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Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI

Fraunhofer IVI mit mehreren EU-Projekten am Start

Am 7. Mai starten die EU-Projekte IT2Rail und In2Rail offiziell in Brüssel. Beide Projekte gehören zu den vier Leuchtturm-Projekten, in denen die fachlichen Grundlagen für die Shift2Rail-Technologieinitiative der europäischen Bahnindustrie erarbeitet werden. Während IT2Rail auf die Auskunfts-, Ticketing- und Buchungsdienste entlang länderübergreifender Reiseketten fokussiert, stehen bei In2Rail Themen rund um Design, Konstruktion und Instandhaltung von Eisenbahninfrastruktur im Mittelpunkt. In beiden Vorhaben arbeiten hierzu insgesamt mehr als 70 Partner aus Industrie, Bahnunternehmen und Forschungseinrichtungen zusammen.

Das Fraunhofer IVI bringt in diese Kooperationen sowohl seine Kompetenzen zu Auskunfts- und Ticketingsystemen im öffentlichen Personennahverkehr als auch zu Infrastrukturmanagement und Instandhaltungsplanung ein.

Ebenfalls im Mai 2015 startete TARGET (Training Augmented Reality Generalised Environment Toolkit), ein Forschungs- und Innovationsprojekt der EU. Das Projekt vereint das Know-how von 16 Organisationen und hat die Entwicklung einer europaweiten Plattform für Lernspiele, sogenannten Serious Games, zum Ziel. Die Spieleplattform soll neue Tools, Techniken und Inhalte bereitstellen, die zum Training und zur Bewertung der Kompetenzen von Security Critical Agents (SCAs) dienen. Als SCAs werden beispielsweise Anti-Terror-Einheiten, Grenzbeamte oder Ersthelfer (Polizei, Feuerwehr, Rettungspersonal, zivile Sicherheitsorgane oder Betreiber kritischer Infrastrukturen) bezeichnet.

Das Fraunhofer IVI ist zweitgrößter technischer Partner im Projekt und dabei für die Entwicklung der Architektur des Gesamtsystems maßgeblich verantwortlich. Zusätzlich zu dieser konzeptionellen Arbeit entsteht am Institut der eigentlichen Kern des Trainingssystems: der Simulator.

Außerdem spielt die Integration der verschiedenen Komponenten, an deren Konzeption mehrere Projektpartnern beteiligt sind, in das zu schaffende System eine wichtige Rolle.

Das Fraunhofer IVI koordiniert das seit Anfang Mai über drei Jahre geförderte Projekt INFRALERT (Linear Infrastructure Efficiency Improvement by Automated Learning and Optimised Predictive Maintenance Techniques) mit dem Ziel, auf Basis eines expertenbasierten Informationssystems das Management großer Infrastrukturanlagen wie Bahnstrecken oder Straßennetze zu unterstützen und zu automatisieren.

Der Zustand der Transportinfrastruktur hat großen Einfluss auf die soziale und wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit einer Region. Während in den nächsten Jahren mit einem starken Anstieg an die Anforderungen im Landtransport zu rechnen ist, scheint ein deutlicher Ausbau der finanziellen Ressourcen für die Erweiterung und den Erhalt der Infrastrukturnetze nicht in Sicht. Um dennoch den wachsenden Ansprüchen zu genügen, soll mit INFRALERT eine Optimierung der Leistungsfähigkeit existierender Infrastruktur erzielt werden.

EDDA-Bus im Film

EDDA-Bus

Am 20. Februar 2015 begleitete Bustester Sascha Böhnke mit seiner Kamera den schnellladefähigen Elektrobus auf seiner Fahrt durch Dresden - seit 9. April 2015 ist das Video bei Bus TV im Internet zu sehen.

Energie- und Leistungsbilanzen für Nordhausen

7. April 2015

Mit dem »Nordhäuser Modell« setzen die Verkehrsbetriebe Nordhausen (VBN) und die Harzer Schmalspurbahnen GmbH (HSB) seit 10 Jahren auf ein innovatives Verkehrskonzept, bei dem der Mischbetrieb von Eisenbahnzügen und Zweisystem-Straßenbahnen vom Typ Combino DUO zwischen Nordhausen und Ilfeld die Attraktivität des Nah- und Regionalverkehrs deutlich steigern konnte. Die Straßenbahnen können sowohl ihre Energie über die Fahrleitung beziehen (im Nahverkehr) oder auf eine Dieselgeneratoreinheit umschalten und somit ohne Fahrleitung fahren (im Regionalverkehr).

Für die Erneuerung des Hybridantriebs waren in Vorbereitung eines Vergabeverfahrens im Auftrag der VCDB VerkehrsConsult Dresden-Berlin GmbH die Randbedingungen und Anforderungen an ein Antriebsaggregat zusammenzustellen. Hierzu wurde während einer Messkampagne im regulären Linienbetrieb eine Vielzahl von Daten aufgenommen. Im Rahmen spezieller Messfahrten wie einer Abschleppfahrt einer zweiten Bahn sowie einer »Heizfahrt« unter Manipulierung der Solltemperatur der Heizung, erfolgte die Betrachtung weiterer Extremfälle.

Aus all den hochaufgelösten Daten wurde eine streckenabhängige Energie- und Leistungsbilanz angefertigt und verschiedene Worst-Case-Szenarien für eine zukünftige Dimensionierung eines Antriebsaggregats bzw. Energiespeichers vorgestellt. Besonderes Augenmerk lag dabei auf der Heizung des Fahrgastraums und dem Rückspeisepotential der Bremsenergie, da diese Parameter einen wesentlichen Einfluss auf den Energiebedarf haben. Aus den Daten lassen sich abschließend Rückschlüsse ziehen, ob fahrzeugseitige Energiespeicher, die ggf. während der Fahrt unter der Fahrleitung wieder nachgeladen werden können, für die zukünftige Anwendung in Frage kommen. Alternativ wären stationäre Nachladepunkte an dem Endpunkt in Ilfeld denkbar.

Wieviel Wärme steckt im Zeolithspeicher?

Zeolithspeicher stellen aufgrund ihrer hohen Speicherdichte eine interessante Technologie für die Wärmespeicherung in industriellen Anlagen und Gebäuden dar. Folglich beinhaltet das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Projekt »MoGeSo-Wa« die ganzheitliche Entwicklung eines modularen Großspeichers und bedient dabei neben der Materialforschung sowie der System- und Verfahrenstechnik auch die Speicherbewirtschaftung.

Nicht nur Anschaffungs- und Betriebskosten sowie die Speicherkapazität haben für den Anwender eine große Bedeutung. Von Interesse ist auch, wieviel Wärme tatsächlich während eines Ladeprozesses vom Speicher aufgenommen wurde und welcher Anteil davon später als Nutzwärme auf einem anwendungsspezifischen Temperaturniveau wieder entnommen werden kann.

Dafür entwickelt das Fraunhofer IVI im Rahmen des Forschungsvorhabens einen Ladungszustandsschätzer für Zeolithwärmespeicher, der es erlaubt, obige Fragen zu beantworten und den Speicher in die Gesamtprozesskette einzubinden.

Erste Ergebnisse wurden beim Projekttreffen am 24. März 2015 in Chemnitz auf Basis von Simulationen und den Eindrücken einer prototypischen Implementierung in einer Versuchsanlage des Fraunhofer IGB präsentiert.

Mit dem Fraunhofer IVI elektrisch durch Hamburg

Die Hamburger Hochbahn AG ist das zweitgrößte Nahverkehrsunternehmen Deutschlands sowie der größte Partner im Hamburger Verkehrsverbund (HVV). Das Unternehmen möchte ab 2020 ausschließlich emissionsfreie Fahrzeuge für den öffentlichen Personennahverkehr beschaffen. Dies gilt auch für die in Hamburg eingesetzten Stadtbusse. Die Realisierung dieses ambitionierten Zieles erfordert eine detaillierte wissenschaftliche Betrachtung der flächendeckenden Einführung von elektrisch angetriebenen Stadtbussen.

Das Fraunhofer IVI kann auf langjährige Erfahrungen auf dem Gebiet der wissenschaftlichen Begleitung des Einsatzes von Hybrid- und Elektrobussen verweisen und unterstützt Hamburg bei der Erarbeitung der Einführungskonzeption, um für die HOCHBAHN eine möglichst hohe Planungssicherheit hinsichtlich der künftigen Beschaffung von Elektrobussen und zugehöriger Ladeinfrastruktur zu erlangen.

Das Vorhaben wird im Rahmen des BMVI-Förderprojektes »BEEDeL« gemeinsam mit der Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW) Hamburg realisiert. Die HAW ist zuständig für die Messtechnik zur Erfassung des Fahrzeugeinsatzes im Linienbetrieb sowie die Lebensdauerprognose der Fahrzeugakkumulatoren.

Am 20. März 2015 fand in Hamburg das Kick-off des auf zwei Jahre angelegten Projektes statt. Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit.

FuE-Cluster »4th Generation EV« treibt die Entwicklung des Elektroautos in Europa voran

Das FuE-Cluster »4th Generation EV« mit dem Leitthema »Computer on Wheels« bringt 5 EU-Projekte mit insgesamt 40 Partnern aus 12 Ländern zusammen, um Forschungsthemen rund um Elektrofahrzeuge zu synchronisieren und gemeinsam zu befördern.

In zwei der Forschungsvorhaben, IMPROVE und iCOMPOSE, ist das Fraunhofer IVI als Partner vertreten. Im Rahmen von IMPROVE entwickelt das Institut ein Batteriemonitoringsystem, das ein präzises Alterungs- und Zustandsmonitoring sowie eine optimale Ansteuerung und Ausreizung der Traktionsbatterie ermöglicht. Der Schwerpunkt im Projekt iCOMPOSE liegt auf der Entwicklung und Implementierung des Dualspeichers und schließt das modellbasierte Energie- und Thermomanagement ebenso wie die Entwicklung eines hocheffizienten bidirektionalen DC/DC-Wandlers in Hard- und Software ein.

Nach erfolgreichem Abschluss der ersten Projektperiode des Forschungsclusters setzen die Partner die Entwicklungen in den drei Arbeitsgruppen »Comprehensive energy management«, »Performance potential of vehicle electrification« und »Central computing platform« fort.

Social-Media-Monitoring in der Katastrophenbewältigung

Offizieller Kick-off zum BMUB-Projekt iSAND mit der Stadt Dresden absolviert

Im Krisenfall einen Überblick über Themen zu erhalten, die breite Massen der Bevölkerung kommunizieren, ist Ziel des Projektes »internet Social Analyser in Natural Disasters« (iSAND). Ein Projektteam des Fraunhofer IVI wird gemeinsam mit den Software-Psychologen der Handspiel GmbH und dem Brand- und Katastrophenschutzamt Dresden ein System erproben und demonstrieren, das die strategischen Entscheidungen mittels Informationen aus sozialen Netzwerken erweitert.

Nachwuchsförderung mit Erfolg

Mit Unterstützung des Fraunhofer IVI wurde eine Schülerarbeit durchgeführt, die im Regionalwettbewerb »Jugend  forscht« einen 2. Platz erreichte und zusätzlich den »ZfP-Sonderpreis der DGZfP e. V.« erhielt. Die Preisverleihung fand am 26. Februar 2015 in Dresden statt.

Florian Franke vom Martin-Andersen-Nexö-Gymnasium in Dresden entwickelte ein Verfahren zur Vereinfachung der Konfiguration des Fraunhofer IVI Videodetektionssystems. Mit diesem System werden Daten zur Verkehrslage (z. B. Verkehrsstärke und Geschwindigkeit) für einen Straßenabschnitt aus Videobildern ermittelt. Die Konfiguration muss für jeden Standort neu erfolgen. Deshalb ist es insbesondere für mobile Anwendungen notwendig, sie soweit wie möglich zu automatisieren. Die Schülerarbeit erbringt dazu einen wichtigen Beitrag, indem sie die Bilder analysiert und Vorschläge zur Parametrisierung anbietet.

Elektrisch hoch hinaus

Seit 23. Februar bewegt sich der schnellladefähige Elektrobus für weitere Tests im Linienbetrieb der Dresdner Verkehrsbetriebe (DVB) AG und stellt sich der Herausforderung, die 135 Höhenmeter bis nach Dresden Bühlau zu überwinden. Nach einer Ladedauer von weniger als 10 Minuten ist das Fahrzeug fit für den knapp 20 Kilometer langen Umlauf von Dresden Gruna über die Elbe bis zum Ullersdorfer Platz und zurück. 

Die Strecke über die historische Brücke »Blaues Wunder« wird damit nach 40 Jahren erstmalig wieder mit einem Elektrobus absolviert. Bis 1975 bedienten Oberleitungsbusse diese Linie. 


Interessierte Fahrgäste können sich von Montag bis Freitag jeweils ab 6:25 Uhr bis 23:25 Uhr vom rein elektrischen Betrieb selbst ein Bild machen.

Elektrobusse für Thüringen

In Zusammenarbeit mit der EBF Dresden GmbH entstand im Auftrag des Thüringer Ministeriums für Infrastruktur und Landwirtschaft (früher: Thüringer Ministerium für Bau Landesentwicklung und Verkehr) eine Machbarkeitsstudie, die eine Untersuchung des Betriebes von Elektrobussen für die fünf thüringischen Straßenbahnstädte Erfurt, Gera, Gotha, Jena und Nordhausen beinhaltet.

Hierzu wurde je Stadt eine repräsentativ gelegene und öffentlichkeitswirksame Linie messtechnisch erfasst und der Linienbetrieb in unterschiedlichsten Fahrzeugkonfigurationen mit dem am Fraunhofer IVI entwickelten Simulationstool IVIsion nachgebildet sowie im Detail analysiert.

Die Studie berücksichtigte technische und fahrplanerische Vorgaben der Verkehrsbetriebe, infrastrukturelle Randbedingungen, klimatische Extrem-, aber auch Mittelwerte sowie den derzeitigen Stand der Technik bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, Energiespeichern und der Leistungselektronik.

Im Ergebnis konnten zeitliche und wegseitige Energieverbräuche, das Einsparpotential an Stickoxiden, Feinstaub und Kohlendioxid (CO2) sowie die Anschaffungs- und Betriebskosten ermittelt werden. Die Abschlussveranstaltung fand unter Beteiligung des Thüringer Ministeriums für Umwelt, Energie und Naturschutz sowie im Beisein der örtlichen Verkehrsbetriebe, lokalen Aufgabenträger, Politiker und weiterer Gäste am 3. März 2015 in Erfurt statt.

Fraunhofer IVI erweitert Testkapazitäten für Batteriezellen

Seit Anfang Februar 2015 steht dem Fraunhofer IVI ein weiterer Batteriezellteststand mit 12 Kanälen zur Verfügung. Damit kann das Leistungsspektrum für unsere Kunden im Bereich der Batteriecharakterisierung, Modellbildung und Ladezustandsschätzung (SoC) ab sofort erweitert und zusätzliche Messungen im Spannungsbereich von 0 bis 6 Volt bei Strömen von bis zu 300 Ampere und bei Temperaturen von -40 °C bis 180 °C durchgeführt werden.

Durch die individuelle Gestaltung der Prüfabläufe ist es zudem möglich, die eigens vom Institut entwickelten Prüf- und Parameterisierungsverfahren zu implementieren und so für die unterschiedlichsten Zellchemien sowohl grundlegende Eigenschaftsbewertungen aufzustellen als auch detaillierte Modelle zu entwickeln.

Hybridisierung und Elektrofizierung im Kommunalfahrzeug

8. Januar 2015

Die Elektromobilität erschließt zunehmend neue Segmente des Fahrzeugbaus. Angefangen von Elektrofahrrädern über Pkw und Stadtbusse rücken nun auch Nutz- und Kommunalfahrzeuge in den Fokus der Entwicklung. Gerade in dieser Klasse lassen sich mit elektromobilen Lösungsansätzen einige grundlegend neue Fahrzeugfunktionen und Mehrwerte generieren, die nicht nur Betreibern, sondern auch den Bürgern zugutekommen. Um auch im Kommunalfahrzeug die Brücke zwischen konventionell bewährten Antriebssträngen und rein elektrischen zu schlagen, beschäftigt sich das Fraunhofer IVI mit hybriden Konzepten.

Derzeit erfolgt auf dem institutseigenen Verbrennungsmotoren- und Maschinenprüfstand die Inbetriebnahme des kompakten Range-Extender für Kommunalfahrzeuge, HY²PE²R. HY²PE²R erweitert einen seriellen Hybridantrieb um eine elektrohydraulische Leistungsauskopplung. Dies spart bei verschiedenen Anforderungsprofilen im Kommunalfahrzeug bis zu 80% der Kraftstoffkosten und senkt die Geräuschemission der Fahrzeuge auf ein Minimum.

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