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Weltmeisterschaft in Frankreich: "Auto Cove 2.0" auf dem Forum für berufliche Exzellenz in Lyon
Vom 10.-12.09.2024 war Dr. Andreas Ziegler in Lyon beim renommierten Forum on Vocational Excellence 2024, um das Projekt „Auto Cove 2.0“ zu repräsentieren. Es war eine wunderbare Gelegenheit, bestehende Projektpartner und die Leitung wieder persönlich zu treffen und sich auszutauschen.
Besonders spannend war es, andere CoVE-Projekte der EU kennenzulernen und wertvolle Einblicke in deren innovative Ansätze und Lösungen zu erhalten. Das Forum bot eine Plattform für zeitgemäßes Lernen und brachte Pädagogen, Regierungsvertreter und Branchenführer zusammen, um bewährte Praktiken und gemeinsame Herausforderungen zu diskutieren.
Einige Highlights des Forums:
- Erfahrungsaustausch: Inspirierende Diskussionen und innovative Lösungen.
- Matchmaking: Vernetzung mit CoVE-Initiativen auf nationaler und internationaler Ebene.
- Demonstrationen der Wirkung: Einblicke in die nachhaltigen Erfolge der CoVEs der letzten fünf Jahre.
Begleitend dazu fand die 47. WorldSkills-Weltmeisterschaft statt, was den Teilnehmern die einmalige Gelegenheit bot, die außergewöhnlichen Fähigkeiten der Finalisten hautnah zu erleben.
Wir freuen uns, mit „AutoCove 2.0“ die Zukunft der beruflichen Bildung gemeinsam zu gestalten und die Erkenntnisse aus Lyon in unsere Arbeit einfließen zu lassen.
Vorbereitung einer Ausdehnungsmessung im Labor
Im Rahmen seiner Masterarbeit untersucht Sebastian Breitfelder in einer Referenzmessungen eine der extra für das Forschungsinstitut hergestellte Pouch-Batteriezellen. Bei konstanten 25°C wird die physikalische Ausdehnung der Zellen gemessen, die im Mikrometer-Bereich liegt. Die Vorbereitungen hierfür werden in diesem Video zusammengefasst. Ein Sensor tastet die Batterie an verschiedenen Stellen ab, um insbesondere die Inhomogenität der Ausdehnung während des Ladeprozesses zu analysieren. Ein zentraler Computer steuert alle Messgeräte und empfängt die Daten. Unterstützt wird Sebastian Breitfelder bei der Versuchsvorbereitung von Sebastian Gielinger, einem der wissenschaftlichen Mitarbeiter des TTZ-EMO.
So können unsere Kunden den wirtschaftlichsten Stromrichter-Filter ermitteln
Andreas Wist und Tobias Haas aus unserer Arbeitsgruppe Leistungselektronik im Standort Schweinfurt nahmen an der ECCE Europe in Darmstadt teil. Eines der Highlights war die Präsentation des Posters "Comparison of Different Core Geometries for the Reduction of Components of a Filter for Power Converter Applications" von Andreas Wist. Die Arbeit zeigt verschiedene Geometrien und die Möglichkeiten den damit verbundenen Material- und Komponenten-Einsatz zu verringern. Dies lässt sich direkt in wirtschaftliche Vorteile umsetzen, zum Beispiel für unsere Kunden in der Elektrotechnik und dem wachsenden Markt der E-Mobilität!
Natürlich sind gerade die Kontakte auf so einer Fachtagung hochwertig und hilfreich für zukünftige Kooperationen und auch Marktpositionierung. Denn dank der Teilnahme an Fachtagungen wie der ECCE Europe stärken wir unsere Rolle als Technologie-Vorreiter und unterstützen unsere Kunden dabei, ihre Produkte effizienter und nachhaltiger zu gestalten.
Ankündigung des 4. Netzwerktreffens am TTZ-EMO in Schweinfurt
Einladung zum Fach- und Netzwerkaustausch für Interessierte aus Wissenschaft, Industrie, Dienstleistung und Politik
Wir freuen uns, das 4. Netzwerktreffen des Technologietransferzentrums Elektromobilität (TTZ-EMO) der THWS am 10. Oktober 2024 ankündigen zu dürfen. Diesmal wird das Treffen in den Räumen der THWS Schweinfurt stattfinden. Wir wollen an den Erfolg der vergangenen Jahre anknüpfen und den Austausch weiter intensivieren.
Das TTZ-EMO, unter der Leitung von Professor Dr. Ansgar Ackva und Professor Dr. Joachim Kempkes, hat sich seit 2012 zu einer führenden Forschungseinrichtung in den Bereichen Leistungselektronik, Batterie- und Energiesysteme, Regelungstechnik und elektrische Maschinen entwickelt. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer erwartet ein Programm mit einem Überblick über die neuesten Fortschritte des TTZ-EMO, Laborbesichtigungen in den vier Schwerpunktbereichen des Zentrums und Posterwände zu Master- und Doktorarbeiten. Das Netzwerktreffen bietet die Möglichkeit, sich über aktuelle Forschungstrends und technologische Fortschritte auszutauschen sowie natürlich neue und alte Kontakte zu pflegen. Gemeinsam können wir die elektrische Energietechnik und Elektromobilität weiter voranbringen.
Um die Veranstaltung optimal vorbereiten zu können, bitten wir Sie bis zum 27. September 2024 ihre Teilnahme unter https://terminplaner4.dfn.de/AnmeldungNetzwerktreffen2024 zu bestätigen. Bitte leiten Sie gerne diese Einladung an interessierte Kollegen in Ihrem Unternehmen weiter. Für Rückfragen wenden Sie sich bitte an ttz-emo@thws.de oder Tel. +49 931 3511-6701.
Auf den inspirierenden und erfolgreichen Austausch auf dem 4. Netzwerktreffen des TTZ-EMO am 10. Oktober 2024 um 16:00 Uhr in der Ignaz-Schön-Str. 11, 97421 Schweinfurt freuen sich die Professoren und Mitarbeiter des TTZ-EMO.
Erfolgreiches Treffen zwischen TTZ-EMO Wissenschaftlern und Schaeffler zu innovativen Prüfverfahren
Die herausragende Masterarbeit von Sebastian Gielinger über ein Inlineprüfverfahren hat die Aufmerksamkeit von Schaeffler Bearings & Industrial Solutions auf sich gezogen. Diese Anerkennung führte zu einem produktiven Austausch zwischen den Experten beider Seiten. In der vergangenen Woche traf sich dafür Sebastian Gielinger und sein damals betreuender Professor Dr. Gunther Bohn mit Peter Liebhardt und Markus Hein aus die Abteilung Qualitätsmanagement im Optik-Labor der THWS in Schweinfurt. Sebastian Gielinger begann das Treffen mit einer umfassenden Präsentation seiner Masterarbeit. Er erläuterte die Motivation hinter der Arbeit, deren theoretische Grundlagen sowie den praktischen Aufbau und die Durchführung des Prüfverfahrens. Hierbei ergab sich bereits einiger Austausch, da Schaeffler stets an einer Optimierung ihrer Prüfverfahren interessiert ist. Im Anschluss daran konnte noch der Versuchsaufbau begutachtet werden, der teilweise von der Hochschule selbst aufgebaut worden war. Auch hier ergab sich wieder ein spannender Dialog mit den Erfahrungen und Problemstellungen aus der Praxis eines Weltkonzerns. Herr Liebhardt und Herr Hein skizzierten einige der vorhandenen und auch der verworfenen Prüfverfahren und führten auch die wirtschaftlichen Aspekte vor Augen, unter denen ein Prüfverfahren ebenfalls bestehen muss. Herr Liebhardt lud abschließend zu einem Gegenbesuch in den Laboren der Firma Schaeffler ein, um das vielversprechende Gespräch fortzusetzen.
Das TTZ-EMO ist stolz auf die beispielhafte Arbeit von Sebastian Gielinger und die konstruktiven Gespräche und wir bedanken uns bei der Firma Schaeffler für ihr Interesse.
Wissenschaftlicher Mitarbeiter Sebastian Gielinger für Masterarbeit ausgezeichnet
Das TTZ-EMO beweist damit wieder einmal, welche ausgezeichneten Wissenschaftler es beschäftigt. Dank ihrer Kompetenzen kann es auch über den Tellerrand hinausschauen. Sebastian Gielinger wurde von der Schaeffler FAG Stiftung mit dem „Innovation Award“ für seine Masterarbeit „Investigation eines Inlineprüfverfahrens zur Untersuchung zylindrischer Oberflächen mittels Deflektometrie“ ausgezeichnet. Bei dem untersuchten Prüfverfahren werden zylindrische Oberflächen, wie sie bei der Herstellung von Wälzkörpern für Zylinderrollenlager gefertigt werden, von einer pulsierenden LED-Matrix beschienen. Mit Hilfe einer dazu synchronen Kamera werden die Oberflächen in Kombination mit Verfahren aus dem Bereich der Deflektometrie untersucht und anschließend digital am PC rekonstruiert. Das Thema stammt aus dem Bereich der zerstörungsfreien optischen Inspektionstechnik. Jedoch auch in der Batterieforschung gibt es Ansätze für Vermessungen mittels Lichtwellen. Sebastian Gielinger setzt seine Forschung in diesem Bereich im Rahmen seiner Promotion fort.
Die feierliche Preisverleihung fand im Juli in Schweinfurt statt und das TTZ-EMO gratuliert Sebastian zu dieser besonderen Auszeichnung!
Verbesserte NVH-Simulation für bessere Elektromotoren auf der Speedam 2024 vorgestellt
Bei Induktionsmaschinen sind die magnetischen Flussdichtewellen stark vom Betriebspunkt abhängig und können zu Kraftdichteordnungen führen, die das NVH-Verhalten (Noise, Vibration, Harshness) negativ beeinflussen.
Marcel N. Heilmann, aus der Arbeitsgruppe Elektrische Maschinen, stellte auf der diesjährigen Fachtagung Speedam 2024 in Italien seine neueste Arbeit hierzu vor: „Improved calculation of the force density in the air gap of a squirrel cage induction machine for NVH simulation“ (Autoren: M. N. Heilmann, R. Steckel, M. Schuler, D. Keller, M. Herranz Gracia und J. Kempkes).
Um ein geräuschoptimiertes Design von Traktionsmaschinen zu erreichen, ist es wichtig, die Mechanismen hinter den Geräuschen zu verstehen. Das vorgestellte Papier diskutiert Simulationsempfehlungen für die Finite-Elemente-Methode, um ein betriebspunktabhängiges Auswertefenster für die Fourier-Analyse zur genauen Berechnung der Kraftdichte- und magnetischen Flussdichtewellen zu entwickeln. Zusätzlich wird die Rechenzeit verkürzt und eine signifikante Erhöhung der Simulationsgenauigkeit erreicht. Denn eine genaue, reproduzierbare und schnelle Berechnung der Kraftdichte im Luftspalt von elektrischen Maschinen ist entscheidend für ein multiphysikalisch optimiertes Design von Traktionsmaschinen. Daher werden aus den detaillierten analytischen Überlegungen auch Simulations-Empfehlungen abgeleitet.
Marcel N. Heilmann dankt seinen Mitautoren und allen, die zu den wertvollen Diskussionen und dem intensiven Austausch beigetragen haben und unterstreicht die Bedeutung kollaborativer Forschung und Innovation.
Die Konferenz mit dem vollständigen Namen 2024 International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM) fand vom 19. bis 21.07. in Neapel statt. Die Teilnehmer kamen auch in diesem Jahr wieder von Forschungseinrichtungen aus der ganzen Welt.
Batterie-Forschung ohne Angst vor Kostenexplosion
Das TTZ-EMO hat einen großen Meilenstein im öffentlich geförderten Projekt „Bat2Life“ erreicht. Nach Monaten der Recherche und der Beschaffung wurde endlich der Pufferspeicher von Grass Power Electronics GmbH geliefert und angeschlossen. Der Speicher besteht aus 22 miteinander verschalteten Batterie-Modulen von Mercedes, welche insgesamt eine Energie von 204 kWh zur Verfügung stellen können. Dies entspricht dem Energieinhalt von mehr als drei E-Auto Batterien, z.B. des VW ID.3 in der Basisversion. Dank dieses neuen Pufferspeichers wird bei Batterietests mit hohen Leistungen, wie sie im TTZ-EMO künftig öfter durchgeführt werden, der Netzanschlusspunkt unserer Hausinfrastruktur entlastet. Durch eine intelligente Regelung gewährleistet der Pufferspeicher stets genügend Leistung, jedoch ohne dass dabei eine Überlastung des Netzanschlusspunkts stattfindet. Darüber hinaus lässt sich der Pufferspeicher auch zum Peak Shaving nutzen. Da sich die Stromkosten bei Industriekunden oft nach einem Jahresspitzenwert richten, zahlt sich dies tatsächlich aus. Denn durch eine intelligente Regelung des Pufferspeichers kann dieser Jahresspitzenwert geringgehalten werden, was eben echte Kosten spart.
Wissenschaftlicher Austausch zu elektrische Energietechnik und Elektromobilität
Am 02. und 03. August fand an der Hochschule Coburg das wissenschaftliche Kolloquium für elektrische Energietechnik und Elektromobilität (WiKE³) statt. Dieses Event vereint Professoren und Doktoranden der Hochschulen Aschaffenburg, Coburg, Nürnberg und Würzburg-Schweinfurt und bietet eine Plattform zur intensiven wissenschaftlichen Bearbeitung relevanter Forschungsthemen rund um Elektromobilität, nachhaltige Energieversorgung und deren technologische Umsetzung.
In diesem Jahr präsentierte das TTZ-EMO vier spannende Vorträge. Daniel Keller sprach über die multiphysikalische Untersuchung elektrischer Antriebe, Tobias Haas ging auf Common Mode Störungen an Mittelspannungstransformatoren ein. Sebastian Gielinger stellte die interferometrische Ausdehnungsmessung von Lithium-Ionen-Zellen vor, während Hendrik Schiefhauer eine bivariate Polynomapproximation von Flussverkettungen in permanenterregten Synchronmaschinen präsentierte.
Nach den Vorträgen gab es konstruktives Feedback der Professoren, anregende Diskussionen und intensiven Erfahrungsaustausch. Neben den Vorträgen bot das Wike³ auch eine Laborführung durch die Fakultät für Elektrotechnik, Workshops sowie eine gesellige Abendveranstaltung. Insgesamt eine hervorragende Veranstaltung auf einem hohen wissenschaftlichen Standard, die zum interinstitutionellen Austausch beiträgt.
Das Kolloquium zeichnet sich durch seine wissenschaftliche Breite und Tiefe aus: 11 Fachhochschulprofessuren und ca. 25 wissenschaftliche Mitarbeiter, von denen 20 in kooperativen Promotionsverfahren mit 15 Universitätsprofessoren von 10 Universitäten arbeiten, führen einen regen Austausch. Die Veranstaltung, die alle sechs Monate stattfindet, bietet Gelegenheit zur Präsentation aktueller Forschungs- und Industrieprojekte.
Abschied mit elektrischen Maschinen und leuchtenden Bällen
Nach 54 Semestern an der Hochschule Würzburg-Schweinfurt tritt Herr Prof. Dr. Joachim Kempkes im Herbst in den wohlverdienten Ruhestand. Dies nahm er als Anlass, ein besonderes Ereignis für seine Kollegen und Studierenden zu organisieren: Am 30. Juli fand eine Besichtigung des Würzburger WVV-Betriebshofs statt, gefolgt von einem geselligen Team-Event im Bahnengolfzentrum Schweinfurt.
Während der Besichtigung gewährte die WVV den interessierten Teilnehmern Einblicke in die alternde Straßenbahn-Flotte und verdeutlichte die Herausforderungen, die der historische Stadtkern und die Kessellage mit sich bringen. Anschließend traf sich die Gruppe zum Abendessen und Golfen in Schweinfurt.
In diesem Rahmen wurde Prof. Kempkes feierlich der von allen Teammitgliedern unterschriebene Besen überreicht, mit dem er doch bitte nach Verlassen sein Büro reinigen möge. Darüber hinaus erhielt er das erste Merchandising-Produkt „seiner“ Arbeitsgruppe Elektrische Maschinen: eine Uhr mit dem EM-Logo, sowie Tickets für die Bamberger Symphoniker. Prof. Ackva bedankte sich bei seinem langjährigen Kollegen für dessen Engagement an der THWS und dem TTZ. Prof. Kempkes nutzte die Gelegenheit, um sowohl einen Rückblick auf die vergangenen Jahre zu geben als auch optimistisch in die Zukunft zu schauen und sich bei allen Anwesenden zu bedanken. Danach wurden die Golfschläger geschwungen, was dank leuchtender Bälle bis in die Nacht hinein möglich war.
TTZ-EMO baut Elektromobilität aus: VW ID.4 als neues Forschungsfahrzeug
Im Rahmen des EU-Projekts „AutoCove2.0“ hat das TTZ-EMO einen voll elektrischen VW ID.4 als Forschungsfahrzeug erworben. Das Mittelklasse-SUV mit 150kW Leistung und einer Höchstgeschwindigkeit von 160km/h bietet eine ideale Plattform für Forschung und praxisnahe Anwendungen. Das Fahrzeug ermöglicht unabhängige detaillierte Studien zu Themen wie die Auswirkungen von Temperatur auf Ladezyklen und Batterielebensdauer, eine Langzeitdatenerfassung von Fahrprofilen für State of health-Ermittlung sowie Systemtest an eigenentwickelten Testgeräten. Diese praxisnahen Erkenntnisse sind wichtig für die Entwicklung effektiver Lösungen in der Elektromobilität. Das Projekt „AutoCove2.0“ zielt darauf ab, Kompetenzlücken im Arbeitsmarkt zu identifizieren und hochqualifizierte Fachkräfte wie Mechaniker, Fahrzeugverkäufer und Ingenieure mit modernem Wissen auszustatten. Dies stärkt die Wettbewerbsfähigkeit und Innovationskraft der Unternehmen. Mit dem neuen Forschungsfahrzeug und dem Engagement im Projekt „AutoCove2.0“ zeigt das TTZ-EMO seine führende Rolle in der Elektromobilität. Unternehmen in der Kfz-Branche sind eingeladen, diese Erkenntnisse und Technologien zu nutzen, um wettbewerbsfähig und zukunftssicher aufgestellt zu sein. Kontaktieren Sie hierfür das TTZ-EMO für weitere Informationen und Partnerschaften.
Geschäftsmodelle unter der Haube der Elektromobilität
Neben der Theorie wird am TTZ-EMO auch im eigenen Labor stets kräftig daran gearbeitet, die Forschung zu überprüfen und zu belegen. Und nun kann hier – neben den vielen bisherigen Möglichkeiten – auch geschweißt werden. Denn die Anforderungen an die leitenden Verbindungen zwischen den Zellen eines Batteriemoduls sind umfangreich: Stabil, leitend, vibrationsfest aber dabei immer noch einfach lösbar. Punktschweißen erfüllt diese Vorgaben. Damit kann das TTZ-EMO nun weitgehend eigenständig Batteriemodule herstellen.
Die Forscher halten es durchaus für möglich, dass sich sozusagen „unter der Haube“ der Elektromobilität ganz neue Tätigkeiten, ja sogar Geschäftsmodelle, entwickeln. Von der Möglichkeit nun selbst umfangreich Batteriemodule herstellen und deren Verhalten untersuchen zu können, werden neue Erkenntnisse und Forschungsansätze erwartet, die das TTZ-EMO auch gerne mit Projektpartnern aus der Industrie ausarbeitet.
Sein Wissen über das Punktschweißen von Zellen wird das Institut insbesondere in dem EU geförderten Ausbildungsprojekt „AutoCove 2.0“ vermitteln. Hier lernen Fachkräfte wie Mechaniker, Fahrzeugverkäufer und Ingenieure der Automobilindustrie wichtige Grundlagen der Elektromobilität.
Folgen Sie dem TTZ-EMO und erfahren Sie, welche weiteren Möglichkeiten es bietet, um Forschungs- und Entwicklungsprojekte der Industrie zu unterstützen.
TTZ-EMO tritt dem innovativen maritimen Netzwerk "YachtConnect" bei
Das Technologietransferzentrum Elektromobilität (TTZ-EMO) hat seine Teilnahme am neu gegründeten Innovationsnetzwerk „YachtConnect“ bestätigt. Dieses Netzwerk zielt darauf ab, die maritime Industrie durch fortschrittliche und nachhaltige Technologien zu revolutionieren.
„YachtConnect“, im April 2023 gegründet, bringt führende Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammen, um die nächste Generation maritimer Technologien zu entwickeln. Schwerpunktbereiche umfassen Künstliche Intelligenz (KI), Energieeffizienz, Digitalisierung und neue Werkstoffe. Prof. Dr.-Ing. Ansgar Ackva, Institutsleiter des TTZ-EMO, begrüßt die Zusammenarbeit. Dem Institut, das im Netzwerk von Prof. Dr.-Ing. Henning Kasten vertreten wird, ermöglicht die Teilnahme an YachtConnect, dass es seine Expertise in elektrischer Energietechnik und Elektromobilität nun auch in den maritimen Sektor einbringen kann. Das TTZ-EMO wird von dem intensiven Technologie- und Wissensaustausch sowie Zugang zu neuen nachhaltigen Marktsegmenten profitieren. Die Mitgliedschaft stärkt die Position des Zentrums im Bereich maritimer Innovationen, was sich auch in anderen Anwendungsbereichen niederschlagen wird.
Kostenübernahme für Auslandspraktikum in Bildungsprojekt AutoCove2.0
Das TTZ-EMO bietet angehenden Ingenieurinnen und Ingenieuren 2025 ein 20 wöchiges studentisches Praktikum in Estland und 2026 in Litauen an. Für jeweils drei Studenten übernimmt das TTZ-EMO im Rahmen des Projektes AutoCove 2.0 sowohl die Reisekosten, wie auch Verpflegung und Unterkunft. Und dazu gibt es sogar noch ein Taschengeld. Der Fokus des Projektes ist die Entwicklung neuer Fähigkeiten in der Automobilindustrie, um dem Klimawandel zu begegnen und nachhaltiges Wachstum zu sichern. Dafür müssen die Ausbildungen in den Bereichen Kfz-Mechanik, Fahrzeugverkauf und -ingenieurwesen modernisiert werden, um Fachkräfte mit aktuellem technologischen Wissen auszubilden.
Interessierte können sich gerne an Michael Seefried wenden unter:
batteriesysteme.ttz-emo[at]thws.de
Elektromobilität entdecken: Inspirierende Workshops für Schüler des Rhön Gymnasiums
Im Labor der Arbeitsgruppe Batteriesysteme wurde mit zwei Gruppen von Elftklässlern Workshops durchgeführt: Sebastian Breitfelder, der am TTZ an seiner Masterarbeit forscht, hatte einen Versuch zu Solarzellen vorbereitet, in dem grundlegende Betriebseigenschaften ermittelt wurden, wie z.B. der Maximum Powerpoint. Dieser ist in der Anwendung wichtig für den Aufbau einer realen Solar-Anlage, um ihre maximale Effektivität herauszufinden. Da Sebastian bereits Studienbotschafter ist, um Schülern das Elektrotechnik-Studium zu erklären, hat er bereits Übung in der Umsetzung und Kommunikation. Trotzdem – oder genauer gesagt: genau deswegen – investierte er etwa zwei Wochen in die Vorbereitung der Workshops. Dabei hat auch er wieder hinzugelernt, wie er Schüler an Fragestellungen heranführen kann und die Aufgaben didaktisch zielführend umsetzt. Diesmal hatte er auf ein selbst zu erarbeitendes Experiment gesetzt, bei dem die Schüler den Versuch nur anhand einer Beschreibung selbständig durchführten. Selbstverständlich war Sebastian jedoch stets mit Rat und Tat zur Stelle, um die nicht geläufigen Bezeichnungen und Geräte des Labors zu erklären.
In einem weiteren Workshop hat Sebastian Gielinger mit motivierten Schülern einen Versuch durchgeführt, in dem sie mit einem Multimeter die Ladung einer Batterie maßen. Die Erkenntnisse daraus lassen sich im Großen auf das Laden von Elektro-Autos übertragen. Dabei berechneten sie auch den Wirkungsgrad von Batterien, der bei über 90% liegt. Abschließend konnte die Gruppe mit einer Wärmebildkamera beobachten, wie ein Widerstand Strom in Wärme umwandelte, während die Batterie selbst kühl blieb.
Im Labor der Arbeitsgruppe Leistungselektronik wurde den Gymnasiasten von Dr. Martin Hofmann und Fabian Bayer die Funktion eines Elektromotors erklärt und dieser auch gleich vermessen. Ebenso wurde die umgekehrte Anwendung, nämlich als Generator zur Stromerzeugung demonstriert. In Fahrzeugen wird diese Funktion als Rekuperation bezeichnet, um vorhandene Bewegungsenergie wieder in elektrische Energie zurückzuwandeln. Für die Demonstration dieser Umwandlung durfte ein Schüler am Generator so schnell kurbeln, bis die angeschlossene Glühbirne tatsächlich überlastet war und der Glühfaden schmolz.
Eine zweite Gruppe bearbeitete mit Sebastian Raab und Julian Endress der Leistungselektronik ebenfalls das Thema Wirkungsgrad des Antriebsstrangs von E-Autos. Zur Verbildlichung erklärten die Forscher zuerst, wie der notwendige, als Stellglied fungierende Wechselrichter funktioniert, um den Strom der Batterie überhaupt geregelt an den E-Motor zu bringen. Hier nutzten sie das Bild eines Stausees, der sein Wasser nicht auf einmal, sondern über ein Wehr (entspricht dem Wechselrichter) an eine Wassermühle leitet. Danach ermittelte die Gruppe den Mittelwert des übertragenen Stroms und stellte so fest, dass der Wirkungsgrad eines E-Autos, bestehend aus den hohen Wirkungsgraden von Batterie, Wechselrichter und E-Motor, mit guten 90% weit jenseits des Wirkungsgrads eines Verbrenner-Autos (20%-40%) liegt. Ein weiteres spannendes Thema war der Aufbau und die Funktionsweise von Halbleiterschaltern, die millionenfach in Chips verbaut das heutige Leben mit Smartphone, Computer und Internet überhaupt erst möglich machen.
Insgesamt war dieser erste Workshop-Tag mit dem Rhön Gymnasium Bad Neustadt ein toller Startpunkt für mögliche weitere Veranstaltungen, so dass das Technologietransferzentrum E-Mobilität auch Jugendlichen und jungen Erwachsenen der Region Einblick in den Stand der Entwicklungen geben kann.
Besuch der Arbeitsgruppe Leistungselektronik bei Siemens und Valeo, Erlangen
Die Arbeitsgruppe Leistungselektronik aus dem Technologie-Transfer-Zentrum E-Mobilität (TTZ-EMO) Bad Neustadt und Schweinfurt besuchte unter der Leitung von Andreas Wist und Tobias Haas gemeinsam mit interessierten Studenten die Standorte der Firmen Siemens und Valeo in Erlangen.
Im mehrfach preisgekrönten Gerätewerk Erlangen von Siemens erfolgt Entwicklung und Test von Leistungselektronikkomponenten. Beispielsweise können die Produkte an einem Power in the Loop (PiL) Prüfstand auf ihre Funktionsweise und Effizienz geprüft werden. Dabei handelt es sich um Leistungsklassen bis zu einigen Megavoltampere. Des Weiteren wurde der Arbeitsgruppe die automatisierte Platinenfertigung gezeigt, in der Siemens industrielle Steuerungen nicht nur herstellt, sondern diese auch gleich in der eigenen Steuerungstechnik der Produktion selbst einsetzt. Diese beinhaltet die komplette Fertigung der Platinen bis zum Versand, der mit Hilfe von selbstfahrenden Robotern beliefert wird.
Ein weiterer Teil der Führung behandelte das Thema der Arbeitssimulation von z.B. Dreh- und Fräsmaschinen. Hierzu werden Maschinen virtuell nachgebaut und der Betrieb mit verschiedenen Werkzeugen und Werkstücken insbesondere unter Einbeziehung physikalischer Kräfte simuliert. Dieses virtuelle Prototyping ermöglicht es potenzielle Grenzbereiche der konstruierten Maschine vorab und ohne jeglichen Materialeinsatz oder Fertigungsaufwand rechtzeitig zu erkennen und zu optimieren. Genauso können hieraus Verbesserungen hinsichtlich Ergonomie und Handling abgeleitet und konstruktiv berücksichtigt werden.
Anschließend besuchte die Exkursionsgruppe Valeo, die in Erlangen Motorsteuerungen für verschiedene Fahrzeug-Hersteller konzipieren. Es wurde erklärt und gezeigt, wie der meist mehrjährige Prozess von der Planung bis zur Serienfertigung eines neuen Steuergeräts für E-Fahrzeuge abläuft, u.a. mit den Tests von Soft- und Hardware, der Untersuchung von Halbleitermodulen sowie umfangreichen Messungen zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV). Und in der umfangreichen Testumgebung wurden den Teilnehmern verschiedene Aufbauten gezeigt, von simulierten Motoren und Aktuatoren bis hin zum kompletten Fahrzeugprüfstand für aufgebaute Vorserienmodelle.
Die EMV ist ein Teil der aktuellen Forschung am TTZ-EMO. Denn die Verwendung neuer Halbleitertechnologien wie Siliziumcarbid und Galliumnitrid können zwar Vorteile für die Effizienz bieten, allerdings erzeugen sie auch hochfrequente Störungen. Somit sind Entwickler dazu gezwungen, sich mit dem Thema EMV vermehrt auseinander zu setzen, wofür sie auch die Unterstützung des TTZ-EMO in Anspruch nehmen. Den Teilnehmern wurde im Rahmen des Besuchs bei Valeo eine EMV-Kammer mit den zugehörigen Messinstrumenten gezeigt, wodurch der Umfang und die praktische Bedeutung der Thematik verdeutlicht wurde.
Den hohen Aufwand und die ausgeklügelten Testsysteme beider Firmen in dieser Größenordnung zu sehen war für die Exkursionsteilnehmer spannend. Die Hochschule und das TTZ-EMO bedanken sich für diese Einblicke.