This  master  thesis  was  performed  together  with  the  Vehicle  Dynamics  department  at  Volvo  Cars,  Torslanda.  Volvo Cars is a global producer of passenger cars. With increasing demand of safety, vehicle stability and efficiency, coupled to  customer  demands  of  agility  and  driving  pleasure  from  passenger  cars,  there  is  a  need  of  active  systems  to  both enhance the vehicle dynamics while preserving or increase the efficiency of the vehicle. Therefore, it is of necessity to evaluate possible alternatives to existing systems in order to fulfil these demands. The scope of this Master Thesis was to evaluate the control algorithm “G-vectoring”, used to control yaw response in transient manoeuvres by controlling the longitudinal acceleration and thereby the load transfer. Further, the control algorithm was to be used with the ICE-driveline as actuator to obtain the longitudinal acceleration. The controller was to be evaluated in terms of handling, comfort, applicability and efficiency. The project consisted of two phases: first, a full factorial parameter study was performed using six vehicle specific factors  and  1  environmental  factor,  friction  coefficient,  to  evaluate  the  general  effects  of  the  driveline  controller. Further, to understand on which vehicle the controller would be most applicable on in terms of handling and comfort, and how it affected the general efficiency of the vehicles. The full factorial test was done using simulations, using a one-track model extended with a simple load transfer model, and magic-formula tyres. The driveline used was a Volvo T5  FWD  petrol  driveline  with  6  speed  automatic  Gearbox.  The  full  factorial  experiment  was  done  using  three manoeuvres, step steer, sine with dwell, and closed loop driving. The  second  phase  was  to  answer  how  the  controller  affected  the  handling  and  comfort  of  the  vehicle  using subjective and objective assessment. In this stage, the controller was implemented to be used by real drivers in Volvo Cars driving simulator, using VI-CarRealTime as simulation tool. The controller was tuned for the nonlinear system with gain scheduling approach, and a linear description of the system was developed. The subjective assessment was done over a set of two tests, the first consisting of free driving in the linear range on a 3km test track for 8 laps, the first 4 with the controller active, and second with the controller inactive. The second was a set of 10 consecutive ISO 3888-2 Double Lane changes   (DLC), the first 5 with the controller active, and the last 5 with the controller inactive. The subjective assessment was done with a 1-10 scale similar to SAE J1441. The objective evaluation was done only using the data obtained from the DLC test, as it poses a confined path for the driver to follow. The results from the full factorial test show that the controller can affect the yaw damping, yaw stability, steering angle variance and yaw response of a passenger car. Further, the results indicate that the controller can be expected to have the largest effect on a vehicle that has low mass, low inertia and a high centre of gravity. It was also found that the controller poses a more fuel-efficient way of controlling yaw compared to a ESC equipped vehicle. From the driving simulator test, it was found that the controller had better subjective rating  overall in  terms  of steering  and  handling  on  a  general  steering  feel  and  handling  feel  level.  On  a  more  detailed  level  the  subjective assessment saw the largest advantages of the controller in terms of straight ahead response, under/oversteer at power on/off, and transitional stability, controllability and capacity feel. The disadvantage is primarily less torque feedback and less controllability at power on/off. In the objective metrics, the effect of the controller indicates a general decrease of the steering variance and an a decrease of the steering peak-to-peak values. The conclusion is that G-vectoring can enhance the lateral response and reduce the steering effort of a passenger car, and that the effects from G-vectoring can be felt by the driver.

Commercial aviation accounts for 2,4% of the total carbon dioxide emissions. This number is expected to reach 25% in 2050. In contrast to flying, the most energy efficient transportation mode is rail. In Sweden, rail and air are the most competitive on the distance Stockholm-Gothenburg due to similar total travel time. The most popular high-speed train on this distance is X2000. X2000 is electrified, contributing to merely indirect carbon emissions. Considering electricity as an energy source, the corresponding air transportation mode with respect to X2000 would be electric aircraft. This study investigates if electric aircraft could compete with electric trains on the distance Stockholm-Gothenburg in the foreseeable future. The objective was to identify challenges regarding electrification of aircraft using X2000 as a benchmark. These challenges were determined through a comparison between electric aircraft and electric train. In general, the comparison contains an analysis of cost, environmental impact, safety, comfort and time. In particular, the ticket price, carbon dioxide emissions, fatality rate, interior and exterior noise and transportation time were studied. The comparison was performed through a literature study. The results depicted electric aircraft could in the best-case scenario be slightly cheaper than the corresponding high-speed train option. Conversely, electric aircraft have somewhat higher energy consumption than X2000, hence the indirect carbon dioxide emissions from the electricity production are higher. However, these emissions are significantly lower than those from conventional aircraft. Regarding safety, electric aircraft are predicted to be safer than conventional ones, and therefore even safer than trains. Furthermore, electric aircraft contribute to less noise pollution than X2000. Though, the interior noise level is lower in a train car of X2000 than in a cabin of an electric aircraft. Concerning time, electric aircraft would even in the worst-case scenario have the same transportation time as X2000. Therefore, it was concluded that electric aircraft could compete with electric trains for short travel distances such as Stockholm-Gothenburg, in the foreseeable future.

Idag utvecklas elbilar och hybrider i hög takt och det har samtidigt väckts många diskussioner om de verkligen är bättre för miljön än bilar med traditionella förbränningsmotorer. Förutom miljöaspekten diskuteras även priset för de olika drivmedlen eftersom elbilar ofta har ett betydligt högre inköpspris än bilar med förbränningsmotorer.  Denna rapport undersöker och jämför bilar med olika drivsystem i syfte att utvärdera vilket alternativ som just nu är billigast och mest klimatsmart. Drivsystemen som analyseras är diesel (ICE), bensin (ICE), plug-in hybrid (PHEV) och el (BEV). Studien genomförs genom en jämförelse av utvalda personbilar i olika segment med olika drivsystem. En litteraturstudie genomförs för att hitta relevant fakta och liknande vetenskapliga rapporter. Studien redovisar kostnader vid inköp och årliga kostnader vid en körsträcka om 1100 mil per år, vilket var den genomsnittliga körsträckan för en personbil i Sverige år 2020. Även totala CO2-utsläpp tas fram, från tillverkning och årliga utsläpp utifrån den den genomsnittliga årliga körsträckan. Studien tar sedan fram ett medelvärde av dessa faktorer för samtliga utvalda modeller för respektive drivsystem och analyserar resultaten för en period av 10 år.  Resultatet visar att el- och hybridalternativen är något dyrare i inköp än alternativen med förbränningsmotor. Efter cirka fem och ett halvt år går alternativen med förbränningsmotor om och blir totalt sett dyrare än elalternativen. Plug-in hybrider blev dyrast under hela 10-års perioden, men då får man beakta att dessa ofta kommer med en högre utrustningsstandard och starkare motor än de andra alternativen i studien.  Även CO2-utsläppen var liknande för både diesel- och bensinalternativen under hela 10-års-perioden. För BEV och PHEV togs två värden fram, ett lågt för det lägsta värdet av utsläpp vid tillverkning och laddning av el med hållbar el, och ett högt för de högsta värdena.  När de höga värdena användes var PHEV och BEV de alternativen som släppte ut mest CO2 under hela perioden. När de låga värden användes blev de totala utsläppen lägre för BEV och PHEV än för ICE redan efter 1 år.  Rapporten bygger på många antaganden och förenklingar. Flera faktorer som kan spela roll för resultaten är inte inkluderade. Resultaten gäller endast för den svenska marknaden samt endast för modellerna inkluderade i denna studie. Väljs andra eller fler modeller kan resultaten bli annorlunda.

A more sustainable society can be accomplished by electrifying the road transportation sector, which the year 2016 emitted 11,9 \% of the global greenhouse emissions. To accelerate this transformation, dynamic charging via electric road systems (ERS) can be implemented, allowing electric vehicles (EV) to become cheaper and achieve lower energy consumption thanks to smaller batteries.  The purpose of this thesis is to expand the knowledge of different charging technologies and present, analyze and compare various ERSs. Based on a comprehensive literature study conductive, inductive, and capacitive supply systems are found to be the main charging technologies. After explaining the physics, the dynamic charging systems using these technologies from the side, above, underneath the vehicle, and via the wheels are presented together with my concepts.  Analyzing all researched ERSs, the overhead catenary conductive system is most mature but only useful for trucks and buses. Its high efficiency is also found in conductive rail systems which can be used by all EVs but have an impact on the road. A resonant inductive coupling under the vehicle is a very practical system that has a lower impact but also a little lower efficiency, power transfer capability, and is more expensive. Placing the coupling in the wheels results in a more complex system with worse power transfer capability due to the steel belt inside the tyre, but has great development potential. The capacitive coupling in the wheels has also been reviewed and judged to have a low power transfer due to safety reasons of radiofrequency electric fields transmission.

Arbetet har fokus på att minska luftmotståndet på lastbilar genom att undersöka alternativa former på trailern. Detta gjordes då mycket resurser läggs på aerodynamik kring hytten på lastbilar men lite arbete på baksidan av trailer.  Minskning av luftmotståndet på lastbilar skulle leda till ett längre effektbehov för att driva lastbilar. Även om lastbilar i framtiden inte drivs på brännbart bränsle kan en minskning av luftmotståndet motiveras starkt för att minska energiåtgången för framfart vilket bland annat ökar räckvidden för lastbilen då den är eldriven. Detta skulle motivera snabbare implementering av eldrivna lastbilar. Arbetet analyserade tidigare rapporter inom området som undersökte olika lösningar. Sedan undersökte arbetet genom simuleringar om liknande resultat som tidigare arbeten kommit fram till kunde nås. Detta lyckades arbetet med vilket därmed påvisar hur stor minskningen av luftmotståndet blev med de lösningar som undersöktes.  De lösningar som ansågs vara mest effektiva var att ha klaffar på baksidan av trailern med en längd på 0,5 m och lösningen där trailern tak var välvt. Lösningen med klaffar gav en minskning av luftmotståndet på 9%. Lösningen med välvt tak gav en minskning på 8% av totala lastvolymen på lastbilen men en minskning av luftmotståndet på ca. 24%.  En annan lösning som undersöktes var en lösning där takhöjden kunde sänkas med 0,5 m när lastbilen inte har någon last. Detta gav en simulerad minskning av luftmotstånd på 21%.

Transportbehovet ökar kontinuerligt och järnvägen spelar en allt viktigare roll i framtidens gods- och persontransporter. Klimatmålen gör att det ställs allt högre krav på mer effektiva transportlösningar. För att kunna uppfylla dessa krav behöver nya metoder och ny teknik utvecklas. I detta arbete analyserades den data som Stockholms pendeltågs tillståndsövervakningssystemet tillhandahåller. Syftet var att utvärdera möjligheterna att använda data från tillståndsövervakningssystemet för att effektivisera MTRs logistik för avhjälpande underhåll. Målet var att identifiera mellan vilka felkoder som aktiveras i fordonen och vilka underhållsåtgärder som vidtas i verkstaden det finns korrelation. Analysen genomfördes för delsystemet dörrar, specifikt för passagerardörrar. Utgångspunkten var att analysera den data som tillhörde en av de topp sex åtgärdskategorier av mätningar genomförda under 2020. Under analysens förlopp identifierades uppkomsten av en kombination av felkoder eller en enskild felkod som var kopplade till de åtgärder som kräver att dörrparets styrdator byts ut. Datahanteringen utfördes i en arbetsyta som skapades i MATLAB. Analysen konstaterade att två olika felkoder var ofta förekommande för åtgärden. Felkoden ”18. xx45-48: Tekniskt fel” förekom med den relativa frekvensen 65 % och felkoden ”11. xx03-06: Tekniskt fel” förekom med 12 %. Kännedom om vilka felkoder som leder till specifika åtgärder ger möjlighet för användning av tillståndsövervakningssystemet för planering av underhåll. Ytterligare en analys för att mäta uppkomstfrekvensen av felkoderna i systemet skulle behövas. Analysen skulle klargöra om det är möjligt att använda informationen för att planera avhjälpande underhåll utan behov av tidigare felsökning av fordonet i underhållsverkstaden.

Syftet med detta arbete är utveckla ett mätsystem bestående av trådtöjningsgivare för att mäta de aerodynamiska lasterna på segelbåtens Christianes vingar i tre frihetsgrader. Christiane är en 7 meter lång modell av konceptfartyget wPCC-Oceanbird, ett seglande fraktfartyg som utvecklats genom ett samarbete mellan Wallenius Marine, SSPA och KTH. Att mäta de aerodynamiska lasterna på vingarna är intressant för att kunna utvärdera seglingsprestandan och optimera trimningen för optimal framdrift. Först ställdes en modell upp, för att bestämma de aerodynamiska laster som verkar på en vinge samt vilka inre laster i masten dessa orsakar. Efter det bestämdes placeringen av trådtöjningsgivare och systemet installerades på en testvinge.Sedan utvecklades en kalibreringsmetod där kända laster applicerades för att bestämma en kalibreringsmatris via minsta kvadratmetoden.För att filtrera bort yttre störningar har ett exponentiellt glidande medelvärde implementerats. Två seglingar gjordes med testvingen. En med enbart en vinge och en med fyra vingar på Christiane. Vid dessa samlades det in data och fastställdes att systemet fungerade.  Systemets mätvärden rörde sig dock över tid i ett transient förlopp. Detta tros bero på misstag som gjorts vid installation av systemet på testvingen och bör kunna minimeras genom ökad noggrannhet vid installation på övriga vingar.

Den tekniska utvecklingen har under de senaste åren gått väldigt snabbt och allt i samhället blir mer automatiserad samt robotar sköter många arbetsuppgifter i stället för människan redan idag inom många områden. Detta sker även inom fordonsindustrin. Ett viktigt mål är att reducera den mänskliga faktorn och tillverka självkörande fordon för att minska antalet olyckor och uppnå säker transport. Syftet med arbetet är att undersöka hur långt utvecklingen av autonoma fordon har kommit med fokus på vägfordon. Detta sker genom att studera de befintliga systemen och hur de behöver utvecklas, samt vilka nya system man behöver ta fram för att kunna tillverka autonoma fordon som kan utföra alla köruppgifter under alla omständigheter helt utan förarens hjälp. En litteraturstudie och informationssökning har gjorts för att kunna besvara frågeställningen. Autonoma fordon och de olika system som utgör dem har studerats. Systemen delads in i grupper efter deras funktion inför studien. Både befintliga system och system som är under utveckling har studerats. Studien har visats att utvecklingen av autonoma fordon är på gång framåt och man har kunskapen för att bygga upp en prototyp, men det behövs betydligt mer tid innan man kan tillverka en produkt som kan köra på vägarna utan problem. Utvecklingen av autonoma fordon är i de tidiga faserna och det är bara början av en ny era. Innovationer inom algoritmer, systemintegrationer och molnplattformar krävs för att kunna utveckla autonoma fordon. Man måste också samla in tillräckligt många datamängder om de olika körsituationer som autonoma fordon kan utsattas för.

I denna rapport beskrivs framtagandet av en bärande bottenplatta i form av en sandwichkomposit till ett rälsforrdon med avsikt att delta i tävlingen Delsbo Electric. Det lag i som färdas över tävlingssträckan med lägst spenderad energi per transporterad person och kilometer vinner tävlingen. För att uppnå hög energieffektivitet var målet med detta projekt att designa en så lätt bottenplatta som möjligt. Generella mått samt lastfall bestämdes genom jämförelse mellan ett antal olika kombinationer av passagerarfördelningar. En litteraturstudie av sandwich­, komposit­ samt balkterori genomfördes för kunna bygga en modell i MATLAB av hur spänningar och deformationer uppstår i plattan. Den resulterande designen av bottenplattan är 1.3 m bred och 2.35 m lång. Sandwichstrukturen består av ett kolfiberkomposit­ytskikt med en epoxybaserad vinylestermatris tillsammans med en kärna i PVC­skum. Optimala tjocklekar hos ytskikt samt kärna är tf = 1 mm respektive tc = 18 mm, den resulterande totalvikten blir 13.75 kg. Vacuum­injection moulding anses som lämpligaste metod förproduktion. I framtida arbete bör bottenplattan modelleras i tillgängligt FEA­program för detaljerad analys av hur strukturen beter sig under mer komplicerade dynamiska lastfall.

Delsbo electric är en tävling för universitet där målet är att bygga det mest energieffektiva rälsfordonet. Detta fordon ska köra mellan en till sex passagerare längs ett 3.36 km långt spår. En av aspekterna man bör tänka på för att konstruera det mest energieffektiva fordonet är vikten. För att reducera vikten så kommer lätta kompositmaterial användas. I denna rapport så kommer lösningar för infästningar av hjullager, bromsok och elektronik tas fram och dimensioneras. Kravspecifikation, lastfall och matrialegenskaper har använts för att kunna ta fram tillförlitliga och lätta infästningar. Elektroniken kommer att placeras i en låda som sedan tejpas mot bottenplattan med hjälp av MVHB Speciality Tape4930. Hjullagren kommer att fästas med två stycken skruvar i bottenplattan. Två extraplattor av aluminium SS 4212­06 med måtten 6.5 x 6.5 x 1.8 cm kommer att sitta på vardera sida om bottenplattan för att sprida ut förspänningskraften från varje skruv. Bottenplattan kommer även att förstärkas lokalt under varje lager med en kärna av balsaträ med måtten 16 x 16 x 2.5 cm. Bromsoket kommer att fästas på ett liknande sätt med två stycken skruvar och två aluminiumplattor per skruv med måtten 6.7 x 6.7 x 1.8 cm samt en förstärkt kärna av balsaträ med måtten 16 x 16 x 2.5cm. Infästningarnas totala vikt är 4.31 kg