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1	Entwicklung einer Methode zur Optimierung von Betriebsstrategien für Nebenaggregate konventionell angetriebener Stadtbusse Steinert, Frank 21 January 2014 (has links) (PDF) Während der bisherigen Verbrauchsoptimierung konventioneller Nutzfahrzeuge lag der Fokus verstärkt auf der Reduktion des Energiebedarfs für die Traktionsaufgabe. Dieser zielte vor allem auf die Verbesserung der Effizienz des Antriebstrangs. Einen bisher wenig betrachteten Ansatz bietet auch die Optimierung des Energiebedarfs der Nebenaggregate. Ziel dieser Arbeit war die Optimierung der Betriebsstrategien verschiedener Nebenaggregate am Beispiel typischer 12 m und 18 m Stadtbusse. Dabei waren folgende Randbedingungen zu erfüllen: • Die entwickelten Strategien sollten auf aktuellen Fahrzeugsteuergeräten umgesetzt werden können. • Am Fahrzeug sollten möglichst geringe technische Änderungen vorgenommen werden. • Es sollte kein hybrider Ansatz mit verändertem Antriebstrang oder zusätzlichen elektrischen Maschinen verfolgt werden. Basis für alle durchgeführten Optimierungsaufgaben bildete ein Multi-Domänen-Fahrzeugmodell, in dem neben dem konventionellen Antriebsstrang alle betrachteten Nebenaggregatesysteme inklusive derer Steuerung physikalisch modelliert integriert sind. Ausgehend von gemessenen und nachsimulierten realen Fahrprofilen liefert dieses Gesamtfahrzeugmodell die zeitlichen Verläufe der Verbrennungsmotorbetriebspunkte und den Energiebedarf der verschiedenen Nebenaggregatesysteme. Für diese Systeme wurden im Anschluss mit Hilfe der Dynamischen Programmierung nach Bellmann optimale Steuersequenzen berechnet. Diese legten unter dem Gesichtspunkt minimalen Kraftstoffeinsatzes unter anderem die Ein- und Ausschaltzeitpunkte sowie die Betriebspunkte des Kompressors, der Lichtmaschinen sowie des Hauptlüfters fest. Die resultierenden Steuergesetze bilden, mathematisch bewiesen, das absolute Optimum, deren dazugehöriger Kraftstoffverbrauch nicht mehr unterboten werden kann und dienen somit als Referenz. Da diese Methodik mit sehr rechenaufwendigen Algorithmen aktuell nicht echtzeitfähig in ein Fahrzeugsteuergerät implementiert werden kann, wurden aus dem optimalen Systemverhalten verschiedene heuristische Regeln abgeleitet, die dann anhand der Referenz bewertet und gegebenenfalls noch verbessert werden konnten. So entstanden implementierbare heuristische Regeln die auf allen analysierten Linien weit über 90 % des maximal möglichen Einsparpotentials ausschöpften. Nebenaggregate Stadtbus Auxiliaries Citybus ddc:620 rvk:ZO 4230
2	Entwicklung einer Methode zur Optimierung von Betriebsstrategien für Nebenaggregate konventionell angetriebener Stadtbusse Steinert, Frank 13 December 2013 (has links) Während der bisherigen Verbrauchsoptimierung konventioneller Nutzfahrzeuge lag der Fokus verstärkt auf der Reduktion des Energiebedarfs für die Traktionsaufgabe. Dieser zielte vor allem auf die Verbesserung der Effizienz des Antriebstrangs. Einen bisher wenig betrachteten Ansatz bietet auch die Optimierung des Energiebedarfs der Nebenaggregate. Ziel dieser Arbeit war die Optimierung der Betriebsstrategien verschiedener Nebenaggregate am Beispiel typischer 12 m und 18 m Stadtbusse. Dabei waren folgende Randbedingungen zu erfüllen: • Die entwickelten Strategien sollten auf aktuellen Fahrzeugsteuergeräten umgesetzt werden können. • Am Fahrzeug sollten möglichst geringe technische Änderungen vorgenommen werden. • Es sollte kein hybrider Ansatz mit verändertem Antriebstrang oder zusätzlichen elektrischen Maschinen verfolgt werden. Basis für alle durchgeführten Optimierungsaufgaben bildete ein Multi-Domänen-Fahrzeugmodell, in dem neben dem konventionellen Antriebsstrang alle betrachteten Nebenaggregatesysteme inklusive derer Steuerung physikalisch modelliert integriert sind. Ausgehend von gemessenen und nachsimulierten realen Fahrprofilen liefert dieses Gesamtfahrzeugmodell die zeitlichen Verläufe der Verbrennungsmotorbetriebspunkte und den Energiebedarf der verschiedenen Nebenaggregatesysteme. Für diese Systeme wurden im Anschluss mit Hilfe der Dynamischen Programmierung nach Bellmann optimale Steuersequenzen berechnet. Diese legten unter dem Gesichtspunkt minimalen Kraftstoffeinsatzes unter anderem die Ein- und Ausschaltzeitpunkte sowie die Betriebspunkte des Kompressors, der Lichtmaschinen sowie des Hauptlüfters fest. Die resultierenden Steuergesetze bilden, mathematisch bewiesen, das absolute Optimum, deren dazugehöriger Kraftstoffverbrauch nicht mehr unterboten werden kann und dienen somit als Referenz. Da diese Methodik mit sehr rechenaufwendigen Algorithmen aktuell nicht echtzeitfähig in ein Fahrzeugsteuergerät implementiert werden kann, wurden aus dem optimalen Systemverhalten verschiedene heuristische Regeln abgeleitet, die dann anhand der Referenz bewertet und gegebenenfalls noch verbessert werden konnten. So entstanden implementierbare heuristische Regeln die auf allen analysierten Linien weit über 90 % des maximal möglichen Einsparpotentials ausschöpften.:Inhalt 1 Einleitung 1.1 Zielsetzung und Randbedingungen 2 Stand der Technik / Grundlagen 2.1 Physikalische Modellierung 2.2 Signalbasierte Modellierung 2.3 Einbettung von Modellen mit C-Code in Simulink 2.4 Ereignisdiskrete Zustandsautomaten 2.5 Methoden der Optimierung 2.6 Erläuterungen zur Dynamischen Programmierung 3 Entwicklung des Gesamtfahrzeugmodells 3.1 Erfassung von repräsentativen Fahrzyklen 3.2 Modell des Antriebstrangs 3.3 Fahrzeugchassis 3.4 Fahrermodell / Geschwindigkeits- und Gangwahl 3.5 Entwicklung der Nebenaggregatmodelle 3.7 Nicht betrachtete Nebenaggregate 4 Anwendung der Optimierung und Ableitung heuristischer Betriebsstrategien 4.1 Optimierung von Systemen mit Speicherverhalten 4.2 Adaption des gewählten Algorithmus an das Druckluftsystem 4.3 Adaption des Algorithmus an das elektrische Bordnetz 4.4 Adaption des Algorithmus an das Kühlsystem des Fahrzeugs 4.5 Betriebsstrategien für Systeme ohne Speicherverhalten 4.6 Angepasstes Antriebskonzept für Nebenaggregate im Modell 5 Ergebnisse 5.1 Plausibilitätsanalyse und Validierung des Modells 5.2 Anwendung der Prozesskette für die Entwicklung heuristischer Betriebsstrategien für Nebenaggregate 5.3 Simulationen mit optimierten Betriebsstrategien 5.4 Allgemeine Ergebnisse 6 Zusammenfassung und Ausblick 6.1 Zusammenfassung 6.2 Ausblick Literaturverzeichnis info:eu-repo/classification/ddc/620 ddc:620 Nebenaggregate, Stadtbus Auxiliaries, Citybus
3	Assessing the potential of fuel saving and emissions reduction of the bus rapid transit system in Curitiba, Brazil Dreier, Dennis January 2015 (has links) The transport sector contributes significantly to global energy use and emissions due to its traditional dependency on fossil fuels. Climate change, security of energy supply and increasing mobility demand is mobilising governments around the challenges of sustainable transport. Immediate opportunities to reduce emissions exist through the adoption of new bus technologies, e.g. advanced powertrains. This thesis analysed energy use and carbon dioxide (CO2) emissions of conventional, hybrid-electric, and plug-in hybrid-electric city buses including two-axle, articulated, and biarticulated chassis types (A total of 6 bus types) for the operation phase (Tank-to-Wheel) in Curitiba, Brazil. The systems analysis tool – Advanced Vehicle Simulator (ADVISOR) and a carbon balance method were applied. Seven bus routes and six operation times for each (i.e. 42 driving cycles) are considered based on real-world data. The results show that hybrid-electric and plug-in hybrid-electric two-axle city buses consume 30% and 58% less energy per distance (MJ/km) compared to a conventional two-axle city bus (i.e. 17.46 MJ/km). Additionally, the energy use per passenger-distance (MJ/pkm) of a conventional biarticulated city bus amounts to 0.22 MJ/pkm, which is 41% and 24% lower compared to conventional and hybrid-electric two-axle city buses, respectively. This is mainly due to the former’s large passenger carrying capacity. Large passenger carrying capacities can reduce energy use (MJ/pkm) if the occupancy rate of the city bus is sufficient high. Bus routes with fewer stops decrease energy use by 10-26% depending on the city bus, because of reductions in losses from acceleration and braking. The CO2 emissions are linearly proportional to the estimated energy use following from the carbon balance method, e.g. CO2 emissions for a conventional two-axle city bus amount to 1299 g/km. Further results show that energy use of city bus operation depends on the operation time due to different traffic conditions and driving cycle characteristics. An additional analysis shows that energy use estimations can vary strongly between considered driving cycles from real-world data. The study concludes that advanced powertrains with electric drive capabilities, large passenger carrying capacities and bus routes with a fewer number of bus stops are beneficial in terms of reducing energy use and CO2 emissions of city bus operation in Curitiba. advanced powertrain Advanced Vehicle Simulator ADVISOR Brazil BRT bus rapid transit carbon dioxide CO2 city bus Curitiba driving cycle emissions energy consumption energy efficiency energy use fuel economy hybrid propulsion hybrid-electric parallel hybrid passenger carrying capacity plug-in hybrid-electric Tank-to-Wheel analysis vehicle simulation Analyse Brasilien Emissionen Energieeffizienz Energienutzung Energieverbrauch Fahrzeugsimulation Fahrzeugwirkungsgrad Fahrzyklus Fortschrittlicher Antriebsstrang Hybridantrieb Hybridelektrofahrzeug Kohlenstoffdioxid Kraftstoffverbrauch Passagiertransportkapazität Schnellbussystem Stadtbus Steckdosen-Hybrid Vollhybrid analys bränsleförbrukning drivlina energianvändning energieffektivit energiförbrukning fordonssimulering hybriddrift koldioxidutsläpp körcykel laddhybrid passagerarkapacitet stadsbuss strombuss Energy Engineering Energiteknik Energy Systems Energisystem Vehicle Engineering Farkostteknik

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