Digitalization of power electronic applications within key technology value chains (PowerizeD; Teilvorhaben der Mercedes-Benz AG: Indikatoren zur Vorhersage der Restlebensdauer für Antriebswechselrichter

Abstract

Das übergeordnete Ziel des europäischen Forschungsprojekts „PowerizeD“ war die Entwicklung bahnbrechender Technologien für digitalisierte und intelligente Leistungselektronik. Diese sollen eine nachhaltige und resiliente Energieerzeugung, -übertragung und -anwendung ermöglichen. Im Kern ging es darum, den Grad der mechanischen und elektrischen Integration von Steuer-, Treiber- und Schaltfunktionen in einer Komponente zu erhöhen und eine gemeinsame Optimierung aller Leistungsschalterfunktionalitäten zu ermöglichen. Mercedes-Benz konzentrierte sich innerhalb dieses Projekts auf das Teilvorhaben „Indikatoren zur Vorhersage der Restlebensdauer für Antriebswechselrichter“. Die zentrale Aufgabenstellung bestand darin, die Auswirkungen der Bauteilalterung auf die Leistungsfähigkeit von leistungselektronischen Komponenten zu untersuchen und Methoden zu entwickeln, um Alterungsindikatoren zu bestimmen. Diese Indikatoren sollten eine Aussage über bevorstehende Ausfälle und die verbleibende Lebensdauer ermöglichen. Technologisch setzte das Projekt auf innovative Ansätze wie neue Schaltungsmodelle, fortschrittliche Steuerungsstrategien und Künstliche Intelligenz (KI) für einen robusten und zuverlässigen Betrieb. Ein neuartiger Ansatz des „Federated Learning“ sollte die gemeinsame Nutzung von Daten entlang der Wertschöpfungskette erleichtern, während digitale Zwillinge auf Basis physikalischer Modelle die Echtzeitüber-wachung und -steuerung von leistungselektronischen Geräten ermöglichen sollten. Das Projekt bündelte die Kompetenzen und Ressourcen eines großen europäischen Konsortiums aus 24 Großunternehmen, 19 kleinen und mittleren Unternehmen sowie 22 Forschungsinstituten aus 12 Ländern, die die gesamte Wertschöpfungskette abdeckten.