DLR - Institut für Fahrzeugkonzepte - Bachelorarbeiten/Studienarbeiten

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Leichtbauoptimierung einer innovativen Wagenkastenbauweise aus Faserverbundkunststoff

Im Projekt "Next Generation Train" (NGT) arbeiten Wissenschaftlerinnen aus neun DLR-Instituten interdisziplinär an den zentralen Fragestellungen, wie schnell, sicher, komfortabel und umweltverträglich die Hochgeschwindigkeitszüge der nächsten Generation sein müssen. Der Leichtbau spielt in diesen Bereichen eine große Rolle, denn aus den Sekundäreffekten des Leichtbaus ergeben sich positive Effekte für die anderen Teilbereiche. Ziel dieser Arbeit soll die Untersuchung des Potenzials eines faserverbundintensiven Wagenkastenkonzepts sein. Ausgehend von einer bereits bestehenden Außenkontur eines NGT-Wagenkastens, den spezifischen Anforderungen des NGT-Zugkonzepts und einer festgelegten Bauweise, soll mit Hilfe eines Optimierungsverfahrens ein möglichst leichter Wagenkasten konzeptionell dargestellt werden.

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Berechnung und Konstruktion von Crashkomponenten für den Mittelwagen eines Hochgeschwindigkeitszugs

Im Projekt "Next Generation Train" (NGT) arbeiten Wissenschaftlerinnen aus neun DLR-Instituten interdisziplinär an den zentralen Fragestellungen, wie schnell, sicher, komfortabel und umweltverträglich die Hochgeschwindigkeitszüge der nächsten Generation sein müssen. Das Institut für Fahrzeugkonzepte befasst sich dabei mit Fragestellungen wie beispielsweise dem geeigneten Zugkonzept, dem Crashkonzept, dem Antriebs- und Bremskonzept, der Energieversorgung und den möglichst optimalen Betriebs- und Lebenszykluskosten. Bedingt durch die komplexen dynamischen Sachverhalte und die hohe umsetzende Energie bei einem Gesamtzugcrash, kommt dem Crashkonzept - und damit den Energieabsorptionskomponenten in den Endwagen und in den Mittelwagen - eine zentrale Rolle zu. Durch die gezielte Umsetzung der Energie in den dafür vorgesehenen Bereichen, bleibt der Fahrgastraum weitgehend intakt und die Fahrgäste werden geschützt.

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Evaluation neuartiger Rotationstransformatoren zur bürstenlosen Erregung eines Traktionsantriebs

Eingebunden in ein hochmotiviertes Team sind Sie beteiligt an der Entwicklung innovativer elektrischer Antriebe für Straßen- und Schienenfahrzeuge. Am Institut für Fahrzeugkonzepte wird der Einsatz fremderregter Drehfeldmaschinen als Traktionsantrieb für Fahrzeuge mit teil- oder vollelektrifiziertem Antriebsstrang erforscht. Um mechanische und elektrische Verluste bei der Energieübertragung an heute üblichen Schleifkontakten zu umgehen und einen wartungsfreien Betrieb zu gewährleisten, soll in dieser Arbeit der mechanische und magnetische Aufbau verschiedener Rotationstransformatoren, für die berührungslose induktive Energieübertragung, untersucht und verglichen werden.

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Evaluation von weichschaltenden Umrichtern zur bürstenlosen Erregung von Traktionsantrieben

Eingebunden in ein hochmotiviertes Team sind Sie beteiligt an der Entwicklung innovativer elektrischer Antriebe für Straßen- und Schienenfahrzeuge. Am Institut für Fahrzeugkonzepte wird der Einsatz fremderregter Drehfeldmaschinen als Traktionsantrieb für Fahrzeuge mit teil- oder vollelektrifiziertem Antriebsstrang erforscht. Um Bürstenverschleiß in der Maschine zu umgehen sollen in dieser Arbeit verschiedene Schaltungstopologien von Resonanzkonvertern, als Stellglied für eine berührungslose induktive Energieübertragung, untersucht und bewertet werden. Ihre Tätigkeit am DLR können Sie hierbei als Bachelor- oder Forschungsarbeit beginnen.

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Student Elektrotechnik, Mechatronik, Informationstechnik o.ä. (m/w)Fahrzeugenergiekonzepte

Ziel der Arbeit ist es, die Rahmenbedingungen für den Betrieb mit induktiver Energieübertragung zu definieren. Dabei stellt sich beispielsweise die Frage, ob die infrastrukturseitigen Energieübertragungselemente im Bereich von Verzweigungen kontinuierlich im Fahrweg verlegt werden müssen. Hierzu müssen relevante betriebliche Randbedingungen wie zum Beispiel die Befahrgeschwindigkeit von Weichen heutiger Schienenverkehrssysteme analysiert werden, um eine Aussage zur notwendigen Übertragungsleistung treffen zu können. Dadurch kann eine Aussage dazu getroffen werden, in welchen Konfigurationen auf eine Implementierung verzichtet werden kann und in welchen Fällen eine kontinuierliche Integration von Elementen der induktiven Energieübertragung zwingend erforderlich ist. Darüber hinaus müssen auch Aspekte wie das sichere Aktivieren und Deaktivieren von einzelnen Fahrwegsegmenten der induktiven Energieübertragung in die Betrachtung eingeschlossen werden.

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Potentialanalyse innovativer Kälteerzeugungsstrategien für den automobilen Einsatz

Im Forschungsfeld Fahrzeug-Energiekonzepte werden mit Technologiepartnern sowohl Komponenten für energieeffiziente Fahrzeuge entwickelt und getestet, als auch Fahrzeugarchitekturen und Betriebsstrategien untersucht. Ein Themengebiet ist hierbei die Betrachtung von Elektrofahrzeugen, welche mit OnBord-Ladevorrichtungen ausgestattet sind (Range Extender-Konzepte). Diese haben neben der Verlängerung der Reichweite konventioneller E-Fahrzeuge den Charme, durch Auslagern des Energieträgers, z.B. Wasserstoff in Tanks, die Stillstandszeiten beim Betankungsvorgang drastisch zu verkürzen. Im Rahmen einer energieeffizienten Gesamtnutzung werden an unserem Institut Konzepte erforscht, um die bei der Energiewandlung anfallende Abwärme effektiv für das Gesamtsystem Fahrzeug nutzbar zu machen. Gegenüber stationär betriebenen Anlagen liegt das Problem bei der mobilen Anwendung in deren Größe und der Betriebssicherheit der Komponenten.

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Ansatz zur gleichzeitigen Simulation von Kühl- und Kältesystemen im elektrischen Fahrzeug

Für elektrische Fahrzeuge stellt neben der Traktion und Klimatisierung das Wärmemanagement den größten Anteil am Energiebedarf dar. Um diesen Energieanteil zu minimieren ist eine systematische und gesamtheitliche Betrachtung der thermischen Energieströme nötig. In dieser Arbeit soll mit der Modelica-Simulationsumgebung Dymola die Kopplung von thermischen Teilmodellen zu einem Gesamtmodell untersucht werden. Für den flexiblen Austausch von Teilmodellen und die Berücksichtigung instationärer Betriebszustände des Gesamtsystems sollen bekannte Ansätze (z.B. Austausch von Modell-Klassen, FMU und Co-Simulation) analysiert, aufgebaut und getestet werden. Von diesen Ansätzen soll ein Ansatz für eine konkrete Demonstration anhand einer beispielhaften Kopplung zwischen Kühl- und Kältesystemen ausgewählt werden.

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Total Cost of Ownership alternativer Nutzfahrzeugkonzepte

Für einen zukünftigen Ingenieur (m/w) ist es heutzutage entscheidend, sich nicht nur ausgiebig mit technischen Aspekten zu beschäftigen, sondern auch die ökonomischen Auswirkungen der operativen Nutzung einer speziellen Technik zu erfassen. Hierzu bietet die TCO-Analyse ein breites Spektrum an wirtschaftswissenschaftlichen Fragenstellungen. Sie erstellen ein Modell, basierend auf der Methodik der TCO-Analyse, hinsichtlich alternativer Antriebskonzepte innerhalb der schweren Nutzfahrzeugklassen (N2, N3). Aufbauend auf einem bereits existierenden Modell beschäftigen Sie sich mit der Weiterentwicklung und Verifizierung. Dabei beschäftigen Sie sich insbesondere mit der Identifizierung geeigneter Einsatzprofile, der Ermittlung von Wartungs- und Reparaturkosten alternativer Antriebskonzepte sowie des Monitorings der techno-ökonomischen Entwicklung von Schlüsselkomponenten des Antriebsstrangs. Darüber hinaus sollen Szenarien vor dem Hintergrund zukünftiger gesetzlicher Rahmenbedingungen abgeleitet und bewertet werden. Dabei gilt es die ausschlaggebenden Faktoren zu ermitteln. Optional kann eine Integration notwendiger Infrastrukturkosten erfolgen.

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Designvarianten der Integration von Phase Change Material in fahrzeuggerechte Thermoelektrischen Generatoren

In aktuellen Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird ca. 1/3 der chemischen Kraftstoffenergie in Form von Abgasabwärme ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Um einen möglichst großen Teil dieser Verlustenergie nutzbar zu machen, werden am Institut für Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt Thermoelektrische Generatoren (TEG) entwickelt, mit deren Hilfe die Abwärme in elektrische Nutzenergie gewandelt werden kann. Der Abgaswärmestrom konventioneller verbrennungsmotorisch betriebener Kraftfahrzeuge zeigt im realen Fahrbetrieb ein hoch transientes Verhalten, was die Auslegung und den Betrieb von TEG maßgeblich beeinflusst. Eine attraktive Möglichkeit das Wärmeangebot zu vergleichmäßigen besteht in dem Einsatz latenter Wärmespeichermaterialien.

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Entwurf eines Resonanzkonverters zur bürstenlosen Erregung von Traktionsantrieben

Eingebunden in ein junges, hochmotiviertes Team sind Sie beteiligt an der Entwicklung innovativer elektrischer Antriebe für Straßen- und Schienenfahrzeuge. Am Institut für Fahrzeugkonzepte wird der Einsatz fremderregter Drehfeldmaschinen als Traktionsantrieb erforscht. Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll zu diesem Zweck ein Resonanzkonverter entwickelt, simuliert und aufgebaut werden um geeignete Schaltungskonzepte und Betriebsstrategien vergleichen und bewerten zu können.

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Grobauslegungswerkzeug für Traktionsantriebe

Eingebunden in ein junges, hochmotiviertes Team sind Sie beteiligt an der Entwicklung innovativer Antriebe für Straßen- und Schienenfahrzeuge. Für die Konstruktion neuer Fahrzeuge wird bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkts des Projekts eine Aussage über die elektrische Maschine des Antriebssystems benötigt. Das von Ihnen zu erstellende Software-Tool soll dem Konstrukteur nach Vorgabe der wesentlichen Eckdaten, wie Bauraum, Drehzahl- und Drehmomentverlauf, elektrische Anschlusswerte, Kühlung usw. eine technisch realisierbare Maschine vorschlagen, die anschließend durch Variation einzelner Parameter noch weiter optimiert werden kann.

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