与使用汽油的汽车相比，电动汽车（EV）的燃料成本更低，排放也更低，但只有在驾驶员拥有便捷的充电方式时，电动汽车才是一种切实可行的选择。对于居住在多单元住宅或城市地区的人们来说，获取充电基础设施的途径可能尤为有限，这反过来又限制了电动汽车的普及。

图片来源：宾夕法尼亚州立大学

据外媒报道，为了解决这个问题，宾夕法尼亚州立大学（Penn State）的一个研究小组创建了一个可扩展框架，用于开发、分析和评估将路灯用作一种低成本、公平的电动汽车充电方案。随后，研究人员在密苏里州堪萨斯城安装了23个路灯充电装置，并测试了该框架。研究人员发现，与传统的电动汽车充电站相比，路灯充电站更具成本效益和时间效率，对环境的负面影响更小，而且更方便、更易于获取。其相关研究论文发表在由美国土木工程师学会（American Society of Civil Engineers）监管的期刊《城市规划与发展杂志（Journal of Urban Planning and Development）》上。

土木与环境工程副教授Xianbiao "XB" Hu表示：“我们开展这项工作的动机在于，许多公寓和多单元住宅的居民，特别是在城市和市中心地区，无法使用专用的家用电动汽车充电器，因为他们没有拥有车库。幸运的是，路灯杆本身已具备供电条件，且通常归市政部门所有，因此相对容易操作。它们通常位于路边停车场附近和交通繁忙的区域，非常适合为当地居民和游客提供服务。”

研究人员与堪萨斯城（Kansas City）、非营利组织城市能源中心（Metro Energy Center）、当地公用事业公司以及美国国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Lab，简称NREL）合作，将现有路灯改造成电动汽车充电桩。随后，他们建立了一个三管齐下的框架，即重点关注需求、可行性和效益，供其他社区用于开发路灯电动汽车充电桩。

通讯作者Yang "Chris" Song说道：“可扩展性是这个框架重要性的重要组成部分。创造一种不仅适用于某个特定城市，而且能够被许多社区轻松采用的方案，对于在全国范围内提高电动汽车的使用率至关重要。”

为了确定需求，研究人员研究了土地使用、车站密度、周边兴趣点和交通量等因素，然后使用这些数据训练人工智能模型，根据这些因素做出需求预测。

Song说道：“我们还考虑了公平性，这意味着要积极与社区对接，确保路灯充电效益在不同社区之间公平且包容地分配。”

研究人员利用需求和公平性分析，选择了23盏路灯并安装了电动汽车充电站，然后收集了这些充电站一年的数据。

与传统的电动汽车充电桩相比，研究人员发现这些充电站的安装成本要低得多，因为相关基础设施已存在。研究员Yuyan "Annie" Pan表示，研究人员还发现，路灯充电器的充电速度明显更快，这可能是因为路灯充电器从专用市政电力线路获取电力，而且与集群式商业充电站不同，其面临的多车同时充电的电力竞争更少。

路灯充电站也有利于环境，因为利用现有汽车停车位可以节省汽油并减少温室气体排放。

Pan教授说道:“我们发现，利用路灯为电动汽车充电提供了一种创新且公平的方法来扩展充电基础设施并推动可持续电气化发展。”

研究人员表示，下一步希望在现有模型的基础上，纳入更详细的社会经济数据和天气信息。纳入社会经济因素将有助于识别电动汽车普及率或采用潜力有限的社区，从而确保更公平的基础设施部署。天气数据也至关重要，因为极端温度会影响电池性能、出行频率和总体能源需求。