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Development of an oil free turbo compressor for mobile fuel cell applications – challenges and results
Get PDFThe compressor for air supply to the fuel cell stack is a critical component of the balance of plant, especially for mobile applications. The main requirements of the compressor are the performance regarding pressure ratio, mass flow and efficiency at minimal size and weight. The turbo compressor technology is ideally suited to cope with these requirements. The lifetime requirement and the necessity of oil and particle free air supply advised to employ air bearings. The fuel cell air supply requirements are in conflict with the turbo compressor pressure ratio and mass flow characteristics. Possible solutions and their impact onto compressor design and fuel cell operation are described in this paper. The chosen system design approach considering all design aspects and its interactions during the design phase is beneficial in order to achieve the most lightweight and efficient air supply system for fuel cells. Experimental validation of an air bearing turbo compressor for a 100 kW fuel cell stack on an aerodynamic test rig verifies the predicted performance
Beitrag zur ganzheitlichen Sicherheitsforschung wasserstoffbasierter Technologien
Get PDFMit der fortschreitenden Entwicklung wasserstoffbasierter Energiesysteme geht die Notwendigkeit einher, die neuen Technologiekonzepte hinsichtlich deren Sicherheit zu analysieren und zu bewerten.
Ziel des vorliegenden Papers ist daher zunächst die Beschreibung des aktuellen Standes zur Sicherheitsforschung für wasserstoffbasierte Energiesysteme. Die durchgeführte Literaturauswertung erfolgte mit den Schwerpunkten Analyseziele, Anwendungsbereiche und angewendete Methoden. Durch Unterschiede hinsichtlich dieser Schwerpunkte in der herangezogenen Literatur ist die Vergleichbarkeit und Verknüpfung der Ergebnisse erschwert. Zusätzlich liefern die ausgewerteten Studien gegensätzliche Schlussfolgerungen zur Bewertung der Sicherheit von wasserstoffbasierten Systemen. Eine beispielhafte Gegenüberstellung der Analyse eines Einzelsystems zu der Analyse eines Gesamtsystems verdeutlich darüber hinaus die Notwendigkeit für ganzheitliche Analysen in der Wertschöpfungskette von Wasserstoff.
Ein einheitliches Fazit zur Sicherheit wasserstoffbasierter Energiesysteme ist anhand der ausgewerteten Studien aufgrund der großen Unsicherheiten und der Widersprüchlichkeiten in den Ergebnissen der Analysen aktuell nicht möglich. Hierfür sind weiterführende Arbeiten erforderlich.The progressive development of hydrogen-based energy systems is accompanied by the need to analyse and evaluate new technology concepts in terms of their safety.
Therefore, the aim of this paper is therefore to describe the current state of the safety research for hydrogen-based energy systems. The literature analysis was carried out with a focus on analysis goals, areas of application and applied methods. Differences with regard to these focuses in the cited literature make it difficult to compare and link the results. In addition, the evaluated studies provide contradictory conclusions for the evaluation of the safety of hydrogen-based systems. In an exemplary comparison of the analysis of an individual system with the analysis of an overall system, the need for holistic analyses in the hydrogen value chain is further illustrated.
A consistent conclusion on the safety of hydrogen-based energy systems is currently not possible on the basis of the analysed studies due to the large uncertainties and the contradictions in the results of the analyses. Consequently, further work is required.
A consistent conclusion on the safety of hydrogen-based energy systems is currently not possible on the basis of the analysed studies due to the large uncertainties and the contradictions in the results of the analyses. Consequently, further work is required
Evaluation of Efficiency-Enhancing Measures Using Optimization Algorithms for Fuel Cell Vehicles
Get PDFEfficiency-enhancing measures are evaluated for a serial hybrid fuel cell vehicle over a drive cycle. The regarded powertrain consists of fuel cell system, battery, DC-DC converter, inverter and electrical machine. Within the fuel cell system, the air supply is the largest parasitic load. For the lowest dissipation, different air compression architectures are optimized by a scaling algorithm and compared. Phase switching reduces DC-DC losses. Additionally, a variable DC-link voltage increases efficiency of electrical machine and inverter. Dynamic Programming (DP) is used to evaluate these measures. The DP was extended by start-up and shutdown energy of the fuel cell system to model realistic cycle consumptions. Finally, all these efficiency enhancing measures lead to a reduction of energy consumption by 6.4 % for the serial hybrid fuel cell vehicle over a drive cycle
Evaluation of AXI-Interfaces for Hardware Software Communication
Get PDFA SoC design approach is implemented for the MERGE project which features Machine Learning (ML) interface for the hardware design. This setup deals with
detection and localization of impact on a piezo metal composite. Development of the project is executed on Digilent ZYBO board. ZYBO incorporates Xilinx ZYNQ architecture. This architecture provides Processing System (PS) and Programmable Logic (PL) that communicate with each other via AMBA Standard AXI4 Interface.
Communication cost have major inuence on the system performance. A optimized hardware software partitioning solution will reduce the communication costs. Therefore, best fitting interface for the provided design is needed to be evaluated to trade-off between cost and performance. High performance of AXI Interface will provide efficient localization of impact, especially for real-time scenario. In the thesis, the performance of three different AXI4 interface are evaluated. Evaluation is performed on the basis of the amount of data transferred and the time taken to process it. Evaluation of interfaces are done through implementation of test cases in Xilinx SDK. Hardware design for AXI4-Interfaces is implemented in Vivado and later tested on Digilent ZYBO board. To test the performance of interfaces, read and write operations are initiated by PS on interface design. Each operation is performed for multiple data lengths. Average execution time is calculated that highlights time taken to transfer the corresponding input data length. Through these tests, it is found that AXI4-Stream is the best choice for a continuous set of data. Preferably, it provides unlimited burst length which is useful for the current project. Among other two interfaces, AXI4-Full performed better in terms of execution time as compared to AXI4-Lite
Umsetzung einer Systemkopplung zwischen der Lernplattform OPAL und einer IMS LTI Schnittstelle
Get PDFDie vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit dem Learning Tools Interoperability
Standard, kurz LTI Standard. Ziel ist es hierbei nicht nur den LTI Standard an sich
in seiner Anwendung zu evaluieren sondern ebenso eine eigene Implementierung dieser
Schnittstellendefinition zu erarbeiten. Um eine solche Implementierung zu erreichen
wird sich Eingangs intensiv mit dem Standard in seinen verschiedenen Versionen
auseinandergesetzt und anschließend der praktische Einsatz dieser Schnittstelle
durch die Evaluation bestehender Kopplungsmöglichkeiten erprobt. Zur Evaluierung
wird eine Auswahl von Lehrumgebungen und Lernanwendungen, bei welchen
im Anschluss unter verschiedenen Gesichtspunkten die Kopplungen betrachtet und
diskutiert werden
Die Verbindung von öffentlicher Daseinsvorsorge und Wirtschaftlichkeit: Kennzahlenanalyse für kommunale Unternehmen
Get PDFZiel der Arbeit ist die Entwicklung eines Kennzahlensystems für die kommunale Beteiligungssteuerung.
Aufbauend auf dem Kommunalrecht werden kommunalwirtschaftliche Ziele im Sinne eines generischen Konzepts herausgearbeitet. Die bestehenden weitgreifenden Steuerungsdefizite beim Unternehmenscontrolling werden ausweislich der Literatur konstatiert. Nicht zuletzt aufgrund fehlender Personalausstattung und mangelnder Qualifikation soll das Kennzahlensystem klare und eindeutige Ergebnisse liefern. Mit Hilfe der Prinzipal-Agent-Theorie wird das Beziehungsgeflecht der multiplen Prinzipale und Agenten von kommunalen Unternehmen untersucht. Die Interessenkonflikte werden offensichtlich. Klare und eindeutige Lösungen kommen in diesem Zusammenhang vielen Konflikten zuvor. Der Lösungsvorschlag ist ein System auf einer hohen Aggregationsebene, wodurch die drei Rationalitäten Recht, Wirtschaft und Politik eingebunden werden. Durch Benchmarking werden die eigenen Beteiligungsunternehmen objektiviert und der fehlende Wettbewerb ersetzt. Wichtig ist die Verankerung des Systems in einem übergeordneten Regelwerk (z. B. Public Corporate Governance Kodex). Hierdurch wird die Unabhängigkeit von politischen Opportunitäten gewahrt.
Die theoretische Arbeit wird mittels dreier Fallstudien aus den Bereichen Krankenhäuser, Bäder und kulturelle Veranstaltungsstätten verifiziert.:1 EINFÜHRUNG UND PROBLEMBESCHREIBUNG
2 DIE WIRTSCHAFTLICHE BETÄTIGUNG DER KOMMUNEN
2.1 GRUNDLAGEN
2.1.1 Zweck und Grenzen der wirtschaftlichen Betätigung
2.1.2 Kommunalwirtschaftliche Ziele
2.1.3 Unternehmensbegriff, Unternehmensarten und Tätigkeitsbereiche
2.1.4 Gründe für die Ausgliederung kommunaler Aufgaben
2.2 STEUERUNGSMÖGLICHKEITEN
2.2.1 Gesetzliche Regelungen
2.2.2 Das Beteiligungsmanagement
2.2.3 Public Corporate Governance
2.2.4 Steuerungsdefizite
2.2.5 Zusammenfassung des Befunds und Schlussfolgerungen für ein kommunales Kennzahlensystem
3 DIE PRINZIPAL-AGENT-THEORIE
3.1 MULTIPLE PRINZIPALE UND AGENTEN
3.2 INTERESSENKONFLIKTE
3.3 INFORMATIONSASYMMETRIEN
3.4 PROBLEMLÖSUNGSMÖGLICHKEITEN
3.4.1 Screening bzw. Signaling vor Eingehen der Vertragsbeziehung
3.4.2 Anreizsysteme und Sanktionsmechanismen
3.4.3 Informations- und Kontrollsysteme
3.5 PUBLIC CORPORATE GOVERNANCE ALS ÜBERGEORDNETES REGELWERK
3.6 SCHLUSSFOLGERUNGEN FÜR DAS KOMMUNALE KENNZAHLENSYSTEM UNTER EINBEZIEHUNG DER POLITISCHEN RATIONALITÄT
3.6.1 Berücksichtigung der Rationalitäten der Kommune
3.6.2 Einfache Handhabung des Systems
3.6.3 Detaillierungsgrad
3.6.4 Festlegung der Ziele
3.6.5 Politische Entscheidungen als gegebene Bedingung
3.6.6 Verankerung des Systems
3.6.7 Zugang zu den Ergebnissen
4 KENNZAHLENANALYSE
4.1 KENNZAHLEN IN DER EINZELBETRACHTUNG
4.1.1 Funktionen von Kennzahlen
4.1.2 Arten von Kennzahlen
4.1.3 Die Zeitnähe der Betrachtung
4.1.4 Kennzahlenvergleich
4.2 KENNZAHLENSYSTEME
4.2.1 Einführung
4.2.2 Wesentliche Aspekte für ein kommunales Kennzahlensystem
4.2.3 Einordnung und Diskussion bestehender Kennzahlensysteme
4.2.4 Rezeption branchenspezifischer Kennzahlensysteme in der Praxis
4.2.5 Die Vergleichsarbeit der Kommunalen Gemeinschaftsstelle für Verwaltungsmanagement (KGSt)
4.2.6 Übersicht über die vorgestellten Kennzahlensysteme und zusammenfassende Betrachtung
5 KOMMUNALES KENNZAHLENSYSTEM – EIN VORSCHLAG
5.1 DATENGRUNDLAGE
5.2 LOGISCHER AUFBAU IM ÜBERBLICK
5.3 ANALYTISCHER AUFBAU
5.3.1 Betriebswirtschaftlicher Teil
5.3.2 Kommunalwirtschaftlicher Teil
5.3.3 Branchenspezifischer Teil
5.3.4 Einordnung unterschiedlicher Verfahrensweisen bzw. Buchungsmethoden
5.4 UNTERNEHMENSBEWERTUNG
5.4.1 Maluspunktsystem
5.4.2 Bestimmung vergleichbarer Unternehmen
5.4.3 Bildung der Grenzwerte und Bewertung der Abweichungen
5.4.4 Bewertungsskala als Spiegel der kommunalwirtschaftlichen Ziele
5.4.5 Festlegung der Unternehmensbewertung
5.4.6 Schlussfolgerungen aus der Kennzahlenanalyse
5.5 PRÄSENTATION
5.5.1 Auswertungsbögen
5.5.2 Darstellung der Bewertung
5.6 KRITERIENERFÜLLUNG
5.6.1 Wesentliche Aspekte für ein kommunales Kennzahlensystem
5.6.2 Kriterien unter Einbeziehung der politischen Rationalität
5.7 DYNAMISCHE ASPEKTE
5.8 ORGANISATORISCHE ASPEKTE
6 CASE STUDY
6.1 BRANCHE KOMMUNALE KRANKENHÄUSER
6.1.1 Zielsetzung
6.1.2 Branchenspezifische Kennzahlen
6.1.3 Bewertung der Kennzahlen
6.1.4 Unternehmensbewertung
6.2 BRANCHE KOMMUNALE BÄDER
6.2.1 Zielsetzung
6.2.2 Branchenspezifische Kennzahlen
6.2.3 Bewertung der Kennzahlen
6.2.4 Unternehmensbewertung
6.3 BRANCHE KOMMUNALE KULTURELLE VERANSTALTUNGSSTÄTTEN
6.3.1 Zielsetzung
6.3.2 Branchenspezifische Kennzahlen
6.3.3 Bewertung der Kennzahlen
6.3.4 Unternehmensbewertung
7 SCHLUSSBETRACHTUNGThis thesis aims at the development of a valuation method to monitor the performance of enterprises owned by the municipality. The solution suggested is a Benchmarking ratio system.
Based on municipal right, the municipal targets are brought out in form of a generic concept. The various problems of controlling by local authorities are stated with reference to literature (inadequate or not qualified staff). As a result, the ratio system must give clear and unambiguous solutions. This is even more so, as the performance of these enterprises involves a complex chain of agents and principals with intrinsic conflicts of interest.
The solution suggested is a system on a high level of aggregation which integrates legal, economic and political rationality. It is important to establish the system on a higher level in order to fight political opportunities or manipulation (Public Corporate Governance Codex).
The theoretical work is verified by three case studies (municipal hospitals, swimming pools and cultural places/theaters).:1 EINFÜHRUNG UND PROBLEMBESCHREIBUNG
2 DIE WIRTSCHAFTLICHE BETÄTIGUNG DER KOMMUNEN
2.1 GRUNDLAGEN
2.1.1 Zweck und Grenzen der wirtschaftlichen Betätigung
2.1.2 Kommunalwirtschaftliche Ziele
2.1.3 Unternehmensbegriff, Unternehmensarten und Tätigkeitsbereiche
2.1.4 Gründe für die Ausgliederung kommunaler Aufgaben
2.2 STEUERUNGSMÖGLICHKEITEN
2.2.1 Gesetzliche Regelungen
2.2.2 Das Beteiligungsmanagement
2.2.3 Public Corporate Governance
2.2.4 Steuerungsdefizite
2.2.5 Zusammenfassung des Befunds und Schlussfolgerungen für ein kommunales Kennzahlensystem
3 DIE PRINZIPAL-AGENT-THEORIE
3.1 MULTIPLE PRINZIPALE UND AGENTEN
3.2 INTERESSENKONFLIKTE
3.3 INFORMATIONSASYMMETRIEN
3.4 PROBLEMLÖSUNGSMÖGLICHKEITEN
3.4.1 Screening bzw. Signaling vor Eingehen der Vertragsbeziehung
3.4.2 Anreizsysteme und Sanktionsmechanismen
3.4.3 Informations- und Kontrollsysteme
3.5 PUBLIC CORPORATE GOVERNANCE ALS ÜBERGEORDNETES REGELWERK
3.6 SCHLUSSFOLGERUNGEN FÜR DAS KOMMUNALE KENNZAHLENSYSTEM UNTER EINBEZIEHUNG DER POLITISCHEN RATIONALITÄT
3.6.1 Berücksichtigung der Rationalitäten der Kommune
3.6.2 Einfache Handhabung des Systems
3.6.3 Detaillierungsgrad
3.6.4 Festlegung der Ziele
3.6.5 Politische Entscheidungen als gegebene Bedingung
3.6.6 Verankerung des Systems
3.6.7 Zugang zu den Ergebnissen
4 KENNZAHLENANALYSE
4.1 KENNZAHLEN IN DER EINZELBETRACHTUNG
4.1.1 Funktionen von Kennzahlen
4.1.2 Arten von Kennzahlen
4.1.3 Die Zeitnähe der Betrachtung
4.1.4 Kennzahlenvergleich
4.2 KENNZAHLENSYSTEME
4.2.1 Einführung
4.2.2 Wesentliche Aspekte für ein kommunales Kennzahlensystem
4.2.3 Einordnung und Diskussion bestehender Kennzahlensysteme
4.2.4 Rezeption branchenspezifischer Kennzahlensysteme in der Praxis
4.2.5 Die Vergleichsarbeit der Kommunalen Gemeinschaftsstelle für Verwaltungsmanagement (KGSt)
4.2.6 Übersicht über die vorgestellten Kennzahlensysteme und zusammenfassende Betrachtung
5 KOMMUNALES KENNZAHLENSYSTEM – EIN VORSCHLAG
5.1 DATENGRUNDLAGE
5.2 LOGISCHER AUFBAU IM ÜBERBLICK
5.3 ANALYTISCHER AUFBAU
5.3.1 Betriebswirtschaftlicher Teil
5.3.2 Kommunalwirtschaftlicher Teil
5.3.3 Branchenspezifischer Teil
5.3.4 Einordnung unterschiedlicher Verfahrensweisen bzw. Buchungsmethoden
5.4 UNTERNEHMENSBEWERTUNG
5.4.1 Maluspunktsystem
5.4.2 Bestimmung vergleichbarer Unternehmen
5.4.3 Bildung der Grenzwerte und Bewertung der Abweichungen
5.4.4 Bewertungsskala als Spiegel der kommunalwirtschaftlichen Ziele
5.4.5 Festlegung der Unternehmensbewertung
5.4.6 Schlussfolgerungen aus der Kennzahlenanalyse
5.5 PRÄSENTATION
5.5.1 Auswertungsbögen
5.5.2 Darstellung der Bewertung
5.6 KRITERIENERFÜLLUNG
5.6.1 Wesentliche Aspekte für ein kommunales Kennzahlensystem
5.6.2 Kriterien unter Einbeziehung der politischen Rationalität
5.7 DYNAMISCHE ASPEKTE
5.8 ORGANISATORISCHE ASPEKTE
6 CASE STUDY
6.1 BRANCHE KOMMUNALE KRANKENHÄUSER
6.1.1 Zielsetzung
6.1.2 Branchenspezifische Kennzahlen
6.1.3 Bewertung der Kennzahlen
6.1.4 Unternehmensbewertung
6.2 BRANCHE KOMMUNALE BÄDER
6.2.1 Zielsetzung
6.2.2 Branchenspezifische Kennzahlen
6.2.3 Bewertung der Kennzahlen
6.2.4 Unternehmensbewertung
6.3 BRANCHE KOMMUNALE KULTURELLE VERANSTALTUNGSSTÄTTEN
6.3.1 Zielsetzung
6.3.2 Branchenspezifische Kennzahlen
6.3.3 Bewertung der Kennzahlen
6.3.4 Unternehmensbewertung
7 SCHLUSSBETRACHTUN
Carbonaceous Nanofillers and Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Poly(styrenesulfonate) Nanocomposites for Wireless Sensing Applications
Get PDFThe current state of wireless sensing technologies possesses a good reliability in terms of time response and sensing on movable parts or in embedded structures. Nevertheless, these tech- nologies involve energy supply such as battery and suffer from low resolution and bulky signal conditioning system for data processing. Thus, a RFID passive wireless sensor is a good candidate to overcome these issues. The feasibility of implementing microstrip patch antennas for sensing application were successfully investigated; however, low sensitivity was always a big issue to be concerned. Sensors based on nanocomposites attracted a lot of attention because of their excellent performance in term of light weight, high sensitivity, good stability and high resistance to corrosion but it lacks the capability of high conductivity, which limit their implication into RFID applications. This work introduces a novel high sensitive passive wireless strain and temperature sensors based on nanocomposites as sensing layer. To accomplish this, intrinsically conductive polymer based on carbon nanofillers nanocomposites are deeply studied and characterized. Then it’s performance is evaluated. Among them a novel tertiary nanocomposite is introduced, which opens the gate to new nanocomposite applications and thus broad- ens the application spectrum. Understanding the transport mechanism to improve the conductivity of the nanocomposite and extracting individually different models based on physical explanation of their piezoresistivity, and behavior under temperature and humidity have been developed. Afterwards, selected nanocomposites based on their high sensitivity to either strain or temperature are chosen to be used as sensing layer for patch antenna. The fabricated patch antenna has only one fundamental frequency, by determining the shift in its resonance frequency as function of the desired property to be measured; the wireless sensor characteristics are then examined. For strain sensing, the effect of strain is tested experimentally with the help of end-loaded beam measurement setup. For temperature sensing, the sensors are loaded in a controlled temperature/humid chamber and with the help of a vector network analyzer, the sensitivity of the antennas are extracted by acquiring the shift in the resonance frequency. The fabricated wireless sensors based on patch antenna are fabricated on very low lossy material to improve their gain and radiation pattern. This approach could be expanded also to include different type of substrates such as stretchable substrates i.e. elastomer polymer, very thing substrates such as Kapton, paper-based substrates or liquid crystal polymer
Matched instances of Quantum Sat (QSat): Product state solutions of restrictions
No full textMatched instances of the quantum satisfiability problem have an interesting property: They always have a product state solution. However, it is not clear
how to find such a solution efficiently. Recenttly some progress
on this question has been made by considering restricted instances
of this problem.
In this note we consider a different restriction of the problem which turns out to be solvable by techniques of linear algebra
Increasing Development Efficiency Using Virtual Prototyping in Automotive Domain: AUTOSAR-based and non-AUTOSAR ECUs
No full textThe automotive industry is experiencing a rapid increase in software complexity due to various functionalities introduced into modern vehicles. Companies use software development standards like AUTOSAR to develop the application layer software independent from the hardware. Development methodologies such as Model-Based Design are used to increase the efficiency of the development process and decrease the time to market. However, to ensure high-quality software standards such as A-SPICE are imposed on the companies. Conforming to A-SPICE requires having certain traceability between work artifacts. Thus, manual and inefficient development, testing, and requirement management processes lead to higher time to market. This thesis will introduce the concept of virtual validation using VEOS virtual platform from dSPACE. The new toolchain will focus on automatizing the testing process, requirement management, and report generation. To highlight the benefits of the virtual validation concept this new approach will be compared to the existing one, which includes a lot of manual development steps. Besides the application of the virtual validation with AUTOSAR and non-AUTOSAR software architectures will be discussed
Phase Stability and Microstructure Evolution of Solution-Hardened 316L Powder Feedstock for Thermal Spraying
Get PDFA solution-hardening of AISI 316L stainless-steel powder was conducted. The expansion of the crystal lattice and a strong increase in the nanoindentation hardness confirm the successful diffusion of carbon and nitrogen in the interstices. A multiphase state of the powder feedstock with phase fractions of the metastable S-phase (expanded austenite) mainly at the particle’s edge, and the initial austenitic phase within the core was found. Thermal spraying using high velocity oxy-fuel (HVOF) and atmospheric plasma spraying (APS) prove the sufficient thermal stability of the Sphase. Microstructural investigations of the HVOF coating reveal the ductility of the S-phase layer, while the higher heat load within the APS cause diffusion processes with the initial austenitic phase. The lattice expansion and the nanoindentation hardness decrease during thermal spraying. However, the absence of precipitates ensures the sufficient heat stability of the metastable S-phase. Even though further efforts are required for the thermochemical treatment of powder feedstock, the results confirm the feasibility of the novel powder treatment approach