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Resource aware pricing for electric vehicle charging

Résumé

Electric vehicle charging facilities offer their capacity constrained electric charge and parking to users for a fee. As electric vehicle adoption grows, so too does the potential for excessive resource utilization. In this paper, we study how prices set by the charging facility impact the likelihood that specified resource utilization levels are exceeded. Specifically, we present probabilistic bounds on the number of charging spots and the total power supply needed at a facility based on the characteristics of the arriving vehicles. We assume the charging facility either offers a set of distinct and fixed charging rates to each user or allows the user to decide a charging deadline, from which a charging rate is determined. Users arrive randomly, requiring a random amount of charge. Additionally, each user has a random impatience factor that quantifies their value of time, and a random desired time to stay at a particular location. Assuming rational user behavior, and with knowledge of the probability distribution of the random parameters, we present high-confidence bounds on the total number of vehicles parked at the station and the aggregate power use of all vehicles actively charging. We demonstrate how these bounds can be used by a charging facility to determine appropriate pricing parameters and investigate through a Monte-Carlo simulation case study the tightness of the bounds. (c) 2022 Elsevier Ltd. All rights reserved.

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Station de recharge
vignette|redresse|Une borne de recharge électrique compatible multi-standards à Medenbach West. Une station de recharge de véhicules est une infrastructure équipée d'une ou plusieurs borne de recharge permettant la recharge des véhicules électriques. La borne comporte au minimum un point de charge, matérialisé par un socle de prise. Une station de charge comporte l'espace nécessaire au véhicule pour stationner, le point de charge (borne, coffret...), et les autres éléments nécessaires, le cas échéant (armoire électrique de gestion « intelligente » de la charge).
Electric vehicle battery
An electric vehicle battery (EVB, also known as a traction battery) is a rechargeable battery used to power the electric motors of a battery electric vehicle (BEV) or hybrid electric vehicle (HEV). Electric vehicle batteries differ from starting, lighting, and ignition (SLI) batteries, as they are typically lithium-ion batteries that are designed for high power-to-weight ratio and energy density. Smaller, lighter batteries are desirable because they reduce the weight of the vehicle and therefore improve its performance.
Générateur de nombres aléatoires
Un générateur de nombres aléatoires, random number generator (RNG) en anglais, est un dispositif capable de produire une suite de nombres pour lesquels il n'existe aucun lien calculable entre un nombre et ses prédécesseurs, de façon que cette séquence puisse être appelée « suite de nombres aléatoires ». Par extension, on utilise ce terme pour désigner des générateurs de nombres pseudo aléatoires, pour lesquels ce lien calculable existe, mais ne peut pas « facilement » être déduit.
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