Im Projekt wird der Einsatz von GaN-Bauteilen in Leistungswandlern für den Einsatz in EVs und PHEVs untersucht. Immer mehr Sicherheits- und Komfortkomponenten benötigen Leistungen im Bereich größer als 1kW, die im 12V-Bordnetz unzureichend oder gar nicht bedient werden können. Dafür wurden für Pkw weitere Spannungsebenen im Bereich von 48V bzw. über 400V etabliert. Zur Leistungsübertragung zwischen diesen Spannungsebenen sind kompakte, effiziente und zuverlässige Wandler erforderlich. Zunächst wird ein hochdynamischer, bidirektionaler Bordnetzwandler mit einer Nennleistung von ca. 6kW entwickelt, der eine Verkleinerung bzw. Entfall der 48V-Batterie ermöglicht. Zu diesem Zweck werden die Eigenschaften neuer GaN-Schalter und innovative AVT-Ansätze zur Kühlung eingesetzt, um trotz erhöhter Anforderungen eine kompakte, zuverlässige und effiziente Lösung zu ermöglichen. Zur Ladung der Traktionsbatterie soll ein Ladegerät mit etwa 3,7kW mit Skalierungsoption auf 11kW bei dreiphasiger Versorgung entwickelt werden, das gegenüber dem Stand der Technik eine Erhöhung der Leistungsdichte um 60% mit gleichzeitiger Senkung der Umwandlungsverluste um 40% aufweist. Im Teilvorhaben werden die Systemanforderungen analysiert und darauf aufbauend Funktionsmuster und Demonstratoren entwickelt, aufgebaut und validiert.
Im Rahmen eines durch das BMBF geförderten Verbundprojektes (2012-2015) wurde eine kompakte Neutronenradiographieanlage für die Charakterisierung radioaktiver Abfälle entwickelt. Hierbei hat sich gezeigt, dass die Neutronenradiographie in Verbindung mit der Neutronenaktvierungsanalyse einen bedeutenden Mehrwert in Bereich der zerstörungsfreien Materialprüfung erzielen kann. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen ist es das Ziel des beantragten Forschungsprojektes, die Radiographie mit schnellen Neutronen dahingehend weiterzuentwickeln, dass mit einer kompakten Anlage großvolumige Proben (bis zu 200-l) untersucht werden können. Bei der Überwachung von kerntechnischen Anlagenkomponenten besteht z.B. die Aufgabe, neben den reinen Werkstoffeigenschaften auch das Vorhandensein von Wasser zu prüfen. Insbesondere bei druck- und aktivitätsführenden Komponenten stellt dies eine erhöhte Herausforderung dar. Schwerpunkt der Forschungsarbeiten ist die Entwicklung eines geeigneten Detektorkonzeptes. Sowohl am PSI in der Schweiz, als auch am FRM-II in Garching bei München gibt es hierfür schon fortgeschrittene Forschungsansätze. Allerdings ist die dort entwickelte Technologie nicht direkt für die Werkstoffprüfung in kerntechnischen Anlagen anwendbar, da sie an einen Forschungsreaktor gekoppelt und somit ortsgebunden ist. Durch die synergetische Kopplung der Radiographie mit der Neutronenaktivierung kann ein bisher technisch nicht genutzter Informationsgewinn für die Werkstoffprüfung erzielt werden. Arbeitspaket 1: Einarbeitung und Vertiefung in das Thema; Arbeitspaket 2: Neutronenphysikalische Simulationen; Arbeitspaket 3: Überprüfung der IAEA-Datenbanken bzgl. der relevanten Wirkungsquerschnitte; Arbeitspaket 4: Studie zur Auswahl und Gestaltung des Szintillators; Arbeitspaket 5: Entwicklung des Gesamtanlagenkonzeptes Arbeitspaket 6: Experimentelle Studien; Arbeitspaket 7: Benchmark der Simulationsergebnisse mit den Experimenten; Arbeitspaket 8: Erstellung der Dissertation.