Syfte – Syftet med studien är att Identifiera förbättringsmöjligheter och kritiska faktorer genom att studera returflödet för litiumjonbatterier ur ett miljöperspektiv. Genom att studera returflödet för litiumjonbatterier kan det hjälpa till att ta reda på hur flödet kan se ut för att minimera miljöpåverkan. Detta görs för att bidra med kunskap till återvinningsbranschen om hur returflödet för litiumjonbatterier ser ut idag och hur det förbättras i framtiden.  För att uppnå syftet med studien har två frågeställningar tagits fram:  [1] Hur kan returflödet för litiumjonbatterier förbättras ur ett miljöperspektiv?  [2] Vilka kritiska faktorer kan beaktas vid utformningen av returflödet för litiumjonbatterier?  Metod – Studien har utförts som en fallstudie på ett av Sveriges största återvinningsbolag. Forskarna startade med en förstudie i form av en ostrukturerad observation på fallföretagets återvinningsstation. Vidare hölls en ostrukturerad workshop med den strategiska logistikchefen och en affärsutvecklare inom batterier på fallföretaget. Förstudien gav forskarna en fördjupad kunskap i det aktuella ämnet och därpå kunde ett teoretiskt ramverk byggas upp för att stödja studien. För att uppfylla studiens syfte och besvara frågeställningarna har kvalitativ datainsamling i form av tre intervjuer och dokumentationsstudie utförts. För att besvara studiens syfte har det teoretiska ramverket och den insamlade empirin analyserats och ställts mot varandra.  Resultat – Returflödet för litiumjonbatterier kan förbättras genom att utforma ett navsystem. Navsystemet innebär i praktiken att det kan anläggas mellanlagringstationer där litiumjonbatterierna plockas isär och djupurladdas. Mellanlagringen minimerar avståndet som litiumjonbatterierna behöver fraktas innan de är djupurladdade vilket bidrar till att enklare emballage kan användas och ökad fyllnadsgrad vid transport. Enklare emballage och ökad fyllnadsgrad bidrar till att minska miljöpåverkan i returflödet för litiumjonbatterier. En optimeringsmodell kan användas för att minimera antalet tonkilometer som krävs för att transportera litiumjonbatterier mellan flödets alla delar. Vidare identifierades kritiska faktorer som påverkar returflödets utformning. De kritiska faktorerna som identifierades var:  - Ökade volymer  - Farligt gods  - Skadade batterier  - Nytt forskningsområde  - Osäkerhet i varifrån LIB kommer in i flödet  Studien har bidragit med kunskap för återvinningsbranschen genom att besvara frågeställningarna och därför anses studiens syfte uppnått.  Implikationer – Studiens resultat kan användas av återvinningsbranschen för att förstå returflödet av litiumjonbatterier och hur flödet kan förbättras. Resultatet kan även ge indikationer på vilka kritiska faktorer som behöver tas hänsyn till vid utformning av returflödet för litiumjonbatterier. Studien bidrar med kunskap till vidare forskning inom området för hanteringen av litiumjonbatterier.  Begränsningar – Det kan ifrågasättas om studien kan generaliseras för alla parter i återvinningsbranschen då studien bygger sitt resultat på endast ett fall. Studiens ämne är outforskat och därmed inte helt okomplicerat att studera på grund av brist på kunskap och tidigare forskning. Det studerade ämnet består av processer som inte finns på plats idag och således kan studiens resultat inte valideras då scenariot är en bit bort i framtiden. / Purpose – The purpose of the study is to identify opportunities for improvement and critical factors by studying the return flow of lithium-ion batteries from an environmental perspective. By investigating the return flow of lithium-ion batteries, it can help to find out what the flow might look like to minimize the environmental impact. This is done to contribute knowledge to the recycling industry about what the return flow for lithium-ion batteries looks like today and how it can be improved in the future.  To achieve the purpose of the study, two research questions have been raised:  [1] How can the reverse logistics for the collection of lithium-ion batteries be improved from an environmental perspective?  [2] What critical factors can be considered in the design of reverse logistics for lithium-ion batteries?  Method – The study was carried out as a case study at one of Sweden's largest recycling companies. The researchers started with a pilot study in the form of an unstructured observation at the case company recycling station. Furthermore, an unstructured workshop was held with the strategic logistics manager and a battery business developer at the case company. The pilot study gave the researchers an in-depth knowledge of the current subject and then a theoretical framework could be built up to support the study. In order to fulfil the purpose of the study and answer the research questions, qualitative data collection in the form of three interviews and documentation studies has been performed. To answer the purpose of the study the theoretical framework and the collected empirical data have been analysed and set against each other.  Findings –The reverse logistics when collecting lithium-ion batteries can be improved by designing a hub and spoke system. The hub and spoke system are in practice that intermediate storage stations can be built where the lithium-ion batteries are disassembled and deep discharged. The intermediate storage minimizes the distance that the lithium-ion batteries need to be transported before they are deep discharged, which contributes to simpler packaging being used and an increased degree of filling during transport. Simpler packaging and an increased degree of filling help to reduce the environmental impact of the reverse logistics for lithium-ion batteries. An optimization model can be used to minimize the number of tonne-kilometres required to transport lithium-ion batteries between all parts of the flow. Furthermore, critical factors were identified that affect the design of the reverse logistics. The critical factors identified were:  - Growing volumes  - Dangerous goods  - Damaged batteries  - New phenomenon  - Uncertainty in where lithium-ion batteries come into the flow  The study has contributed knowledge for the recycling industry by answering the questions and therefore the purpose of the study is considered to have been achieved.  Implications – The results of the study can be used by the recycling industry to understand the reverse logistics of lithium-ion batteries and how the flow can be improved. The result can also give indications of which critical factors need to be considered when designing the return flow for lithium-ion batteries. The study contributes with knowledge to further research in the field of handling lithium-ion batteries.  Limitations – It can be questioned whether the study can be generalized for all parties in the recycling industry as the study bases its results on only one case. The subject of the study is unexplored and thus not completely uncomplicated to study due to lack of knowledge and previous research. The studied subject consists of processes that are not in place today and therefor the results of the study cannot be validated as the scenario is a bit far in the future.

When the low voltage electric grid is dimensioned electric loads are predicted by analyzing the area by certain factors such as geographical data, customer type, heating method etc. So far, the charging of Plugin Electric Vehicles (PEVs) is not considered as one of these factors. Approximately 30% of the distribution grid in Sweden is projected to need reinforcements due to the increased loads from PEVs during winters if the charging isn’t controlled. In addition to this Stockholm face the problem of capacity shortage from the transmission grid, limiting the flow of electricity into the city. This research is therefore conducted to analyze the impact that the increase of PEVs will have on the distribution grid in the future. This thesis simulates the electric grid for three substations located in Hammarby Sjöstad by using power flow analysis and electric grid data from 2016. To approach this problem a method to disaggregate the total power consumption per substation into power consumption responding to each building was developed. In addition to this the number of PEVs in the future was projected. Nine different scenarios were used to compare different outcomes for the future, namely the years of 2025 and 2040. In order to simulate the worst possible case for the electric grid all the PEVs were assumed to be charged at the same time, directly when arriving home on the Sunday when the power demand peaks in 2016. The results indicate that PEVs can have a considerable impact on the components of the low voltage distribution network and controlled charging should be implemented. By examining the impact on the simulated electric grid from the different scenarios the limit of PEV penetration is found. In the area of Hammarby this limit seems to be around 30 % of the total cars if there is no controlled charging. Without any controlled charging the peak power demand increases by 30% with a 30% share of PEVs, which is projected to happen in 2025. In 2040 when share of PEVs is projected to be about 95% the peak power is instead increased by more than 100% which shows the impact that PEVs can exert on the electric grid. Utilizing a simple method of controlled charging where the PEVs are instead charged during the night when the power demand is low, the peak power is not increased at all. This also results in the small cost benefit for PEV owners since the electricity is cheaper during the night and controlled charging can therefore save about 15% of the electricity charging cost. However, the main savings are for the grid owners since the need to reinforce the grid is heavily reduced. In addition to this the power losses are reduced heavily from about 14% down to 5% in the electric grid that is simulated. / När dimensioneringen av distributionsnätet utförs analyseras området genom att räkna med elektriska laster som till exempel kan bero på geografiska data, typ av konsument, uppvärmningsmetod etcetera. Än så länge har laddningen av elbilar (PEVs) inte varit en av dessa faktorer trots den förväntade tillväxten av elbilar. Ungefär 30% av Sveriges distributionsnät förväntas behöva förstärkningar på grund av den ökade elkonsumtionen från elbilar under vintrarna om laddningen inte kontrolleras. Utöver detta står Stockholm inför problemet med effektbrist från elöverföringsnätet. Denna uppsats genomförs således för att analysera påverkan från elbilar på fördelningsnätet i framtiden. Denna masteruppsats simulerar det elektriska nätet för tre nätstationer i Hammarby Sjöstad genom en analys av effektflödet. En metod för att disaggregera elkonsumtionen per nätstation ned till elkonsumtionen per byggnad utvecklades och antalet elbilar i framtiden uppskattades. För att utvärdera elbilars påverkan skapades nio olika scenarion för framtiden genom att undersöka hur det kommer att se ut år 2025 och år 2040. Genom att anta att laddningen av alla elbilar i området sker samtidigt, samma tid som den maximala förbrukningen av el sker under en söndag 2016, analyseras det värsta möjliga scenario för det elektriska nätet. Resultaten visar att elbilar kan ha enorm påverkan på de maximala lasterna för ett lågspänningsnät och därför kommer kontroll av laddningen behövas. Genom att undersöka elnätets påverkan i de olika scenariona uppskattades gränsen för hur många elbilar det modellerade elnätet klarar av. I Hammarby Sjöstad ligger denna gräns på ungefär 30% elbilar. Utan kontrollerad laddning ökar maxlasten med 30% år 2025 då antalet elbilar förväntas vara 30% av alla bilar i Hammarby Sjöstad. År 2040 då antalet elbilar uppnår ungefär 95 % av alla bilar ökar maxlasterna med mer än 100% vilket visar den enorma påverkan elbilar kan ha på elnätet. Genom att använda en simpel modell av kontrollerad laddning som består av att flytta laddningen från eftermiddagen till natten, då förbrukningen av elektricitet är låg, ökar inte maxlasten för dygnet alls jämfört med scenariot utan elbilar. Detta resulterar också i besparingen av elektricitetskostnad för elbilsägaren med cirka 15% eftersom elektriciteten ofta är billigare under natten jämfört med kvällens elpriser. Detta är dock små summor jämfört med besparingar elnätsägarna kan göra då elnätet inte behöver förstärkas lika mycket som skulle behövas utan kontroll av laddningen. Utöver detta så sänks även förlusterna av elektricitet i det simulerade nätet från 14% ned till 5% genom att utnyttja denna modell av kontrollerad laddning.

This project is based on the studies we made of Eskilstuna's countryside. Engines and mechanics are a recurring interest among the population in Eskilstuna. At the same time, petrol prices are becoming more expensive and the transition to electric power is starting to pick up speed, which is positive in many ways. Working with machines and vehicles is a part of the culture in the countryside. Today, however, this phenomenon is not seen as frequently as before. This is partly because today's cars and tools look different. Frankly, today's mechanics look different and use completely different tools. You do not need forearms that look like logs, or a plethora of different keys and tools, nor do you need to have that extreme habit of mechanics. Today it is also about computer skills and being technically savvy. We have an extremely high level of technology in our things. Computerisation has struck with full force. For better or worse. Our things have become safer and friendlier to our surroundings, but also more complicated. About a 15-minute drive west of Eskilstuna along road 230 is what in the 1960s was a farmhouse but which has been transformed into what today looks like a dump site for  scrap. A group of innovative car enthusiasts from Eskilstuna's countryside see here an opportunity to create a modern workshop to be able to build, repair and maintain electric cars and tools. At the same time, the building also contributes with premises that will support the local population in their everyday lives. The idea is that the building will function as an accelerator to handle the challenges that the transition to electric power entails with a focus on re-use and community, which will also be reflected in the building's simple but flexible structure. / Det här projektet är baserat på de analyser vi gjort av Eskilstunas landsbygd. Motorer och mekanik är ett återkommande intresse bland befolkningen i Eskilstuna. Samtidigt blir bensinpriserna dyrare och övergången till eldrivet börjar ta fart vilket på många sätt är positivt. Att meka med maskiner och fordon är en del av kulturen på landsbygden. Idag så ser man dock inte detta fenomen lika frekvent som förr. Det handlar dels om att dagens bilar och verktyg ser annorlunda ut. Vill man hårdra det så ser dagens mekaniker annorlunda ut och använder sig av helt andra verktyg. Det behövs inte underarmar som ser ut som stockar, eller en uppsjö av olika nycklar och verktyg och man behöver heller inte ha den där extrema vanan av mekanik. Idag handlar det också om datavana och att vara tekniskt insatt. Vi har extremt mycket teknik i våra saker.  Datoriseringen har slagit med full kraft. På gott och ont. Våra saker har blivit säkrare och vänligare mot vår omgivning, men även mer komplicerade. Ungefär 15 minuters bilresa väster om Eskilstuna längs med väg 230 ligger vad som på 60-talet var en bondgård men som förvandlats till vad som idag liknar en dump-plats för gammalt skrot.   En grupp nytänkande bil-entusiaster från Eskilstunas landsbygd ser här en möjlighet till att skapa en modern verkstad för att kunna bygga, reparera och underhålla elektriska bilar och verktyg. Samtidigt bidrar också byggnaden med lokaler som ska stödja lokalbefolkningen i sin vardag.   Tanken är att byggnaden ska fungera som en accelerator för att hantera dem utmaningar som övergången till el-drivet för med sig med fokus på återbruk och gemenskap vilket också ska speglas i byggnadens simpla men flexibla struktur.

Bilindustrin förflyttar sig mer och mer från bensinmotorn till det mer miljövänliga alternativet den batteridrivna motorn. För att denna övergång skall gå smidigt behöver man hålla en viss standard bensinmotorn har satt för tillgång och prestanda på marknaden. En av de större skillnaderna som finns mellan motorerna är livslängden och en av de viktigaste aspekterna man bör hålla koll på för att gå framåt inom teknologin är temperatur-hantering av batteriet. Målet med arbetet är att skapa en modell för minimumtemperaturen av en CATL 620 C batteri modul. Projektet är avgränsat till körning i kallt klimat. Verktygen som använts har varit MATLAB och dess funktioner för regression, filtrering och diagram som har använts för att analysera fram ett godtyckligt resultat av modellen. Resultaten har bearbetats och jämförts med den gamla modellen och ramverket som använts för att skapa modellen. I många fall är den bättre än den gamla modellen och den följer kurvaturen på den gamla väl i de flesta scenariona men det finns problemfall. Ett av de stora kvarvarande problemområdena är då de största influenstemperaturerna för modellen fluktuerar kraftigt. / The vehicle industry is moving away from combustion engines towards the more environmentally affordable solution electrical engines. For this transition to go smoothly the Battery-electric vehicles needs to have a certain standard that was present in the earlier engine types when it comes to availability and performance. One of the bigger differences is the longevity of the vehicles. A big part of solving that problem in a lithium-ion battery is temperature management. The aim of the project is to create a minimum temperature model of a CATL 620 C battery module. The project is limited to acquired test data from cold climate driving. The tool to solve this was with the help of MATLAB and its functions for regression, filtering and plotting to help us analyse together a viable solution. The results were compared to the old model and the framework for building the model. The model is better than the old model in a lot of cases but there are still problem-areas, especially regarding areas where the influencing temperatures are heavily fluctuating. It seems to follow the dynamics of the framework most of the time otherwise but there are still question marks regarding driving in other type of environments than what has been provided from the test-scenarios

Denna State of The Art rapport handlar om den senaste elbilsbatteritekniken, batteritillverkning för elbilar, och miljöpåverkan av batterier. Inom elbils batteriteknik förklaras hur dagens batterityper ser ut när det kommer till den kemiska sammansättningen och förklaring på varför de batterityperna är aktuella nu och vilka batterityper som troligtvis blir aktuella i framtiden. Därefter förklaras hur ett elbilsbatteri är uppbyggt, hur komponenterna ser ut idag och hur de kan vidareutvecklas i framtiden. Vidare så skrivs det om hur dagens batterimoduler fungerar. Ytterligare skrivs det om de vanligaste battericellerna som är de cylindriska, prismatiska och påsformade celltyperna. Deras fördelar och nackdelar tas upp. Slutligen finns det en kortfattad beskrivning på vilka dagens största batteritillverkare är och hur marknaden ser ut idag och i framtiden specifikt i Europa. Två företag har analyserats, VDMA och Northvolt. VDMA tillverkar cylindriska, prismatiska och pås batterier. Northvolt tillverkar prismatiska och cylindriska batterier, dessutom tillverkar de batteripack som kan installeras i elbilar. Deras tillverkningstekniker har slagits samman och bildat 5 tillverknings faser. Resultatet ger oss en helhetssyn på hur det går till att tillverka först ett batteri och sedan använda batteriet för att skapa ett batteripack som kan användas i ett elfordon. Vidare så har 3 olika förbättringar inom batteriproduktion tagits upp som resulterat med effektivisering inom produktionssystemet. Slutligen när det kommer till miljöpåverkan av batteritillverkning så anses det vara energikrävande och miljöskadligt. Återvinningsprocessen är komplex och problematisk. Det är billigare att använda nytt råvarumaterial än att använda återvunnen material. Dagens infrastruktur är inte redo för elektrifiering. / This State of The Art report is about the latest electric car battery technology, battery manufacturing for electric cars, and the environmental impact of batteries. In electric car battery technology, it is explained what the current battery types look like when it comes to the chemical composition and an explanation of why those battery types are relevant now and which battery types will probably be relevant in the future. It then explains how an electric car battery is built, what the components look like today and how they can be further developed in the future. Furthermore, it is written about how today's battery modules work. It is also written about the most common battery cells, which are the cylindrical, prismatic and pouch shaped cell types. Their advantages and disadvantages are addressed. Finally, there is a brief description of who today's largest battery manufacturers are and what the market looks like today and in the future specifically in Europe. Two companies have been analyzed, VDMA and Northvolt. VDMA manufactures cylindrical, prismatic and pouch batteries. Northvolt manufactures prismatic and cylindrical batteries, and also manufactures battery packs that can be installed in electric cars. Their manufacturing techniques have merged to form 5 manufacturing phases. The result gives us a holistic view of how it is possible to first manufacture a battery and then use the battery to create a battery pack that can be used in an electric vehicle. Furthermore, 3 different improvements in battery production have been taken up which have resulted in efficiency improvements in the production system. Finally, when it comes to the environmental impact of battery manufacturing, it is considered energy intensive and environmentally harmful. The recycling process is complex and problematic. It is cheaper to use new raw material than to use recycled material. Today's infrastructure is not ready for electrification.

All over the world, raising concerns about energy conservation and the environmental impacts of greenhouse gas emissions has promoted the development of a sustainable mobility transition. Successful electric vehicle (EV) deployment plays a vital role in this manner but is still facing obstacles, where public charging infrastructure is one of them. Additionally, digitization is transforming and introducing new industries worldwide, contributing with new constructs to be used in the evolving transition. Simultaneously, technology is surpassing the competition, and is one of the most potent transformational force affecting customer relations in the energy sector, leading to customers anticipating more from the power utility companies. To attain a long-termsustainable competitive advantage, firms have to retain, sustain, and nurture their customer base. To do so, corporations have comprehended the value of embracing customer-centric incentives, enabling them to capture more indirect business values. Furthermore, this thesis was done in collaboration with a power utility company, referred to as ‘Org X’ or ‘the CPO’. Influenced by the reasoning above, it investigated the opportunity to create indirect business values through a demand-driven roll-out of the national charging infrastructure with the use of crowdfunding. This was achieved by adopting an exploratory methodology approach, where a mixed inductive-deductive design was used. A multi-method qualitative data collection was made; consisting mainly of semi-structured-, and unstructured interviews with experts in the field. Thus, a profound perspective of the EV-charging market landscape was attained, which enabled adequate reasoning when proposing a strategy approach for the cause. Additionally, quantitative secondary data was used to develop a tool for an initial location evaluation, that is part of the recommended approach. This tool was also used to enhance the understanding of the national EV-charging market landscape, the customer segments, as well the potential market for a co-creating platform. The findings suggest that the perceived readiness level of crowdfunding charging infrastructure varies depending on what aspect that is being accommodated. A platform that connects stakeholders is encouraged by actors in the field, but crowdfunding through solely end-users is questioned as close proximity to the end-user’s location is a key-factor regarding motivation to fund a charging point. A ‘Tier based framework’, that facilitates this transition was therefore developed and evaluated. Additionally, the framework was considered in the market analysis case study, which further included a recommended implementation and communication approach. If used accordingly, this framework could bring both indirect- and direct business values to the power utility company in question, as well as the involved stakeholders. / Oro över energieffektiviseringar och miljökonsekvenser från utsläpp av växthusgaser världen över har främjat utvecklingen av ett hållbart energisystem. En framgångsrik marknadspenetration av elbilar (EVs) har en viktig roll i denna aspekt, men står fortfarande inför hinder där publik laddningsinfrastruktur är en del av problemet. Digitaliseringen leder till transformation och nya industrier vilket bidrar med ytterligare konstruktioner som används i övergången till ett mer hållbart samhälle. Samtidigt driver teknikutvecklingen till ökad konkurrens och har en kraftfull påverkan på vad kunderna förväntar sig från företagen. För att uppnå mer långsiktigt hållbara konkurrensfördelar måste företag sträva efter att behålla, upprätthålla och ta hand sin kundbas. Företag börjar förstå det ökade värde som finns i att utöva mer kundcentrerade incitament och strategier, vilket potentiellt bidrar till mer indirekta affärsvärden. Denna uppsats är i samarbete med ett Svenskt energiföretag, följaktligen refererat till som 'Org X' eller 'CPO'. Baserat på resonemanget ovan, har möjligheten att skapa indirekta affärsvärden genom verkställandet av en mer efterfrågedriven utveckling av den nationella elbilsladdning infrastruktur med hjälp av crowdfunding undersökts. Detta uppnåddes genom att använda ett utforskat tillvägagångssätt, där en blandad induktiv-deduktiv design användes. En kvalitativ datainsamling gjordes på flera sätt; huvudsakligen bestående av semistrukturerade och ostrukturerade intervjuer med experter inom området. Således uppnåddes ett djupgående perspektiv på av elbilsladdning marknaden vilket möjliggjorde sakliga resonemang kring den presenterade och rekommenderade strategin. Ytterligare användes kvantitativ sekundärdata för att utveckla ett verktyg för en initial plats bedömning, vilket är en del av den rekommenderade strategin. Detta verktyg användes dessutom för att öka förståelsen för den nationella elbilsladdning marknaden, kundsegmenten, liksom den potentiella marknaden för en samskapande plattform. Resultaten tyder på att den upplevda beredskapsnivån att crowdfunda laddningsinfrastruktur varierar beroende på plats och kundgrupp. En plattform som ansluter intressenter uppmuntras av aktörer på marknaden, men crowdfunding genom enbart slutanvändare ifrågasätts då närhet till slutanvändarens läge är en nyckelfaktor när det gäller motivationen att medverka i finansieringen. Därav har ett tier based framework utvecklats och presenterats, som bör underlätta transformationen mot en mer kunddriven affärsmöjlighet. Dessutom beaktades ramverket i fallstudien för marknadsanalysen, som ytterligare inkluderade en rekommenderad strategi för implementering och kommunikation. Om den används i enlighet bör ramverket ge både indirekta och direkta affärsvärden till det aktuella energi företaget, liksom till berörda intressenter.

The (Battery management system)BMS has the task of ensuring that for the individual bat-tery cell parameters such as the allowed operating voltage window or the allowable temperature range are not violated. Since the battery itself is a highly distinct nonlinear electrochemical de-vice it is hard to detect its internal characteristics directly. The requirement of predicting battery packs’ present operating condition will become one of the most important task for the BMS. Therefore, special algorithms for battery monitoring are required.In this thesis, a model based battery state estimation technique using an adaptive filter tech-nology is investigated. Different battery models are studied in terms of complexity and accuracy. Following up with the introduction of different adaptive filter technology, the implementation of these methods into battery management system is decribed. Evaluations on different estimation methods are implemented from the point of view of the dynamic performance, the requirement on the computing power and the accuracy of the estimation. Real test drive data will be used as a reference to compare the result with the estimation value. Characteristics of different moni-toring methods and models are reported in this work. Finally, the trade-offs between different monitor’s performance and their computational complexity are analyzed. / BMS (eng. battery management system) har till uppgift att se till att viktiga parametrar såsom tillspännings- och temperaturintervall upprätthålls för varje individuell battericell. Då en battericells beteende är ickelinjärt är det svårt att bestämma cellens interna karakteristika direkt. Att kunna förutsäga dessa karakteristika för ett komplett batteripack kommer att en mycket viktig funktion hos framtida BMS. I detta examensarbete har en modellbaserad tillståndsestimeringsmetod med användande av adaptiv filtrering undersökts. Olika batterimodeller har studerats med avseende på komplexitet och noggrannhet. Efter introduktionen av olika metoder för adaptiv filtrering har dessa metoder implementerats i en BMS modell. Utvärdering av de olika metoderna för att åstadkomma tillståndsestimering har sedan utförts med avseende på dynamisk prestanda, krav på beräkningskraft och noggrannhet hos de resulterande estimaten. Data från uppmätta kördata från ett fordon har använts som referens för att jämföra de olika estimaten. Slutligen presenteras en jämförelse mellan de olika tillståndsestimeringsmetodernas prestanda när de appliceras på de olika batterimodellerna.

Regeringen har en vision att till 2050 ska Sverige uppnå en fordonsflotta som är fossilfri och för att uppnå den visionen ska el som drivmedel spela en avgörande roll på marknaden. HEM Nät AB är därmed intresserade av hur deras lokalnät i ett valt område kan påverkas när en större andel av hushållen införskaffar elbilar. Längs områdets högspänningsslinga finns nio nätstationer som matar ut effekt till 815 kunder. En känslighetsanalys genomfördes kring det valda lokalnätet med avseende till dess kapacitet idag till framtida belastningar från elbilar. Analysen baserades på fyra olika nätparametrar som möjligen kan riskeras med avseende till elbilars laddsystem: spänningsfall, transformatorbelastning, övertoner och osymmetri. Olika laddeffekter och kopplingssätt har även jämförts bland nätparametrarna för att visa vilken roll de kan ha i framtiden. Spänningsfallet samt transformatorbelastning för de båda effekterna 3,7 kW och 11 kW uppgick mot de satta nätkraven när 40 % respektive 20 % belastning sker i området. Två vetenskapliga metoder användes för att uppskatta övertonerna där ena tog hänsyn till en reduktion av sammanlagrade övertoner och den andra metoden använde en aritmetisk summering av strömövertonerna. Resultatet visade att med varken en inkluderad reduktion eller med den aritmetiska summeringen kommer övertonerna bli ett problem. Med simuleringen av osymmetri nåddes nätkravet när 7 % mer belastning skedde under en och samma fas. Slutligen kom studien fram till att lokalnätet är relativt starkt och kan klara av 322 elbilar vid 3,7 kW och 161 elbilar vid 11 kW. / The Swedish government have a vision that up untill 2050 Sweden’s transport system is going to be free of fossil fuels and to achieve this vision, electricity is going to be the main fuel and will play a decisive role in the future transportional market. As a result of this, HEM Nät AB is now interested in knowing how their local electrical grid will be affected by a larger amount of electric vehicles, EVs, charged through households. Along the local grid’s high voltage line there are nine substations, which provide power to 815 customers. A sensitivity analysis was conducted on the local grid to appreciate the available capacity for the future load of EVs. The analysis was based on four different gridparameters, which possibly can affect the set conditions of an electrical grid when an EV is being charged: voltage drop, transformer load, harmonics and dissymmetry. Different chargepowers and wirings have also been compared to see what roles they will have in the future. After the simulations and hand calculations all of the gridparameters exceeded the set conditions. This happened at different percentages of the households, which were charging their vehicles. The voltage drop and transformer load for both of the powers, 3,7 kW and 11 kW exceeded the limitations when 40 % respectively 20 % of the studied are was being loaded. Two scientific methods were used to appreciate the added current harmonics, where the first one regarded a reduction of the summarized value of the current harmonics, where the second did not. The results showed, that either of the methods would indicate a problem on the grid. The simulation of the dissymmetry, the limitation was met after 7 % more load was done under one and the same of the phases. Finally, the study concluded that the local grid is relatively strong and can hold 332 EVs with 3,7 kW and 161 EVs with 11 kW.

The purpose of this thesis was to examine how futureinvestments in new techniques such as solar cellsystems, electric vehicle chargers and energy storageat end costumers would affect the rural electricitygrid based on two future scenarios. The main issuepredicted with investments in this new technology atend users are over utilization of the electricitygrid if the new technique is not used in a proper wayin order to avoid high power peaks. By studying real electricity consumption as it appearstoday and adding charging of an electric vehicleaccording to the two scenarios (with our withoutenergy storage and solar cell electricity production)new usage patterns could be determined. Theseusage patterns could then be inserted insimulations of three real electricity grids for studiesof the effect on the electricity grids. The conclusion is that the electricity grids ingeneral are oversized regarding thermal loading whilstthe fuses at the end costumer need to be reinforced inorder to not get over utilized in the scenario where noenergy storage was implemented. Only one of the gridswas shown to be over utilized when all customers wasequipped with the new techniques and the grid wasdensified. Otherwise, in the other grids and scenariosonly some conductors were over utilized. However, whatwas shown to be a problem was the voltage drop at theend customer’s facilities which was higher than theallowed value of 5%.According to this the grid was shownto be over utilized. As a final conclusion it can be shown that the voltagedrop decides the design of the grids and that thepower grid companies probably should consider newpossible business strategies.

Transportsektorn så som den ser ut i dagens samhälle är inte hållbar då den står för ungefär 30 % av Sveriges totala utsläpp av koldioxid. Detta beror framför allt på att fossila bränslen utgör det främsta drivmedlet inom transportsektorn, och alternativa lösningar måste därför undersökas. Två sådana alternativ är elbilar och bränslecellsbilar. För att ta reda på vilket av dessa elbilskoncept som har störst möjlighet att skapa en utsläppsfri transportsektor har livscykelanalyser genomförts för att jämföra de olika bilmodellerna ur ett livscykelperspektiv. De två bilmodeller som betraktas i studien är elbilen Tesla Model S och bränslecellsbilen Hyundai ix35 Fuel Cell. Analysen omfattar produktionen av de för bilmodellernas specifika komponenter, vilket för elbilen är batteriet och för bränslecellsbilen bränslecellen, vätgastankarna och batteriet, samt användningsfasen där även produktion av bränsle ingår. Distribution och återvinning av bilmodellerna har uteslutits ur denna studie. För genomförandet av livscykelanalyserna har programvaran SimaPro 7 som ger tillgång till ett stort antal databaser använts. Resultatet av studien visar att bränslecellsbilen har en lägre klimatpåverkan än en elbil sett ur ett livscykelperspektiv, med antagandet att vätgasen produceras med vattenkraftsproducerad el. Dock finns det en del osäkerheter i studien så som val av bilmodeller, material och processer vid produktionsfasen som kan ha påverkat resultatet. För att minska eventuella osäkerheter i beräkningarna undersöktes ytterligare två scenarion; ett där vätgasen som används i bränslecellsbilen producerats med en genomsnittlig svensk elproduktion och ett där ett mindre batteri användes i elbilen. Enligt resultatet av det första scenariot är bränslecellsbilen även då det bästa alternativet ur miljösynpunkt, medan elbilen skulle vara ett bättre alternativ om storleken på batteriet var mindre. Avslutningsvis kan konstateras att den största klimatpåverkan för de båda elbilskoncepten sker under produktionsfasen. Särskilt utmärkande är detta för elbilen, medan bränslecellsbilen har en högre klimatpåverkan under användningsfasen. Oavsett vilket av de undersökta elbilskoncepten som används kommer Sveriges transportsektor inte kunna bli koldioxidneutral inom den närmsta framtiden, och det är även svårt att avgöra vilket av koncepten som lämpar sig bäst för användning i större skala i en framtida svensk transportsektor. / The transport sector in today’s society is not sustainable since it contributes to about 30% of Sweden’s total greenhouse gas emissions. This is mainly due to the fact that the primary fuels used in the transport sector are fossil fuels. Therefore, alternative solutions must be investigated. Two such options that will be investigated in this report are battery electric vehicles and fuel cell vehicles. To find out which of these would have a greater possibility to create a zero-emission transport sector, the vehicles have been compared from a life cycle perspective by the performance of a life cycle assessment. The investigated vehicle models are the battery electric vehicle Tesla Model S and the fuel cell vehicle Hyundai ix35 Fuel Cell. The assessment includes production of the specific components for each vehicle, which are defined as the battery in the battery electric vehicle and the fuel cell, hydrogen tanks and battery in the fuel cell vehicle, along with the use phase and production of the fuel. Distribution and recycling of the vehicles have been excluded from the study. The software SimaPro 7, which gives access to several life cycle inventory databases, was used when performing the life cycle assessments. According to the result of the study, fuel cell vehicles have a lower impact on the climate than battery electric vehicles from a life cycle perspective, if the hydrogen is produced using hydroelectric energy. However, a number of uncertainties such as differences in the chosen vehicle models, and assumptions made regarding the materials and processes used in the production phase of the vehicles could have affected the result. Two additional scenarios were investigated to decrease these uncertainties; one where the hydrogen used in the fuel cell vehicle was produced using an average Swedish electricity production and one where a smaller size of the battery in the battery electric vehicle was used. In the first scenario, the fuel cell vehicle would still be the better option, but in the scenario where a smaller size of the battery was used, the battery electric vehicle would be the option with the lowest impact on the climate. It can be concluded that the greater part of the climate impact from the two vehicle concepts occurs during the production phase, particularly for the battery electric vehicle. The fuel cell vehicle, on the other hand, has a greater impact on the climate during the use phase. Regardless of which of the investigated electric vehicle concepts is used, it is not possible for the Swedish transport sector to become climate neutral within the near future, and it is also difficult to determine which concept would be more suitable for a large-scale usage in the future Swedish transport sector.