Global warming imposes great challenges, and anthropogenic greenhouse gas emissions have to be reduced by active measures. The transportation sector is one of the key sectors where significant reductions are desired. Within a vehicle, the cooling/thermal management system is a subsystem intended for temperature control of automotive components. Reducing the power consumption for thermal management is one of several possible ways to reduce the environmental impact of the vehicle. This report considers an existing reference cooling system, with three separate circuits at different temperature levels. The purpose is to suggest improvements to the reference system with respect to increasing energy efficiency as well as reducing the number of components. Potential improvements are identified during a literature study, and then evaluated one by one. After the first evaluation, four improvements are selected: Firstly, a liquid-to-liquid heat exchanger in high temperature circuit, with connections to both the medium and low temperature circuits. Secondly, common medium/low temperature radiators, which can be allocated according to cooling demand. Thirdly, pipe connections for coolant transfer between the low and medium temperature circuits. Finally, a liquid-cooled condenser in the active cooling system, cooled by the medium temperature circuit. The result is a system with flexible radiator allocation, more even load distribution, ability to heat components using heat losses from other components, and one radiator less than the reference system. A complete system evaluation is performed in order to find the most beneficial arrangement of the components. Steady state calculations are performed in MATLAB, using five different operational cases as input data. Out of six different alternatives, one is recommended for high load operation and another for low load operation. The difference between the two is the position of the condenser, since a low condensation temperature should be prioritized at part load but not at high load. The main uncertainties of this report are steady state calculations, which are not fully reflecting real driving situations, and approximations due to lack of input data. For further work, verification of these results by transient simulations and practical testing is recommended. Removing one of the high temperature radiators could be investigated, as well as downsizing the medium temperature radiator. Integration with the cabin thermal management system, which is beyond the scope of this report, is also a relevant area for future investigation. By suggesting improvements to an automotive subsystem, this report strives to make a difference on a small-scale level, but also to contribute to an ongoing transition process on the global level. / Den globala uppvärmningen medför stora utmaningar, och de antropogena växthusgasutsläppen måste minskas genom aktiva åtgärder. Transportsektorn är en av de viktigaste sektorerna där avsevärda utsläppsminskningar eftersträvas. I ett fordon är kylsystemet ett delsystem avsett att kontrollera temperaturen på komponenter som är viktiga för fordonets funktion. Att sänka kylsystemets effektförbrukning är ett av flera möjliga sätt att minska fordonets miljöpåverkan. Den här rapporten utgår från ett befintligt referenskylsystem, med tre separata kretsar som arbetar vid olika temperaturnivåer. Syftet är att föreslå förbättringar för att öka energieffektiviteten, samt minska antalet komponenter i systemet. Potentiella förbättringar identifieras genom en litteraturstudie, och utvärderas därefter en efter en. Efter denna utvärdering väljs fyra förbättringar ut: För det första, en vätskevärmeväxlare i högtemperaturkretsen, med anslutningar till både mellan- och lågtemperaturkretsen. För det andra, gemensamma mellan- och lågtemperaturkylare, som kan fördelas mellan kretsarna efter behov. För det tredje, röranslutningar för överföring av kylvätska mellan låg- och mellantemperaturkretsen. Slutligen, en vätskekyld kondensor i det aktiva kylsystemet, vilken kyls av mellantemperaturkretsen. Resultatet är ett kylsystem med flexibel tilldelning av kylare, jämnare fördelning av värmeförluster, möjlighet att värma komponenter med förlustvärme från andra komponenter, samt en kylare mindre än referenssystemet. Som sista steg genomförs en helsystemsutvärdering, för att hitta det mest fördelaktiga sättet att placera komponenterna i förhållande till varandra. Stationära beräkningar utförs i MATLAB, med fem olika driftfall som indata. Av sex olika utformningar rekommenderas en för drift med hög belastning, och en annan för drift med lägre belastning. Skillnaden mellan dem är kondensorns placering, på grund av att en låg kondensationstemperatur bör prioriteras vid låg belastning men inte vid hög belastning. Den största osäkerheten i tillvägagångssättet är de stationära beräkningarna, som inte helt motsvarar verkliga körfall, samt approximationer som gjorts vid brist på indata. För framtida arbete rekommenderas verifiering av dessa resultat genom transienta simuleringar och praktiska tester. Att ta bort en av högtemperaturkylarna och/eller minska storleken på mellantemperaturkylaren kan också undersökas. Även integration med kupéns värme- och kylsystem, vilket ligger utanför ramen för denna rapport, är ett relevant område för fortsatta undersökningar. Genom att föreslå förbättringar av ett delsystem i ett fordon strävar denna rapport efter att åstadkomma förbättringar på liten skala, men också att bidra till en pågående omvandling på den globala skalan.

I detta examensarbete simuleras ett värmehanteringssystem i Matlab Simulink för en elektrisk lastbil, det för att värmehantera fordonets klimat. Där en värmepump används för nedkylning av kupé och batteri samt en PTC (elektrisk värmare) för uppvärmning av detsamma. Värmepumpen fungerar genom att kompressorn förångar R-134a kylmedlet i systemet som sedan omvandlas till vätska vid nedkylning av kondensorn som utbyter energi med omgivande luften. Vätskan skickas vidare till en mottagare som filtrerar kylmedlet för att sedan överföras till en expansionsventil som kontrollerar trycket i systemet. Vätskan går sedan till evaporatorn för att kylas ned av ett utbyte med varmare omgivande luft från kupén, därefter börjar nedkylningsproessen om. PTC värmaren har en passiv uppvärmningsfunktionaliteten som tar emot ström genom ett motstånd och värmer komponenten med hjälp av en vattencykel. Batteriets räckvidd minskar vid fel temperaturer därav kan batteriets temperatur kontrolleras i drift. Det för att teoretiskt öka räckvidden på fordonet genom att ha batteriet vid en mer gynnsam temperatur. En förstudie genomförs där data samlas in för att sedan modellera och redovisa simulerade resultat som åstadkoms för olika scenarion med uppvärmning och nedkylning. Det visar sig att systemets batteri tar för lång tid vid nedkylning och uppvärmning på grund av dess stora massa. Detta då batteriet inte når måltemperaturen under simuleringens gång som körs i 1 timme och därav inte efter komforttiden som är 10 minuter. Vidare når kupéns delar önskad temperatur inom simuleringstiden förutom under kupéns nedkylning där taket kyls långsammare än önskat. Den enda delen av kupén som uppnår komforttiden är kupéns sidor vid uppvärmning. Vilket betyder att optimeringar på systemet bör tillämpas för att åstadkomma bättre och mer realistiska resultat. / In this thesis, a thermal management system is simulated in Matlab Simulink for an battery electric truck, in order to thermally manage the vehicle's climate. A heat pump is implemented to cool down the cabin and battery while a PTC (electric heater) is implemented to heat the systems respectively. The heat pump works by the compressor vaporizing the R-134a refrigerant in the system, which is then converted to liquid when cooled by the condenser, which exchanges energy with the surrounding air. The liquid is sent further to a receiver that filters the refrigerant and is then transferred to an expansion valve that controls the pressure in the system. The liquid then goes to the evaporator to be cooled by an exchange with warmer ambient air from the vehicle cabin, after which the cooling process begins again. The PTC heater has a passive heating functionality that receives current through a resistor and heats the component using a coolant loop. The battery's range is reduced at incorrect temperatures, therefore the battery's temperature can be checked during operation. This is to theoretically increase the range of the vehicle by having the battery at a more favorable temperature. A pre-study is carried out where data is collected to then model, and present simulated results that were achieved for different scenarios with heating and cooling. It turns out that the system's battery takes too long to cool down and warm up due to its large mass. This is because the battery does not reach the target temperature during the course of the simulation, which is run for 1 hour, and therefore not after the comfort time which is 10 minutes. Furthermore, the parts of the cabin reach the desired temperature within the simulation time, except during the cooling down of the cabin, where the roof cools more slowly than desired. The only part of the cabin that achieves the comfort time is the sides of the cabin when heated. Which means that optimizations to the system should be applied in order to achieve better and more realistic results.