idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
idw - Informationsdienst
Wissenschaft
Fraunhofer Institut eröffnet Zentrum für KFZ-Leistungselektronik und
Mechatronik (ZKLM) in Nürnberg
Gut 55 Millionen Automobile jährlich werden derzeit weltweit gebaut. Stattet
man nur 5 Prozent davon mit alternativen bzw. hybriden Antrieben aus, so
bedeutet dies mehrere Millionen Einheiten pro Jahr an leistungselektronischen
Hochleistungssystemen für Antrieb und Energiemanagement. Eine
neue Fraunhofer Einrichtung soll die Forschung in diesem Bereich forcieren
und widmet sich dazu speziell den Fragen der Systemintegration von
Leistungselektronik in komplexe mechanische Strukturen mit extremen
Umgebungsbedingungen. Erste Erfolge lassen bereits aufhorchen.
Das neue Zentrum für KFZ-Leistungselektronik und Mechatronik (ZKLM) in Nürnberg ist eine Außenstelle des Fraunhofer Instituts für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB) mit Sitz in Erlangen. Am 10. Juni 2005 - gut ein halbes Jahr nach dem Bezug der Räume in Nürnberg - erfolgt die offizielle Eröffnung.
Die Forscher am ZKLM entwickeln leistungselektronische Komponenten für Hybrid-, Brennstoffzellen- und Elektrofahrzeuge. Zwar sind heute bereits entsprechende Fahrzeuge am Markt verfügbar, deren Baugruppen sind allerdings einzeln im Motorraum untergebracht. Für die Erschließung eines breiteren Marktes ist die Industrie aber auf kompaktere und deutlich kostengünstigere Lösungen angewiesen. Hierfür favorisieren die Ingenieure des ZKLM eine mechatronische Vollintegration der Leistungselektronik in den Antriebsstrang.
Leistungselektronische Schlüsselkomponenten für künftig Fahrzeuge sind der Umrichter für den Elektromotor im Antriebsstrang aber auch Hochleistungs-Spannungswandler. Auf beiden Anwendungsfeldern verhindern die extremen Anforderungen der Automobiltechnik im Hinblick auf Betriebstemperaturbereich, Zuverlässigkeit und Leistungsdichte die Anwendung vieler klassischer Lösungsansätze der Leistungselektronik und machen noch enorme Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen auf dem Weg zu systemintegrierten Lösungen erforderlich. Genau dahin zielen die Forschungsarbeiten am ZKLM, Schwerpunkte liegen u.a. auf Fragen der mechatronischen 3D-Integration von Leistungselektronik, der Integration von passiven Bauelementen und Sensoren, der Hochtemperaturelektronik, der Aufbau- und Verbindungstechnik, des thermischen Managements und der Systemzuverlässigkeit.
Die Einrichtung unter der Leitung von Dr. Martin März entstand aus einer Arbeitsgruppe des Fraunhofer IISB, die bereits seit Jahren erfolgreich mit namhaften europäischen Automobilherstellern und Kfz-Zulieferern kooperiert. Der Etat des ZKLM umfaßt bis 2008 rund 6 Mio. Euro. Gut die Hälfte davon bringen die Industrie und das Fraunhofer IISB auf, den Rest trägt der Freistaat Bayern mit Mitteln aus der EU-Ziel-2 Förderung. Bis 2008 ist ein personeller Aufbau auf 16 Ingenieure plus Tech¬niker und wissenschaftliche Hilfskräfte geplant.
Das ZKLM vereint langjähriges Expertenwissen mit einer technischen Ausstattung, die höchsten Ansprüchen genügt. Vom "European Center for Power Electronics (ECPE)" (www.ecpe.org), einem Netzwerk von führenden europäischen Unternehmen der Leistungselektronik, wurde das ZKLM zum "Competence Center Automotive" gewählt. Gemeinsame Forschungsprojekte sind gestartet und zielen auf einen integrierten Umrichtermotor für einen KFZ-Hybridantrieb.
Ein erstes Funktionsmuster eines entsprechenden Umrichtermotors mit einer Leistung von gut 40kW konnte bereits im Jahr 2003 am Fraunhofer IISB realisiert
und vorgestellt werden. Derzeit befindet sich am ZKLM die 2. Generation in der Erprobungsphase und die 3. Generation in der Konzeptphase.
Eine zweite Arbeitsgruppe des ZKLM befaßt sich mit der Entwicklung von hocheffizienten und kompakten Spannungswandlern im Leistungbereich von 500W bis 100kW. Auch für diese Wandler gilt in Kraftfahrzeugen die Forderung nach sehr hohen Leistungsdichten im Bereich von 5...20kW/dm3. Dies erfordert neue Ansätze in den Bereichen Schaltungstopologien, Aufbautechnik und Entwärmung. Ein von den Ingenieuren des ZKLM entwickelter Hochleistungs-DC/DC-Wandler (65kW) für den Einsatz in Brennstoffzellenfahrzeugen und zur Ankopplung von sogenannten SuperCaps als elektrische Energiespeicher ist bereits erfolgreich bei verschiedenen Projektpartnern im Einsatz.
Dr. März: "Die erzielten Erfolge zeigen deutlich, dass wir mit unserer Arbeit auf dem richtigen Weg sind. Wir suchen bewußt die Nähe zur Industrie und setzen auf den Rückkopplungseffekt für eine effektive, am Ziel orientierte Zusammenarbeit." Leitgedanke ist, den Kunden vom Kleinunternehmen bis zum Automobilhersteller eine bestmögliche Unterstützung bei der Entwicklung komplexer Leistungselektroniksysteme zu bietet. Begleitend dazu wird ein breites Spektrum an Dienstleistungen und regelmäßigen Fachseminaren angeboten.
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Elektrotechnik, Energie, Verkehr / Transport
überregional
Buntes aus der Wissenschaft, Organisatorisches
Deutsch
Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.
Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).
Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.
Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).
Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).
