In recent years there has been a shift in the way consumer products are being purchased shifting from physical in-store shopping to online shopping. A vast amount of goods, express deliveries and simple returns have led to the need for new tools and methods for the delivery industry. At the same time, the environmental crisis is ongoing, and preventive regulations are being implemented in countries worldwide, directly affecting the urban transport sector. One step that has been taken by the urban transportation sector is the implementation of different types of electric vehicles for last mile deliveries of goods. The Swedish motorcycle manufacturer Cake launched their first motorcycle in 2017 and have since then launched other models. More recently Cake has brought products to the market that aim toward business to business. As a part of this effort, Cake was interested in the development of a concept within the last mile delivery sector. The purpose of the project was to investigate last mile deliveries in urban environments to learn what requirements there were on light electric freight vehicles being used. The goal was to define and develop a light electric freight vehicle concept for Cake. Following the double diamond methodology, research was conducted on state of theart, stakeholder needs and EU regulations leading to user insights and a requirements specification. Based on the insights and requirements, concepts were developed through an iterative process, leading to a final concept. The final concept was a 800mm wide trike operated by pedal assist, with the capability to transport cargo that has the area of an EUR pallet behind the driver while still being allowed in bicycle lanes. The concept was validated by building a full scale prototype and conducting tests on it against the insights and requirements specification. / De senaste åren har beteenden kring köp av konsumentprodukter fundamentalt förändrats, där handeln stadigt går från butikshandel till onlinehandel. Till följd av de stora godsmängder som cirkulerar, i kombination med att tjänster så som expressleveranser och snabba returer blir allt vanligare, så har leverans branschens behov av nya verktyg och metoder ökat. Samtidigt har den pågående miljökrisen lett till att många länder i världen implementerar en allt hårdare miljöpolitik som direkt påverkar den urbana transportsektorn. Ett steg som tagits av den urbanatransportsektorn är att implementera av olika typer av elektriska fordon ämnade för leveranser i urbana miljöer, så kallat “last mile deliveries”. Svenska motorcykeltillverkaren Cake lanserade deras första motorcykel 2017. Sedan dess har de släppt ett flertal modeller samt lanserat produkter ämnade för företagsverksamheter, även kallat“business to business”. Som en del av utvecklingen mot “business to business” var Cake intresserade av att utveckla ett koncept riktat mot “last mile deliveries”. Syftet med projektet var att undersöka “last mile deliveries” i stadsmiljöer för att förstå vilka krav som finns på lätta elektriska fraktfordon inom branschen. Målet med projektet var att definiera och utveckla ett koncept av en lätt elektrisk fraktfordon till Cake. Designprocessen strukturerades enligt “double diamond” metodologin, där forskningen bestod avanalyser av befintliga produkter på marknaden, intervjuer av personer på olika fraktbolag, samt litteraturstudier av forskningsrapporter samt EU-regler. Insikterna ledde till användar-insikter samt en kravspecifikation. Baserat på insikterna och kravspecifikationen utvecklades ett koncept genom en iterativ process. Slutkonceptet var en 800mm bred trehjulig eldriven cykel med en lastkapacitet på minst 1 kubikmeter. Konceptet validerades med tester på en fullskalig prototyp, där funktioner och geometri utvärderades mot kravspecifikationen.

This study investigated the implementation of a remaining range estimation algorithm for electrical vehicles, an essential feature to define a vehicle's reliability on the road. The implementation was made on an electrical motorcycle, comparing three models: a dynamic force based model, a power based model and a mass estimation model. The mass model estimated the mass with the help of a RLS algorithm and is a combination of the force based model and the power model. It investigates the possibility to further increase the accuracy of a range estimation algorithm by estimating the total mass of the vehicle over a driving session. On top of these models, two kinds of prediction methods for future consumption were evaluated: the average-past prediction and the home-intention prediction. Both models uses past data to predict the future, but the home-intention prediction is a suggested method to further improve the classic average-past method, where the beginning and end of the vehicle's driving sessions is assumed to be the same location. Tests were executed for the models on an electrical motorcycle provided by the company CAKE. A test equipment were put on the motorcycle, consisting of microprocessors and sensors, used for computation and collection of data. With this equipment, experiments were performed on three test routes with different conditions, comparing the models’ accuracies. The results showed that the Power Model, even with its lower complexity performed best overall, while the Force Model showed mixed results. Depending on the prediction method the Force Model performed either at the top or at the bottom. When the results were analyzed, this behavior seem to be the result of insufficient/faulty hardware which were essential for the average-past prediction to achieve proper results. The Force Model using home-intention prediction consistently performed better, as long as its prediction was correct. The Mass Model was executed offline and were then used to simulate the effect it could have had online. This showed promising result, suggesting improved accuracy if implemented online, but which in this thesis is left as a suggestion of improvement for future work. / Den här studien utforskade implementationen av en algoritm för att estimatera kvarstående räckvidd för ett elektriskt fordon, som är en viktigt funktionalitet för att utvärdera ett fordons pålitlighet på vägen. Implementeringen gjordes på en elektrisk motorcykel på tre modeller: en kraftbaserad-, en effektbaserad- och en massestimeringsmodell. Massestimeringsmodellen estimerar fordonets massa med hjälp av en RLS algoritm och är en kombination av kraft- och effektmodellen. Den utforskar möjligheten att förbättra räckviddsestimeringen ytterligare genom att kunna estimera den totala vikten av fordonet under körningen. På dessa modeller så utvärderades två typer av prediktionsmetoder för att förutspå framtida energiförbrukning: genomsnittliga-datametoden, en metod som använder genomsnittlig data i dåtid, och hem-avsiktsmetoden, en metod som förutspår förarens avsikt att åka hem. Båda modellerna använder gammal data för att förutspå framtiden, men hem-avsiktsmetoden är en föreslagen metod för att ytterligare förbättra den klassiska genomsnittliga-passerade metoden, där början och slutet av körningen antas vara samma position. Test utfördes för modellerna på en elektrisk motorcykel från företaget CAKE. En testutrustning monterades på motorcykeln som består av mikroprocessorer och sensorer och användes för samla och bearbeta data. Med denna utrustning genomfördes experiment på tre olika rutter som hade olika förutsättningar där modellerna träffsäkerhet sedan jämfördes. Resultatet visade på att Effektmodellen, även då den har en lägre nivå av komplexitet, faktiskt presterade generellt sätt bäst, medans Kraftmodellen visade på blandat resultat. Beroende på prediktionsmetod som användes så presterade Kraftmoddel antingen i toppen eller botten. När resultatet analyserades så verkar detta beteende bero på otillräcklig/problematisk hårdvara som var avgörande för den genomsnittliga-passerade metoden. Kraftmodellen tillsammans med hem-avsiktsmetoden ökade prestandan konsekvent så länge som förutsägelsen var korrekt. Massmodellen utfördes offline och detta resultat användes sedan för att simulera massmodellens påverkan på estimering online. Detta visade på lovande resultat och visar på att ifall den metod kördes online så skulle pricksäkerheten kunna ökas, men är något som inte utförs i detta arbete utan lämnas som ett förslag på förbättring för framtida studier.

The transport industry makes up a significant portion of the carbon dioxide emissions and theg reenhouse effect. Although the transition to electric cars is already happening, the transition is not happening fast enough to meet the EU targets. Because of this, our study has the aim to investigate how the transition to electric cars can be accelerated in Sweden. The study has the goal to identify driving forces and barriers to the adoption of electric cars. Our study starts with a literature review used to gather insight into the research area and construct the data collection, which is done using a survey and interviews. Based on the empirical data, identified aspects are presented. The data from the survey and interviews are combined to label each aspect as a driving force or barrier. Multiple driving forces for electric cars were identified. One of them was the driving experience. Another was the low operational cost, which the potential adopters expected to remain low in the future. It was also found that the potential adopters have good faith in the future development of the charging infrastructure. Lastly, the visibility of electric cars in information channels and media was found to be prominent. With these aspects already being considered relatively good for potential adopters in Sweden, the focus should instead be put on the barriers. However, multiple barriers of significance were found. Most of these stem from limited range, slow recharging, and insufficient infrastructure. It was found that the slow charging and low density of fast charging stations made electric cars impractical except for shorter distances. Also, these factors create range anxiety for the drivers. To solve these issues, the government should incentivize the expansion of the fast-charging network. The purchase cost and total cost of the electric car were also found to be barriers. This is mainly due to the cost of the battery, which is significant. One suggestion is to remove the VAT for electric cars, such economic incentives have proven efficient in other places globally and will also be efficient in Sweden. / Transportbranschen utgör en betydande del av koldioxidutsläppen och växthuseffekten. Även om övergången till elbilar redan sker, sker inte övergången tillräckligt snabbt för att uppfylla EU:s emissionsmål. På grund av detta syftar vår studie till att undersöka hur övergången till elbilar kan påskyndas i Sverige. Studien har som mål att identifiera drivkrafter och hinder för införandet av elbilar. Vår studie börjar med en litteraturöversikt som används för att samla inblick i forskningsområdet och konstruera datainsamlingen, vilket görs med hjälp av en enkät och intervjuer. Baserat på empiriska data presenteras identifierade aspekter. Uppgifterna från undersökningen och intervjuerna kombineras för att märka varje aspekt som en drivkraft eller barriär. Flera drivkrafter för elbilar identifierades. En av dem var körupplevelsen. En annan var de låga driftskostnaderna, som de potentiella användare antog skulle förbli låga i framtiden. Det konstaterades också att de potentiella användare har god tro på den framtida utvecklingen av laddningsinfrastrukturen. Slutligen visade sig elbilarnas synlighet i informationskanaler och media vara framträdande. Eftersom dessa aspekter redan betraktas som relativt bra för potentiella adopterare i Sverige, bör fokuset istället läggas på hindren. Emellertid hittades flera hinder av betydelse. De flesta av dessa härrör från begränsat räckvidd, långsam laddning och otillräcklig infrastruktur. Det visade sig att den långsamma laddningen och den låga densiteten hos snabbladdningsstationer gjorde elbilar opraktiska förutom vid kortare sträckor. Dessa faktorer skapar också räckviddsångest för förarna. För att lösa dessa frågor bör regeringen uppmuntra utbyggnaden av snabbladdningsnätverket. Elbilens inköpskostnad och totalkostnad visade sig också vara hinder. Detta beror främst på kostnaden för batteriet, vilket är betydande. Ett förslag är att ta bort mervärdesskatten för elbilar, sådana ekonomiska incitament har visat sig vara effektiva på andra globala lägen, vilket kommer också att vara effektiva i Sverige.

The electric vehicle segments of companies have broadened, and their sales have increased in the past decade. The electric motorcycle sector is growing fast, with improved technology on electric powertrains, increased ranges, charging speeds, and infrastructure. Parallel to the increased sales, the electric battery sector is advancing rapidly, thereby lowering the environmental impacts of these vehicles. The competitive adventure sports sector also benefits from using electric powertrains with their incredible power-to-weight ratio and instant torque. The benefits of using electric vehicles over conventional ones can be seen during the use phase, with zero tailpipe emissions and clean, silent riding.   However, with the expansion of the electric motorcycle sector rolling out new technologies and models, there are uncertainties about whether the overall lifecycle has reduced impacts on the environment. Finding and improving the most sustainable model(s) or solution(s) implies scrutinizing the effects of these motorcycles on the environment, which is the goal of CAKE 0 Emission AB, a Swedish lightweight electric motorbike manufacturer.   The current project will assess the potential environmental impacts of Kalk&, an off-road electric motorcycle model certified for on-road use, designed, and manufactured by CAKE 0 Emission AB. For this purpose, Attributional Life Cycle Assessment was chosen as the method to study the impact of one whole motorbike over a lifetime of 500 battery charging cycles, used by a hypothetical example user in Stockholm, Sweden. The potential environmental impacts are focused on 12 categories using the ReCiPe Midpoint (H) method.   As expected from an electric vehicle, the results show that the impacts mainly stem from the manufacturing phase of the motorbike. The hotspots in the manufacturing phase arise from producing the battery, the electric motor, and the electrical components like lights, the charger, and cables. The materials used for construction that have a high share of impact are Copper and Aluminium. Another environmental hotspot is the casting manufacturing process. Within the vehicle use phase, the impact of using solar energy in Sweden for charging the batteries is not immediately intuitive and has shown to be higher than the Swedish electricity board mix; the results argue that the choice of electricity is vital in reducing emissions. Transporting the vehicle overseas by ship instead of by flight decreases emissions by about 82% to 97% within the various impact categories.   A sensitivity scenario was created for a hypothetical user in Barcelona, Spain, to better understand the influence of the selected lifetime and user behavior on the impacts. The results indicate that using an additional battery and thereby increasing the lifetime of the vehicle shows a 34% decrease in emissions per km driven within the lifetime of the motorcycle. Lastly, it is recommended whenever possible to source the numerous components of the vehicle closer to the assembly unit to reduce the transportation impacts incurred from transoceanic freight. / Företagens elfordonssegment har breddats och deras försäljning har ökat under det senaste decenniet. Den elektriska motorcykelsektorn växer snabbt, med förbättrad teknik på elektriska drivlinor, ökade räckvidder, laddningshastigheter och infrastruktur. Parallellt med den ökade försäljningen går elbatterisektorn snabbt framåt, vilket minskar miljöpåverkan från dessa fordon. Den konkurrensutsatta äventyrssportsektorn drar också nytta av att använda elektriska drivlinor med deras otroliga kraft-till-vikt-förhållande och omedelbara vridmoment. Fördelarna med att använda elfordon framför konventionella kan ses under användningsfasen, med noll avgasutsläpp och ren, tyst körning.  Men med expansionen av elmotorcykelsektorn som rullar ut nya tekniker och modeller, finns det osäkerheter om huruvida den övergripande livscykeln har minskat miljöpåverkan. Att hitta och förbättra de mest hållbara modellerna eller lösningarna innebär att man granskar dessa motorcyklars effekter på miljön, vilket är målet för CAKE 0 Emission AB, en svensk lättviktstillverkare av elmotorcykel.  Det aktuella projektet kommer att bedöma de potentiella miljöeffekterna av Kalk&, en terrängmodell av elektrisk motorcykel certifierad för användning på väg, designad och tillverkad av CAKE 0 Emission AB. För detta ändamål valdes Attributional Life Cycle Assessment som metoden för att studera effekten av en hel motorcykel under en livstid på 500 batteriladdningscykler, som används av en hypotetisk exempelanvändare i Stockholm, Sverige. Den potentiella miljöpåverkan är fokuserad på 12 kategorier med hjälp av metoden ReCiPe Midpoint (H).  Som förväntat av ett elfordon visar resultaten att effekterna huvudsakligen härrör från motorcykelns tillverkningsfas. Hotspots i tillverkningsfasen uppstår från att producera batteriet, elmotorn och de elektriska komponenterna som lampor, laddare och kablar. De material som används för konstruktion som har en hög andel av påverkan är koppar och aluminium. En annan miljömässig hotspot är tillverkningsprocessen för gjutning. Inom fordonsanvändningsfasen är effekten av att använda solenergi i Sverige för att ladda batterierna inte direkt intuitiv och har visat sig vara högre än den svenska elkortsmixen; resultaten talar för att valet av el är avgörande för att minska utsläppen. Att transportera fordonet utomlands med fartyg istället för med flyg minskar utsläppen med cirka 82% till 97% inom de olika påverkanskategorierna.  Ett känslighetsscenario skapades för en hypotetisk användare i Barcelona, Spanien, för att bättre förstå inverkan av den valda livslängden och användarbeteendet på effekterna. Resultaten indikerar att användning av ett extra batteri och därmed ökad livslängd på fordonet visar en 34% minskning av utsläppen per körd km under motorcykelns livslängd. Slutligen rekommenderas det när det är möjligt att köpa de många komponenterna i fordonet närmare monteringsenheten för att minska transportpåverkan från transoceanisk frakt.  Note: The abstract has been translated to Swedish from English using Google Translate

This report summarizes the thesis study carried out at Scania CV AB. The study presents design optimization of an interior permanent magnetic (IPM) synchronous machine. A parameterised Matlab tool was developed in order to serve the optimization routine. In this routine, multiple IPM geometries are dynamically generated and analyzed using the finite element method (FEM) software Flux 2D. Using the Secant method, algorithms to estimate the optimum current and control angle throughout the speed range both below and above base speed, were developed and integrated with the Matlab tool to perform design optimization towards the drive cycle. The genetic algorithm available in the Matlab’s global optimization toolbox has been utilised for the multi-objective optimization setup. / Denna rapport sammanfattar examensarbetet som genomförts på Scania CV AB. Studien presenterar en designoptimering av en permanentmagnetiserad (IPM) synkronmaskin. Ett parametriserat Matlab-verktyg för optimeringar utvecklades for att dynamiskt generera geometrier för att utföra simuleringar med hjälp av FEM-programvara (Flux2D®). Med hjälp av Sekant-metoden utvecklades och integrerades algoritmer för att estimera den optimala strömmen och styrvinkeln i hela varvtalssområdet, både under basvarvtal och i fältförsvagningsområdet. Med hjälp av Matlab-verktyget kunde sedan designoptimering för en given k¨orcykel utföras. Den genetiska algoritmen som finns tillgänglig i Matlabs globala optimeringsverktygslåda har använts för det multi-objektiva optimeringsprogrammet.