This master thesis studies and applies the systematic development process. The process is initially described in general, creating a template for the process, and later on applied on a real case scenario to show the performance. Finally eventual advantages, drawbacks and suggestions for future improvements are given. The systematic development approach has been performed at Laxå Special Vehicles, who produce truck cabs and special truck chassis for Scania CV AB. The project has focused on the cabs, i.e. the Crew Cabs and the Low Entry. Crew Cabs are extended normal truck cabs, containing four doors to make additional passengers possible, suitable for fire trucks etc. Low Entry is a lowered normal truck cab, lowering the approaching height, making this cab type suitable for city applicable usage where the driver or passengers enter and leave the cab frequently. The task given was to develop the current cab rotation unit to be able to handle both cabs, which from the beginning only could handle the Crew Cabs, called CC28 and CC31. The major goal of this project has been to enable rotation of the Low Entry too. Five phases – pre-study, concept generation, embodiment design, material selection and optimization – were carried out. The pre-study generated a fundamental base of knowledge, according to both the systematic development process and information about the tilt. The concept generation contained a problem degradation, generation of possible solutions and finally an evaluation of these. During the embodiment design the best suited concept was described and developed in detail to allow a suitable material to be selected during the material selection phase. The optimization process consisted of investigating properties according to mechanical strength and stiffness. Two construction solutions to accommodate the mounting points height and length difference between the Crew Cab and the Low Entry were developed. These were a covering plate, called K4, and a mounting plate, called K100, handling the problems occurring for length and height respective. The development process is thus considered to be well operating. It generated a useful result, although possibilities for further improvements exists. / Denna masteruppsats studerar och förklarar den systematiska utvecklingsprocessen. Processens olika steg beskrivs inledningsvis generellt, för att sedan appliceras på ett reellt fall för att demonstrera genomförandet. Avslutningsvis ges fördelar, nackdelar och eventuella förbättringsförslag på metoden. Projektet genomfördes på Laxå Special Vehicles som producerar hytter och chassin för fordonstillverkaren Scania. Projektet fokuserade på hytterna som kallas Crew Cab och Low Entry, där den först nämnda är en förlängd hytt med fyra dörrar istället för två. Detta ger mer hyttutrymme, plats för fler passagerare och är därför vanlig i tillämpningar som till exempel brandbilar. Low Entry är en tvådörrarshytt vars insteg är lägre än för vanliga tvådörrarshytter, vilket gör den användbara i stadsnära miljöer där passagerare eller förare ofta lämnar och går in i hytten. Uppgiften som skulle lösas, och därmed målet, var att anpassa en rotationsenehet, även kallad tilt, för även kunna rotera LE. Ursprungligen var den endast anpassad för de två hyttvarianterna av Crew Cab, som kallas CC28 och CC31. Arbetet behandlade fem faser – förstudie, konceptgenerering, designspecificering, materialval och optimering – vilka skulle genomföras för att nå ett användbart resultat. Förstudien fokuserade på att erhålla kunskap om den systematiska utvecklingsprocessen, hur denna skulle genomföras, samt information om hur rotationsenheten fungerade. Konceptgenerering innehöll en problemnedbrytning, konceptskapande och utvärdering av de genererade koncepten. Under designspecificeringen gavs det bästa konceptet/koncepten dimensioner och specificerade funktioner för att under materialvalsprocessen erhålla passande material. Under optimeringsfasen genomfördes analysering och optimering, med avseende på styrka och styvhet. Två konstruktionslösningar utvecklades vilka löste var sitt delproblem som var höjd- och längdskillnad för den bakre monteringspunkten mellan Crew Cab och Low Entry. En omgjord monteringsplatta visade sig lösa höjdskillnaden bäst, kallad K100. Längdskillnaden togs om hand genom att applicera en längre glidskena som skulle täckas av luckor, kallade K4. Eftersom ett väl fungerande resultat erhållits visade den systematiska utvecklingsprocessen sig fungera som efterfrågat men med förbättringspotential.

Veículos autônomos terrestres são um tipo de veículo motorizado guiado de forma autônoma por um sistema computacional, sem necessidade de intervenção humana. Esta pesquisa analisa a Tomada de Decisão autônoma necessária para este tipo de veículo, assim como os processos de navegação e as estruturas de dados que a suportam. Sobre esta análise propõe-se uma arquitetura de Tomada de Decisão para navegação autônoma baseada em dois ideias principais: a sistematização das fontes de dados com as quais o veículo deve interagir em sua navegação em uma hierarquia de prioridades de tratamento e o desenvolvimento de uma estrutura de dados chamada de Grade de Prioridades que permite definir para qual região do ambiente o veículo deve se locomover. Para suportar a arquitetura, formaliza-se um conjunto de processos recomendados de navegação robótica (percepção, posicionamento, planejamento e estratégia de movimento), organizados para suportar a integração com recursos de outras pesquisas do segmento da Robótica Móvel. Para validação da arquitetura, desenvolve-se um sistema de navegação robótica, integrada à uma plataforma robótica real, e realiza-se um conjunto de testes para simular o comportamento da arquitetura em situações de navegação específicas. / Autonomous ground vehicles are a type of motor vehicle autonomously guided by a computer system without human intervention. This research analyzes the autonomous decision making required for this type of vehicle as well as the processes of navigation and data structures that support it. On this analysis, is proposed an architecture of decision making for autonomous navigation based on two fundamental ideas: the systematization of data sources with which a vehicle must interact in their navigation in a hierarchy of priorities and the development of a special data structure called Grid Priorities that defines which region of the environment the vehicle must be moved. Supporting the architecture, a set of processes for robotic navigation (perception, positioning, planning and motion strategy) are proposed and organized to support integration with other research resources in the segment of Mobile Robotics. For validate the architecture, is developed a system of robotic navigation, integrated with a real robotic platform, and is performed a set of tests to simulate the behavior of the architecture in specific situations of navigation.

Veículos autônomos terrestres são um tipo de veículo motorizado guiado de forma autônoma por um sistema computacional, sem necessidade de intervenção humana. Esta pesquisa analisa a Tomada de Decisão autônoma necessária para este tipo de veículo, assim como os processos de navegação e as estruturas de dados que a suportam. Sobre esta análise propõe-se uma arquitetura de Tomada de Decisão para navegação autônoma baseada em dois ideias principais: a sistematização das fontes de dados com as quais o veículo deve interagir em sua navegação em uma hierarquia de prioridades de tratamento e o desenvolvimento de uma estrutura de dados chamada de Grade de Prioridades que permite definir para qual região do ambiente o veículo deve se locomover. Para suportar a arquitetura, formaliza-se um conjunto de processos recomendados de navegação robótica (percepção, posicionamento, planejamento e estratégia de movimento), organizados para suportar a integração com recursos de outras pesquisas do segmento da Robótica Móvel. Para validação da arquitetura, desenvolve-se um sistema de navegação robótica, integrada à uma plataforma robótica real, e realiza-se um conjunto de testes para simular o comportamento da arquitetura em situações de navegação específicas. / Autonomous ground vehicles are a type of motor vehicle autonomously guided by a computer system without human intervention. This research analyzes the autonomous decision making required for this type of vehicle as well as the processes of navigation and data structures that support it. On this analysis, is proposed an architecture of decision making for autonomous navigation based on two fundamental ideas: the systematization of data sources with which a vehicle must interact in their navigation in a hierarchy of priorities and the development of a special data structure called Grid Priorities that defines which region of the environment the vehicle must be moved. Supporting the architecture, a set of processes for robotic navigation (perception, positioning, planning and motion strategy) are proposed and organized to support integration with other research resources in the segment of Mobile Robotics. For validate the architecture, is developed a system of robotic navigation, integrated with a real robotic platform, and is performed a set of tests to simulate the behavior of the architecture in specific situations of navigation.

Plataformas móveis, como smartphones, tablets e também veículos, têm cada vez mais possibilitado a coleta e análise de dados de seu entorno. Essa oportunidade de sensoriamento de diferentes fenômenos oferece maior cobertura espaço-temporal a menor custo em relação às técnicas tradicionais. O dinamismo dessa abordagem traz desafios relacionados ao posicionamento desses sensores e ao georreferenciamento das informações coletadas. Desta forma, a presente pesquisa tem como objetivo propor método orientativo de especificação de técnicas de posicionamento no contexto do uso do veículo enquanto sensor. Inicialmente, a partir de levantamento bibliográfico, caracteriza-se a evolução do conceito de veículo-sensor e seu emprego no sensoriamento da fluidez do tráfego, das condições do pavimento, de qualidade do ar, entre outras variáveis. Descreve-se o estado da arte nesse campo de pesquisa, identificando lacunas e pontos a serem mais bem estudados. Em um segundo momento, identificando o posicionamento como tópico pouco discutido nesse contexto, o trabalho dedica-se à definição de método orientativo de especificação de sistemas de posicionamento para veículossensores, tendo em conta os requisitos associados às diferentes variáveis a serem sensoriadas. Ao fim, apresenta-se estudo de campo referente ao uso de veículos na identificação de ocorrência de lombadas, empregando as ferramentas estabelecidas nessa dissertação e pormenorizando a discussão do sistema de posicionamento. Dessa forma, o trabalho contribui para a caracterização dos sistemas de sensoriamento baseados em veículos e a identificação do posicionamento como parâmetro fundamental para a qualidade desses sistemas. / Mobile devices such as smartphones, tablets and also vehicles have increasingly enabled gathering and analysing data from its environment. This opportunity of sensing different phenomena offers greater spatiotemporal coverage at less cost when compared to the traditional techniques. The dynamics of this approach has challenges related to the positioning of this sensors and the georeferencing of sensed data. Thus, this research aims to propose an orientative method to specify the positioning system for use with vehicles working as mobile sensors. Firstly, by doing a literature review, the purpose is to characterize the evolution of the concept of vehicle as a mobile sensor and its use in sensing traffic conditions, road conditions, air quality and other variables. The state of the art in this research field is described and the gaps and open questions are identified. In a second moment, after identifying the positioning in this context as an understudied area, this research will work on discussing an orientative method to specify the positioning system considering specificities and requirements associated with the different sensored phenomena. At the end, this work describes an exploratory study using a vehicle to identify road bumps, applying the tools defined in the method and detailing the discussion about the positioning system. Therefore, this work contributes to the characterization of sensing systems based on vehicles and the identification of the vehicular positioning as a fundamental parameter for the quality of these systems.

Plataformas móveis, como smartphones, tablets e também veículos, têm cada vez mais possibilitado a coleta e análise de dados de seu entorno. Essa oportunidade de sensoriamento de diferentes fenômenos oferece maior cobertura espaço-temporal a menor custo em relação às técnicas tradicionais. O dinamismo dessa abordagem traz desafios relacionados ao posicionamento desses sensores e ao georreferenciamento das informações coletadas. Desta forma, a presente pesquisa tem como objetivo propor método orientativo de especificação de técnicas de posicionamento no contexto do uso do veículo enquanto sensor. Inicialmente, a partir de levantamento bibliográfico, caracteriza-se a evolução do conceito de veículo-sensor e seu emprego no sensoriamento da fluidez do tráfego, das condições do pavimento, de qualidade do ar, entre outras variáveis. Descreve-se o estado da arte nesse campo de pesquisa, identificando lacunas e pontos a serem mais bem estudados. Em um segundo momento, identificando o posicionamento como tópico pouco discutido nesse contexto, o trabalho dedica-se à definição de método orientativo de especificação de sistemas de posicionamento para veículossensores, tendo em conta os requisitos associados às diferentes variáveis a serem sensoriadas. Ao fim, apresenta-se estudo de campo referente ao uso de veículos na identificação de ocorrência de lombadas, empregando as ferramentas estabelecidas nessa dissertação e pormenorizando a discussão do sistema de posicionamento. Dessa forma, o trabalho contribui para a caracterização dos sistemas de sensoriamento baseados em veículos e a identificação do posicionamento como parâmetro fundamental para a qualidade desses sistemas. / Mobile devices such as smartphones, tablets and also vehicles have increasingly enabled gathering and analysing data from its environment. This opportunity of sensing different phenomena offers greater spatiotemporal coverage at less cost when compared to the traditional techniques. The dynamics of this approach has challenges related to the positioning of this sensors and the georeferencing of sensed data. Thus, this research aims to propose an orientative method to specify the positioning system for use with vehicles working as mobile sensors. Firstly, by doing a literature review, the purpose is to characterize the evolution of the concept of vehicle as a mobile sensor and its use in sensing traffic conditions, road conditions, air quality and other variables. The state of the art in this research field is described and the gaps and open questions are identified. In a second moment, after identifying the positioning in this context as an understudied area, this research will work on discussing an orientative method to specify the positioning system considering specificities and requirements associated with the different sensored phenomena. At the end, this work describes an exploratory study using a vehicle to identify road bumps, applying the tools defined in the method and detailing the discussion about the positioning system. Therefore, this work contributes to the characterization of sensing systems based on vehicles and the identification of the vehicular positioning as a fundamental parameter for the quality of these systems.

<p>Due to increasing regulation on emissions and shifting consumer preferences, the wide adoption of battery electric vehicles (BEV) hinges on research and development of technologies that can extend system range. This can be accomplished either by increasing the battery size or via more efficient operation of the electrical and thermal systems. This thesis endeavours to accomplish the latter through comparative investigation of BEV integrated thermal management system (ITMS) performance across a range of ambient conditions (-20 °C to 40 °C), cabin setpoints (18 °C to 24 °C), and six different ITMS architectures. A dynamic ITMS modelling framework for a long-range electric vehicle is established with comprehensive sub models for the operation of the drive train, power electronics, battery, vapor compression cycle components, and cabin conditioning. This modelling framework is used to construct a baseline thermal management system, as well as for adaptation to four common systems. Additionally, a novel low-temperature waste heat recovery (LT WHR) system is proposed and shown to have potential benefits at low ambient temperatures through the reduction of the necessary cabin ventilation loading. While this system shows performance improvements, the regular WHR system offers the greatest benefit for long-range BEV drive cycles in terms of system range and transient response. With an optimal thermal management system found for long range BEV’s this system is then used as a boundary condition for a study on cooling of the battery. Battery conditioning, health, and as a result their along cell and system lifetime remains an additional concern of consumers as well as thermal systems engineers seeking to ensure safety and ensure longevity of EV battery cells. Three typical coolant flow orientations are studied to compare them under different flow conditions and thermal interface material performance. The battery cooling model is then coupled to the previously established dynamic modelling environment to demonstrate the added modelling capability (and necessity) for incorporating module-level cooling performance in both battery cooling studies and transient ITMS environments. </p>

<p> Integrating solar energy into the electric vehicle (EV) market alleviates the demand for</p> <p>fossil fuels used to generate the electricity used to power these vehicles. Integrated solar panels</p> <p>provide a new method of power generation for an electric vehicle, but researchers must consider</p> <p>new dependent variables such as drag in the figure of vehicle efficiency. For the solar array to be</p> <p>deemed a viable option for power generation, the solar array must generate enough energy to</p> <p>overcome the added weight and aerodynamic drag forces the solar system introduces. The thesis</p> <p>explores the application of photovoltaic modules for power generation in an EV system.</p> <p>Researchers installed an off-the-shelf solar module on the roof of an EV and investigated the</p> <p>system to explore the efficiency tradeoffs. The research sought to identify an optimized solar</p> <p>panel configuration for minimized drag based on maximized panel surface irradiance, cooling,</p> <p>and array output voltage parameters. The study utilized computational fluid dynamics modeling,</p> <p>wind tunnel testing, and full-scale track testing to analyze the system. The results of this study</p> <p>provide an optimized configuration for a Renogy RNG-100D atop a Chevrolet Bolt. The system</p> <p>was considered optimal at a tilt angle of zero degrees when in motion. The performance benefits</p> <p>due to the increased angle of the solar panel tilt were deemed insufficient in overcoming the</p> <p>aerodynamic drag forces introduced into the system while in motion.</p>

FEM-Design används i allmänhet för dimensionering av huskonstruktioner. Detta arbete syftar på att göra programmet mer anpassningsbart för brodimensionering. Examensarbetet går ut på att integrera militära fordon i FEM-Design modeller. I det här examensarbete har hjulfordon, bandfordon och konvojer modellerats. Ett tidigare examensarbete om modellering av typfordon och lastmodellering kontrollerades i detta arbete. Det kontrollerades för att säkerställa att modelleringen har skett på ett korrekt sätt. Lasterna analyserades genom att sätta in de tidigare modellerade lasterna på en platta respektive en balk, där momentdiagrammet skulle ge samma resultat som om den hade gjorts för hand. De militära fordonenslasterna beräknades efter trafikverkets krav och resultatet definierades i FEM- Design, så att resultatet ska kunna användas vid dimensionering. Arbetet tillsammans med Strusoft AB resulterade i att 128 nya laster modellerades i FEM-Design. Dessutom kontrollerades 30 redan modellerade typfordonslaster av lastmodellerna 1–3. Resultatet visar en stor mängd nya fordonslaster som definierats i FEM-Design efter trafikverkets standarder. Om programmet även lyckas tillämpa fler funktioner som är mer anpassade för att definiera laster, genom vidare studier kan FEM-design i framtiden vara mer konkurrenskraftigt med de andra brokonstruktionsprogrammen. / FEM-Design is generally used for structural design of buildings. This work aims to make the program more adaptable to bridge design. It is possible in this way that loads of military vehicles are modeled in FEM-Design. In this work Wheeled vehicles, tire vehicles, convoys have been modeled. A previous degree project on modeling of special vehicles and load modeling was checked in this work. It was made to ensure that they were modeled correctly. The loads were analyzed by inserting the modeled loads on a plate or a beam where the moment diagram would give the same result as if it had been made by hand. The military vehicle loads were calculated according to the Swedish transportation administration requirements and the result was defined in FEM-Design so that the result can be used for load modelling. The work together with Strusoft AB resulted in 128 new loads being modeled in FEM-Design. In addition, 30 already modeled special vehicle loads of load models 1-3 were checked. The result shows a large number of new vehicle loads that are defined in FEM-Design according to the Swedish Transport Administration's standards. If the program also manages to apply more functions that are more adapted to define loads, through further studies, FEM design in the future can be more competitive with the other bridge design programs.

O trabalho tem por objetivo desenvolver um veículo com massa inferior a 500 kg e que atenda aos requisitos estruturais e biomecânicos conforme regulamentações das Nações Unidas referentes a segurança dos ocupantes, para tal serão aplicadas metodologias de otimização usando metamodelos, que são modelos substitutos aos modelos em elementos finitos. O trabalho apresenta o desenvolvimento de um veículo completo para dois ocupantes, o mesmo é conceitual pois é mais curto e estreito se comparado a um veículo convencional, propiciando a redução do espaço ocupado em centros urbanos. Por meio de simulação numérica computacional será avaliada a capacidade da estrutura em proteger os ocupantes, bem como serão utilizados manequins virtuais para obter as respostas do corpo humano aos diferentes eventos de colisão veicular. São apresentadas técnicas para criação dos metamodelos e definida a melhor aproximação que foi aplicada no processo otimização da estrutura do veículo, objetivando atingir a menor massa possível. Além disto, o veículo precisa cumprir aos requisitos de proteção dos ocupantes em casos de impacto frontal, lateral e traseiro. Também serão avaliadas as respostas biomecânicas dos ocupantes, respostas do corpo humano a forças internas e externas, em impactos veiculares não regulamentados pelas Nações Unidas, mas são procedimentos de teste empregados para avaliar e comparar os resultados entre diferentes veículos. O estudo é inovador pois na formulação dos problemas de otimização são utilizadas funções objetivo e restrições tanto estruturais quanto biomecânicas. O veículo projetado servirá de base para o desenvolvimento de futuros estudos em diferentes áreas e disciplinas da Universidade, podendo ser utilizado na definição, aplicação e validação de novos conceitos. Finalmente, por meio da otimização numérica computacional baseada em metamodelos, demonstra-se que o veículo pode ser melhorado, satisfazendo os requisitos estabelecido e promovendo redução no tempo e no custo de desenvolvimento de um novo veículo. / The work aims to develop a vehicle with mass less than 500 kg and it meets the structural and biomechanical requirements according to the United Nations regulations regarding the occupant protection. To achieve these goals will be applied optimization processes based on metamodels that are surrogate models for finite elements models. The work presents the development of a conceptual full vehicle for two occupants, it is shorter and narrower compared to a conventional vehicle, allowing the reduction of occupied space in urban centers. Through computational numerical simulation will evaluate the ability of the structure to protect the occupants and will be used virtual mannequins to assess the human body responses to different types of vehicular collisions. Techniques to create metamodels will be presented and setting the best approximation that was applied to the optimization process of the vehicle structure with the objective to obtain the lowest possible mass. Furthermore, the vehicle must meet the occupants\' protection requirements in events of frontal, lateral and rear impact. Also, it will be evaluated the occupants\' biomechanical responses in case of vehicular impacts not regulated by United Nations. However, these test procedures are applied to assess and comparing results among different vehicles. The study herein developed presents significant contributions since in the optimization problems are used both structural and biomechanical responses as objective and constraint functions. The vehicle designed will be a basis for the development of future studies in different areas and disciplines of the University. It will be used in the definition, implementation and validation of new concepts. Finally, it is shown that the application of numerical optimization based on metamodels is an effective process to improve the vehicle performance by meeting the requirements and promoting a reduction in time and cost of developing.

O trabalho tem por objetivo desenvolver um veículo com massa inferior a 500 kg e que atenda aos requisitos estruturais e biomecânicos conforme regulamentações das Nações Unidas referentes a segurança dos ocupantes, para tal serão aplicadas metodologias de otimização usando metamodelos, que são modelos substitutos aos modelos em elementos finitos. O trabalho apresenta o desenvolvimento de um veículo completo para dois ocupantes, o mesmo é conceitual pois é mais curto e estreito se comparado a um veículo convencional, propiciando a redução do espaço ocupado em centros urbanos. Por meio de simulação numérica computacional será avaliada a capacidade da estrutura em proteger os ocupantes, bem como serão utilizados manequins virtuais para obter as respostas do corpo humano aos diferentes eventos de colisão veicular. São apresentadas técnicas para criação dos metamodelos e definida a melhor aproximação que foi aplicada no processo otimização da estrutura do veículo, objetivando atingir a menor massa possível. Além disto, o veículo precisa cumprir aos requisitos de proteção dos ocupantes em casos de impacto frontal, lateral e traseiro. Também serão avaliadas as respostas biomecânicas dos ocupantes, respostas do corpo humano a forças internas e externas, em impactos veiculares não regulamentados pelas Nações Unidas, mas são procedimentos de teste empregados para avaliar e comparar os resultados entre diferentes veículos. O estudo é inovador pois na formulação dos problemas de otimização são utilizadas funções objetivo e restrições tanto estruturais quanto biomecânicas. O veículo projetado servirá de base para o desenvolvimento de futuros estudos em diferentes áreas e disciplinas da Universidade, podendo ser utilizado na definição, aplicação e validação de novos conceitos. Finalmente, por meio da otimização numérica computacional baseada em metamodelos, demonstra-se que o veículo pode ser melhorado, satisfazendo os requisitos estabelecido e promovendo redução no tempo e no custo de desenvolvimento de um novo veículo. / The work aims to develop a vehicle with mass less than 500 kg and it meets the structural and biomechanical requirements according to the United Nations regulations regarding the occupant protection. To achieve these goals will be applied optimization processes based on metamodels that are surrogate models for finite elements models. The work presents the development of a conceptual full vehicle for two occupants, it is shorter and narrower compared to a conventional vehicle, allowing the reduction of occupied space in urban centers. Through computational numerical simulation will evaluate the ability of the structure to protect the occupants and will be used virtual mannequins to assess the human body responses to different types of vehicular collisions. Techniques to create metamodels will be presented and setting the best approximation that was applied to the optimization process of the vehicle structure with the objective to obtain the lowest possible mass. Furthermore, the vehicle must meet the occupants\' protection requirements in events of frontal, lateral and rear impact. Also, it will be evaluated the occupants\' biomechanical responses in case of vehicular impacts not regulated by United Nations. However, these test procedures are applied to assess and comparing results among different vehicles. The study herein developed presents significant contributions since in the optimization problems are used both structural and biomechanical responses as objective and constraint functions. The vehicle designed will be a basis for the development of future studies in different areas and disciplines of the University. It will be used in the definition, implementation and validation of new concepts. Finally, it is shown that the application of numerical optimization based on metamodels is an effective process to improve the vehicle performance by meeting the requirements and promoting a reduction in time and cost of developing.