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En 2021, Tompkins consolidó el tránsito del área (TCAT) en Ithaca recibió una subvención para adquirir siete autobuses totalmente eléctricos y comenzó un programa piloto que no fue como esperaban. Además de los problemas con los fabricantes, los autobuses lucharon en el terreno montañoso de Ithaca y no eran confiables, con un rango reducido, en clima frío.
TCAT ya se había conectado con los investigadores de Cornell para obtener información del piloto, y ahora los investigadores de Cornell han analizado el bajo rendimiento de los autobuses en el frío, con implicaciones para ciudades, escuelas y otros grupos que están considerando la electrificación de sus flotas, así como operadores, políticas y fabricantes.
En un estudio publicado en Transportation Research Parte D, los investigadores analizaron dos años de datos de TCAT y cuantificaron el aumento del consumo de energía de la flota piloto, descubriendo que las baterías en los autobuses eléctricos consumieron un 48% más de energía en clima frío (entre -4 a 0 grados Celsius, o alrededor de 25 a 32 grados Fahrenheit) y casi 27% en un rango de temperatura más amplio (-12 a 10 degreos de 10 degreos, o 10 degreos, o 10, o 10% más en un rango de temperatura más amplio (-12 a 10 degreos, 10 degreos, o 10 degreos, o 10 de los 10 de 10 de, 10 de 10 degreos de 10 degreos, 10 degreos, o 10 degreos, o 10 celus, o 10 de los 10 de los 10 de los 10 de los 10 degreos de 10 degreos, 10 de 10 de. grados Fahrenheit).
Los investigadores también identifican a los culpables operativos del aumento del consumo y ofrecen recomendaciones para mejorar el funcionamiento de los autobuses.
El estudio es el primero en evaluar y analizar el rendimiento de los autobuses eléctricos en el noreste de los EE. UU., Con un conjunto de datos sin precedentes que cubre una distancia significativa, más de 80,000 kilómetros (casi 50,000 millas) a temperaturas frías.
“Nos estamos beneficiando de que TCAT sea un líder en esta región, y es un verdadero privilegio tener acceso a estos datos, por lo que podemos ver el desempeño en tiempo real”, dijo el autor principal Max Zhang, profesor de ingeniería de la Iglesia Irving Porter en Ingeniería de Cornell y miembro del Provost para la participación pública.
“Una de las lecciones que hemos aprendido es que estos autobuses deben estar diseñados para todo el país, incluidos los estados con climas más fríos. También hemos descubierto que son diferentes de los autobuses diesel convencionales, con diferentes comportamientos, que requieren diferentes estrategias para aprovechar esto”.
Los investigadores, incluido el primer autor y estudiante de doctorado, Jintao Gu, modelaron cómo los autobuses funcionarían a temperaturas óptimas y lo compararon con el rendimiento real en más de 40 rutas y horarios complejos.
Descubrieron que la mitad del aumento del consumo en el clima frío proviene de la necesidad de las baterías de calentarse. Esto se debe a que las baterías en vehículos eléctricos funcionan a una temperatura óptima de alrededor de 75 grados Fahrenheit, y cuanto más fría es la batería cuando comienza el autobús, más energía se necesita para calentarlo.
El otro culpable principal es la calefacción de la cabina del autobús. Con paradas frecuentes, especialmente en rutas urbanas en las que las puertas se abren y se cierran cada pocos minutos, las baterías deben trabajar más para calentar las cabañas.
“Con un vehículo totalmente eléctrico, la batería es la única fuente de energía a bordo”, dijo Zhang, quien también es miembro de la facultad senior en el Centro de Sostenibilidad Cornell Atkinson. “Todo tiene que venir de eso”.
Los investigadores también encontraron que el frenado regenerativo, por el cual la batería se recarga capturando energía durante el frenado, también era menos eficiente en clima frío. Dijeron que esto es probable porque la batería, que es aproximadamente ocho veces el tamaño de una batería de vehículo eléctrico estándar, lucha por mantener una temperatura uniforme en sus celdas.
Las estrategias a corto plazo para mejorar la función de las baterías incluyen almacenar los autobuses en interiores cuando no están en uso, por lo que la temperatura ambiente es más cálida; Cargar las baterías cuando todavía están calientes; y limitar el tiempo que las puertas del autobús están abiertas en las paradas.
A mayor escala, GU dijo que la investigación apunta a la necesidad de mayores ajustes o evaluaciones de infraestructura para acomodar autobuses eléctricos.
“Debe tratar de optimizar el horario de todos los autobuses y considerar la capacidad de su infraestructura, cuántas estaciones de carga que tiene y si tiene su propio garaje”, dijo. “Debe capacitar a los conductores, los despachadores y los trabajadores de servicios. Creo que desde una perspectiva operativa e de infraestructura, hay muchos mensajes aquí para la planificación futura del sistema de tránsito”.
GU dijo que las variadas rutas urbanas y rurales y el terreno montañoso en Ithaca permitieron a los investigadores obtener aún más ideas sobre el desempeño de los autobuses, descubriendo que los autobuses experimentaron un aumento menor en el consumo de energía en las rutas rurales durante el clima frío en comparación con las rutas urbanas. Esa información podría ayudar a los planificadores a elegir estratégicamente qué rutas asignar a los autobuses eléctricos en una flota mixta.
El aumento drástico en el consumo de energía fue inesperado, dijo Zhang. “Pero cualquier lección son buenas lecciones. Esto nos ayuda a aprender como sociedad y mejorar”.
La investigación también es un ejemplo de colaboración mutuamente beneficiosa entre la comunidad Ithaca e investigadores de Cornell. El equipo de Zhang se ha reunido repetidamente con los funcionarios de TCAT a medida que la investigación ha progresado.
“Estamos aprendiendo la perspectiva del otro y estamos compartiendo nuestras ideas”, dijo. “Es hermoso, ¿verdad? Los investigadores de Cornell y el TCAT, estamos aprendiendo al mismo tiempo, estamos aprendiendo a través de los datos, a través de la colaboración”.
Más información: Jintao Gu et al, evaluando el impacto en el clima frío en los autobuses de tránsito eléctrico de la batería, la investigación del transporte Parte D: Transporte y medio ambiente (2025). Doi: 10.1016/j.trd.2025.104809
Proporcionado por la Universidad de Cornell
Cita: a los autobuses eléctricos no les gusta el frío, el estudio encuentra (2025, 28 de mayo) Consultado el 28 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-electric-buses-dont-cold.html
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