Nachhaltige Ladeelektronik auf Basis flexibler leistungselektronischer Bausteine und Recyclingstrategien (NachLadBaR)

Abstract

Das Forschungsvorhaben NachLadBaR hat Technologien für eine intelligente, zuverlässige und nachhaltige Ladeinfrastruktur für stationäre und mobile Anwendungen erforscht und deren Potential anhand eines Demonstrator Schnellladesystems als „Use-Case“ demonstriert. Dazu wurden von den Projektpartnern vier Umrichtereinheiten als flexible leistungselektronische „Power Electronic Building Blocks“ (PEBBs) entwickelt, die untereinander herstellerübergreifend sowie generations- und technologieübergreifend erfolgreich zu einer Ladeelektronik kombiniert werden konnten. Dies wurde im Realbetrieb gezeigt. Durch die unterschiedliche Kombination von PEBBs konnte ein weiter Strom-, Spannungs- und Leistungsbereich ressourceneffizient abgedeckt und die Entwicklungskosten stark reduziert werden. Die Möglichkeit PEBBs modular auszutauschen ermöglicht darüber hinaus den Einsatz von prädiktiver Wartung sowie Austausch, Recycling und 2nd-Life Strategien, welche hier erstmalig erforscht und demonstriert wurden. Dazu wurden Monitoringverfahren sowie intelligente Betriebsstrategien entwickelt, die es ermöglichen die PEBBs sicher und zuverlässig bis zu einer kritischen Alterung zu betrieben. Hierzu wurde auch an einer verbesserten Aufbau- und Verbindungstechnik mit integrierter Sensorik geforscht. Darüber hinaus wurden Recyclingstrategien für die Komponenten der Ladeelektronik, z.B. Leistungsmodule, Zwischenkreiskondensatoren und Passiva, sowie sich daraus ergebende zukünftige Geschäftsmodelle untersucht.