Das Projekt "FHprofUnt 2014: LinkPack - Aufbau und Analyse kompakter Wechselrichtermodule mit integriertem DC-Link" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für angewandte Wissenschaften Landshut, Fakultät für Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen durchgeführt. Für neue Konzepte in den Bereichen Elektromobilität, Energiespeicherung und -Erzeugung stellt die Leistungselektronik eine wichtige Schlüsselkomponente dar. Eine wesentliche Herausforderung bei der Entwicklung leistungselektronischer Stellglieder ist eine niederinduktive Anbindung der internen Komponenten sowie die Aufbau- und Verbindungstechnik. Für diese beiden Arbeitsgebiete sollen im Rahmen des Projektes neue Konzepte entwickelt und im Praxiseinsatz erprobt werden. Als Grundidee sollen die klassischer Weise getrennt hergestellten Teilkomponenten Zwischenkreiskondensator (DC-Link) und Halbleitermodul (Leistungshalbleiter in entsprechenden Standardgehäusen) zu einem gemeinsamen Modul mit genau definierten und optimierten Betriebseigenschaften verbunden werden. Die neuen Module sollen schneller und effizienter schalten können, und gleichzeitig weniger elektromagnetische Störungen verursachen. Sie sollen in Zukunft helfen, moderne elektrische Antriebe effizienter und kompakter gestalten zu können. Ein weiteres Projektziel besteht darin, entsprechende Technologien dauerhaft an der Hochschule Landshut zu etablieren. Besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der vergleichenden Untersuchung von konventionellen, siliziumbasierten Halbleiterbauelementen und neuen, gerade auf den Markt gekommenen SiC-Halbleitern. Diese ermöglichen ein sehr schnelles und energieeffizientes Schalten, verursachen aber auch deutliche Probleme im Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit. Aufbau und Test der geplanten Module, die Beantwortung der projektinternen Fragestellungen sowie die Etablierung des entsprechenden Knowhows sollen im Rahmen von insgesamt 7 Arbeitspaketen erfolgen: 1. Spezifikation integriertes Modul - 2. Konstruktion integriertes Modul - 3. Aufbau erster Modulprototypen / Aufbau Infrastruktur und Testumgebung - 4. Inbetriebnahme, Messung und Analyse - 5. Redesign und Weiterentwicklung - 6. Praxiseinsatz - 7. Dokumentation.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung von Zwischenkreiskondensatoren für automotive Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ftcap GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Projektes H3Top soll ein anwendungs- und kostenoptimierter modularer Filmkondensator entwickelt werden. Die elektrischen und mechanischen Anschlüsse sind noch frei definierbar und werden in Zusammenarbeit mit den Partner optimiert entwickelt. Hierbei wird der Kondensator speziell für die 3-Level-Wechselrichter-Technologie angepaßt, was einen erhöhten internen Konstruktionsaufwand im Kondensator bedeuten wird. Besondere Anforderungen wie z.B. die Schwingungsfestigkeit müssen ebenfalls untersucht werden. Es wird zunächst durch eine Simulation ein theoretischer Kondensator entwickelt. Diese Ergebnisse fließen in das Design der Kondensatormuster ein. Es folgen sowohl Labor - wie auch Praxistest, um die Kondensatoren zu optimieren. Durch integrierte Temperaturfühler werden die Praxiswerte mit den theoretisch errechneten Werten überprüft. Alle Parameter des Kondensators werden in einer Nachuntersuchung analysiert, um das reagieren des Bauteils auf die Anforderungen der Demonstratoren zu erkennen und in Folgeschritten gegebenenfalls zu optimieren.
Das Projekt "Teilvorhaben: Integrierter Zwischenkreiskondensator" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EPCOS AG, Standort Heidenheim durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist eine Weiterentwicklung der Kondensatoren hinsichtlich der Integrationsfähigkeit, der Energiedichte, der Temperaturbelastbarkeit und der Eignung für hohe Schaltfrequenzen. Dadurch soll eine Verbesserung der Zuverlässigkeit und der Robustheit der Kondensatoren erzielt werden. Im Rahmen des AP1 wird eine Systemspezifikation für die zu realisierenden Bauelemente erarbeitet. Ziel ist die Erarbeitung eines Zwischenkreiskondensators der sich optimal in das mechanische Aufbaukonzept des Antriebsystems einfügt. Das AP2 umfasst die Konzeptphase. Hier werden mögliche Kondensator-Konzepte erarbeitet und für die die Anwendungsbereiche Nutzfahrzeuge und Automation bewertet. Im AP3 werden die verschiedenen Konzepte im Hinblick auf die Zuverlässigkeit des Kondensators untersucht und beurteilt. Das AP4 versucht durch ein verbessertes Kühlkonzept die Temperaturbelastung des Kondensators zu senken. Im AP6 wird der Kondensator hergestellt, erprobt und in die Demonstratoren eingebaut. Nach dieser Systemerprobung wird im AP7 das Konzept final unter wirtschaftlichen und technischen Gesichtspunkten bewertet.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines Zwischenkreiskondensators für automotive Anwendung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ftcap GmbH durchgeführt. 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 soll ein anwendungsoptimierter Hochstrom-Aluminium-Elektrolyt-Kondensator und ein Hochstrom-Hochtemperatur Filmkondensator für automotive Anwendungen entwickelt werden. Diese sollen unter speziellen Lastprofilen (Betriebsspannung UB von 800 VDC, Ripple Ströme von 200 A, Frequenzen f von größer als 16 kHz eine Lebensdauer von 8000 Stunden aufweisen können. Nach erfolgter Systemspezifikation mit den Partnern erfolgt das Design der Zwischenkreiskondensatoren. Dazu werden zwei Wege beschritten. Zum einen soll eine Elko-Variante auf der Basis einer bei FTcap vorhandenen NV-Hochstrom Variante aufgebaut werden. Dabei liegt der Fokus auf der Untersuchung und Entwicklung eines hochleitfähigen hochtemperaturstabilen 400V Elektrolyten, der in der Lage ist die Spezifikation zu erfüllen. Zum anderen soll eine Filmkondensator-Variante auf der Basis der GW-Technologie von FTcap entwickelt werden, der die Spezifikation erfüllt. Es sollen neuartige Dielektrika verwendet werden. Beide Varianten sollen gefertigt, getestet und die Funktionalität im Demonstrator nachgewiesen werden.