Elektronische Energiesysteme

Hochverfügbare und effiziente Energieumwandlung

Das Fraunhofer ISIT unterstützt die Energiewende und die Ausweitung der auf Leistungselektronik basierenden Energieumwandlung auf unternehmenskritische Anwendungen durch die Entwicklung von Hard- und Softwarelösungen, die eine extrem hohe Effizienz und Verfügbarkeit ermöglichen. Wide-Bangdap-Halbleiter (SiC und GaN) werden mit innovativen Leistungsmodul-Designtechniken und Gehäusetechnologien kombiniert, um leistungsstarke Leistungsschaltungen für Hybridnetze und Batterieintegration zu entwickeln. Darüber hinaus werden innovative Modulationstechniken und Steuerungsalgorithmen implementiert, um Verluste zu minimieren und die Lebensdauer durch zuverlässigkeitsorientierte Steuerung zu erhöhen. 

Die Herausforderung

Hybride Netze, die MVAC-, MVDC-, LVAC- und LVDC-Teilnetze umfassen, die mit intelligenten Transformatoren (insbesondere auf MMC-Basis) verbunden sind, sind die Zukunft des Energieverteilungssystems. Die Leistungselektronik breitet sich auf unternehmenskritische Anwendungen und Anwendungen mit hohen Ausfallkosten aus, wodurch der Bedarf an hochverfügbaren Stromrichtern mit integrierter Überwachung, lebensdauerverlängernden Steueralgorithmen und fehlertoleranten Strategien steigt.


Das Fraunhofer ISIT verfügt über eine einzigartige Expertise, die von der Chip- bis zur Systemebene reicht, einschließlich der Packaging- und Umrichterebene. Dies ermöglicht eine globale Optimierung des gesamten Systems für ultrahohe Effizienz und hohe Verfügbarkeit - bei kontrollierten Kosten.

Unsere Lösung

Unsere Forschungsthemen sind in drei Hauptforschungsbereiche unterteilt:

 

Aktive Zuverlässigkeit

  • Integration von Sensoren
  • Lebensdauermessung
  • Zuverlässigkeitsgesteuerte Kontrolle
  • Multichip-Leistungsmodule
 

Hybridnetze

  • Mittelspannungs-DC-Anwendungen
  • Neue Komponenten
  • Netzbildender Stromrichter
 

Batterieintegration

  • Ladestationen
  • Netzunterstützung
  • Bidirektionale Stromübertragung

Ihre Vorteile

Das Elektronische Energiesystem deckt ein breites Tätigkeitsfeld ab, das von Leistungsmodulen über Leistungssysteme und -netze bis hin zu Umrichtern reicht. In Zusammenarbeit mit unseren akademischen Partnern entwickeln wir Spitzenforschung, die auf einem gründlichen theoretischen Verständnis der betreffenden Phänomene beruht und durch experimentelle Validierungen in unseren drei Laboren unterstützt wird: ein Labor für Mittelspannungstests, eines für Niederspannungsexperimente und eines für Batterien.

Das Fraunhofer ISIT bietet theoretische und simulationsbasierte Analysen sowie experimentelle Charakterisierung und Tests von Energiekomponenten und -systemen in seinen Laboren an.

Erfahren Sie mehr über unsere Gruppe!

 

Pressemitteilung / 20.12.2021

Beginn einer wissenschaftlichen Zusammenarbeit: Neue Forschungsgruppe am ISIT und der CAU

Zuverlässige Antriebstechnologien, Energiespeicher und Wasserstoff als Energieträger für die Elektromobilität - um die Energiewende voranzutreiben, verstärken das Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie und die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) ihre Zusammenarbeit. Zu diesem Zweck haben die beiden Partner die Arbeitsgruppe "Elektronische Energiesysteme" neu ins Leben gerufen.

Die an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Universität Kiel angesiedelte Forschungsgruppe wird in der ersten Phase mit insgesamt fünf Millionen Euro gefördert - je zur Hälfte von der Fraunhofer-Gesellschaft und dem Land Schleswig-Holstein. Die beiden Partner verfolgen ehrgeizige Ziele: Bereits nach drei Jahren will die Arbeitsgruppe weitgehend selbsttragend sein. Die Gruppe Elektronische Energiesysteme wird von Professor Marco Liserre geleitet.