Elektrifieringen av den marina transportsektorn är en viktig åtgärd för att minska utsläpp av växthusgaser och lokal miljöpåverkan. Trots denna utveckling saknas idag tydliga standarder för elsäkerhet och laddningsinfrastruktur för elektriska båtar, vilket kan leda till osäkra installationer och driftproblem.

Detta examensarbete behandlar designen av ett säkert laddningssystem samt jordning för elektriska och hybrid båtar. Med målet att utveckla ett generiskt elschema kompatibelt med befintlig landinfrastruktur i svenska båthamnar. Delar av arbetet kan även appliceras på båtar med förbränningsmotorer.

Arbetet inleds med identifiering av potentiella risker vid laddning, som elsäkerhet, jordning, galvanisk korrosion, kortslutningar och elektromagnetisk interferens (electromagnetic interference, EMI). Riskanalysen har genomförts med utgångspunkt i gällande föreskrifter, praktisk erfarenhet samt vetenskaplig teori. Utifrån dessa risker föreslås fyra alternativa laddningssystem, vilka utvärderas med avseende på teknisk funktion, användarvänlighet och skyddsnivå. Simuleringar i MATLAB/Simulink används för att analysera galvaniska strömmar vid olika åtgärder, materialkombinationer och vattenmiljöer.

Resultaten visar att en isolationstransformator är effektivast för att eliminera galvanisk korrosion. En galvanisk isolator kan även den blockera galvaniska strömmar effektivt, men är bättre lämpad för homogena miljöer. Jordfelsbrytare (JFB) ombord visades vara nödvändigt för att uppnå tillräcklig personsäkerhet, oberoende av tillgången till skydd på landsidan.Slutsatsen är att ett säkert laddningssystem behöver innehålla åtgärd för galvanisk korrosion, korrekt jordning på båten samt användarvänliga anslutningar.

Arbetet resulterar i en generisk lösning som möjliggör flexibel anslutning till både enfas och trefas 230/400 V AC, med fokus på elsäkerhet.

The electrification of the maritime transport sector is an important measure to reduce greenhouse gas emissions and local environmental impact. Despite this development, clear standards for electrical safety and charging infrastructure are still lacking, which can lead to unsafe installation and operational issues.

This bachelor´s thesis addresses the design of a safe charging system as well as grounding for electric and hybrid boats, with the goal of developing a generic electrical schematic compatible with existing shore infrastructure in Swedish marinas. Parts of this work can also be applied to boats with combustion engines.

The work begins with the identification of potential risks during charging, such as electrical safety, grounding, galvanic corrosion, short circuits, and electromagnetic interference (EMI). The risk analysis has been carried out based on current regulations, practical experience, and scientific theory. Based on these risks, four alternative charging systems are proposed, which are evaluated in terms of technical functionality, user-friendliness, and level of protection.Simulations in MATLAB/Simulink are used to analyze galvanic currents under different countermeasures, material combinations, and water environments.

The results show that an isolation transformer is the most effective at eliminating galvanic corrosion. A galvanic isolator can also effectively block galvanic currents but may be more suitable in homogeneous environments. Residual current devices (RCD) onboard proved to be necessary to ensure adequate personal safety, regardless of the protection available on shore.

The conclusion is that a safe charging system needs to include measures against galvanic corrosion, correct grounding, and user-friendly connections. The work results in a generic solution that enables flexible connection to both single-phase and three-phase 230/400 V AC, with a focus on electrical safety.