EFBEL - VRR Erweiterte Forschungsbegleitung für den Einsatz von energieeffizienten Linienbussen im Verkehrsverbund Rhein-Ruhr

Transkript

1 Ergebniskonferenz Elektromobilität Rhein-Ruhr EFBEL - VRR Erweiterte Forschungsbegleitung für den Einsatz von energieeffizienten Linienbussen im Verkehrsverbund Rhein-Ruhr Essen, Dipl.-Ing. Kai Scholz-Starke Institut für Kraftfahrzeuge, RWTH Aachen University Folie Nr. 1

2 Agenda Projektvorstellung Ausgewählte Arbeitspakete Emissionsmessungen Akustikmessungen Zusammenfassung Folie Nr. 2

3 Projektvorstellung Fragestellung Lokale, Landes- und Bundespolitik Wirtschaftl. Randbedingungen Innerstädtische Verkehrssituation Transportaufgabe Einsatzplanung und Flottenmanagement Ökologische Randbedingungen Stadtbus Kunden bzw. Passagierzufriedenheit Wie bewähren sich Busse mit hybriden und alternativen Antriebskonzepten? Folie Nr. 3

4 Projektvorstellung Projektziele Bestimmung von Abgas- und Geräuschemissionen Bestimmung von Antriebsstrangwirkungsgraden Untersuchung des Einflusses von Start-Stop-Systemen auf die Abgasnachbehandlung Identifikation der Haupteinflussfaktoren auf den Kraftstoffverbrauch Erstes Projekt VRR 1 Zweites Projekt EFBEL Zusätzliche Betrachtung der Hauptnebenverbraucher Kraftstoffdurchflussmessung Dokumentation der technischen Weiterentwicklung von hybriden Stadtbuskonzepten Folie Nr. 4

5 Projektvorstellung Projektstruktur Arbeitspakete Folie Nr. 5

6 Projektvorstellung Teilnehmer Konsortium Beteiligte Verkehrsunternehmen Förderung und Koordination durch Folie Nr. 6

7 Projektvorstellung Betrachtete Fahrzeuge Folie Nr. 7

8 Projektvorstellung Betrachtete Fahrzeuge Hybridbusse Solo Konv. Busse Solo MAN Lion s City A37 Volvo 7900 MB Citaro Euro VI 12m MAN Lion's City A37 Volvo 7700 Gelenk Solaris Urbino 12 VDL Citea LLE MB Citaro G O530 Bluetec Hess SwissHybrid BGH-N2C Folie Nr. 8

9 Projektvorstellung Testgebiete Analyse der Geschwindigkeits- und Höhenprofile Klassierung nach Mittlerer Geschwindigkeit und Topographie Topo 1 Topo 2 Topo 3 SORT 1 SORT 2 SORT 3 Krefeld (2 Strecken) Hagen Düsseldorf / Essen Essen Dortmund / Bochum / Wuppertal Düsseldorf Topo 4 Ennepetal / Hagen Dortmund Folie Nr. 9

10 Agenda Projektvorstellung Ausgewählte Arbeitspakete Emissionsmessungen Akustikmessungen Zusammenfassung Folie Nr. 10

11 Agenda Projektvorstellung Ausgewählte Arbeitspakete Emissionsmessungen Akustikmessungen Zusammenfassung Folie Nr. 11

12 Emissionsmessungen Methodik Messung von gasförmigen Emissionen (CO 2, CO, HC, NO x, NO 2, NO) und Ruß mit Hilfe eines Portablen Emissionsmesssystems (PEMS) Zusätzlich werden parallel dazu aufgezeichnet: Elektrische Leistung von Antriebskomponenten und Nebenverbrauchern Drehzahl und Drehmoment an der Kardanwelle (soweit möglich) Verbrennungsmotordaten GPS Position und weitere Daten Parallele Messung von Leistungen, Kraftstoffdurchfluss und Emissionen Folie Nr. 12

13 Emission in kg/km Emissionsmessungen Solobusse CO 2 4,5 4 3,5 3 2,5 CO 2 -Emission (alle Einsatzgebiete) MAN A37 Lion's City Solaris Urbino 12 EVOBUS CITARO O530 C2 VOLVO 7700 HYBRID VOLVO 7900 HYBRID 2 1,5 1 0, Geschwindigkeit in km/h Folie Nr. 13

14 Emissionsmessungen Solobusse NO x Folie Nr. 14

15 2,95% 5,67% 38,88% 16,48% Häufigkeit Emissionsmessungen Alle Fahrzeuge - Zero Emission 100% "Zero Emission"-Betrieb 90% 80% 70% Alle Städte, alle Linien, EFBEL, Strecke 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Gesamt Geschwindigkeit in km/h EVOBUS CITARO O530 GDH VOLVO 7700 HYBRID MAN A37 Lion's City Hybrid VOLVO 7900 HYBRID Folie Nr. 15

16 Agenda Projektvorstellung Ausgewählte Arbeitspakete Emissionsmessungen Akustikmessungen Zusammenfassung Folie Nr. 16

17 Akustikmessungen Manöverübersicht Auswahl geeigneter Manöver Auswahl typischer Fahrmanöver und Betriebszustände zur Charakterisierung des NVH- Verhaltens (Noise Vibration Harshness) im Fahrgastraum und der Geräuschbelastung außerhalb der Busse Haltestellen Haltestellenanfahrt mit verschiedenen Geschwindigkeiten: Bremsen von 20 km/h Bremsen von 30 km/h Bremsen von 40 km/h Haltestellenabfahrt mit verschiedenen Lastfällen: Volllastbeschleunigung Teillastbeschleunigung Vorbeifahrt Vorbeifahrt mit konstanter Geschwindigkeit Drei verschiedene Geschwindigkeiten: 15 km/h 30 km/h 50 km/h In Abhängigkeit der Betriebsstrategie der Hybridbusse wird jedes Manöver rein elektrisch (ZEV) und mit hinzu geschaltetem Dieselmotor (HEV) durchgeführt. Folie Nr. 17

18 Akustikmessungen Messaufbau Aussengeräusch Außengeräusch Für die Außengeräuschmessung werden ein Kunstkopf und ein Mikrofon eingesetzt. Mikrofon Kunstkopf 1,20 m 1,20 m 1,40 m 7,50 m Kunstkopf in einem Abstand von 1,20 m zur Busseite für die Bewertung der Haltestellenan- und -abfahrt. Der Kunstkopf wird zwischen den vorderen und mittleren Türen platziert. Das Mikrofon im Abstand von 7,50 m zur Fahrbahnmittellinie wird für die Bewertung der Vorbeifahrt mit konstanter Geschwindigkeit eingesetzt, damit der Einfluss von Luftverwirbelung auf das Messergebnis reduziert wird. Folie Nr. 18

19 Akustikmessungen Lautheitsbewertung Hersteller Modell Antrieb Aufbau Projekt Messjahr Messort Abfahrt Teillast HEV ZEV Abfahrt Volllast Lautheit N5 [sone] MAN Lion's City Hybrid A37 Hybrid Solo EFBEL 2013 ika Teststr. 23,21 35,18 Citaro G O530 Bluetec ika Teststr. 21,18 38,91 MB Hybrid Hybrid Gelenk EFBEL 2013 Volvo 7700 Hybrid Hybrid Solo EFBEL 2013 ika Teststr. 29,12 31,46 OEM B Hybrid Solo VRR I 2011 öffentl. Str. 17,15 43,76 Volvo 7900 Hybrid Hybrid Solo EFBEL 2015 Hamburg 31,40 20,50 36,30 Hess SwissHybrid BGH-N2C Hybrid Gelenk EFBEL 2013 ika Teststr. 25,21 46,67 MB Citaro Euro VI 12m Konv. Solo EFBEL 2014 ika Teststr. 53,34 53,50 Solaris Urbino 12 Konv. Solo EFBEL 2014 ika Teststr. 56,65 58,75 MAN Lion's City A37 Konv. Solo EFBEL 2014 ika Teststr. 53,15 65,64 OEM D Hybrid Gelenk VRR I 2011 öffentl. Str. 60,79 32,37 74,53 VDL Citea LLE Konv. Solo EFBEL 2015 ika Teststr. 50,70 74,54 OEM C Konv. Gelenk VRR I 2010 öffentl. Str. 60,91 65,81 OEM B Konv. Gelenk VRR I 2010 öffentl. Str. 62,70 67,31 Folie Nr. 19

20 Agenda Projektvorstellung Ausgewählte Arbeitspakete Emissionsmessungen Akustikmessungen Zusammenfassung Folie Nr. 20

21 Zusammenfassung Im Rahmen von EFBEL sind 10 der 11 geplanten Busse vermessen worden. Dabei sind sowohl Daten zum Energieverbrauch, zu den Schadstoffemissionen als auch zu den Geräuschemissionen erhoben worden. Verfügbarkeit und Kraftstoffverbrauch wurden in einer Langzeitdatenerfassung über die gesamte Projektlaufzeit aufgezeichnet. Nach Beendigung der Messtätigkeiten werden vergleichende Analysen durchgeführt und veröffentlicht. Das Projekt ist bis Mitte 2016 verlängert worden. Neue Fragestellungen, die sich im Verlauf des Projektes ergeben haben, werden ebenfalls bearbeitet. Folie Nr. 21

22 Kontakt Dipl.-Ing. Kai Scholz-Starke Institut für Kraftfahrzeuge RWTH Aachen University Steinbachstraße Aachen Telefon Fax scholz.starke@ika.rwth-aachen.de Internet Folie Nr. 22