Design exploration in modular frame architecture for battery electric motorcycles.
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Arts, Design and Architecture |
Master's thesis
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi
Location:
P1 OPINNÄYTTEET D 2019 Piippo
Authors
Date
2019
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Collaborative and Industrial Design
Language
en
Pages
105
Series
Abstract
The world is transitioning towards sustainable transportation, but motorcycle manufacturers seem reluctant to embrace new technologies like electric propulsion. New manufacturers are entering the field but the desirability and therefore sales of their products are hindered by a lack of originality in design. As long as electric motorcycles are designed by mimicking petrol powered ones, they will be inherently disadvantaged by unnecessary constraints in design and performance capabilities. Background research in this thesis starts with a question: how does a modular electric motorcycle frame architecture open up possibilities in riding ergonomics and future proof motorcycle design? After specifying the role electric motorcycles could have in personal transportation in a changing world, the goal is to find the best ways to make battery electric motorcycles superior to petrol powered motorcycles in terms of all-round riding experience. A thorough overall understanding on all various challenges and advantages of different powertrains is established before narrowing focus to three currently popular sporty motorcycle segments. Areas of improvement potential are examined by comparing component placement in current electric motorcycles and their petrol powered counterparts, as well as describing multiple test rides to perceive the differences in riding experience. The production phase starts with a step-by-step process of determining a coherent order of importance for various design variables. Starting from the rider and going through aerodynamics and technical component packaging, this thesis ends up with a whole technical concept built around the rider. Physical riding modes and ways to provide an equal riding experience for different sized riders, are examined through adjustable lower body ergonomics. The project results in a new frame architecture with interchangeable frame modules which constitute an electric motorcycle platform. On top of this platform, three models in previously chosen segments are presented. These three models are used to highlight how small differences in dimensions can lead to significant changes in rider posture and experience.Maailma on siirtymässä ympäristöystävällisiin ja kestäviin matkustusmuotoihin, mutta moottoripyörävalmistajat eivät näytä haluavan omaksua uusia teknologioita, kuten sähköisiä voimalinjoja. Alalle perustetaan jatkuvasti uusia valmistajia mutta omaleimaisuuden puute rajoittaa heidän tuotteidensa teknisiä ominaisuuksia ja samalla myyntiä. Niin kauan kun sähköiset moottoripyörät suunnitellaan polttomoottorin ympärille suunniteltuja moottoripyöriä jäljitellen, niiden suorituskyvyssä ja ominaisuuksissa tulee olemaan tarpeettomia rajoitteita. Opinnäytteen taustatutkimus alkaa kysymyksellä: kuinka modulaarinen sähkömoottoripyörän runkoarkkitehtuuri voisi tarjota uusia mahdollisuuksia ajoergonomiaan sekä aikaa kestävään moottoripyörien suunnitteluun? Ensimmäisenä määritellään, mikä rooli moottoripyörillä voisi olla osana henkilökohtaisen liikkumisen sektoria muuttuvassa maailmassa. Sen jälkeen tavoitteena on löytää parhaat keinot joilla sähkömoottoripyörä voisi tarjota monenlaiseen käyttöön sopivan ja kaikin puolin paremman ajokokemuksen niitä vastaavaaviin polttomoottoripyöriin verrattuna. Opinnäytteessä hankitaan kattava käsitys erilaisten voimalinjojen haasteista ja eduista, jonka jälkeen huomio keskitetään kolmeen tällä hetkellä suosittuun urheilulliseen mallisegmenttiin. Potentiaalisia kehityskohteita tarkastellaan vertailemalla komponenttien sijoittelua nykyisissä sähkömoottoripyörämalleissa ja niitä vastaavissa polttomoottoripyörissä. Tämän lisäksi kuvaillaan ajotestejä ajokokemusten erojen hahmottamiseksi. Produktio-osuus alkaa kaikkien suunnittelun raja-arvojen asettamisella ymmärrettävään tärkeysjärjestyksen. Alkaen kuljettajasta ja etenemällä aerodynamiikan kautta komponenttien asetteluun ja paketointiin, opinnäyte päätyy kuljettajan ympärille suunniteltuun kokonaisvaltaiseen tekniseen konseptiin. Fyysisiä ajomoodeja sekä tapoja tarjota yhdenmukainen ajokokemus kaikenkokoisille kuljettajille tarkastellaan jalkojen seudun muutettavan ajoergonomian kautta. Projekti johtaa uudenlaiseen runkoarkkitehtuuriin, jossa keskenään vaihdettavissa olevat runkomoduulit muodostavat moneen kykenevän sähkömoottoripyörän alustaratkaisun. Tämän alustan päälle esitetään kolmea erilaista mallia aiemmin valittujen mallisegmenttien sisällä. Näillä malleilla korostetaan keinoja joilla saadaan pienillä mittasuhteiden muutoksilla merkittäviä eroja ajoasennossa ja ajokokemuksessa.Description
Supervisor
Miettinen, EeroThesis advisor
Miettinen, EeroKeywords
electric motorcycle, vehicle platform, transportation, ergonomics, industrial design, modularity, sustainability, product architecture