EcoTrain: Dieselmechanischer Triebwagen wird bis …...2017/02/21 · DB RegioNetz: Seit 2002 als...

EcoTrain: Dieselmechanischer Triebwagen wird bis zum intelligenten Mehrsystemfahrzeug weiterentwickelt 4. Fachkonferenz Elektromobilität | München | 21.02.2017

Sören Claus| Technischer Leiter, Technologiemanagement und –entwicklung DB RegioNetz Verkehrs GmbH

EcoTrain: Dieselmechanischer Triebwagen wird bis zum intelligenten Mehrsystemfahrzeug weiterentwickelt

DB RegioNetz: Seit 2002 als ein erfolgreicher Mittelständler im Schienenpersonennahverkehr etabliert

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EcoTrain

Eco DeMe Train

für die umweltfreundliche Mobilität von morgen

Technologiemanagement und -entwicklung

Projektportfolio:

• Eco Deme Train

• EcoTrain

• CO2 Klimaanlage

• Automatisiertes Fahren

Standorte

DB RegioNetz

DB RegioNetz Verkehrs GmbH | Technologiemanagement und –entwicklung | Claus Werner, Sören Claus | 21.02.2017

Ein bundesfinanziertes Förderprojekt ermöglicht die Entwicklung des ersten EcoTrain; in Sachsen kann er zum Ersteinsatz kommen

EcoTrain

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Integriertes Vorgehen von der Projektidee

über Entwicklung und Prototyping (Fahrzeugumbau)

bis zum Kleinserieneinsatz

Technologie

steht zur

Verfügung


Im Rahmen des Projektes EcoTrain konnte die gute Forschungs-/ Entwicklungslandschaft sowie die Bahnindustrie genutzt werden

• „Bahnland Sachsen“ kann Tradition und Innovation einbringen

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1839 erste deutsche Ferneisenbahn von Leipzig nach Dresden

Dichtestes Schienenverkehrsnetz aller deutschen Bundesländer

Sächsische Bahnindustrie: rund 240 Unternehmen, etwa 13.000 Beschäftigte, geschätzter Jahresumsatz: mehr als eine Milliarde Euro

Frische Ideen: TU Dresden, TU Chemnitz, mehr als 25 Forschungsinstitute

Verbände mit Bahnbezug: BTS Bahntechnik Sachsen Innovationszentrum Bahntechnik Europa

Partner

im Projekt EcoTrain

aus Wissenschaft

und Wirtschaft

in Sachsen


EcoTrain: Weiterentwickeltes Bestandsfahrzeug nutzt Primärenergie nachhaltiger

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Verknüpfung

Fahrzeugsteuerung mit

Hybridsteuerung und

Energiemanagement

Entwicklung

modulares

Speichersystem

Anpassung

Bremssystem

Neukonstruktion

Drehgestell

Entwicklung

umweltfreundliche

Klimaanlage

Weiterentwicklung

Motorsteuerung

Ersatz Bestandsmotoren durch

dieselelektrischen Antrieb

Umweltfreundliches Fahren durch intelligenten Energiesplit

Reduzierung der Lärmemissionen

Reduzierung des CO2-Ausstoßes

Reduzierung des Dieselverbrauchs

Nutzung erneuerbarer Energien

Flexibler Fahrzeugeinsatz durch partiell emissionsfreies Fahren

Senkung der Betriebs- und Instandhaltungskosten

Schaffung

Nachlademöglichkeit

Ausbaustufe 2:

Pantograph


EcoTrain: Intelligente Steuerung durch Verschmelzung des Fahrplanassistenzsystems mit dem Energiemanagement

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Klimaanlage als Energiespeicher

Luftsystem als Energiespeicher

Lithium-Ionen Batterie als Energiespeicher


Übersicht der einzelnen Komponenten, die auf dem VT 642 verbaut werden

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KGU KGU


Die gelieferten Komponenten werden gegenwärtig ins Fahrzeug

integriert

9 DB RegioNetz Verkehrs GmbH | Technologiemanagement und –entwicklung | Claus Werner, Sören Claus | 21.02.2017

Durch die Elektrifizierung der mechanisch angetriebenen Klimaverdichter wird die Energieeffizienz des Fahrzeuges weiter erhöht

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Klimaanlage - Betrieb mit dem klimaneutralen Kältemittel CO2

Klimageräteumrichter - Fungiert als Energieversorgung der Klimaanlage

Einsatz einer umweltfreundlichen CO2 Klimaanlage mit Wärmepumpe


Die neue Luftverteilung ermöglicht eine effizientere Nutzung der Wärmepumpe - dadurch

erhöht sich auch die Kundenzufriedenheit


Engineering der Drehgestelle für eine Radsatzlast von bis zu 18,5 Tonnen ist abgeschlossen- nutzbar auch für den Desiro Classic

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Radsatzgetriebe

Bremsscheiben

Zusätzliche vierte

Bremszange

Feder- und

Dämpferelemente

Verstärkter

Rahmen

Radscheiben und

Radsatzwellen neu


Modulares Antriebskonzept und seine einzelnen Komponenten im Überblick

Luftfilter

Schalldämpfer und Abgasnach-

behandlung im Wagenkasten Dieselmotor

Kühlanlage Synchrongenerator

Abtriebsflansch für

Gelenkwelle Tragrahmen mit

Lagerung Fahrmotor

Position

AddBlue Tank


Die neuen Speicher erfüllen alle relevanten Bahnnormen, auch im

Brandschutz

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Das Batteriekonzept arbeitet nach dem

Master/Slave Prinzip

Energiespeicher frei skalierbar

High Power Zellen verfügen über eine Hohe C-

Rate (kurzzeitig bis zu 10C)

Dauerhafter Energiedurchsatz 5C

Zulassungsanforderungen werden erfüllt


Das Herzstück des EcoTrains ist seine innovative Hybridmotorentechnik

mit einer Leistung von maximal 600 kW

Fertiges Hybridantriebsmodul Fertiges Hybridenergiemodul

Die Hauptkomponenten des Hybridantriebsmodul sind ein

kraftvoller Verbrennungsmotor, ein Generator und ein

Fahrmotor, vereint in einem Rahmen. Im Hybridenergiemodul wird für emissionsfreies Fahren

rekuperierte Bremsenergie oder Fremdladung gespeichert und

den Fahrmotoren sowie Nebenverbrauchern zur Verfügung

gestellt.


Die Integration des Pantographen ermöglicht die Weiterentwicklung des

EcoTrain zum Dreisystemfahrzeug

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Stufe 1

Stufe 2

Stufe 3

Externe Nachladung mit genormter Schnittstelle nach UIC 554

Nachladung über Pantograph

elektrischer Betrieb unter Fahrdraht

Ausbaustufe 2:

Pantograph


Perspektivisch könnte bei der Erzgebirgsbahn ein Eco-Zentrum für alternative Antriebe und Digitalisierung entstehen •

Bündelung von Lehr-, Entwicklungs- und Umsetzungskompetenzen DB-intern Lieferanten Hochschulen für Neuentwicklungen rund um Verkehr und Infrastruktur und deren Vernetzung an einem Standort

Integriertes Vorgehen von der Projektidee über Entwicklung, Prototyping, Kleinserieneinsatz bis zur Einsatzreife

Erstmalige Umrüstung einer Kleinserie EcoTrain in Deutschland bei der EGB

Testfeld für Automatisierung


Zusammenfassung

Mit dem EcoTrain wurde eine modulare Hybridantriebsplattform zur Serienreife entwickelt

Das vorhandene Fahplanassistenzsystem wurde mit der Antriebssteuerung verbunden und ermöglicht ein umfassendes

Energiemanagement unter Berücksichtigung von Nebenverbrauchern, Fahrplan, Topologie, Nachlademöglichkeiten,

Klimabedingungen und betriebswirtschaftlichen Prämissen

Der EcoTrain nutzt eine innovative Klimaanlage mit Wärmepumpenfunktion mit dem klimaneutralen Kältemittel CO2

Der EcoTrain nutzt die bestehende Bahnstrominfrastruktur des Bahnnetzes, für zu schaffende Nachladeinseln greifen wir auf

ein bestehendes Regelwerk zurück

In einem weiteren Schritt wird der EcoTrain mit Pantograph ausgerüstet und unter Oberleitung rein elektrisch fahren können

Der EcoTrain bietet sowohl ökologisch als auch ökonomisch eine interessante Möglichkeit für umweltfreundliche

Verkehrskonzepte


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Sören Claus

Technischer Leiter Technologiemanagement und -entwicklung

DB RegioNetz Verkehrs GmbH

Stephensonstraße 1 | 60326 Frankfurt am Main,

Standort Chemnitz

Emilienstraße 45

09131 Chemnitz

Tel. +49 371 493 3039 Mobil: +49 160 97434453

[email protected]

www.bahn.de/regional/view/regionen/info/regionetze.shtml

19.02.2017 19

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