Intelligente Stromnetze und hocheffiziente Leistungselektronik für nachhaltige Mobilitätskonzepte

ElektromobilitätAm Lehrstuhl für Leistungselektronik der Universität Kiel wird in zahlreichen Forschungsprojekten an unterschiedlichen Faktoren der Elektromobilität geforscht. Zu den Schwerpunkten gehören: Intelligente Stromnetze und hocheffiziente Leistungselektronik für einen wirtschaftlichen Betrieb der Ladeinfrastruktur.

Ein Beispiel ist das Projekt KielFlex (KIEL als Modellstadt des FLEXiblen Stromnetzes). Es zielt darauf ab, die NO2-Emissionen durch eine Elektrifizierung des öffentlichen Verkehrs in Kiel zu reduzieren. Dabei soll die vorhandene Netzinfrastruktur genutzt und die Investitionen für neue Netzinfrastruktur minimiert werden. Die Flexibilität in den Ladevorgängen soll ausgenutzt werden und es wird untersucht, inwieweit die Infrastruktur der Ladestationen für Elektrofahrzeuge genutzt werden kann, um die Leistungsaufnahme von Lasten im Netz zu manipulieren.

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie der Bundesrepublik Deutschland mit einem Budget von 6,6 Mio € gefördert. Am Projekt beteiligt sind ABB, der Eigenbetrieb Beteiligungen der Landeshauptstadt Kiel, das Fraunhofer-Forschungsinstitut IFF Magdeburg, die Kieler Verkehrsgesellschaft (KVG), der Netzbetreiber Stadtwerke Kiel, SWKiel Netz und der assoziierte Partner Seehafen Kiel.

Das Projekt "Doppelt Schnell, Doppelt Sicher" ist ein von der EKSH gefördertes Forschungsvorhaben in Zusammenarbeit mit zwei lokalen Unternehmen. Das Projekt zielt auf die Entwicklung der nächsten Generation von Schnellladestationen für Elektrofahrzeuge mit Leistungshalbleitern auf Basis von Siliziumkarbid (SiC) ab. Durch die Verwendung von SiC-Halbleitern kann ein höherer Wirkungsgrad und eine höhere Leistungsdichte erzielt werden. Im Rahmen des Projekts werden Techniken zur Zustandsüberwachung von Kondensatoren und Methoden zur Kurzschlusserkennung und -unterbrechung von Leistungshalbleitern als Basistechnologien für zuverlässige und sichere Schnellladestationen untersucht.

Neben den herkömmlichen kabelgebundenen Ladevorgängen wird am Lehrstuhl für Leistungselektronik auch im Themenfeld drahtlose Energieübertragung geforscht. Der Fokus liegt dabei auf optimierten Strategien, die eine Kombination von fortschrittlichen GaN Halbleitern und simultaner Datenübertragung nutzen, um einen effizienten, sicheren und präzise geregelten Betrieb auch in anspruchsvollen Sonderanwendungen wie der Unterwassertechnik zu gewährleisten.

Im Bereich der Batterietechnologie wird in dem Projekt BAEW – Labor für zuverlässige batteriegestützte Energiewandlung an neuen Batteriesystemen für die Elektromobilität geforscht. Das interdisziplinäre Labor soll durch innovative Batterietechnik gepaart mit der passenden Leistungselektronik zu einer grundlegenden Verbesserung der Elektromobilität führen.

PrüfstandIm Rahmen des Projektes PE-Region Platform wird an der Umsetzung innovativer elektrischer Antriebe geforscht. Hierzu wurde ein Prüfstand entwickelt, der die Möglichkeit bietet, die Herausforderungen für den Betrieb von Hochgeschwindigkeits-Elektromotoren zu untersuchen.

Die aktuelle Konfiguration des Prüfstandes umfasst die folgenden Komponenten: Multilevel-Wechselrichter-Topologie, Permanentmagnet-Synchronmaschine, Wirbelstrombremse und eine dSpace-Microlabbox. Die Multilevel-Wechselrichter-Topologie besteht aus einer Kombination von Si-IGBTs und neuartigen SiC MOSFETs. Die Wirbelstrombremse wird als Last verwendet, um verschiedene Einsatzprofile für Elektrofahrzeug-Anwendungen zu emulieren. Das installierte Flüssigkeitskühlsystem verbessert die Wärmeabfuhr aus dem Wechselrichter, dem Motor und der Last.

Automatisierungs- und Regelungstechnik

  • color_key Prof. Dr. Thomas Meurer
Digitale Signalverarbeitung und Systemtheorie

  • color_key Prof. Dr. Gerhard Schmidt
Hochfrequenztechnik

  • color_key Prof. Dr. Michael Höft
Informations- und Codierungstheorie

  • color_key Prof. Dr. Peter A. Höher
Integrierte Systeme und Photonik

  • color_key Prof. Dr. Martina Gerken
Leistungselektronik

  • color_key Prof. Dr. Marco Liserre
Nachrichtenübertragungstechnik

  • color_key Prof. Dr. Stephan Pachnicke
Numerische Feldberechnung

  • color_key Prof. Dr. Ludger Klinkenbusch
Sensor System Electronics

  • color_key Prof. Dr. Andreas Bahr
Vernetzte Elektronische Systeme

  • color_key Prof. Dr. Robert Rieger