Energetische Analyse von Hilfsbetrieben und Komforteinrichtungen eines Stadtbahnfahrzeuges auf Basis von Messdaten

In modernen Schienenfahrzeugen spielen Hilfsbetriebe und Komforteinrichtungen, energetisch betrachtet, eine immer größere Rolle. Abhängig vom Einsatzgebiet und Anforderungsprofil des Fahrzeugs liegt der Energiebedarf dieser Komponenten zwischen 8% und 20% des Fahrzeuggesamtenergiebedarfes. In Kooperation mit der Stuttgarter Straßenbahnen AG wurde ein Fahrzeug vom Typ DT 8 messtechnisch untersucht, um Einsparpotentiale von Schienenfahrzeugen zu identifizieren und die wichtigsten Nebenverbraucher (z.B. Klima, Heizung, Beleuchtung) und zu charakterisieren. Die Messdaten wurden darüber hinaus zu einem wesentlichen Bestandteil für die Validierung der im Rahmen des „Next Generation Train“-Projektes erstellten Fahrzeug- und Komponentenmodelle

Thermische Modellierung eines doppelstöckigen Wagenkastens für Next Generation Train

Die wachsenden Komfortansprüche der Reisenden, die aufgrund des Klimawandels immer extremer werdenden Witterungsbedingungen sowie der grenzüberschreitende Schienenverkehr über verschiedene Klimazonen erfordern einen erhöhten Energieaufwand für die Klimatisierung der Fahrgasträume und der Führerstände. Dem gegenüber steht die Forderung der Betreiber und der Politik nach energieeffizienteren Schienenfahrzeugen. Darüber hinaus müssen thermische Eigenschaften von neuartigen Materialien, die durch den angestrebten Leichtbau vermehrt in Schienenfahrzeugen Anwendung finden, untersucht werden. Zur Ermittlung äußerer und innerer Einflussfaktoren, wie Wärme- und Feuchtigkeitslasten, wurde mittels der Human Comfort Bibliothek der XRG Simulation GmbH ein thermisches Wagenkastenmodell entwickelt, welches neben der Geometrie, den verwendeten Materialien und den bahnspezifischen Normen und Vorschriften das Wohlbefinden der Fahrgäste berücksichtigt. Das thermische Wagenkastenmodell wurde in einen virtuellen Prüfstand, der mit Hilfe der auf der DLR-Bibliothek AlternativeVehicles basierenden RailwayVehicles Bibliothek aufgebaut ist, integriert. Durch die Kopplung der thermischen Modelle mit den Schienenfahrzeugmodellen werden strecken-, geschwindigkeits- und wetterabhängige Simulationen ermöglicht. In Anbetracht der Herausforderungen, die heute an moderne Schienenfahrzeuge gestellt werden, wurden mehrere Situationen wie z.B. Fahrt an einem sonnigen Sommertag, Fahrt in einer eisigen Winternacht sowie Fahrten mit Voll-, Teil- und Nullbesetzung untersucht und Heiz- und Kühlleistungsbedarfe ermittelt. Aus den Simulationsergebnissen werden Anforderungen an die Auslegung der elektrischen Bordnetze abgeleitet um somit zu einer sicheren Versorgung der Komforteinrichtungen beizutragen

Lighting Concept for Next Generation Train

Short Q&As with conference speaker as part of the preview of Railway Interiors Expo 201

Innovative Lighting Concept for Next Generation Train

Im Rahmen des DLR-Projektes „Next Generation Train“ wird ein Konzept der Fahrgast-raumbeleuchtung für doppelstöckige Wagen ausgearbeitet. Dabei werden technische, und ökonomische Aspekte sowie die Komfortwirkung der Beleuchtung umfassend un-tersucht. Auch die Möglichkeiten der kombinierten (zentral + individuell) Ansteuerung werden betrachtet. Dank der Verwendung von innovativen Leuchtmitteln (OLEDs) ist eine energieeffiziente, bauraumsparende, angenehme und wartungsarme Fahrgast-raumbeleuchtung möglich. Das modular aufgebaute System lässt viele Design-Ideen realisieren. Im Vortrag werden die Untersuchungsmethoden sowie die Ergebnisse vor-gestellt

Analyse des Leistungsbedarfes der HVAC-Anlagen im doppelstöckigen Wagenkasten des Next Generation Train (NGT)

In Anbetracht der Herausforderungen, die heute an die Klimatisierung von Schienenfahrzeugen gestellt werden, wurde im Rahmen des DLR-Projektes „Next Generation Train“ ein thermisches Wagenkastenmodell in der Modellierungssprache MODELICA entwickelt, welches zur Ermittlung der Heiz- und Kühlleistungsbedarfe eingesetzt wird. Das Modell berücksichtigt neben der Wagenkastengeometrie, den verwendeten Materialien und den Umgebungseinflüssen (Außentemperatur, Sonneneinstrahlung, etc.) auch die bahnspezifischen Normen und Vorschriften. Durch die Kopplung des thermischen Modells mit längsdynamischen Schienenfahrzeugmodellen werden strecken-, geschwindigkeits- und wetterabhängige Simulationen ermöglicht, z.B. Fahrt an einem sonnigen Sommertag, Fahrt in einer eisigen Winternacht sowie Fahrten mit verschiedenen Besetzungsgraden. Darüber hinaus ist es möglich, mit Hilfe des Modells Algorithmen zur energieeffizienten Regelung von Klimaanlagen zu entwickeln und zu testen

Thermische 3D-Simulation des Fahrgastraums vom doppelstöckigen Wagen des Next Generation Train

In Anbetracht der Herausforderungen, die heute an die Klimatisierung von Schienenfahrzeugen hinsichtlich der Energieeffizienz und Fahrgastkomfort gestellt werden, wurde im Rahmen des DLR-Projektes Next Generation Train (NGT) ein thermisches Wagenkastenmodell in der Modellierungssprache MODELICA entwickelt. Mit dem Modell werden realitätsnah die Wärmeflüsse im Wagenkasten ermittelt und dabei sowohl die Fahrzeugdynamik (Geschwindigkeit, Wagenkastenneigung, etc.), als auch die Umgebungseinflüsse (Außentemperatur, Sonneneinstrahlung, Tunnel, etc.) berücksichtigt. Darüber hinaus ist durch die Verwendung der numerischen Strömungsmechanik (computational fluid dynamics, CFD) eine detaillierte Simulation des Fahrgastraums inklusive Fahrgasteinfluss möglich. In der aktuellen Modellversion sind 288 kubische Zellen auf jeder Ebene eines Doppelstockwagens implementiert. Die direkte Kopplung der beschriebenen Aspekte in einem Modell erlaubt eine ganzheitliche thermische Simulation des Wagenkastens im realitätsnahen Umfeld. In diesem Beitrag wird das Modell und die Möglichkeiten seines Einsatzes vorgestellt

Ein modernes Beleuchtungskonzept für den Doppelstockzug AeroLiner3000

Das Projekt „AeroLiner3000“, das vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR) im Unter­auftrag des Andreas Vogler Studio (AVS) durchgeführt wurde, beinhaltete unter anderem das Konzept der Beleuchtung von besonders niedrigen doppelstöckigen Schienen­fahrzeugen für das britische Hoch­geschwin­digkeits- und Bestandsnetz. Die geringere Fahrzeughöhe lässt nur sehr flach gebaute Leuchten zu. In das Beleuchtungskonzept sind die im Rahmen des DLR-Projekts „Next Generation Train“ (NGT) gesammelten Erfahrungen und Erkenntnisse eingeflossen. Als Leuchtmittel wurden innovative organische LEDs (OLEDs) verwendet. Dank dieser Beleuchtungs­technologie konnte eine energie­effiziente, bauraum­­sparende, kom­for­table und wartungsarme Fahrgast­raum­­beleuchtung entworfen werden, die den in vielerlei Hinsicht sehr speziellen Anforderungen des AeroLiner3000-Fahrzeugs genügen. Die Projektergebnisse wurden auf der InnoTrans 2016 anhand eines 1:1-Mockups demonstriert

Automatisierte Auswertung von DYMOLA-Simulationsergebnissen mit MATLAB

Im Beitrag wird die Funktionalität von MATLAB-Skriptsatz „SARA“ anhand von Beispielen aus aktuellen Arbeiten des Instituts für Fahrzeugkonzepte im Bereich der Automobil- und Schienenfahrzeugtechnik erläutert. „SARA“ steht für „Simulation Automation & Result Analysis“