Digitale Infrastruktur für zukunftssichere Mobilität

Das Projekt HiEFFICIENT leistet einen wesentlichen Beitrag zur Initiative "The European Green Deal" der Europäischen Kommission, indem es nachhaltige Mobilität und Ressourceneffizienz für den zukünftigen Verkehr sicherstellt. Daher sollen im Rahmen des Projekts hochzuverlässige und integrierte Wide-Bandgap (WBG)-Technologien in elektronischen Leistungsschaltungen und -systemen von elektrifizierten Fahrzeugen und Ladeinfrastrukturen entwickelt werden.

Auf der Grundlage der Gesamtziele von HiEFFICIENT wird in diesem Anwendungsfall ein effizientes, zuverlässiges, rekonfigurierbares und hochintegriertes leistungselektronisches Wandlersystem auf der Basis von SiC-Leistungsbauelementen realisiert und demonstriert. Durch die dynamische Rekonfiguration mehrerer netzgetrennter Einheiten kann das gesamte Ladesystem mehrere Ausgangsspannungen und mehrere Ausgangsleistungen erzeugen, um die wachsende Nachfrage nach Geräten für die Elektromobilität, insbesondere nach schnellen Gleichstromladungen, zu befriedigen.

Das vorgeschlagene Konvertersystem zielt darauf ab, unterschiedliche Ladeanforderungen für verschiedene E-Mobilitätsgeräte zu erfüllen, im Gegensatz zur bestehenden Ladeinfrastruktur, die für einen bestimmten Typ ausgelegt ist und nur ein Gerät laden kann. Außerdem wird die Flexibilität der Ladeinfrastruktur durch die Entwicklung und Erprobung neuer Ladefunktionen erweitert, die durch die höhere Schaltfrequenz der WGB-Geräte ermöglicht werden. Wo es möglich ist, wird je nach Leistungs- und Spannungsebene eine Hybridlösung aus SiC- und GaN-Technologien eingesetzt und integriert. Die Integration von netzisolierten, auf WBG-Technologie basierenden Umrichtermodulen auf Systemebene wird die Grundlage für die Demonstration einer zuverlässigen und flexiblen Ladestation bilden. Die isolierten DC-Ausgangseinheiten können über einen Lade-Router-Schaltkreis in Reihe oder parallel geschaltet werden, um auf diese Weise den erforderlichen Strombedarf verschiedener gleichzeitig angeschlossener Elektrofahrzeuge zu decken.

WBG, SiC MOSFETs Leistungsbauelemente, die für höhere Schaltfrequenzen geeignet sind, werden in den Leistungswandlern verwendet, um hochfrequente Spannungssignale zu erzeugen, die eine Reduzierung des Volumens des Isolationstransformators ermöglichen. Darüber hinaus werden die Schaltknoten in den Halbleiterstapeln über Hilfsschaltungen aktiv gesteuert, um die Gesamtverlustleistung, das Volumen der Induktoren (insbesondere der erforderlichen EMI-Filter) und das Gewicht zu verringern. Für den UC4-Demonstrator wird eine begrenzte Flotte von Elektrofahrzeugen für den gewerblichen Verkehr, wie z. B. E-Busse oder E-Trucks, in Betracht gezogen. Die Flexibilität der Fahrzeugladegeräte wird durch die Untersuchung neuer Ladegerätefunktionen, die durch WBG-Stromversorgungsgeräte ermöglicht werden, erforscht.

Zu diesem Zweck werden Forschungsarbeiten durchgeführt, die mögliche Strategien beschreiben, die durch die gewählte Schaltfrequenz der WBG-Leistungsmodule ermöglicht werden. Die Forschung wird u.a. die Anforderungen an das Ladegerät beschreiben, wie z.B. Frequenzen, Leistungspegel, Oberschwingungen, Kommunikationsanforderungen, Fahrzeuganforderungen und erwartete Auswirkungen. Anschließend werden Algorithmen auf der Seite des Ladegeräts zur Steuerung der WBG-Leistungsmodule und auf der Seite des Fahrzeugs zur Bewertung des Nutzens der zusätzlichen Funktionalität implementiert. Die Implementierung der Algorithmen wird sich darauf konzentrieren, die Kompatibilität mit Rapid-Prototyping-Tools, die Echtzeitausführung und die Kompatibilität mit den von den Partnern entwickelten WBG-Leistungsmodulen zu gewährleisten. Die Funktionalität der Algorithmen wird mit einem WBG-Leistungsmodul-Konverter in einer Proof-of-Concept-Laborumgebung demonstriert werden.

Dieses Projekt wurde vom Gemeinsamen Unternehmen ECSEL (JU) unter der Finanzhilfevereinbarung Nr. 101007281 finanziert. Das Gemeinsame Unternehmen wird durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union sowie durch Österreich, Deutschland, Slowenien, die Niederlande, Belgien, die Slowakei, Frankreich, Italien und die Türkei unterstützt.

Das HYPOBATT-Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung von zwei vollmodularen Multi-MW-Aufladesystemen in zwei europäischen Häfen, die eine schnelle Umschlagzeit von batteriebetriebenen Schiffen und ein einfaches Aufladen größerer Batterien an Bord ermöglichen.

Partner: 18 Partner aus 10 europäischen Ländern.
Starttermin: 1 . Juni 2022
Dauer: 42 Monate

Heliox ist eines der europäischen Unternehmen, die HYPOBATT mit eigenen optimalen Schnellladelösungen aktiv unterstützen. Die spezifischen Aufgaben von Heliox sind vor allem die Entwicklung des modularen Multi-MW-Schiffsladesystems und die Standardisierung von Ladeinfrastrukturen zwischen Schiff und Land sowie das DC-Laden für Schiffe. Die Installation ist für 2025 geplant.

Darüber hinaus besteht eine der Hauptaufgaben von Heliox darin, eine adaptive Energiemanagementstrategie zu implementieren, um sowohl die Auswirkungen auf die Batterieleistung als auch potenzielle Belastungen der Stromnetzinfrastruktur zu minimieren. Schließlich soll Heliox auch ein optimales Wärmemanagementsystem für den modularen Multi-MW-Schiffsladecontainer entwickeln.

Heliox beteiligt sich seit vielen Jahren an verschiedenen europäischen Innovations- und Forschungsprojekten wie ASSURED, HiEfficient, Hiperform, Navais und vielen anderen, um gemeinsam mit Innovationspartnern die Energie- und Verkehrswende durch Innovation voranzutreiben.

HYPOBATT wurde von der Europäischen Union im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms "Horizont Europa" unter der Finanzhilfevereinbarung № 101056853 gefördert.

Das Projekt ist Teil des Gesamtkonzepts "Klimafreundliche Nutzfahrzeuge" des BMVI. Umgesetzt wird das Hochleistungsladen an Raststätten und Betriebshöfen. Dem Konsortium gehören Experten aus Wissenschaft, Automobilindustrie, Ladeinfrastrukturanbietern und der Energiewirtschaft an. Die 500 km lange Strecke zwischen Berlin und Dortmund ist eine der Hauptrouten des europäischen Fernverkehrs und eignet sich hervorragend, um das Zusammenspiel von Fahrzeugen und Infrastruktur auf längeren Korridoren zu testen.

Heliox ist zusammen mit 12 weiteren Partnern, darunter zwei Lkw-Hersteller, Teil des Fraunhofer ISI-Konsortiums, das an dem mit 27 Millionen Euro geförderten Projekt arbeitet, das Anfang dieser Woche angelaufen ist. Heliox wird auch eine Kernarbeitsgruppe in der Demonstrationsphase leiten - das Arbeitspaket "CCS-Installation und MCS-Erweiterung".

Im Rahmen seines Engagements für dieses Transformationsprojekt wird Heliox an zwei Logistikzentren jeweils zwei 600-kW-Ladesäulen (Depot Charging) einrichten. Der Bau beginnt 2022, der Betrieb ist für 2023 geplant.

Eine Erweiterung auf dieses Megawatt-Laden wird dann 2024 in Kraft treten. Ein Kernstück des Projekts ist außerdem die intensive Forschung und der Wissenstransfer durch die Gemeinschaft und die Partner, wobei der Schwerpunkt auf der Interoperabilität zwischen Fahrzeugherstellern und Ladeinfrastrukturanbietern liegt, einschließlich Wirtschaftlichkeit und Standardisierung.

HolA wurde vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr gefördert und wird von der NOW GMBH koordiniert.

Die hohen Leistungsanforderungen von ultraschnellen Ladestationen führen zu besonderen Herausforderungen bei der Entwicklung einer intelligenten Ladeinfrastruktur. Zur Unterstützung der europäischen Klimaziele für 2030 zielt das von der EU finanzierte Projekt PROGRESSUS darauf ab, ein intelligentes Stromnetz der nächsten Generation einzuführen, das am Anwendungsbeispiel einer intelligenten Ladeinfrastruktur demonstriert wird, die sich nahtlos in die aktuellen Konzepte der Smart-Grid-Architektur einfügt.

Zu diesem Zweck werden neue effiziente Hochleistungswandler erforscht, die einen bidirektionalen Stromfluss unterstützen. Neue DC-Microgrid-Management-Strategien für Energieeffizienz und Servicebereitstellung, die erneuerbare Energiequellen, Speicher und flexible Lasten berücksichtigen, werden untersucht. Außerdem werden neue Sensortypen, kostengünstige Kommunikationstechnologien mit hoher Bandbreite und Sicherheitsmaßnahmen auf der Grundlage von Hardware-Sicherheitsmodulen und der Blockchain-Technologie zum Schutz von Kommunikation und Diensten untersucht.

Die Lösung des Projekts wird eine umweltfreundlichere und effizientere Energieversorgungsinfrastruktur der nächsten Generation fördern.

Heliox verfügt über umfangreiche Erfahrung und Know-how in den Bereichen Forschung und Entwicklung, Herstellung, Implementierung und Betrieb von Ladeinfrastruktur in großem Maßstab. Damit deckt Heliox die gesamte Bandbreite von forschungsbezogenen Themen bis hin zu praktischem Betriebswissen ab.

Heliox wird dazu beitragen, die Anforderungen, die Realisierung und die Implementierung eines batterieintegrierten Schnellladegeräts auf der Grundlage eines dynamisch rekonfigurierbaren Leistungswandlers zu definieren, das eine Ausgangsleistung von 450 kW bei einer Eingangsleistung von weniger als 150 kW liefert, sowie den Anwendungsfall einer Hochleistungsladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge.

Entsprechende Analysen, unterstützt durch Modellierung und Simulation, werden durchgeführt und schließlich werden der Demonstrator und der Use-Case realisiert, betrieben und evaluiert.

Dieses Projekt wurde vom Gemeinsamen Unternehmen "Electronic Components and Systems for European Leadership" unter der Finanzhilfevereinbarung Nr. 876868 gefördert. Dieses gemeinsame Unternehmen wird vom Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union sowie von Deutschland, den Niederlanden, Spanien, Italien und der Slowakei unterstützt.

Das Projekt verfügt über ein Gesamtbudget von etwa 19,576 Mio. EUR. Das Projekt erhält eine ECSEL JU-Finanzierung in Höhe von rund 5,785 Mio. EUR, die durch nationale Mittel aus Deutschland, den Niederlanden, Spanien, Italien und der Slowakei ergänzt wird.

Das Projekt Green Transport Delta - Electrification zielt darauf ab, ein starkes Batterie-Ökosystem in den Niederlanden zu entwickeln und den Übergang zur klimaneutralen Mobilität zu beschleunigen.

Die Marktlücke, die niederländische Unternehmen füllen können, ist die Produktion von Batteriemodulen und -paketen für spezifische Anwendungen, für die die globale Produktionskette noch nicht organisiert ist. Dazu gehören Batteriepakete für Busse, Lastwagen, Industriefahrzeuge/Maschinen, Flugzeuge und Schiffe. Die Niederlande sind auf all diesen Märkten führend.

Das Projekt "Green Transport Delta - Electrification" wird durch das Ministerium für Wirtschaft und Klimawandel ermöglicht.
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‍Projektzeitraum: 1. Oktober 2021 - 31. Dezember 2024
‍Projektbudget: € 36.082.844