Considerable resources worldwide are invested in the research and development of future transportation technology. The foreseen direction and therefore research of future personalised transportation is focused on Battery Electric Vehicles (BEV) or hybrid combinations that use hydrogen fuel cells. These new transport energy systems are consider most to replace the current vehicles powered by the internal combustion engine (ICE). The research work presented in this thesis mainly focuses on the development of a software control system for future BEV prototype vehicles - a generic intelligent control system (GICS). The system design adopts a modular design concept and intelligent control. The whole system consists of four modules being communication, power supply, motor driver and transmission module. Each module uses a microcontroller as the brain and builds an embedded control system within the module. The control and communication between the modules is based on a group of specific parameters and the status of a state machine. In order to effectively implement intelligent control and simplify the system structure and programming, a generic intelligent fuzzy logic model that can be configured to a specific application with a near real-time buffered communication methodology is developed. The tests made on the fuzzy control model and the near real-time buffered communication gave a very positive outcome. The implementation of the fuzzy control and the communication methodology in each of the modules results in a communication between the modules with a steady speed, better reliability and system stability. These modules link together through the communication channels and form a multi-agent collaborative system (MACS). As the controllers are designed based on the parametric concept, the system is able to be implemented to future new modules and therefore allow prototype vehicle control systems to be developed more efficiently. The MACS is based on the core components of the control system - fuzzy logic controller (FLC), Serial Communication and Analogue input control software modules. Further work is carried out as an attempt to integrate the control software with a hardware design for a generic electric propulsion drive (GEPD). This thesis therefore outlines the design and considerations in software and hardware integration in addition to the GICS. The output from this thesis being the construction of soft programming modules for embedded microcontroller based control system has been accepted and presented at two international conferences; one in Wellington, New Zealand[1] the second in Acireale, Italy[2].

Considerable resources worldwide are invested in the research and development of future transportation technology. The foreseen direction and therefore research of future personalised transportation is focused on Battery Electric Vehicles (BEV) or hybrid combinations that use hydrogen fuel cells. These new transport energy systems are consider most to replace the current vehicles powered by the internal combustion engine (ICE). The research work presented in this thesis mainly focuses on the development of a software control system for future BEV prototype vehicles - a generic intelligent control system (GICS). The system design adopts a modular design concept and intelligent control. The whole system consists of four modules being communication, power supply, motor driver and transmission module. Each module uses a microcontroller as the brain and builds an embedded control system within the module. The control and communication between the modules is based on a group of specific parameters and the status of a state machine. In order to effectively implement intelligent control and simplify the system structure and programming, a generic intelligent fuzzy logic model that can be configured to a specific application with a near real-time buffered communication methodology is developed. The tests made on the fuzzy control model and the near real-time buffered communication gave a very positive outcome. The implementation of the fuzzy control and the communication methodology in each of the modules results in a communication between the modules with a steady speed, better reliability and system stability. These modules link together through the communication channels and form a multi-agent collaborative system (MACS). As the controllers are designed based on the parametric concept, the system is able to be implemented to future new modules and therefore allow prototype vehicle control systems to be developed more efficiently. The MACS is based on the core components of the control system - fuzzy logic controller (FLC), Serial Communication and Analogue input control software modules. Further work is carried out as an attempt to integrate the control software with a hardware design for a generic electric propulsion drive (GEPD). This thesis therefore outlines the design and considerations in software and hardware integration in addition to the GICS. The output from this thesis being the construction of soft programming modules for embedded microcontroller based control system has been accepted and presented at two international conferences; one in Wellington, New Zealand[1] the second in Acireale, Italy[2].

The main topic of this thesis is a design of VUT 001 airplane fuel transformation by means of fuel cells and storage batteries. A list of components available on the market was drawn up, their building in the airplane and the engineering design for mounting the electric motor into the structure. The thesis also includes the mass and centering analysis of flight performance and stability control.

This master‘s thesis pertains to the design of a cargo truck with battery electric drivetrain. The presented design offers a solution which respects the technical requirements of such a vehicle, ergonomic needs of its crew, and demands on the aesthetics of a modern commercial vehicle. In consideration of the chosen drivetrain, this solution is proposed as a concept with an outlook of 10 to 15 years in the future. In keeping with the specified goals, this vehicle offers a novel appearance which attempts to characterize the electric drivetrain with certain visual elements, includes solutions that are readily available or currently in development, and optimizes ergonomics for maximum user comfort and safety.

Der globale Klimawandel gehört zu einem der wichtigsten Themen, die in Politik, Wirtschaft und Wissenschaft diskutiert werden. Der Reduzierung des weltweiten CO2-Ausstoßes wird dabei ein besonderer Stellenwert beigemessen. Auch im Transportsektor wird eine Verringerung der CO2-Emissionen angestrebt. Um dieses Ziel zu erreichen sollte die Nachhaltigkeit im Transportwesen erhöht werden. Elektrofahrzeuge können enorm zu diesem Ziel beitragen. Dies setzt voraus, dass sie während ihrer gesamten Nutzungsphase mit Strom aus regenerativen Energien geladen werden. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, auch bei der Produktion auf eine möglichst hohe Nachhaltigkeit zu achten. Das bedeutet, dass die Ressourcen, die zur Produktion eines Elektrofahrzeugs (zum Beispiel Energieressourcen oder eingesetzte Materialien für die Batterieproduktion) möglichst gering gehalten werden sollten. Daher wird empfohlen, die maximale Kapazität einer Batterie und somit die verfügbare Reichweite eines Elektroautos gemäß der tatsächlichen Reichweitenanforderungen der Fahrer auszulegen. Dies bedeutet jedoch, dass Elektroautofahrer mit vergleichbar geringeren Reichweiten umgehen müssen als beim Verbrennerfahrzeug. Zusätzlich ist das Wiederherstellen der Reichweitenressourcen, also das Nachladen des Elektrofahrzeugs, mit höherem Aufwand verbunden als das Nachtanken eines Verbrennerfahrzeugs, da es heutzutage vergleichbar weniger öffentliche Schnelllademöglichkeiten gibt und das Nachladen relativ viel Zeit in Anspruch nimmt. Daher wird die Interaktion mit den Reichweitenressourcen eines Elektrofahrzeugs als relativ herausfordernd wahrgenommen. Dies führt dazu, dass die reichweitenbezogene Nutzerzufriedenheit und das Reichweitenerleben der Fahrer beeinträchtigt und die verfügbaren Reichweitenressourcen nicht optimal ausgenutzt werden. Darüber hinaus wird die limitierte Reichweite von Elektrofahrzeugen häufig auch als eine der wichtigsten Barrieren für die generelle Akzeptanz und Nutzung von Elektrofahrzeugen diskutiert. Um das Potenzial eines Elektrofahrzeugs hinsichtlich der Erhöhung der Nachhaltigkeit im Transportsektor voll auszuschöpfen ist es daher unerlässlich, Möglichkeiten zu finden um diese Barriere unter Beachtung der Anforderungen des Fahrers zu überwinden. Ergänzend zu technischen Lösungen wie zum Beispiel der Weiterentwicklung der Batterietechnology oder der Implementierung einer größeren Anzahl von öffentlichen Schnelllademöglichkeiten, sollten weitere Strategien entwickelt werden um das Reichweitenerleben der Elektroautofahrer zu verbessern und sie zu einer möglichst effizienten Ausreizung der verfügbaren Reichweitenressourcen zu befähigen. Reichweitenstress ist ein wichtiges Konzept in diesem Zusammenhang. Reichweitenstress ist besonders relevant in der Interaktion mit Elektrofahrzeugen auf Grund des relativ begrenzten Zugangs zu Schnellladestationen und relativ langer Ladedauern. Das Konzept ist aber auch auf anderen Arten der Mensch-Technik-Interaktion im Transportsektor übertragbar (z.B. auch auf Verbrennerfahrzeuge). Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wird davon ausgegangen, dass sich Reichweitenstress und das breiter definierte Phänomen Reichweitenangst negativ auf die Zufriedenheit mit der Reichweite und der effizienten Nutzung von Elektrofahrzeugen auswirken. Um den maximalen Nachhaltigkeitseffekt von Elektrofahrzeugen ausschöpfen zu können, müssen daher Möglichkeiten gefunden werden um den erlebten Reichweitenstress zu verringern und der Entstehung von Stress vorzubeugen. Die vorliegende Dissertation trägt zu diesem Ziel bei, indem sie ein detailliertes Verständnis zu Reichweitenstress und dem Einfluss verschiedener Resilienzfaktoren im Rahmen von 5 Zeitschriftenartikeln (4 veröffentlich, 1 zur Veröffentlichung eingereicht) zur Verfügung stellt. Resilienzfaktoren meint dabei Faktoren, welche die Fähigkeit des Fahrers mit kritischen Situationen umzugehen erhöhen und somit das Erleben von Stress verringern. Das erste Forschungsziel dieser Arbeit bestand darin, das Konzept Reichweitenstress zur Beschreibung des Reichweitenerlebens in kritischen Reichweitensituationen (d.h., Situationen mit geringem Reichweitenpuffer) zu etablieren, ein theoretisches Rahmenmodell zur Erklärung von Reichweitenstress und möglichen Einflussfaktoren zur Verfügung zu stellen sowie eine Methode zur Erfassung von Reichweitenstress im experimentellen Kontext zu prüfen. Die Ergebnisse der Arbeit konnten zeigen, dass sich das Konzept Reichweitenstress dafür eignet, das Erleben der Fahrer zu beschreiben. Das bereits existierende Modell zur adaptiven Reichweitenkontrolle wurde auf den speziellen Fall einer Fahrt in einer kritischen Reichweitensituation angewendet und um das Konzept Reichweitenstress sowie möglicher, aus der Literatur abgeleiteter, Einflussfaktoren erweitert. Dies ermöglicht es, potenzielle stressreduzierende Faktoren abzuleiten um diese empirisch in einem Feldexperiment zu untersuchen, welches im Rahmen dieser Dissertation weiterentwickelt und getestet wurde. Es konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, eine kritische Reichweitensituation in einem Feldexperiment herzustellen. Die Nutzung einer Coverstory ist in diesem Zusammenhang zu empfehlen (z.B. längere Strecke kommunizieren als dann tatsächlich gefahren werden muss). Das zweite Forschungsziel bestand darin, den Einfluss potenzieller Resilienzfaktoren auf den erlebten Reichweitenstress empirisch zu untersuchen. Basierend auf dem weiterentwickelten Modell der adaptiven Reichweitenkontrolle wurden mehrere Faktoren abgeleitet, die einen Einfluss auf das Reichweitenerleben haben sollten: (1) Wissen über Einflussfaktoren auf die Reichweitenentwicklung oder Wissen über Möglichkeiten zum energie-effizienten Fahren, (2) praktische Fahrerfahrung mit Elektrofahrzeugen sowie das Erleben einer kritischen Reichweitensituation, (3) Persönlichkeitseigenschaften wie zum Beispiel Kontrollüberzeugungen im Umgang mit Technik und schließlich (4) technische Systemeigenschaften wie zum Beispiel die wahrgenommene Verlässlichkeit des im Fahrzeug integrierten Systems zur Reichweitenschätzung. Die Ergebnisse zeigten, dass die Vermittlung von relevanten Informationen zur Reichweite eines Elektrofahrzeugs das Reichweitenerleben zum Teil verbessern kann. Insbesondere detaillierte Informationen zum energie-effizienten Fahren haben das Potenzial um Reichweitenstress zu verringern. Daher sollten dem Fahrer diese Informationen auf vielfältigen Wegen zur Verfügung gestellt werden. Dies könnte zum Beispiel über Informationsbroschüren, im Rahmen theoretischer Trainings zur Verbesserung der Interaktion mit dem Elektrofahrzeug, bereits vor dem Kauf durch den Berater oder eventuell sogar im Rahmen der theoretischen Fahrschulausbildung geschehen. Ein weiterer vielversprechender Ansatz wäre die Bereitstellung der relevanten Informationen direkt während der Fahrt durch Informations-, Assistenz- und Tutorsysteme. Praktische Fahrerfahrung sowie das Erleben und erfolgreiche Bewältigen einer kritischen Reichweitensituation in einer relativ geschützten Umgebung konnten Reichweitenstress ebenfalls verringern. Daher wird empfohlen Probefahrten mit Elektrofahrzeugen sowie Praxistrainings anzubieten, die im Idealfall auch eine unterstützte Fahrt in einer kritischen Reichweitensituation beinhalten sollten. Durch das aktive Auseinandersetzen mit den Grenzen der Reichweite kann ein Lernprozess angestoßen werden, der zu einem effizienteren Umgang mit den Reichweitenressourcen des Fahrzeugs führt. Auch in diesem Kontext bieten Assistenzsysteme im Fahrzeug ein großes Potenzial. Sie sollten so gestaltet sein, dass sie einen aktiven Umgang mit der Reichweite sowie eine kritische Auseinandersetzung mit der Reichweitendynamik ermöglichen und fördern. In der vorliegenden Dissertation konnte gezeigt werden, dass Persönlichkeitsmerkmal wie hohe Emotionale Stabilität und hohe Kontrollüberzeugungen im Umgang mit Technik mit einem geringeren erlebten Reichweitenstress zusammenhängen. Dies hat vor allem theoretische Implikationen und kann dazu beitragen, relative Unterschiede zwischen Individuen zu verstehen. Zudem konnte gezeigt werden, dass technische Systemeigenschaften wie die wahrgenommene Verlässlichkeit des Systems zur Reichweitenschätzung (z.B. zu Grunde liegender Algorithmus, Aktualität und Genauigkeit der angezeigten Reichweiteninformationen) ein wichtiger Faktor im Zusammenhang mit reduziertem Reichweitenstress darstellt. Daher sollte darauf geachtet werden, die verbliebene Reichweite eines Elektrofahrzeugs möglichst genau und verlässlich zu schätzen (z.B. Integration möglichst vieler Einflussfaktoren in den Algorithmus zur Reichweitenschätzung) sowie gut verständlich und nachvollziehbar zu präsentieren. Das dritte Forschungsziel bestand schließlich darin, die Relevanz des Konzepts Reichweitenstress auch jenseits des experimentellen Settings zu überprüfen. Bisherige Forschung konnte zeigen, dass der alltägliche Umgang mit Elektrofahrzeugen eher durch das Vermeiden kritischer Reichweitensituationen gekennzeichnet ist. Daher stellte sich die Frage, ob Reichweitenstress und der Einfluss der Resilienzfaktoren auch im Alltagserleben eine Rolle spielt. Die Ergebnisse einer Langzeit-Feldstudie konnten zeigen, dass Reichweitenstress in Form von Sorgen oder Bedenken bezüglich der Reichweite durchaus relevant im täglichen Umgang mit Elektrofahrzeugen ist. Zudem konnte gezeigt werden, dass die identifizierten Resilienzfaktoren (z.B. praktische Fahrerfahrung und technische Systemeigenschaften) auch unter alltäglichen Bedingungen das Erleben von Reichweitenstress verringern können. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Reichweitenstress ein relevantes Konzept im Zusammenhang mit der Interaktion mit Elektrofahrzeugen darstellt. Das Erleben von Reichweitenstress kann durch verschiedene Resilienzfaktoren wie zum Beispiel relevante Wissenselemente und Erfahrungen positiv beeinflusst werden. Aus den Ergebnissen lassen sich Strategien und Design-Empfehlungen für Informations- und Assistenzsysteme ableiten. Dadurch kann das Reichweitenerleben verbessert und ein effizienter Umgang mit der Reichweite gefördert werden. Dies trägt schließlich auch dazu bei, die Zufriedenheit mit Elektrofahrzeugen sowie deren Akzeptanz zu verringern. Somit kann ein Beitrag zur Erhöhung der Nachhaltigkeit im Transportsektor geleistet werden. Das Elektrofahrzeug stellt in dem Zusammenhang nur ein Beispiel für Systeme dar, die einen Umgang mit begrenzten Ressourcen erfordern. Die theoretischen Konzepte, Annahmen, Ergebnisse sowie Schlussfolgerungen der vorliegenden Dissertation können auch auf andere Formen der Mensch-Maschine-Interaktion übertragen werden, welche sich dadurch auszeichnen, dass eine Interaktion mit dem technischen System zu einer Verringerung der Ressourcen führt. Diese Arbeit kann also auch einen Betrag dazu leisten, den Stress und die mentale Beanspruchung beim Umgang mit diesen Systemen zu verringern sowie den effizienten Umgang mit begrenzten Ressourcen zu verbessern.:I Synopsis 1 Sustainability in the Context of Road Transport 2 The Challenge of Battery Electric Vehicles‘ Limited Range and the Contribution of the Present Dissertation 3 Overview of the Dissertation 4 Interaction with Battery Electric Vehicles' Range 4.1 Psychological Reference Values for the Regulation of Range Resources 4.2 The Adaptive Control of Range Resources (ACOR) Model 5 User Experience in Critical Range Situations 5.1 The Concept of Range Stress - Conceptual Framework and Empirical Investigation 5.1.1 Range Stress as One Facet of Drivers’ Experience in Critical Range Situations 5.1.2 Adaption of the ACOR Model with the Focus on Range Stress 5.1.3 Empirical Investigation of Range Stress and the Effects of Resilience Factors 5.2 Reduction of Range Stress - Influence of Inter-Individual Differences and Technical System Characteristics 5.2.1 The Influence of Domain Specific Knowledge on Range Stress 5.2.2 The Influence of Practical Driving Experience on Range Stress 5.2.3 The Influence of Personality Traits and Technical System Characteristics on Range Stress 5.3 Everyday Range Stress - Relevance of Range Stress and Resilience Factors in the Daily Interaction with Battery Electric Vehicles 6 Research Objectives of the Dissertation 6.1 Research Objective 1: Providing a Conceptual Framework and Validating a Methodology to Examine Range Stress and the Influence of Resilience Factors 6.2 Research Objective 2: Examining the Influence of Range-Related Knowledge, Practical Driving Experience, Personality Traits and Technical System Characteristics on Range Stress 6.3 Research Objective 3: Investigation of Range Stress and Specific Resilience Factors in the Everyday Usage of Battery Electric Vehicles 7 Overview of the Methodology 7.1 Field-Experimental Studies to Investigate Range Stress in a Critical Range Situation 7.1.1 General Setup of the Field Studies 7.1.2 Specific Characteristics of the Particular Field Studies 7.2 Long-Term Field Trial to Investigate Range Stress in Everyday BEV Interaction 8 Discussion and Critical Reflection of the Results 8.1 Research Objective 1: Providing a Conceptual Framework and Validating a Methodology to Examine Range Stress and the Influence of Resilience Factors 8.1.1 The Adapted ACOR Model (ACOR-c) with the Focus on Range Stress 8.1.2 Empirical Investigation of Range Stress in a Field-Experimental Setting 8.2 Research Objective 2: Examining the Influence of Range-Related Knowledge, Practical Driving Experience, Personality Traits and Technical System Characteristics on Range Stress 8.2.1 Influence of Range-Related Knowledge on Range Stress 8.2.2 Influence of Practical Driving Experience on Range Stress 8.2.3 Subjective Range Competence as Relevant Factor for Drivers’ Range Experience 8.2.4 Influence of Personality Traits and Technical System Characteristics on Range Stress 8.3 Research Objective 3: Investigation of Range Stress and Specific Resilience Factors in the Everyday Usage of Battery Electric Vehicles 9 Implications of the Results 9.1 Implications for the Conceptual Framework and the Methodology 9.2 Implications Regarding Range-Related Knowledge, Practical Driving Experience, Personality Traits and Technical System Characteristics 9.3 Implications Regarding Range Stress in the Everyday Interaction with Battery Electric Vehicles 10 Conclusion 11 References II Preliminary Study: Understanding the impact of electric vehicle driving experience on range anxiety III Paper 1: First-time experience of critical range situations in BEV use and the positive effect of coping information IV Paper 2: User experience with electric vehicles while driving in a critical range situation – a qualitative approach V Paper 3: Individual differences in BEV drivers’ range stress during first encounter of a critical range situation VI Paper 4: Positive influence of practical electric vehicle driving experience and range related knowledge on drivers' experienced range stress VII Paper 5: Which factors can protect against range stress in everyday usage of battery electric vehicles? Towards enhancing sustainability of electric mobility systems VIII Curriculum Vitae IX Publications

<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>

The Well-To-Wheels (WTW) methodology is widely used for policy making in the transportation sector. In this paper updated WTW calculations are provided, relying on 2013 statistic data, for the carbon intensity (CI) of the European electricity mix; detail is provided for electricity consumed in each EU Member State (MS). An interesting aspect presented is the calculation of the GHG content of electricity traded between Countries, affecting the carbon intensity of the electricity consumed at national level. The amount and CI of imported electricity is a key aspect: a Country importing electricity from another Country with a lower CI of electricity will lower, after the trade, its electricity CI, while importing electricity from a Country with a higher CI will raise the CI of the importing Country. In average, the CI of electricity used in EU at low voltage in 2013 was 447 gCO2eq/kWh, which is the 17% less compared to 2009. Then, some examples of calculation of GHG emissions from the use of electric vehicles (EVs) compared to internal combustion engine vehicles are provided. The use of EVs instead of gasoline vehicles can save (about 60% of) GHG in all or in most of the EU MSs, depending on the estimated consumption of EVs. Compared with diesel, EVs show average GHG savings of around 50% and not savings at all in some EU MS.

The shift towards electric vehicles has during the last years increased; nevertheless, the rate has not been fast enough. Electric vehicles have several environmental benefits as reduced CO2 footprint and a lower climate impact. On the other side, the reality shows that there are several adoption barriers on an individual level for electrical vehicles. These are technical, economic, infrastructure, policy, and social. However, a low amount of literature focuses on the business sector. This thesis examines and explores what the different adoption barriers are concerning battery electric vehicles for small and medium enterprises in Sweden, and why they occur. The purpose of this is to fill the current research gap and provide valuable data to vehicle providers/manufacturers in Sweden. To reach the objectives, an extensive theoretical framework has been created to accurately utilize current literature. In the thesis, five small and medium enterprises participated, and interviews were conducted with nine informants at the specific companies. The findings display that the technical, economic, and infrastructure barriers have the most negative effect on the possibility to adopt battery electric vehicle. It further shows two new barriers, planning and customer/competitors which influence the adoption of battery electric vehicles. These findings solely display the barriers for small and medium enterprises, and by linking together with current literature, new barriers have been presented in terms of planning and customers/competitors.

This thesis explores the possibility of using an optimal control scheme called Model Predictive Control (MPC), to control climatization systems for electric vehicles. Some components of electric vehicles, for example the batteries and power electronics, are sensitive to temperature and for this reason it is important that their temperature is well regulated. Furthermore, like all vehicles, the cab also needs to be heated and cooled. One of the weaknesses of electric vehicles is their range, for this reason it is important that the temperature control is energy efficient. Once the range of electric vehicles is increased the down sides compared to traditional combustion engine vehicles decrease, which could lead to an increase in the usage of electric vehicles. This could in turn lead to a decrease of greenhouse gas emission in the transportation sector. With the help of MPC it is possible for the controller to take more factors into consideration when controlling the system than just temperature and in this thesis the power consumption and noise are also taken into consideration. A simple model where parts of the climate system’s circuits were seen as point masses was developed, with nonlinear heat transfers occurring between them, which in turn were controlled by actuators such as fans, pumps and valves. The model was created using Simulink and MATLAB, and the MPC toolbox was used to develop nonlinear MPC controllers to control the climate system. A standard nonlinear MPC, a nonlinear MPC with custom cost functions and a PI controller where all developed and compared in simulations of a cooling scenario. The controllers were designed to control the temperatures of the battery, power electronics and the cab of an electric vehicle. The results of the thesis indicate that MPC could reduce power consumption for the climate control system, it was however not possible to draw any final conclusions as the PI controller that the MPC controllers were compared to was not well optimized for the system. The MPC controllers could benefit from further work, most importantly by applying a more sophisticated tuning method to the controller weights. What was certain was that it is possible to apply this type of centralized controller to very complex systems and achieve robustness without external logic. Even with the controller keeping track of six different temperatures and controlling 15 actuators, the control loop runs much faster than real time on a modern computer which shows promise with regard to implementing it on an embedded system.

The major barriers to a more widespread introduction of battery electric vehicles (BEVs) beyond early adopters are the limited range, charging limitations, and costly batteries. An important question is therefore where these effects can be most effectively mitigated. An optimization model is developed to estimate the potential for BEVs to replace one of the conventional cars in two-car households and to viably contribute to the households’ driving demand. It uses data from 1 to 3 months of simultaneous GPS logging of the movement patterns for both cars in 64 commuting Swedish two-car households in the Gothenburg region. The results show that, for home charging only, a flexible vehicle use strategy can considerably increase BEV driving and nearly eliminate the unfulfilled driving in the household due to the range and charging limitations with a small battery. The present value of this flexibility is estimated to be on average $6000–$7000 but varies considerably between households. With possible near-future prices for BEVs based on mass production cost estimates, this flexibility makes the total cost of ownership (TCO) for a BEV advantageous in almost all the investigated households compared to a conventional vehicle or a hybrid electric vehicle. Because of the ubiquity of multi-car households in developed economies, these families could be ideal candidates for the initial efforts to enhance BEV adoptions beyond the early adopters. The results of this research can inform the design and marketing of cheaper BEVs with small but enough range and contribute to increased knowledge and awareness of the suitability of BEVs in such households.