Bachelor's Thesis

Design of an electric vehicle charging station combined with battery storage

Final Thesis 3.35 MB Appendix 1.02 MB

Author of thesis: Richard Remáč

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Martin Paar, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jan Ostruška

Abstract:

The bachelor thesis deals with the technical design and economic evaluation of a fast-charging station for electric vehicles in combination with a battery energy storage system. The theoretical part contains an overview of the current state of charging infrastructure and the operating principles of energy storage systems. The practical part analyzes the connection conditions in a selected transit location on a highway. Using an hourly simulation model, the operation of the storage system is modeled for peak-shaving purposes. The solution includes the design of the power and protection components of the cable wiring. The economic evaluation presents calculations of dynamic financial indicators of the investment and a sensitivity analysis

Keywords:

Electromobility, electric car, charging station, BESS, fast charging, consumption optimization

Date of defence

18.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student seznámil komisi s výsledky své bakalářské práce. S posudky seznámil komisi vedoucí práce Dr. Paar. Vedoucí práce hodnotil stupněm A s 92 b. Oponent hodnotil stupněm A s 95 b. Následnou rozpravu zahájil Dr. Paar položením otázek vedoucího práce a oponenta. Student na dotazy řádně zodpověděl. Doplňující dotaz položil Dr. Morávek na volbu účiníku 0,95 pro počítání proudů připojení a způsob řízení nabíječky v případně, že distributor bude chtít omezit výkon nabíjení. Následující dotaz položil doc. Baxant na vozidla uvažovaná v případně nabíjení 50 elektromobilů z hubu. Student na dotazy bez výhrad odpověděl.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Power Electrical and Electronic Engineering (BPC-SEE)

Composition of Committee

prof. Ing. Petr Toman, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Baxant, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Branislav Bátora, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Morávek, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Paar, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Koudelka, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Martin Paar, Ph.D.

Bakalářská práce Richarda Remáče se zabývá návrhem nabíjecí stanice s bateriovým úložištěm, které zahrnuje i otázky budoucího rozšíření s ohledem na očekávaný rozvoj elektromobility.

Práce se skládá ze 4 hlavních částí, oblasti elektromobility a bateriového úložiště, dále samotným návrhem nabíjecí stanice a ekonomické zhodnocení. V úvodní části autor popisuje základní informace k oblasti elektromobility, nabíjecích stanic a stavu nabíjecí infrastruktury. Druhá kapitola je zaměřená na bateriové systémy, kde je udělán přehled technologie, problematika optimalizace spotřeby a využívané typy bateriových chemií. Praktická část se skládá z návrhu nabíjecí stanice a ekonomického vyhodnocení. Návrh systému promítá, jak analýzu budoucího rozvoje elektromobility a tím i potřeby rychlonabíjení, tak i postupnou výstavbu nabíjecího hubu. Dále obsahuje návrh a dimenzování bateriového úložiště a konfigurace nabíjecí stanice či základní komunikační vrstvy. Ve druhé části je pak ekonomické vyhodnocení od vyčíslení investičních nákladů, přes analýzu příjmů až po finanční ukazatele. V závěru je provedeno celkové zhodnocení.

Bakalářská práce pokrývá velkou část aspektů návrhu nabíjecího hubu od více fázové výstavby přes odhad budoucího vývoje využití hubu pro roky 2028, 2033 a 2038 a energetické toky bateriového systému i ekonomické zhodnocení. Práce je zpracována systematicky se snahou o pokrytí různých detailů návrhu. Kladně musím ocenit snahu i přístup diplomanta při modelování potenciálu elektromobility ve vybraném místě zvoleného pro nabíjecí stanici. Také kladně hodnotím účast diplomanta na konferenci EEICT 2026. 

Bakalářská práce splňuje všechny body zadání i do velké hloubky a je velmi dobře graficky zpracovaná, proto hodnotím 92 body.  

Otázka k obhajobě:
1. Mohl by diplomant osvětlit, za jakých podmínek by se musel omezovat nabíjecí výkon do vozů pro navržený nabíjecí hub s ohledem na limity připojení do nn sítě? Points proposed by supervisor: 92

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jan Ostruška

Bakalářská práce studenta Richarda Remáče splňuje všechny body zadání a prokazuje komplexní inženýrský přístup k této problematice. Zpracovatel logicky postupuje od teoretického úvodu přes vlastní návrh a simulaci až k ekonomickému zhodnocení výsledků. Prokazuje orientaci v problematice elektromobility i bateriových úložišť, kterou pečlivě podkládá relevantními zdroji. Z pohledu formálního zpracování je výstup kvalitní s drobnými stylistickými nesrovnalostmi (např. absence nedělitelných mezer). Ekonomické vyhodnocení je ve skutečnosti zpracováno do roku 2033 (v úvodu kapitoly 4 je avizováno do roku 2038), nicméně by tak daleký horizont nejspíš neměl vypovídající hodnotu. V části 4.1.2 má být poplatek za připojení do distribuční soustavy spíš ve fázi 1 a pravděpodobně nemusí být uvažované v plné výši – avšak přínos celé práce tuto drobnou chybu daleko převažuje.

Navržená koncepce rychlonabíjecí stanice s BESS dává výbornou představu o řešení. Práce může být použita jako podklad pro investory či projektanty při plánování obdobných stanic v praxi. Ekonomické posouzení pro různé scénáře navíc poskytuje cenné informace pro rozhodování o rentabilitě podobných projektů. Práci doporučuji k obhajobě. Topics for thesis defence:
  1. 1. Navržené řešení nevyžaduje navýšení příkonu daného odběrného místa pravděpodobně kvůli nutnosti přechodu na hladinu vn. Můžete navržené řešení orientačně (technicky, časově, ekonomicky) porovnat s variantou navýšení příkonu přechodem odběrného místa na hladinu vn?
  2. 2. Simulační model pracuje s hodinovým intervalem. Jakou změnu by přineslo zpřesnění modelu na interval 15 minut?
Points proposed by reviewer: 95

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová