Feedback

Einsatzindividuelle Fahrzyklen zur Bewertung der Bremsenergierückgewinnung am Kühlsattelauflieger

Kattenberg, Thomas GND

Die stetig zunehmende Bedeutung des Kraftstoffverbrauchs schwerer Nutzfahrzeuge im Straßengütertransport bezüglich Betriebskosten, Ressourcenverbrauch und CO2-Emissionen führt zur Entwicklung immer effizienterer Fahrzeuge und Fahrzeugkombinationen, wobei erreichbare Verbrauchseinsparungen vom tatsächlichen Fahrzeugeinsatz beim Anwender abhängen. Um im Rahmen des Entwicklungsprozesses oder bei der Konfiguration entsprechender Fahrzeuge simulationsgestützte Aussagen zu anwenderspezifischen Einsparpotentialen treffen zu können, sind geeignete einsatzindividuelle Fahrzyklen erforderlich. Standardisierte Fahrzyklen sind hierzu nicht geeignet, da in der Regel eine Abweichung zwischen dem beschriebenen und dem tatsächlichen Einsatz beim Fahrzeugbetreiber besteht. Die vorliegende Arbeit greift diese Problematik auf und stellt eine Methode zur automatischen Erzeugung einsatzindividueller Fahrzyklen vor. Diese Fahrzyklen sind zur Nachbildung beliebiger Einsatzprofile schwerer Nutzfahrzeuge im Straßengütertransport geeignet und lassen sich zur Simulation des Fahrzeugbetriebs verwenden. Zur Gewährleistung aussagekräftiger und vergleichbarer Ergebnisse geben die Fahrzyklen eine Zielgeschwindigkeit und die Fahrbahnsteigung jeweils über dem Weg vor. Ergänzend sind der Zielgeschwindigkeit kurzzeitige Verzögerungs- und Haltevorgänge in Form sogenannter Events überlagert. Zusätzlich beinhalten die Fahrzyklen einsatzindividuelle Ladevorgänge und den daraus resultierenden variablen Verlauf der Zuladung über der Fahrt. Die Erzeugung der Fahrzyklen basiert auf einer formalen Beschreibung des jeweiligen Fahrzeugeinsatzes und einer hinterlegten Datenbasis. Als Anwendungsbeispiel dient die Bremsenergierückgewinnung am Kühlsattelauflieger zur elektrischen Versorgung des ansonsten dieselmotorisch betriebenen Kühlaggregats. Aufbauend auf der einleitenden Darstellung existierender Fahrzyklen und veröffentlichter Ansätze zu deren Erzeugung werden die im Rahmen dieser Arbeit entwickelte simulationsbasierte Methode und die Algorithmen zur Generierung der angestrebten einsatzindividuellen Fahrzyklen ausführlich erläutert. Zur nachfolgenden Validierung der Methode und Fahrzyklen wird auf Messergebnisse zur Bremsenergierückgewinnung am Kühlsattelauflieger zurückgegriffen, die mit einem aufgebauten Versuchsträger in Fahrversuchen gewonnen wurden. Anhand des Abgleichs der Mess- und entsprechend generierter Simulationsergebnisse für ausgewählte Testfahrten konnte die Eignung der Fahrzyklen zur einsatzindividuellen Bewertung der Bremsenergierückgewinnung am Kühlsattelauflieger erfolgreich nachgewiesen werden. Mit diesem Ergebnis wird die Methode abschließend zur Dimensionierung des Bremsenergierückgewinnungssystems für zwei exemplarische und realitätsnahe Einsatzprofile angewandt.

The increasing importance of fuel consumption for road freight transport in terms of operating costs, finite resources and CO2 emissions leads to the development of ever more efficient vehicles and vehicle combinations. Possible fuel savings however depend on the actual use i.e. the mission profile of the vehicles by the user, which is amongst others characterized by different route lengths, chosen road types, varying payloads and regional operating conditions such as topography. Thus to determine user specific savings within the product development process or while configuring vehicles corresponding mission-specific drive cycles are required. The possibility to apply standardized drive cycles for this purpose is limited, as the vehicle operation described by the drive cycle and the user specific operation typically differ. Against this background a method to automatically generate mission-specific drive cycles is proposed. The drive cycles can be applied in vehicle simulations and are capable to describe arbitrary mission profiles of heavy duty vehicles in road freight transport. To ensure representative and comparable results the generated drive cycles provide a distance based target speed and road slope. Short-term decelerations, stops and loading as well as unloading processes are additionally superimposed as so-called events. Thereby variable and mission-specific payloads can be described by the drive cycle. The generation of the drive cycles is based on a formal description of the particular mission profile and a previously set up data base, which contains statistics characterizing the target speed, slope and event distribution. The recovery of brake energy on refrigerated semitrailers to electrically supply the otherwise diesel-driven cooling unit serves as example. Based on the presentation of existing drive cycles and published approaches for their generation the method developed within this thesis is derived. At the same time the overall simulation-based approach and the algorithms for the generation of the mission-specific drive cycles are explained in detail. To demonstrate the feasibility of the brake energy recovery on refrigerated semitrailers and to determine the saving potentials several real world test runs were conducted with a built-up research vehicle. The gathered data and results are subsequently applied to validate the method and the generated drive cycles. By comparing the measured and simulated amounts of recovered energy for specific test runs the suitability of the generated drive cycles for the evaluation of corresponding systems was successfully proven. Finally the developed method is applied to generate drive cycles for exemplary and realistic mission profiles. These drive cycles are then used to identify mission-specific configurations for a brake energy recovery system on semitrailers.

Cite

Citation style:
Kattenberg, T., 2017. Einsatzindividuelle Fahrzyklen zur Bewertung der Bremsenergierückgewinnung am Kühlsattelauflieger. https://doi.org/10.24355/dbbs.084-202007220942-0
Could not load citation form. Default citation form is displayed.

Access Statistic

Total:
Downloads:
Abtractviews:
Last 12 Month:
Downloads:
Abtractviews:

Rights

Use and reproduction:
All rights reserved

Export