Baterijska električna vozila imaju značajno smanjen domet u ekstremno toplim i hladnim okolišnim uvjetima zbog visoke potrošnje električne energije od strane sustava grijanja i hlađenja putničkog prostora (HVAC sustavi). Stoga se električna vozila opremaju novim, energetski učinkovitim, integriranim HVAC sustavima, koji se trebaju optimalno upravljati radi postizanja maksimalne energetske učinkovitosti uz zadržavanje visokog stupnja toplinske ugode. U radu se prvo prikazuje novi koncept HVAC sustava temeljen na principu dizalice topline koji osim hlađenja omogućava i grijanje putničkog prostora. Za modelski zasnovano optimiranje i upravljanje postavljaju se upravljanju-orijentirani modeli predmetnog HVAC sustava koji se parametriraju na temelju detaljnog fizikalnog simulacijskog modela. Zatim se provodi numeričko optimiranje upravljačkih varijabli, koje se temelji na dinamičkom programiranju te daje uvide u optimalno ponašanje sustava u zimskim i ljetnim okolišnim uvjetima, kao i temeljne smjernice za sintezu sustava upravljanja. Prvi predloženi sustav upravljanja uključuje kaskadnu regulaciju temperature zraka u putničkom prostoru vozila uz optimalnu alokaciju upravljačkih ulaza i podređenu regulaciju HVAC sustava. Mape optimalne alokacije formiraju se van realnog vremena primjenom višekriterijskog optimiranja na temelju genetskog algoritma i detaljnog fizikalnog modela, pri čemu se u prvom problemu optimiranja maksimizira koeficijent učinkovitosti HVAC sustava, a u drugom problemu minimizira potrošnja električne energije i indeks toplinske ugode. Drugi predloženi sustav upravljanja uključuje nelinearno modelsko prediktivno upravljanje (NMPC), koje zadaje reference podređenim regulacijskim krugovima HVAC sustava. NMPC minimizira potrošnju električne energije i indeks toplinske ugode, uzimajući u obzir dinamiku i ograničenja sustava te postojanje informacije o poremećajnim varijablama na pomičnom vremenskom horizontu u budućnosti. Projektirani upravljački sustavi podrobno su ispitani u simulacijskom okruženju. K tome, sustav kaskadne regulacije s optimalnom alokacijom upravljačkih ulaza implementiran je na eksperimentalnom električnom vozilu B klase i ispitan u laboratorijskim uvjetima.