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Studien-/ Abschlussarbeit

Entwicklung eines Optimierungs-Tools zur kostenoptimierten Positionierung der Ladeinfrastruktur batterieelektrischer Triebzüge

Beginn

24. Mai 2021

Dauer

6 Monate

Beschäftigungsgrad

Vollzeit (Teilzeit möglich)

Am Institut für Fahrzeugkonzepte werden innovative Fahrzeugsysteme und -technologien für Straßen- und Schienenfahrzeuge erforscht, entwickelt und bewertet. Im Forschungsfeld Fahrzeugsysteme & Technologiebewertung werden Konzepte für Schienenfahrzeuge mit alternativen Antrieben analysiert und bewertet. Die Substitution dieselbetriebener Verbrennungsantriebe auf nicht- bzw. teilelektrifizieren Strecken im Schienenpersonennahverkehr (SPNV) mit batterieelektrischen Triebzügen (BEMU) und Brennstoffzellentriebzügen (HEMU) unter Berücksichtigung der streckenseitigen Anforderungen ist Gegenstand techno-ökonomischer Bewertungen (z.B. mittels Life-Cycle-Costing-Ansätze - LCC). In Abhängigkeit der strecken- und fahrplanseitigen Anforderungen von SPNV-Linien ergeben sich verschiedene technisch machbare Varianten der streckenseitigen Nachelektrifizierung bis hin zu der Vollelektrifizierung, welche in relevanten kostenseitigen Differenzen resultieren. Auf Basis der linienspezifischen Energiebedarfstrajektorie und der Fahrzeugspezifikationen von BEMU (u.a. Dimensionierung der Traktionsbatterie) lassen sich je SPNV-Linie bzw. Netz kostenoptimierte Varianten bestimmen.

Dafür soll im Rahmen der Masterarbeit ein Optimierungs-Tool entwickelt werden, welches für nicht oder nur teilelektrifizierte SPNV-Linien und Teilnetze die LCC-optimierten Varianten für die streckenseitige Ergänzungselektrifizierung und die Dimensionierung der BEMU-Traktionsspeicher bestimmt.

Zu Ihren Aufgaben gehören u. A.:

  • Einarbeitung in die bestehenden Modelle „LCC-Bewertungsmodell“ und „Nachelektrifizierungs-Tool“
  • Formalisierung des Optimierungsproblems (Zielgrößen, abhängige und unabhängige Variablen, etc.) für die Optimierung von einzelnen SPNV-Linien sowie vermaschten Teilnetzen/Netzen
  • Erarbeitung eines Überblicks über relevante Optimierungsmethoden (u.a. evolutionsbasierte Ansätze) und Auswahl einer geeigneten Methode
  • Verknüpfung der für die techno-ökonomische Optimierung benötigten Teilmodelle (Energiebedarfstrajektorie am Rad, Nachelektrifizierungs-Tool, LCC-Modell) und Implementierung der Optimierungsmethode
  • Einbindung von Unsicherheitsfaktoren mittels Monte Carlo Modellierung, z.B. für Unsicherheiten der Kosten für Oberleitungsanlage (oder auch Entwicklung von Traktionsspeicherkosten und Energiekosten)
  • Verifikation des Optimierungs-Tools anhand ausgewählter SPNV-Linien bzw. Teilnetze

Wir bieten ein freundliches Arbeitsumfeld mit flachen Hierarchien und guter Arbeitsatmosphäre. Die Arbeit wird eng betreut. Eine wissenschaftliche Veröffentlichung im Rahmen der Abschlussarbeit wird angestrebt.

Die Abschlussarbeit kann am Standort Berlin-Adlershof oder am Standort Stuttgart durchgeführt werden. Aufgrund der aktuellen Corona-Situation wird Arbeiten im Homeoffice bevorzugt.

Ihre Qualifikation:

  • laufendes Studium Wirtschaftsingenieurs-/Verkehrswesen, Fahrzeugtechnik/Maschinenbau, Computer/Systems Engineering oder verwandte Studiengänge
  • Programmierkenntnisse (insbesondere Python) und Kenntnisse in Optimierungsverfahren wünschenswert
  • Kenntnisse in batterie- oder brennstoffzellenelektrischen Anwendungen (insb. Fahrzeugantriebe) wünschenswert
  • Interesse am Themenfeld zukünftige Schienenfahrzeuge mit alternativen Antrieben und der Entwicklung von softwaregestützten Tools
  • selbständige und motivierte Arbeitsweise

Ihr Start:

Freuen Sie sich auf einen Arbeitgeber, der Ihr Engagement zu schätzen weiß und Ihre Entwicklung durch vielfältige Qualifizierungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten fördert. Unser einzigartiges Arbeitsumfeld bietet Ihnen Gestaltungsfreiräume und eine unvergleichbare Infrastruktur, in der Sie Ihre Mission verwirklichen können. Vereinbarkeit von Privatleben, Familie und Beruf sowie Chancengleichheit von Personen aller Geschlechter (w/m/d) sind wichtiger Bestandteil unserer Personalpolitik. Bewerbungen schwerbehinderter Menschen bevorzugen wir bei fachlicher Eignung.

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Fachliche/r Ansprechpartner/in

Christoph Streuling
Institut für Fahrzeugkonzepte

Tel.: +49 30 67055-8055

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