Fahrzeugkonzeption für den bedarfsgerechten ?PNV
Die Idee des bedarfsgerechten ?PNVs ist nicht neu – das erste bekannte System startete Ende der 1970er Jahren. Bis heute konnten sich diese Systeme aus wirtschaftlichen Gründen kaum durchsetzen. Der bedarfs- und nutzerorientierte ?PNV erfordert kleine und wendige Fahrzeuge für enge, zugeparkte Wohngebiete, mit denen relativ wenige Personen gleichzeitig transportiert werden. Hierbei entstehen bei fahrergebundenen Betriebsmodellen hohe Personalkosten.
Innerhalb des komplexen Fahrzeugentwicklungsprozesses wurde auf wesentliche Aspekte wie beispielsweise den barrierefreien Ein- und Ausstieg oder das Interieur-Ma?konzept eingegangen.
Gesamtfahrzeug
Die moderne und nutzerzentrierte Fahrzeugentwicklung basiert auf der systematischen Anforderungsdefinition. Im dargestellten Anwendungsfall wurden die im Folgenden dargestellten, wesentlichen Hauptanforderungen formuliert:
Mindestens 6 Sitzpl?tze und weitere Stehpl?tzeNiederflurf?higkeit und vollst?ndige BarrierefreiheitAutonomer FahrbetriebVollelektrischer AntriebZweiachsigkeit50 km/h Betriebsgeschwindigkeit, 80 km/h H?chstgeschwindigkeit
Die Innenraumgestaltung und unter anderem daraus resultierend die Fahrzeugl?nge, -breite und-h?he wurde zentrifugal und nutzerzentriert entwickelt. Sie basierte auf der physischen Berücksichtigung der Fahrzeugnutzer mit dem digitalen Menschmodell RAMSISTM. Aus Beobachtungen zum heutigen Nutzungsverhalten wurden vier verschiedene Nutzungsszenarien, die sich aus dem Fahrzeugbetrieb zu unterschiedlichen Uhrzeiten ergeben haben, abgeleitet. Verschiedene Nutzertypen beanspruchten hierbei den Fahrzeuginnenraum auf unterschiedliche Weise, woraus folgende vier Nutzungsszenarien für die virtuelle Innenraumauslegung erstellt wurden:
Hauptverkehrszeiten, morgens: Vollbelegung mit zehn Berufspendlern (maximale Auslastung der Sitz- und Stehpl?tze)
vormittags: ein Elternteil mit Kinderwagen, zwei bewegungseingeschr?nkte Personen mit Rollatoren und zwei Personen mit Gep?ck (maximale Auslastung der Multifunktionsfl?che) nachmittags: zwei Personen mit Rollatoren, eine Person mit Rollstuhl, zwei Berufspendler (Auslegung bezüglich Barrierefreiheit) sp?ter Abend: drei Personen von/zur Abendveranstaltung, ein Berufspendler (Auslegung bezüglich Raumfunktionalit?t und Raumgefühl).
Die Nutzungsszenarien wurden durch Fahrgast- und Gep?ckz?hlungen im realen Betrieb des bedarfsorientierten Bussystems überprüft (Abbildung 2).
Für das Fahrzeugkonzept wurden verschiedene Design-Varianten auf den Bauraumvorgaben des Ma?konzeptes erstellt (Abbildung 3).
Karosserie
Die Karosserieentwicklung basierte auf den Ergebnissen der Ergonomiestudien mit Schwerpunkt auf der Barrierefreiheit sowie den Anforderungen des Packagings, die sich auch aus den wesentlichen technischen Komponenten wie Antrieb und Fahrwerk ergeben haben. Sie musste aber auch die Designvorgaben integrieren. Hieraus wurden an der Fakult?t Fahrzeugtechnik erste Grobkonzepte erstellt. Für eine belastungsgerechte Karosserieauslegung wurden Karosseriekonzepte mittels einer Topologieoptimierung durch das Institut für Fahrzeugkonzepte des Projektpartners DLR berechnet und FEM-Simulationen durchgeführt (Abbildung 4).
Für die Konzeption des Ein- bzw. Ausstiegs wurden sowohl Analysen vor Ort bezüglich der Infrastrukturgegebenheiten, als auch Laboranalysen insbesondere im Hinblick auf die Barrierefreiheit der Fahrzeugkonzeption durchgeführt. Die Barrierefreiheit wurde über ein absenkbares Fahrwerk und eine ausfahrbare Rampe realisiert, die sich bei der ?berwindung von gro?en H?henunterschieden, wie beim Ausstieg auf das Stra?enniveau, einen Teil des Innenraumbodens mit absenkt (Abbildung 5).
Antrieb/Fahrwerk
Durch einen rein elektrischen Antrieb sollten die L?rmemission stark reduziert und die Luftverschmutzung im innerst?dtischen Bereich vermieden werden. Die Grobauslegung des Antriebs erfolgte auf Grundlage der aufgezeichneten Fahrstrecken der innerst?dtischen Buslinien. Auf Basis der erfassten Streckenparameter wurde eine analytische Verbrauchsabsch?tzung mit Matlab durchgeführt. Aus den Ergebnissen konnten über den Energiebedarf, der zum Einen zur Fahrt der H?chstgeschwindigkeit in der Ebene und zum Anderen zum Anfahren am Hang bei der gr??ten angenommenen Steigung bei voller Nutzlast notwendig war, passende Radnabenelektromotoren ausgew?hlt werden. Berücksichtigte man zus?tzlich noch die Fahrtdauer von mindestens drei Stunden, die mit einer Batterieladung durchgeführt werden sollte, so erhielt man Anzahl, Gr??e und Gewicht der für den Antrieb notwendigen Batteriemodule. Zus?tzliche Energiespeicherkapazit?t wurde für die Klimatisierung des Fahrgastraumes vorgesehen. Aus bauraumtechnischen Gründen wurden für das Fahrwerk L?ngslenker gew?hlt und für den Fahrkomfort mit aktiven Feder-D?mpfungssystemen ausgestattet. Eine Besonderheit des Fahrzeugs ist die Absenkbarkeit des Fahrwerks in einer sehr gro?en Spannweite.
Ergebnis
Es wurde systematisch ein Ergebnis abgeleitet, das die beschriebenen Teilkonzepte zu einem ausgewogenen Gesamtkonzept zusammenführt.
Die Ergebnisse der Fahrzeugkonzeption wurden im Rahmen einer Ausstellung im Rathaus Schorndorf zum Projektabschluss pr?sentiert als ein Feedback an die Bürger, die in der Bürgerbeteiligung an der Fahrzeugkonzeption mitgewirkt haben.
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