Das Projekt "Teilvorhaben: Karlsruher Institut für Technologie (KIT): Reglerkonzept für die prädiktive Steuerung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Fahrzeugsystemtechnik, Teilinstitut Bahnsystemtechnik durchgeführt. Bei schienengebundenen Fahrzeugen kann eine vorausschauende Fahrstrategie unter Berücksichtigung von Echtzeitdaten wie Position, Höhenprofil und Fahrplan maßgeblich zur Verbrauchs- und Emissionssenkung beitragen. Ein selbstlernender Regler, welcher den Kraftstoffverbrauch auf bereits befahrenen und somit bekannten Strecken weiter optimiert, ergänzt die vorgenannte prädiktive Regelung. In Kombination mit der elektrischen Kopplung und Regelung mehrerer Hybrid-Antriebsanlagen über Fahrzeugteile hinweg und insbesondere unter Einbringung eines elektrischen Energiespeichers ist eine weitere Effizienzsteigerung z.B. durch Abschaltung von Antriebsanlagen im Teillastbereich und rein elektrischem, emissionsfreiem Betrieb auf elektrifizierten und nichtelektrifizierten Strecken zu erwarten. Der Lehrstuhl für Bahnsystemtechnik am Institut für Fahrzeugsystemtechnik des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) begleitet die Messungen des Istzustands und des umgesetzten Systems auf dem Prüfstand. Er erarbeitet ein Reglerkonzept für die prädiktive Steuerung und den selbstlernenden Regler. Die dafür benötigten Parameter werden bestimmt. Es werden Simulationsmodelle des Antriebsstrangs erstellt, mit deren Hilfe die vorgeschlagenen Konzepte simulativ in verschiedenen Betriebssituationen erprobt werden können. Mit den Simulationsergebnissen können die zu realisierenden Konzepte ausgewählt werden. Nach erfolgreicher Inbetriebnahme auf dem Prüfstand werden die Simulationsergebnisse durch Messungen verifiziert.
Das Projekt "Teilvorhaben Akasol: Entwicklung einer hochleistungsfähigen Lithium-Ionen-Batterie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Akasol GmbH durchgeführt. Bei schienengebundenen Fahrzeugen kann eine vorausschauende Fahrstrategie unter Berücksichtigung von Echtzeitdaten wie Position, Höhenprofil und Fahrplan maßgeblich zur Verbrauchs- und Emissionssenkung beitragen. Ein selbstlernender Regler, welcher den Kraftstoffverbrauch auf bereits befahrenen und somit bekannten Strecken weiter optimiert, ergänzt die vorgenannte prädiktive Regelung. In Kombination mit der elektrischen Koppelung und Regelung mehrerer Hybrid-Antriebsanlagen über Fahrzeugteile hinweg und insbesondere unter Einbringung eines elektrischen Energiespeichers ist eine weitere Effizienzsteigerung, z.B. durch Abschaltung von Antriebsanlagen im Teillastbereich und rein elektrischem, emissionsfreiem Betrieb auf elektrifizierten und nichtelektrifizierten Strecken, zu erwarten. AKASOL wird in diesem Zusammenhang einen hochleistungsfähigen Lithium-Ionen Batteriespeicher zur Koppelung an den elektrischen Antriebsstrang entwickeln. Hierbei werden verschiedene Ziele verfolgt. Zum einen soll die Leistungsdichte, bezogen auf die kontinuierlich abrufbare Leistung, im Vergleich zum Stand der Technik gesteigert werden. Dies wird durch den Einsatz neuer Zelltechnologien und Kühlmaßnahmen erreicht. Im Weiteren werden robuste Algorithmen zur Bestimmung der aktuellen Zustandsgrößen des Speichers entwickelt und implementiert. Diese liefern die Basis für den übergeordneten Regler, der den Einsatz des Gesamtsystems optimiert. So trägt die Entwicklung der Batterie maßgeblich zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit und Effizienz des hybriden Antriebssystems bei.
Das Projekt "Teilvorhaben MTU: Systemintegration und Projektleitung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MTU Friedrichshafen GmbH durchgeführt. Bei schienengebundenen Fahrzeugen kann eine vorausschauende Fahrstrategie unter Berücksichtigung von Echtzeitdaten wie Position, Höhenprofil und Fahrplan maßgeblich zur Verbrauchs- und Emissionssenkung beitragen. Ein selbstlernender Regler, welcher den Kraftstoffverbrauch auf bereits befahrenen und somit bekannten Strecken weiter optimiert, ergänzt die vorgenannte prädiktive Regelung. In Kombination mit der elektrischen Koppelung und Regelung mehrerer Hybrid-Antriebsanlagen über Fahrzeugteile hinweg und insbesondere unter Einbringung eines elektrischen Energiespeichers ist eine weitere Effizienzsteigerung, z.B. durch Abschaltung von Antriebsanlagen im Teillastbereich und rein elektrischem, emissionsfreiem Betrieb auf elektrifizierten und nichtelektrifizierten Strecken, zu erwarten. Die Aufgabe der MTU Friedrichshafen GmbH ist es, die technischen Rahmenbedingungen und Simulationsmodelle zur Konzeptauswahl darzustellen. Diese werden anschließend funktional umgesetzt und am Prüfstand zunächst jeweils für die elektrische Koppelung und die prädiktive Steuerung integriert. Parallel werden Umgebungssimulationsmodelle für die Validierung und für die spätere Demonstration der Wirksamkeit erstellt Die Bearbeitung des Projektes erfolgt in mehreren Arbeitspaketen und unter größtmöglicher Parallelisierung der Aufgaben. Die erste Ausprägung der elektrischen Koppelung, die prädiktive Steuerung sowie der selbstlernende Regler sollen nach Projektende in einem serienreifen Antriebssystem und einem Steuergerät implementiert werden können.