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MEEMO - Methanol-Erneuerbare Energie für Mobilität mit Plug-in-Hybridfahrzeugen, Teilvorhaben: Gesamtprojektleitung, Systemanalyse und -anforderungen, Gesamtsystem 'Motor' und Evaluierung

MEEMO - Methanol-Erneuerbare Energie für Mobilität mit Plug-in-Hybridfahrzeugen, Teilvorhaben: Kraftstoff - Untersuchung und Bewertung

MEEMO - Methanol-Erneuerbare Energie für Mobilität mit Plug-in-Hybridfahrzeugen, Teilvorhaben: Grundlagen der motorischen Verbrennung

MEEMO - Methanol-Erneuerbare Energie für Mobilität mit Plug-in-Hybridfahrzeugen, Teilvorhaben: Für Methanolbetrieb angepasste Einspritz- und Motorsteuerungssysteme

InMOVE - Integrierte Umrichter für modular verteilte Elektroantriebe hoher Drehzahl, Teilvorhaben: Konzept und Aufbau eines angepassten Gatetreibers

Ziel des Verbundvorhabens ist es, für den Bereich kleiner und mittlerer Antriebsleistungen für Plug-In Fahrzeuge ein modulares Antriebskonzept zu entwickeln, das auf heutigen Getriebekonzepten aufbaut und je nach Fahrzeugklasse eine unterschiedliche Anzahl an Elektromaschinen vorsieht. Die Antriebsmotoren sollen als schlanke schnelldrehende Elektromaschinen mit insbesondere integriertem Umrichter ausgeführt werden und ermöglichen so das modulare Grundkonzept. Verbrennungs- und die Elektromotoren werden dabei kostendämpfend über ein gemeinsames Kühlsystem gekühlt. Im Teilvorhaben wird für den integrierten Umrichter eine Treiberbaugruppe entwickelt, die als Schnittstelle zwischen den Leistungshalbleitern und der überlagerten Steuerung dient. Die Treiberbaugruppe muss den hier gegebenen besonderen Anforderungen genügen. Das sind zum einen der geringe Bauraum und die hohen Temperaturbereiche. Gleichzeitig müssen die Schaltvorgänge für die IGBTs bei hohen Taktfrequenzen und hohen Temperaturen sicher und mit geringen Latenzzeiten beherrscht werden. Arbeitspakete: AP2: Erstellung einer funktionalen Beschreibung und einer Schnittstellenbeschreibung der Treiberbaugruppe. Zusätzlich: erstellen eines Grobkonzept für den Treiber. AP8: Konzeptionierung, Konstruktion und Herstellung der Gatetreiberbaugruppe. - Entwicklung Schaltstrategie - Hardwareentwurf Gatetreiber - Entwicklung Treiberplatine - Musterbau und Erstinbetriebnahme - Redesign der Treiberbaugruppe - Musterbau und Integration AP9: Ansteuerung für Zuverlässigkeitstest aufbauen. Nachweis der Zuverlässigkeit des Treibers . AP11: Treiber im Gesamtaufbau am Prüfstand bei VW einsetzen und optimieren. Inbetriebnahme, Fehlersuche und Optimierung des Umrichters am Motor AP 12: Erstellen Bewertung und Abschlussbericht für das Teilvorhaben Treiber.

3connect, Teilvorhaben: Smart Farm und landwirtschaftliche Elektromobilität

Das Verbundprojekt 3connect zielt auf die breite Realisierung IKT-basierter Elektromobilitätsanwendungen im Bereich der gewerblichen Mobilität. Die Digitalisierung und vollständige Vernetzung des erweiterten Wertschöpfungsnetzwerks dienen dabei als Grundlage für die Entwicklung innovativer Serviceprodukte. Im Teilprojekt strebt John Deere den Aufbau einer Smart Farm mit Integration eines Grid-Plug-In Hybridtraktors mit Wechselbatterie, die sowohl stationär als auch mobil genutzt werden kann, an. Anhand eines zu entwickelnden Energiemanagementsystems soll gezeigt werden, wie man Energieerzeuger und -verbraucher auf einem landwirtschaftlichen Betrieb optimal aufeinander abstimmen und in Einklang bringen kann und welche Rolle dabei Hybridtraktoren einnehmen können. Im Rahmen von 3connect wird John Deere Anforderungen und Potentiale einer Smart Farm evaluieren und entsprechende Betriebsstrategien für den Anwendungsfall im landwirtschaftlichen Zusammenhang entwickeln, um darauf basierend neue Lösungen durch die Nutzung von intelligenten Systemen darzustellen. Die Arbeiten im Projekt umfassen insbesondere die Bereitstellung, Beschreibung und eingehende Analyse von Anwendungsszenarien sowie die Demonstration der Machbarkeit anhand der Integration eines Grid-Plug-In Hybridtraktors und eines Energiemanagementsystems. Es werden Felddaten und im Projektverlauf Testdaten erhoben auf einem landwirtschaftlichen Betrieb im Allgäu. Weiterhin erfolgt die Auswertung und Übertragung auf andere Branchen.

Teilvorhaben: Lebensdauermodellierung für Verschleißausfälle auf Leiterplatten^Teilvorhaben: Schaltungen und Regelungen für GaN-basierte Bordnetzwandler^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: Automotivegerechte Umsetzung von Wandlersystemen

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.

Integrierte Planung und Steuerung von Flotten-, Energie- und Ladeinfrastruktur; lautlos&einsatzbereit^Integrierte Planung und Steuerung von Flotten-, Energie- und Ladeinfrastruktur; lautlos&einsatzbereit, Integrierte Planung und Steuerung von Flotten-, Energie- und Ladeinfrastruktur; lautlos&einsatzbereit

Bei der Planung der Flotten-, Energie- und Ladeinfrastruktur sind komplexe Entscheidungen zur Auslegung der Flotte zu treffen, z.B. Anzahl der Fahrzeuge, Fahrzeugtypen (konventionelle, hybride und batterieelektrische Fahrzeuge), Ladeinfrastrukturvarianten (Anzahl benötigter AC und/ oder DC Ladestationen, ungesteuert vs. gesteuertes Laden), Energieversorgung (Fremdbezug vs. Eigenproduktion). Aktuell bestehen weder in der Praxis noch in der Wissenschaft Ansätze für die integrierte Planung und Steuerung von Flotten-, Energie- und Ladeinfrastruktur unter Extrembedingungen. Hier setzt das Forschungsprojekt 'lautlos & einsatzbereit' an. Es fokussiert auf die Entwicklung eines Leitfadens zur integrierten Planung und Steuerung von Flotten-, Energie- und Ladeinfrastruktur mit dem Schwerpunkt eines ökologischen und ökonomischen Betriebs von Fahrzeugflotten unter Extrembedingungen mit hybriden und batterieelektrischen Fahrzeugen. Dieser Leitfaden unterstützt Entscheidungsträger bei der Planung der Flotten-, Energie- und Ladeinfrastruktur, der Beschaffung und dem Betrieb von Flotten mit besonderen Anforderungen. Die geplanten Arbeiten im Forschungsprojekt gliedern sich in vier Module: In Modul 1 erfolgt die Planung des Betriebs, die Entwicklung eines Grobkonzepts und die Beschaffung der Flotten-, Energie- und Ladeinfrastruktur. In Modul 2 wird die Flotten-, Energie- und Ladeinfrastruktur ausgerüstet und betrieben sowie die Ergebnisse der wissenschaftlichen Begleitforschung aus Modul 3 in den Betrieb integriert. In Modul 3 erfolgt die wissenschaftliche Begleitforschung: Ein Detailkonzept für die integrierte Planung und Steuerung der Flotten-, Energie- und Ladeinfrastruktur wird entwickelt und in den Betrieb übertragen. In Modul 4 werden die entwickelten Planungs- und Steuerungskonzepte auf Basis der Anwendungsszenarien evaluiert und in einen Leitfaden zur integrierten Planung und Steuerung von Flotten-, Energie-, und Ladeinfrastruktur überführt.

Integrierte Planung und Steuerung von Flotten-, Energie- und Ladeinfrastruktur; lautlos&einsatzbereit, Integrierte Planung und Steuerung von Flotten-, Energie- und Ladeinfrastruktur; lautlos&einsatzbereit

Der Einsatz von Elektrofahrzeugen im Polizeidienst ist nicht neu. Bislang stand hierbei jedoch der Ersatz von Fahrzeugen im Vordergrund, die für Fiskal- und Verwaltungsfahrten verwendet wurden und somit keine oder nur wenige polizeispezifische Anforderungen mit sich brachten. Mit dem geplanten, kombinierten Einsatz von batterieelektrischen (BEV) und Plug-In-Hybrid-Fahrzeugen (PHEV) im Einsatz- und Streifendienst steht die Polizei vor der Herausforderung, dass die Fahrzeuge einen kontinuierlichen Einsatz und eine 24/7-Verfügbarkeit erfordern. Vor diesem Hintergrund ergeben sich Fragen zur optimalen Flottenzusammensetzung (BEV, PHEV) für die verschiedenen Einsatzfelder, zur integrierten Betrachtung von Flotten- und Lademanagement sowie zum kontinuierlichen Einsatz in Extremszenarien, wie dem Einsatz- und Streifendienst, die bislang noch nicht hinreichend beantwortet wurden. Im Vorhaben 'lautlos&einsatzbereit' sollen 50 BEV und PHEV im Polizeidienst für die Einsatzbereiche des Streifendienstes, des Kriminalermittlungsdienstes und für Verwaltungsfahrten in Betrieb genommen und erprobt werden. Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitforschung werden die Mobilitäts- und Ladebedarfe der verschiedenen Anwendungsbereiche erhoben. Darauf aufbauend wird ein integriertes System für die Flottenplanung und -steuerung sowie das Lademanagement entwickelt, das den besonderen Anforderungen des Polizeieinsatzes gerecht wird. Die Herausforderung des neuen Planungs- und Managementsystems besteht darin, die - vor allem im Einsatz- und Streifendienst - extremen Anforderungen, wie nicht planbare Einsatzzeiten und -umfänge sowie die Notwendigkeit einer nahezu 100%igen Verfügbarkeit zu erfüllen. Hierdurch entstehen Abhängigkeiten zwischen den Flotten, der Ladeinfrastruktur und der Energiebereitstellung, die die Planungs- und Steuerungskomplexität deutlich erhöhen. Im Ergebnis des Projekts soll ein Leitfaden für die integrierte Planung sowie den ökologischen und ökonomischen Betrieb von Fahrzeugflotten unter extremen Einsatzbedingungen entstehen. Dieser kann Entscheidungsträger bei Planung, Beschaffung und Betrieb von E-Fahrzeug-Flotten vor allem unter extremen Einsatzbedingungen unterstützen (z. B. Polizei, aber auch Feuerwehr oder Rettungsdienste).

Teilprojekt: Optimierung ausgewählter Teilprozesse^Integriertes Fertigungskonzept für advanced automotive Batteries (iFaaB)^Teilprojekt: Analyse und Bewertung der Gefüge-Eigenschaftsbeziehungen von Trägerfolien^Teilprojekt: Inline-Sonderprozessmesstechniken und Qualitätssicherungsmethoden^Teilprojekt: PHEV-Elektroden-Strukturierung^Teilprojekt: Fertigungsverfahren zur Herstellung von PHEV-Zellen, Teilprojekt: Prozess- und Produktentwicklungen für PHEV-Zellkomponenten

Die Evonik Litarion stellt am Verbundstandort Kamenz Komponenten für Hochenergie-Li-Ionen Batterie für die Fahrzeugindustrie her. Im Rahmen des Projektes sollen Fertigungskonzepte für die automatisierte Herstellung von Batteriezellen für zukünftige Elektrofahrzeuggenerationen (Plug-In Hybridfahrzeuge) über neue technologische Entwicklungsansätze entlang der Wertschöpfungskette untersucht werden. Das Ziel des der Evonik Litarion ist die industrielle Grundlagenforschung an ausgewählten prozess- und materialtechnologischen Fragestellungen für die Herstellung von chemischen Batteriezellkomponenten. Das betrifft in erster Linie die trägermaterialbasierten Komponenten wie Elektroden und Batterieseparatoren. Die Schwerpunkt der Arbeiten innerhalb des Projektes sind wie folgt aufgegliedert: AP 1.1 Komponentenkonfiguration für Plug-In Hybrid Nutzprofile, AP 1.2 Entwicklung von Konzepten für eine erweiterte Produkthygiene, AP 1.3 Inline Sonderprozessmesstechniken und Qualitätssicherungsmethoden, AP 1.4 Werkstoffwissenschaftliche Konzepte für optimierte Elektrodenkonfigurationen, AP 1.5 Elektrodenstrukturgestaltung und -analyse.

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