Quantificação de carregadores em estações de recargas rápidas considerando tempos de recarga heterogêneos e múltiplos níveis de serviço

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Darui, Caroline Beatriz Fucks
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Centro de Tecnologia
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/36737
Resumo: With the growth in the adoption of electric vehicles (EVs) around the world, concerns about charging infrastructure are also growing. In countries where electrified vehicles are more widely developed, problems with congestion at charging stations and the formation of long lines are beginning to emerge. Users consider this a concern, and experts in the field believe that developing a reliable charging infrastructure is key to the full development of EVs. Investments are then being made by the public and private sectors to develop infrastructure. Given the high costs, it is essential to develop research to assist in the planning of charging infrastructure, especially fast charging stations (FCSs) located on highways, which are considered essential for the safety of users on longer trips and for which high investments are attributed. In this sense, this paper proposes a methodology for quantifying chargers at RRSs located on highways, considering the formation of queues, minimizing the total cost, and the impacts on service levels. The study is carried out from the perspective of planning a highway charging infrastructure, considering a ten-year horizon, using growth projections. The data are compared with the aim of maximizing the use of the charging potential of the stations. The queuing theory model is used for simulation, based on real vehicle flow data on highways. The uncertainties associated with charging times, vehicle models and state of charge are considered through a charging time calculation algorithm that uses probability and stochasticity. The results demonstrate that as the number of BEVs circulating on highways increases, the waiting times in the charging queue may become impractical; however, the expansion of ERRs can be planned in such a way as to increase the use of the charging capacity.
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Investments are then being made by the public and private sectors to develop infrastructure. Given the high costs, it is essential to develop research to assist in the planning of charging infrastructure, especially fast charging stations (FCSs) located on highways, which are considered essential for the safety of users on longer trips and for which high investments are attributed. In this sense, this paper proposes a methodology for quantifying chargers at RRSs located on highways, considering the formation of queues, minimizing the total cost, and the impacts on service levels. The study is carried out from the perspective of planning a highway charging infrastructure, considering a ten-year horizon, using growth projections. The data are compared with the aim of maximizing the use of the charging potential of the stations. The queuing theory model is used for simulation, based on real vehicle flow data on highways. The uncertainties associated with charging times, vehicle models and state of charge are considered through a charging time calculation algorithm that uses probability and stochasticity. The results demonstrate that as the number of BEVs circulating on highways increases, the waiting times in the charging queue may become impractical; however, the expansion of ERRs can be planned in such a way as to increase the use of the charging capacity.Com o crescimento da adesão dos veículos elétricos (VEs) ao redor do mundo, cresce também a preocupação com a infraestrutura de recarga. Nos países em que há maior desenvolvimento dos eletrificados, já começam surgir problemas com congestionamento de estações de recarga e formação de longas filas. Os usuários consideram isso como uma preocupação e os pesquisadores do assunto avaliam que o desenvolvimento de uma infraestrutura de recarga confiável é um ponto chave para o pleno desenvolvimento dos VEs. Começam a surgir então investimentos por parte do setor público e privado para desenvolvimento da infraestrutura. Dados os elevados custos, é essencial o desenvolvimento de pesquisas para auxiliar no planejamento da infraestrutura de recarga, principalmente das estações de recarga rápida (ERRs) localizadas em rodovias, consideradas essenciais para segurança dos usuários em realizar viagens mais longas e para as quais se atribui altos investimentos. Nesse sentido, esse trabalho propõe uma metodologia para quantificação de carregadores em ERRs localizadas em rodovias, considerando a formação de filas, a minimização do custo total e os impactos nos níveis de serviço. O estudo é realizado sob a perspectiva do planejamento de uma infraestrutura de recarga para rodovia, considerando o horizonte de dez anos, utilizando projeções de crescimento. Os dados são comparados com o objetivo de maximizar o aproveitamento do potencial de carregamento das estações. Utiliza-se o modelo de teoria das filas para simulação, com base em dados de fluxo de veículos reais em rodovias. As incertezas associadas aos tempos de carregamento, modelos de veículos e estado de carga são consideradas através de um algoritmo de cálculo de tempo de recarga que utiliza probabilidade e fatores estocásticos. Os resultados demonstram que há medida que cresce o número de BEVs circulando nas rodovias, os tempos de espera na fila para recargas podem ser tornar impraticáveis, entretanto pode ser planejada a expansão das ERRs de forma que se aumente o aproveitamento da capacidade de recarga.Universidade Federal de Santa MariaBrasilUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaAbaide, Alzenira da Rosahttp://lattes.cnpq.br/2427825596072142Santos, Laura Lisiane Callai dosSilva, Leonardo Nogueira Fontoura daResener, MarianaSantos, Moises MachadoDarui, Caroline Beatriz Fucks2025-11-03T12:35:56Z2025-11-03T12:35:56Z2025-09-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/36737porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2025-11-03T12:35:56Zoai:repositorio.ufsm.br:1/36737Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2025-11-03T12:35:56Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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