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Der erste HELMS-Prototype (Hybrid Electro-Mechanical Shunter), die 1094 001-7 (90 80 1094 001-7 D-DB) der DB Cargo Deutschland AG wurde auf der transport logistic 2019 in München vorgestellt (hier 05.06.2019).
Lebenslauf:
Die Lok wurde 1972 bei MaK in Kiel unter der Fabriknummer 1000589 gebaut und als 290 289-8 an die DB geliefert.1999 erfolgte der Umbau mit Funkfernsteuerung und die Umzeichnung in 294 289-4. Die Remotorisierung mit einem MTU-Motor 8V 4000 R41, Einbau einer neuen Lüfteranlage, neuer Luftpresser und Ausrüstung mit dem Umlaufgeländer erfolgten 2005 bei der DB Fahrzeuginstandhaltung GmbH im Werk Cottbus. Daraufhin erfolgte die Umzeichnung in 294 789-3 (98 80 3294 789-3 D-DB). 2018 erfolgte dann der Hybridisierungs- Umbau (HELMS) durch DB Fahrzeuginstandhaltung GmbH in Cottbus und Umzeichnung in 1094 001 (90 80 1094 001-7 D-DB).
HELMS ist ein neuartiges Hybridkonzept:
Das Projekt HELMS (Hybrid Electronic Mechanical Shunter) ist das neue und umweltfreundliche Hybridisierungs- und Modernisierungslösung für die Baureihe 294 (ex V 90) der DB. Mit diesem Projekt schlägt die DB eine ganz neue Richtung ein.
Um diese Modernisierung nachweislich zu erproben, wird das technische Konzept bis Ende 2020 an zwei Prototypen getestet. Ab 2022 soll es als technische Lösung für dieselhydraulische Rangierloks in Serie gehen.
Das bisherige dieselhydraulische Antriebskonzept der Baureihe 294 wird durch einen elektromechanischen Hybridantrieb mit einem leistungsverzweigten Getriebe ersetzt und somit ein zukunftssicheres Energiemanagementsystem etabliert. Dabei werden Traktionseigenschaften, wie zum Beispiel die Zugkraft in der Leistungsklasse von 1.000 KW beibehalten.
Durch den Einsatz der neuen Komponenten und deren Zusammenspiel konnte der Diesel-Kraftstoffverbrauch und CO2-Ausstoß um 20% reduziert werden. Darüber hinaus konnte temporär ein emissionsfreier Betrieb hergestellt werden sowie eine Reduzierung der durchschnittlichen Lärmemission.
Neben dem "grünen" Nutzen wird auch dem wirtschaftlichen Aspekt Rechnung getragen. Es wird mit einer Verlängerung der Lebensdauer um mindestens 16 Jahre gerechnet. Die Dieselmotoren, Rahmen und Drehgestelle können weiterhin verwendet und die Instandhaltungskosten können gesenkt werden. Der bisherige Dieselmotor muss nicht zwingend getauscht werden, was zu weiteren Einspareffekten führt.
Das herkömmliche Strömungsgetriebe wird durch ein Hybrid-Planeten-Getriebe ersetzt, das die Leistungsübertragung optimiert und durch eine Hybridsteuerung den effizienten Verbrauch ermöglicht. Der Einsatz eines Li-Ion Energiespeichers senkt den hohen Leerlaufanteil des Dieselmotors und ermöglicht sogar ein temporär emissionsfreies Fahren.
Die Einsparungseffekte gegenüber der dieselhydraulischen Technik ergeben sich u.a. durch den besseren Getriebewirkungsgrad unter Beibehaltung der Leistung des Dieselmotors sowie die Wiederaufladung der Batterie im Betrieb.
Um diese innovative Hybridlösung für die 1.000 kW Leistungsklasse anbieten zu können, wurde ein Gemeinschaftsprojekt im DB-Konzern aufgesetzt. Die Projektleitung übernahm DB Cargo als Betreiber. Die Systemauslegung, Hybridsteuerung und Integrationsengineering wurde von DB Systemtechnik verantwortet. Die DB Fahrzeuginstandhaltung brachte die Erfahrung mit Retrofits ein und übernahm die Umbauverantwortung.
Zwei Partner aus der Industrie Toshiba und Henschel sind für die Lieferung der Hauptkomponenten verantwortlich.
Hybridisierungs- und Modernisierungslösung für die BR 294 besteht aus den Neukomponenten:
Leistungsverzweigtes mechanisches Getriebe
92 kWh Li-Ion-Traktionsbatterie
Traktionsumrichter und Antriebssteuerungsgerät
2 elektr. Traktionsmotoren (2 x 330 kW) und ein Generator
Die Bestandskomponenten sind:
Lokrahmen, Drehgestelle inkl. angepasste Aufbaumodule, Dieselmotor der 1.000 kW-Klasse Armin Schwarz
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