DE102016224125A1 - Method for controlling secondary consumers of rail vehicles - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Nebenverbrauchern von Schienenfahrzeugen, wobei die zu Verfügung stehende Leistung anforderungsgerecht zwischen Traktion und Nebenverbrauchern aufgeteilt werden soll.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine innovative Lösung für die Energiesteuerung eines Zuges zu entwickeln, die es ermöglicht, auf den Einsatz eines zweiten Triebfahrzeuges oder eines leistungsstärkeren Triebfahrzeugs zu verzichten und dennoch Spitzen im Traktionsleistungsbedarf abdecken zu können, indem der Leistungsbezug des Wagenzuges zeitweise reduziert wird.Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dassdie zu Verfügung stehende Leistung des Triebfahrzeuges so zwischen Traktionsleistung und Leistungsbedarf des Wagenzuges aufgeteilt wird, dass trotz begrenzter Gesamtleistung Leistungsspitzen der Traktionsleistung abgedeckt werden können, indem die Leistungsaufnahme des Wagenzuges durch Eingriffe in die Steuerung von Triebfahrzeug und Wagenzug zeitweise reduziert wird und die Verbraucher des Wagenzuges hierzu automatisch ab- bzw. zugeschaltet oder deren Leistungsaufnahme gezielt gesteuert werden.The invention relates to a method for controlling auxiliary consumers of rail vehicles, wherein the available power should be divided according to demand between traction and auxiliary consumers. The invention has for its object to develop an innovative solution for the energy control of a train, which makes it possible to dispense with the use of a second traction unit or a more powerful traction vehicle and yet be able to cover peaks in traction power demand by the Leistungszuzug the wagon train is temporarily reduced. This is inventively achieved in that the available power of the traction vehicle so divided between traction power and power requirement of the wagon train is that despite limited overall performance peaks in traction performance can be covered by the power consumption of the wagon train by interfering with the controls of the locomotive and wagenzug ze is itweiseweise reduced and the consumers of the wagon train to this automatically switched off or switched on or their power consumption can be controlled.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Nebenverbrauchern von Schienenfahrzeugen, wobei die zu Verfügung stehende Leistung anforderungsgerecht zwischen Traktion und Nebenverbrauchern aufgeteilt werden soll.The invention relates to a method for controlling auxiliary consumers of rail vehicles, wherein the available power is to be divided according to demand between traction and secondary consumers.
Aus der
Die
Die
Der Nachteil des bekannten Standes der Technik liegt darin begründet, dass zwar die Möglichkeit einer individuellen Schaltbarkeit von Nebenverbrauchern bekannt ist, deren Nutzung zur zeitweiligen Reduzierung des Leistungsbedarfs des Wagenzuges zugunsten der Abdeckung von Leistungsspitzen des Traktionsleistungsbedarfs bisher nicht genutzt wird.The disadvantage of the known prior art lies in the fact that although the possibility of individual switchability of secondary consumers is known, their use for temporary reduction of the power requirement of the wagon train in favor of the coverage of power peaks of the traction power requirement is not used.
Insbesondere
Es gibt Szenarien, in denen ein Zug mit mehr als einer Lokomotive (Triebfahrzeug) bespannt werden muss, weil die verfügbare Leistung einer Lokomotive nicht ausreicht um den Gesamtleistungsbedarf zu decken. Durch die gesteuerte Abschaltung von Nebenverbrauchern soll die zu Verfügung stehende Leistung der einzelnen Lokomotive so genutzt werden, dass auf zusätzliche Lokomotiven verzichtet werden kann.There are scenarios in which a train with more than one locomotive (train) must be covered, because the available power of a locomotive is not enough to cover the total power demand. The controlled shutdown of secondary consumers, the available power of each locomotive should be used so that can be dispensed with additional locomotives.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine innovative Lösung für die Energiesteuerung eines Zuges zu entwickeln, die es ermöglicht, ein auf den Einsatz einer zweiten Lokomotive oder eine zweiten Triebfahrzeuges zu verzichten und dennoch alle Energieverbraucher in einer intelligenten Art zu betreiben.The invention has for its object to develop an innovative solution for the energy control of a train, which makes it possible to dispense with the use of a second locomotive or a second locomotive and yet operate all energy consumers in an intelligent way.
Dies wird erfindungsgemäß durch die Ansprüche 1 bis 6 gelöst.This is achieved by the
Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf lokbespannte Züge. In Analogie gelten die Ausführungen auch für Triebwagen und Triebzüge als Spezialfall eines Zuges. Die Verfahren sind sowohl für Reisezüge als auch für Güterzüge mit Anschluss an die Zugsammelschiene, zum Beispiel Kohlezüge mit Heizung als Anfrierschutz oder Kühlzüge anwendbar.The following remarks refer to locomotive-hauled trains. By analogy, the explanations also apply to railcars and multiple units as a special case of a train. The methods are applicable to both passenger trains and freight trains connected to the train busbar, for example, coal trains with heating as anti-freeze or refrigerated hoists.
Auf der Lokomotive wird elektrische Leistung zu Verfügung gestellt. Dabei gibt es eine obere Grenze der bereitstellbaren Leistung.On the locomotive electrical power is provided. There is an upper limit to the deliverable power.
Die Elektroenergie wird verwendet
- • für den Traktionsantrieb,
- • für die Hilfsbetriebe der Lokomotive und
- • zur Energieversorgung des angehängten Wagenzuges.
- • for the traction drive,
- • for the auxiliaries of the locomotive and
- • for power supply of the attached wagon train.
Die Leistungsbereitstellung zur Versorgung des Zuges erfolgt über die Zugsammelschiene. Die einzige bisher bestehende Möglichkeit die Aufteilung der verfügbaren Leistung auf die Verbraucher zu steuern besteht darin, die Zugsammelschiene durch manuelle Betätigung komplett abzuschalten.The power supply for supplying the train via the train busbar. The only way to control the distribution of the available power to the consumers is to switch off the train busbar completely by manual operation.
Der Leistungsbedarf für den Traktionsantrieb weist durch die Infrastruktur und Fahrzeugeigenschaften eine zeitliche und örtliche Abhängigkeit auf. The power requirement for the traction drive has a temporal and local dependence due to the infrastructure and vehicle characteristics.
Für die Nebenverbraucher an der Zugsammelschiene ist der Leistungsbedarf im Wesentlichen durch technische Notwendigkeiten vorgegeben (z.B. Lüfterleistung, Bremsluftbedarf, Klimavorgaben). Nicht alle Verbraucher sind batteriegepuffert, längere Unterbrechungen der Energieversorgung sind daher nicht möglich.For the secondary consumers on the train busbar, the power requirement is essentially determined by technical requirements (for example, fan power, brake air requirement, climate specifications). Not all consumers are battery-backed, so longer breaks in the power supply are not possible.
Die Methode, den Leistungsbedarf des Wagenzuges zu reduzieren, um die dort eingesparte Leistung für Spitzen des Traktionsleistungsbedarfs bereitstellen zu können, ist in einem schmalen Anwendungsband möglich:
- • Die Differenz zwischen minimalem und maximalem Leistungsbedarf des Zuges muss groß genug sein, damit der Leistungsgewinn bei Umschaltung einen spürbaren Effekt bringt, zum Beispiel den Verzicht auf Doppeltraktion oder Wahl einer kleineren Lokomotive.
- • Die Differenz zwischen dem durchschnittlichen Gesamt-Leistungsbedarf und dem Spitzenbedarf an Traktionsleistung muss groß genug sein, um daraus den Leistungsbedarf des Zuges zu bedienen, einschließlich eventueller Spitzen im Leistungsbedarf des Wagenzuges zum Hochfahren nach der Abschaltung.
- • Die Zeit, in der die Spitze in der Traktionsleistung benötigt wird, muss kurz genug sein, damit die reduzierten Funktionen des Wagenzuges vertretbar sind.
- • The difference between the minimum and maximum power requirements of the train must be large enough for the power gain to bring about a noticeable effect when switching over, for example avoiding double traction or choosing a smaller locomotive.
- • The difference between the average total power demand and peak traction power needs to be large enough to accommodate the train's power requirements, including any peaks in the wagon train power demand after start-up.
- • The time needed for peak traction performance must be short enough for the reduced functions of the wagon train to be acceptable.
Ob diese Bedingungen zutreffend sind, muss jeweils im konkreten Anwendungsfall untersucht werden. Eine solche Untersuchung liefert nur Aussagen für konkrete Betriebsfälle (Kombination von Infrastruktur, Lok und Zug) und ist bei jeder Änderung des Betriebsprogramms zu hinterfragen. Diese Analyse kann nicht einem Fahrerassistenzsystem überlassen werden, denn sie muss bereits bei der Ausstattung sowie Einsatzplanung von Lok- und Wagen erfolgen. Eine kombinierte Simulation von Fahrdynamik und Leistungsbedarf des Zuges kann hierzu Entscheidungsgrundlagen liefern.Whether these conditions are correct must be examined in each specific case of application. Such an investigation provides only statements for specific operating cases (combination of infrastructure, locomotive and train) and must be questioned with every change of the operating program. This analysis can not be left to a driver assistance system, as it already has to be done when equipping and scheduling locomotives and wagons. A combined simulation of driving dynamics and power demand of the train can provide decision bases for this.
Bevor eine Leistungssteuerung mit zeitweiser Abschaltung von Komforteinrichtungen implementiert wird, ist zu prüfen, ob die Schwankungsbreite der Komfortparameter, wie z.B. der Temperatur im Fahrgastraum, noch tolerabel ist.Before implementing power control with temporary shutdown of comfort devices, it is necessary to check whether the range of variation of the comfort parameters, e.g. the temperature in the passenger compartment, is still tolerable.
Zur Energiesteuerung der Nebenverbraucher werden drei mögliche Methoden vorgestellt: For energy control of the secondary consumers three possible methods are presented:
Abschaltung der ZugsammelschieneShutdown of the train busbar
In der einfachsten Maßnahme erfolgt keine Kommunikation zwischen Wagenzug und Lokomotive. Die Zugsammelschiene wird ab einer bestimmten Traktionsleistung P1 abgeschaltet. Wenn die Traktionsleistung wieder sinkt, wird bei einer Traktionsleistung P2 die Zugsammelschiene wieder zugeschaltet. Schütz aus für p > P1 bei
Eine Hysterese P1 > P2 muss vorgesehen werden, um einen zu häufigen Zustandswechsel zu vermeiden. Häufige Schalthandlungen können die Lebensdauer der Geräte ungünstig beeinflussen.In the simplest measure, there is no communication between the wagon train and the locomotive. The train busbar is switched off at a certain traction power P 1 . If the traction power drops again, the traction bus P 2 is switched on again at a traction power P 2 . Contactor off for p> P 1 at
A hysteresis P 1 > P 2 must be provided in order to avoid a too frequent change of state. Frequent switching operations can adversely affect the life of the equipment.
In dieser Variante sind allein Eingriffe in die Loksteuerung erforderlich. Der Wagenzug bleibt unverändert. Das Schütz zum Schalten der Zugsammelschiene ist bereits vorhanden. Zu ändern ist die Ansteuerung des Schützes. Gegebenenfalls muss der Typ des Schützes geändert werden, falls die Zahl der zusätzlichen Schaltspiele durch das Verfahren so signifikant steigt, dass Lebensdauersenkung oder Instandhaltungsaufwand unvertretbar wird. Dies hängt vom konkreten betrieblichen Anwendungsfall ab. Eine Prognose der Traktionsleistung p = f(t) ist bei dieser Variante nicht notwendig.In this variant, only interventions in the locomotive control are required. The wagon train remains unchanged. The contactor for switching the train busbar already exists. To change is the activation of the contactor. If necessary, the type of contactor must be changed if the number of additional operations by the process increases so significantly that life-time reduction or maintenance becomes unacceptable. This depends on the concrete operational use case. A prognosis of the traction power p = f (t) is not necessary in this variant.
Die Aufrechterhaltung von unverzichtbaren Grundfunktionen des Wagenzuges muss während der Zeit der Abschaltung durch Energiespeicher (im Regelfall durch die Wagenbatterie) erfolgen, wie es auch heute bereits praktiziert wird (etwa bei Durchfahren von Schutzstrecken mit abgeschaltetem Hauptschalter der elektrischen Lokomotive).The maintenance of indispensable basic functions of the wagon train must be done during the time of shutdown by energy storage (usually by the car battery), as it is already practiced today (such as when driving through protection routes with the main switch off the electric locomotive).
Intelligentes Energiemanagement des Zuges Intelligent energy management of the train
Für die Erstellung eines intelligenten Energiemanagementsystems ist es erforderlich, dass eine Prognose des Traktionsleistungsbedarfs existiert. Diese kann insbesondere durch ein Fahrplanassistenzsystem erfolgen, welches sämtliche Fahrplan- und Streckendaten enthält.Creating an intelligent energy management system requires that a prediction of traction power demand exists. This can be done in particular by a timetable assistance system, which contains all timetable and route data.
Mit Hilfe der Prognose des Leistungsbedarfs werden die Verbraucher so gesteuert, dass
- • eine Anzahl von Verbrauchern gerade soweit abgeschaltet bzw. abgeregelt wird, dass die maximal bereitstellbare Leistung unter Vorrang der Traktionsaufgabe bestmöglich ausgenutzt wird, und
- • rückgespeiste Bremsenergie bestmöglich genutzt wird.
- • a number of consumers are just shut down or regulated so far that the maximum deliverable power is used in the best possible way with priority to the traction task, and
- • regenerated regenerative braking energy is used in the best possible way.
Die prognostizierte frei zur Verfügung stehende Leistung ist intelligent auf die Verbraucher des Zuges zu verteilen. Dazu werden zwei Möglichkeiten unterschieden:The predicted free available power is to be distributed intelligently to the consumers of the train. There are two possibilities:
Mithilfe monodirektionaler InformationsübertragungUsing monodirectional information transfer
Diese Variante eignet sich für Züge, die über längere Zeiträume immer aus Wagenmaterial gleichen Leistungsbedarfs gebildet werden.This variant is suitable for trains that are always formed over long periods of car material equal power requirements.
Die Lok übermittelt eine Prognose des Zeitgangs der an der Zugsammelschiene verfügbaren Leistung an den Zug. Diese Prognose besteht in der oben erwähnten Prognose der verfügbaren Leistung an der Zugsammelschiene am Ausgang der Lok, dividiert durch die Anzahl der Wagen. Die Gleichheit der Wagen erlaubt es, mit einem Informationskanal monodirektional auszukommen, d.h. alle Wagen empfangen dasselbe Signal. Das Verfahren eignet sich also nicht nur für Wagen gleichen Typs, denn die Wagen verantworten ihre interne Leistungssteuerung selbst.The locomotive conveys a forecast of the time course of the power available on the train bus to the train. This forecast consists of the above-mentioned forecast of the available power at the train bus at the exit of the locomotive, divided by the number of cars. The equality of the carriages makes it possible to monodirectively deal with an information channel, i. all cars receive the same signal. The method is therefore not only suitable for cars of the same type, because the cars are responsible for their own internal power control.
Die Intelligenz auf den einzelnen Wagen bestimmt nun individuell, wie es das Leitungsangebot am besten nutzt. Da der Zeitverlauf übermittelt wird, kann jeder Wagen entsprechend seiner eigenen Anforderungen reagieren, z.B. mit dem rechtzeitigen Herunterfahren der Klimaanlage.The intelligence on each car now determines individually, as it uses the line offer best. As the timing is transmitted, each car can respond according to its own requirements, e.g. with the timely shutdown of the air conditioning.
Die Wagen müssen über Zugang zu der Prognose verfügen, wobei ein Zugbus oder ähnliches vorhanden sein muss. Auch die Steuerfunktionen einschließlich der Intelligenz für die Analyse und Entscheidungsfindung müssen implementiert werden.The cars must have access to the forecast, with a train bus or the like must be present. Also, the control functions, including the intelligence for analysis and decision making, must be implemented.
Die Verwendung von Wagen unterschiedlichen Leistungsbedarfs würde bei diesem Verfahren dazu führen, dass sich die Ausgabe des erlaubten Zeitverhaltens an dem Wagen mit dem größten Bedarf orientiert und die ab Lok verfügbare Leistung an der Zugsammelschiene nicht ausgenutzt wird.The use of cars of different power requirements would result in this method, that the output of the allowed time behavior is based on the car with the largest demand and the power available from the locomotive on the train busbar is not exploited.
Mithilfe bidirektionaler InformationsübertragungUsing bidirectional information transfer
Im Fall der Nutzung von Wagen unterschiedlichen Leistungsbedarfs (z.B. unterschiedliche Klimaleistung, Bordküche des Speisewagens, zusätzliche Ausrüstung von Steuerwagen), insbesondere bei Zügen mit wechselnder Konfiguration, genügt es nicht mehr, dass die Lok monodirektional Befehle an den Zug übermittelt. In diesem Fall muss es eine Kommunikationseinrichtung geben, über die die einzelnen Wagen ihren Leistungsbedarf bei einem Steuergerät auf der Lok anmelden. Die in diesem Steuergerät enthaltene Intelligenz koordiniert dann die Zu- und Abschaltung der Verbraucher des Zuges. Dieses Steuergerät kann in ein Fahrerassistenzsystem integriert sein oder auch separat bestehen, in letzterem Fall erhält es vom Fahrerassistenzsystem die Prognose des Zeitganges der freien Leistung.In the case of the use of cars of different power requirements (for example, different climate performance, galley on-board kitchen, additional equipment of control car), especially for trains with changing configuration, it is no longer sufficient that the locomotive monodirection commands transmitted to the train. In this case, there must be a communication device, via which the individual cars log their power requirement at a control unit on the locomotive. The intelligence contained in this control unit then coordinates the switching on and off of the train's consumers. This control unit can be integrated in a driver assistance system or can also be made separately, in the latter case it receives from the driver assistance system the prognosis of the time course of the free power.
Der Wagenzug muss über eine Kommunikationseinrichtung verfügen und die Verbraucher in den Wagen müssen soweit Eigenintelligenz besitzen, dass sie ihren Bedarf im Steuergerät der Lok anmelden können. Das Steuergerät muss wiederum Zugriff auf die Verbraucher im Zug haben.The wagon train must have a communication device and the consumers in the wagon must have self-intelligence enough so that they can register their needs in the control unit of the locomotive. The control unit must in turn have access to the consumers on the train.
Ein Optimierungsmodul (OM) soll in Abhängigkeit von Infrastruktur-, Fahrzeug- und Betriebslagedaten zur prädiktiven Vorsteuerung des Antriebsstranges von Schienenfahrzeugen dienen. Der primäre Zweck besteht dabei in der Koordinierung von konventionellem Antrieb und Energiespeicher:
- • Sicherstellung einer energieeffizienten Zugfahrt,
- • Prädiktive Steuerung des Ladezustandes des Energiespeichers,
- • Vorgabe der Leistungsaufteilung zwischen verbrennungs-motorischem Antrieb und Energiespeicher.
- • ensuring an energy-efficient train journey,
- • Predictive control of the state of charge of the energy storage,
- • Specification of the power distribution between combustion engine drive and energy storage.
Zur Aufrechterhaltung der Leistungsfähigkeit des Fahrzeuges ist eine Führung des Energieinhaltes des Speichers notwendig. Hierbei müssen neben dem aktuellen Zustand des Fahrzeugs und dessen Antriebssystem auch die Fahrtstrecke und die Umweltbedingungen einbezogen werden. Der Betrachtungshorizont ist von der Bewertung augenblicklicher Systemzustände auf zukünftige Systemzustände zu verschieben. Dies setzt eine Prädiktion der Traktions-Leistungsanforderungen und somit des Energiebedarfes voraus.In order to maintain the performance of the vehicle, it is necessary to keep track of the energy content of the memory. Here, in addition to the current state of the vehicle and its drive system, the route and the environmental conditions must be included. The viewing horizon is to be shifted from evaluating current system states to future system states. This requires a prediction of the traction power requirements and thus of the energy requirement.
Die Aufgaben des OM sind somit
- • Berechnung einer energieeffizienten Fahrzeugbewegung,
- • Einbeziehung des Fahrplans und der aktuellen Fahrplanlage,
- • Bewertung der Leistungsfähigkeit des Antriebssystems,
- • Berücksichtigung der streckengebundenen Nachladeinfrastruktur,
- • strecken- und situationsabhängige Empfehlung eines Sollladezustandes,
- • Empfehlung eines Leistungssplits zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Energiespeicher (falls vorhanden),
- • Empfehlung zur Steuerung der Hilfsbetriebe sowie
- • Signalisierung einer geeigneten Fahrstrategie an den Triebfahrzeugführer.
- • calculation of an energy-efficient vehicle movement,
- • inclusion of the timetable and timetable,
- • evaluation of the performance of the drive system,
- • taking account of the stretched reloading infrastructure,
- • route-dependent and situation-dependent recommendation of a nominal state of charge,
- Recommendation of a power split between the internal combustion engine and the energy storage device (if present),
- • Recommendation for the control of auxiliary plants as well
- • Signaling a suitable driving strategy to the driver.
Das OM arbeitet gemäß des Grundsatzes: betriebliche Sicherheit steht vor Pünktlichkeit und Energieeffizienz. Eine energieeffiziente Fahrweise wird unter der Voraussetzung eines pünktlichen Zugverkehres realisiert.The OM operates according to the principle: operational safety is about punctuality and energy efficiency. An energy-efficient driving style is realized under the condition of punctual train traffic.
Mit den aktuellen Triebstrangdaten, der aktuellen Position in Bezug zu den Infrastrukturdaten (z.B. Neigung, Kurven, Betriebsrestriktionen) und der Fahrplanlage wird eine Vorausberechnung des Geschwindigkeitsprofils, des Leistungsflusses sowie der damit verbundenen Energiebilanzen durchgeführt. Ergeben sich Fahrplanreserven, werden diese genutzt, um eine energiesparende Fahrweise durchzuführen. Bei Verspätungen wird das Fahrprofil innerhalb der zulässigen Grenzen verschärft.With the current driveline data, the current position relative to the infrastructure data (e.g., slope, curves, operating restrictions) and the scheduling facility, a prediction of the speed profile, power flow and associated energy balances is performed. If there are timetable reserves, these are used to carry out an energy-saving driving style. In the event of delays, the driving profile will be tightened within the permissible limits.
Aus den Berechnungsergebnissen werden Steuergrößen abgeleitet und an die Antriebsstrangsteuerung übergeben. Kontinuierlich werden die berechneten Systemzustände (Sollwerte) mit den aktuellen Systemzuständen (Istwerte) des Fahrzeuges verglichen. Eine Neuberechnung der Sollwerte erfolgt bei zu großen Unterschieden oder beim Vorliegen anderer, festgelegter Ereignisse.Control variables are derived from the calculation results and transferred to the drive train control. The calculated system states (setpoints) are continuously compared with the current system states (actual values) of the vehicle. A recalculation of the setpoints occurs in case of too large differences or if other, defined events exist.
Da das OM für die genannten Zwecke über eine Prädiktion des Traktionsleistungsbedarfs verfügt, ist die Integration einer situativen Ansteuerung von Nebenverbrauchern als zusätzliche Nutzungsmöglichkeit möglich.Since the OM has a prediction of the traction power requirement for these purposes, the integration of situational control of secondary consumers as an additional utilization option is possible.
Dabei ist eine Anwendung in allen drei oben vorgestellten Methoden möglich:
- 1. Durch direkte Ansteuerung des Schalters der Zugsammelschiene auf dem Triebfahrzeug;
- 2. Durch Abgabe eines Steuersignals an den Wagenzug, welches Verbrauchsniveau der Hilfsbetriebe gewählt wird;
- 3. Durch individuelle Steuerung der einzelnen Hilfsbetriebeverbraucher des Zuges.
- 1. By direct control of the switch of the train busbar on the locomotive;
- 2. By issuing a control signal to the wagon train, which consumption level of the auxiliary services is selected;
- 3. By individual control of the individual auxiliary consumers of the train.
Hierbei ist es unerheblich, ob das Fahrzeug über einen Energiespeicher für Traktionsenergie verfügt. Ein solcher Speicher erhöht die Optionen des Energiemanagements, ist aber für die situative Steuerung der Hilfsbetriebe nicht zwingend erforderlich.It does not matter whether the vehicle has energy storage for traction energy. Such a memory increases the options of the energy management, but is not mandatory for the situational control of the auxiliary operations.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention will be explained below with reference to an embodiment.
Dabei zeigen:
- -
1 - beispielhafte Darstellung des Zeitverlaufs des Leistungsbedarfes von Traktion, Nebenverbrauchern (Wagenzug) und Summe aus beiden mit und ohne Abschaltung von Nebenverbrauchern - -
2 - beispielhafte Darstellung des Zeitverlaufs des Leistungsbedarfes von Traktion, Nebenverbrauchern (Wagenzug) und Summe aus beiden mit und ohne Reduzierung der Leistung von Nebenverbrauchern - -
3 - Prinzipdarstellung für individuelle Steuerung der Verbraucher im Wagenzug
- -
1 - Exemplary representation of the time course of the power requirement of traction, auxiliary consumers (wagon train) and sum of both with and without shutdown of secondary consumers - -
2 - Exemplary representation of the time course of the power requirement of traction, auxiliary consumers (wagon train) and sum of both with and without reducing the performance of secondary consumers - -
3 - Schematic representation for individual control of the consumers in the wagon train
Das Triebfahrzeug ist über die Zugsammelschiene
Neben der Zugsammelschiene
In
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102015201315 B3 [0002]DE 102015201315 B3 [0002]
- DE 102014226081 A1 [0003]DE 102014226081 A1 [0003]
- DE 102014221964 A1 [0004, 0006]DE 102014221964 A1 [0004, 0006]
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3088591A1 (en) * | 2018-11-21 | 2020-05-22 | Speedinnov | Method for supplying electrical energy to at least one auxiliary load of an electric vehicle, supply system and associated electric vehicle |
CN112776831A (en) * | 2019-11-06 | 2021-05-11 | 庞巴迪运输有限公司 | Operating a rail vehicle to limit power peaks in a power supply |
WO2024092907A1 (en) * | 2022-10-31 | 2024-05-10 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | Power control method and apparatus |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1688297A2 (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-09 | Gerhard Prof. Dr. Güttler | Method and device for saving energy in a vehicle |
DE102015201315B3 (en) | 2014-12-03 | 2016-02-04 | Continental Automotive Gmbh | Power control device for a consumer in a vehicle |
DE102014221964A1 (en) | 2014-10-28 | 2016-04-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for operating a vehicle |
DE102014226081A1 (en) | 2014-12-16 | 2016-06-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Rail vehicle with accumulator modules |
-
2016
- 2016-12-05 DE DE102016224125.7A patent/DE102016224125A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1688297A2 (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-09 | Gerhard Prof. Dr. Güttler | Method and device for saving energy in a vehicle |
DE102014221964A1 (en) | 2014-10-28 | 2016-04-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for operating a vehicle |
DE102015201315B3 (en) | 2014-12-03 | 2016-02-04 | Continental Automotive Gmbh | Power control device for a consumer in a vehicle |
DE102014226081A1 (en) | 2014-12-16 | 2016-06-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Rail vehicle with accumulator modules |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3088591A1 (en) * | 2018-11-21 | 2020-05-22 | Speedinnov | Method for supplying electrical energy to at least one auxiliary load of an electric vehicle, supply system and associated electric vehicle |
CN112776831A (en) * | 2019-11-06 | 2021-05-11 | 庞巴迪运输有限公司 | Operating a rail vehicle to limit power peaks in a power supply |
EP3828052A3 (en) * | 2019-11-06 | 2021-08-25 | Bombardier Transportation GmbH | Operation of railway vehicles for limiting power peaks in a power supply |
US11760392B2 (en) | 2019-11-06 | 2023-09-19 | Bombardier Transportation Gmbh | Operation of rail vehicles to limit power peaks in an electrical supply |
WO2024092907A1 (en) * | 2022-10-31 | 2024-05-10 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | Power control method and apparatus |
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