언제 모두가 전기차를 운전하게 될까요?

11년 1914월 XNUMX일, Henry Ford의 성명이 New York Times에 게재되었습니다.

“XNUMX년 안에 전기차 생산을 시작할 수 있었으면 좋겠어요. 저는 앞으로의 일들에 대해 이야기하고 싶지 않지만, 제 계획에 대해 말씀드리고 싶습니다. 사실 에디슨 씨와 저는 저렴하고 실용적인 전기 자동차를 만들기 위해 수년 동안 노력해 왔습니다. 이는 실험으로 만들어졌으며 성공으로 가는 길이 분명하다는 점에 만족합니다. 지금까지 전기 자동차의 과제는 재충전하지 않고도 장거리 주행이 가능한 경량 배터리를 만드는 것이었습니다. 에디슨 씨는 한동안 그러한 배터리를 실험해 왔습니다."

하지만 문제가 발생했습니다.

디트로이트 일렉트릭의 토마스 에디슨

이 간행물은 이전 기사의 논리적 연속입니다. "산업 발전의 법칙으로서의 물류 기능에 대한 연구."

매개변수는 어디에 있나요? r 지수이기 때문에 시장 점유율 증가율에 영향을 미칩니다. 이 계수가 높을수록 신기술이 시장을 더 빨리 정복할 것입니다. 매년 기술은 편리함으로 인해 더 많은 사람들에게 흥미로워져야 합니다. K 신기술의 성장 잠재력을 설명하는 계수, 즉 K 값이 낮으면 해당 기술은 전체 시장을 포착할 수 없으며 이전 기술보다 더 흥미로운 시장 부문만 정복할 수 있습니다.

문제 설명은 승용차 전기 자동차 산업의 발전을 예측할 수 있는 물류 방정식에 필요한 매개변수를 찾는 것입니다.

• "0년차"는 전 세계에서 판매되는 승용차의 절반이 전기 모터를 갖게 되는 해입니다(P0,5=0, t=XNUMX).
• 시장점유율 증가율(r) 전기 자동차.

이 경우 다음과 같이 가정해 보겠습니다.

• 승용차 시장을 분할할 수 있는 기능이 보이지 않기 때문에 전기차는 시장(K=1)에서 내연기관(ICE)을 장착한 자동차를 완전히 대체할 것입니다.

  모델을 작성할 때 대형 차량 및 특수 장비 시장은 고려되지 않았으며, 이 업계에는 아직 전기 자동차 시장이 없습니다.

• 우리는 이제 "음의 시간"(P(t)<0)에 살고 있으며 함수에서 우리 시간(t-t0)에 대해 "XNUMX 연도"를 기준으로 한 오프셋을 사용합니다.

승용차 판매량에 대한 통계는 다음에서 가져옵니다. 여기에.

전기차 판매 통계는 다음에서 가져왔습니다. 여기에.

전기 자동차에 대한 2012년 이전의 통계는 매우 부족하여 연구에서 고려되지 않습니다.

결과적으로 다음과 같은 데이터가 있습니다.

Year Zero 및 시장 성장률을 찾는 프로그램

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import math

x = np.linspace(2012, 2019, 8)
y1 = np.array([60936407, 63429200, 65708230, 66314155, 69464432, 70694834, 68690468,  64341693]) # кол-во произведенных легковых машин
y2 = np.array([52605, 97507, 320713, 550297, 777495, 1227117, 2018247,  1940147]) # кол-во произведенных легковых электромобилей
y = y2/y1 #доля электромобилей в общем производстве автомобилей

ymax=1 #первоначальное максимальное отклонение статистических данных от значений функции
Gmax=2025 #год для начало поиска "нулевого года"
rmax=0.35 #начальный коэффициент
k=1 #принят "1" из предпосылки, что электромобили полностью заменят легковые автомобили с ДВС
p0=0.5 # процент рынка в "нулевой год"
for j in range(10): # цикл перебора "нулевых годов"
    x0=2025+j
    r=0.35
    
    for i in range(10): # цикл перебора коэффициента в каждом "нулевом году"
            r=0.25+0.02*i
            y4=k*p0*math.e**(r*(x-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(x-x0))-1))-y 
           # print(str(x0).ljust(20), str(r).ljust(20), max(abs(y4))) 
            if max(abs(y4))<=ymax: # поиск минимального из максимальных отклонений внутри каждого года при каждом коэффициенте r
                ymax=max(abs(y4))
                Gmax=x0
                rmax=r
print(str(Gmax).ljust(20), str(rmax).ljust(20), ymax) # вывод "нулевого года", коэффициента r и максимального из отклонений от функции

프로그램 결과 다음 값이 선택되었습니다.
2028년은 XNUMX년이다.
성장 계수 - 0.37

함수 값과 통계 데이터의 최대 편차는 0.005255입니다.

2012년과 2019년 사이의 함수 그래프는 다음과 같습니다.

2050년까지의 예측이 포함된 최종 그래프는 다음과 같습니다.

차트는 전체 시장의 99% 컷오프를 보여줍니다. 2040년에는 전기 자동차가 내연기관 자동차를 완전히 대체하게 됩니다.

함수 그래프 프로그램

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import math

x = np.linspace(2012, 2019, 8)
y1 = np.array([60936407, 63429200, 65708230, 66314155, 69464432, 70694834, 68690468,  64341693])
y2 = np.array([52605, 97507, 320713, 550297, 777495, 1227117, 2018247,  1940147])
y = y2/y1

k=1
p0=0.5

x0=2028   
r=0.37 
y1=k*p0*math.e**(r*(x-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(x-x0))-1))
#Строим график функции на отрезке между 2012 и 2019 годами
fig, ax = plt.subplots(figsize=(30, 20), facecolor="#f5f5f5")
plt.grid()
ax.plot(x, y, 'o', color='tab:brown') 
ax.plot(x, y1)
#Строим график функции на отрезке между 2010 и 2050 годами
x = np.linspace(2010, 2050)
y2 = [k*p0*math.e**(r*(i-x0))/(k+p0*(math.e**(r*(i-x0))-1)) for i in x]
y3 = 0.99+0*x
fig, ax = plt.subplots(figsize=(30, 20), facecolor="#f5f5f5") 
ax.set_xlim([2010, 2050])
ax.set_ylim([0, 1])
plt.grid()             
plt.plot(x, y2, x, y3)

조사 결과

내연기관 자동차 개발의 역사를 설명할 때와 같은 논리로, 이용 가능한 통계 데이터를 바탕으로 승용차용 전기자동차 산업의 발전을 예측해 보았다.

얻은 결과에 따르면 2030년에는 전 세계에서 판매되는 승용차의 절반이 전기 모터를 갖게 되며, 2040년에는 내연기관 승용차가 과거의 일이 될 것으로 나타났습니다.

물론 2030년 이후에는 2030년 이전에 구매한 휘발유차를 운전하는 사람들도 있겠지만, 다음 구매는 전기차가 될 것임을 알 수 있을 것이다.
전기 자동차의 성장률은 내연 기관 자동차의 성장률보다 4배 더 높습니다. 이는 신기술이 점점 더 빠르게 우리 삶에 들어오고 일상 생활의 평범한 부분이 되고 있음을 의미합니다(여기서 우리는 휴대폰을 기억합니다). .

앞으로 몇 년 안에 Edison이 해결할 수 없었던 문제가 해결되어야 합니다. 즉, 충전소 간 거리를 더 연장할 수 있는 충분한 용량의 배터리가 필요합니다.

기존 주유소 네트워크와 동등한 충전소 네트워크를 구축하려면 대도시 및 고속도로 주변의 기존 전력 네트워크를 현대화해야 합니다.

또한 전기차 판매 성장도 저해될 전망이다. 예반스의 역설그러나 이는 석탄 수요 감소로 인해 석유 가격에도 영향을 미쳤습니다.

PS
에디슨이 자신에게 맡겨진 문제를 해결할 수 있었다면 '석유시대'는 시작도 되지 않았을 것이다.

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언제 모두가 전기차를 운전하게 될까요?

• 9,5%2030년이면 절반도 아닌 모두가 전기차로 전환18

• 20,0%2040년에는 모두가 전기차로 전환하게 될 것입니다38

• 48,4%2050보다 빠르지 않음

• 22,1%전기 자동차는 결코 휘발유 자동차를 대체할 수 없습니다42

190명의 사용자가 투표했습니다. 37명의 사용자가 기권했습니다.

출처 : habr.com