Das Projekt "Gleichstromenergieversorgung für Schiffe, Vorhaben: Entwicklung und Anwendung der Gleichstromversorgung für Schiffe" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Es wird/wurde ausgeführt durch: MEYER WERFT GmbH & Co. KG.
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 Forschung, Technologie und Raumfahrt. 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: 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" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: HELLA KGaA Hueck & Co..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.
Das Projekt "HELENE: Hocheffiziente, langlebige und kompakte Leistungselektronik auf Galliumnitridbasis für die Elektromobilität der Zukunft, Teilvorhaben: Basis für die Elektromobilität der Zukunft" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: AUDI AG.Das Forschungsprojekt HELENE wird die Machbarkeit von GaN-auf-Si als robuste Hochspannungs-Technologie entlang der Wertschöpfungskette bis zu Demonstratoren mit hoher industrieller, gesellschaftlicher und ökologischer Relevanz überprüfen. Diese Technologie bietet einige Vorteile gegenüber dem zurzeit verwendeten SiC-Halbleiter: gesteigerte Effizienz, höhere Schaltfrequenzen, minimierter Flächenverbrauch und ein geringeres Gewicht. Auch die Kosten der GaN-Technologie sind gering genug um eine Konkurrenz darzustellen. HELENE zielt auf die Erforschung der Grundlagen hochdynamischer, kompakter Bordnetzwandler zur Reduzierung bis hin zum Entfall der 48 V-Batterie und Ladegeräten mit 60 % höherer Leistungsdichte und 40 % geringeren Verlusten gegenüber dem Stand der Technik, bei Erfüllung international geltender Zuverlässigkeitsanforderungen.
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: Basis für die Elektromobilität der Zukunft^Teilvorhaben: Entwicklung innovativer Bordnetzwandler auf GaN-Basis, Teilvorhaben: Neuartige induktive Bauelemente für HELENE" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: SUMIDA Components & Modules GmbH.Das Forschungsprojekt zielt auf die Bearbeitung der Grundlagen hochdynamischer, kompakter Bordnetzwandler zur Verkleinerung oder Entfall der 48 V-Batterie und deren Ladegeräte mit 60 % höherer Leistungsdichte und 40 % geringeren Verlusten gegenüber dem Stand der Technik. Für On-Board-Wandler werden neuartige Topologien und geeignete Regelungsansätze entwickelt, die besonders die Vorteile von schnellen Wide-Bandgap-Schalter (WBG) ausnutzen. Durch Resonanzbetrieb und integrierte EMV-Filter werden elektromagnetische Störungen verringert. Durch neuartige Montagetechnologien der Leistungshalbleiter wird die thermomechanische Ermüdung verbessert. Zur Entwicklung kompakter magnetischer Komponenten werden die dominanten Einflussgrößen bezüglich Verluste und Entwärmung hin zu einem effizienten und modularem Aufbau erforscht und optimiert. Dazu werden innovative Vormagnetisierungs-Verfahren entwickelt. Zudem werden Integrationsansätze zur multifunktionalen Nutzung einzelner Magnetkerne wie Schwingkreisspulen und Transformatoren untersucht. Mit einer rechnergestützten Mehrzieloptimierung wird das Bauvolumen der EMV-Filter reduziert. Der Nachweis erfolgt durch Aufbau von Ergebnisdemonstratoren und Funktionsmustern.
Das Projekt "HELENE: Hocheffiziente, langlebige und kompakte Leistungselektronik auf Galliumnitridbasis für die Elektromobilität der Zukunft^Teilvorhaben: Basis für die Elektromobilität der Zukunft, Teilvorhaben: Auslegung und Qualifizierung der Hardware nach gültigen EMV Richtlinien" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: KFE Kompetenzzentrum Fahrzeug Elektronik GmbH.
Das Projekt "SMS: Smart Modular Switchgear, Teilvorhaben: Niederspannungsschaltgeräte für intelligente Netze - Modulares Gleichstromschalterkonzept für den zuverlässigen und sicheren Betrieb zukünftiger intelligenter Verteil- und Übertragsnetze" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH.Die Netzintegration dezentraler Erzeugeranlagen wie Photovoltaiksystemen, Batteriespeichern oder Offshore-Windparks ist notwendig für den Ausbau erneuerbare Energien. Diesen modularen Erzeugersystemen ist die Verwendung von Gleichstromkreisen gemeinsam. Für eine hocheffiziente Nutzung gilt es hierbei eine möglichst hohe Systemspannung für den jeweiligen Spannungsbereich zu beherrschen und Umwandlungsverluste zu minimieren. In derzeitigen Konzepten sind Hochleistungsschalter für eine Reihenschaltung von Submodulen der dezentralen Stromversorgungssysteme vorgesehen. Aufgrund der Verschaltung der Module müssen unter hohen Kosten und techn. Aufwand Sicherheitsschalter mit hoher Schaltleistung entwickelt werden. Die Modulbauweise der dezentralen Stromversorgungssysteme bietet hierbei die Möglichkeit für einen Paradigmenwechsel und für eine intelligente Lösung der Schaltaufgabe. Das Konzept von 'Smart Modular Switchgear' basiert auf vielen Gleichstromschaltern, die einzelne Module miteinander verbinden. Für die Ausschaltung eines Fehlerstroms aller Submodule müssen sich mehrere Schalter die Schaltaufgabe teilen. Durch die Abschaltmöglichkeit der einzelnen Submodule erweitert sich die Sicherheitsfunktion vorteilhaft auch auf Fehler zwischen den Submodulen. Das Forschungsprojekt 'Smart Modular Switchgear' beschäftigt sich mit der Erforschung und Entwicklung von Schalt- und Schutzkonzepten für den Einsatz in Gleichspannungsnetzkonfigurationen unterschiedlicher Spannungsebenen. Das Projekt beinhaltet die Erstellung von Lastenheften mit Hilfe von Messungen und Simulationen sowie den Entwurf von Prototypenschaltern. Diese werden mit innovativer, entwickelter Mess- und Detektionstechnik ausgerüstet und in Prüffeldern und Messständen untersucht. Die Verifikation zugrunde gelegter Simulationen erfolgt in experimentellen Aufbauten. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen als Grundlage für die Entwicklung und Optimierung von Schalt- und Schutzkonzepten für den Einsatz in Netztopolgien höherer Systemspannungen.
Das Projekt "Entwicklung neuer Materialien und Devicestrukturen für konkurrenzfähige Massenproduktionsverfahren und Anwendungen der organischen Photovoltaik^POPUP^Teilvorhaben: ITO-freie, effiziente, R2R-druckbare Solarzellen und deren Anwendungen^Prozessentwicklung und Integration von neu entwickelter organischer Photovoltaik auf starren Glassubstraten, Stabilität und Effizienz neuartiger Polymere in invertierten organischen Solarzellen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: BELECTRIC OPV GmbH.
Das Projekt "Ecosystem loss of soil inorganic carbon with agricultural conversion: fate, rate, mechanisms, and path ways (ELSIC)" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: Max-Planck-Institut für Biogeochemie.The goal of this proposed research is to understand effects of agricultural conversions on soil inorganic carbon (SIC) cycle. Mitigating rising atmospheric CO2 is a top priority for human and environmental health. Despite their prevalence and increasing pressure from land-use changes, effect of SIC on climate regulation is thought to be insignificant in the short-term, leading to focused efforts and research on other means of carbon sequestration. The proposed research builds on the fellows previous NSF-funded project, in which large losses of SIC were observed with the land-use changes, and has potential to transform the current understanding of these issues. In this proposal, soil incubations in a factorial design will simulate land use-induced ecosystem changes (soil water flux, acidification, freeze-thaw cycle) to identify mechanisms of SIC transformations. Incubators customized for the field-observed conditions such as drainage, are used to approximate water-carbonate reactions closely, and periodic measurements of inorganic carbon in gas and water fluxes using stable isotopes will determine the potential rates and pathways of fluxes from SIC. Lab and field conditions will be simulated with coupled geochemistry and hydrology codes and the results compared to those from the lab and field to help improve our understanding of SIC processes. The proposal integrates geochemistry and hydrology with original methodologies involving field, lab, and modeled data for predictive understanding of rate, fate, and mechanisms of SIC transformations with land-use changes. The mentor (Dr. S. Trumbore) and the host institute (Max Planck Institute of Biogeochemistry in Jena, Germany) collectively bring expertise in isotopes and biogeochemical modeling, demonstrate excellent research and training track records, and comprise a research setting uniquely adapted to the project and the fellow.
Das Projekt "Photonmanagement im infraroten Spektralbereich^InfraVolt: Infrarot-Optische Nanostrukturen für die Photovoltaik^Teilvorhaben 'Effizienzsteigerung der Hochkonversion durch optische Mehrkomponenten-Nanostrukturen', InfraVolt: Infrarot-Optische Nanostrukturen für die Photovoltaik" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-5: Photovoltaik.
