This work concerns the characterization of high-temperature superconducting REBCO Roebel cables for use in accelerator magnets. The effects of bending, torsion and compressive stress on the cable are investigated. The second part concerns the effect of inter-strand resistance on the cable properties. A two-parameter model is proposed to describe inter-strand connections and predict the effect on AC loss and stability. Additionally, the AC loss and stability are experimentally investigated.

A discontinuous fiber-reinforced thermoset material produced by the Sheet Molding Compound process is investigated. Due to the process-related fiber orientation distribution, a composite with an anisotropic microstructure is created which crucially affects the mechanical properties. The central objectives are the modeling of the thermoelastic behavior of the composite accounting for the underlying microstructure, and the experimental characterization of the pure resin and the composite material.

Wartungsfehler sind einer der häufigsten Gründe für IT-Service-Ausfälle und können bei IT-Service-Anbietern Schäden in Millionenhöhe verursachen. In diesem Buch wird eine Methode vorgestellt, die es IT-Service-Anbietern ermöglicht, Wartungsfehler automatisiert während der Durchführung einer IT-Service-Wartung zu erkennen. Dadurch können Wartungsfehler behoben werden, bevor sie Schaden anrichten können. IT services are subject of several maintenance operations like upgrades, reconfigurations or redeployments. Operator errors are one of the main reasons for IT service failures. They can lead to losses running into the millions for IT service providers. This book describes a method, which allows IT service providers to detect operator errors automatically online right when they appear. Thereby, operator errors can be fixed before they can do harm.

Es ist notwendig, dass die Zustände aller Zellen innerhalb einer Lithium-Ionen-Batterie bekannt sind, um einen sicheren und optimalen Betrieb zu gewährleisten. Zur Ermittlung dieser Zustände werden in dieser Arbeit drei neue Methoden zur verteilten Zustandsschätzung hergeleitet, welche auf fraktionalen Modellen und dem Kalman-Filter basieren. Mithilfe dieser Verfahren lassen sich zusätzlich die Teilströme der Batterie schätzen, wodurch sich Sensoren einsparen lassen. It is necessary that the states of all cells of a lithium ion battery are known to guarantee a safe and optimal operation. In order to determine these states, three new methods for distributed state estimation which are based on fractional models and on the Kalman filter are derived in this work. Using these techniques, the branch currents of the battery can be additionally estimated to save sensors.

Mit dem Ziel einer umweltverträglicheren Mobilität forcieren Städte die Transformation ihres Busverkehrs hin zum elektrischen Antrieb. Diese Entwicklung stellt Busbetreiber vor technologische, betriebliche und betriebswirtschaftliche Herausforderungen. Diese Arbeit führt eine techno-ökonomische Methodik ein um die vorhandenen Auslegungs-Zielkonflikte aufzulösen. Hierzu werden die technischen Parameter für zu elektrifizierende Buslinien so optimiert, dass die günstigsten TCO gewährleisten sind. Cities are speeding up the transformation of their bus fleets towards an electrical drivetrain. Due to wide ranging economic as well as technological challenges this development poses new hurdles for the bus operating companies. This work is intended to contribute to solving the conflict of objectives in the electric bus system configuration by introducing a methodology based on technological combined with economical deliberations.

Grid appliances, based on superconducting materials, can reduce the threats to power grids posed by lowered grid impedances due to decentralization in grid topology and offer further advantages. This book introduces superconducting materials, the functionality of a superconducting current limiting transformer and the design and optimization process behind such a device. It further presents the manufacturing of a superconducting hybrid transformer of the 1 MVA-class and its experimental testing.

Hinsichtlich der Klimaerwärmung kommt der Quantifizierung der Wärmebelastung eine bedeutende Rolle zu. Deshalb werden die Anzahl, Andauer und Stärke von Wärmebelastungen für Deutschland anhand eines Ensembles regionaler Klimasimulationen untersucht; dabei werden auch die Zusammenhänge mit Wetterlagen für vergangene und zukünftige Dekaden dargestellt. Auf lokaler Ebene werden die urbanen Effekte von Karlsruhe und Freiburg auf Wärmebelastungen mittels hoch aufgelöster Modellierung analysiert. With regard to global warming, the quantification of heat stress plays an essential role. Therefore, the number, duration and intensity of heat stress in Germany will be studied using an ensemble of regional climate simulations. This includes the relationships with weather types for past and future decades. At the local scale, the urban effects of Karlsruhe and Freiburg on heat stress are analysed using high-resolution modelling.

Die Fahrdynamiksimulation von Gesamtfahrzeugen auf Fahrbahnen mit Niedrigreibwert stellt besondere Anforderungen an Reifenmodelle. Eine valide Parametrierung solcher Modelle wird wegen hoher Aufwände nur selten angewendet. Für eine virtuelle Auslegung von Fahrzeugen und Regelsystemen sind solche Modelle jedoch essentiell. In dieser Arbeit wird darum eine Methodik entwickelt, die es ermöglicht, ohne aufwändige Messungen valide Reifenmodelle für die Simulation auf Niedrigreibwert zu parametrieren. Vehicle driving dynamics simulation on low friction surfaces brings along high demands on tyre modelling. For lack of available measurement facilities valid parameterisation of tyre models is usually impossible. However, for driving dynamics control systems simulation such tyre models are essential. This work describes the developed methodology that allows a parameterisation of virtual tyre simulation models for low friction surfaces without further expensive measurements.

This work uses a combination of existing and novel methods to optimize the motion trajectory of an electric vehicle in order to improve the energy efficiency and other criteria for a predefined route. The optimization uses a single combined cost function incorporating energy efficiency, travel safety, physical feasibility, and other criteria. Another focus is the optimal behavior beyond the regular optimization horizon.

In optical belt sorting, accurate predictions of the bulk material particles’ motions are required for high-quality results. By implementing a multitarget tracker tailored to the scenario and deriving novel motion models, the predictions are greatly enhanced. The tracker’s reliability is improved by also considering the particles’ orientations. To this end, new estimators for directional quantities based on orthogonal basis functions are presented and shown to outperform the state of the art.