Antriebstechnik

Das Fraunhofer IVI bearbeitet seit vielen Jahren Projekte im Bereich innovativer Antriebe für den ÖPNV. Dabei stehen vollelektrische und hybride Antriebssysteme im Vordergrund. Die Erfahrungen des Fraunhofer IVI basieren auf durchgeführten Messkampagnen in ÖPNV-Fahrzeugen, eingehenden Kenntnissen der Fahrzeugtechnik, speziell von Antriebssystemen und der technischen Umsetzung innovativer Antriebssysteme in Versuchsfahrzeugen (AutoTram®AutoTram® Extra Grand, EDDA-Bus als schnellladefähiger Batteriebus, Plug-In-Hybridbus SaxHybridPLUS).

Die gesammelten Erfahrungen im Bereich Fahrzeugtechnik des ÖPNV fanden Einzug in das hauseigene Fahrzeugsimulationsmodell IVIsion. Das in vielen Projekten erfolgreich eingesetzte Simulationsmodell beschreibt Gesamtfahrzeuge in einer großen Detailtiefe. Dabei werden präzise Teilmodelle für die Interaktion Fahrzeug – Umwelt – Straße, den Antriebsstrang, Energiespeicher, Nebenaggregate, Klimatisierung und Heizung, Fahrer und Fahrgäste zu einem hochkomplexen Simulationsmodell zusammen-gefasst, mit dessen Hilfe u. a. präzise Prognosen für den Energieverbrauch einer Fahrzeug- und Antriebskonfiguration unter gegebenen Einsatzbedingungen erstellt werden können. Ergänzt wird das Programm durch IVInet, mit dessen Hilfe netzweite und optimierte Einführungskonzeptionen für Batteriebusse, auch unter Beachtung von häufigen Linienwechseln, erarbeitet werden können.
Inhalte der Einführungskonzeptionen für Linienbusse mit innovativen Antrieben waren neben der rein technischen Betrachtung stets

  • Untersuchungen zu den betrieblichen Auswirkungen (z. B. Umlaufpläne),
  • Betriebswirtschaftliche (Vergleichs)Untersuchungen sowie
  • Umweltauswirkungen.

AutoTram® Extra Grand

Hightech zwischen Bus und Bahn

Die AutoTram® Extra Grand vereint die Vorteile von Straßenbahnen mit denen des Busses. Sie befördert über 250 Fahrgäste, lässt sich rein elektrisch fahren, ist flexibel auf beliebigen Strecken einsetzbar und nur halb so teuer wie eine Straßenbahn. Zudem enthält sie ein neuartiges Gelenksystem und eine elektronische Mehrachslenkung. Damit eignet sich die AutoTram® Extra Grand besonders für den Einsatz in Gebieten mit schnell wachsendem Transportbedarf.

Schnellladefähiger Elektrobus

Vollelektrisch im ÖPNV

Der schnelladefähige Elektrobus kombiniert hochmoderne Technologien, um das rein elektrische Fahren im Linienbetrieb möglich zu machen. Die Nachladung erfolgt in Sekundenschnelle während regulärer Haltezeiten über ein eigens entwickeltes Kontaktsystem. Hocheffiziente Batterietechnologien und Steuersysteme runden das Gesamtsystem ab.

Elektrische Bussysteme – Einführungskonzeptionen

Beratungsleistungen für die Einführung rein elektrischer Linienbusse

Viele Verkehrsunternehmen wollen oder müssen in der nahen Zukunft elektrisch angetriebene Busse in ihre Flotten integrieren. Das ist aber nicht auf allen Strecken gleich sinnvoll. Mit eigens entwickelten Analysetools identifiziert das Fraunhofer IVI die geeigneten Linien eines Netzes und fertigt einen detaillierten Plan für die Einführung an.

Plug-In-Hybridbus

Entwicklung und Erprobung von Kerntechnologien für Plug-In-Hybridbusse

Für die umfassende Einführung der Elektromobilität auch im ÖPNV fehlt es derzeit noch an einem flächendeckenden Netz aus Ladestationen, außerdem sind die Reichweiten rein elektrischer Fahrzeuge immer noch stark begrenzt. Das Projekt SaxHybridPLUS widmet sich der Entwicklung und Erprobung von Kerntechnologien für Plug-In-Hybridbusse, um die Nachteile derzeitiger Elektrofahrzeuge durch einen hybriden Ansatz auszugleichen.

Projektwebsite

Linieneinsatzanalyse von Hybridbussen

Vergleich mit Dieselbussen

Bei der Anschaffung von Hybridbussen sind neben den ökologischen auch ökonomische Faktoren zu berücksichtigen. Zur objektiven Bewertung von Hybridbussen wurden Fahrzeuge in Dresden, Leipzig sowie Hannover in einer repräsentativen Messkampagne mit konventionellen Dieselbussen verglichen.

Oktokopter HORUS

Fliegende Sensorplattform

Für die Messdatenerfassung und für Fotoaufnahmen in schwer zugänglichen Bereichen bedarf es eines besonders kleinen und wendigen fliegenden Technikträgers, der sich mit unterschiedlicher Kamera-, Sensor- und Messtechnik bestücken lässt. Ein solches autonomes Fluggerät stellt auch eine kostengünstige Alternative zur bemannten Befliegung dar. Ausgehend von dieser Motivation entstand in Zusammenarbeit mit mehreren Partnern der Oktokopter HORUS.

 

HYdraulic HYbrid for Extended Electrical Range

Kommunalfahrzeuge stehen im Fokus von HY²PE²R

HY²PE²R

In der Elektromobilität rücken derzeit Nutz- und Kommunalfahrzeuge in den Fokus der Entwicklung. Gerade in dieser Klasse lassen sich mit elektromobilen Lösungsansätzen grundlegende neue Fahrzeugfunktionen generieren. Allerdings sind mit den derzeit verfügbaren Speichertechnologien rein elektrische Fahrzeuge noch nicht realisierbar. Mithilfe hybrider Ansätze kann der Übergang zu reinen Elektrofahrzeugen eingeleitet werden.

Innovative Antriebssysteme

Zukunft bewegen

Das Fraunhofer IVI beschäftigt sich mit allen Facetten innovativer Antriebssysteme für Pkw, ÖPNV- und Nutzfahrzeuge. Das Spektrum reicht von der Optimierung des Nebenaggregateverbrauchs über Energiespeicherung und –bereitstellung für die Elektrofahrzeuge bis hin zur Auslegung kompletter  Antriebsstränge. Dazu entwickelt das Institut leistungsfähige Software und betreibt verschiedene Teststände.

 

Simulationstool IVIsion

Analysen für die Einführung elektrischer ÖPNV-Fahrzeuge

IVIsion ist ein System, mit dem sich ÖPNV-Linien im Hinblick auf ihre Eignung für die Einführung elektrischer Fahrzeuge untersuchen lassen. Mit den integrierten Modulen zur Messdatenaufbereitung, Kennfelderstellung und Fahrzeugsimulation identifiziert IVIsion geeignete Linien und hilft bei der Planung der Elektrifizierung.

Verbrauchs- und Fahrzeugzustandsanzeige

Unterstützung für kraftstoffsparendes Fahren

Neue Antriebstechnologien in Bussen erlauben einen kraftstoffsparenderen Betrieb als noch vor einigen Jahren. Um möglichst effizient zu fahren, muss das Personal seine Fahrweise spezifisch anpassen, wozu gezielte Schulungen absolviert werden. Die Verbrauchs- und Fahrzeugzustandsanzeige des Fraunhofer IVI stellt die wichtigsten Daten des Fahrzeugs grafisch dar und unterstützt so die Schulung.