı sistemi çalıştırır. AAA tarafından yapılan bir araştırmaya göre, sadece kabin ısıtması için klima kullanımı bile elektrikli araçların menzilini %41’e kadar düşürebiliyor. Kimyasal bileşimine bağlı olarak soğuk, bataryanın iç direncini farklı derecelerde etkileyebilir ve böylece performansını değiştirebilir. Aşırı soğuk aynı zamanda maksimum akü kapasitesini kalıcı olarak düşürme ve daha da kötüsü bazen aküyü kırılmış, kullanılamaz ve tamir edilemez hale getirme potansiyeline sahiptir.

Yüksek sıcaklıklar, elektrikli araç aküleri için daha kötü olmasa da aynı derecede kötü olabilir. Yine, akünün kimyasal bileşimine bağlı olarak, ısı performansı farklı derecelerde düşürebilir. Daha da tehlikelisi, aşırı ısı batarya içinde istenmeyen kimyasal reaksiyonları başlatabilir, bu da biriken ve sonunda batarya yapısını arıza noktasına kadar bozan gazlar üretebilir. En feci durumlarda bu durum patlamalarla sonuçlanabilir.

Bataryaların tamamen arızalandığı uç durumlar göz ardı edildiğinde, elektrikli araç yönlendirme yazılımı ideal olarak mevcut ve geçmiş ortam sıcaklıklarının menzil ve batarya ömrü beklentisi üzerindeki etkilerini hesaba katabilmelidir.

İlk bakışta, EV yönlendirmesi içten yanmalı motorlarla çalışan geleneksel araçların yönlendirmesinden çok farklı görünmeyebilir – hangi şarj istasyonlarında ve ne kadar süreyle durulacağını hesaplamanın tek ek komplikasyonu ile muhtemelen büyük ölçüde aynı görünmektedir.

Bu bir düzeyde doğru olsa da, büyük ölçüde aşırı basitleştirilmiştir ve çok az kişi elektrikli araç yönlendirmesinin gerçek karmaşıklığını ve giriftliğini takdir etmektedir. Bu yazıda ele alınan katkıda bulunan faktörlerin listesi kapsamlı olmaktan uzaktır; ancak, EV yönlendirme sorununun ne kadar nüanslı olduğunu anlamaya yardımcı olmak için iyi bir başlangıç noktası olarak hizmet etmelidir.