Walter Wagner, Vertriebsleiter bei Endego, arbeitet an vorderster Front in den Bereichen modernes Schienenfahrzeugdesign, Simulation und Modernisierung. Von Leichtbauwerkstoffen bis hin zur digitalen Modellierung konzentriert er sich auf die Bereitstellung effizienter, nachhaltiger Lösungen, die den komplexen Anforderungen der Betreiber von heute und der Fahrgäste von morgen gerecht werden.

Jan Scheepers, Vertriebsleiter Europa bei Ricardo Rail, sorgt dafür, dass jedes neue System oder jede neue Technologie, die in das Schienennetz aufgenommen wird, sicher, konform und für den realen Einsatz bereit ist. Mit seiner Expertise in den Bereichen ERTMS, Signaltechnik, Systemvalidierung und Zertifizierung ist es seine Aufgabe, sicherzustellen, dass Innovationen nicht nur möglich, sondern auch zuverlässig sind.

Zusammen bieten sie eine einzigartige Perspektive: Der eine konzentriert sich auf technische Innovationen, der andere auf die Sicherheit auf Systemebene. Diese Kombination bringt einen echten Mehrwert für komplexe Bahnprojekte – vom Entwurf bis zur Auslieferung.

In diesem Interview teilen sie ihre Ansichten zu den Trends, Herausforderungen und strategischen Veränderungen, die den Eisenbahnsektor neu gestalten – und wie Zusammenarbeit immer wichtiger wird, um mit Zuversicht voranzukommen.

Beginnen wir mit einem Überblick … Wie sehen Sie die aktuelle Entwicklung der Bahnindustrie und wohin wird sie Ihrer Meinung nach in naher Zukunft gehen?

Walter Wagner: Die Eisenbahnindustrie befindet sich in einem tiefgreifenden Wandel, der von der Notwendigkeit von Nachhaltigkeit, Digitalisierung und integrierten Systemen angetrieben wird. Wir beobachten steigende Investitionen in Elektrifizierung, Automatisierung und innovative Technologien, die darauf abzielen, die Effizienz zu verbessern und die Umweltbelastung zu reduzieren. Die Zukunft der Eisenbahn ist vernetzt, mit einer nahtlosen Integration verschiedener Verkehrsträger und fortschrittlichen Datenanalysen, die den Betrieb gestalten.

Jan Scheepers: Ich stimme Walter zu. Die Branche bewegt sich in Richtung nachhaltigerer und sichererer Lösungen. Nicht zu vergessen sind dabei Interoperabilität, ERTMS und Standardisierung. Der Fokus liegt zunehmend auf der Reduzierung von CO2-Emissionen, der Verbesserung der Sicherheit und des Fahrgasterlebnisses. Technologien wie Wasserstoff- und Batterieantriebe, digitale Zwillinge und Automatisierung werden für die Entwicklung zukünftiger Bahnsysteme immer wichtiger.

Wenn Sie auf die letzten 5 bis 10 Jahre zurückblicken, was sind Ihrer Meinung nach die wichtigsten Veränderungen oder Entwicklungen im Eisenbahnsektor?

Walter Wagner: In den letzten zehn Jahren haben wir einen Wandel von traditionellen Bahnsystemen hin zu integrierteren und intelligenteren Netzwerken erlebt. Der Einsatz digitaler Technologien wie vorausschauende Wartung und Echtzeitüberwachung hat die Betriebseffizienz verbessert. Darüber hinaus wird ein stärkerer Fokus auf Nachhaltigkeit gelegt, mit erhöhten Investitionen in Elektrifizierung und erneuerbare Energiequellen.

Jan Scheepers: Die auffälligste Veränderung ist zum einen das Bekenntnis der Branche zur Nachhaltigkeit. Es gibt klare Bestrebungen, Emissionen und Energieverbrauch zu reduzieren. Dies hat zur Entwicklung alternativer Antriebssysteme wie Wasserstoff-Brennstoffzellen und batterieelektrische Züge sowie zur Einführung energieeffizienter Technologien in den Schienennetzen geführt. Insbesondere die Interoperabilität mit dem ERTMS-System stellt eine große Herausforderung dar.

Wie wirken sich diese Veränderungen auf die Art und Weise aus, wie Schienenfahrzeuge heute konstruiert, entwickelt oder validiert werden?

Walter Wagner: Der Wandel hin zu Nachhaltigkeit und Digitalisierung hat die Konstruktion von Schienenfahrzeugen erheblich beeinflusst. Die Konstruktionen umfassen nun leichte Materialien, energieeffiziente Systeme und fortschrittliche Steuerungstechnologien. Simulation und digitale Modellierung spielen eine entscheidende Rolle bei der Optimierung der Konstruktionen und der Einhaltung der sich weiterentwickelnden Standards.

Jan Scheepers: Aus Sicht der Nachhaltigkeit und Interoperabilität bedeuten diese Veränderungen, dass die Branche ihre Prozesse an neue Technologien und Standards anpassen muss. Wir werden zunehmend in die frühen Phasen von Projekten einbezogen, um sicherzustellen, dass die Konstruktionen vor der Umsetzung die Sicherheits- und Leistungskriterien erfüllen.

Wie passt Ihr Unternehmen angesichts dieser sich wandelnden Herausforderungen seinen Ansatz in den Bereichen Engineering, Compliance oder Innovation an?

Walter Wagner: Bei Endego setzen wir auf die digitale Transformation, indem wir in fortschrittliche Simulationswerkzeuge investieren und Fachwissen in neuen Technologien aufbauen. Unser Ansatz basiert auf Flexibilität und Zusammenarbeit, sodass wir schnell auf Veränderungen in der Branche und auf Kundenbedürfnisse reagieren können.

Jan Scheepers: Ricardo verbessert seine Fähigkeiten im Bereich der Systemsicherheit durch die Integration digitaler Tools und Methoden. Wir konzentrieren uns darauf, ein tieferes Verständnis neuer Technologien zu entwickeln, um umfassende Validierungs- und Zertifizierungsdienstleistungen anzubieten, die Innovationen unterstützen und gleichzeitig Sicherheit und Compliance gewährleisten.

Welche Bedürfnisse der Schwellenmärkte oder Erwartungen der Fahrgäste haben derzeit den größten Einfluss auf die Entwicklung des Schienenverkehrs?

Walter Wagner: Die Fahrgäste erwarten zunehmend schnellere, zuverlässigere und umweltfreundlichere Dienstleistungen. Diese Nachfrage treibt die Entwicklung von Hochgeschwindigkeitszügen, verbesserten Fahrplansystemen und die Integration multimodaler Transportmöglichkeiten voran. Außerdem sind eine internationale Abstimmung und Maßnahmen mit einem gemeinsamen Ziel erforderlich.

Jan Scheepers: Die Erwartungen der Fahrgäste beeinflussen auch den Fokus auf Komfort und Barrierefreiheit einerseits und Nachhaltigkeit und Interoperabilität andererseits. Es wird zunehmend Wert darauf gelegt, Züge zu konstruieren, die nicht nur effizient sind, sondern auch allen Fahrgästen ein angenehmes und inklusives Erlebnis bieten. Batterie- und Wasserstoffantriebe sowie ETCS werden dabei eine wichtige Rolle spielen.

Und wie beeinflussen diese bereits die Herangehensweise Ihrer Teams an Engineering, Design oder Validierung?

Walter Wagner: Wir verfolgen bei unseren Entwürfen einen nutzerorientierten Ansatz, bei dem der Komfort und die Barrierefreiheit für die Fahrgäste im Mittelpunkt stehen. Unsere Teams nutzen außerdem Datenanalysen, um die Leistung und Wartungspläne zu optimieren und so die Gesamtqualität des Service zu verbessern.

Jan Scheepers: Unsere Validierungsprozesse werden immer dynamischer und umfassen Echtzeitdaten und Simulationen, um die Leistung unter verschiedenen Bedingungen zu bewerten. Dieser Ansatz ermöglicht es uns, potenzielle Probleme zu antizipieren und proaktiv anzugehen, sodass das Endprodukt die Erwartungen der Fahrgäste erfüllt. Wir investieren in Nachhaltigkeit und ERTMS-Know-how.

Die Eisenbahn steht unter zunehmendem Druck in Bezug auf Sicherheit, Cybersicherheit und Betriebsstabilität. Was sind einige der wichtigsten Risiken oder Schwachstellen, die Ihre Teams bei der Konstruktion von Schienenfahrzeugen oder Systemen angehen?

Walter Wagner: Eines der größten Risiken ist die Integration neuer Technologien ohne Beeinträchtigung der Sicherheit. Unsere Teams konzentrieren sich auf die Entwicklung innovativer und sicherer Systeme, die robuste Cybersicherheitsmaßnahmen beinhalten und die Einhaltung von Sicherheitsstandards gewährleisten.

Jan Scheepers: Cybersicherheit ist ein kritisches Thema, insbesondere da Bahnsysteme immer stärker vernetzt sind. Wir arbeiten an der Entwicklung umfassender Sicherheitsrahmenwerke, die potenzielle Schwachstellen adressieren und die Integrität sowohl der physischen als auch der digitalen Komponenten von Bahnsystemen gewährleisten.

In welcher Phase des Lebenszyklus eines Schienenfahrzeug- oder Lokomotivprojekts bringt Ihr Unternehmen den größten Mehrwert, und warum?

Walter Wagner: Endego schafft während des gesamten Lebenszyklus einen Mehrwert, vom ersten Entwurf und der Simulation bis zur endgültigen Produktion und Modernisierung. Unser integrierter Ansatz stellt sicher, dass alle Aspekte des Projekts aufeinander abgestimmt sind, wodurch Risiken reduziert und die Effizienz gesteigert werden.

Jan Scheepers: Die Stärke von Ricardo liegt in den frühen Phasen und der Zertifizierung des Projektlebenszyklus, wo wir sicherstellen, dass die Entwürfe den Sicherheits- und Leistungsstandards entsprechen. Durch unsere Beteiligung von Anfang an können potenzielle Probleme erkannt und behoben werden, bevor sie auftreten.

Das Entwicklungstempo nimmt zu. Welche Technologien oder Trends (z. B. Wasserstoff- und Batterieantriebe, digitale Zwillinge oder Automatisierung) werden Ihrer Meinung nach den größten Einfluss auf die Zukunft des Schienenverkehrs haben?

Walter Wagner: Wasserstoff- und Batterieantriebe sind eine bahnbrechende Innovation und bieten eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Dieselmotoren. Digitale Zwillinge revolutionieren ebenfalls die Wartung und den Betrieb, indem sie Echtzeit-Einblicke in die Systemleistung ermöglichen. Die Automatisierung erhöht die Effizienz und Sicherheit und ebnet den Weg für intelligentere Schienennetze.

Jan Scheepers: Ich stimme Walter zu. Die Integration dieser Technologien verändert die Bahnsysteme und macht sie nachhaltiger, effizienter und widerstandsfähiger. Bei Ricardo konzentrieren wir uns auf die Entwicklung von Anforderungen und Sicherungsprozessen, die die sichere und effektive Umsetzung dieser Innovationen unterstützen.

Gibt es irgendwelche bevorstehenden Entwicklungen, auf die Sie sich aus technischer oder geschäftlicher Sicht besonders freuen oder die Sie vielleicht beunruhigen?

Walter Wagner: Ich bin begeistert vom Potenzial autonomer Züge und ihrer Fähigkeit, den Betrieb zu optimieren und menschliche Fehler zu reduzieren. Dies bringt jedoch auch Herausforderungen in Bezug auf Sicherheit und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften mit sich, denen wir uns aktiv stellen.

Jan Scheepers: Die Entwicklung interoperabler Systeme, darunter ERTMS und deren nachhaltige Einführung in verschiedenen Regionen, ist eine spannende Perspektive, die nahtloses Reisen und einen reibungslosen Betrieb ermöglicht. Die Herausforderung besteht darin, sicherzustellen, dass diese Systeme unterschiedliche regulatorische Anforderungen erfüllen und hohe Sicherheitsstandards einhalten.

Und sind Ihre Unternehmen Ihrer Meinung nach bereit, sich diesen Entwicklungen zu stellen?

Walter Wagner: Ja, Endego ist bestrebt, an der Spitze des technologischen Fortschritts zu bleiben. Wir investieren kontinuierlich in Forschung und Entwicklung, um sicherzustellen, dass wir den sich wandelnden Anforderungen der Bahnindustrie gerecht werden können.

Jan Scheepers: Ricardo ist ebenso gut vorbereitet. Durch unseren Fokus auf Innovation und Sicherheit sind wir gut aufgestellt, um die Branche bei der Einführung neuer Technologien und Methoden zu unterstützen.

Wir wissen, dass Ricardo und Endego jeweils unterschiedliche technische Stärken mitbringen, aber zusammen bieten Sie eine leistungsstarke End-to-End-Lösung. Wie ergänzen sich Ihre Unternehmen in der Praxis?

Walter Wagner: Wir ergänzen uns durch unser umfassendes Dienstleistungsangebot. Endego bringt umfangreiches Know-how in den Bereichen Schienenfahrzeugkonstruktion, Simulation und Modernisierung mit. Unser Schwerpunkt liegt auf der technischen Seite des Engineerings – der Entwicklung innovativer Designs, der Leistungsoptimierung und der Gewährleistung von Nachhaltigkeit. Ricardo hingegen zeichnet sich durch Systemabsicherung, Validierung und Zertifizierung aus und verfügt über fundiertes Fachwissen, um sicherzustellen, dass diese Designs den gesetzlichen Standards und Leistungsanforderungen entsprechen. Durch die Kombination dieser Stärken können wir unseren Kunden eine nahtlose Lösung anbieten, die den gesamten Lebenszyklus eines Projekts abdeckt, vom ersten Entwurf bis zur endgültigen Zertifizierung und Implementierung.

Jan Scheppers: Genau. Während Endego sich auf die Konstruktions- und Simulationsaspekte konzentriert, stellen wir bei Ricardo sicher, dass diese Konstruktionen gründlich spezifiziert, validiert und zertifiziert sind und alle erforderlichen Standards erfüllen. Durch unsere Zusammenarbeit stellen wir nicht nur sicher, dass wir modernste Konstruktionen liefern, sondern auch Sicherheit, die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und Leistungseffizienz gewährleisten. Es ist diese Mischung aus Kreativität und Sorgfalt, die unsere Partnerschaft so effektiv macht. Kunden profitieren von einem umfassenden Ansatz, der sowohl innovatives Design als auch strenge Qualitätssicherung garantiert.

Was macht die Zusammenarbeit zwischen Ihren Teams so erfolgreich, insbesondere bei großen oder komplexen Schienenfahrzeugprojekten?

Walter Wagner: Unsere Zusammenarbeit basiert auf klarer Kommunikation und einem gemeinsamen Bekenntnis zu Qualität und Innovation. Wir haben eine enge Kommunikation zwischen unseren Teams aufgebaut, die uns hilft, technische Herausforderungen zu meistern. Bei großen oder komplexen Projekten sind dieser nahtlose Informationsaustausch und regelmäßige Feedback-Schleifen unerlässlich. Wir respektieren das Fachwissen des anderen und arbeiten eng zusammen, um sicherzustellen, dass jede Phase des Projekts perfekt aufeinander abgestimmt ist – sei es Design, Validierung oder Zertifizierung. Außerdem passen wir uns den individuellen Anforderungen jedes Projekts an, was für die Erfüllung der vielfältigen Bedürfnisse unserer Kunden von entscheidender Bedeutung ist.

Jan Scheppers: Der Erfolg unserer Zusammenarbeit basiert auf gegenseitigem Respekt und dem Verständnis für unsere unterschiedlichen Fachgebiete. Bei großen Projekten, deren Umfang überwältigend sein kann, müssen beide Unternehmen von Anfang an aufeinander abgestimmt sein. So können wir jeden Aspekt – Design, Sicherheit, Compliance und operative Leistung – zum richtigen Zeitpunkt und mit Präzision angehen. Unsere Teams können effizient zusammenarbeiten, weil wir ein gemeinsames Ziel verfolgen: unseren Kunden die bestmögliche Lösung zu liefern. Darüber hinaus legen beide Unternehmen Wert auf Innovation und Zuverlässigkeit, was uns auch bei komplexesten Herausforderungen vorantreibt.

Können Sie uns einen typischen Projektablauf schildern, bei dem Ihre kombinierten Fähigkeiten einen klaren Unterschied für den Kunden gemacht haben?

Walter Wagner: Gerne, nehmen wir ein typisches Projekt zur Modernisierung von Schienenfahrzeugen als Beispiel. In der ersten Phase arbeitet das Designteam von Endego eng mit dem Kunden zusammen, um dessen Anforderungen zu ermitteln und mit der Konzeption zu beginnen. Wir verwenden fortschrittliche Simulationswerkzeuge, um sicherzustellen, dass die Entwürfe nicht nur innovativ, sondern auch funktional und effizient sind. Sobald der Entwurf feststeht, übergibt unser Team das Projekt zur Validierung und Zertifizierung an Ricardo. Die Experten von Ricardo führen dann strenge Tests durch, um sicherzustellen, dass der Entwurf alle Sicherheitsstandards und gesetzlichen Anforderungen erfüllt. Schließlich geht der validierte Entwurf zurück an Endego, wo gegebenenfalls Anpassungen oder Verbesserungen vorgenommen werden. Dieser durchgängige Ablauf stellt sicher, dass unsere Kunden ein Produkt erhalten, das sowohl auf dem neuesten Stand der Technik als auch vollständig konform ist.

Jan Scheppers: Genau so funktioniert es. In diesem Ablauf schafft unser Team einen Mehrwert, indem es in kritischen Phasen des Designprozesses sicherstellt, dass alles reibungslos läuft. Durch unsere Beteiligung in den frühen Phasen können wir potenzielle Probleme erkennen, bevor sie zu Problemen werden, was zur Verkürzung der Gesamtzeit bis zur Markteinführung beiträgt. Wir überprüfen nicht nur das Endprodukt, sondern stellen sicher, dass es in jeder Entwicklungsphase die Leistungs- und Sicherheitsanforderungen erfüllt. Dieser kooperative Ansatz reduziert Risiken und führt zu erfolgreicheren Ergebnissen für unsere Kunden.

Endego übernimmt dort, wo Ricardo aufhört, wo die Konstruktion beginnt, und Ricardo übernimmt dort, wo Endego seine Konstruktionsarbeit beendet, mit der Systemprüfung und Zertifizierung.

Was sind aus Kundensicht die wichtigsten Vorteile einer Entscheidung für Ricardo und Endego als integrierten Lösungsanbieter?

Walter Wagner: Aus Kundensicht ist der größte Vorteil, dass sie eine integrierte Engineering-Lösung erhalten, die alle kritischen Aspekte eines Projekts abdeckt, vom Design und der Simulation bis hin zur Zertifizierung und Systemvalidierung. Sie müssen nicht mehrere Anbieter beauftragen oder die komplizierte Koordination zwischen verschiedenen Dienstleistern übernehmen. Wir bieten einen einzigen Ansprechpartner für alle technischen Anforderungen, was den Prozess optimiert und das Risiko von Missverständnissen oder Verzögerungen verringert. Darüber hinaus können wir dank unserer kombinierten Fachkompetenz jedes Projekt aus einer ganzheitlichen Perspektive angehen und so sicherstellen, dass sowohl Innovation als auch Compliance im Vordergrund stehen.

Jan Scheppers: Genau, und ein weiterer wichtiger Vorteil ist die Möglichkeit, schnellere und zuverlässigere Ergebnisse zu liefern. Durch die Bündelung unserer Stärken stellen wir sicher, dass alle technischen und regulatorischen Herausforderungen gleichzeitig angegangen werden, wodurch sich die Gesamtprojektdauer verkürzt. Für die Kunden bedeutet dies weniger Verzögerungen, weniger Kostenüberschreitungen und ein höheres Maß an Sicherheit während des gesamten Prozesses. Außerdem können wir schnell auf unvorhergesehene Herausforderungen reagieren und unseren Ansatz bei Bedarf anpassen, während das Projekt planmäßig weiterläuft. Kunden profitieren von einer Lösung, die nicht nur technisch ausgereift, sondern auch hocheffizient ist.

Welche Botschaft möchten Sie schließlich den Schienenfahrzeugherstellern, Betreibern oder Zulieferern mit auf den Weg geben, die derzeit wichtige technische oder strategische Entscheidungen treffen müssen?

Walter Wagner: Die Bahnindustrie entwickelt sich rasant und steht vor großen Herausforderungen, von der Nachhaltigkeit bis zur Digitalisierung. Mein Rat wäre, Innovationen zu begrüßen und gleichzeitig sicherzustellen, dass Sicherheit und Compliance weiterhin Priorität haben. Zusammenarbeit ist auf diesem Weg entscheidend, und die Zusammenarbeit mit Unternehmen, die integrierte Lösungen anbieten, kann den Unterschied ausmachen. Endego hilft Ihnen gerne dabei, sich in der Komplexität der modernen Bahntechnik zurechtzufinden, und bietet Ihnen modernstes Design- und Simulations-Know-how, um die besten Lösungen für Ihre Anforderungen zu finden.

Jan Scheppers: Ich schließe mich Walters Aussage an. Da Bahnsysteme immer komplexer werden, ist es entscheidend, einen Partner zu haben, der sowohl technisches Fachwissen als auch regulatorische Sicherheit bieten kann. Die Einführung neuer Technologien ist unerlässlich, muss jedoch mit einem klaren Verständnis der Auswirkungen dieser Innovationen auf Sicherheit und Leistung erfolgen. Bei Ricardo setzen wir uns dafür ein, dass unabhängig vom Grad der Projektfortschrittlichkeit die höchsten Validierungs- und Zertifizierungsstandards erfüllt werden. Durch unsere Zusammenarbeit können wir Bahnherstellern, Betreibern und Zulieferern dabei helfen, fundierte und zukunftssichere Entscheidungen zu treffen.

Vielen Dank Ihnen beiden für Ihre Einblicke heute. Es ist klar, dass die Bahnindustrie von der Zusammenarbeit von Unternehmen wie Ricardo und Endego profitiert, da sie innovativere Lösungen, schnellere Lieferungen und mehr Sicherheit bietet.

Wenn Sie mehr über unsere integrierten Dienstleistungen erfahren oder ein Gespräch vereinbaren möchten, besuchen Sie www.ricardo.com und www.endego.com.

Spezialfahrzeuge sind Maschinen, welche zur Ausführung bestimmter Aufgaben angepasst sind, oft unter schwierigen Umweltbedingungen. Dabei kann es sich um Fahrzeuge für den Kurzstreckentransport in der Landwirtschaft, im Bauwesen oder auf Schiffen, in Häfen und Werften und Industrieanlagen handeln, aber auch um Fahrzeuge für den Transport über längere Strecken, wie Busse oder Schienenfahrzeuge. Bei ihrer Konstruktion müssen viele Faktoren berücksichtigt werden, wie Sicherheit, Ergonomie, Effizienz und die Einhaltung spezifischer technischer Standards. Einige dieser Faktoren haben dann geänderte oder umgekehrte Wichtigkeit.

Beispiele für Spezialfahrzeuge:

• Landmaschinen – Traktoren, Mähdrescher, Sprühgeräte, Sämaschinen, Futtererntemaschinen, Streuer, Güllewagen, Mulchgeräte;
• Maschinen und Geräte für den Kurzstreckentransport – Bagger, Lader, Straßen-walzen, knickgelenkte Muldenkipper, Portalkräne, Bau-, Hafen- und Werftkräne, Förderbänder, Fahrzeuge für den Straßen- und Schienenbau und die Instandhaltung;
• Fahrzeuge für den Langstreckentransport – Stadt- und Fernbusse, Abschlepp- und Müllwagen, Schienenfahrzeuge für den öffentlichen Personenverkehr, einschließlich Straßen-bahnen, Güterwagen, Spezial- und Standardcontainer;
• Einsatzfahrzeuge – Feuerwehrfahrzeuge, Krankenwagen;
• Militärfahrzeuge – gepanzerte Fahrzeuge, Transporter.

Schlüsselaspekte des Designs von Spezialfahrzeugen

Spezialfahrzeuge spielen in verschiedenen Branchen eine wichtige Rolle, von der Landwirtschaft und dem Bauwesen bis hin zum Transport- und Rettungswesen. Ihre Konstruktion erfordert fortgeschrittene technische Kenntnisse und den Einsatz innovativer Technologien, die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Effizienz gewährleisten. Als Experte für Industriedesign unterstützt Endego Unternehmen bei der Entwicklung fortschrittlicher Spezialfahrzeuge, die auf die einzigartigen Bedürfnisse und Anforderungen der Kunden zugeschnitten sind.

1. Karosserie für Spezialfahrzeuge

Die Gestaltung der Karosserie und anderer struktureller Komponenten ist die Grundlage für die Entwicklung von Spezialfahrzeugen. Endego bietet Dienstleistungen im Bereich Karosseriedesign an, die Folgendes umfassen:

• Optimierung der Struktur für Langlebigkeit und Festigkeit;
• Anpassung an spezifische Nutzungsanforderungen, z. B. Korrosionsbeständigkeit bei landwirtschaftlichen Maschinen;
• Verwendung von leichten Materialien, welche die Effizienz des Fahrzeugs erhöhen.

2. Sicherheit und Ergonomie

Die Sicherheit der Personen im Fahrzeug und in der Umgebung hat bei der Konstruktion von Spezialfahrzeugen Priorität. Endego bietet Dienstleistungen technische CAE-Simulationen an, die Folgendes ermöglichen:

• Sicherstellung der Festigkeit von Kabinenstrukturen im Falle eines Überschlags oder Aufpralls;
• Entwicklung von Kommunikations- und Erkennungssystemen, welche die Sicherheit auf Baustellen oder in landwirtschaftlichen Betrieben erhöhen;
• Schaffung ergonomischer Kabineninnenräume, welche den Bedienern und Fahrern ein komfortables und sicheres Arbeiten ermöglichen.

3. Thermische Systeme und Beleuchtung

Ein effektives Temperaturmanagement und eine angepasste Beleuchtung sind für Maschinen, die unter schwierigen Bedingungen eingesetzt werden, von großer Bedeutung. Endego bietet:

• Entwicklung von Kühlsystemen für Antriebssysteme;
• Entwicklung von Beleuchtungssystemen, welche die Sicht bei Nacht und unter schwierigen Wetterbedingungen verbessern;
• Schaffung von Wärmedämmung und Beseitigung von Wärmebrücken, um den Bediener vor extremen Temperaturen schützen.

4. Innovative Technologien

Endego kombiniert Erfahrung im Design von Nutzfahrzeugen und Bussen mit modernen technischen Lösungen:

• Fahrzeugelektrifizierung: Systemdesign für Hybrid- und Elektrofahrzeuge.
• Optimierung des Maschinenarbeitszyklus: Steigerung der Effizienz von Arbeitsprozessen durch technische Simulationen.
• Leichtbautechnik: Entwicklung und Anwendung von Leichtbaumaterialien zur Reduzierung des Fahrzeuggewichts.

Herausforderungen beim Design von Spezialfahrzeugen

Die Entwicklung von Spezialfahrzeugen erfordert die Einhaltung spezifischer nationaler und internationaler Normen, Gesetze und technischer Anforderungen. Insbesondere:

• Anforderungen zur Auszeichnung und Beleuchtung – Sonderfahrzeuge müssen mit Beleuchtungssystemen und Auszeichnung gemäß den geltenden Vorschriften ausgestattet sein;
• Anpassung an die Arbeitsbedingungen – Fahrzeuge, die für den Einsatz bei hohen und niedrigen Temperaturen oder in feuchten und staubigen Umgebungen ausgelegt sind, müssen entsprechend angepasst werden.
• Kostenoptimierung – bei der Entwicklung müssen wirtschaftliche Aspekte berück-sichtigt werden, wie Produktions-, Betriebs- und Servicekosten.

Endego – Ihr Partner für die Entwicklung von Spezialfahrzeugen

Endego ist auf industrielles Design unter Verwendung der neuesten Ingenieurtechnologien spezialisiert. Unser Angebot umfasst:

• Autodesign;
• Schienenfahrzeugdesign;
• Landmaschinendesign;
• Arbeitsmaschinendesign;
• Motorraddesign;
• Fahrzeuginnenraumdesign.

Mit dem Team erfahrener Ingenieure und fortschrittlicher technischer Simulationswerkzeuge bieten wir Lösungen, die auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnitten sind.

Zusammenfassung

Die Entwicklung von Spezialfahrzeugen ist ein Prozess, der fortgeschrittene technische Kenntnisse und die Anpassung an spezifische Branchenanforderungen verlangt. Als erfahrener B2B-Partner bietet Endego umfassende Dienstleistungen an, um Unter-nehmen bei der Realisierung anspruchsvollster Projekte zu unterstützen. Dank moderner Technologien und einer individuellen Herangehensweise an jeden Kunden helfen wir unseren Partnern, ihre Geschäftsziele zu erreichen.

Kontaktieren Sie uns und erfahren Sie mehr über unsere Dienstleistungen im Bereich der Entwicklung von Spezialfahrzeugen!

Ähnlich wie die Branchenführer bereitet sich Endego auf die neuesten Fortschritte bei SDVs vor und gestaltet die Dienstleistungen unter Einsatz neuer Technologien, die die Zukunft der Fahrzeugvernetzung und der digitalen Transformation im gesamten Automobilsektor vorantreiben.

Was ist ein softwaredefiniertes Fahrzeug (SDV)?

Ein Software-Defined Vehicle ist ein Fahrzeug, bei dem die Kernfunktionalität durch Software gesteuert wird, was kontinuierliche Upgrades, Funktionserweiterungen und Leistungsoptimierungen aus der Ferne ermöglicht. Bei einem SDV können Fahrzeugfunktionen und -einstellungen einfach über Cloud-basierte Software-Updates und Over-the-Air-Verbindungen (OTA) aktualisiert oder verfeinert werden. Diese Konfiguration bedeutet, dass Fahrzeuge nicht mehr statisch sind, sondern sich kontinuierlich weiterentwickeln und über ihre gesamte Lebensdauer hinweg neue Funktionen und verbesserte Benutzererfahrungen bieten.

Schlüsselelemente, die SDVs definieren

Chinesische Erstausrüster können ein Auto in nur 12 bis 18 Monaten auf den Markt bringen und dabei das Kundenerlebnis während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs kontinuierlich verbessern. Folglich besteht das globale Ziel darin, neue Autos schnell auf den Markt zu bringen, auf Kundenfeedback zu hören, das Gesamterlebnis zu verbessern und sich an Veränderungen anzupassen – das ist die Essenz von SDV.

Kooperative Innovation ist unerlässlich

Die Entwicklung von Software-Defined Vehicles (SDVs) erfordert immense Ressourcen, sodass eine vorwettbewerbliche Zusammenarbeit unerlässlich ist, um die enormen Investitionen in Infrastruktur und nicht differenzierende Software zu bewältigen. Um eine einheitliche Grundlage zu schaffen, arbeiten Kooperationsinitiativen wie die SDV Alliance, zu der SOAFEE, AUTOSAR, Eclipse SDV und COVESA gehören, an der Standardisierung von Software- und Hardwarearchitekturen in der gesamten Branche. Diese Allianzen zielen darauf ab, die Automobilarchitektur zu optimieren, Redundanzen zu reduzieren und Innovationen zu beschleunigen. Es gibt sogar Vorschläge für eine spezialisierte Zusammenarbeit bei Investitionen in KI für die Automobilindustrie, um den hohen Rechenbedarf von SDVs zu decken.

Standardisierung beschleunigt den Fortschritt

Standardisierung ist für die Förderung der Zusammenarbeit und die Beschleunigung des Fortschritts in der Automobilindustrie von entscheidender Bedeutung. Wie Dr. Lisa Wang feststellte: „Die Geschwindigkeit wird den Wettbewerb gewinnen.“ Ohne eine effektive Standardisierung kann die Entwicklung nicht differenzierender Software kostspielig werden und die Einführung neuer Funktionen für Kunden verzögern.

Konnektivität über das Fahrzeug hinaus

Die Zukunft des Autos geht über das Fahrzeug selbst hinaus, da Software-Defined Vehicles (SDVs) die Konnektivität zur Cloud und zu digitalen Infrastrukturen erweitern. Innovationen bei Ethernet-Backbones und Over-the-Air-Lösungen (OTA), die aus der Servertechnologie entlehnt wurden, sind der Schlüssel zur nächsten Generation von Automobilen. Diese Konnektivität ermöglicht Software-Updates in Echtzeit, ohne dass die elektronische Steuereinheit (ECU) neu gestartet werden muss, und sorgt so für ein reibungsloseres Benutzererlebnis. Die Branche stellt sich eine Zukunft vor, in der Drittentwickler Anwendungen direkt für Fahrzeuge erstellen können, wodurch deren Funktionalität und Nutzen kontinuierlich erweitert werden.

Hardware-Software-Abstraktion für langfristige Flexibilität

SDVs nutzen die Hardware-Software-Abstraktion, um Hardwarekomponenten von Softwareanwendungen zu entkoppeln und so eine schnelle Integration zu ermöglichen. Durch die Integration von Abstraktionsschichten in die Fahrzeugarchitektur können SDVs über viele Jahre hinweg eine nahtlose Funktionalität aufrechterhalten und neue Funktionen einführen, wodurch die Bereitstellung von Updates in einer Fahrzeugflotte ohne Unterbrechung sichergestellt wird. Dieser Ansatz stellt sicher, dass das Betriebssystem eines Fahrzeugs über mehrere Modellgenerationen hinweg betrieben werden kann, ähnlich wie bei Smartphones, auf denen die neuesten Betriebssystem-Updates auf verschiedenen Geräten ausgeführt werden können.

Wiederverwendung und Weiterentwicklung zur Beschleunigung von Innovationen

Eine große Herausforderung in der Automobilindustrie ist das „Not-invented-here“-Syndrom. Dies führt dazu, dass zahlreiche Funktionen neu geschrieben oder überarbeitet werden, was nicht nur die Kosten erhöht, sondern auch die Entwicklungszyklen verlangsamt. Darüber hinaus kann dieser Ansatz zu Unzufriedenheit bei den Kunden führen, da sie unerwartete Verhaltensweisen der Produkte feststellen.

Wichtige technologische Trends, die SDVs vorantreiben

SDVs werden von mehreren Kerntechnologien und Trends unterstützt, die die Automobilindustrie neu gestalten:

Fortschrittliche Halbleitertechnologien

Ein entscheidender, aber oft übersehener Aspekt der Automobilindustrie ist die Einführung neuer Halbleiterlösungen wie eFuses und Chiplets, mehr Integration und mehr Verarbeitungsgeschwindigkeit. Die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Integration von Ethernet in bestehende Systeme sind ebenfalls beträchtlich, insbesondere die Latenzprobleme, die entstehen, wenn Daten während des Übergangs zur Zonenarchitektur mehrere Gateways durchlaufen. Diese zonale Architektur stellt einen einheitlichen Trend in der Branche dar, der sich aus dem langjährigen Domänencontroller-Modell entwickelt hat und erhebliche Vorteile bietet. Sie dient als leistungsstarker Rechenknoten für EDGE-Anwendungsfälle und ermöglicht die Entwicklung von der elektrischen zur softwaredefinierten Architektur. Dadurch können Drittunternehmen Innovationen entwickeln und Software-Aktualisierungsprozesse vereinfacht werden.

KI-Integration in der Automobilindustrie

Die Integration von KI-Technologie wird zu einem festen Bestandteil der Branche, auch wenn ihre Anwendungen nicht immer klar sind. KI wird zunehmend für das Anforderungsmanagement, die Unterstützung bei der Entwicklung von Funktionen, die Unterstützung digitaler Homologationsprozesse und die Verbesserung der Sicherheit fortschrittlicher Fahrerassistenzsysteme (ADAS) eingesetzt. Darüber hinaus ist auch das Training von Modellen, die auf EDGE-Geräten eingesetzt werden, Teil dieses Trends.

Fortschritte bei Toolchains für SDVs und autonomes Fahren

Die Entwicklung von Toolchains zur Unterstützung des autonomen Fahrens und des SDV-Ökosystems ist noch nicht abgeschlossen. Es entstehen verschiedene Ideen für umfassende Toolchain-Lösungen, sowohl geschlossene als auch offene. Die Zusammenarbeit zwischen mehreren Anbietern, die dieselbe Toolchain verwenden, spielt in diesem Prozess eine wichtige Rolle. Diese Verschiebung resultiert aus der Übertragung der Softwaresteuerung an OEMs, die zu Softwareführern werden und Funktionen entwickeln müssen, die ihre Marken von anderen unterscheiden. Zu den bemerkenswerten Fortschritten gehören Over-the-Air-Updates (OTA) auf der Grundlage von Code-Deltas sowie Trends wie die Eindringlingsüberwachung und Flottenüberwachung in Bezug auf die Software-Stückliste.

Hochleistungsrechnen und Satellitenverbindung

Die Integration leistungsstarker Computergeräte und Satellitenverbindungen wird in Zukunft für verschiedene Branchen eine bedeutende Rolle spielen. In einer Präsentation von Jahmy’s Hindman von John Deere wurden die bemerkenswerten Fortschritte in der Landwirtschaft hervorgehoben, wo autonomes Fahren und Maschinenbetrieb durch den Einsatz von Hochleistungs-Grafikprozessoren und Satellitenkommunikation ermöglicht werden. Durch den Einsatz der Starlink-Technologie können Traktoren ohne menschliches Eingreifen betrieben werden, wodurch möglicherweise eine der größten Herausforderungen in der Landwirtschaft angegangen werden kann: der Mangel an verfügbaren Arbeitskräften.

Die Auswirkungen von Open-Source-Software

Eine aktuelle Studie der Harvard University schätzt den Wert von Open-Source-Software in globalen Branchen auf etwa 8,8 Billionen US-Dollar, was dem doppelten BIP Deutschlands entspricht. Tausende von Mitwirkenden weltweit pflegen und verbessern aktiv den Linux-Kernel, wobei die Zahl der Beiträge rasch zunimmt. Darüber hinaus ist bei neueren Fahrzeugmodellen ein bemerkenswerter Anstieg bei der Nutzung von freier und Open-Source-Software (FOSS) zu verzeichnen.

Der Weg in die Zukunft für softwaredefinierte Fahrzeuge

Die Automobilindustrie tritt mit softwaredefinierten Fahrzeugen (SDVs) in ein Zeitalter des Wandels ein, in dem Autos zu intelligenten Systemen werden, die das Fahrerlebnis verbessern. Das nächste Jahrzehnt wird viel Innovation, Zusammenarbeit und Standardisierung erfordern, um die sich entwickelnde Landschaft zu gestalten.

Wichtige Fortschritte in den Bereichen Halbleitertechnologien, KI und Open-Source-Software bieten erhebliche Möglichkeiten, die Entwicklung vernetzter Fahrzeuge zu beschleunigen, die den Bedürfnissen der Nutzer besser gerecht werden. Die Zusammenarbeit zwischen den Akteuren der Branche ist unerlässlich, um die Herausforderungen bei der Softwareentwicklung zu bewältigen, sodass sich die Hersteller auf die Bereitstellung einzigartiger Kundenerlebnisse konzentrieren können.

SDVs versprechen nicht nur eine verbesserte Mobilität, sondern tragen auch zu umfassenderen Zielen wie Nachhaltigkeit und Sicherheit bei. Da die Branche Cloud-Konnektivität und softwaregesteuerte Innovationen begrüßt, ist sie bereit, in eine dynamische und vernetzte Zukunft zu führen, in der die Möglichkeiten grenzenlos sind.

Endegos Rolle bei der Gestaltung der SDV-Zukunft

Bei ENDEGO sind wir gut gerüstet, um die wichtigsten Trends in der Automobilindustrie zu bewältigen.

Unsere System- und Softwareteams sowie unsere Kabelbaumspezialisten unterstützen aktiv den Wechsel zur Zonenarchitektur und bringen uns der Einführung auf den am weitesten verbreiteten OEM-Plattformen näher. Unsere Softwareingenieure sind darin geschult, die Integration verschiedener Software-Stacks, OTA-Lösungen und Hochleistungs-Rechensteuergeräte zu optimieren, wobei sie sich an Frameworks wie Classic AUTOSAR, Adaptive AUTOSAR, Linux und Android halten. Darüber hinaus sind wir bereit, bei der Einführung moderner Toolchains und der Einbindung von KI als Co-Pilot im Entwicklungsprozess zu helfen.

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über:

• Emissionsprobleme von Verbrennungsmotoren
• die Rolle von Emissionsstandards
• die Auswirkungen von Abgasen
• interne Lösungen zur Emissionsreduzierung

Haben wir ein Emissionsproblem?

Die fortschreitende Entwicklung der Automobilindustrie in der zweiten Hälfte des 20^{. Jahrhunderts} führte dazu, dass eine beträchtliche Anzahl von Kraftfahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor auf den Markt kam. Vor allem in den 1950er und 1960er Jahren sahen sich die Vereinigten Staaten mit dem Problem einer übermäßigen Umweltverschmutzung konfrontiert. Untermotorisierte Antriebseinheiten mit unvollkommenen Verbrennungsprozessen erwiesen sich im Laufe der Zeit als unzureichend, sodass nach Methoden gesucht wurde, um die Betriebsparameter der Motoren zu verbessern und den hohen spezifischen Kraftstoffverbrauch zu senken. Die zunehmenden Aktivitäten von Menschen, die sich für Ökologie interessieren, haben die Aufmerksamkeit auf die mögliche Erschöpfung der natürlichen fossilen Brennstoffressourcen, die Umweltverschmutzung und die Bedrohung der menschlichen Gesundheit und des Lebens durch die Abgasverschmutzung gelenkt. Infolgedessen wurden quantitative und qualitative Beschränkungen für Abgasemissionen eingeführt. Der Einführung dieser Grenzwerte gingen Überlegungen zu den komplexen Mechanismen der Bildung schädlicher und toxischer Verbindungen im Verbrennungsmotor voraus. Derzeit wird davon ausgegangen, dass die Angst vor einer Zerstörung der natürlichen Umwelt durch Abgasemissionen viel größer ist als die Möglichkeit einer Erschöpfung der natürlichen Brennstoffquellen, da ein sehr großer Teil der Vorkommen noch unentdeckt ist.

Normen – Hindernisse oder Innovationsmotoren?

Die Vereinigten Staaten waren Vorreiter bei der Einführung von Abgasnormen, indem sie 1967 das CARB (California Air Resources Board) und 1970 die EPA (United States Environmental Protection Agency) gründeten. In den darauffolgenden Jahren schufen Europa, Japan und Australien ihre eigenen Zentren zur Bekämpfung von Emissionen auf lokalen Märkten. Infolgedessen werden an Verbrennungsmotoren immer strengere Anforderungen hinsichtlich der Emission schädlicher und giftiger chemischer Verbindungen gestellt, die bei der Kraftstoffverbrennung entstehen.

Die Emissionsnormen gelten nicht nur für Personenkraftwagen, sondern auch für die große Bandbreite an motorgetriebenen Schwerlastfahrzeugen und Maschinen an Land, für Boote und Schiffe auf dem Meer und sogar für Flugzeuge, die den Himmel durchqueren – alles, was einen Verbrennungsmotor verwendet. Einerseits zwingen sie Ingenieure dazu, sich auf Techniken und Technologien zu konzentrieren, die Abgasemissionen stark reduzieren und innovative Ansätze vorantreiben, andererseits kontrollieren sie die Entwicklung von Motoren, da Konstrukteure während des gesamten Konstruktionsprozesses des Motors und der Subsysteme Top-Down-Beschränkungen im Hinterkopf haben. Interessanterweise beziehen sich die Emissionsstandards heutzutage nicht nur auf Abgase, sondern können alle Faktoren umfassen, die zur Umweltverschmutzung beitragen, wie z. B. Partikel von Reifen und Bremsen. Es ist auch wichtig, dass übermäßige Emissionsgrenzwerte Bedingungen schaffen können, die nur durch die Förderung alternativer Antriebsmethoden wie der Elektrifizierung erfüllt werden können. E-betriebene Einheiten zeigen ihre großen Vorteile in einer Vielzahl von Anwendungen, die sich im Laufe der Jahre als zuverlässig und effizient erwiesen haben, obwohl die vollständige Abkehr von der Verbrennungstechnologie unter Berücksichtigung verschiedener Anwendungen und einer globalen Perspektive derzeit nicht realistisch erscheint. Parallel dazu haben nachhaltige Energielösungen, einschließlich zukünftiger Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren, große Erfolgschancen. Diese Kraftstoffe sind so konzipiert, dass sie im Vergleich zu herkömmlichen fossilen Kraftstoffen wie Benzin und Diesel eine geringere Umweltbelastung aufweisen.

Was finden wir in den Abgasen?

Die Idee hinter der Verwendung eines Verbrennungsmotors besteht darin, die im Kraftstoff enthaltene chemische Energie in mechanische Energie umzuwandeln. Dieser Prozess ist mehrstufig und beinhaltet die Wiederholung physikalisch-chemischer Prozesse. Das Endergebnis von Drehmoment und Leistung ist dank des chemischen Hauptprozesses möglich – der Verbrennungsreaktion zwischen Kohlenwasserstoffen (HC) aus dem Kraftstoff in Gegenwart von Luft, die Sauerstoff (O₂) und Stickstoff (N₂) enthält. Abgase, die als Abfallstoffe gelten, entstehen bei der Oxidation und unvollständigen Verbrennung von Erdölkraftstoffen und müssen aus dem Motor entfernt oder wiederverwendet werden. Die genaue Zusammensetzung der Abgase hängt stark von der Art des Kraftstoffs, der Motorkonstruktion und den Betriebsbedingungen ab. Obwohl die meisten Abgase aus reinem Stickstoff und Sauerstoff bestehen, gibt es drei Hauptgruppen chemischer Verbindungen:

• Neutral – H₂O (Wasserdampf)
• Schädlich – CO₂ (Kohlendioxid)
• Giftig – CO (Kohlenmonoxid), HC (Kohlenwasserstoffe), NO_x (Stickoxide), PM (Feinstaub)

Aus ökologischer Sicht sind toxische Verbindungen, die die Umwelt und Gesundheit am stärksten belasten, am wichtigsten, weshalb der Schwerpunkt auf ihrer Bekämpfung liegt. Ihr Gesamtanteil kann weniger als 1 % der gesamten Abgaszusammensetzung betragen. Die Prozesse der Bildung toxischer Verbindungen sind kompliziert und hängen von einer Reihe von Faktoren ab, die für jede Verbindung individuell charakteristisch sind.

Können wir reinigen, bevor wir verbrennen?

Bei den derzeit hergestellten Verbrennungsmotoren muss die Emission toxischer Verbindungen bereits in einer der ersten Entwurfsphasen berücksichtigt werden. Die Konstruktion einzelner Motorkomponenten und ihre funktionalen Beziehungen zwischen den Teilsystemen haben einen sehr wichtigen Einfluss auf die Gesamtemissionen. Durch entsprechende Berechnungen und Simulationen kann bereits in der ersten Entwurfsphase beurteilt werden, ob die Struktur die gesetzlich vorgeschriebenen Standards erfüllen kann. Maßnahmen zur Verbesserung der Motorbasis unter Berücksichtigung der Reduzierung der in den Abgasen des Motors vorhandenen Schadstoffe werden als interne (primäre) Maßnahmen bezeichnet. Dazu gehören hauptsächlich:

• Verwendung eines Abgasrückführungssystems – EGR wird hauptsächlich zur Reduzierung der Stickoxidemissionen und indirekt der Kohlenwasserstoffemissionen eingesetzt. Dabei wird eine bestimmte Menge an Abgasen zum Zylinder (Einlasskrümmer) geleitet, damit sie erneut an der Verbrennungsreaktion teilnehmen können. Dies führt zu einem teilweisen Ersatz von Sauerstoff durch Abgase, wodurch die Durchschnittstemperatur des gesamten Verbrennungsprozesses sinkt. Eine niedrigere Zylindertemperatur reduziert die NOx-Emissionen. Die positive Wirkung der EGR auf die Kohlenwasserstoffemissionen ergibt sich aus der Möglichkeit, Kohlenwasserstoffketten zu oxidieren, die während des primären Verbrennungsprozesses nur teilweise aufgebrochen wurden.
• Entwicklung von Kraftstoffeinspritzsystemen – eine präzise Steuerung der Kraftstoffmenge und des Zeitpunkts der Zuführung zum Zylinder führt zu einer Verringerung der Emissionen toxischer Verbindungen. Hohe Einspritzdrücke ermöglichen eine bessere Vermischung von Kraftstoff und Luft im Zylinder, wodurch große Kraftstofftropfen in kleinere zerbrechen und Kohlenwasserstoffe schneller verdunsten. Dies wirkt sich positiv auf die Partikelemissionen aus, während die Menge der erzeugten Stickoxide zunimmt. Ein verbessertes Einspritzerdesign sorgt für viel schnellere Öffnungs- und Schließzeiten, wodurch die dem Zylinder zugeführte Kraftstoffmenge präziser gesteuert werden kann. Darüber hinaus sorgt die Entwicklung des Einspritzstrahls für eine bessere Kraftstoffverteilung in der Brennkammer, was sich positiv auf die Größe der Kraftstofftropfen auswirkt.
• Verbesserung der Turbolader-Effizienz: Für eine ordnungsgemäße Verbrennung muss dem Motor zusammen mit dem Kraftstoff eine angemessene Menge Frischluft zugeführt werden. Zu diesem Zweck werden Luftversorgungssysteme mit einem Turbolader verwendet, der Luft mit erhöhtem Druck in die Zylinder drückt. Durch den Ladedruck kann das Verdichtungsverhältnis gesenkt und der Kraftstoffverbrauch reduziert werden, was zu einer Verringerung der Emissionen toxischer Verbindungen führt, ohne die Betriebsparameter des Motors zu verschlechtern.
• Reduzierung der Kohlenwasserstoffemissionen – ein großes Problem bei Verbrennungsmotoren ist der Verlust von Kohlenwasserstoffen, die aus dem Kraftstoff stammen, der nicht aktiv am Verbrennungsprozess beteiligt ist, und aus dem Schmieröl. Es gibt mehrere Quellen für saubere Kohlenwasserstoffe, aus denen Emissionen begrenzt werden – das Kurbelgehäuse und das Kraftstoffsystem. Während des Betriebs eines Verbrennungsmotors entsteht im Kurbelgehäuse ein Gasdruck, der in die Atmosphäre entweichen können muss, um den Motor vor Schäden zu schützen. Aufgrund der hohen Motortemperatur verdampft das Schmieröl und Kraftstoff gelangt durch Undichtigkeiten im Bereich Zylinder-Kolben-Ringe in das Kurbelgehäuse. Moderne Motoren verwenden eine geschlossene Kurbelgehäuseentlüftung (CCV), bei der die verunreinigten Gase und Dämpfe gefiltert werden – das Öl wird in das Kurbelgehäuse zurückgeführt, während die Gase wieder in den Ansaugkrümmer eingeleitet werden.
• Ventilsteuerung optimieren – Die Entwicklung der Ventilsteuerung stellt sicher, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Brennraum effizient verbrannt wird. Dadurch wird die Menge an unverbranntem Kraftstoff und Kohlenwasserstoffen im Abgas reduziert.

Es gibt auch andere Methoden im Motor, die sich zusätzlich auf die geringe Emission toxischer Verbindungen in Abgasen auswirken. So wird beispielsweise die Optimierung von Motorkühlsystemen eingesetzt, um die Temperatur der Antriebseinheit im Bereich der niedrigsten Emissionen zu halten, die Elektrifizierung von Komponenten, um den Aufwand der Antriebseinheit zu reduzieren, oder die Auswahl der entsprechenden Qualitätskraftstoffe und -öle. Motorkonstrukteure entwickeln aktiv weitere Aspekte von Verbrennungsmotoren, um eine angemessene Qualität der Abgase zu gewährleisten.

Verbrennungsmotoren in einer grüneren Zukunft relevant halten

Während Verbrennungsmotoren einem zunehmenden regulatorischen Druck und der Konkurrenz durch elektrische Antriebe ausgesetzt sind, unterstreichen laufende Innovationen im Bereich der Emissionsreduzierung ihre anhaltende Lebensfähigkeit in einem sich wandelnden Markt. Durch fortschrittliche Designstrategien reduzieren Ingenieure aktiv die Umweltauswirkungen von Verbrennungsmotoren. Diese Entwicklungen, in Kombination mit dem Abgasnachbehandlungssystem, das wir im nächsten Artikel vorstellen werden, und den aufkommenden nachhaltigen Kraftstoffoptionen, deuten darauf hin, dass die Verbrennungsmotor-Technologie neben elektrischen Lösungen weiterhin eine bedeutende Rolle spielen könnte, insbesondere bei Anwendungen, bei denen eine vollständige Elektrifizierung nach wie vor eine Herausforderung darstellt. Während die Branche voranschreitet, unterstreicht der Fokus auf sauberere Verbrennungstechnologien einen ausgewogenen Ansatz für die Mobilität, der sowohl traditionelle als auch alternative Antriebssysteme integriert und auf eine nachhaltige Zukunft abzielt, die die Stärken jedes einzelnen Systems nutzt.

Das US-amerikanische Start-up-Unternehmen, das sein elektrisches Dreiradfahrzeug entwickelte, musste einen neuen Kabelbaum-Entwicklungsprozess etablieren, der sich nahtlos in andere Entwicklungsbereiche integrieren ließ. Die Kabelbäume mussten sowohl Hochspannungs- (HV) als auch Niederspannungsbereiche (LV) abdecken (einschließlich CAN/LIN-Datenübertragung), wobei der Schwerpunkt auf der Verwendung verfügbarer Komponenten auf dem US-Markt und der Entwicklung neuer Elemente zur Optimierung künftiger Produktionskosten lag.

Lösung: Der integrierte Ansatz von Endego

Das US-amerikanische Start-up-Unternehmen, das sein elektrisches Dreiradfahrzeug entwickelte, musste einen neuen Kabelbaum-Entwicklungsprozess etablieren, der sich nahtlos in andere Entwicklungsbereiche integrieren ließ. Die Kabelbäume mussten sowohl Hochspannungs- (HV) als auch Niederspannungsbereiche (LV) abdecken (einschließlich CAN/LIN-Datenübertragung), wobei der Schwerpunkt auf der Verwendung verfügbarer Komponenten auf dem US-Markt und der Entwicklung neuer Elemente zur Optimierung künftiger Produktionskosten lag.

Zu den wichtigsten Elementen unserer Lösung gehörten:

• Vollständiges Kabelbaum-Entwicklungsteam: Endego stellte ein engagiertes Team mit umfassender Erfahrung in der Zusammenarbeit mit europäischen Erstausrüstern, Systemen, Prozessen und Standards zur Verfügung.
• Resident Engineer in den USA: Ein Resident Engineer wurde in die Vereinigten Staaten entsandt, um eine enge Zusammenarbeit mit dem Kunden zu ermöglichen und eine reibungslose Kommunikation und Problemlösung in Echtzeit zu gewährleisten.
• Werkzeugintegration für die Kabelbaumentwicklung: Endego integriert spezialisierte Werkzeuge für die Konstruktion und Entwicklung von Kabelbäumen.
• Design von HV- und LV-Kabelbäumen: Das Team entwickelte komplette Hochspannungs- (HV) und Niederspannungskabelbäume (LV), einschließlich Datenübertragung über CAN/LIN-Protokolle.
• Dynamische und thermische Simulationen: Endego führte dynamische und thermische Simulationen durch, die den US-Marktstandards entsprachen.
• Anpassung der Komponentendatenbank: Die europäischen Komponentendatenbanken wurden an die Anforderungen des US-Marktes angepasst.
• Einhaltung funktionaler Sicherheitsstandards: Das Team stellte die Einhaltung der funktionalen Sicherheitsstandards nach ISO 26262 sicher und passte sie an die US-spezifischen Bedingungen und Komponenten an.
• Pünktlichkeit des Projekts: Dank der Effizienz und Zusammenarbeit des Endego-Teams konnte der Kunde das Projekt innerhalb der erwarteten Fristen abschließen.

Technologien: Fortschrittliche Tools und Fachwissen

Unsere Lösung nutzte eine Reihe fortschrittlicher Technologien und Methoden:

• Funktionale Sicherheit (FUSA): Einbeziehung funktionaler Sicherheitsprinzipien zur Erfüllung strenger Sicherheitsstandards.
• Hochspannung (HV) und Niederspannung (LV): Fachwissen in der Entwicklung von HV- und LV-Kabelbäumen.
• VeSys und NX Routing Electrical: Nutzung dieser Tools für eine präzise und effiziente elektrische Systemgestaltung.
• LDorado: Einsatz von LDorado für die fortgeschrittene Entwicklung von Produktionszeichnungen.
• Kommunikationsprotokolle: Integration von CAN- und LIN-Protokollen für eine zuverlässige Kommunikation innerhalb des Fahrzeugs.

Erwartungen und Standards für die vollständige Fahrzeugentwicklung:

• Tool-Integration: Zunehmende Abhängigkeit von der Integration mehrerer Design-Tools für optimierte Arbeitsabläufe.
• Technische Unterstützung vor Ort: Wachsender Bedarf an technischer Unterstützung vor Ort, um Problemlösungen und Anpassungen in Echtzeit zu ermöglichen.
• Funktionale Sicherheit: Schwerpunkt auf der Einbeziehung funktionaler Sicherheitsprinzipien zur Erfüllung strenger Sicherheitsstandards.
• Kosteneffizienz von Komponenten: Schwerpunkt auf der Verwendung vorhandener Marktteile zur Kostensenkung und Rationalisierung der Produktion.
• Umfassende Simulation: Einsatz dynamischer und thermischer Simulationen zur Validierung von Entwürfen und Sicherstellung der Einhaltung von Standards.

Endegos Kompetenzen

Endegos Kompetenzen im Bereich Kabelbaumdesign und -entwicklung sind umfassend und decken jeden Aspekt ab, von den ersten Schaltplänen bis hin zur Endproduktion. Zu unseren Fähigkeiten gehören:

• Prozess-Know-how: Unterstützung von Kunden bei der Implementierung spezifischer Entwicklungsprozesse zur Optimierung der Projektdurchführung.
• Produktionsimplementierung: Effiziente Implementierung von Produkten in die Produktion, um eine nahtlose Integration und hohe Qualität sicherzustellen.
• Elektrische Schaltpläne: Erstellung von elektrischen Schaltplänen, die als Blaupause für Kabelbaumdesigns dienen.
• Packaging.
• 3D-Modelle und 2D-Zeichnungen: Entwicklung von 3D-Modellen und 2D-Fertigungszeichnungen.
• Komponentendesign: Entwurf und Optimierung einzelner Komponenten.
• Simulationen.
• FuSa.

Weitere Informationen zu unseren Kompetenzen finden Sie auf unserer Seite „Kabelbäume“.

Das jüngste Projekt von Endego mit einem US-amerikanischen Start-up-Unternehmen unterstreicht unsere Fähigkeit, komplexe Designherausforderungen zu meistern und fachkundige Lösungen für die Kabelbaumentwicklung zu liefern. Durch den Einsatz modernster Technologien und unseres umfassenden Fachwissens haben wir unseren Kunden erfolgreich dabei unterstützt, sein elektrisches Dreiradfahrzeug rechtzeitig auf den Markt zu bringen.

Für Anfragen oder weitere Informationen zu unseren Dienstleistungen können Sie sich gerne an uns wenden.

Hydrogen-powered vehicles are one of the fastest growing areas in the public transport sector. This is influenced, among other things, by various subsidy programmes to support the implementation of clean public transport. In the remainder of this article, we will analyse, among other things, why there is so much interest in hydrogen buses, what their main advantages are, what their general principle of operation is, and what the current situation is regarding the use of this type of low-emission vehicles in Poland and around the world.

Hydrogen bus – one of the cornerstones of public transport of the future

Increasing the energy efficiency of vehicles and the use of renewable energy are currently among the strategic objectives of European transport and energy policy. The motivation for taking action in this direction is primarily the desire to prevent progressive climate change and an increase in air pollution. As road transport is a significant factor negatively affecting urban air quality, public transport has become one of the areas of particular focus in the development of new, greener technologies.

The process of modernising public transport and transforming it towards low-carbon modes of transport has become multifaceted over the years. An important part of the focus in recent decades has been on electromobility, understood mainly as BEVs (Battery Electric Vehicles), i.e. vehicles powered by electricity stored in rechargeable batteries. During this time – somewhat in the shadows, one might say – there has also been systematic progress in the use of hydrogen technology for propulsion in buses and trams. This has been fostered by various initiatives such as, among others, the international CHIC project, which aimed to support the market introduction of hydrogen fuel cell buses.

For some time now, we have also been able to observe the rise of public transport based on fuel cells in Poland. On the streets of larger and smaller cities in our country, it is increasingly common to see hydrogen buses running on a regular basis, attracting passengers with modern, ergonomic equipment and practical amenities such as free Wi-Fi or USB sockets for charging phones. The development of the situation in this area is evidenced by one of the indicators for achieving the goals set out in the Polish Hydrogen Strategy until 2030 with an outlook until 2040:

• 100 to 250 buses by 2025,
• 800 to 100 buses by 2030.

It is worth asking at this point why such high hopes are being pinned on hydrogen buses. The most important factor that determines the belief in the breakthrough nature of this type of vehicle is the many advantages of hydrogen as a fuel. What are the most important advantages of using hydrogen fuel cells to power city buses?

• Short full refuelling times – this is one of the key strengths of hydrogen buses and a very big advantage over strictly electric-based vehicles. A hydrogen bus (FCEV – Fuel Cell Electric Vehicle) takes on average around 15 minutes to refuel, while a battery bus (BEV) can require up to several hours to recharge (with plug-in chargers).
• Good range – advocates of hydrogen buses point to their high efficiency. Using hydrogen fuel cells, the bus may be able to cover up to 400 kilometres on a single fill-up.
• Low-emission – a very important issue in the context of the continuing interest in modern hydrogen-powered city buses is their environmental credentials. Assuming they use so-called green hydrogen (hydrogen produced by electrolysis of water using renewable energy), their operation does not involve CO2 emissions, making them zero-emission vehicles. However, even in the case of the use of so-called grey hydrogen (hydrogen produced by reforming natural gas or other hydrocarbons derived from oil refining), we can talk about the low-emission performance of the buses using it. In the course of the operation of hydrogen cells, besides electricity, only heat energy and water are produced.
• Safety – a properly designed hydrogen bus is a vehicle that is not only environmentally friendly and economical but also safe. This is due, among other things, to the properties of hydrogen itself, which is much lighter than air and has a high auto-ignition temperature in air of 585°C. This is significantly higher than, for example, petrol, which has an auto-ignition temperature of around 215°C. The lightness of hydrogen means that, in the event of a leak, it instantly becomes airborne, thus reducing the risk of ignition. The high auto-ignition temperature in the air, on the other hand, makes it difficult to initiate the combustion process of hydrogen with air without additional agents, which is important in terms of safety in the event of a collision.
• Low-temperature efficiency – hydrogen buses do not experience a drastic reduction in driving performance at lower temperatures.

There are also other reasons why more and more urban centres are choosing to invest in hydrogen buses. Worth mentioning in this context are:

• the low noise and vibration levels generated by this type of public transport,
• no load on the local power grid,
• various subsidy programmes to support the hydrogen transition of public transport in the area.

How does a modern hydrogen bus work?

Many people do not realise that hydrogen buses are essentially electric vehicles. They use hydrogen fuel cell kits to produce electricity. The by-products of this process are only heat energy and water. The electricity generated is channelled into the bus’s propulsion system and, in the case of many models of these vehicles, into a battery. The purpose of such a battery is to provide support to the hydrogen fuel cells when there is an increased energy requirement of the electric vehicle. Figuratively speaking, then, modern hydrogen buses are in fact electric vehicles with their own ‚mini-electric power plants‘ on the roofs.

What is the principle behind the hydrogen cells used in buses?

To better understand how a hydrogen bus works, it is worth discussing the operation of the hydrogen fuel cell, which is used to produce the electricity that powers the propulsion system of this modern vehicle. The hydrogen fuel cell consists of three basic components, which include:

• anode, or negative electrode,
• cathode, or positive electrode,
• proton exchange membrane separating the cathode and anode – often in the form of a polymer electrolyte.

The hydrogen fuel cell uses a reverse electrolysis reaction involving oxygen from the air and hydrogen supplied from tanks mounted on the bus. It allows electricity to be generated while the vehicle is in use, producing only heat and water vapour, which is removed to the outside. As a result, no harmful substances are produced. This allows the hydrogen bus to be called emission-free. The electricity produced goes to the vehicle’s propulsion system and to the battery that supports the cells in the event of higher energy demand.

What is the mechanism of the hydrogen bus?

How is a set of hydrogen cells able to power a modern bus? It is a multi-stage process that is worth analysing in detail.

1. The stage that initiates the whole process of energy flow in the vehicle is the supply of oxygen to the hydrogen cell in the form of air purified by special filters and hydrogen from tanks usually located on the roof of the vehicle. The hydrogen is transported to the anode, while the oxygen is transported to the cathode. Importantly, the surfaces of both electrodes are coated with a catalyst.
2. Hydrogen fed to the anode initiates a reaction with the catalyst. Its oxidation occurs, causing it to decay into electrons and protons in the form of hydrogen cations.
3. The proton exchange membrane only allows protons to pass through it, which pass to the cathode side, while it blocks the flow of electrons resulting from the decomposition of hydrogen.
4. Electrons from the oxidation of hydrogen are directed to the cathode by an external electrical circuit, creating a current that is used to drive the bus‘ electric motor.
5. When the electrons are transported to the cathode, they bind to the oxygen there and are reduced to oxide anions.
6. Protons resulting from the oxidation of hydrogen pass to the cathode through the membrane, where they react with oxide anions to produce water and heat energy.

The electricity generated by the hydrogen fuel cell kit is supplied to the bus’s electric motor, as well as to the traction battery that acts as a booster. With the electricity produced, the vehicle can move. As a by-product of the cells‘ operation, water and heat are removed to the outside.

Hydrogen buses in Poland – what is the current situation?

As a result of investments made in recent years, Poland is slowly becoming an increasingly important player in the European hydrogen bus market. The number of Polish cities served by carriers adding more hydrogen fuel cell buses to their fleets is increasing. Among the vehicles being tested and implemented in our country are hydrogen buses from foreign concerns such as Mercedes, for example, as well as from Polish companies. Crown examples of domestic hydrogen bus models include the NesoBus, produced at the newly established Świdnik plant, as well as the Solaris Urbino 12 Hydrogen.

The NesoBus brand was established as an initiative belonging to the Polsat Plus Group of companies and ZE PAK. The signature bus was designed from the ground up as a hydrogen construction powered by green hydrogen, which makes it an emission-free solution. It is characterised by, among other things:

• impressive range – up to 450 km,
• short refuelling time – up to 15 minutes,
• high efficiency – it can run without refuelling for up to 2 days; it consumes on average about 8 kg of hydrogen per 100 km and its tanks hold 37.5 kg of hydrogen,
• satisfactory capacity – accommodates up to 93 passengers, including up to 37 seated,
• the high quality of the hydrogen fuel cells used, sourced from the leading supplier of this type of solution, Ballard,
• the robustness of the hydrogen tanks – particularly important in terms of vehicle safety – supplied by the specialists in this field, Hexagon,
• an ergonomic, modular design, which allows components of the entire hydrogen system to be replaced in the future with other, better-performing components,
• construction based on the use of modern, lightweight materials and efficient air-conditioning and heating systems – contribute to a reduction in the need for electricity as well as fuel consumption in the form of hydrogen,
• modern design, which was the responsibility of Torino Design, a company with extensive experience of working with the automotive sector.

Also worth noting is the evocative name of the NesoBus, the first four letters of which are derived from the phrase: „No Exhaust Emissions, Cleanses (the air)“. It derives from the fact that this Polish hydrogen bus contributes to the elimination of emissions of harmful substances, including carbon dioxide, nitrogen oxides and particulates, in particular fine PM 2.5. Rybnik, for example, has already decided to implement NesoBuses in its public transport fleet, and in time it will also be possible to see them in Gdańsk or Chełm, for example.

In the field of industrial hydrogen bus design and production, Solaris Bus & Coach is also highly successful. This is borne out by data which shows that this manufacturer’s share of the European hydrogen bus market was as high as 44.5 % in 2023. Polish hydrogen buses Solaris Urbino 12 Hydrogen are an important element of public transport in more than 20 towns and cities located in various countries of the Old Continent, including, among others, the Netherlands, Italy, Germany, Austria or Sweden. In Poland, this model can be found, for example, on the streets of Konin or Poznań. On board the Solaris Urbino 12 Hydrogen, 85 passengers can travel in comfort and safety, including 37 in seating positions. 

It can be said with full conviction that the Polish hydrogen bus ‚has more than one name‘. Polish companies such as Autosan, Arthur Bus and Pilea, among others, are also involved in the production of this type of modern means of public transport. Local authorities are encouraged to invest in hydrogen-powered buses through various subsidy programmes, including, among others, Green Public Transport, operated by the National Fund for Environmental Protection and Water Management (NFOŚiGW). Other initiatives are also worth mentioning, such as the subsidies offered by the Centre for EU Transport Projects.

In doing so, it should be noted that for the development of public transport based on hydrogen cells, it is not only necessary to invest in the fleet but also in the appropriate infrastructure. This includes, among others:

• hydrogen filling stations – such places already exist, e.g. in Poznań, where near the Miłostowo tram terminus there is a publicly accessible 24/7 hydrogen filling station with three dispensers, set up by Orlen,
• plants for the production of green hydrogen, which would be able to meet the market demand for this element,
• transport infrastructure to ensure the efficient movement of hydrogen from the production site to the individual filling stations.

Harnessing the potential inherent in hydrogen buses requires systemic action and large financial outlays, but the benefits – both in the short and long term – make this the right direction for Poland to take.

Hydrogen buses – an important part of the modern urban fabric

Modern city buses using hydrogen fuel cells combine three aspects that can be summarised as ‚3 x E‘:

• ecology,
• economics,
• ergonomics.

On the one hand, they are low- or – in the case of using green hydrogen – zero-emission electric vehicles whose only by-products are water and heat. On the other hand, they are characterised by good range, high efficiency and short charging times, making them financially viable in the long term. A third, and equally important, is the high level of comfort they provide for the passengers who move with them, including those with disabilities. It is therefore no surprise that an increasing number of Polish cities aspiring to be modern, climate-neutral and friendly to their inhabitants have innovative hydrogen buses on their streets.

Designing vehicles based on hydrogen technology, such as modern city buses equipped with hydrogen cell kits, for example, requires a very high level of interdisciplinary competence from the specialists involved. At Endego, we have many years of experience in leading and implementing technology projects in cooperation with bus manufacturing companies. As part of our comprehensive services, we provide active support at every stage of the respective project: from the development of the initial concept to the start of series production.

Are you planning the design of a modern green energy city bus and need the support of qualified engineers and designers to realise this ambitious project? Sie Kontakt mit uns auf!

If you would like to learn more about the technology projects we have completed for bus manufacturers, we encourage you to read another article on our blog: Endego: A revolutionary approach in bus design.