DE102022205071A1 - Method for determining a weight requirement for a system to be installed within a rail vehicle - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Bestimmung eines Gewichtsbedarfs M für wenigstens eine innerhalb eines Schienenfahrzeuges zu installierende energietechnische Anlage k vorgeschlagen, wobei hierzu eine vorgesehene Nennleistung PR;kder energietechnischen Anlage k sowie der Wert einer binären Variable Ik, die die Installation der Anlage k kennzeichnet, bereitgestellt werden. Das Verfahren ist gekennzeichnet dadurch, dass der Gewichtsbedarf durch Mk= M0;kIk+ akMR;kbestimmt wird, wobei M0;kein festgelegtes Grundgewicht und akeinen leistungsspezifischen Gewichtsbedarf der Anlage k kennzeichnet.Weiterhin betrifft die Erfindung ein Designverfahren für ein Schienenfahrzeug, bei welchem der bestimmte Gewichtsbedarf der Anlage berücksichtigt wird.A method for determining a weight requirement M for at least one energy technology system k to be installed within a rail vehicle is proposed, for which purpose an intended nominal power PR;k of the energy technology system k and the value of a binary variable Ik, which characterizes the installation of the system k, are provided become. The method is characterized in that the weight requirement is determined by Mk = M0; kIk + akMR; k, where M0; does not indicate a fixed basic weight and a does not indicate a performance-specific weight requirement of the system k. Furthermore, the invention relates to a design method for a rail vehicle in which the specific weight requirement the system is taken into account.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 7.The invention relates to a method according to the preamble of patent claim 1 and a method according to the preamble of patent claim 7.
Energiesysteme umfassen typischerweise mehrere Komponenten beziehungsweise Anlagen, insbesondere energietechnische Anlagen (Technologien für die Energieumwandlung), beispielsweise Energiewandlungsanlagen, Verbrauchsanlagen und/oder Speicheranlagen. Energiesysteme können hierbei eine oder mehrere Energieformen erzeugen und/oder bereitstellen.Energy systems typically include several components or systems, in particular energy technology systems (technologies for energy conversion), for example energy conversion systems, consumption systems and/or storage systems. Energy systems can generate and/or provide one or more forms of energy.
Ein typisches Energiesystem weist mehrere energietechnische Anlagen, verschiedene Speichervorrichtungen (Speichertechnologien), einen Anschluss an ein (öffentliches) Stromnetz, einen Anschluss an ein (öffentliches) Gasnetz und/oder Wasserstoffnetz sowie mehrere elektrische und thermische Lasten auf. Beispielsweise ist das Energiesystem eine Stadt, ein Stadtteil, eine Gemeinde, ein Campus und/oder ein Gebäude, insbesondere ein Bürogebäude oder ein Wohngebäude, ein Industriestandort und/oder eine industrielle Anlage, beispielsweise eine oder mehrere Fabriken. Insbesondere ist das Energiesystem ein Schienenfahrzeug.A typical energy system has several energy technology systems, various storage devices (storage technologies), a connection to a (public) electricity network, a connection to a (public) gas network and/or hydrogen network, and several electrical and thermal loads. For example, the energy system is a city, a district, a community, a campus and/or a building, in particular an office building or a residential building, an industrial site and/or an industrial facility, for example one or more factories. In particular, the energy system is a rail vehicle.
Aufgrund der hohen technischen Komplexität und Kosten solcher Energiesysteme werden diese vorab mittels Energiesystemdesignverfahren ausgelegt. Ein solches Designverfahren ist technisch für Energiesysteme zwingend erforderlich, damit ein möglichst effizienter Betrieb, beispielsweise im Hinblick auf Energieverbrauch und/oder Kohlenstoffdioxidemissionen, sichergestellt werden kann. Solche Energiesystemdesignverfahren sind grundsätzlich bekannt.Due to the high technical complexity and costs of such energy systems, they are designed in advance using energy system design processes. Such a design process is technically essential for energy systems in order to ensure the most efficient operation possible, for example with regard to energy consumption and/or carbon dioxide emissions. Such energy system design methods are generally known.
Mittels Energiesystemdesignverfahren wird vorab das Energiesystem energietechnisch hinsichtlich seiner Struktur, beispielsweise welche Anlagen mit welchen Leistungen installiert werden, ausgelegt. Beispielsweise wird ein Bürogebäude derart bezüglich seiner technischen Struktur ausgelegt, dass dieses einen möglichst niedrigen Energieverbrauch aufweist. Ein Ergebnis dieser Auslegung beziehungsweise Optimierung kann es sein, ein Heizaggregat und/oder Kühlaggregat mit einer bestimmten Nennleistung vorzusehen.Using the energy system design process, the energy system is designed in advance in terms of its structure in terms of energy technology, for example which systems will be installed with which outputs. For example, an office building is designed with regard to its technical structure in such a way that it has the lowest possible energy consumption. One result of this design or optimization can be to provide a heating unit and/or cooling unit with a certain nominal output.
Typischerweise wird ein Energiesystemdesignverfahren mittels einer mathematischen Optimierung durchgeführt. Hierbei wird eine Zielfunktion, die insbesondere von den einzelnen Nennleistungen der energietechnischen Anlagen abhängig ist, minimiert oder maximiert. Die Zielfunktion kennzeichnet das technische Ziel, welches mit der Auslegung verfolgt wird, beispielsweise eine Minimierung des Energieverbrauchs oder eine Minimierung der Kohlenstoffdioxidemissionen. Dadurch werden die Anlagen des Energiesystems im Hinblick auf das geforderte technische Ziel möglichst optimal ermittelt und in ihrer technischen Dimension, das heißt ihren Nennleistungen, bestimmt.Typically, an energy system design process is carried out using mathematical optimization. Here, a target function, which depends in particular on the individual nominal outputs of the energy technology systems, is minimized or maximized. The objective function characterizes the technical goal that is pursued by the design, for example minimizing energy consumption or minimizing carbon dioxide emissions. This means that the energy system's systems are identified as optimally as possible with regard to the required technical goal and their technical dimensions, i.e. their nominal outputs, are determined.
Durch ein Energiesystemdesignverfahren wird somit eine technisch möglichst optimale Struktur eines Energiesystems, beispielsweise bezüglich seiner energetischen Effizienz, bestimmt. Die Struktur des Energiesystems wird insbesondere durch seine energietechnischen Anlagen, die Dimension und/oder Kapazitäten seiner Anlagen, Energieflüsse, Leistungsflüsse, Leistungen, Nennleistungen und/oder durch seine Energietransferleitungen gebildet.An energy system design process is used to determine the technically optimal structure of an energy system, for example with regard to its energy efficiency. The structure of the energy system is formed in particular by its energy technology systems, the dimensions and/or capacities of its systems, energy flows, power flows, outputs, nominal outputs and/or by its energy transfer lines.
Ein Energiesystemdesignverfahren ist beispielsweise aus dem Dokument „Project-level multi-modal energy system design - Novel approach for considering detailed component models and example case study for airports“, Sebastian Thiem et al., Energy, Volume 133, Pages 691-709, (2017), bekannt.An energy system design procedure is, for example, from the document “Project-level multi-modal energy system design - Novel approach for considering detailed component models and example case study for airports”, Sebastian Thiem et al., Energy, Volume 133, Pages 691-709, ( 2017), known.
Nachteilig an bekannten Energiesystemdesignverfahren ist, dass diese die am Standort beschränkten Gewichte, nicht oder lediglich durch ein iteratives nachträgliches manuelles Prüfen berücksichtigen. Allerdings ist das verfügbare Gewicht für eine Anlage gerade im Hinblick auf Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, von wesentlicher technischer Bedeutung.The disadvantage of known energy system design methods is that they do not take into account the weights limited at the location or only take iterative subsequent manual testing into account. However, the available weight for a system is of essential technical importance, especially with regard to vehicles, especially rail vehicles.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gewichtsbedarf einer energietechnischen Anlage, die innerhalb eines Schienenfahrzeuges im Rahmen eines Energiesystemdesigns installiert werden soll, zu bestimmen.The present invention is based on the object of determining a weight requirement of an energy technology system that is to be installed within a rail vehicle as part of an energy system design.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 7 gelöst. In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.The task is solved by a method with the features of independent patent claim 1 and by a method with the features of independent patent claim 7. Advantageous refinements and developments of the invention are specified in the dependent patent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung eines Gewichtsbedarfs M für wenigstens eine innerhalb eines Schienenfahrzeuges zu installierende energietechnische Anlage k, wobei hierzu eine vorgesehene Nennleistung PR;k der energietechnischen Anlage k sowie der Wert einer binären Variable Ik, die die Installation der Anlage k kennzeichnet, bereitgestellt werden, ist gekennzeichnet dadurch, dass der Gewichtsbedarf durch Mk = M0;kIk + akMR;k bestimmt wird, wobei M0;k ein festgelegtes Grundgewicht und ak einen leistungsspezifischen Gewichtsbedarf der Anlage k kennzeichnet.The method according to the invention for determining a weight requirement M for at least one energy technology system k to be installed within a rail vehicle, for which purpose a planned nominal power P R;k of the energy technology system k and the value of a binary variable I k , which characterizes the installation of the system k, are provided, is characterized in that the weight requirement is determined by M k = M 0;k I k + a k M R;k , where M 0;k is a fixed tes basic weight and a k indicates a performance-specific weight requirement of the system k.
Das erfindungsgemäße Verfahren und/oder eine oder mehrere Funktionen, Merkmale und/oder Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder einer seiner Ausgestaltungen können computergestützt sein. Beispielsweise wird das Verfahren durch eine Rechenvorrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist, durchgeführt.The method according to the invention and/or one or more functions, features and/or steps of the method according to the invention and/or one of its embodiments can be computer-aided. For example, the method is carried out by a computing device that is designed to carry out the method.
Aus struktureller Sicht definiert, insbesondere der IPCC Fifth Assessment Report, ein Energiesystem als: „Alle Komponenten, die sich auf die Erzeugung, Umwandlung, Lieferung und Nutzung von Energie beziehen“ (Annex I, Seite 1261).From a structural perspective, in particular the IPCC Fifth Assessment Report, defines an energy system as: “All components related to the production, transformation, delivery and use of energy” (Annex I, page 1261).
Ein Energiesystem im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Schienenfahrzeug. Hierbei wird die technische Struktur beziehungsweise Dimension von energietechnischen Anlagen innerhalb des Schienenfahrzeuges im Rahmen eines Energiesystemdesignverfahrens, das heißt mittels eines Designverfahrens, ermittelt.An energy system in the sense of the present invention is a rail vehicle. Here, the technical structure or dimensions of energy technology systems within the rail vehicle are determined as part of an energy system design process, i.e. using a design process.
Der Parameter ak kann für jede Anlage festgelegt oder bereitgestellt werden. Typischerweise weist dieser für verschiedene Anlagen verschiedene Werte auf. Der Parameter ak weist die Dimension Masse pro Leistung auf, beispielsweise somit die Einheiten Kilogramm pro Kilowatt.The parameter a k can be set or provided for each system. Typically this has different values for different systems. The parameter a k has the dimension mass per power, for example the units kilograms per kilowatt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Gewichtsbedarf einer energietechnischen Anlage bestimmt, die innerhalb eines Schienenfahrzeuges installiert werden soll. Erfindungsgemäß wird der Gewichtsbedarf, der für die Installation der Anlage technisch erforderlich ist, durch die Summe aus einem Grundgewichtsbedarf M0;k und einem leistungsspezifischen Gewichtsbedarf akPR;k der Anlage gebildet. Die Nennleistung wird hierbei festgelegt und bereitgestellt oder bevorzugt durch das Designverfahren ermittelt.According to the present invention, the weight requirement of an energy technology system that is to be installed within a rail vehicle is determined. According to the invention, the weight requirement that is technically required for the installation of the system is formed by the sum of a basic weight requirement M 0;k and a performance-specific weight requirement a k P R;k of the system. The nominal power is determined and provided or preferably determined through the design process.
Die Variable Ik ist als Binärvariable ausgebildet, das heißt diese weist einen ersten Wert und einen zweiten Wert auf. Bevorzugt ist Ik = {0,1}. Hierbei kennzeichnet der erste Wert, beispielsweise Ik = 0, dass die Anlage nicht installiert wird. Somit ist ebenfalls PR;k = 0, sodass Mk = 0 ist. Der zweite Wert der Variablen Ik, beispielsweise Ik = 1, kennzeichnet, dass die Anlage installiert wird. Ihr Gewichtsbedarf ist in diesem Fall zu Mk = M0;k + akPR;k bestimmt. Der Wert der Variablen Ik wird festgelegt oder bereitgestellt oder bevorzugt durch das Energiesystemdesignverfahren ermittelt.The variable I k is designed as a binary variable, that is, it has a first value and a second value. I k = {0,1} is preferred. The first value, for example I k = 0, indicates that the system will not be installed. Therefore P R;k = 0, so that M k = 0. The second value of the variable I k , for example I k = 1, indicates that the system is being installed. In this case, your weight requirement is determined as M k = M 0;k + a k P R;k . The value of the variable I k is fixed or provided or preferably determined by the energy system design process.
Der erfindungsgemäß bestimmte Gewichtsbedarf ist somit der Bedarf an Gewicht beziehungsweise Masse für die Anlage, damit diese mit ihrer vorgesehenen Nennleistung technisch innerhalb des Schienenfahrzeuges installiert werden kann. Der erfindungsgemäß bestimmte Gewichtsbedarf kann somit direkt innerhalb eines Designverfahrens für das Schienenfahrzeug verwendet und implementiert werden. Dadurch ergibt sich eine Zeitersparnis, da ein manuelles oder iteratives Prüfen des Gewichtsbedarfs entfällt. Zudem weist ein solches Designverfahren eine geringere Fehleranfälligkeit auf. Weiterhin kann das Designverfahren verbesserte Lösungen beziehungsweise Designs für das Schienenfahrzeug auffinden, da das für die Anlage verfügbare Gewicht zusammen mit dem bestimmten Gewichtsbedarf als Randbedingungen verwendet werden können. Zudem kann der bestimmte Gewichtsbedarf für erweiterte Umweltbetrachtungen und Trade-off-Analysen, beispielsweise Pareto, verwendet werden, insbesondere als erforderlicher Gewichtsbedarf für eine Installation von Kühlaggregaten und/oder Heizaggregaten. Insbesondere im Hinblick auf das erfindungsgemäße Designverfahren ergeben sich die genannten Vorteile.The weight requirement determined according to the invention is therefore the weight or mass requirement for the system so that it can be technically installed within the rail vehicle with its intended nominal output. The weight requirement determined according to the invention can therefore be used and implemented directly within a design process for the rail vehicle. This saves time because there is no need to manually or iteratively check the weight requirement. In addition, such a design process is less prone to errors. Furthermore, the design process can find improved solutions or designs for the rail vehicle, since the weight available for the system together with the specific weight requirement can be used as boundary conditions. In addition, the specific weight requirement can be used for extended environmental considerations and trade-off analyses, for example Pareto, in particular as the required weight requirement for an installation of cooling units and/or heating units. The advantages mentioned arise particularly with regard to the design method according to the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren beziehungsweise Designverfahren zur Ermittlung von einer oder mehreren Nennleistungen PR;k von innerhalb eines Schienenfahrzeuges zu installierenden einen oder mehreren energietechnischen Anlagen k, wobei die Nennleistungen PR;k sowie ein Wert einer anlagenspezifischen binären Variable Ik, die die Installation der jeweiligen Anlage k kennzeichnet, mittels einer mathematischen Optimierung ermittelt werden, ist gekennzeichnet dadurch, dass beim Ermitteln der Nennleistung PR;k und des Wertes der Variablen Ik durch die Optimierung die Nebenbedingung Σk[M0;kIk + akMR;k] ≤ Mtotal verwendet wird, wobei Mtotal eine für die Installation der Anlagen verwendbares Maximalgewicht, M0;k ein festgelegtes anlagenspezifisches Grundgewicht und ak einen anlagenspezifischen und leistungsspezifischen Gewichtsbedarf der jeweiligen Anlage k kennzeichnet.The method or design method according to the invention for determining one or more nominal powers P R;k of one or more energy technology systems k to be installed within a rail vehicle, whereby the nominal powers P R;k and a value of a system-specific binary variable I k , which determines the installation of the respective system k, are determined by means of a mathematical optimization, is characterized by the fact that when determining the nominal power P R;k and the value of the variable I k through the optimization, the secondary condition Σ k [M 0;k I k + a k M R;k ] ≤ M total is used, where M total is a maximum weight that can be used for the installation of the systems, M 0;k is a fixed system-specific basic weight and a k denotes a system-specific and performance-specific weight requirement of the respective system k.
Hierbei werden bevorzugt die energietechnischen Anlagen k gemäß ihrer jeweiligen ermittelten Nennleistungen PR;k innerhalb des Schienenfahrzeuges, beispielsweise einem Zug, installiert.Here, the energy technology systems k are preferably installed within the rail vehicle, for example a train, according to their respective determined nominal power P R;k .
Es ergeben sich zum erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung des Gewichtsbedarfs der zu installierenden Anlage gleichwertige und gleichwirkende Vorteile und/oder Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Designverfahrens.There are advantages and/or refinements of the design method according to the invention that are equivalent and have the same effect as the method according to the invention for determining the weight requirement of the system to be installed.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Nennleistung PR;k und der Wert der Variablen Ik durch ein Designverfahren für das Schienenfahrzeug ermittelt und bereitgestellt.According to an advantageous embodiment of the invention, the nominal power P R;k and the value of the variable I k are determined and provided for the rail vehicle by a design process.
Vorteilhafterweise wird damit das Bestimmen des Gewichtsbedarfs effizient in ein Designverfahren implementiert. Die Nennleistung PR;k und der Wert der Variablen Ik, die kennzeichnet, ob die Anlage installiert wird oder nicht, werden durch das Designverfahren ermittelt. Anschließend kann der erforderliche Gewichtsbedarf der Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder einer ihrer Ausgestaltungen bestimmt werden. Somit ist festgelegt, welchen Gewichtsbedarf die Anlage im Rahmen des Designverfahrens gemäß ihrer Nennleistung aufweist. Hierbei ist ein manuelles Ermitteln, Prüfen oder Nachsehen in Dokumentationen nicht erforderlich. Das ist deshalb der Fall, da erfindungsgemäß der Gewichtsbedarf aus den ermittelten Nennleistungen unmittelbar bestimmt werden kann. Das ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da das Ergebnis eines Designverfahrens die jeweilige Nennleistung ist. Somit werden synergetisch die beiden technischen Größen, nämlich Nennleistung und Gewichtsbedarf, beim Designverfahren berücksichtigt.Advantageously, determining the weight requirement is efficiently implemented in a design process. The nominal power P R;k and the value of the variable I k , which characterizes whether the system is installed or not, are determined by the design process. The required weight requirement of the system can then be determined according to the present invention and/or one of its embodiments. This determines the weight requirement of the system as part of the design process according to its nominal output. There is no need to manually determine, check or look at documentation. This is the case because, according to the invention, the weight requirement can be determined directly from the determined nominal power. This is particularly advantageous because the result of a design process is the respective nominal power. This means that the two technical variables, namely nominal power and weight requirement, are taken into account synergistically in the design process.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Designverfahren mittels einer mathematischen Optimierung, wobei beim Ermitteln der Nennleistung PR;k und des Wertes der Variablen Ik durch die Optimierung die Nebenbedingung Mk ≤ Mmax;k verwendet wird, wobei Mmax;k eine für die Installation der Anlage verwendbares Maximalgewicht kennzeichnet.In an advantageous development of the invention, the design method is carried out by means of a mathematical optimization, whereby the secondary condition M k ≤ M max;k is used when determining the nominal power P R;k and the value of the variable I k through the optimization, where M max;k indicates a maximum weight that can be used to install the system.
Vorteilhafterweise ist dadurch das Bestimmen des Gewichtsbedarfs verbessert in das Designverfahren integriert. Der bestimmte Gewichtsbedarf wird unmittelbar innerhalb des Designverfahrens verwendet, nämlich als Nebenbedingungen. Dadurch respektieren die mittels des Designverfahrens ermittelten Nennleistungen und die ermittelten Werte der Variablen Ik, die technischen Randbedingungen eines maximal verfügbaren, das heißt verwendbaren, Maximalgewichts für die Anlage. Hierbei wird die Nennleistung der Anlage vorteilhafterweise derart durch die Optimierung beziehungsweise das Optimierungsverfahren bestimmt, dass das von der Nennleistung abhängige Gewicht kleiner oder gleich dem Maximalgewicht ist. Ist dieses Maximalgewicht durch eine noch größere Nennleistung verletzt, so wird diese nicht als Lösung des Designverfahrens gefunden. Mit anderen Worten werden nur Designs des Schienenfahrzeuges bestimmt, die die technischen Anforderung an den Gewichtsbedarf beziehungsweise an das für die Installation der Anlage zur Verfügung stehende Maximalgewicht erfüllen.Advantageously, the determination of the weight requirement is better integrated into the design process. The specific weight requirement is used directly within the design process, namely as constraints. As a result, the nominal outputs determined using the design process and the values of the variables I k , respect the technical boundary conditions of a maximum available, i.e. usable, maximum weight for the system. Here, the nominal power of the system is advantageously determined by the optimization or the optimization method in such a way that the weight dependent on the nominal power is less than or equal to the maximum weight. If this maximum weight is violated by an even greater nominal power, this will not be found as a solution to the design process. In other words, only rail vehicle designs are determined that meet the technical requirements for weight requirements or the maximum weight available for the installation of the system.
Die Optimierung im Rahmen des Designverfahrens erfolgt hierbei wie aus dem Stand der Technik bekannt, nämlich durch ein Minimieren oder Maximieren einer Zielfunktion Z = Z[PR;k], sodass die Nennleistungen bestimmt werden, die im Hinblick auf die Nebenbedingungen die Zielfunktion beziehungsweise deren Wert minimieren oder maximieren. Die Zielfunktion bildet hierbei ein Modell des jeweiligen Schienenfahrzeuges aus, beispielsweise derart, dass der Energiebedarf des Schienenfahrzeuges, seine Emissionen oder sein Gesamtgewicht minimiert werden. Gemäß der vorliegenden Ausgestaltung der Erfindung wird nun hierbei die weitere Nebenbedingung Mk = M0;kIk + akPR;k ≤ Mmax;k für das zur Verfügung stehende Gewicht verwendet. Dadurch werden die Anlagen vorteilhafterweise gemäß ihrer Nennleistungen und gemäß ihres Gewichtsbedarfs bestimmt. The optimization as part of the design process is carried out as is known from the prior art, namely by minimizing or maximizing a target function Z = Z[P R;k ], so that the nominal powers are determined which, with regard to the secondary conditions, meet the target function or its Minimize or maximize value. The target function forms a model of the respective rail vehicle, for example in such a way that the energy requirement of the rail vehicle, its emissions or its total weight are minimized. According to the present embodiment of the invention, the further secondary condition M k = M 0;k I k + a k P R;k ≤ M max;k is now used for the available weight. As a result, the systems are advantageously determined according to their nominal output and their weight requirements.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Anlage mit der ermittelten Nennleistung PR;k gemäß des bestimmten Gewichtsbedarfs Mk installiert, wenn Ik über ihren ermittelten Wert die Installation der Anlage k anzeigt.According to an advantageous embodiment of the invention, the system with the determined nominal power P R;k is installed in accordance with the specific weight requirement M k if I k indicates the installation of the system k via its determined value.
Vorteilhafterweise wird dadurch ein entsprechendes Schienenfahrzeug bereitgestellt, bei welchem das innerhalb des Schienenfahrzeuges für die Installation der Anlage verfügbare Gewicht berücksichtigt wird.This advantageously provides a corresponding rail vehicle in which the weight available within the rail vehicle for installing the system is taken into account.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird für mehrere Anlagen k die Nebenbedingung ΣkMk ≤ Mtotal verwendet, wobei Mtotal ein verwendbares Gesamtgewicht kennzeichnet.In an advantageous development of the invention, the secondary condition Σ k M k ≤ M total is used for several systems k, where M total denotes a usable total weight.
Vorteilhafterweise wird dadurch sichergestellt, dass bei mehreren Anlagen das Gesamtgewicht dieser Anlagen, das heißt Σk Mk, nicht größer als das zur Verfügung stehende Gesamtgewicht ist. Dadurch ist beim Designverfahren sichergestellt, dass für die Anlagen solche Nennleistungen bestimmt werden, die das Einhalten der Gewichtsgrenzen ermöglichen. Diese synergetische Kopplung zwischen Nennleistung und Gewicht beziehungsweise Gewichtsbedarf wird durch den erfindungsgemäß bestimmten Gewichtsbedarf Mk = M0;kIk + akPR;k ermöglicht. Das ist deshalb der Fall, da Gewichtsbedarf und Nennleistungen, die mittels des Designverfahrens ermittelt werden, linear gekoppelt sind und zudem gleichzeitig der Gewichtsbedarf durch die Nebenbedingung ΣkMk ≤ Mtotal bei der Optimierung berücksichtigt wird.This advantageously ensures that, in the case of several systems, the total weight of these systems, i.e. Σ k M k , is not greater than the total weight available. This ensures that the design process ensures that nominal outputs are determined for the systems that enable the weight limits to be adhered to. This synergistic coupling between nominal power and weight or weight requirement is made possible by the weight requirement M k = M 0;k I k + a k P R;k determined according to the invention. This is the case because the weight requirement and nominal power, which are determined using the design process, are linearly linked and at the same time the weight requirement is taken into account during the optimization through the secondary condition Σ k M k ≤ M total .
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Anlage als Kühlaggregat und/oder Heizaggregat ausgebildet.According to a preferred embodiment of the invention, the system is designed as a cooling unit and/or heating unit.
Mit anderen Worten umfasst das Schienenfahrzeug bevorzugt Lüftungsanalgen, Heiz- oder Kühlaggregate. Der bestimmte Gewichtsbedarf ist insbesondere für Kühlaggregate und/oder Heizaggregate von Vorteil. Das ist deshalb der Fall, da die genannten Anlagen eine Kopplung zwischen ihrer Nennleistung und ihrem Gewichtsbedarf aufweisen. Mit anderen Worten nimmt die Nennleistung der genannten Anlagen mit ihrem Gewicht beziehungsweise ihrem Gewichtsbedarf zu.In other words, the rail vehicle preferably includes ventilation systems, heating or cooling units. The specific weight requirement is particularly advantageous for cooling units and/or heating units. This is the case because the systems mentioned have a link between their nominal power and their weight requirement. In other words, the nominal power of the mentioned systems with their weight or their weight requirement.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt oder andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples or other variations may be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
Claims (8)
Priority Applications (1)
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| DE102022205071.1A DE102022205071A1 (en) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | Method for determining a weight requirement for a system to be installed within a rail vehicle |
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2022
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