Stromrichter

Im Geschäftsfeldthema »Stromrichter« erforschen, entwickeln, erproben und testen wir neuartige leistungselektronische Bauteile, Schaltungen und Regelungsalgorithmen sowie innovative Aufbau-, Verbindungs- und Kühlkonzepte. Unser Ziel ist es, neue Maßstäbe zu setzen und fortschrittliche Ideen gemeinsam mit unseren Partnern aus Industrie und Forschung zur Marktreife zu bringen.

Innerhalb unserer Forschungsprojekte arbeiten wir kontinuierlich an der Steigerung von volumetrischen und gravimetrischen Leistungsdichten sowie an der Optimierung von Verlusten und Kosten in leistungselektronischen Systemen. Dabei treten im Kontext der Energie-, Verkehrs- und Wärmewende aufgrund begrenzt verfügbarer Ressourcen zunehmend Aspekte zur Erhöhung der Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit von Stromrichtern in den Vordergrund.

Wir sind spezialisiert auf die Entwicklung von kundenspezifischen Lösungen für Elektromobilitäts- und Ladeinfrastrukturanwendungen sowie Photovoltaik- und Speichersysteme bis hin zur Vorserie. Gemeinsam mit OEMs, deren Zulieferern und Herstellern von Komponenten und Subsystemen realisieren wir innovative und individuelle Lösungen für leistungselektronische Systeme.

Neben unserer breiten Expertise verfügen wir am Fraunhofer ISE über eine einzigartige und hochmoderne Laborinfrastruktur. Diese Basis ermöglicht es uns, die umfassenden Vorteile der nächsten Generation unserer innovativen Stromrichter auch in weiteren Anwendungen wie Industriestromversorgungen oder Luft- und Raumfahrtanwendungen zu etablieren.

Arbeitsgebiete

Im Thema »Stromrichter« beschäftigen wir uns mit folgenden Arbeitsgebieten:

  • Modellierung, Simulation und Konzeptstudien
  • Kundenspezifische Stromrichter
  • Neuartige Regelungsalgorithmen
  • Innovative Aufbau-, Verbinungs- und Kühlkonzepte
  • Zuverlässigkeit von leistungselektronischen Systemen
  • Hardware-in-the-Loop-Systeme

FuE-Leistungen

Leistungselektronik bildet eine äußerst umfangreiche Disziplin und umfasst die Fachrichtungen der Halbleiter-, Analog-, Digital-, Schaltungs-, Regelungs-, Kühlungs-, Aufbau- und Verbindungstechnik. Der technologische Fortschritt auf dem Gebiet der leistungselektronischen Bauelementen, insbesondere bei sog. Wide-Band-Gap-Halbleitern (z.B. SiC, GaN), ermöglicht immer effizientere, kompaktere und ressourcenschonendere Stromrichterlösungen. Unsere Expertinnen und Experten stellen sich täglich den damit verbundenen spannenden Herausforderungen.
Unsere Services umfassen u.a.:

  • Einsatz und Charakterisierung von Leistungshalbleiterprotoypen (z.B. SiC, GaN)
  • Kundenspezifische Stromrichterentwicklung vom Designkonzept bis zum Prototyp
  • Machbarkeits- und Konzeptstudien für Stromrichter
  • Modellierung, Simulation und Dimensionierung von Komponenten
  • Innovative Aufbau-, Verbindungs- und Kühlkonzepte
  • Modellierung, Simulation und Dimensionierung von Komponenten
  • Systemdesign einschließlich Konstruktion, Schaltpläne und Leiterplatten
  • Inbetriebnahme, Prüfung und Trouble-Shooting von Prototypen
  • Analyse, Charakterisierung und Optimierung von leistungselektronischen Schaltungen und Systemen
  • FEM-Simulation von elektrischen und magnetischen Feldern für die induktive Leistungsübertragung
  • Entwicklung konduktiver und induktiver Ladesysteme
  • Innovative Regelungstechnikkonzepte, Reglerdesign und Softwareentwicklung
  • Beratung und Gutachten zu leistungselektronischen Fragestellungen

Unser Fokus liegt auf der Reduzierung von Kosten, der Einsparung von Ressourcen und der Optimierung von Leistungsdichte und Regelungsleistung. Wir sind ein ebenso innovativer wie zuverlässiger Technologiepartner für die Entwicklung Ihrer Stromrichterlösung.

FuE-Infrastruktur

Für unsere Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten steht uns am Fraunhofer ISE diese Infrastruktur zur Verfügung:

Zentrum für Leistungselektronik und nachhaltige Netze

Mit den Labors Power Converters Lab, Digital Grid Lab, Multi-Megawatt Lab und Medium Voltage Lab stehen weltweit einzigartige Möglichkeiten für Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Leistungselektronik und dynamischen Netzregelung zur Verfügung.

 
 

Akkreditiertes Lab

TestLab Power Electronics

Prüfung und Charakterisierung von Stromrichtern bis in den Multi-Megawattbereich für Photovoltaik- und Batterieanwendungen, Blockheizkraftwerke und DC-Schnellladesäulen für die Elektromobilität.

Typische Messkampagnen betreffen hierbei Netzanschlussrichtlinien, Wirkungsgrade, temperaturabhängiges Derating sowie kundenspezifische Tests und Benchmarks.

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

mDC2H2

Entwicklung eines modularen Gleichstromsystems zur dezentralen Wasserstofferzeugung aus erneuerbaren Energien

 

HYBAT

Hybride Lithium-Ionen-Batteriespeicherlösung mit 1500 V-Systemtechnik, innovativem Thermomanagement und optimierender Betriebsführung

 

Power4re

Zuverlässige Umrichter für die regenerative Energieversorgung

 

Lade-PV

Entwicklung von fahrzeugintegrierter Photovoltaik für das On-Board-Laden von Elektro-Nutzfahrzeugen

Kontakt

Stefan Reichert

Contact Press / Media

Stefan Reichert

Stromrichter

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5476

Cornelius Armbruster

Contact Press / Media

Cornelius Armbruster

Hardwareentwicklung und innovative Schaltungstechnik

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5070

Benjamin Stickan

Contact Press / Media

Benjamin Stickan

Softwareentwicklung, Modellierung und Regelungstechnik

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-2125

Aktuelle Veröffentlichungen zum Thema »Stromrichter«: