Klimatförändringar på jorden sker i snabbare takt än för den naturliga variationen och det står klart att antropogena utsläpp påverkar och kommer fortsätta påverka jordens klimat under lång tid framöver. För att minimiera klimatpåverkan som härrör från mänsklig aktivitet måste mängden utsläpp av växthusgaser minska, vilket främst görs genom att minska förbränningen av fossila bränslen. Den internationella energitillförseln samt elproduktionen kommer till störst del från fossila bränslen, i form av kol, koks, naturgas och olja. Det finns flera energikällor som kan ersätta fossila bränslen, där vattenkraft sedan länge nyttjats och är i nuläget den största förnybara elproduktionskällan i världen. Andra förnybara elproducenter är vindkraft och solkraft som tack vare elcertifikat och andra stödsystem har växt och med största sannolikhet kommer fortsätta växa framöver. Under året 2016 producerades omkring 0,1 TWh solel i Sverige, men Kungliga Ingenjörsvetenskaps-akademin menar att solenergi har en bruttopotential att producera upp till 50 TWh el om alla för ändamålet lämpliga tak beläggs med solcellspaneler. Problemet med solkraft är att den är intermittent till sin natur och för att den ska kunna spela betydande roll i framtidens elproduktion krävs smarta system kring energilagring. Lagringssystem finns såväl små- som storskaligt och kan innebära alltifrån dygns- till säsongslagring. Att se till mindre energi-system har fördelen att kunna appliceras inom en närmare framtid än utifall att helt lands infrastuktur skulle behöva omkonstrueras. I denna studie modellerades ett flerbostadshus med solcellsanläggning och energilagrings-system i Sverige, där fokus låg vid att öka graden egenanvänd solel samt analysera vad dessa system innebär för klimat och ekonomi. Tre energilagringssystem modellerades; (1) dygns-lagring genom litium-jonbatteri; (2) dygnslagring genom vätgaslagring samt (3) säsongs-lagring genom vätgaslagring. I enlighet med tidigare studier inom området ökade graden av egenanvänd solel i fastigheten för samtliga undersökta lagringssystem. Den klimatmässiga analysen i denna studie visade att dygnslagring genom litium-jon-batterier har den lägsta klimatbelastningen av de undersökta lagringssystemen. Att lagra elenergi över säsong genom vätgaslagring har den högsta klimatbelastningen, där vätgas-tanken identifierades som enskild kategori med högst klimatpåverkan. Gällande litium-jonbatterier återfinns den största klimatbelastningen vid användandet av elenergi under tillverkningsprocessen. I denna studie framkom även att de undersökta lagringssystemen har ett nästintill linjärt samband mellan klimatbelastning och maximal lagringskapacitet. Vilket gör att energilagringssystemen skulle kunna göras i mindre eller större skala utan att belasta klimatet ytterligare, baserat på koldioxidekvivalenter per kilowattimme el. Det är enbart lagringssystemet med litium-jonbatteri som minskar fastighetens totala drifts-kostnad. Den årliga besparingen är dock med högsta sannolikhet inte nog stor för att batteri-systemet skall hinna återbetalas under den förväntade livslängden. I denna studie antas pris-sättningen för inköpt elenergi variera till viss del, då elpriset baseras på månadsmedelvärden från Vattenfall AB samt att elnätsägaren Kristinehamns Energi AB har högre effektavgift mellan 1 november – 31 mars. Långtidsprognos kring framtida elpris menar dock att det kanske en ännu större variation över året och även över dygnet, vilket kan tänkas gynna ekonomin kring energilagringssystemen. För att solenergi ska kunna spela roll i den totala elproduktionen, krävs smarta system gällande energilagring. Tekniker för energilagring finns, men fler studier måste utreda energilagringars egna klimatbelastning för att klimatsmarta beslut skall kunna tas idag och i framtiden.

Detta arbete fokuserar på utvecklingen av ett system för att noggrant övervaka laddningen av litium-jonbatterier. Genom att förebygga urladdning eller potentiella skador på batterier under lagring. Med användning av detta system kan livslängden på batterierna förlängas och en mer hållbar och effektiv energihantering kan uppnås. Att identifiera problem och avvikelser i battericellerna i realtid under lagring, kan snabba åtgärder vidtas för att minimera riskerna för skador och därmed förbättra prestanda och öka batteriernas livslängd. Säkerställning av batteridrivna system med en säker och hållbar drift, bidrar detta arbete till en mer effektiv användning av resurser.I detta arbete utvecklas ett system som övervakar en enskild cells SoC kontinuerligt för att säkerställa att denna inte laddas ur för mycket och skadas. Systemet utför också en kapacitetstest för att avgöra batteriets hälsotillstånd. Detta system ser också till att batteriernas laddningstillstånd hålls inom de rekommenderade nivåerna för att öka livslängd och prestanda. Först modelleras en Simulink-modell för detta ändamål och utifrån Simulink-modellen byggs ett system som övervakar battericellen i realtid och utför kapacitetstest om nödvändigt. Resultatet var framgångsrik och uppfyllde alla de förväntningar som författarna hade. Systemet övervakar cellen kontinuerligt, genom att hela tiden läsa av dess spänningen och få information om dess laddningstillstånd. Den utför också kapacitetstest och resultaten är som goda. Bättre val av komponenter kunde ha gjorts för att optimera och göra systemet mera noggrann vid beräkningar. Den största begränsningen var de begränsningar som Arduino Uno hade, som för lite minnesplats för kod och felavläsning av spänningen. Sammanfattningsvis har författarna uppnått de mål som de önskat med projektet och ser att behovet av sådana system kommer öka markant allteftersom elektrifieringen av samhället går framåt. / This work focuses on the development of a system to accurately monitor the state of charge of lithium-ion batteries, aiming to prevent discharge and potential damage during storage. By using this system, the lifespan of the batteries can be extended, and more sustainable and efficient energy management can be achieved. Identifying issues and deviations in battery cells in real-time during storage allows for prompt actions to minimize the risk of damage, thereby improving performance and increasing the battery’s lifespan. Ensuring the safe and sustainable operation of battery-powered systems, this work contributes to a more efficient utilization of resources. In this study, a system is developed to continuously monitor the state of charge of an individual cell, ensuring it is not excessively discharged and damaged. The system also performs capacity tests to assess the battery’s health condition. Additionally, the system ensures that the charging state of the batteries is maintained within recommended levels to enhance their lifespan and performance. Initially, a Simulink model was created for this purpose, and based on the Simulink model, a real-time battery monitoring system is built, capable of performing capacity tests whennecessary. The results were successful and met all the expectations of the authors. The system continuously monitors the cell by reading its voltage and gathering information about its charging state. It also performs capacity tests, yielding positive results. Better component selection could have been done to optimize and enhance the system’s accuracy in calculations. The main limitations encountered were related to the constraints of the Arduino Uno, such as limited memory and voltage reading inaccuracies. In conclusion, the authors have achieved their desired goals with this project and recognize that the demand for such systems will significantly increase as society moves toward electrification.

Ökad miljömedvetenhet ökar anpassningen till ett klimatsmart samhälle där helt eller delvis elektriska bilar blivit populära. Med ökat antal elektriska bilar på vägarna tillkommer risker, som tidigare inte funnits, i form av litium-jonbatterier. Elfordon målas upp som en stor brandrisk men är det korrekt?  Vid brand i ett parkeringsgarage under mark finns flera försvårande förutsättningar när räddningstjänsten ska utföra insats. Vid elfordonsbrand i parkeringsgarage under mark ökar komplexiteten ytterligare. På grund av begränsad forskning är osäkerheten fortfarande stor exempelvis om räddningstjänstens larmställ står emot toxisk brandrök, speciellt det farliga ämnet vätefluorid, som bildas vid elfordonsbrand.  Räddningstjänsten saknar tydliga riktlinjer för elfordonsbrand i parkeringsgarage under mark vilket är ett problem som behöver belysas och utredas. Arbetet omfattar en litteraturstudie, enkätundersökning och intervjustudie.  Medvetenheten om eventuella risker med elfordonsbrand i parkeringsgarage under mark är stor. Kunskapen hur riskerna ska hanteras vid insats är däremot bristfällig. Med högre befattning på räddningstjänsten och utbildningskrav höjs generellt kunskapsnivån. Oberoende om en person arbetar på räddningstjänstförbund, enskild kommuns räddningstjänst eller arbetsbefattning har individuellt intresse stor inverkan på personens kunskapsnivå kring elfordonsbrand. Resultatet av enkätundersökning och intervjustudie åskådliggjorde att riktlinjer för elfordonsbrand i parkeringsgarage under mark förekom i mindre utsträckning inom svensk räddningstjänst. Istället uppgav vissa räddningstjänster att allmänna riktlinjer för elfordonsbrand förekom och dessa kan appliceras på efterfrågat scenario.  Slutsatsen av utfört arbete är att nationell riktlinje för elfordonsbrand behöver upprättas. Riktlinjen bör inte vara specificerad till elfordonsbrand i parkeringsgarage under mark utan allmänt skriven. Myndigheten för samhällsskydd och beredskap bör som styrande organ leda samverkan med svensk räddningstjänst för upprättandet av nationell riktlinje.  Önskan med arbetets resultat är att belysa kunskapsbristen med förhoppning att berörda parter tar ansvar för att höja befintlig kunskapsnivå. Vidare att framtagandet av nationell riktlinje kring elfordonsbrand genomförs. För att möjliggöra detta behövs mer och ny forskning.  På grund av arbetet omfattning fanns inte möjlighet att undersöka innehåll och utformning av eventuell framtida riktlinje. Vid fortsatt arbete är detta något som bör undersökas. Befintliga riktlinjer kring elfordonsbrand i parkeringsgarage under mark bör också studeras vidare. / With increased environmental awareness the adaption to a more sustainable society with electrical and part-electrical vehicles have become more popular. With an increasing number of electrical vehicles, new risks have appeared on the roads in the form of lithium-ion batteries. Electrical vehicles are considered a major risk, but is this assumption completely true?  There are several aggravating conditions for the fire department in the event of underground parking garage fires. The involvement of an electrical vehicle will make the firefighting event more complex. Due to limited research there still is a great deal of uncertainties about the toxic fumes from fires in electrical vehicles. One example the performance of the fire fighters' clothing to resist the toxic gas hydrogen fluoride; many others exist.  The lack of guidelines for the fire department regarding electrical vehicle fires in underground parking garages needs to be highlighted and investigated further. The methods used in the report include literature studies, surveys, and interviews.  Awareness of the potential risks when electrical vehicles are burning in underground parking garages is satisfactory. On the other hand, the knowledge of how to manage these incidents is inadequate. The level of knowledge is generally higher when personnel on the fire department have a higher position with associated qualification requirements. It does not matter if a person works in a fire department in a union or if it’s driven by one county for the level of knowledge. Each individual's interest in the subject have influence over a person’s knowledge.  The survey and interviews illustrated that specific guidelines regarding fire in electrical vehicles in underground parking garages have minimal occurrence in the Swedish Fire Department. Instead, some fire departments declared that general guidelines for fires in electrical vehicles exists. These general guidelines can therefore be adapted to address fires in electrical vehicles in underground parking garages.  This study concludes that national guidelines need to be established. The guidelines should not be specific to electrical vehicle fires in underground parking garages. Instead they should be written in a general and broad representation to encompass electric vehicle fires. National guidelines should be developed by The Swedish Civil Contingencies Agency (MSB) in cooperation with the Swedish rescue services.  The desire with this report is to highlight the perceived lack of knowledge amongst stakeholders and for those involved to take responsibility to improve the existing knowledge platform. Further, it is suggested that national guidelines to be considered and potentially developed for fires involving electrical vehicles. To accomplish this additional research is needed as well as a broader understanding of electric car components and the considerations for firefighting.  The intention of this report was not to analyze the implementation of a national guideline regarding firefighting, building and parking design standards, fire mitigation efforts, etc. related to electric vehicles. As mentioned above, additional research for adapting a national study would be worthy for further consideration. Lastly, existing guidelines and standards should be further studied in order to modify and adopt to the changing landscape impacting electric vehicle use.

Batteries play an important role in a sustainable future. As the development for better andsmarter batteries continues, new areas of use emerge boosting its demand. Controlling thetemperature of a battery cell is a vital objective to ensure its longevity and performance. Bothcooling and heating methods can be applied to keep the temperature within a certain rangedepending on its need. This study will review the technical aspects of lithium-ion batteries,observe the different thermal management systems and cooling methods, and lastly examinethe required cooling flow needed for a battery cell to prevent its temperature from rising tocritical levels during its discharge. Using CFD ANSYS Fluent as a simulation tool, the resultsshow that different charging rates, in terms of C-rate, require different rates of mass flow tocontrol the temperature. Simulating the cell with natural convection, the cell peaks at hightemperatures even at lower C-rates, reaching up to 36,4°C and 48,8°C for 1C and 2C,respectively. Applying the cooling method with a flow rate of 0,0077kg/s reduces thetemperature significantly, resulting in temperatures of 26,95°C and 31,27°C for 1C and 2C,respectively.