Verbundprojekt InTeLekt Forschen für sichere und zuverlässige Elektrofahrzeuge

In Elektrofahrzeugen regeln Leistungsmodule die effiziente Energieversorgung des Antriebs, der Batterie und der Bordelektronik. Im Alltagsbetrieb sind diese Leistungsmodule hohen elektrischen und mechanischen Lasten ausgesetzt, die ihre Zuverlässigkeit gefährden und ihre Lebensdauer einschränken können.

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SAB Bröckskes GmbH & Co KG

Treston Deutschland GmbH

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Das Verbundprojekt „InTeLekt – Integrierte Prüf- und Testumgebung für Leistungselektroniken“, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms „IKT 2020 - Forschung für Innovationen“ über drei Jahre mit rund drei Millionen Euro gefördert wird, soll sicherstellen, dass Entwickler solche Gefährdungen in Zukunft schon beim Entwurf von Leistungsmodulen ausschließen und so die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Elektrofahrzeugen weiter verbessern können.

Die Ergebnisse des vorliegenden Projekts werden die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrieunternehmen im starken Wachstumsmarkt der elektrischen Fahrzeugantriebe unterstützen. Hohe Qualitäts- und Sicherheitsstandards für den elektrischen und elektrifizierten Antriebsstrang können so kostengünstig ermöglicht werden.

Forschungspartner aus Industrie und Wissenschaft

Partner in diesem Projekt, das unter der Federführung des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF im Dezember 2013 gestartet ist, sind die Automobilzulieferer Continental, Robert Bosch GmbH, Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG und ZF Friedrichshafen AG, die Ingenieurdienstleister Berner & Mattner Systemtechnik GmbH und Engineers Consulting GmbH sowie das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB und das Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) der RWTH Aachen University.

Neuartige Simulationsumgebung zur Beurteilung von Leistungsmodulen

Im Projekt InTeLekt soll eine neuartige Simulationsumgebung entstehen, die eine schnellere Beurteilung der Zuverlässigkeit und der Lebensdauer von elektronischen Leistungsmodulen ermöglicht. Hierzu werden an bestehenden Leistungsmodulen auftretende Fehler im Laborversuch analysiert, Fehlerursachen abgeleitet und in eine experimentelle und numerische Simulationsumgebung eingearbeitet. Zur Validierung werden die Leistungsmodule anschließend im Hinblick auf ihre Robustheit und Lebensdauer optimiert und in der Anwendung getestet.

Durch ein tiefergehendes Verständnis der Fehler- und Ausfallmechanismen von Leistungselektroniken kann künftig bereits in der Bauteilentwicklung die spätere Zuverlässigkeit und Lebensdauer bestimmt werden. Eine durchgehende Testumgebung kann auftretende Phänomene schnell experimentell und numerisch erfassen und hilft damit, Entwicklungszyklen erheblich zu beschleunigen.

Zuverlässigkeit und Lebensdauer sollen verlässlicher werden

InTeLekt wird mit seinen Ergebnissen den Forschungs- und Entwicklungsstandort Deutschland stärken. Die deutschen Zulieferer können das Simulieren, Prüfen und Testen von Leistungsmodulen unter kombinierten Betriebslasten zu einem Alleinstellungsmerkmal ausbauen und die Zuverlässigkeit und Lebensdauer verlässlicher als ihre Wettbewerber absichern. Zudem können die neuen Entwurfsverfahren Entwicklungszeiten verkürzen und Kosten sparen. Ebenso vereinfacht eine einheitliche integrierte Prüf- und Testumgebung das Einbinden von kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) in den Entwicklungsprozess, was Innovationen beschleunigen kann.

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