Electrification of distribution trucks - An evaluation of charging strategies for distribution trucks using agent-based simulation
(2025) In CODEN:LUTEDX/TEIE EIEM01 20251Industrial Electrical Engineering and Automation
- Abstract
- The transport system of the future needs to be separated from the use of fossil fuels and when it comes to freight trucks, the transition to an electric vehicle fleet appears as the main option. This thesis presents a model that estimates the demand of charging infrastructure of truck fleets based on real-world driving patterns. The model builds on the open-source Multi-Agent Transport Simulation platform (MATSim) complemented with a vehicle energy consumption model developed at Lund University. Having access to a road network, vehicle specifications and driving data, the model evaluates what charging infrastructure is required to electrify a vehicle fleet by testing different scenarios. Logic for both public, semi-public and overnight... (More)
- The transport system of the future needs to be separated from the use of fossil fuels and when it comes to freight trucks, the transition to an electric vehicle fleet appears as the main option. This thesis presents a model that estimates the demand of charging infrastructure of truck fleets based on real-world driving patterns. The model builds on the open-source Multi-Agent Transport Simulation platform (MATSim) complemented with a vehicle energy consumption model developed at Lund University. Having access to a road network, vehicle specifications and driving data, the model evaluates what charging infrastructure is required to electrify a vehicle fleet by testing different scenarios. Logic for both public, semi-public and overnight charging is implemented in the model, with the mix in usage of these alternatives being evaluated for each vehicle through an iterative process. As an illustration of the strengths and limitations of the model, a study case based on data obtained from a Finnish logistics company is developed. The results of the thesis showcase the implications of different charging infrastructure configurations and it also evaluates the battery capacities of some of the vehicles in relation to operational challenges. The results show that the charging infrastructure demand varies greatly between the vehicles. However, generally, the lighter trucks can be electrified by exclusively providing low power AC charging while the heavier trucks rely on more complex systems of both semi-public and public fast charging. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Klimatförändringen är en av vår tids stora ödesfrågor med globala mål satta om att minska utsläppen av växthusgaser. Vårt samhälle är idag byggt runt fossila bränslen och transportsektorn är inget undantag. Medan det på personbilsidan skett en utveckling där elbilar idag utgör en växande del av personbilsflottan så har utvecklingen varit trögare för tyngre kommersiella fordon som lastbilar. En av bromsklossarna i utvecklingen är bristen på kunskap och erfarenhet om hur lastbilsflottor på bästa sätt kan elektrifieras. Detta examensarbete undersöker därför hur trafiksimulering kan användas för att hjälpa åkeriföretag att fatta mer välgrundade beslut när det kommer till att elektrifiera sina fordon. Mer specifikt så används ett egenutvecklat... (More)
- Klimatförändringen är en av vår tids stora ödesfrågor med globala mål satta om att minska utsläppen av växthusgaser. Vårt samhälle är idag byggt runt fossila bränslen och transportsektorn är inget undantag. Medan det på personbilsidan skett en utveckling där elbilar idag utgör en växande del av personbilsflottan så har utvecklingen varit trögare för tyngre kommersiella fordon som lastbilar. En av bromsklossarna i utvecklingen är bristen på kunskap och erfarenhet om hur lastbilsflottor på bästa sätt kan elektrifieras. Detta examensarbete undersöker därför hur trafiksimulering kan användas för att hjälpa åkeriföretag att fatta mer välgrundade beslut när det kommer till att elektrifiera sina fordon. Mer specifikt så används ett egenutvecklat simuleringsverktyg som är byggt på det existerande trafiksimuleringsprogrammet MATSim. Verktyget utnyttjar verklig kördata för att sedan simulera körbeteendet för varje bil men med den nya begränsningen att bilarna är batteridrivna.
För att testa simuleringsverktyget används en fallstudie baserad på kördata från ett finländskt logistikföretag som har ambitionen att elektrifiera sin fordonsflotta. Totalt undersöks körbeteendet av 25 fordon under 4 veckor, där fordonen utgörs av en mix av lättare och tyngre lastbilar. Genom att skapa fem scenarier där olika kombinationer av växelströmsladdare med låg effekt och likströmsladdare med hög effekt testas, kunde potentiella tekniska lösningar för full elektrifiering av flottan undersökas.
Resultaten av simuleringarna visar att många av de lätta lastbilarna kan elektrifieras förutsatt att de har tillgång till lågeffektladdare att ladda med över natten. Majoriteten av de tyngre lastbilarna kräver istället en kombination av semi-publika och publika snabbladdare för att kunna utföra sina dagliga ärenden.
Samtidigt finns det osäkerheter kring utbyggnaden av publik laddinfrastruktur. Därför är rekommendationen till företaget att inledningsvis elektrifiera de lätta lastbilarna som enligt simuleringarna bara kräver lågeffektladdning. I ett senare skede framstår installering av snabbladdare på företagets depåer som det naturliga nästa steget. Innan hela flottan kan elektrifieras tycks dock publik laddinfrastruktur behöva komma på plats. Ur ett klimatperspektiv kan det däremot finnas skäl att prioritera elektrifieringen av några tunga lastbilar redan i ett tidigt skede, då dessa fordon kör betydligt längre sträckor och därmed kan bidra till en större reduktion av koldioxidutsläpp. Detta understryker än en gång vikten av att analysera behovet av laddinfrastruktur för tunga lastbilar, så att övergången till en mer hållbar transportsektor sker snabbt och smidigt.
Insikterna och resultaten från fallstudien kan inte användas för att dra generella slutsatser eftersom lastbilsflottan är begränsad till 25 bilar. Däremot tycks trafiksimulering vara ett lovande komplement längs vägen fram till en elektrifiering av lastbilstrafiken. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9208032
- author
- Lorentzon, Ylva LU and André, Gustav
- supervisor
- organization
- course
- EIEM01 20251
- year
- 2025
- type
- H3 - Professional qualifications (4 Years - )
- subject
- keywords
- Agent-based simulation, MATSim, battery electric trucks, sustainable freight
- publication/series
- CODEN:LUTEDX/TEIE
- report number
- 5537
- language
- English
- id
- 9208032
- date added to LUP
- 2025-07-03 16:56:15
- date last changed
- 2025-07-03 16:56:15
@misc{9208032,
abstract = {{The transport system of the future needs to be separated from the use of fossil fuels and when it comes to freight trucks, the transition to an electric vehicle fleet appears as the main option. This thesis presents a model that estimates the demand of charging infrastructure of truck fleets based on real-world driving patterns. The model builds on the open-source Multi-Agent Transport Simulation platform (MATSim) complemented with a vehicle energy consumption model developed at Lund University. Having access to a road network, vehicle specifications and driving data, the model evaluates what charging infrastructure is required to electrify a vehicle fleet by testing different scenarios. Logic for both public, semi-public and overnight charging is implemented in the model, with the mix in usage of these alternatives being evaluated for each vehicle through an iterative process. As an illustration of the strengths and limitations of the model, a study case based on data obtained from a Finnish logistics company is developed. The results of the thesis showcase the implications of different charging infrastructure configurations and it also evaluates the battery capacities of some of the vehicles in relation to operational challenges. The results show that the charging infrastructure demand varies greatly between the vehicles. However, generally, the lighter trucks can be electrified by exclusively providing low power AC charging while the heavier trucks rely on more complex systems of both semi-public and public fast charging.}},
author = {{Lorentzon, Ylva and André, Gustav}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
series = {{CODEN:LUTEDX/TEIE}},
title = {{Electrification of distribution trucks - An evaluation of charging strategies for distribution trucks using agent-based simulation}},
year = {{2025}},
}