Development of a conversion electric van for delivery business

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2014-02-24
Department
Major/Subject
Koneensuunnittelu
Mcode
K3001
Degree programme
Konetekniikan koulutusohjelma
Language
en
Pages
57
Series
Abstract
Against many hopes, the electric vehicle has had a slow introduction to the private market, but instead they are gaining momentum in the delivery business. In regular daily delivery business, the electric vehicle´s limited range is not a problem. As a result there exist already many purpose-built electric delivery vans on the market, built by the great industrial giants of the automotive industry as well as new comers. Due to current lack of production capacity, there is also room for many conversion electric van manufacturers. The subject of this Master´s thesis is to explore the electric vehicle technologies in depth and after that design a conversion electric van for delivery business. The designed conversion electric van is based on the Volkswagen´s T5 medium weight van. The review brings up different technical problems, which stem from the van itself to which solutions are then presented. The new vans electrical system is adopted from a previous existing lighter conversion electric van. The thesis includes also a comprehensive review of the vans technical and economic suitability for delivery business. The new vans electrical systems performance is tested through simulation. A failure mechanism analysis is performed on the whole vehicle. Finally, an economic evaluation is conducted on the vans compatibility and viability for delivery business by using a Deutsch Post DHLs delivery route in Kempten, Germany as an example. The Volkswagen T5 turned out to be harder as expected to convert to electric drive. The vans frame structure forced into non-ideal solutions. By simulating the electrical system, it was deemed capable of handling the heavier vans weight without changes. In the failure mechanism analysis, the battery management system was identified as a critical component and, where it to fail, would cause irreversible damage to the batteries. The conversion electric van turned out to be very competitive in comparison to equivalent conventional diesel van and they are a sensible investment for companies who engage in distribution of goods or home delivery.

Yksityisten sähköautojen yleistyminen on ollut toivottua hitaampaa mutta jakeluauto käytössä sähköautot ovat lyömässä itsensä läpi. Säännöllisessä päivittäisessä jakeluliiketoiminnassa sähköauton rajoittunut toimintasäde ei aiheuta ongelmia. Markkinoilla onkin jo lukuisia varta vasten rakennettuja sähköpakettiautoja autoteollisuuden jättien kuin myös uusien yrittäjien toimesta. Tuotantokapasiteetin puutteessa tilaa on myös lukuisille muuntosähköpakettiautovalmistajille. Tämän diplomityön aiheena on tutustua syvällisesti muuntosähköpakettiautojen tekniikkaan ja sen jälkeen suunnitella muuntosähköpakettiauto jakeluliiketoimintaan. Suunniteltu muuntosähköpakettiauto pohjautuu Volkswagen:in T5 keskiraskaaseen pakettiautoon. Tarkastelussa tuodaan esiin erilaisia teknisiä ongelmia, jotka kumpuavat itse pakettiautosta ja niihin ehdotetaan ratkaisuja. Uuden sähköpakettiauton sähköjärjestelmä omaksutaan jo olemassa olevasta kevyemmästä muuntosähköpakettiautosta. Työhön sisältyy myös kattava tarkastelu pakettiauton teknisestä ja taloudellista soveltuvuudesta jakeluliiketoimintaan. Uuden pakettiauton sähköjärjestelmän suorituskyky on testattu simuloimalla. Koko autoon on tehty kattava vikamekanismianalyysi. Lopuksi on tehty taloudellinen arvio sähköpakettiauton soveltuvuudesta ja kannattavuudesta jakeluliiketoimintaan käyttäen esimerkkinä Deutsche Post DHL:n jakelureittiä Kemptenin kaupungissa Saksassa. Volkswagen T5 osoittautui odotettua hankalammaksi sähköajoon muunnettavaksi. Pakettiauton pohjan rakenne pakotti epäedullisiin ratkaisuihin. Simuloimalla sähköjärjestelmää vakuututtiin, että se suoriutuu ilman muutoksia ongelmitta uudessa raskaammassa pakettiautossa. Vikamekanismianalyysissä huomattiin että akkujen hallintajärjestelmä on sähköpakettiauton kriittisin kohta ja vaurioituessaan aiheuttaa peruuttamattomia tuhoja auton akkuihin. Muuntosähköpakettiautot osoittautuvat erittäin kilpailukykyisiksi verrattuna vastaavaan dieselpakettiautoon ja ne ovat järkevä investointi yrityksille, joiden toimintaan kuuluu päivittäisiä tavarajakelu tai kotiinkuljetus.
Description
Supervisor
Juhala, Matti
Thesis advisor
Häberle, Jens
Keywords
electric vehicle, van, conversion electric vehicle, delivery business, sähköauto, pakettiauto, muuntosähköauto, jakeluliiketoiminta
Other note
Citation