Investigating electric vehicle characteristics: energy, infrastructure and user impact analysis, with experimental insights on winter efficiency and fast charging

The European goals for Net Zero require the transition from traditional combustion ve hicles to electric vehicles, introducing new opportunities but also challenges. This thesis aims to analyze this new technology and its effects on users, focusing on energy-related aspects and the habit changes necessary for the transition. After an initial description of the current situation and the technology under study, six key charging locations are discussed and sized, providing and evaluating real examples, both positive and negative. Subsequently, the main factors influencing the energy performance of EVs are explored, with a focus on less intuitive and well-known details, considered as possible critical aspects for users accustomed to combustion vehicles. To investigate various crucial aspects in detail, I conducted experiments on a Volkswa gen ID.3 Pro, obtaining insights into the relationship between speed and consumption, the effect of cold temperatures on DC fast charging, and the impact of auxiliary systems on the vehicle’s overall energy consumption. Additionally, to verify the reliability of differ ent route planners and the actual behavior of an electric vehicle, a 450 km winter journey is presented as a case study. The ultimate goal of this work is to provide a comprehensive overview of both the vehicle and the related infrastructure, to understand advantages and limitations for different user profiles and regions of Italy.

Gli obiettivi Europei per il Net Zero richiedono il passaggio dalle tradizionali auto a combustione ai veicoli elettrici, introducendo nuove opportunitá ma anche sfide. Questa tesi ha come obiettivo l’analisi di questa nuova tecnologia e degli effetti che ha sugli utenti, focalizzandosi sugli aspetti energetici e sul cambio di abitudini necessario per la transizione. Dopo una prima descrizione della situazione e della tecnologia in analisi, sei luoghi chiave in cui avviene la ricarica sono commentati e dimensionati, offrendo e giudicando degli esempi reali, sia positivi che negativi. Successivamente, vengono esplorati i principali aspetti che influenzano le prestazioni energetiche degli EV, concentrandosi sui dettagli meno intuitivi e conosciuti, considerati come possibili criticita’ per utenti abituati a un’auto a combustione. Per investigare nel dettaglio diversi aspetti cruciali ho eseguito degli esperimenti su una Volkswagen ID.3 Pro, ottenendo la relazione tra velocità e consumo, l’effetto del freddo sulla ricarica rapida in DC, e l’impatto dei sistemi ausiliari sul consumo complessivo del veicolo. Inoltre, al fine di verificare la veridicità di diversi possibili pianificatori di viaggio e il comportamento reale di un veicolo elettrico, un viaggio invernale di 450 km viene presentato come esempio. Lo scopo finale del lavoro è offrire una visione d’insieme sia del veicolo che dell’infrastruttura annessa, per comprendere vantaggi e limitazioni per diversi profili di utilizzo e zone d’Italia.