Das Projekt "UnABESA: Universelle Anbindung von Batteriespeichern aus Elektrofahrzeugen für Stationäre Anwendungen, Teilvorhaben: Konzeption und Entwicklung eines DC-DC-Wandlers und Regelungsstrategien" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule für angewandte Wissenschaften München, Fakultät 04 Elektrotechnik und Informationstechnik.Im Verbundvorhaben UnABESA sollen stationäre Energiespeicher auf Basis von Energiespeichern aus automobilen Anwendungen entwickelt werden, ohne in die Speicher- bzw. Zellarchitektur selbst einzugreifen, also ohne den Hochvoltspeicher zu zerlegen, neuen Entwicklungsaufwand in die Elektronikkomponenten zu stecken und die Zertifizierung zu verlieren. Im Vorhaben wird dazu die Schnittstelle zwischen automobilem Energiespeicher und stationärem Wechselrichter über ein intelligentes bidirektionales Koppelelement optimal konzeptioniert, entwickelt und umgesetzt. Ziel der Hochschule München ist die Erforschung, Konzeption und Entwicklung eines geeigneten DC-DC-Wandlers für diese Anwendung, sowie die Erforschung möglicher Regelungsstrategien. Das Projekt UnABESA besteht aus acht Arbeitspaketen, in denen die vier Teilziele der vier Projektpartner erarbeitet werden. Die Hochschule München arbeitet bei insgesamt 4 Arbeitspaketen (AP1 'Entwicklung Gesamtkonzept', AP3 'Entwicklung magnetische Komponente', und AP8 'Aufbereitung und Kommunikation der Ergebnisse') mit und verantwortet die drei Arbeitspakete AP2 'Entwicklung DC-DC-Wandler', AP5 - 'Regelungskonzepte für heterogene stationäre Speichersysteme' sowie AP6 'Entwicklung und Validierung des Gesamtsystems'. In AP 2 soll durch iterative Untersuchung und Entwicklung das optimale Design für die das Koppelement DC/DC-Wandler gefunden werden. In AP 5 werden Methoden erforscht, heterogene, verteilte Batteriesysteme nach wählbaren Zielfunktionen hin optimal zu betreiben. In AP6 wird die Gesamtarchitektur des Systems erarbeitet und in einem Testsystem an der Hochschule München validiert.
Das Projekt "UnABESA: Universelle Anbindung von Batteriespeichern aus Elektrofahrzeugen für Stationäre Anwendungen, Teilvorhaben: Architekturgestaltung und -bewertung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bayerische Motorenwerke AG.Im Verbundvorhaben UnABESA sollen stationäre Energiespeicher auf Basis von Energiespeichern aus automobilen Anwendungen entwickelt werden, ohne in die Speicher- bzw. Zellarchitektur selbst einzugreifen, also ohne den Hochvoltspeicher zu zerlegen, neuen Entwicklungsaufwand in die Elektronikkomponenten zu stecken und die Zertifizierung zu verlieren. Im Vorhaben wird dazu die Schnittstelle zwischen automobilem Energiespeicher und stationärem Wechselrichter über ein intelligentes bidirektionales Koppelelement optimal konzeptioniert und umgesetzt. Dabei bleiben alle Funktionen der Batterie (Effizienz, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit) bestehen und die Batterie bildet zusammen mit dem Koppelelement einen stationären Energiespeicher mit einheitlicher elektrischer und logischer Schnittstelle. Der DC-DC-Wandler des Koppelelements wandelt die Spannung der Automotive-Batterie hocheffizient auf das für den Netzumrichter notwendige Niveau, wodurch die batterieseitigen Sicherheitsspezifikationen eingehalten und gleichzeitig ein kostenintensiver Netztrafo eingespart werden. 1 Entwicklung Gesamtkonzept 2 Entwicklung DC/DC-Wandler 2.1 Entwicklung von zwei Konzeptvarianten für DC-DC-Wandler 2.2 Entwicklung des Zielkonzeptes für den DC-DC-Wandler 3 Entwicklung der magnetischen Komponente 3.1 Erforschung von zwei Konzeptvarianten der magnetischen Komponente 3.2 Entwicklung Zielkonzept der magnetischen Komponente 4 Entwicklung Steuergerät 4.1 Hardware- und Software-Entwicklung Steuergerät 4.2 Wechselrichterschnittstelle - Konzept, Implementierung, Validierung 5 Regelungskonzepte für heterogene stationäre Speichersysteme 5.1 Betriebsoptimierte Regelung für heterogene Speichersysteme 5.2 Generische Batterieschnittstelle - Konzeption und Implementierung 6 Entwicklung und Validierung Gesamtsystem 6.1 Entwicklung Gesamtsystem 6.2 Validierung und Optimierung Gesamtsystem 7 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 8 Aufbereitung und Kommunikation der Ergebnisse.
Das Projekt "UnABESA: Universelle Anbindung von Batteriespeichern aus Elektrofahrzeugen für Stationäre Anwendungen, Teilvorhaben: Konzeption und Entwicklung einer magnetischen Komponente für einen DC-DC-Wandler" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Inductron Inductive Electronic Components GmbH.Im Verbundvorhaben UnABESA sollen stationäre Energiespeicher auf Basis von Energiespeichern aus automobilen Anwendungen entwickelt werden, ohne in die Speicher- bzw. Zellarchitektur selbst einzugreifen, also ohne den Hochvoltspeicher zu zerlegen, neuen Entwicklungsaufwand in die Elektronikkomponenten zu stecken und die Zertifizierung zu verlieren. Im Vorhaben wird dazu die Schnittstelle zwischen automobilem Energiespeicher und stationärem Wechselrichter über ein intelligentes bidirektionales Koppelelement optimal konzeptioniert, entwickelt und umgesetzt. 1 Entwicklung Gesamtkonzept 3 Entwicklung der magnetischen Komponente 3.1 Erforschung von zwei Konzeptvarianten der magnetischen Komponente 3.2 Entwicklung Zielkonzept der magnetischen Komponente 6 Entwicklung und Validierung Gesamtsystem 6.1 Entwicklung Gesamtsystem 6.2 Validierung und Optimierung Gesamtsystem 7 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 8 Aufbereitung und Kommunikation der Ergebnisse
Das Projekt "Teilvorhaben: Materialcharakterisierung und Zuverlässigkeitsbewertung für kompakte, robuste und effiziente Leistungselektronik-Systeme^Teilvorhaben: Anorganisch umhüllte Leistungsmodule mit SiC- und GaN-kompatiblem thermischem Stapel^Teilvorhaben: Analytik und Applikation von Leistungsmodulen unter Verwendung von anorganischen Umhüll- und Vergussmassen sowie WBG-Halbleitern^Teilvorhaben: Entwicklung Umhüllmassen^Teilvorhaben: Entwicklung einer Verfahrenstechnik zur Verarbeitung von Umhüllmassen auf Basis von Zementen^ReLEEB: Neuartige Leistungselektronik-Komponenten für zukünftige Anwendungen mit hoher Energiedichte und kleinem Bauraum, Teilvorhaben: Umhüllmaterial-, Komponenten- und Systementwicklung für revolutionäre Leistungselektronik" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Robert Bosch GmbH.Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung und Darstellung eines kompakten, robusten und effizienten DC/DC-Wandlers für E-Fahrzeuge unter Nutzung von erhältlichen Si-, bzw. WBG-Halbleitern (GaN, SiC) inklusive passiver Komponenten in einem Leistungsmodul mit neuartigem Design und optimiertem Thermomanagement. Um diese Ziel zu erreichen, müssen neuartige, kostengünstige, anorganische Umhüllmassen mit geforderten Eigenschaften (Temperatur-Beständigkeit bis 300 Grad Celsius, Wärmeleitfähigkeit größer als 5 W/m K) entwickelt und charakterisiert werden. Dazu werden Testmethoden und Prüfkörper-Designs definiert, aufgebaut und eingesetzt, mit denen die thermischen, elektrischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften der anorganischen Umhüllmasse erfasst und bewertet werden. Die neuen anorganischen Umhüllmaterialien werden beim Aufbau von neu konzipiertem, miniaturisiertem DC/DC-Wandler-Demonstrator eingesetzt. Es werden gleichzeitig umweltfreundliche und anwendungsgerechte Umhüllverfahren bewertet. Der Funktions- und Zuverlässigkeitsnachweis soll, unter Betrachtung des ganzheitlichen Designs, anhand von zwei Demonstrator-Systemen DC-DC-Wandler für E-Mobilität und von Projektpartnern aufgebaute industrieller Antriebsumrichter erbracht werden. (Text gekürzt)
Das Projekt "Teilvorhaben: Auslegung und Qualifizierung der Hardware nach gültigen EMV Richtlinien^HELENE: Hocheffiziente, langlebige und kompakte Leistungselektronik auf Galliumnitridbasis für die Elektromobilität der Zukunft^Teilvorhaben: Neuartige induktive Bauelemente für HELENE^Teilvorhaben: Basis für die Elektromobilität der Zukunft^Teilvorhaben: Entwicklung innovativer Bordnetzwandler auf GaN-Basis, Teilvorhaben: Schaltungen und Regelungen für GaN-basierte Bordnetzwandler" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Paderborn, Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik, Fachgebiet Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik (LEA).Beim Fachgebiet LEA werden für On-Board-Wandler neuartige Topologien und geeignete Regelungsansätze entwickelt, die besonders die Vorteile von schnellen Wide-Bandgap-Schaltern (WBG) ausnutzen, ergänzt um eine Reduzierung der Wandlungsstufen. Im Zuge der Optimierung wird eine funktionsübergreifende, niederinduktive Schaltzelleinheit zur Reduzierung der Filtergrößen, verbesserten Kühlung und Skalierbarkeit der Leistungsklasse entwickelt, die für modularisierbare Interleavingtechnik geeignet ist. Durch Resonanzbetrieb und integrierte Elektro-Magnetische-Verträglichkeit-(EMV)-Filter werden elektromagnetische Störungen verringert. Zur Entwicklung höchstkompakter magnetischer Komponenten werden die Einflussgrößen Kerngeometrie, Ferritmaterial und Wicklungskonzept bezüglich Verluste und Entwärmung im angestrebten Frequenz- und Leistungsbereich untersucht. Im Ergebnis steht ein kompakter, verlustarmer und modularisierbarer Aufbau des Ladewandlers. Weil EMV-Filter erheblichen Bauraum in Ladewandlern beanspruchen, wird mit einer rechnergestützten Mehrzieloptimierung deren Bauvolumen reduziert, indem das Störspektrum für ausgewählte Schaltungen abgeschätzt und optimale Geometrieparameter des EMV-Filters ermittelt werden. Zudem ist LEA bei der Schaltungsauswahl, -auslegung und Regelungsentwurf für den DC-DC-Wandler beratend beteiligt. Der Nachweis der Ergebnisse erfolgt durch Aufbau von 2 Ergebnisdemonstratoren und 3 Funktionsmustern.
Das Projekt "Teilvorhaben: Spezifikation und Bewertung kompakter und optimierter Leistungselektronik auf Siliziumkarbidbasis für effiziente automotive Anwendungen^KOOPERATION: Kompakte, optimierte Leistungselektronik auf Siliziumkarbidbasis für die Elektromobilität, Teilvorhaben: Anwendungsorientierter Aufbau einer Leistungselektronik auf Siliziumkarbidbasis für die Elektromobilität" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Zollner Elektronik AG.Das Forschungsvorhaben nutzt die nun kommerziell zur Verfügung stehenden neuartigen WBG SiC Bauelemente um leistungselektronische Systeme, namentlich Traktions-DC/DC-Wandler und On-board Ladegerät, noch effizienter und deren Funktionalität mit noch weniger Materialaufwand und noch geringeren Kosten zu realisieren, als das mit dem derzeitigen Stand der Technik möglich ist. Der Traktions-DC/DC-Wandler ist eine besonders wichtige Komponente zur Realisierung einer nachhaltigen, d.h. möglichst effizienten Elektromobilität. Das geplante Forschungsvorhaben optimiert mittels eines chip-integrierten passiven Dämpfungsgliedes das Schaltverhalten des Traktions-DC/DC-Wandlers und erhöht dadurch seine Leistungsfähigkeit deutlich. Zudem wird gezeigt, dass der Traktions-DC/DC-Wandler auch als On-board Ladegerät genutzt werden kann (Dual-Use-Prinzip), was zu einer massiven Kosteneinsparung bei gleicher Funktionalität führt.
Das Projekt "Integrierte, hocheffiziente Leistungselektronik auf der Basis von Galliumnitrid - GaNIAL, Teilvorhaben: Integrierte, hocheffiziente Leistungselektronik für den Einsatz in der automotiven Leistungselektronik" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Robert Bosch GmbH.
Das Projekt "EPRox4 - Entwicklung von Redox-Flow-Stacks der Generation 4 als Plattform für den modularen Aufbau von stationären Batteriesystemen, Teilprojekt: Produktionstechniken für Redox-Flow-Stacks und innovative Steuer- und Leistungselektronik" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie.Die Redox-Flow-Batterietechnologie erfüllt alle Voraussetzungen für effiziente stationäre Energiespeichersysteme. Im Projekt EPRox4 werden Redox-Flow Stacks durch neues Design und innovative Produktionsverfahren in Kosten und Zuverlässigkeit verbessert, eine flexible Fertigungslinie in Deutschland wird aufgebaut. In der zweiten Innovationslinie des Projekts wird ein modulares Redox-Flow-Anlagenkonzept auf der Basis von 'smarten' Stacks entwickelt und umgesetzt. Diese Module haben die Netzankopplung, Steuerungs- und Überwachungsintelligenz bereits integriert und können zu Batteriesystemen aller Größenordnungen konfiguriert werden. Am ICT werden hierfür neuartige Technologien untersucht, RFB Stacks zu fertigen. Zu den Stacks im Batteriemodul werden Performancedaten für das BMS gemessen und die Firma Schmalz beim Aufbau der Module unterstützt. Das IISB unterstützt drei Teilziele: Entwicklung eines intelligenten, dezentralen und modular einsetzbaren DC-DC Wandlers, Entwicklung einer Elektronik für die Überwachungs- und Regelfunktionen des Plattformmoduls und Verifikation der Komponenten in einem Demonstrator und Entwicklung von Optimierungspotentialen. Der Stackbau erfolgt in drei Entwicklungspfaden. Im ersten Pfad werden konventionelle Fertigungsverfahren untersucht. Im Zweiten werden neuartige Materialien entwickelt, welche ein Fügen der Rahmen durch schweißen oder kleben ermöglicht. In einem dritten Entwicklungspfad wird der Einsatz von Gusmassen für die Fertigung untersucht. Das IISB entwickelt einen modulintegrierbaren, bidirektionalen DC/DC- Wandler zur DC-Ankopplung von Stacks. Schaltungstopologie und das Verhältnis von Kosten zu erzielbarem Wirkungsgrad werden optimiert. Es werden die Überwachungselektronik, die Steuerungselektronik, das Batteriemanagementsystem und das Kommunikationsmodul entwickelt. Anhand eines Demonstrators wird die Einsatzfähigkeit des modularen Redox-Flow Batteriekonzepts im Einspeise- und Ladebetrieb des Batteriesystems untersucht.
Das Projekt "DCSmart - DC Distribution Smart Grids - Teilvorhaben: Entwicklung eines neuen hocheffizienten und kommunikationsfähigen DC/DC- Wandlers zur Kopplung von regionalen und lokalen Gleichspannungsnetzen sowie eines strombegrenzenden DC-Schutzorgans" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie.Das Gesamtziel des Projekts DCSMART ist eine gesamtheitliche Erforschung einer neuartigen und kostengünstigeren Schnittstelle zwischen regionalen und lokalen Niederspannungs-Gleichstromnetzen. Aufgrund der noch unbekannten Anforderungen an eine solche Schnittstelle ist es erforderlich, im Rahmen dieses Projektes auch die zur Realisierung nötigen Hard- und Softwarekomponenten neu zu betrachten, neue Rahmenbedingungen zu entwickeln und innerhalb eines realen Systems zu verifizieren. Das erste Ziel ist die Erforschung und Erarbeitung von neuen Erkenntnissen über die effiziente und sichere Schnittstellenhardware. Dazu soll neben einer hocheffizienten leistungselektronischen Hardware auch ein neues optimiertes Sicherungselement für dieses neue Einsatzgebiet erarbeitet werden. Daneben ist die Erarbeitung neuer Schnittstellen, die Gleichstromnetze optimal mit Netz- und Gebäudemanagementsystemen verbinden und dabei der Netzstabilität und den Regelungsanforderungen gerecht werden, ein weiteres Ziel. Zunächst werden die Anforderungen an den DC/DC- Wandler zwischen dem regionalen und lokalen Netz analysiert und erforscht. Betrachtet werden hierzu auch die bisher bekannten Netzstrukturen, Regel- und Kommunikationsschnittstellen und die Schutzelemente. Die Verifikation des Konzepts erfolgt nach dem Aufbau eines Prototyps durch Messungen im Labor. Danach wird ein geeignetes Schutzelement zur Strombegrenzung passend zu den Anforderungen für den DC/DC- Wandler untersucht und ein Prototyp aufgebaut. Die Praxistauglichkeit des fertigen DC/DC- Wandlers in Verbindung mit den anderen Prototypen der Partner soll abschließend in Feldversuchen unter Beweis gestellt werden. Abschließend werden die Resultate ausgewertet und die Systeme hinsichtlich der gestellten Kriterien bewertet.
Das Projekt "Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP): SchIBZ - SchiffsIntegration BrennstoffZelle, Entwicklung, Bau und Test sowohl an Land als auch auf See eines Demonstrators für ein hochseetaugliches Stromaggregat mit einer Festoxidbrennstoffzelle" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Digitales und Verkehr. Es wird/wurde ausgeführt durch: M&P Motion Control and Power Eletronics GmbH.Ausgehend von den funktionellen Anforderungen wird ein Gesamtkonzept des elektrischen Systems der Gesamtanlage erstellt und in Richtung Wartbarkeit und Erweiterbarkeit und funktionaler Sicherheit überarbeitet. Es wird ein potentialgetrennter DC/DC Wandler entwickelt, der die Anbindung der Brennstoffzelle an das elektrische System übernimmt. Zusammen mit verschiedenen Energiespeichern wird das Gesamtsystem über einen AC/DC Wandler an das Schiffsnetz angeschlossen. Das Gesamtsystem wird über einen Energiemanagementcontroller gesteuert. Das System wird nach einer Erprobungsphase auf einem Schiff installiert und getestet. - Planung des Gesamtsystems - Entwicklung des Brennstoffzellenkonverters - Entwicklung des Energiemanagements - Installation und Test des Systems an Land - Installation und Test des Systems auf einem Schiff.
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