Forschungsbegleitung beim VRR-Hybridbuseinsatz - Das Projekt - Dipl.-Ing. Jan Hammer Institut für Kraftfahrzeuge RWTH Aachen University
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Forschungsbegleitung beim VRR-Hybridbuseinsatz
- Das Projekt -
Dipl.-Ing. Jan Hammer
Institut für Kraftfahrzeuge
RWTH Aachen University
© ika 2010 · All rights reserved
Projektübersicht
„Forschungsbegleitung für den Einsatz von Hybridbussen im
Verkehrsverbund Rhein-Ruhr“
Laufzeit: Januar 2010 bis Juni 2011
Projektbeteiligte
Projektleitstelle Modellregion Rhein-Ruhr
Konsortialpartner
Verkehrsbetriebe Hersteller
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Forschungsinhalte
Übersicht
Abgasemissionen Simulation 120
80
v [km/h]
40
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
100
x y y 0
T [Nm]
wunsch soll ist -100 ICE
EM
-200
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
6000
ICE
4000
VCU EM
n [rpm]
2000
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
70
68
66
SOC [%]
64
62
60
CO O2 Fahrzeug
58
0 100 200 300 400 500
t [s]
600 700 800 900 1000
Fahrer Antriebssystem Fahrwiderstände
y , y v , h
HC PMPAS grenz ist ist ist
v , h
ist ist
NO CO2
( ) r
F -F ×p + f + c ×A × L ×v 2
NOx NO2 a
x
=
dem Z
(
R
e ×m + m
w
)
2
i F Zu
Lärmemissionen & Akzeptanz Langzeitdatenerfassung
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Forschungsinhalte – Abgasemissionen
TÜV Nord
Zentrale Fragestellungen:
• Gasförmige Emissionen und Partikelemissionen im
realitätsnahen Linieneinsatz
CO O2
• Wirksamkeit von Abgasnachbehandlungssystemen in
HC PMPAS
Hybridbussen
NO CO2
• Auswirkungen auf lokale Immissionen (Eingangsgrößen für NOx NO2
mögliche Betrachtungen des Landesamtes für Natur,
Umwelt und Verbraucherschutz LANUV)
Messprogramm:
• Messungen an zwei Dieselfahrzeugen (EEV), die die
derzeitige Marktsituation bzgl. Abgasnachbehandlung
AGR-EEV SCR-EEV widerspiegeln (AGR / SCR)
• Messungen der konventionellen Busse auf je zwei Linien in
acht Einsatzgebieten
• Messungen aller fünf Hybridbustypen auf je zwei Linien in
vier Einsatzgebieten
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Forschungsinhalte – Simulation
ika
Aufbau und Valdierung von Simulationsmodellen der einzelnen Fahrzeuge
Motivation und Zielsetzung
• Reduzierung des Messaufwands
(Energiebedarf kann für alle Busvarianten auf allen Strecken mit geringem Mehraufwand
berechnet werden)
• Vergleich verschiedener Konzepte bei identischen Randbedingungen hinsichtlich
Beladung, Fahrverhalten, Straßenzustand und Verkehrsaufkommen
• Quantitative Darstellung Eingangsdaten Simulationsmodell Ergebnisse
einzelner Verbrauchseinflüsse 120
80
v [km/h]
40
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
wie z.B. Fahrzeuggewicht,
100
xwunsch ysoll yist 0
T [Nm]
-100 ICE
EM
-200
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Rollwiderstand, Luftwiderstand,
6000
ICE
VCU 4000
n [rpm]
EM
2000
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
70
Motorverluste, Nebenaggregate
68
SOC [%]
66
64
62
60
58
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
t [s]
Fahrzeug
• Berechnung der Potenziale
Fahrer Antriebssystem Fahrwiderstände
ygrenz, yist vist, hist
zur Verbrauchsreduktion durch vist, hist
eine Anpassung der Betriebs-
strategie der Hybrid-Busse Fdem - FZ (p + fR ) + c w A
rL
2
v2
ax =
(e i m F + m Zu )
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Forschungsinhalte – Lärmemissionen & Akzeptanz
ika
Motivation und Zielsetzung
Geräuschmessung • Weitere Reduktion der Abgas- und
Geräuschemissionen ist gefordert (zunehmende
Einrichtung von „Umweltzonen“ und kommunale
„Lärmaktionspläne“); dies gilt auch für den Betrieb von
Linienbussen im ÖPNV.
• Eine nachhaltige Geräuschreduktion ist bei Hybrid-
Linienbussen realisierbar; Leitthema: „Reduktion der
innerstädtischen Geräuschbelastung“.
Fahrer-/Kundenakzeptanz • Neue, erweiterte Aufgabenstellungen, um die
Außengeräuschemissionen und auch den Komfort für
die Fahrgäste gesamtheitlich weiter zu verbessern.
Schwerpunkte
• Innengeräuschmessung
• Außengeräuschmessung (Haltestellenan- und abfahrt)
• Kundenbefragung (Schwerpunkt Akustik/Komfort)
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Forschungsinhalte – Langzeitdatenerfassung
Verkehrsunternehmen
• Erfassung von linien- und fahrzeugbezogenen
Tankdaten
• Ermittlung des Mehraufwands bei der
Wartung/Reparatur
• Erfassung von Ausfallhäufigkeiten und -gründen
• Einpflegen der Daten in eine bundesweite Datenbank
Einpflegen der Messdaten in
bundesweite Datenbank
• Bundesweite Vergleichswerte im Rahmen des vom
BMVBS aufgesetzten Programms „Modellregionen
Elektromobilität“
• Direkter Vergleich konventioneller und hybrider
Plattform-
Koordinator Fahrzeuge im Realeinsatz
• Erkenntnisse über Zuverlässigkeit und
Wartungsaufwand
Einzelprojekte • Start: 01.07.2010
Koordinationsbereich der regionalen Projektleitstellen.
Koordinationsbereich der übergreifenden Plattformen.
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Forschungsziele
• Beschleunigung der Markteinführung/Serienreife von Hybridbussen
• Ganzheitlicher Ansatz zur Erreichung höchster Umweltstandards
unter Einbeziehung der Abgas- und Geräuschemissionen
• Entlastung der in den Luftreinhalteplänen definierten „Hot Spots“
• Input-Daten für Immissionsberechnungen
• Erkenntnisse, welche Hybridtechnologien für bestimmte
Einsatzprofile geeignet sind
• Größere Wirtschaftlichkeit für die Verkehrsunternehmen
• Erprobung der Technologiebausteine für zukünftige
Fahrzeuggenerationen, z.B. Brennstoffzellenbusse
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Vielen Dank
für Ihre
Aufmerksamkeit!
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Kontakt
Dipl.-Ing. Jan Hammer
Institut für Kraftfahrzeuge
RWTH Aachen University
Steinbachstr. 7
52074 Aachen
Germany
Telefon +49 241 80 25638
Telefax +49 241 80 22147
E-Mail hammer@ika.rwth-aachen.de
Internet www.ika.rwth-aachen.de
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