Electrifying urban transportation: a comparative study of battery swap stations and charging infrastructure for taxis in Chicago

In recent years, Electric Vehicles (EV) industry has grown rapidly driven by advancements in battery technology, increased environmental awareness, and government incentives. However, the limited availability and prolonged charging times associated with traditional charging infrastructure represent a remarkable obstacle to their diffusion. This challenge becomes of significant relevance when considering long-distance travel or vehicles engaged in public services like buses, taxis, or law enforcement. This thesis delves into the innovative concept of Battery Swap Stations (BSS), an emerging technology with the potential to revolutionize the electric vehicle charging landscape. A specific focus is on electric taxis that operate in the urban environment of Chicago, highlighting the substantial advantages this technology can offer. Swapping stations promise to significantly reduce charging times, thereby enhancing the efficiency of taxi services, and consequently increasing their revenues. Although this technology presents several drawbacks regarding optimal location and batteries management, it has the potential to significantly increase the quality of service. Moreover, these stations hold the promise of not only improving the efficiency of urban transportation systems but also contributing to their sustainability.

Negli ultimi anni, l’industria dei veicoli elettrici (EV) è cresciuta rapidamente grazie ai progressi nella tecnologia delle batterie, alla maggiore consapevolezza ambientale e agli incentivi governativi. Tuttavia, la disponibilità limitata e i tempi di ricarica prolungati associati alle infrastrutture di ricarica tradizionali rappresentano un ostacolo significativo alla loro diffusione. Questa sfida diventa di notevole rilevanza se si considerano i viaggi a lunga distanza o i veicoli impegnati in servizi pubblici come autobus, taxi o forze dell’ordine. Questa tesi approfondisce il concetto innovativo di Battery Swap Stations (BSS), una tecnologia emergente con il potenziale di rivoluzionare il panorama della ricarica dei veicoli elettrici. Un focus specifico è riservato ai taxi elettrici che operano nell'ambiente urbano di Chicago, evidenziando i sostanziali vantaggi che queste stazioni possono offrire. Le battery swap stations promettono di ridurre significativamente i tempi di ricarica, migliorando così l’efficienza dei servizi di taxi e aumentandone di conseguenza i guadagni. Sebbene questa tecnologia presenti diversi inconvenienti per quanto riguarda la localizzazione ottimale e la gestione delle batterie, ha il potenziale per aumentare significativamente la qualità del servizio. Inoltre, queste stazioni promettono non solo di migliorare l’efficienza dei sistemi di trasporto urbano, ma anche di contribuire alla loro sostenibilità.