Sammanfattning

Redan idag används elbilar för att stabilisera elnätet, främst genom att variera laddeffekten, men genom att möjliggöra återmatning av ström tillbaka till elnätet, så kallad Vehicle-to-Grid (V2G), öppnas fler möjligheter att balansera elnätet. Men potentialen för frekvensreglering från villahushållens elbilar är beroende av att ägarna accepterar att batterierna används för frekvensreglering och är villiga att koppla in laddarna, samtidigt som det krävs stöd för V2G för en betydande del av bilarna och deras laddinfrastruktur.

För att kunna integrera användarnas villighet och möjlighet att bidra till V2G i utvärdering av potentialen för frekvensreglering krävs ett tvärvetenskapligt angreppssätt som tar hänsyn till såväl tekniska och ekonomiska aspekter som användarnas förutsättningar, beteenden och drivkrafter. Projektet kommer därför genomföra användarstudier för att undersöka drivkrafter och upplevda förutsättningar för villahushåll att bidra med frekvensreglering genom V2G. Baserat på användarstudierna kvantifierar vi sedan potentialen för elbilar att stödja elnätet med frekvensreglering och det ekonomiska värdet för hushållen beroende på inkopplingsbeteende och laddstrategier. Potentialen och värdet av frekvensreglering sätts sedan i ett större sammanhang för att se hur hushållens elbilar kan bidra till elnätet på lång sikt.

Projektets mål

• Ökad kunskap om villahushålls drivkrafter till och upplevda förutsättningar att bidra till frekvensreglering genom V2G-teknik i hemmet, i relation till andra tjänster där batteriet skapar nytta för hushållet, lokala elnätet eller energisystemet i stort.
• Rekommendationer för utveckling av frekvensregleringstjänster och incitament riktade mot villahushåll med elbilsladdning så att tjänsterna kan utformas med hänsyn till hushållens förutsättningar, förväntningar och drivkrafter.
• Kvantifiering av hur individuella hushålls praktiska möjligheter att genom V2G bidra med effekt och energi till frekvensreglering beror på deras inkopplingsbeteende respektive laddstrategi.
• Rekommendationer för utveckling av tekniska standarder för V2G för att förbättra möjligheterna för elbilar att leverera frekvensreglering.
• Ökad kunskap om hur det ekonomiska värdet från frekvensreglering genom V2G för individuella hushåll skiljer sig beroende på inkopplingsbeteende och laddstrategi.
• Ökad kunskap om hur den sammanlagda potentialen och ekonomiska värdet för en flotta med elbilar att bidra med frekvensreglering genom V2G beror på inkopplingsbeteende, laddstrategi och responstid utanför laddsession.
• Ökad kunskap om systemeffekter och eventuella konflikter och synergier mellan frekvensreglering och andra tjänster där V2G kan skapa nytta för hushåll, lokala elnät och energisystemet i stort.

Bakgrund

Metoderna för insamling och bearbetning av data inom mobilitetssektorn har varit relativt oförändrade under de senaste två decennierna. Men nya utmaningar, som exempelvis elektromobilitet, kräver ett nytt tillvägagångssätt för att bygga dessa system med ökad flexibilitet i lagring och datahantering. Så kallad edge processing erbjuder potentialen för en ny dataloggningsinfrastruktur genom att minska överföringskostnaderna och sänka analysfördröjningen, vilket gynnar fordonstillverkare, vagnparksägare och förare.

Syfte och omfattning

FREEPORT-projektet syftar till att stödja transformation av elektromobilitet genom att ta itu med tre viktiga utmaningar som operatörer av tunga fordon står inför: effektivitet, säkerhet och drifttid.

Affärsvärdet och användningsfallen omfattar övervakning av elektriska komponenter som batterier och motorer, utveckling av grunder för användning av tredjepartstjänster i edge-enheter, förutsägelser om energiförbrukning för att optimera laddning och förbättrad funktionell säkerhet genom kontinuerlig övervakning för att varna operatörerna vid behov. Vi förväntar oss att demonstrera insamling och bearbetning av spetsdata för minst 20 fordon, med målet att ansluta 50 tunga elektriska lastbilar till projektets slut.

Planerat upplägg och genomförande

FREEPORT kommer att utveckla banbrytande dataanalysfunktioner på edge-komponenter: nya algoritmer för detektering av anomalier i realtid från fordon, ett mångsidigt ramverk för händelsebaserad datainsamling, en cybersäkerhetsmedveten arkitektur för säkerhetsvarningar i realtid, och jämförande utvärdering av state-of-the-art federerade inlärningsmetoder. Potentialen med edge computing och maskin-inlärning kommer att visas upp med hjälp av AI Sweden Edge Learning Lab för en bredare publik.

För att dela kunskap angående utveckling och resultat, anordnade FREEPORT ett antal workshoppar och event i flera svenska städer.

5 mars 2025 - Workshop i Göteborg (Lindholmen)

AI Sweden, Högskolan i Halmstad och RISE bjöd in till en workshop med syfte att presentera projektets resultat rörande elektromobilitetens omvandling och utmaningarna som de tunga fordonsoperatörerna möter.

Workshopen fokuserade på tekniska och praktiska utmaningar för edge processering inom fordonsindustrin. Intressanta sessioner inkluderade demonstrationer av bland annat syntetisk datagenerering, anomalidetektering med grafiska neurala nätverk och federerad feldetektering. Deltagarna fick även insikter om dataströmbearbetning med SA Engine och kantprocessering för fordonssystem på en Volvo testlastbil, följt av djupgående diskussioner. Målet var att på ett tillgängligt sätt presentera fynden för relevanta svenska intressenter inom sektorer som fordon, hälsovård och rymd. Evenemanget riktade sig till forskare, ingenjörer och yrkesverksamma inom fordons- och edgeteknik.

3 juni 2025 - Workshop i Boliden

Syftet med demonstrationen på Boliden var att illustrera den praktiska tillämpningen av Industri 4.0-koncept i en verklig industriell miljö. Demonstrationen belyste hur flera tjänster och dataströmmar kunde kopplas samman för att möjliggöra mer välgrundade beslutsfattande och drifts effektivitet. Ett centralt fokus låg på att överbrygga edge- och molnsystem för att ge förbättrade insikter i produktionsprocesser.

Implementeringen inkluderade edge-analys integrerad i ett produktions fordon, vilket visar dess förmåga att stödja personliga tjänster som övervakning och förutsägelse av laddningstillstånd (SOC), uppskattning av energiförbrukning baserat på specifika fordonsanvändningsmönster och detektion av avvikelser i säkerhetskritiska system.

Denna omfattande uppsättning exemplifierade hur avancerade digitala lösningar kan driva innovation och robusthet i industriella verksamheter.

18 juni 2025 - Workshop i Halmstad (Socialt ansvarstagande och pålitlig AI-dag)

Socialt ansvarstagande och pålitlig AI-dag (som hölls i samband med Swedish AI Society (SAIS) workshop 2025 i Halmstad) tog upp de kritiska utmaningarna kring utveckling och implementering av AI på ett ansvarsfullt sätt. Evenemanget samlade experter från akademin, industrin och juridiken för att utforska de senaste framstegen och diskutera frågor inom pålitlig AI.

Workshopen innehöll huvudpresentationer från experter inom området, inklusive Rafia Inam (Ericsson) och Kristina Knaving (RISE). Diskussionerna omfattade både "högrisk"- och "begränsad risk"-AI-perspektiv, och fördjupade sig i nya initiativ på EU-nivå, inklusive AI förordningen.

En central del av evenemanget var paneldiskussionen om AI-regleringens inverkan på industri och samhälle, där experter inom ämnet behandlade viktiga frågor om AI förordningens effekt på innovation, globala regulatoriska interaktioner, utvecklingen av AI-styrning och den akademiska världens roll i att främja pålitlig AI.

Evenemanget inkluderade även en postersession som visade upp den senaste forskningen inom området samt en breakout-session om tre huvudämnen (hälsa, industri, juridik).

Bränsleceller utgör en möjlig strömkälla för elektrifiering av tyngre fordon som lastbilar. Majoriteten av alla bränsleceller är lågtemperaturs polymerelektrolyt-membran bränsleceller (LT-PEMFC) som använder ren vätgas i kombination med syrgas från luften, vid upp till 100 °C, för att producera elektricitet. Genom att använda högtemperaturs polymerelektrolyt-membran bränsleceller (HT-PEMFC), kan driftstemperaturen höjas upp till ca 160 °C. Högre temperatur förenklar kylsystemet samt möjliggör användningen av vätgas med lägre renhetsgrad, till exempel att vätgas producerad från metanolreformering som  leds direkt in i bränslecellen. Metanol som bränsle är lättare att förvara samt tanka in i en lastbil. Med ett HT-PEMFC system kan därmed ett bränslecellssystem, med ett enklare kylsystem och drivet på metanol, tillverkas.

I projektet ALPH, utvecklas nya bipolära plattor av aluminiumlegeringar för HT-PEMFC. Genom att tillverka dessa av aluminium kan vikten på bränslecellen minska och därmed höja effektdensiteten. För att kunna hantera den korrosiva miljön i bränslecellen behöver nya ytbeläggningar utvecklas.  Även formning och sammanfogning av bipolära plattor i aluminium ska studeras i projektet. Testmetoder både utanför (ex-situ) och inuti (in-situ) en HT-PEMFC ska utvecklas i ALPH.

Allmänt konsortiemöte: Advancing Battery Technology i Stockholm 19-20 juni, 2024.