AIがEV充電をどう変えるか

ミシガン大学交通研究所（UMTRI）とスタートアップ企業Utilidataによるごく小規模な調査によると、新たなAIツールは電力会社にリアルタイムのデータを提供し、電力網とEV充電の信頼性を高める可能性があるという。

研究者らは、AIを使ってEVの充電行動を分析し、その洞察がドライバーの体験を向上させ、電力会社が電力需要の急増に備えるのに役立つことを期待している。これまでのところ、EVの充電は電力を不安定に消費し、電力品質を低下させ、充電機器を消耗させる可能性があることがわかっている。

これらの根本的な問題はエネルギーを浪費し、EV 充電器の故障につながる可能性があり、ドライバーにとって悩みの種となっている。そのため、AI でこれらの問題を即座に特定し、さらには予測する能力は、ゲームチェンジャーとなる可能性がある。著者らは、AI モデルは、充電が電力網にどのような影響を与えるかを電力会社に事前に知らせることができると書いている。また、いつどこで充電すべきかをドライバーにアドバイスしたり、EV 充電会社が機器をより適切に維持できるように支援したりすることもできる。

UMTRI は当初、このパイロット スタディのために Utilidata に連絡を取りました。このパイロット スタディは、同じ問題を調査するより大規模な研究プロジェクトの設計に役立つことを目的としています。UMTRI によると、同社はすでに北米電力信頼性評議会と協力して、最初の調査結果に取り組んでいるとのことです。

この研究のために、研究者らはミシガン大学の 6 つの EV 充電ステーションに、Utilidata の AI プラットフォーム Karman を搭載した電気メーター アダプターを設置しました。Karman は昨年 3 月から 6 月までの電圧、電流、電力、その他の動態を分析しました。研究者らはまた、大学のキャンパスに頻繁に出入りする 10 人のドライバーの車両にデバイスを設置し、充電習慣を監視しました。

このプロジェクトはまだ初期段階だが、研究者たちは、このプロジェクトが、車両群の電動化に伴う課題への備えに役立つことを期待している。米国では、老朽化した電力網が、AIデータセンター、暗号通貨マイニング、クリーンエネルギー技術による電力需要の増加に対応するためにすでに限界に達している。しかし、データセンターと比較すると、電力会社はEVがいつどこで電力網に接続されるかを予測するのが難しい。

電力会社は、調整に役立つリアルタイムデータなしで、その予測不可能な状況に対処しなければなりません。こうした盲点は、EV用バッテリーやソーラーパネルなど、顧客が独自のデバイスをグリッドに接続するケースが増えている「グリッドエッジ」で、より大きな問題になりつつあります。

「グリッドエッジではAIが大きな役割を果たします」と、この研究には関わっていないETHチューリッヒのポスドク研究員シボーン・パウエル氏は言う。「以前はそうではありませんでしたよね？ あまり面白いことは起きていませんでした。今は制御できるチャンスがあり、何が起きているかを知ることでより多くの機会と価値が生まれます。」

研究者らが今回の研究で発見した問題のひとつは、バッテリーが完全に充電された後でも、車両が停止して充電を開始するという、短周期で不規則な電力消費である。これはエネルギーを非効率的に消費するだけでなく、配線や変圧器を過熱させる可能性がある。また、電気が理想的な電圧と周波数の範囲から外れると、EV 充電によって電力品質が低下することも判明した。ちらつきは電力品質の低下を示す明らかな兆候であり、機器の消耗を増大させる原因にもなる。

「最大の収穫は、電気自動車には、車の所有者にも、送電網の運営者にも、充電器の OEM にも知られていない多くの動作があることがわかったことだと思います」と、Utilidata の製品ソリューション担当副社長、Yingchen Zhang 氏は言う。「ですから、このすべてのデータを実際に公開する必要性が大いにあるのです。」

研究の著者らは、管理されていないEV充電が多い場所では電力網に大きな影響が出る可能性があると慎重に主張している。最悪の場合、他の顧客への電力供給に影響が出る可能性があると著者らは述べている。しかし、その結果として停電が発生する可能性は非常に低いと張氏は即断している。

「これらの新しい料金が電圧や電力品質の問題に地域的にどのような影響を与えるかを正確に知ることは良いことですが、停電にまで踏み込むのはやめましょう」とパウエル氏は言う。停電を防ぐために電力会社が講じられる措置はたくさんあるからだ。また、これは予測不可能な充電行動に関する非常に小規模な調査であるため、これらの初期の調査結果からより広範な電力網への影響について包括的な発言をするのはまだ時期尚早だ。

パウエル氏もチャン氏も、EV 充電が電力網に与える影響について、特に EV 導入が党派的な攻撃にさらされている中で、不必要な不安を煽ることは避けたいと考えている。「不安の多くは、人々が実際の EV の挙動を知らないことに起因しています」とチャン氏は言う。「ですから、この情報を実際に明らかにすることで、そうした不安の多くが軽減されるでしょう。」

AI の台頭により、データセンターのエネルギー消費量が増え、電力網に負担がかかるという懸念も高まっている。チャン氏は、自社もこの点について検討しており、より汎用的な AI チップよりもエネルギー消費を抑えるために、Nvidia のカスタム設計チップを使用していると語る。また、このように機械学習を使用してデータを分析すると、テキストや画像を生成する生成 AI モデルよりもエネルギー消費がはるかに少なくなるという。

私たちの生活、仕事、移動の仕方を変える新しいテクノロジーに対して電力網を強化する鍵は、準備にかかっています。 EV バッテリー群は、必要に応じて電力を送電網に供給する仮想発電所として機能し、送電網の強化にも役立つ可能性がある。自動車メーカーは、EV を顧客にとってより手頃な価格にするために、すでにこれをテストしている。「EV は必要です。この移行が必要です。送電網を準備するためにやらなければならないことはありますが、私たちにはできます」とパウエル氏は言う。