Nederland proeftuin voor slim verkeer

Foto: Valmet
Achtergrond
Elektrisch vervoer is enorm in opkomst in
Europa. Elektrische voertuigen (EV’s)
hebben als voordeel dat ze op groene
energie rijden en dat de gebruikskosten
over het algemeen lager liggen dan die van
conventionele auto’s. De nadelen hebben
alles te maken met de batterijen. Voor hun
volume, gewicht en prijs hebben die een
relatief lage energiedichtheid, waardoor ze
snel leeg zijn en de EV’s van dit moment
maar een beperkte afstand kunnen aeggen.
Ook zijn er onvoldoende laadpalen
voor een volledige inbedding van EV’s in
het Nederlandse wagenpark en zijn de laadtijden
aanzienlijk.
Dit alles geeft de consument weinig reden
om te vertrouwen op elektrisch vervoer
en over te gaan op aanschaf van een EV.
Het begrip range anxiety is inmiddels een
veelgehoorde term in EV-land en betekent
zoveel als ‘angst om niet op de plaats van
bestemming te komen’. Door deze vrees te
verminderen of zelfs weg te nemen, probeert
TNO elektrisch vervoer dichter bij de
consument te brengen en zodoende duurzame
intelligente mobiliteit te stimuleren.
Drive cycle
In het kader van het Evident-project (Electric
Vehicles Intelligently Directed by E-aware
Navigation Technology) heeft TNO met
Tomtom, Quipment en E-Laad.nl technische
oplossingen ontwikkeld om de beperkingen
van EV’s het hoofd te bieden. Hierbij
heeft Tomtom onder meer gewerkt aan een
slimme routeplanning tussen de laadpalen
die E-Laad.nl door heel Nederland heeft
geplaatst en heeft Quipment een platform
gebouwd om alle oplossingen te integreren.
TNO heeft zich vooral beziggehouden met
de Electric Range Estimator (ERE), een algoritme
dat nauwkeurig inschat hoeveel kilometer
een elektrisch voertuig nog kan rijden
voordat de batterij leeg is.
Elektrisch rijden
TNO schat actieradius elektrische auto
Binnen het eind vorig jaar afgelopen Evident-project hebben onder meer TNO en
Tomtom gewerkt aan een intelligent navigatiesysteem voor elektrische voertuigen.
Onderdeel hiervan was de ontwikkeling van een algoritme om accuraat te schatten
wanneer de accu leeg is. Het resultaat blijkt beter dan de huidige standaard.
Davy Bijnen
Met een volle accu loopt de actieradius in
de praktijk uiteen van zestig tot honderdzeventig
kilometer. De exacte afstand hangt
onder meer af van de gevolgde route, met
statische factoren zoals typische snelheden,
wegtypes en hoogteverschillen en dynamische
factoren zoals verkeerslichten en
drukte op de weg. Ook omgevingsvariabelen
als temperatuur en wind spelen een prominente
rol. Verder is de rijstijl belangrijk:
hoe agressief rijdt de bestuurder, hoe goed
anticipeert hij en welke wegen kiest hij typisch.
Een andere factor is het gebruik van
voorzieningen als de airco, de navigatie, de
radio, de verlichting en de verwarming. Ten
Figuur 1: De ERE vergeleken met range
estimators in twee commercieel verkrijgbare
elektrische voertuigen uit het A- en C-segment,
respectievelijk een kleine stadsauto en
een compacte middenklasser. De zwarte
lijn representeert de honderd procent
accurate schatting. De afstand tot die lijn
geeft aan wat de fout is geweest. De ERE
heeft een gemiddelde fout van vijf procent
en een variantie van 2,5 procent, tegen
een gemiddelde fout van twee procent en
een variantie van dertien procent voor het
A-voertuig en een gemiddelde fout van
zeventig procent en een variantie van 7,5
procent voor de C-auto.
slotte zijn de parameters van de auto zelf
van belang, bijvoorbeeld de eigenschappen
van de batterij en de voertuigdynamica.
De ERE houdt rekening met al deze factoren.
De basale routegegevens halen we
bijvoorbeeld uit het navigatiesysteem van
Tomtom en voor de rijstijl stellen we een gebruikersproel
op aan de hand van daadwerkelijk
geregistreerde voertuigdata. Op basis
van de routevoorspelling en het gedrag uit
het (recente) verleden komen we tot een zogeheten
drive cycle, die we aanbieden aan het
voertuigmodel waarmee de ERE-architectuur
de werkelijkheid representeert. Met het model
bepalen we vervolgens wanneer de batterij
leeg is. Bovendien nemen we middels
zelerende algoritmes realtime een aantal
variabele parameters mee om de actieradiusvoorspelling
zo accuraat mogelijk te maken.
Slimme interface
Om duidelijkheid te hebben over de nauwkeurigheid
en robuustheid hebben we de
ERE vergeleken met de schattingen van
range estimators aan boord van twee commercieel
verkrijgbare elektrische voertuigen.
Voor deze benchmark hebben we meer
dan vierduizend kilometer gereden. Uit de
resultaten blijkt dat de ERE beter is dan de
huidige standaard (zie Figuur 1).
Dit is echter nog niet voldoende om de
range anxiety te kunnen wegnemen. Om
begrip en acceptatie te verkrijgen, moeten
we een goede voorspelling combineren met
een slimme interface naar de gebruiker.
Daarom zijn we bij TNO nu concepten aan
het ontwikkelen die het resultaat van de
ERE koppelen aan de juiste informatie voor
de bestuurder.
Davy Bijnen (davy.bijnen@tno.nl) is
systeemarchitect bij TNO Automotive.
Redactie Nieke Roos
3 | 53