Laddning av elbil

Smartare laddning nyckeln till elektromobilitet

För att elektriska fordon ska kunna slå igenom storskaligt krävs smarta laddningslösningar. Utveckling pågår av digitala system som i realtid ska kunna styra och fördela ut tillgänglig elektrisk effekt, exempelvis beroende på hur mycket varje förare är beredd att betala och hur snabbt bilen behöver vara fulladdad för avfärd.​
Lang TongUnder nio månader har Chalmers fått förstärkning av professor Lang Tong från Cornell University, USA. En av hans uppgifter som gästprofessor är att bidra till Chalmers forskning inom elkraftområdet, främst digitalisering med inriktning mot infrastruktur för laddning av elbilar i stor skala.

– Eftersom jag är intresserad av forskning om elektromobilitet är Chalmers ett eftertraktat lärosäte att besöka, säger Lang Tong. Här finns nära samarbeten med industrin, och forskningen fokuserar ofta på olika tillämpningar för elektrifierade fordon, vilket intresserar mig. I gengäld hoppas jag kunna bidra med mina kunskaper om hur artificiell intelligens och data science kan användas inom elkraftteknik och energisystem.

Lang Tong tilldelades 2018 den prestigefyllda utmärkelsen Fulbright Distinguished Chair i alternativ energiteknik. Hans besök på Chalmers finansieras av Fulbright Scholar Program, en organisation som främjar utbyte mellan USA och Sverige med stöd från båda ländernas regeringar.

Utvecklar smart laddning för elfordon
Han är engagerad i ett forskningsprojekt på Institutionen för elektroteknik som syftar till att utveckla teknik och mjukvara för smart laddning av elektriska fordon.

– Om 12-14 år bedöms andelen elbilar ha ökat till omkring tio procent av den totala fordonsflottan, säger Lang Tong. Infrastrukturen för att ladda fordonen måste till dess ha byggts ut så att den är tillräckligt robust för att klara det ökande behovet. I annat fall riskerar bristen på infrastruktur att hämma utvecklingen.

Vad skulle hända om tusentals bilförare i Göteborg samtidigt skulle plugga in sina elfordon för laddning när de kommer hem från jobbet?

– Det skulle i varje fall inte gå att ladda alla dessa fordon samtidigt, påpekar Lang Tong. Det lokala elnätet skulle bli överbelastat; effektbehovet skulle vara för stort.

Lösningen ligger istället i att införa digitala system som i realtid styr och fördelar ut tillgänglig elektrisk effekt beroende på behovet.

– För att matcha tillgång och efterfrågan mot varandra krävs att smarta system utvecklas. Systemen behöver vara så smarta att de även tar hänsyn till faktorer som hur mycket varje förare är beredd att betala och hur snabbt fordonen härnäst behöver vara fulladdade för avfärd. 

Vid de tillfällen när elnätet blir hårt belastat av högprioriterade elektriska komponenter skulle laddningen av vissa elfordon då kunna skjutas upp till en senare tidpunkt. Eller så skulle lagrad energi i bilbatterierna till och med kunna användas som en förstärkning eller backup för elnätet.

Digitaliseringens möjligheter
– Jag är mycket glad för den hjälp Lang Tong ger oss att se möjligheterna och utveckla användningen av data science och artificiell intelligens i vår forskning och i utbildningen av framtidens elkraftingenjörer, säger Jörgen Blennow, avdelningschef för Elkraftteknik. Digitaliseringen kommer att göra sitt inträde inom allt fler områden, och det är viktigt att fullt ut förstå vilka möjligheter det innebär när det gäller tillförlitlighet, styrbarhet och optimering av elkraftsystem.

Under sin vistelse på Chalmers kommer professor Lang Tong även att undervisa doktorander i maskininlärning och artificiell intelligens för elkraftsystem.

Hållbarhet i framtidens kraftsystem
– I Skandinavien upplever jag att det finns ett starkt miljöengagemang emot användningen av fossila bränslen, vilket i sin tur underlättar utvecklingen mot mer hållbara lösningar för uppvärmning, elproduktion och transporter, säger Lang Tong. Men för att ett elektrifierat transportsystem ska kunna växa fram i stor skala behövs även långsiktiga politiska ställningstaganden och styrmedel, vid sidan av uppbyggnaden av laddningsinfrastrukturen.

– Det nuvarande elkraftsystemet genomgår en omställning, fortsätter han. Jag anser att utvecklingen drivs framåt av två teknikområden som kräver insatser från dagens forskare. Å ena sidan utvecklingen av elektromobilitet. Och å andra sidan behovet av ett utökat system för solenergi i kombination med batterier som kan lagra energin. En förändrad uppbyggnad av kraftsystemet skulle göra det möjligt för människor att producera sin egen el i liten skala och att spara överskottselen till senare behov.

Om elen inte nödvändigtvis behöver produceras samtidigt som den konsumeras, för att bevara balansen i elnätet, skapas förutsättningar för fler producenter att ta klivet in i systemet, samtidigt som en högre andel förnybara energikällor också kan introduceras.

Gästar tillsammans
Professor Lang Tong och hans fru, professor Qing Zhao, som båda är från Cornell University, har följts åt till Sverige och Chalmers. Båda är för närvarande gästande professorer på Institutionen för elektroteknik,Qing Zhao i rollen som en av Chalmers jubileumsprofessorer 2019.​ 

– Ja, man kan verkligen säga att detta var ett bra tillfälle för oss båda att komma till Chalmers och Göteborg. Vi tycker mycket om staden, inte minst att gå och handla färskvaror på den lokala matmarknaden.

Innan Lang Tong lämnar Sverige vill han gärna passa på att besöka fler landsdelar. Under vintern reste han med familj och vänner till Lappland för att uppleva klimatet och kulturen i norr.

Text och foto: Yvonne Jonsson


För mer information, kontakta
Lang Tong, gästprofessor från Cornell University, USA 
Jörgen Blennow​, avdelningschef Elkraftteknik, institutionen för elektroteknik, Chalmers

Publicerad: ti 16 apr 2019. Ändrad: to 18 apr 2019