Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Charging infrastructure forelectric city buses: An analysis of grid impact and costs
KTH, School of Electrical Engineering (EES).
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

An increased demand for fossil free transport have led to developments in the area of electric vehicles. Many companies and organizations are carrying out projects where electric city buses are tested in normal operation, and the result suggests that this can be an option with big potential.

This thesis is carried out at Scania CV AB. The aim is to investigate the total investment cost for society when electrifying a complete bus system. It focuses on grid connections for the chargers, but battery costs and charger costs are also included. To achieve this, a case study of Stockholm is carried out. In the case study, the bus system of Stockholm is investigated, and from this three different scenarios are created with three different charging strategies. The first scenario includes only charging at the depots, when the bus is parked over the night. The second scenario uses end station charging combined with depot charging during the night. From these strategies, requirements for the batteries and the charging powers are set. The third scenario, on the other hand, starts from a battery available today. From these specifications, a charging strategy that includes end stations charging, depot charging as well as charging at selected bus stations is chosen in order to cover the demands of the bus system.

For the three strategies, the possibilities to connect the chargers to the electric grid are investigated using data from the distribution grid owner in Stockholm, Ellevio AB. From this, conclusions regarding the available capacity and required extensions are made, and the costs is investigated. Also, a comparison case study for the small city Mora in Sweden is carried out, and a short discussion regarding possibilities in a larger European city is included.

The result shows that is probably most profitable to charge during the day, at end stations and selected bus stations, combined with depot charging. The grid connection cost is a significant part of the total costs, and should not be neglected. On the other hand, the total cost is relatively small, and electrification is considered possible within a short future. 

Except for the costs included in this thesis, costs related to projecting of the system as well as permitting for the new substations should be included. A deeper analysis of the possibilities to build new substations within the city region need to be carried out, as well as an analysis of the total cost of operation for the electrified system. This should then include the time parameter and the lifetime of the components. 

Abstract [sv]

En ökad efterfrågan på fossilfri transport har lett till stor utveckling inom elektriska fordon. Många aktörer genomför projekt där elektriska stadsbussar testas i daglig drift, och mycket tyder på att detta är ett alternativ med goda möjligheter.

Detta examensarbete skrivs i samarbete med Scania CV AB. Arbetet syftar till att uppskatta totala investeringskostnaden för samhället vid elektrifiering av ett helt bussystem. Fokus ligger på nätanslutning av laddstationerna, men även kostnader för batterier och laddare inkluderas. För att uppnå detta har en fallstudie gjorts över Stockholm, där bussystemet kartlagts och tre scenarion med tre olika strategier för laddning har jämförts. Scenario 1 innefattar endast laddning vid depåerna, medan scenario 2 använder laddning vid ändhållplatserna i kombination med depåladdning. För dessa scenarion ställs krav på batterikapacitet samt laddeffekter. Scenario 3 utgår i stället från batterier som finns tillgängliga idag, och från dessa specifikationer bestäms en laddstrategi som uppfyller bussystemets behov. För dessa tre scenarion har möjligheterna att ansluta laddarna till elnätet utretts med hjälp av elnätsdata från Ellevio AB, som äger distributionsnätet i Stockholm. Från detta kan slutsatser gällande tillgänglig effekt och behov av utbyggnad dras, och kostnaderna uppskattas. Även en jämförande fallstudie för Mora, en mindre ort i Sverige med andra förutsättningar, samt en kort diskussion kring hur förutsättningarna ser ut i en större europeisk stad, har inkluderats.

Resultatet visar att det sannolikt är mest lönsamt att välja att ladda under dagen, vid ändstationer och eventuellt vid utvalda mellanliggande stationer, i kombination med laddning vid depåerna. Nätanslutningskostnaden står för en signifikant del av kostnaderna och bör inte försummas, men den totala kostnaden är relativt liten vilket gör att elektrifiering bedöms möjlig inom en snar framtid.

Utöver de kostnader som inkluderats i detta arbete behöver kostnader relaterade till projektering och planering av systemet inkluderas, och en djupare analys av möjligheten att bygga nya nätstationer bör genomföras. I detta arbete är heller inte livslängden på komponenterna inräknad, vilket påverkar totala kostnaden för ägande och drift och alltså påverkar lönsamheten.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 62 p.
Series
EES Examensarbete / Master Thesis, TRITA-EE 2016:096
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-192319OAI: oai:DiVA.org:kth-192319DiVA: diva2:967688
External cooperation
Scania
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-09-09 Created: 2016-09-09 Last updated: 2016-09-09Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2432 kB)12 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2432 kBChecksum SHA-512
732d3897271c33dc1f354d2ad7adef0434873ea6123ea88c90cc1f9e639cf0c371fd155e5a29ec0bab9e695b6c286bb8b733d035ca293ce257abde75cfe81d35
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Electrical Engineering (EES)
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 12 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 49 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link