Mahdolliset sähköajoneuvoratkaisut bussi- ja kuljetusliikenteessä

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta | Master's thesis
Date
2010
Department
Major/Subject
Sähköverkot ja suurjännitetekniikka
Mcode
S-18
Degree programme
Language
en
Pages
[10] + 85
Series
Abstract
Kestävän kehityksen mukaiset ajoneuvoratkaisut ovat osa suomalaista liikennesuunnittelua. Tämän diplomityön tarkoituksena on käydä läpi sellaiset kylmiin olosuhteisiin soveltuvat sähköajoneuvoteknologiat, joiden voidaan osaltaan katsoa vastaavan kestävän kehityksen asettamiin haasteisiin. Teknologioiden käyttöä käsitellään niin julkisten kuin yksityistenkin käyttäjäsegmenttien näkökulmasta. Ajoneuvokannan sähköistämistä julkisessa liikenteessä tarkastellaan bussiliikenteen näkökulmasta. Yksityistä sektoria koskettaa lähemmin työssä käsitelty tavarankuljetusajoneuvojen sähköistäminen. Työ ei käsittele raideliikennettä. Työ on tehty kirjallisuustutkimuksena, johon on kerätty materiaalia useista Internet-lähteistä sekä tieteellisistä artikkeleista ja kirjoista. Tutkimusta tukevat myös kaksi haastattelua, joista ilmenee Helsingin seudulla vallitsevia asenteita ajoneuvojen sähköistämistä kohtaan. Käytetyn lähdemateriaalin avulla on pyritty saavuttamaan mahdollisimman laaja tietämys eri sähköajoneuvoteknologioiden nykytilasta ja käytöstä sekä niitä kohtaan osoitetusta mielenkiinnosta. Merkittävimmät työssä käsiteltävät sähköajoneuvoteknologiat ovat johdinbussi sekä akku- ja polttokennotoimiset ajoneuvoteknologiat. Näitä teknologioita on verrattu työssä monipuolisesti. Nykyään paljon puhuttavan kestävän kehityksen näkökulmasta sähköajoneuvoteknologioiden mielekkyyteen vaikuttaa merkittävästi sähkön- ja vedyn tuotannon päästöprofiili. Sähköajoneuvojen houkuttelevuutta voidaan parantaa suosimalla matalapäästöisiä energiantuotantomuotoja. Diplomityössä selviää, ettei pelkän nykyisen akkuteknologian avulla vielä kyetä bussiliikenteen taloudellisesti kannattavaan sähköistämiseen. Polttokennojen lailla ajoneuvojen akut ovat vielä erittäin kalliita ja teknisesti kehittymättömiä. Akkuja voidaan kuitenkin käyttää järkevin perustein ajoneuvojen jarruenergian talteenottoon sekä pidentämään ajoneuvojen toimintasädettä. Tällä hetkellä soveltuvin sähköajoneuvo bussiliikenteeseen näyttäisi olevan johdinauto, joka on käsitellyistä vaihtoehdoista halvin ja ennen kaikkea pitkäikäisin. Johdinautoja on myös käytetty menestyksekkäästi kylmissä olosuhteissa. Tavarankuljetusliikenteen saralla pelkkien akkujen käyttöä ajoneuvojen energianlähteenä tullaan edistämään voimakkaammin. Jatkotutkimuksissa olisi suotavaa tutkia työssä käsiteltyjen teknologioiden yhdistelmiä käyttökelpoisimpien sähköajoneuvojen löytymiseksi.

The Finnish traffic planning organisation aims for more sustainable vehicular solutions. This thesis presents the most applicable electric vehicle technologies suitable for colder climates, such as in Finland. The discussed vehicle technologies contribute to sustainable development. Both public and private sectors are taken into account. The vehicle electrification in public passenger transport is mainly addressed in the section for the bus traffic, whereas the private sector comes into play in the context of the delivery traffic. Rail traffic, however, is not discussed in the thesis. The literature for the study is gathered from various Internet sources, scientific articles and books. Additionally, two interviews were carried out to gain information about the attitudes towards vehicle electrification in the Helsinki metropolitan area. Thus, the used material covers the present knowledge about the discussed electric vehicle technologies, their prevalence and typical usage, as well as the level of interest shown towards them. The major technologies to be considered in vehicle electrification are trolley buses, as well as vehicles based on battery and hydrogen fuel cell technologies. A comparison of these basic technologies is included in the thesis. The sustainability of the different vehicle technologies is largely assessed by the production of the used electricity or hydrogen. For making electric vehicles a more viable alternative for bus and delivery traffic, there is a need for promoting more low-carbon electricity and hydrogen production. In general, it was discovered that the current battery technologies alone do not provide an economical alternative for powering buses. Along with fuel cells, batteries are still a high-cost solution to be further developed. Batteries, however, can reasonably be used for the regeneration of vehicle braking power, as an APU or for extending the range of the vehicle. Currently, the most applicable solution for buses seems to be the trolley bus which provides the lowest acquisition price and by far the longest life cycle. Trolley buses have also been used in colder climates with success. In the delivery vehicle sector, electric vehicles running on pure batteries will be promoted more strongly. In order to find out the most applicable, practical electric vehicle technologies, future studies within the subject matter should consider possible combinations of the discussed vehicle technologies.
Description
Supervisor
Lehtonen, Matti
Thesis advisor
Saarijärvi, Eero
Keywords
battery, battery-electric bus, electric vehicle, energy storage, fuel cell, plug-in hybrid electric vehicle, trolley bus, akku, energiavarasto, johdinauto, ladattava hybridiajoneuvo, polttokenno, sähköajoneuvo, sähköbussi, batteri, bränslecell, elbuss, elfordon, energireserv, laddhybridbil, trådbuss
Other note
Citation