列车系统的能源消耗：重点关注温度管理

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轨道车辆的驱动系统是运行中最大的能源消耗者，其次是乘客车厢温度管理系统和驱动系统——无论列车采用何种推进方式。在没有通过架空线或第三轨供电的电动列车中，电池或燃料电池必须保持在最佳工作温度。
许多铁路运营商正在考虑在德国近 40% 的非电气化轨道上使用此类列车。这些列车的总体能耗显著影响行驶里程和潜在运营时间。
驱动系统、内部和任何车载能量存储的温度管理最合适的策略取决于驱动概念、气候和运行条件。
马科斯·埃斯卡米拉·桑切斯 (Marcos Escamilla Sánchez) 的硕士论文探讨了综合热管理的潜力，该论文获得了弗劳恩霍夫 IWU 的 2024 年优秀论文奖，论文得出结论：汉堡 S-Bahn（郊区列车）运营中使用的 DB 490 级列车拥有如此高效的热管理系统，得益于其热泵以及牵引和辅助操作中的废热回收，持续发展似乎是最合理的。
该车型为纯电动列车，无附加电池。由于采用了节能空调和暖气，系统效率（性能系数）全年都很高。
Sánchez 目前在轨道车辆制造商阿尔斯通担任系统工程师。他与电池驱动商用车的气候技术专家和设备供应商Wölfle GmbH 合作，研究了集成热管理系统在哪些运行条件下可以提供效率优势。
这个想法是设计一个完整的系统，将驱动系统、现有的电池和电力电子设备（如果存在）连接到水回路中，并与热泵或冷冻水空调系统连接起来。
这种方法应该涵盖所有温度场景：冬季需要为乘客舱和电池加热，夏季需要为乘客舱和电池冷却；冬季可以利用驱动器产生的废热，而夏季必须将其从系统中消散。
结果是：在汉堡，冷冻水空调系统平均效率增益很小；然而，它可以在冰冻地区显示出它的优势——这些地区通常全年都需要供暖，而制冷则相对罕见。
驾驶员将在频繁加速和制动、短距离和频繁停车的车辆运行中看到最佳性能系数，这与 S-Bahn 和 U-Bahn（地铁）系统的运行情况特别吻合。集成热管理系统还可以减轻重量并减少 HVAC（供暖、通风、空调）组件的需求。
桑切斯相信，综合热管理系统对电池电动列车系统或氢燃料电池推进列车的能量平衡和可用性的影响将是巨大的，因为在这样的系统中，能量存储需要几乎恒定的冷却或加热。