In this work is proposed the generalized powertrain of the parallel hybrid car. The powertrain is composed from the sub-models of the power sources. Each sub-model is described by the quasi-static modeling. For given routes is computed the power demand. Based on the derived power demand, three energy management systems are tested. First system is based on heuristic rules. The second one use more sophisticated control algorithms - the optimization method. Main idea is based on minimum principle, when the control algorithm tries to minimize the cost function (fuel use, emission). The last one is based on the equivalent consumption minimization strategy.

This master thesis summarizes history of electric vehicles from its inception to present. Vehicles are divided into three groups according to the type of drive, special attention is paid to electric vehicles. Furthermore, typical ways of electric energy storage are presented, especially in the form of electrochemical cells, which are used in electric vehicles. The thesis also describes the situation of electromobility in the Czech Republic, namely government support, distribution companies tariffs, charging infrastructure and available electric vehicles. Finally, the concept of connecting electric vehicles to renewable energy source is described, with financial calculations for three profiled drivers.

La commande intermittente a pour but principal d'augmenter le rendement de l'ensemble machine-convertisseur par une réduction des pertes. Dans le but de maintenir le couple moyen de la machine requis par la charge, cette commande augmente le couple de référence et éteint quelques phases pendant chaque période électrique ou chaque période mécanique. Par ce fait, elle réduit les pertes du convertisseur et les pertes ferromagnétiques de la machine. Elle dispose également d'une liberté de sélection des phases activées qui influence des fréquences générées du courant, de la force radiale et du couple. Par conséquent, cette stratégie de la commande intermittente, qui est appelée le glissement, peut éviter l'excitation de fréquences naturelles du stator, ou bien celles de la chaine cinématique. Elle a pour but de réduire les effets négatifs de la commande intermittente vis-à-vis de comportements vibratoire du stator et pulsatoire de la chaine cinématique qui sont respectivement à l'origine du bruit acoustique et des à-coups mécaniques. En fin, la commande intermittente est validée sur des cycles de conduite et peut économiser jusqu’à 5,17 % de l’énergie électrique consommée. / The intermittent control aims to increase the efficiency of the machine-converter system by reducing the losses. In the purpose to maintain the average torque of the machine required by the load, this control increases the reference torque and turns off some phases during each electrical period or each mechanical period. By this fact, it reduces the converter losses and the ferromagnetic losses of the machine. It also has a freedom in the selection of the activated phases which influences the generated frequencies of the current, the radial force and the torque. Therefore, this strategy of the intermittent control, which is called sliding strategy, can avoid the excitation of the natural frequencies of the stator, or those of the drivetrain. It aims to reduce the negative effects of the intermittent control vis-à-vis the vibration of the stator and the pulsation of the drivetrain which are respectively at the origins of acoustic noise and mechanical jerks. Finally, the intermittent control is validated on driving cycles and can save up to 5.17 % of the consumed electrical energy.

Dans l’industrie automobile, le véhicule électrique séduit de plus en plus de clients. Ce qui limite sa progression dans le marché est son manque d’autonomie. Une des solutions permettant d’augmenter l’autonomie d’un véhicule est de réduire sa masse en modifiant la géométrie des pièces et les matériaux utilisés. Cependant, de tels changements peuvent avoir des impacts sur la CEM du véhicule.Les travaux de cette thèse portent sur l’étude de l’allègement du blindage des batteries de traction pour véhicule électrique du point de vue de la CEM. Plusieurs méthodes de caractérisation de matériaux sont mises en place dans ce document. Une méthode innovante reposant sur l’utilisation d’une cellule TEM ou d’une stripline a été développée durant ces travaux de thèse, elle permet de mesurer la permittivité relative complexe d’un matériau diélectrique inconnu entre 1 kHz et 1 GHz. Les propriétés électromagnétiques ainsi mesurées sont insérées dans des modèles numériques 3D. Les méthodes numériques adaptées à ce type d’étude sont les différences finies dans le domaine temporel et la méthode des moments. L’étude du rayonnement de la batterie a été effectuée grâce à une maquette à l’échelle ½ en chambre semi-anéchoïque et en chambre réverbérante à brassage de mode selon des montages normatifs. Des configurations plus complexes ont ensuite été étudiées en tenant compte de l’intégration du pack-batterie dans le véhicule. / In automotive industry, electric vehicle is becoming more and more attractive for car buyers. The market penetration of electric vehicle is limited by its short range. One of the solutions to increase the range is to lower the weight of the vehicle by modifying the geometry or the material composition. Nevertheless, such changes may have consequences on the EMC of the vehicle.The work of this thesis concern the study of weight reduction of the battery shield from an EMC point of view. Several methods for materials characterization are set in this document. A method which uses a TEM cell or a stripline has been designed during this thesis to measure the complex relative permittivity of an unknown dielectric material. Then, the measured properties are inserted into numerical 3D models. The numerical techniques that fit this study are the finite differences in time domain and the method of moments. The study of radiated electromagnetic field from a battery has been performed thanks to a ½ scale model in semi anechoic chamber and mode-stirred reverberation chamber according to standard setups. More complex configurations were studied taking into account the integration of the battery-pack into the vehicle.

Ein Brennstoffzellenfahrzeug besteht aus vielen Teilsystemen, zu denen neben der Brennstoffzelle auch Hybridbatterie, Wärmepumpe, Tanksystem, Fahrgastzelle sowie Traktionsmaschine und Leistungselektronik gehören. Jedes dieser Systeme hat bezüglich Temperaturen und Kühl- bzw. Erwärmungsbedarf, je nach Betriebspunkt, unterschiedliche Anforderungen und benötigt für den Betrieb ein Thermomanagementsystem. Im Rahmen der aktuellen Forschungen wird untersucht, ob durch die Verwendung eines aktiven Thermomanagementmoduls die Teilsysteme des Fahrzeugs derart verknüpft werden können, sodass eine Effizienzsteigerung des Gesamtsystems erreicht werden kann. Da sich je nach Betriebszustand und Umgebungsbedingungen Größe und Richtung der Wärmeströme ändern, wird mittels eines simulationsbasierten Ansatzes eine Strategie für die Regelung des Thermomanagementmoduls entwickelt. In dieser Veröffentlichung soll dargestellt werden, welche Vorüberlegungen getroffen wurden, um ein Konzept für ein ganzheitliches Energiemanagement für ein Brennstoffzellenfahrzeug zu entwickeln.

Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit der Frage über die Alltagstauglichkeit eines Elektroautos. Bekanntermaßen ist die geringe Reichweite, die ein Elektroauto fahren kann, die Hauptproblematik, welche zusätzlich von verschiedenen Faktoren beeinflusst wird. Besonders hohe Geschwindigkeiten als auch zu hohe oder zu niedrige Außentemperaturen können die Reichweite wirksam beeinträchtigen. Zur Beschreibung dieser Auswirkung wird für die Reichweite in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit ein physikbasiertes Modell verwendet. Hinzufügend wird anhand von Daten ein Regressionsmodell für die Temperaturabhängigkeit erstellt. Mithilfe dieser Modelle können Aussagen über die Nutzungsmöglichkeit von Elektroautos in den Sommer- und Wintermonaten als auch für Hochgeschwindigkeitsstraßen wie beispielsweise auf Autobahnen getroffen werden.

Ökad miljömedvetenhet ökar anpassningen till ett klimatsmart samhälle där helt eller delvis elektriska bilar blivit populära. Med ökat antal elektriska bilar på vägarna tillkommer risker, som tidigare inte funnits, i form av litium-jonbatterier. Elfordon målas upp som en stor brandrisk men är det korrekt?  Vid brand i ett parkeringsgarage under mark finns flera försvårande förutsättningar när räddningstjänsten ska utföra insats. Vid elfordonsbrand i parkeringsgarage under mark ökar komplexiteten ytterligare. På grund av begränsad forskning är osäkerheten fortfarande stor exempelvis om räddningstjänstens larmställ står emot toxisk brandrök, speciellt det farliga ämnet vätefluorid, som bildas vid elfordonsbrand.  Räddningstjänsten saknar tydliga riktlinjer för elfordonsbrand i parkeringsgarage under mark vilket är ett problem som behöver belysas och utredas. Arbetet omfattar en litteraturstudie, enkätundersökning och intervjustudie.  Medvetenheten om eventuella risker med elfordonsbrand i parkeringsgarage under mark är stor. Kunskapen hur riskerna ska hanteras vid insats är däremot bristfällig. Med högre befattning på räddningstjänsten och utbildningskrav höjs generellt kunskapsnivån. Oberoende om en person arbetar på räddningstjänstförbund, enskild kommuns räddningstjänst eller arbetsbefattning har individuellt intresse stor inverkan på personens kunskapsnivå kring elfordonsbrand. Resultatet av enkätundersökning och intervjustudie åskådliggjorde att riktlinjer för elfordonsbrand i parkeringsgarage under mark förekom i mindre utsträckning inom svensk räddningstjänst. Istället uppgav vissa räddningstjänster att allmänna riktlinjer för elfordonsbrand förekom och dessa kan appliceras på efterfrågat scenario.  Slutsatsen av utfört arbete är att nationell riktlinje för elfordonsbrand behöver upprättas. Riktlinjen bör inte vara specificerad till elfordonsbrand i parkeringsgarage under mark utan allmänt skriven. Myndigheten för samhällsskydd och beredskap bör som styrande organ leda samverkan med svensk räddningstjänst för upprättandet av nationell riktlinje.  Önskan med arbetets resultat är att belysa kunskapsbristen med förhoppning att berörda parter tar ansvar för att höja befintlig kunskapsnivå. Vidare att framtagandet av nationell riktlinje kring elfordonsbrand genomförs. För att möjliggöra detta behövs mer och ny forskning.  På grund av arbetet omfattning fanns inte möjlighet att undersöka innehåll och utformning av eventuell framtida riktlinje. Vid fortsatt arbete är detta något som bör undersökas. Befintliga riktlinjer kring elfordonsbrand i parkeringsgarage under mark bör också studeras vidare. / With increased environmental awareness the adaption to a more sustainable society with electrical and part-electrical vehicles have become more popular. With an increasing number of electrical vehicles, new risks have appeared on the roads in the form of lithium-ion batteries. Electrical vehicles are considered a major risk, but is this assumption completely true?  There are several aggravating conditions for the fire department in the event of underground parking garage fires. The involvement of an electrical vehicle will make the firefighting event more complex. Due to limited research there still is a great deal of uncertainties about the toxic fumes from fires in electrical vehicles. One example the performance of the fire fighters' clothing to resist the toxic gas hydrogen fluoride; many others exist.  The lack of guidelines for the fire department regarding electrical vehicle fires in underground parking garages needs to be highlighted and investigated further. The methods used in the report include literature studies, surveys, and interviews.  Awareness of the potential risks when electrical vehicles are burning in underground parking garages is satisfactory. On the other hand, the knowledge of how to manage these incidents is inadequate. The level of knowledge is generally higher when personnel on the fire department have a higher position with associated qualification requirements. It does not matter if a person works in a fire department in a union or if it’s driven by one county for the level of knowledge. Each individual's interest in the subject have influence over a person’s knowledge.  The survey and interviews illustrated that specific guidelines regarding fire in electrical vehicles in underground parking garages have minimal occurrence in the Swedish Fire Department. Instead, some fire departments declared that general guidelines for fires in electrical vehicles exists. These general guidelines can therefore be adapted to address fires in electrical vehicles in underground parking garages.  This study concludes that national guidelines need to be established. The guidelines should not be specific to electrical vehicle fires in underground parking garages. Instead they should be written in a general and broad representation to encompass electric vehicle fires. National guidelines should be developed by The Swedish Civil Contingencies Agency (MSB) in cooperation with the Swedish rescue services.  The desire with this report is to highlight the perceived lack of knowledge amongst stakeholders and for those involved to take responsibility to improve the existing knowledge platform. Further, it is suggested that national guidelines to be considered and potentially developed for fires involving electrical vehicles. To accomplish this additional research is needed as well as a broader understanding of electric car components and the considerations for firefighting.  The intention of this report was not to analyze the implementation of a national guideline regarding firefighting, building and parking design standards, fire mitigation efforts, etc. related to electric vehicles. As mentioned above, additional research for adapting a national study would be worthy for further consideration. Lastly, existing guidelines and standards should be further studied in order to modify and adopt to the changing landscape impacting electric vehicle use.

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>

Sweden has developed ambitious goals regarding energy and climate politics. One major goal is to change the entire electricity production from fossil fuels to sustainable energy sources, this will contribute to Sweden being one of the first countries in the world with non-fossil fuel in the electricity sector. To manage this, major changes need to be implemented and difficulties on the existing grid will occur with the expansion of digitalization, electrification and urbanization. By using smart grids, it is possible to deal with these problems and change the existing electricity grid to use more distributed power generation, contributing to flexibility, stability and controllability. The goal with smart grids is to have a sustainable electricity grid with low losses, security of supply, environmental-friendly generation and also have choices and affordable electricity for customers. The purpose of this project is to identify and evaluate several indicators for a smart grid, how they relate and are affected when different scenarios with different technologies are implemented in a test system. Smart grid indicators are quantified metrics that measure the smartness of an electrical grid. There are five scenarios where all are based on possible changes in the society and electricity consumption, these scenarios are; Scenario A – Solar power integration, Scenario B – Energy storage integration, Scenario C – Electric vehicles integration, Scenario D – Demand response and Scenario E – Solar power, Energy storage, Electric vehicles and Demand response integration. A model is implemented in MATLAB and with Monte Carlo simulations expected values, standard deviation and confidence interval were gained. Four selected indicators (Efficiency, capacity factor, load factor and relative utilization) was then analyzed. The results show that progress on indicators related to all smart grid characteristics is needed for the successful development of a smart grid. In scenario C, all four selected indicators improved. This shows that these indicators could be useful for promoting the integration of electric vehicles in an electricity grid. In Scenario A, solar power integration contributed to all indicators deteriorate, this means that, technical solutions that can stabilize the grid are necessary to implement when integrating photovoltaic systems. The load factor is a good indicator for evaluating smart grids. This indicator can incentivize for an even load and minimize the peak loads which contributes to a flexible and efficient grid. With the capacity factor, the utilization and free capacity can be measured in the grid, but it can counteract renewable energy integration if the indicator is used in regulation.