EP4519112A1 - Verfahren und system zur kühlung einer traktionskomponente eines schienenfahrzeugs - Google Patents

Verfahren und system zur kühlung einer traktionskomponente eines schienenfahrzeugs

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Publication number
EP4519112A1
EP4519112A1 EP23733873.6A EP23733873A EP4519112A1 EP 4519112 A1 EP4519112 A1 EP 4519112A1 EP 23733873 A EP23733873 A EP 23733873A EP 4519112 A1 EP4519112 A1 EP 4519112A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling
route
traction component
rail vehicle
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23733873.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Dorsch
Bernd Vangermain
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B60L2260/54—Energy consumption estimation
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    • B61L15/0072—On-board train data handling
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    • B61L2205/04—Satellite based navigation systems, e.g. global positioning system [GPS]

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for cooling a traction component of a rail vehicle, in particular a locomotive, a railcar or multiple unit, while it is traveling on a route, in particular in order to save energy and/or the availability of maximum power by selecting the cooling strategy to increase, e.g. B. through targeted “pre-cooling”.
  • the cooling system of a locomotive's traction system is typically designed for the worst possible case. This means that during the design and conception phase of the locomotive, component tolerances, external conditions and assumed operating points are always selected in such a way that the most unfavorable condition for operation and therefore for the components is assumed as the basis for calculations and simulations. On this basis, the components of the locomotive are specified and their properties such as thermal time constants and thermal load limits are determined. Based on these properties and the primary goal of component protection, the required performance of the cooling system is determined. This also applies to other powered rail vehicles, such as: B. Railcars or multiple units.
  • the cooling system is controlled based on the data read or calculated temperatures of the traction components to be cooled. Based on this component temperature, the necessary cooling requirement is determined and adjusted accordingly via the control on the actuators of the cooling system.
  • the parameterization of the control must be selected so that: The following requirements (with descending priority) must be met as best as possible:
  • Requirement 1. and 3. are conflicting requirements. To meet requirement 1. To be met, a high cooling capacity must always be provided, whereas requirement 3. requires the lowest possible cooling capacity. Since only the current thermal state of the traction components is available for the control to determine the cooling requirement, it is difficult to determine a parameterization of the cooling control that meets all requirements equally. Due to the prioritization, the parameterization of the cooling system control can usually be selected in such a way that the protection of the components is guaranteed.
  • the control of current cooling systems refers exclusively to the currently measured temperature of the components to be cooled.
  • the measured or calculated temperatures are compared with previously defined parameters, which represent a dependency of component temperature on cooling requirement in the form of a fan speed/frequency, and the resulting fan speed is set on the fan. It is an object of the present invention to provide an alternative, more comfortable method and a corresponding system for cooling a traction component of a (driven) rail vehicle while it is traveling on a route, with which the disadvantages described above are avoided and, in particular, energy is saved. the availability of maximum performance is increased.
  • the method according to the invention is used to cool a traction component of a (driven) rail vehicle, which in particular means a locomotive, a railcar or a multiple unit, a subway or generally a battery-operated rail vehicle as well as a diesel or fuel cell vehicle, while it is traveling a route.
  • a traction component refers to a component that directly serves the movement of the rail vehicle, such as: B. a power converter or a motor.
  • suitable cooling systems are basically known, but here they are controlled in a special way and thus the cooling is optimized.
  • the procedure includes the following steps:
  • the journey information includes data on the current journey of the rail vehicle. It provides information about what power the traction component will absorb at future points in the journey. This can be direct data on power consumption, or data from which power consumption can be derived, e.g. B. Group data to characterize the trip or the route includes climbs, descents, curve radii, stops, accelerations and braking. Data on the loading of the wagons moved by the rail vehicle during the journey can also be included. It is important that the power consumed during the journey is known at various points in time, preferably at a large number of points in time over the entire journey. The provision can be made by a control center, e.g. B. via radio or another type of data communication, or from a data storage device.
  • the trip information can be a table of values or a graph that indicates the power consumption.
  • Measuring the temperature of the traction component while driving is already implemented in many (driven) rail vehicles and is known to those skilled in the art. Temperature sensors, which many rail vehicles are already equipped with, can be used for this purpose. The temperature measurement takes place at a first point in time. This means a point in time during the journey, which is basically any time point in time and to which the following procedure relates. It should be noted that the procedure can be used continuously while driving. can be applied, with the current point in time of a measurement preferably being viewed as the “first point in time”.
  • a cooling capacity is now determined from the travel information for a subsequent section of the route (“route section”), based on the position of the rail vehicle on the route at the first point in time.
  • This route section preferably follows immediately after the position of the rail vehicle at the first point in time However, theoretically this will only follow later. Since cooling is being considered here, it is preferred that the route section is preferably so large that the rail vehicle can travel through it in a period of time longer than one minute, in particular longer than 5 minutes. It is However, it is also preferred that the route section is so large that the rail vehicle can travel through it in a period of less than one hour, in particular less than 30 minutes or even less than 15 minutes.
  • the term “immediately” refers to the data of the trip information. Are these e.g. B. in the form of a table or a graph, then that part of the table or of the graph is used, which immediately follows the first point in time with regard to the travel of the rail vehicle.
  • the journey information is usually route-related.
  • This is preferably done in such a way that after determining the position of the rail vehicle on the route, a data record is selected from the travel information that corresponds to a subsequent section of the route (with a predetermined length if necessary), the data record also being determined based on the current speed can, i.e. the route section and/or the data set to be used is determined depending on the speed. From this data set, the expected power consumption (in the section of the route) can be determined, e.g. B. a larger one if the following route climbs and a smaller one if it continues level.
  • the cooling performance is then calculated based on the measured temperature and the expected power consumption. If a gradient follows, the cooling capacity can e.g. B. can be increased in advance or remain the same if the following section of the route is level. Particularly advantageous scenarios for calculating the cooling capacity are described below. However, it is important that not only current temperature data is used to control the cooling (i.e. for the cooling performance), but also data for the subsequent route.
  • cooling performance means everything that causes cooling to cool with the desired cooling performance. This can be done be numerical values, control commands, cooling graphs or other data or signals.
  • the future load profile of the rail vehicle based on the known route and the timetable to be traveled can be included in the determination of the required cooling requirement and thus the fan frequency to be set.
  • a system according to the invention for cooling a traction component of a rail vehicle while it is traveling on a route is designed in particular to carry out the method according to the invention.
  • the system includes the following components:
  • a data interface designed to receive travel information about the route, which includes data on an expected power consumption of the traction component during the journey at different times or includes data from which this expected power consumption can be calculated or can be calculated,
  • a measuring unit designed to measure the temperature of the traction component while driving at a first point in time
  • a computing unit designed to calculate a cooling capacity based on the measured temperature and the expected power consumption of the traction component on a section of the route which is traversed by the rail vehicle after the first point in time
  • a control unit designed to control a cooling unit of the rail vehicle for cooling the traction component with the calculated cooling capacity
  • Suitable data interfaces are known and are designed in particular for data communication via radio or to a storage unit.
  • Suitable measuring units are known in the prior art. Measuring units can be used for this purpose, such as those that already monitor a cooling unit in a (driven) rail vehicle.
  • the computing unit must be designed to calculate the cooling capacity based on the measured temperature and the expected power consumption.
  • it is a computer or a controller designed to calculate performance values (or control data) from measured temperature data and the above-mentioned data set from the trip information.
  • Suitable control units are basically known in the prior art and are used to control a cooling unit. It is important that the control unit operates the cooling unit with the calculated cooling capacity.
  • the cooling system according to the invention for a rail vehicle comprises a cooling unit and a system according to the invention. It should be noted that the system controls the cooling unit with its control unit. The cooling unit therefore cools according to the calculated cooling capacity.
  • Suitable cooling units are known in the art and are used in (driven) rail vehicles such as. B. Locomotives, multiple units or railcars are used to cool the traction components.
  • a rail vehicle according to the invention in particular a multiple unit, a railcar or a locomotive, comprises a cooling system according to the invention.
  • the invention can be implemented in particular in the form of a computer unit, in particular in a control device, with suitable software.
  • the computer unit can e.g. B.
  • the computer unit can have one or more cooperating microprocessors or the like.
  • it can be implemented in the form of suitable software program parts in the computer unit.
  • a largely software-based implementation has the advantage that previously used computer units in multiple units or train sets or in their car in a simple way through a software or Firmware update can be retrofitted to work in the manner according to the invention.
  • a corresponding computer program product with a computer program which can be loaded directly into a storage device of a computer unit, with program sections in order to carry out all steps of the method according to the invention when the program is executed in the computer unit.
  • a computer program product may optionally contain additional components such as.
  • B. Hardware keys (dongles etc.) for using the software include.
  • a computer-readable medium for example a memory stick, a hard drive or another transportable or permanently installed data carrier, on which the data from Program sections of the computer program that can be read and executed by a computer unit are stored.
  • the trip information preferably includes data on a route profile, in particular on the incline, the gradient, the height and the length of a route section, as well as on curve radii.
  • the trip information preferably includes data relating to a timetable, in particular with route-dependent accelerations, braking, and stops or times and durations of standstill times.
  • the driving information preferably includes data on a recommended driving style, in particular a speed profile, preferably energy or performance optimized.
  • the trip information preferably includes data on a cooling requirement. which will be needed at a future point in time.
  • the trip information preferably includes data on a trailer load and/or vehicle load.
  • the trip information preferably includes data on meteorological environmental conditions, in particular on wind and/or temperature.
  • the trip information preferably includes data on the energy still available from an energy source for the movement of the rail vehicle, in particular the filling level of a tank e.g. B. of hydrogen or diesel, or a battery (e.g. the charge level of the battery).
  • a cooling performance curve for controlling the cooling performance over a period of time is provided before or during the journey.
  • This cooling performance curve can also be referred to as a “cooling characteristic” or more generally “cooling strategy” and includes in particular frequency specifications and/or other cooling specifications for operating a cooling unit (for the traction components).
  • a predetermined cooling performance curve is modified based on the driving information and the measured temperature.
  • a cooling performance curve can preferably be calculated based on the driving information and the measured temperature and, in particular, an existing cooling performance curve can be replaced.
  • a cooling performance curve can preferably be selected from a group of cooling performance curves based on the driving information and the measured temperature and, in particular, an existing cooling performance curve can be replaced.
  • the cooling of the traction component is preferably continued after the first point in time according to the cooling performance curve. This has the advantage that you don't have a static value for cooling, but rather a progression that changes over time.
  • the driving information F can be correlated with different cooling performance curves. With this preferred embodiment, it can already be specified which cooling performance curve for which section of route or in which driving situation should be used.
  • the trip information includes data on a number of stops and standstill times, or . Such travel information is used.
  • a cooling performance curve for cooling the traction component is created taking into account cooling during a subsequent standstill period.
  • the cooling performance curve is preferably created in such a way that the temperature of the traction component corresponds to a predetermined target temperature after the service life.
  • a predetermined cooling performance curve for cooling is preferably modified in such a way that the cooling is reduced while driving and the cooling is extended into the idle time.
  • This embodiment is particularly advantageous for a rail vehicle that is operated at high performance over a longer period of time.
  • the cooling system normally works at maximum level in order to keep the components as cool as possible. In this way, an attempt is made to keep the reserves in the traction system towards the maximum permitted temperature as large as possible in order to always be able to achieve possible further increases in performance without reduction (due to excess temperature).
  • the locomotive is parked with cool components, although the components could cool down independently when at a standstill without an active cooling system.
  • the energy that is used in the prior art for cooling before coming to a standstill would be saved by the preferred embodiment described above in the case in which the rail vehicle already has a longer standstill time as specified by the timetable (in the travel information). is planned. By evaluating the timetable, the control system knows about the planned standstill (in a subsequent route section). Through the The ventilation strategy (frequency and voltage specification of the converter) is adjusted accordingly based on the required cooling capacity.
  • the cooling capacity during the previous journey is reduced to such an extent that the downtime is taken into account.
  • the rail vehicle can certainly have warmer traction components than in the prior art, if necessary. even with hot traction components, arrive at the stopping point.
  • the planned standstill time is then used to cool the traction system.
  • the system is at a standstill, very little to no additional power needs to be used to cool the components by the fans and pumps.
  • the schedule in determining the cooling strategy and dynamically exploiting the components' thermal reserves, the power that must be provided for the cooling system can be reduced. Consequently, the energy efficiency of the cooling system and thus of the entire rail vehicle is improved.
  • the trip information includes data on a route profile (or such trip information is used) and route sections that require high power output are identified in the route profile.
  • a cooling performance curve for cooling the traction component is then created, which pre-cools the traction component before reaching the relevant route section.
  • the cooling performance curve is preferably created in such a way that the temperature of the traction component before reaching the relevant section of the route is below a predetermined starting temperature (for the start of the driving on this section of the route).
  • the starting temperature can be predetermined by the temperature that should ideally be present at the beginning of driving on this section of the route in order to avoid overheating of the traction components.
  • a predetermined cooling performance curve for cooling is modified in such a way that the cooling performance is increased before the relevant section of route is reached.
  • This embodiment is particularly advantageous for a rail vehicle for which the load on the traction system is initially only moderate because, for example. B. is currently driving on a level road.
  • the temperature of the components is typically slightly higher and the cooling system works at a low level. If the rail vehicle then drives up an incline, in the prior art the ventilation would increase the fan frequency accordingly due to the rising component temperatures (due to the increased traction requirement). For this case of higher traction requirements, a reserve is provided in the thermal design of the components.
  • the reserve is chosen so that an increase in the requested power can be served at any time. In order to avoid over-designing the components, a compromise must be found between real operational requirements and production price when determining the reserve. This means that the time until the limit temperature of the components is reached and the traction power is reduced is finite. This can result in a loss of performance in the prior art during long, steep passages. How long the reserves take to reach the maximum component Maintaining temperature depends largely on the outside temperature, tractive force and speed.
  • the preferred embodiment described above is particularly advantageous if there is a risk of high temperatures of the traction components on a future section of the route (possibly especially at high outside temperatures), e.g. B. when driving with a high trailer load on very long and steep sections of road.
  • a future section of the route possibly especially at high outside temperatures
  • the cooling capacity of the system is increased before the slope is reached so that the traction components are in a pre-cooled state.
  • This preconditioning increases the thermal reserve available for the upcoming area of increased power output and thus increases the time in which maximum power can be accessed without thermal restriction.
  • the prior identification of route sections with high performance requirements due to route gradient, trailer load or timetable specification increases the availability of the rail vehicle's performance.
  • the trip information includes data on energy still available for the trip and additional data from which energy consumption for the further trip can be derived (or such trip information is used). These are in particular data relating to a route profile and/or a trailer load and/or a speed profile.
  • a cooling performance curve is then created to cool the traction system. Component created in such a way that the available energy is not exceeded before the journey is completed.
  • a speed profile falls below a predetermined limit value for the residual energy, a speed profile is determined which has a lower energy consumption than a speed profile used for the journey and this determined speed profile is applied for the further journey or issued as a driving recommendation for a train driver.
  • a cooling performance curve for cooling the traction component is created in such a way that a predetermined minimum cooling occurs and thermal reserves of the traction component are utilized.
  • the preferred embodiment described above is particularly advantageous when a rail vehicle is operated with an integrated high-voltage traction battery (HV battery).
  • the rail vehicle is typically set to a specific mode for this operation.
  • the control of the auxiliary operations is designed for low energy consumption, e.g. B. by lowering fan frequencies. Operating the cooling system reduces the energy stored in the battery and thus the distance that can be covered by the rail vehicle.
  • the range depends on the route to be traveled
  • the previous determination of the remaining range when operating the rail vehicle from an HV battery is based primarily on the energy consumed so far and the average consumption per minute or kilometer calculated with it. This means that only a rough statement can be made for the rest of the journey as to whether the planned timetable will be fulfilled or whether the stop will be able to use the remaining energy available, e.g. B. the remaining fuel or the existing battery capacity is achieved, as no previous route requirements are included in the calculation.
  • the train driver is given an energy-optimal driving style as a driving recommendation. Will e.g. B. by comparing the route, driving style and remaining energy, e.g. B. the remaining battery capacity, if it is recognized that a target breakpoint cannot be reached, the performance of the cooling system is automatically reduced, e.g. B. to a minimum . This can be done in particular by utilizing all thermal reserves of the traction components, which are known.
  • the method is designed in such a way that suggestions for an adapted driving style are generated and issued to the driver, e.g. B. Suggestions as to how far the driving style or the Maximum speed would have to be adjusted so that the vehicle is able to complete the route.
  • the cooling strategy is particularly preferably adapted based on the route characteristics within the scope of the thermal reserves of the traction components so that the operating time and distance that is possible with one battery charge is maximized as much as possible.
  • a preferred system includes a sensor for measuring the outside temperature, with the computing unit being designed to additionally calculate a cooling capacity based on a measured outside temperature.
  • a preferred system includes a sensor for measuring energy stored in a battery of the rail vehicle, the computing unit being designed to additionally calculate a cooling capacity based on measured energy stored in the battery.
  • the invention has the advantage of optimized cooling. Depending on which data is available and used in the trip information, there are very special advantages in typical trip scenarios.
  • the thermal preconditioning of components described above enables greater availability of the rail vehicle's maximum performance.
  • the invention saves energy during operation of the rail vehicle, which directly leads to a reduction in operating costs.
  • the invention can also ensure that the cooling system is controlled individually for each route in such a way that the characteristics of the route and the timetable (downhill runs, flat track areas with low power requirements, downtimes, etc.) are optimally utilized. This ensures that the components are thermally protected, i.e. are sufficiently cooled, but that the on-board electrical system draws as little energy as possible. By increasing the energy efficiency of the rail vehicle, the possible range and operating time from an HV battery is also maximized.
  • the rail vehicle When using an HV battery, the energy stored in it is optimally utilized, i.e. even with the same battery capacity, the rail vehicle can be operated longer than in the prior art. The same applies to rail vehicles that get their energy from an energy source in a tank. Conversely, this means that a smaller (cheaper) battery could also be used or less fuel. Even in the event of unforeseen changes to operational processes (e.g. unplanned stops), the vehicle control is able to provide information about the performance of the journey to be completed, giving the operator more security about his operational processes.
  • Figure 1 shows a cooling device for a locomotive according to
  • Figure 2 shows a cooling system for a locomotive with a system according to the invention
  • Figure 3 is a block diagram of an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a cooling device K according to the prior art in a very simplified manner.
  • An engine of a locomotive (as an example of a rail vehicle) is cooled if necessary by means of a cooling unit 4.
  • a temperature measuring unit 5 measures the temperature of the traction component 3 and passes the measured data on to a computing unit 6.
  • the computing unit 6 selects a predetermined cooling performance curve L based on the measured temperature.
  • the cooling unit 4 is then controlled according to this cooling performance curve L and the traction component 3 is cooled accordingly.
  • FIG. 2 shows a cooling system 1 with a system 8 for cooling a traction component 3 of a locomotive while it is traveling on a route.
  • the system 8 includes a data interface 7, a temperature measuring unit 5, a computing unit 6 and a control unit 9.
  • the cooling system additionally includes a cooling unit 4 of a locomotive.
  • the data interface 7 is designed to receive travel information F about the route on which the locomotive is traveling or should drive, and here includes data on an expected power consumption of the traction component 3 during the journey at different times. But you could also e.g. B. include a route profile with levels, gradients and climbs, as the expected power consumption can be calculated from this.
  • the data interface can e.g. B. be designed for data transmission with a control center via radio.
  • the temperature measuring unit 5 is designed to measure the temperature of the traction component 3 while driving at a first point in time.
  • the computing unit 6 is designed to calculate a cooling capacity that is based on the measured temperature and the expected power consumption of the traction component 3 on a section of the route that the locomotive will travel through after the first point in time. In contrast to Figure 1, not only the current temperature is assumed, but also the expected power consumption.
  • the control unit 9 is designed to control a cooling unit of the locomotive with the calculated cooling capacity.
  • the system 8 could take additional measured values into account.
  • it can additionally include a sensor for measuring the outside temperature, with the computing unit 6 then being designed to provide cooling performance additionally to be calculated based on a measured outside temperature.
  • it can also additionally include a sensor for measuring energy stored in a battery of the locomotive, with the computing unit 6 then being designed to additionally calculate a cooling capacity based on measured energy stored in the battery.
  • Figure 3 shows a block diagram of an exemplary embodiment of the method according to the invention for cooling a traction component 3 of a locomotive while it is traveling on a route, e.g. B. with a cooling system 1 as shown in Figure 2.
  • step I travel information F for the route is provided, which includes data on an expected power consumption of the traction component 3 during the journey at different times or includes data from which this expected power consumption can be calculated.
  • This can e.g. B.
  • This can be data about a route profile or a timetable.
  • step II the temperature of the traction component 3 is measured at a first point in time while driving. Temperature data T is provided here for further processing.
  • a cooling power curve L is calculated based on the measured temperature (i.e. the temperature data T) and the expected power consumption of the traction component 3 (from the driving information F) on a section of the route which is after the first point in time Locomotive will pass through.
  • the traction component 3 is then cooled according to the calculated cooling performance curve L.

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Abstract

Verfahren und System zur Kühlung einer Traktionskomponente eines Schienenfahrzeugs Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung einer Traktionskomponente (3) eines Schienenfahrzeugs während dessen Fahrt auf einer Strecke umfassend die Schritte: • - Bereitstellen einer Fahrtinformation (F) zu der Strecke, welche Daten zu einer zu erwartenden Leistungsaufnahme der Traktionskomponente (3) während der Fahrt zu verschiedenen Zeitpunkten umfasst oder Daten umfasst, aus denen diese zu erwartende Leistungsaufnahme berechenbar ist, • - Messung der Temperatur der Traktionskomponente (3) während der Fahrt zu einem ersten Zeitpunkt, • - Berechnung einer Kühlleistung basierend auf der gemessenen Temperatur und der zu erwartenden Leistungsaufnahme der Traktionskomponente (3) auf einem Abschnitt der Strecke, welcher nach dem ersten Zeitpunkt von dem Schienenfahrzeug durchfahren wird, - Kühlung der Traktionskomponente (3) mit der berechneten Kühlleistung. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein entsprechendes System, ein Kühlsystem (8) und ein Schienenfahrzeug.

Description

Verfahren und System zur Kühlung einer Traktionskomponente eines Schienenfahrzeugs
Die Erfindung betri f ft ein Verfahren und ein System zur Kühlung einer Traktionskomponente eines Schienenfahrzeugs , insbesondere einer Lokomotive , eines Triebwagens oder Triebzugs , während dessen Fahrt auf einer Strecke , insbesondere um durch eine Auswahl der Kühlstrategie Energie einzusparen und/oder die Verfügbarkeit der maximalen Leistung zu erhöhen, z . B . durch gezieltes „Vorkühlen" .
Das Kühlsystem des Traktionssystems einer Lokomotive wird typischerweise auf den schlechtest möglichen Fall ausgelegt . Das bedeutet , dass während der Auslegungs- und Konzeptionsphase der Lokomotive Bauteiltoleranzen, äußere Bedingungen sowie angenommene Betriebspunkte stets so gewählt werden, dass der für den Betrieb und damit für die Bauteile ungünstigste Zustand als Grundlage für Berechnungen und Simulationen angenommen wird . Auf dieser Grundlage werden die Komponenten der Lokomotive spezi fi ziert und damit deren Eigenschaften wie thermische Zeitkonstanten und thermische Belastungsgrenzen festgelegt . Basierend auf diesen Eigenschaften und dem primären Ziel des Komponentenschutzes wird das nötige Leistungsvermögen des Kühlsystems bestimmt . Dies gilt auch für andere angetriebenen Schienenfahrzeuge , wie z . B . Triebwagen oder Triebzüge .
Die Steuerung des Kühlsystems erfolgt aufgrund der eingelesen bzw . berechneten Temperaturen der zu kühlenden Traktionskomponenten . Anhand dieser Komponenten-Temperatur wird der notwendige Kühlbedarf ermittelt und entsprechend über die Steuerung an den Aktoren des Kühlsystems eingestellt . Dabei muss die Parametrierung der Steuerung so gewählt werden, dass folgende Anforderungen (mit absteigender Priorität ) bestmöglich erfüllt werden :
1 . Lebensdauer : Thermischer Schutz der Komponenten
2 . Verfügbarkeit : Bereitstellen der Fahrzeugleistung unter allen äußeren Umständen
3 . Energieef fi zienz : Optimale (meist minimale ) Leistungsaufnahme der Kühlkomponenten .
Anforderung 1 . und 3 . sind gegenläufige Anforderungen . Um Anforderung 1 . zu erfüllen ist stets eine hohe Kühlleistung bereitzustellen, wohingegen Anforderung 3 . eine möglichst geringe Kühlleistung erfordert . Da für die Bestimmung des Kühlbedarfs durch die Steuerung nur der im Augenblick aufgenommene thermische Zustand der Traktionskomponenten vorliegt , ist es schwer, eine Parametrierung der Kühlsteuerung zu ermitteln, mit der alle Anforderungen gleichermaßen erfüllt werden . Aufgrund der Priorisierung kann zumeist die Parametrierung der Kühlsystem-Steuerung so gewählt werden, dass der Schutz der Komponenten gewährleistet ist .
Dies hat nachteilhaft zur Folge , dass die Komponenten und deren Kühlsystem bei Teillast und damit bei einer Viel zahl von Einsatzs zenarien nicht optimal genutzt werden und die Steuerung große Reserven vorhält .
Die Steuerung aktueller Kühlsysteme bezieht sich ausschließlich auf die aktuell gemessene Temperatur der zu kühlenden Komponenten . Die gemessenen oder errechneten Temperaturen werden mit vorher festgelegten Parametern, die eine Abhängigkeit von Komponententemperatur zu Kühlbedarf in Form einer Lüf ter-Drehzahl/ Frequenz abbildet , abgeglichen und die resultierende Lüfterdrehzahl am Lüfter eingestellt . Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives , komfortableres Verfahren und ein entsprechendes System zur Kühlung einer Traktionskomponente eines ( angetriebenen) Schienenfahrzeugs während dessen Fahrt auf einer Strecke anzugeben, mit dem die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden und insbesondere Energie eingespart bzw . die Verfügbarkeit der maximalen Leistung erhöht wird .
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 , einem System gemäß Patentanspruch 10 sowie ein Kühlsystem nach Patentanspruch 12 und ein Schienenfahrzeug gemäß Patentanspruch 13 gelöst .
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Kühlung einer Traktionskomponente eines ( angetriebenen) Schienenfahrzeugs , womit insbesondere eine Lokomotive , ein Triebwagen oder ein Triebzug, eine U-Bahn oder allgemein ein batteriebetriebenes Schienenfahrzeug wie auch ein Diesel- oder Brennstof f zellenfahrzeug gemeint ist , während dessen Fahrt auf einer Strecke . Mit einer Traktionskomponente ist eine Komponente gemeint , die direkt der Fahrt des Schienenfahrzeugs dient wie z . B . ein Stromrichter oder ein Motor . Wie oben gesagt , sind geeignete Kühlsysteme im Grunde bekannt , sie werden j edoch hier auf eine besondere Art und Weise angesteuert und damit die Kühlung optimiert . Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte :
- Bereitstellen einer Fahrtinf ormation zu der Strecke , welche Daten zu einer zu erwartenden Leistungsaufnahme der Traktionskomponente während der Fahrt zu verschiedenen Zeitpunkten umfasst oder Daten umfasst , aus denen diese zu erwartende Leistungsaufnahme berechenbar ist bzw . berechnet werden kann,
- Messung der Temperatur der Traktionskomponente während der Fahrt zu einem ersten Zeitpunkt , - Berechnung einer Kühlleistung basierend auf der gemessenen Temperatur ( also basierend auf auf genommenen Temperaturdaten) und der zu erwartenden Leistungsaufnahme der Traktionskomponente auf einem Abschnitt der Strecke , welcher nach dem ersten Zeitpunkt von dem Schienenfahrzeug durchfahren wird,
- Kühlung der Traktionskomponente mit der berechneten Kühlleistung .
Die Fahrtinf ormation umfasst Daten zur aktuellen Fahrt des Schienenfahrzeugs . Sie gibt darüber Aufschluss , welche Leistung die Traktionskomponente an zukünftigen Zeitpunkten auf der Fahrt aufnehmen wird . Dies können direkt Daten zur Leistungsaufnahme sein, oder Daten, aus denen die Leistungsaufnahme abgeleitet werden kann, z . B . Daten der Gruppe zur Charakterisierung der Fahrt bzw . der Strecke umfassend Anstiege , Gefälle , Kurvenradien, Stopps , Beschleunigungen und Bremsungen . Es können auch Daten zur Beladung der von dem Schienenfahrzeug während der Fahrt bewegten Wagen enthalten sein . Wichtig ist , dass die auf der Fahrt aufgenommene Leistung zu verschiedenen Zeitpunkten bekannt ist , vorzugsweise zu einer Viel zahl von Zeitpunkten über die gesamte Fahrt . Die Bereitstellung kann durch eine Leitstelle erfolgen, z . B . per Funk oder einer anderen Art der Datenkommunikation, oder auch aus einem Datenspeicher . Beispielsweise kann die Fahrtinformation eine Wertetabelle oder ein Graph sein, der die Leistungsaufnahme angibt .
Die Messung der Temperatur der Traktionskomponente während der Fahrt ist in vielen ( angetriebenen) Schienenfahrzeugen bereits realisiert und dem Fachmann bekannt . Es können dazu Temperatursensoren verwendet werden, mit denen viele Schienenfahrzeuge bereits ausgestattet sind . Die Temperaturmessung erfolgt zu einem ersten Zeitpunkt . Damit ist ein Zeitpunkt während der Fahrt gemeint , welcher im Grunde ein beliebiger Zeitpunkt ist und auf den sich der nachfolgende Verfahrensablauf bezieht . Es sei angemerkt , dass das Verfahren fortlaufend während der Fahrt anwendbar ist bzw . angewendet werden kann, wobei bevorzugt der aktuelle Zeitpunkt einer Messung als der j eweils „erste Zeitpunkt" angesehen wird .
Nun wird aus der Fahrtinf ormation für einen nachfolgenden Abschnitt der Strecke ( „Streckenabschnitt" ) , bezogen auf die Position des Schienenfahrzeugs auf der Strecke zum ersten Zeitpunkt , eine Kühlleistung ermittelt . Dieser Streckenabschnitt folgt bevorzugt unmittelbar auf die Position des Schienenfahrzeugs am ersten Zeitpunkt , kann j edoch theoretisch auch erst später folgen . Da hier die Kühlung betrachtet wird, ist es bevorzugt , dass der Streckenabschnitt bevorzugt so groß ist , dass er in einer Zeitspanne länger als eine Minute von dem Schienenfahrzeug durchfahren wird, insbesondere länger als 5 Minuten . Es ist j edoch auch bevorzugt , dass der Streckenabschnitt so groß ist , dass er in einer Zeitspanne kürzer als eine Stunde von dem Schienenfahrzeug durchfahren wird, insbesondere kürzer als 30 Minuten oder gar in weniger als 15 Minuten . Der Begri f f „Unmittelbar" bezieht sich dabei auf die Daten der Fahrtinf ormation . Liegen diese z . B . in Form einer Tabelle oder eines Graphen vor, dann wird bevorzugt derj enige Teil der Tabelle bzw . des Graphen verwendet , der im Hinblick auf die Fahrt des Schienenfahrzeugs unmittelbar auf den ersten Zeitpunkt folgt .
Hierzu ist zu beachten, dass die Fahrtinf ormationen in der Regel streckenbezogen sind . In der Praxis ist bevorzugt , bei diesem Schritt zum ersten Zeitpunkt die Position des Schienenfahrzeugs auf der Strecke zu bestimmen, z . B . mittels GPS oder Balisen, und insbesondere auch die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs . Danach wird ermittelt , welcher Datensatz der Fahrtinf ormation für den nachfolgenden Verfahrensschritt relevant ist , also dem besagten Streckenabschnitt zugeordnet werden kann . Dies geschieht bevorzugt so , dass nach Ermittlung der Position des Schienenfahrzeugs auf der Strecke ein Datensatz aus der Fahrtinf ormation ausgewählt wird, der einem nachfolgenden Abschnitt der Strecke (mit ggf . vorgegebener Länge ) entspricht , wobei der Datensatz auch basierend auf der aktuellen Geschwindigkeit ermittelt werden kann, also der Streckenabschnitt und/oder der zu verwendende Datensatz in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit bestimmt wird . Aus diesem Datensatz lässt sich eine ( in dem Streckenabschnitt ) zu erwartende Leistungsaufnahme ermitteln, z . B . eine größere wenn die nachfolgende Strecke ansteigt und eine kleinere , wenn sie eben weiterführt .
Die Kühlleistung wird dann basierend auf der gemessenen Temperatur und der zu erwartenden Leistungsaufnahme berechnet . Wenn eine Steigung nachfolgt , kann die Kühlleistung z . B . schon im Voraus erhöht werden oder gleichbleiben, wenn der nachfolgende Streckenabschnitt eben verläuft . Besonders vorteilhafte S zenarien für die Berechnung der Kühlleistung werden weiter unten beschrieben . Wichtig ist j edoch, dass nicht nur aktuelle Temperaturdaten zur Steuerung der Kühlung ( also für die Kühlleistung) verwendet werden, sondern auch Daten zur nachfolgenden Strecke .
Die Kühlung einer Traktionskomponente ist im Grunde bekannt . Allerdings wird nun im Rahmen der Erfindung die besondere berechnete Kühlleistung verwendet , welche unter anderem auf Daten zur nachfolgenden Strecke basiert . Es sei angemerkt , dass viele bekannte Systeme zur Kühlung einfach eine Vorgabe für die Kühlleistung benötigen . Im Grunde ist mit dem Begri f f „Kühlleistung" alles gemeint , welches bewirkt , dass eine Kühlung mit der gewünschten Kühlleistung kühlt . Dies können numerische Werte sein, Steuerbefehle , Kühlgraphen oder sonstige Daten oder Signale .
Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem nur die aktuelle Komponententemperatur in die Steuerung des Kühlsystems einfließt , wird nun eine empfohlene Fahrweise ( oder sonstige Streckeninformation) als weiterer Input für die Steuerung des Systems berücksichtigt .
Neben den I st-Temperaturen der Komponenten kann so das zukünftige Belastungsprofil des Schienenfahrzeugs aufgrund der bekannten Strecke und des zu fahrenden Fahrplans in die Ermittlung des benötigten Kühlbedarfs und damit der einzustellenden Lüf terf requenz einbezogen werden .
Ein erfindungsgemäßes System zur Kühlung einer Traktionskomponente eines Schienenfahrzeugs während dessen Fahrt auf einer Strecke ist insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegt . Das System umfasst die folgenden Komponenten :
- eine Datenschnittstelle ausgelegt zum Empfang einer Fahrtinf ormation zu der Strecke , welche Daten zu einer zu erwartenden Leistungsaufnahme der Traktionskomponente während der Fahrt zu verschiedenen Zeitpunkten umfasst oder Daten umfasst , aus denen diese zu erwartende Leistungsaufnahme berechenbar ist bzw . berechnet werden kann,
- eine Messeinheit ausgelegt zur Messung der Temperatur der Traktionskomponente während der Fahrt zu einem ersten Zeitpunkt ,
- eine Recheneinheit ausgelegt zur Berechnung einer Kühlleistung basierend auf der gemessenen Temperatur und der zu erwartenden Leistungsaufnahme der Traktionskomponente auf einem Abschnitt der Strecke , welcher nach dem ersten Zeitpunkt von dem Schienenfahrzeug durchfahren wird, - eine Steuereinheit ausgelegt zur Steuerung einer Kühleinheit des Schienenfahrzeugs zur Kühlung der Traktionskomponente mit der berechneten Kühlleistung .
Geeignete Datenschnittstellen sind bekannt und sind insbesondere für eine Datenkommunikation per Funk oder zu einer Speichereinheit ausgelegt .
Geeignete Messeinheiten sind im Stand der Technik bekannt . Es können dazu Messeinheiten verwendet werden wie sie bereits j etzt schon eine Kühleinheit in einem ( angetriebenen) Schienenfahrzeug überwachen .
Die Recheneinheit muss zur Berechnung der Kühlleistung basierend auf der gemessenen Temperatur und der zu erwartenden Leistungsaufnahme ausgelegt sein . Beispielsweise ist sie ein Computer oder ein Controller, der zur Berechnung von Leistungswerten ( oder Steuerdaten) aus gemessenen Temperaturdaten und dem oben genannten Datensatz aus der Fahrtinf ormation ausgelegt ist .
Geeignete Steuereinheiten sind im Grunde im Stand der Technik bekannt und dienen der Steuerung einer Kühleinheit . Wichtig ist , dass die Steuereinheit die Kühleinheit mit der berechneten Kühlleistung betreibt .
Das erfindungsgemäße Kühlsystem für ein Schienenfahrzeug umfasst eine Kühleinheit und ein erfindungsgemäßes System . Es ist zu beachten, dass das System mit seiner Steuereinheit die Kühleinheit steuert . Die Kühleinheit kühlt also gemäß der berechneten Kühlleistung .
Geeignete Kühleinheiten sind im Stand der Technik bekannt und werden in ( angetriebenen) Schienenfahrzeugen wie z . B . Lokomotiven, Triebzügen oder Triebwagen zur Kühlung der Traktionskomponenten eingesetzt .
Ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, insbesondere ein Triebzug, ein Triebwagen oder eine Lokomotive , umfasst ein erfindungsgemäßes Kühlsystem .
Die Erfindung kann insbesondere in Form einer Rechnereinheit , insbesondere in einer Steuereinrichtung, mit geeigneter Software realisiert sein . Die Rechnereinheit kann z . B . hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen . Insbesondere kann sie in Form von geeigneten Softwareprogrammteilen in der Rechnereinheit realisiert sein . Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil , dass auch schon bisher verwendete Rechnereinheiten in Triebzügen oder Zugverbänden bzw . in deren Wagen auf einfache Weise durch ein Software- bzw . Firmware-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten . Insofern wird die Aufgabe auch durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm gelöst , welches direkt in eine Speichereinrichtung einer Rechnereinheit ladbar ist , mit Programmabschnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens aus zuführen, wenn das Programm in der Rechnereinheit ausgeführt wird . Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie z . B . eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, auch Hardware- Komponenten, wie z . B . Hardware-Schlüssel ( Dongles etc . ) zur Nutzung der Software , umfassen . Zum Transport zur Rechnereinheit und/oder zur Speicherung an oder in der Rechnereinheit kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit einlesbaren und aus führbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind .
Weitere , besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den Ansprüchen und Beschreibungsteilen zu einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können und insbesondere auch einzelne Merkmale verschiedener Aus führungsbeispiele bzw . Varianten zu neuen Aus führungsbeispielen bzw . Varianten kombiniert werden können .
Gemäß einem bevorzugten Verfahren werden besondere Fahrtinformationen verwendet . Bevorzugt umfasst die Fahrtinf orma- tion Daten zu einem Streckenprofil , insbesondere zur Steigung, dem Gefälle , der Höhe und der Länge eines Streckenabschnitts , sowie zu Kurvenradien . Alternativ oder zusätzlich umfasst die Fahrtinf ormation bevorzugt Daten zu einem Fahrplan, insbesondere mit streckenabhängigen Beschleunigungen, Bremsungen, und Halten oder Zeitpunkten und Zeitdauern von Stillstands zeiten . Alternativ oder zusätzlich umfasst die Fahrtinf ormation bevorzugt Daten zu einer empfohlenen Fahrweise , insbesondere einem Geschwindigkeitsprofil , bevorzugt energie- oder leistungsoptimiert . Alternativ oder zusätzlich umfasst die Fahrtinf ormation bevorzugt Daten zu einem Kühlbedarf . der zu einem zukünftigen Zeitpunkt benötigt wird . Alternativ oder zusätzlich umfasst die Fahrtinf ormation bevorzugt Daten zu einer Anhängelast und/oder Fahrzeugbeladung . Alternativ oder zusätzlich umfasst die Fahrtinf ormation bevorzugt Daten zu meteorologischen Umgebungsbedingungen, insbesondere zu Wind und/oder Temperatur . Alternativ oder zusätzlich umfasst die Fahrtinf ormation bevorzugt Daten zu der noch zur Verfügung stehenden Energie eines Energieträgers zur Fahrt des Schienenfahrzeugs , insbesondere den Füllgrad eines Tanks z . B . von Wasserstof f oder Diesel , oder einer Batterie ( z . B . dem Ladestand der Batterie ) .
Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird vor oder während der Fahrt eine Kühl-Leistungskurve zur Steuerung der Kühlleistung über einen Zeitraum bereitgestellt . Diese Kühl-Leistungskurve kann auch als „Kühl-Kennlinie" oder allgemeiner „Kühl-Strategie" bezeichnet werden und umfasst insbesondere Frequenzvorgaben und/oder andere Kühlvorgaben zum Betrieb einer Kühleinheit ( für die Traktionskomponenten) . Es ist dabei bevorzugt , dass eine vorgegebene Kühl-Leistungskurve basierend auf den Fahrtinf ormationen und der gemessenen Temperatur modi fi ziert wird . Alternativ kann bevorzugt eine Kühl-Leistungskurve basierend auf den Fahrtinf ormationen und der gemessenen Temperatur berechnet werden und insbesondere eine bestehende Kühl-Leistungskurve ersetzt werden . Alternativ kann bevorzugt eine Kühl-Leistungskurve basierend auf den Fahrtinf ormationen und der gemessenen Temperatur aus einer Gruppe von Kühl- Leistungskurven ausgewählt werden und insbesondere eine bestehende Kühl-Leistungskurve ersetzt werden . Bevorzugt wird die Kühlung der Traktionskomponente nach dem ersten Zeitpunkt gemäß der Kühl-Leistungskurve fortgesetzt . Dies hat den Vorteil , dass man keinen statischen Wert für eine Kühlung hat , sondern einen Verlauf , der sich mit der Zeit ändert .
Es sei angemerkt , dass die Fahrtinf ormation F mit verschiedenen Kühl-Leistungskurven korreliert sein kann . Mit dieser bevorzugten Aus führungs form kann bereits vorgegeben werden, welche Kühl-Leistungskurve bei welchem Streckenabschnitt bzw . bei welcher Fahrsituation angewandt werden soll .
Gemäß einem bevorzugten Verfahren umfasst die Fahrtinf ormation Daten zu einer Anzahl von Halten und Stillstands zeiten, bzw . wird eine solche Fahrtinf ormation verwendet . Eine Kühl- Leistungskurve zur Kühlung der Traktionskomponente wird unter Berücksichtigung einer Kühlung während einer nachfolgenden Stillstands zeit erstellt . Bevorzugt wird dabei die Kühl- Leistungskurve dermaßen erstellt , dass die Temperatur der Traktionskomponente nach der Standzeit einer vorgegebenen Zieltemperatur entspricht .
Bevorzugt wird eine vorgegebene Kühl-Leistungskurve für die Kühlung dahingehend modi fi ziert , dass die Kühlung während der Fahrt abgesenkt wird und die Kühlung in die Standzeit hinein verlängert wird .
Diese Aus führungs form ist besonders vorteilhaft für ein Schienenfahrzeug, das über einen längeren Zeitraum mit hoher Leistung betrieben wird . Die Kühlanlage arbeitet dabei normalerweise im Stand der Technik auf maximaler Stufe , um die Komponenten so kühl wie möglich zu halten . Hierdurch wird versucht im Traktionssystem die Reserven hin zur maximal erlaubten Temperatur so groß wie möglich zu halten, um mögliche weitere Leistungserhöhungen ohne Reduktion ( aufgrund von Übertemperatur ) stets bewerkstelligen zu können . In dem Fall , dass für das Schienenfahrzeug beim nächsten Stopp ein längerer Aufenthalt geplant ist , wird dann im Stand der Technik die Lok mit kühlen Komponenten abgestellt , obwohl die Komponenten im Stillstand ohne aktives Kühlsystem selbstständig auskühlen könnten . Die Energie , die im Stand der Technik für die Kühlung vor dem Stillstand aufgewendet wird, würde die vorangehend beschriebene bevorzugte Aus führungs form in dem Falle einsparen, in dem für das Schienenfahrzeug nach Vorgabe durch den Fahrplan ( in der Fahrtinf ormation) ohnehin eine längere Stillstandzeit eingeplant ist . Durch die Auswertung des Fahrplans ist der Steuerung der geplante Stillstand ( in einem nachfolgenden Streckenabschnitt ) bekannt . Durch die Vorgaben der benötigten Kühlleistung wird die Lüftungsstrategie ( Frequenz- und Spannungsvorgabe des Umrichters ) entsprechend angepasst .
Mit der Information zum geplanten Stillstand des Schienenfahrzeugs , inklusive der vorgesehenen Standzeit ( in der Fahrtinf ormation) , wird die Kühlleistung während der vorangehenden Fahrt soweit abgesenkt , dass die Standzeit berücksichtigt wird . Das Schienenfahrzeug kann durchaus mit wärmeren Traktionskomponenten als im Stand der Technik, ggf . auch mit heißen Traktionskomponenten, am Haltepunkt ankommen . Die vorgesehene Zeit des Stillstands wird dann zur Kühlung des Traktionssystems genutzt . Im Stillstand muss sehr wenig bis keine zusätzliche Leistung für das Kühlen der Komponenten durch die Lüfter und Pumpen aufgebracht werden . Durch das Einbeziehen des Fahrplans in die Bestimmung der Kühlstrategie und das dynamische Ausnutzen von thermischen Reserven der Komponenten kann die Leistung, die für das Kühlsystem bereitgestellt werden muss , reduziert werden . Folglich wird die Energieef fi zienz des Kühlsystems und damit des gesamten Schienenfahrzeugs verbessert .
Gemäß einem bevorzugten Verfahren umfasst die Fahrtinf ormation Daten zu einem Streckenprofil (bzw . wird eine solche Fahrtinf ormation verwendet ) und es werden in dem Streckenprofil Streckenabschnitte identi fi ziert , die eine hohe Leistungsabgabe erfordern . Vor Erreichen eines solchen Streckenabschnitts wird dann eine Kühl-Leistungskurve zur Kühlung der Traktionskomponente erstellt , welche die Traktionskomponente vor Erreichen des betref fenden Streckenabschnitts vorkühlt . Bevorzugt wird die Kühl-Leistungskurve dermaßen erstellt , dass die Temperatur der Traktionskomponente vor Erreichen des betref fenden Streckenabschnitts unterhalb einer vorgegebenen Starttemperatur ( für den Start des Befahrens dieses Streckenabschnitts ) liegt . Die Starttemperatur kann durch diej enige Temperatur vorgegeben sein, welche optimalerweise zu Beginn des Befahrens dieses Streckenabschnitts vorliegen sollte , um eine Überhitzung der Traktionskomponenten zu vermeiden .
Besonders bevorzugt wird eine vorgegebene Kühl-Leistungskurve für die Kühlung dahingehend modi fi ziert , dass die Kühlleistung bereits vor Erreichen des betref fenden Streckenabschnitts erhöht wird .
Diese Aus führungs form ist besonders vorteilhaft für ein Schienenfahrzeug, für das die Belastung des Traktionssystems zunächst nur moderat ist , weil es z . B . gerade auf ebener Strecke fährt . Die Temperatur der Komponenten ist dabei typischerweise etwas erhöht und das Kühlsystem arbeitet auf niedrigem Level . Fährt das Schienenfahrzeug anschließend in eine Steigung ein, würde im Stand der Technik die Lüftung aufgrund der steigenden Komponententemperaturen ( durch den gestiegenen Traktionsbedarf ) die Frequenz der Lüfter entsprechend anheben . Für diesen Fall des höheren Traktionsbedarfs ist in der thermischen Auslegung der Komponenten eine Reserve vorgehalten .
Die Reserve ist so gewählt , dass j ederzeit eine Erhöhung der angeforderten Leistung bedient werden kann . Um eine Uberaus- legung der Komponenten zu vermeiden, muss bei der Bestimmung der Reserve ein Kompromiss zwischen wirklichem Bedarf im Betrieb und Herstellungspreis gefunden werden . Hierdurch ist die Zeit , bis die Grenztemperatur der Komponenten erreicht wird und eine Reduktion der Traktionsleistung erfolgt endlich . Das kann zur Folge haben, dass es im Stand der Technik bei langen steilen Passagen zu Perf ormance-Einbußen kommt . Wie lange die Reserven bis zur maximalen Komponenten- temperatur anhalten, ist maßgeblich von Außentemperatur, Zugkraft und Geschwindigkeit abhängig .
Die vorangehend beschriebene bevorzugte Aus führungs form ist besonders vorteilhaft , wenn auf einem zukünftigen Streckenabschnitt ( ggf . insbesondere bei hohen Außentemperaturen) hohe Temperaturen der Traktionskomponenten drohen, z . B . bei Fahrten mit hoher Anhängelast in sehr langen und steil ansteigenden Streckenabschnitten . Es werden dabei Streckenabschnitte , die laut Fahrtinf ormation eine große Steigung, bzw . Kurvenradius , und Länge aufweisen ( groß gegenüber einem festgelegten Grenzwert ) bzw . Streckenabschnitte , die eine hohe Leistungsabgabe erfordern, identi fi ziert und die Kühlstrategie automatisch angepasst . Für den beispielhaften Fall , dass ein längerer Anstieg bevorsteht , wird die Kühlleistung des Systems bereits vor dem Erreichen der Steigung soweit erhöht , dass die Traktionskomponenten in einem vorgekühlten Zustand sind . Diese Vorkonditionierung vergrößert die thermische Reserve die für den bevorstehenden Bereich mit erhöhter Leistungsabgabe bereitstehen und erhöht damit die Zeit , in der die maximale Leistung ohne thermische Einschränkung abgerufen werden kann . Die vorherige Identi fikation von Streckenabschnitten mit hoher Leistungsanforderung durch Streckensteigung, Anhängelast oder Fahrplanvorgabe erhöht die Verfügbarkeit der Leistung des Schienenfahrzeugs .
Gemäß einem bevorzugten Verfahren umfasst die Fahrtinf ormation Daten zu einer noch für die Fahrt zur Verfügung stehenden Energie und zusätzlich Daten, aus denen ein Energieverbrauch für die weitere Fahrt abgeleitet werden kann (bzw . wird eine solche Fahrtinf ormation verwendet ) . Dies sind insbesondere Daten zu einem Streckenprofil und/oder einer Anhängelast und/oder einem Geschwindigkeitsprofil . Es wird dann eine Kühl-Leistungskurve zur Kühlung der Traktions- komponente dermaßen erstellt , dass die zur Verfügung stehende Energie vor Abschluss der Fahrt nicht überschritten wird .
Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird berechnet , welche Restenergie bei Ende der Fahrt noch zur Verfügung steht . Bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes für die Restenergie ein Geschwindigkeitsprofil wird ein Geschwindigkeitsprofil ermittelt , welches einen geringeren Energieverbrauch hat als ein für die Fahrt angewandtes Geschwindigkeitsprofil und dieses ermittelte Geschwindigkeitsprofil für die weitere Fahrt angewandt oder als Fahrempfehlung für einen Lokführer ausgegeben . Alternativ oder zusätzlich wird bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes für die Restenergie eine Kühl-Leistungskurve zur Kühlung der Traktionskomponente dermaßen erstellt , dass eine vorgegebene Minimalkühlung erfolgt und thermische Reserven der Traktionskomponente ausgenutzt werden .
Die vorangehend beschriebene bevorzugte Aus führungs form ist besonders vorteilhaft , wenn ein Schienenfahrzeug mit einer integrierten Hochvolt-Traktionsbatterie (HV-Batterie ) betrieben wird . Das Schienenfahrzeug wird für diesen Betrieb typischerweise in einen bestimmten Modus versetzt . In diesem ist die Ansteuerung der Hil fsbetriebe auf geringen Energieverbrauch ausgelegt z . B . durch das Absenken von Lüfterfrequenzen . Durch den Betrieb der Kühlung verringert sich die in der Batterie gespeicherte Energie und damit die Strecke , die mit dem Schienenfahrzeug zurückgelegt werden kann .
Die Reichweite hängt von der zu befahrenden Strecke , der
Gesamtmasse des Fahrzeugs und von der Fahrweise des
Triebzugführers ab . Dieser hat im Stand der Technik nur als
Anhaltspunkt , an welchem der Triebzugführer seine Fahrweise orientieren kann, nur die angezeigt Restreichweite bzw .
Batteriekapazität .
Die bisherige Bestimmung der Restreichweite beim Betrieb des Schienenfahrzeugs aus einer HV-Batterie basiert zur Hauptsache auf der bisher verbrauchten Energie und dem damit berechneten Durchschnittsverbrauch pro Minute oder Kilometer . Damit lässt sich für die weitere Fahrt nur eine grobe Aussage treffen, ob der geplante Fahrplan erfüllt werden oder die Haltestelle mit der restlichen zur Verfügung stehenden Energie , z . B . dem noch vorhandenen Treibstof f oder der vorhandenen Batteriekapazität erreicht wird, da keine vorausliegenden Streckenanforderungen in die Berechnung einfließen .
Mit der vorangehend beschriebenen bevorzugten Aus führungs form ist es möglich, die Genauigkeit der Berechnung der Restreichweite signi fikant zu erhöhen . Ein höherer Energieverbrauch aufgrund von Streckencharakteristika (Kurvenradius , Steigung, Entfernung bis zum Ziel ) wird dabei bevorzugt ebenso in die Berechnung mit einbezogen, wie die Anforderungen durch den vorgegebenen Fahrplan . Um die Reichweite mit dem vorhandenen Ladezustand der Batterie zu erhöhen wird dem Triebzugführer eine energieoptimale Fahrweise als Fahrempfehlung vorgeben . Wird z . B . durch den Abgleich von Fahrstrecke , Fahrweise und verbleibender Energie , z . B . der Batterie-Restkapazität , erkannt , dass ein Zielhaltepunkt nicht erreicht werden kann, wird die Leistung des Kühlsystems automatisch abgesenkt , z . B . auf ein Minimum . Dies kann insbesondere unter Ausnutzung aller thermischen Reserven der Traktionskomponenten geschehen, welche bekannt sind . Dadurch wird die Restreichweite maximiert . Es ist auch bevorzugt , dass das Verfahren so ausgelegt ist , dass Vorschläge für eine angepasste Fahrweise generiert und an den Fahrer ausgegeben werden, z . B . Vorschläge wie weit die Fahrweise bzw . die maximale Geschwindigkeit angepasst werden müssten, damit das Fahrzeug in der Lage ist , die Streckenfahrt zu absolvieren . Mit dieser bevorzugten Aus führungs form wird besonders bevorzugt die Kühlstrategie basierend auf den Streckencharakteristika im Rahmen der thermischen Reserven der Traktionskomponenten so angepasst , dass Betriebsdauer und -strecke , die mit einer Batterieladung möglich ist , soweit wie möglich maximiert wird .
Ein bevorzugtes System umfasst einen Sensor zur Messung der Außentemperatur, wobei die Recheneinheit dazu ausgelegt ist , eine Kühlleistung zusätzlich basierend auf einer gemessenen Außentemperatur zu berechnen .
Ein bevorzugtes System umfasst einen Sensor zur Messung von in einer Batterie des Schienenfahrzeugs gespeicherten Energie , wobei die Recheneinheit dazu ausgelegt ist , eine Kühlleistung zusätzlich basierend auf einer gemessenen in der Batterie gespeicherten Energie zu berechnen .
Die Erfindung hat den Vorteil einer optimierten Kühlung . Je nachdem welche Daten in der Fahrtinf ormation zur Verfügung stehen und verwendet werden, ergeben sich ganz besondere Vorteile in typischen Fahrts zenarien .
Beispielsweise ermöglicht die oben beschriebene thermische Vorkonditionierung von Komponenten eine höhere Verfügbarkeit der maximalen Leistung des Schienenfahrzeugs . Im Vergleich zur aktuell eingesetzten Kühlsystemsteuerung kann hier flexibel auf die Anforderung durch die Fahrstrecke reagiert und die Leistungsverfügbarkeit für j eden Streckenabschnitt energieef fi zient angepasst werden . Durch die Erfindung wird Energie während des Betriebs des Schienenfahrzeugs eingespart, was direkt zu einer Verringerung der Betriebskosten führt.
Die Erfindung kann auch sicherstellen, dass das Kühlsystem individuell für jede Fahrstrecke so angesteuert wird, dass die Charakteristika der Strecke und des Fahrplans (Bergabfahrten, Ebene Gleisbereiche mit geringem Leistungsbedarf, Stillstandszeiten etc.) optimal ausgenutzt werden. Damit wird sichergestellt, dass die Komponenten thermisch geschützt sind, also ausreichend gekühlt werden, dass das Bordnetz dabei aber so wenig Energie wie möglich bezieht. Durch eine Steigerung der Energieeffizienz des Schienenfahrzeugs wird zudem die mögliche Reichweite bzw. Betriebsdauer aus einer HV-Batterie maximiert.
Bei der Verwendung einer HV-Batterie wird die darin gespeicherte Energie optimal ausgenutzt, d.h. auch bei gleicher Batteriekapazität kann das Schienenfahrzeug länger betrieben werden als im Stand der Technik. Gleiches gilt für Schienenfahrzeuge, die ihre Energie aus einem Energieträger in einem Tank beziehen. Umgekehrt bedeutet das, dass auch eine kleinere (günstigere) Batterie eingesetzt werden könnte oder weniger Treibstoff. Auch bei unvorhergesehenen Änderungen von betrieblichen Abläufen (z.B. nicht geplante Halte) ist die Fahrzeugsteuerung in der Lage eine Auskunft über die Performance der zu bewältigen Fahrt zu liefern, womit der Betreiber mehr Sicherheit über seine betrieblichen Abläufe erhält.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich. Es zeigen: Figur 1 eine Kühlvorrichtung für eine Lokomotive gemäß dem
Stand der Technik,
Figur 2 ein Kühlsystem für eine Lokomotive mit einem System gemäß der Erfindung und
Figur 3 ein Blockdiagramm eines Aus führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Figur 1 zeigt eine Kühlvorrichtung K gemäß dem Stand der Technik in sehr vereinfachter Weise . Eine Traktionskomponente 3 , z . B . ein Motor einer Lokomotive ( als Beispiel für ein Schienenfahrzeug) , wird mittels einer Kühleinheit 4 bei Bedarf gekühlt . Eine Temperaturmesseinheit 5 misst die Temperatur der Traktionskomponente 3 und gibt die gemessenen Daten an eine Recheneinheit 6 weiter . In diesem Beispiel wählt die Recheneinheit 6 basierend auf der gemessenen Temperatur eine vorbestimmte Kühl-Leistungskurve L aus . Die Kühleinheit 4 wird dann gemäß dieser Kühl-Leistungskurve L angesteuert und die Traktionskomponente 3 entsprechend gekühlt .
Figur 2 zeigt ein Kühlsystem 1 mit einem System 8 zur Kühlung einer Traktionskomponente 3 einer Lokomotive während deren Fahrt auf einer Strecke . Das System 8 umfasst eine Datenschnittstelle 7 , eine Temperaturmesseinheit 5 , eine Recheneinheit 6 und eine Steuereinheit 9 . Das Kühlsystem umfasst zusätzlich eine Kühleinheit 4 einer Lokomotive .
Die Datenschnittstelle 7 ist zum Empfang einer Fahrtinf orma- tion F zu der Strecke ausgelegt , auf der die Lokomotive fährt bzw . fahren soll , und umfasst hier Daten zu einer zu erwartenden Leistungsaufnahme der Traktionskomponente 3 während der Fahrt zu verschiedenen Zeitpunkten . Sie könnte aber auch z . B . ein Streckenprofil mit Ebenen, Gef ällstrecken und Anstiegen umfassen, da daraus die zu erwartende Leistungsaufnahme berechnet werden kann . Die Datenschnittstelle kann z . B . zur Datenübertragung mit einer Leitstelle per Funk ausgestaltet sein .
Hier ist in dem linken Kasten mit der Fahrtinf ormation F angedeutet , dass diese mit verschiedenen Kühl-Leistungskurven L korreliert ist . Es kann dabei durchaus bereits vorgegeben sein, welche Kühl-Leistungskurve L bei welchem Streckenabschnitt angewandt werden soll .
Die Temperaturmesseinheit 5 ist zur Messung der Temperatur der Traktionskomponente 3 während der Fahrt zu einem ersten Zeitpunkt ausgelegt .
Die Recheneinheit 6 ist zur Berechnung einer Kühlleistung ausgelegt , die auf der gemessenen Temperatur und der zu erwartenden Leistungsaufnahme der Traktionskomponente 3 auf einem Abschnitt der Strecke basiert , welcher nach dem ersten Zeitpunkt von der Lokomotive durchfahren wird . Im Unterschied zu Figur 1 wird also nicht nur von der aktuellen Temperatur ausgegangen, sondern auch von einer zu erwartenden Leistungsaufnahme .
Die Steuereinheit 9 ist zur Steuerung einer Kühleinheit der Lokomotive ausgelegt und zwar mit der berechneten Kühlleistung .
Das System 8 könnte noch weitere gemessene Werte berücksichtigen . Beispielsweise kann es noch zusätzlich einen Sensor zur Messung der Außentemperatur umfassen, wobei die Recheneinheit 6 dann noch dazu ausgelegt ist , eine Kühlleistung zusätzlich basierend auf einer gemessenen Außentemperatur zu berechnen . Es kann aber auch zusätzlich einen Sensor zur Messung von in einer Batterie der Lokomotive gespeicherten Energie umfassen, wobei die Recheneinheit 6 dann dazu ausgelegt ist , eine Kühlleistung zusätzlich basierend auf einer gemessenen in der Batterie gespeicherten Energie zu berechnen .
Figur 3 zeigt ein Blockdiagramm eines Aus führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kühlung einer Traktionskomponente 3 einer Lokomotive während deren Fahrt auf einer Strecke , z . B . mit einem Kühlsystem 1 wie in Figur 2 dargestellt ist .
In Schritt I wird eine Fahrtinf ormation F zu der Strecke bereitgestellt , welche Daten zu einer zu erwartenden Leistungsaufnahme der Traktionskomponente 3 während der Fahrt zu verschiedenen Zeitpunkten umfasst oder Daten umfasst , aus denen diese zu erwartende Leistungsaufnahme berechnet werden kann . Dies können z . B . Daten zu einem Streckenprofil oder zu einem Fahrplan sein .
In Schritt I I wird die Temperatur der Traktionskomponente 3 während der Fahrt zu einem ersten Zeitpunkt gemessen . Es werden hier Temperaturdaten T für die weitere Bearbeitung bereit gestellt .
In Schritt I I I erfolgt die Berechnung einer Kühl-Leistungskurve L basierend auf der gemessenen Temperatur ( also der Temperaturdaten T ) und der zu erwartenden Leistungsaufnahme der Traktionskomponente 3 ( aus der Fahrtinf ormation F) auf einem Abschnitt der Strecke , welcher nach dem ersten Zeitpunkt von der Lokomotive durchfahren wird . In Schritt IV wird dann die Traktionskomponente 3 gemäß der berechneten Kühl-Leistungskurve L gekühlt .
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei dem dargestellten System lediglich um Aus führungsbeispiele handelt , welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modi fi ziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen . Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw . „eine" nicht aus , dass die betref fenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können . Ebenso schließen die Begri f fe „Einheit" und „Gerät" nicht aus , dass die betref fenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können . Der Ausdruck " eine Anzahl" ist als "mindestens eins" zu verstehen .

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Kühlung einer Traktionskomponente ( 3 ) eines Schienenfahrzeugs während dessen Fahrt auf einer Strecke umfassend die Schritte :
- Bereitstellen einer Fahrtinf ormation ( F) zu der Strecke , welche Daten zu einer zu erwartenden Leistungsaufnahme der Traktionskomponente ( 3 ) während der Fahrt zu verschiedenen Zeitpunkten umfasst oder Daten umfasst , aus denen diese zu erwartende Leistungsaufnahme berechenbar ist ,
- Messung der Temperatur der Traktionskomponente ( 3 ) während der Fahrt zu einem ersten Zeitpunkt ,
- Berechnung einer Kühlleistung basierend auf der gemessenen Temperatur und der zu erwartenden Leistungsaufnahme der Traktionskomponente ( 3 ) auf einem Abschnitt der Strecke , welcher nach dem ersten Zeitpunkt von dem Schienenfahrzeug durchfahren wird,
- Kühlung der Traktionskomponente ( 3 ) mit der berechneten Kühlleistung .
2 . Verfahren nach Anspruch 1 , wobei als Fahrtinf ormation ( F) Daten zu
- einem Streckenprofil , insbesondere Steigungen, Gefälle , Höhe und Länge eines Streckenabschnitts , sowie Kurvenradien, und/ oder
- einem Fahrplan, insbesondere mit streckenabhängigen Beschleunigungen, Bremsungen, und Halten oder Zeitpunkten und Zeitdauern von Stillstands zeiten, und/ oder
- einer empfohlenen Fahrweise , insbesondere einem Geschwindigkeitsprofil und/ oder - einem zu weiteren Zeitpunkten benötigten Kühlbedarf und/ oder
- einer Anhängelast und/oder Fahrzeugbeladung und/ oder
- meteorologischen Umgebungsbedingungen, insbesondere Wind und/oder Temperatur, und/ oder
- einer noch zur Verfügung stehenden Energie eines Energieträgers zur Fahrt des Schienenfahrzeugs, insbesondere den Füllgrad eines Tanks oder einer Batterie, verwendet werden.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei vor oder während der Fahrt eine Kühl-Leistungskurve (L) zur Steuerung der Kühlleistung über einen Zeitraum bereitgestellt wird, wobei die Kühl-Leistungskurve (L) insbesondere Frequenzvorgaben zum Betrieb einer Kühleinheit umfasst, bevorzugt wobei
- eine vorgegebene Kühl-Leistungskurve (F) basierend auf den Fahrtinf ormationen (F) und der gemessenen Temperatur modifiziert wird oder
- eine Kühl-Leistungskurve (L) basierend auf den Fahrtinf ormationen (F) und der gemessenen Temperatur berechnet wird und insbesondere eine bestehende Kühl- Leistungskurve (L) ersetzt oder
- eine Kühl-Leistungskurve (L) basierend auf den Fahrtinformationen (F) und der gemessenen Temperatur aus einer Gruppe von Kühl-Leistungskurven (L) ausgewählt wird und insbesondere eine bestehende Kühl-Leistungskurve (L) ersetzt, bevorzugt wobei die Kühlung der Traktionskomponente (3) nach dem ersten Zeitpunkt gemäß der Kühl-Leistungskurve (L) fortgesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei als Fahrtinf ormation Daten zu einer Anzahl von Halten und Stillstandszeiten verwendet werden und eine Kühl-Leistungskurve (L) unter Berücksichtigung einer Kühlung während einer nachfolgenden Stillstandszeit erstellt wird, bevorzugt wobei die Kühl-Leistungskurve (L) dermaßen erstellt wird, dass die Temperatur der Traktionskomponente (3) nach der Standzeit einer vorgegebenen Zieltemperatur entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine vorgegebene Kühl- Leistungskurve (L) dahingehend modifiziert wird, dass die Kühlung während der Fahrt abgesenkt wird und die Kühlung in die Standzeit hinein verlängert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei als Fahrtinf ormation (F) Daten zu einem Streckenprofil verwendet werden, wobei in dem Streckenprofil Streckenabschnitte, die eine hohe Leistungsabgabe erfordern, identifiziert werden und vor einem solchen Streckenabschnitt eine Kühl-Leistungskurve (L) erstellt wird, welche die Traktionskomponente (3) vor Erreichen des betreffenden Streckenabschnitts vorkühlt, bevorzugt wobei die Kühl-Leistungskurve dermaßen erstellt wird, dass die Temperatur der Traktionskomponente (3) vor Erreichen des betreffenden Streckenabschnitts unterhalb einer vorgegebenen Starttemperatur liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei eine vorgegebene Kühl- Leistungskurve (L) dahingehend modifiziert wird, dass die Kühlleistung bereits vor Erreichen des betreffenden Streckenabschnitts erhöht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die verwendete Fahrtinf ormation Daten zu einer noch für die Fahrt zur Verfügung stehenden Restenergie umfasst und zusätzlich Daten umfasst , aus denen ein Energieverbrauch für die weitere Fahrt ableitbar ist , insbesondere Daten zu einem Streckenprofil und/oder einer Anhängelast und/oder einem Geschwindigkeitsprofil , und wobei eine Kühl-Leistungskurve ( L ) dermaßen erstellt wird, dass die zur Verfügung stehende Energie vor Abschluss der Fahrt nicht überschritten wird .
9 . Verfahren nach Anspruch 8 , wobei berechnet wird, welche Restenergie bei Ende der Fahrt noch zur Verfügung steht und bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes für die Restenergie
- ein Geschwindigkeitsprofil ermittelt wird, welches einen geringeren Energieverbrauch hat als ein für die Fahrt angewandtes Geschwindigkeitsprofil und dieses ermittelte Geschwindigkeitsprofil für die weitere Fahrt angewandt wird oder als Fahrempfehlung für einen Lokführer ausgegeben wird und/ oder
- eine Kühl-Leistungskurve ( L ) dermaßen erstellt wird, dass eine vorgegebene Minimalkühlung erfolgt und thermische Reserven der Traktionskomponente ( 3 ) ausgenutzt werden .
10 . System ( 8 ) zur Kühlung einer Traktionskomponente ( 3 ) eines Schienenfahrzeugs während dessen Fahrt auf einer Strecke , insbesondere ausgelegt zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche , das System ( 8 ) umfassend :
- eine Datenschnittstelle ( 7 ) ausgelegt zum Empfang einer
Fahrtinf ormation ( F) zu der Strecke , welche Daten zu einer zu erwartenden Leistungsaufnahme der Traktionskomponente ( 3 ) während der Fahrt zu verschiedenen Zeitpunkten umfasst oder Daten umfasst , aus denen diese zu erwartende Leistungsaufnahme berechenbar ist ,
- eine Temperaturmesseinheit ( 5 ) ausgelegt zur Messung der
Temperatur der Traktionskomponente ( 3 ) während der Fahrt zu einem ersten Zeitpunkt , - eine Recheneinheit (6) ausgelegt zur Berechnung einer Kühlleistung basierend auf der gemessenen Temperatur und der zu erwartenden Leistungsaufnahme der Traktionskomponente (3) auf einem Abschnitt der Strecke, welcher nach dem ersten Zeitpunkt von dem Schienenfahrzeug durchfahren wird,
- eine Steuereinheit (9) ausgelegt zur Steuerung einer Kühleinheit des Schienenfahrzeugs zur Kühlung der Traktionskomponente (3) mit der berechneten Kühlleistung.
11. System nach Anspruch 10, umfassend einen Sensor zur Messung der Außentemperatur, wobei die Recheneinheit (6) dazu ausgelegt ist, eine Kühlleistung zusätzlich basierend auf einer gemessenen Außentemperatur zu berechnen, und/oder einen Sensor zur Messung von in einer Batterie des Schienenfahrzeugs gespeicherten Energie, wobei die Recheneinheit (6) dazu ausgelegt ist, eine Kühlleistung zusätzlich basierend auf einer gemessenen in der Batterie gespeicherten Energie zu berechnen.
12 Kühlsystem (1) für ein Schienenfahrzeug, insbesondere einen Triebzug, einen Triebwagen oder eine Lokomotive, umfassend eine Kühleinheit (4) und ein System (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11.
13. Schienenfahrzeug, insbesondere ein Triebzug, ein Triebwagen oder eine Lokomotive umfassend ein Kühlsystem (1) nach Anspruch 12.
14. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, zumindest die Schritte c) bis f) des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen, wobei die Durchführung der Testfahrt der Ausgabe von Steuerdaten zur Steuerung eines Schienenfahrzeugs entspricht .
15 . Computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle , die bei der Aus führung durch einen Computer diesen veranlassen, zumindest die Schritte c ) bis f ) des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aus zuführen, wobei die Durchführung der Testfahrt der Ausgabe von Steuerdaten zur Steuerung einer Lokomotive entspricht .
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