Technologietransferzentrum Elektromobilität.THWS TTZ-EMO NES

🦺🔌Mit sicheren DC-Netzen in die Zukunft der Produktion 🏭⚡ Studien im Rahmen des Forschungsprojekts „DC-INDUSTRIE“ (https://lnkd.in/eXxFbQWU) haben gezeigt, dass durch den Einsatz von DC (direct current, deutsch: Gleichstrom) in industriellen Anwendungen bis zu zehn Prozent Energie eingespart werden können. In Modellanlagen konnte sogar eine Reduzierung der Einspeiseleistung um bis zu 80 Prozent erreicht werden. Störungen in der Stromversorgung können jedoch gerade in Produktionsumgebungen zu Maschinenschäden und damit zu immensen Kosten führen. Um das zu verhindern, bietet die Arbeitsgruppe Leistungselektronik nun auch Messungen an zur Erfassung leitungsgebundener Störungen in DC-Netzen. Die Prüfung von Einzelgeräten bzw. Maschinen am TTZ-EMO können an einem dediziert eingerichteten Arbeitsplatz vorgenommen werden. Dieser ist ausgestattet mit einem Messempfänger von Rhode&Schwarz für den Bereich von 9kHz bis 3GHz und 2 Netznachbildern LISN (Line Impedance Stabilisation Network), zur Erfassung der durch das Gerät erzeugten Störungen. Aufgebaut sind die Geräte auf einer Stahlplatte, die als gemeinsame Erde dient. Durch das Erkennen und Beseitigen leitungsgebundener Störungen können Betriebsausfälle minimiert und Wartungskosten gesenkt werden, was insgesamt zu einem effizienteren und kostengünstigeren Produktionsprozess führt. Die THWS freut sich darauf, diese und weitere innovative Lösungen und Dienstleistungen für die Herausforderungen der Industrie bereitzustellen. 👩🏼🔬🔬👍🏻 #Leistungselektronik #Industrie4.0 #Innovation #THWS #TTZEMO 

🔬🚀ENDLICH: Dauertests für Hochleistungskomponenten! ⚡💪🏼 Arbeitsgruppe Leistungselektronik erweitert seine Möglichkeiten In den letzten Wochen hat das Team das Labor umfassend erweitert, um elektrische Geräte mit hoher Leistung und im Dauerbetrieb, beispielsweise für die Automobilindustrie oder Energieversorger, vermessen zu können. Dafür wurde ein hauseigenes, batteriegestütztes DC-Netzwerk mit einer beeindruckenden Leistung von bis zu 240 kW (800V x 300A) aufgebaut. Die dafür im Pufferspeicher zwischen Hausanschluss und Labor eingesetzten NMC-Batteriezellen bieten eine Speicherkapazität von 176 kWh. Diese Neuerungen eröffnen vielfältige Möglichkeiten, um Hochleistungsantriebe und -komponenten zu testen und vermessen. Für die Kühlung dieser Leistungen stehen drei im Haus konzipierte wassergekühlte Prüfstände zur Verfügung, die eine Kühlleistung von 10 kW bieten und flexibel in Temperatur und Durchfluss regulierbar sind. Das erweiterte Setup bietet darüber hinaus wertvolle Anwendungen im Bereich der industriellen Automation, wo es möglich ist, Leistungstests unter realen Bedingungen für Maschinen und Anlagen durchzuführen. Das Team freut sich auf spannende Kooperationen und innovative Projekte! 🤝 #THWS #Leistungselektronik #Innovation #Industrie4.0 #ForschungundEntwicklung

Besuch von Jopp im TTZ-EMO: Impulse für neue Forschung Mit Thomas Chamilew und Steffen Guthmann begrüßte das TTZ-EMO in dieser Woche zwei Vertreter der Firma Jopp aus Bad Neustadt. Der Besuch diente nicht nur dem fachlichen Austausch, sondern auch der Vorbereitung einer möglichen Zusammenarbeit in einem neuen Forschungsprojekt. Prof. Gunther Bohn und der wissenschaftliche Mitarbeiter Sebastian Breitfelder präsentierten das #Batterielabor, insbesondere die Technologien zur #Ausdehnungsmessung in kontrollierten Temperaturumgebungen. Der Besuch unterstreicht die langjährige Partnerschaft zwischen dem TTZ-EMO und Fa. JOPP, in der bereits in verschiedenen Projekten erfolgreich zusammengearbeitet wurde. Die Abstimmung bot die Chance, diese Zusammenarbeit zu vertiefen und innovative Lösungen im Bereich #Batterieforschung zu entwickeln. Das TTZ freut sich auf die Möglichkeiten, die sich daraus ergeben. #Unterfranken #menes #badneustadt #Elektrotechnik #thws

🚀 Forschungsprojekt im Bereich DC-Netze: Aktives Filter zur Reduktion leitungsgebundener Störungen 🚀 Wir freuen uns, den aktuellen Stand unserer Entwicklung eines aktiven Filters zur Reduzierung leitungsgebundener Störungen in DC-Netzen zu teilen! Besonders Testeinrichtungen mit abwechselnden Aufbauten können von diesem variablen Filter profitieren. An diesem Projekt forscht Sebastian Raab mit den Kollegen aus der Arbeitsgruppe Leistungselektronik. 🔍 **Funktionsweise des aktiven Filters:** Das Filter reduziert Störströme durch Spannungseinprägung entlang der Leitung – ähnlich wie eine Drossel. Eine Besonderheit ist hierbei die einfache Implementierung , da das Filter die Energie des zu entstörenden Netzes nutzt und somit keine externe Versorgung benötigen wird. Mit einer beeindruckenden Bandbreite von 150 kHz und einer effektiven Schaltfrequenz von 1,6 MHz überzeugte das System bereits in den vorgenommenen Tests. ✅ **Bisherige Erfolge:** - Erfolgreiche Erfassung von Störstrom, zu filternder sowie gefilterter Spannung und der Halbleitertemperatur durch das aktive Filter - Ansteuerung der MOSFETs funktioniert wie geplant - Isolationsfestigkeit für den Hochvolt-DC-Lastkreis (800V) gewährleistet - Regelung für die aktive Filterung bei Teillast und reduzierter Spannung 🛠️ Derzeit laufen erste Tests am Drosselkurzschluss, um das Kühlkonzept zu überprüfen und die maximale Stromtragfähigkeit des aktiven Filters zu ermitteln. Das Bild gibt einen detaillierten Überblick über den Versuchsaufbau: Links ist ein Oszilloskop zu sehen, das den Laststrom durch die Drossel in (rot), die geschaltete Ausgangsspannung des aktiven Filters (grün) sowie den DC-Strom zur Versorgung des Zwischenkreises (blau) anzeigt. In der Mitte befindet sich das aktive Filter, davor platziert die Drossel, die zur Belastung des Filters dient. Rechts im Bild ist das Netzteil zu erkennen, das die DC-Versorgung des Filters sicherstellt. 🔜 **Anstehende Tests:** - Regelung für die aktive Filterung bei Nennlast - Eigenversorgung des Systems aus dem Hochvolt-DC-Lastkreis Wir sind gespannt auf die nächsten Schritte und danken dem Team rund um Sebastian Raab für die intensive Entwicklungsarbeit! 💪 #DCNetze #AktiveFilterung #Störungsreduzierung #Innovation

👏 💡 Weiterer Doktortitel am TTZ-EMO 👨🏼🎓🔋 Am Technologietransferzentrum Elektromobilität der Technischen Hochschule Würzburg-Schweinfurt (THWS) konnte Thiemo Hein durch eine kooperative Promotion an der spanischen Universitat Politècnica de Catalunya einen Doktortitel im Bereich Batteriesysteme erlangen. Thiemo Hein fertigte seine Dissertation in den Jahren 2021 bis 2024 an und verteidigte sie erfolgreich mit der Bestnote „excellent cum laude“ Ende Oktober in Barcelona. Nach seinem Masterstudium an der Technische Hochschule Würzburg-Schweinfurt (THWS) widmete sich Thiemo Hein intensiv der Batterieforschung. Über mehrere Jahre entwickelte er eine Methode zur genauen Bestimmung des Gesundheitszustandes der einzelnen Zellen innerhalb einer Batterie. Die detaillierte Analyse der individuellen Zellen ermöglicht eine verbesserte Charakterisierung der gesamten Batterie und trägt dazu bei, den Einsatz moderner Batteriesysteme zu optimieren. Durch die in der Arbeit durchgeführten Versuchsreihen zur Untersuchung der Zellalterung und Parametervariation innerhalb einer Batterie leistet die Arbeit darüber hinaus einen Beitrag zum besseren Verständnis der Alterungsprozesse von Lithium-Ionen-Zellen. Betreut wurde Thiemo Hein von Prof. Dr. Daniel Montesinos-Miracle an der Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) in Barcelona, der als Doktorvater fungierte und neben dem TTZ-EMO-Institutsleiter Prof. Dr. Ansgar Ackva die Promotion begleitete. Die Betreuer und Gutachter Prof. Dr. Arndt Bernhard Arndt, Prof. Dr. Gunther Bohn und Prof Dr. Francisco Díaz-González zeigten sich beeindruckt von der herausragenden Forschungsarbeit, die auch das Forschungsinstitut um neue Perspektiven im Bereich der Batteriediagnostik und -optimierung bereichert. Bei der Rückkehr ans TTZ-EMO beglückwünschten die Kollegen den frisch gebackenen Doktor mit einem Sektempfang und individuellem Doktorhut, auf dem eine kranke Batterie balanciert wird. Herzlichen Glückwunsch Thiemo zu dieser hervorragenden Leistung! #Forschung #Doktor #BadNeustadt #Batterieforschung #EMobilität

🔋 DAS Labor für die Batterieforschung in Nordbayern! 🔬 Die Forschungsgruppe Batteriesysteme arbeitet unter anderem an der Optimierung der Lebensdauer und Leistungsfähigkeit von Batterien – entscheidend für moderne Technologien. Sie untersucht das Alterungsverhalten von Zellen und Modulen unter kontrollierten Bedingungen und definiert so die Grenzen des Möglichen. Mit hochpräziser Messtechnik bewertet das Team realitätsnah Fahrzyklen und Lastprofile, unterstützt von Temperaturkammern für konstante und variable Bedingungen. Im Labor können von der Rundzelle bis zu großen Modulen und Traktionsbatterien nahezu alle Formen in einem weiten Temperaturbereich untersucht werden. 🚀⚡ Diese Messungen werden auch als Dienstleistung angeboten, z.B. für Unternehmen der Batteriemodulfertigung, der Elektromobilität oder der Heimspeicherfertigung. Erfahren Sie mehr über die Batterieforschung, das TTZ-EMO und die übrigen Forschungsgruppen - Elektrische Maschinen 🔌 - Leistungselektronik 💪 - Regelungstechnik 🎛️ unter: www.ttz-emo.thws.de #Batterieforschung #Innovation #Nachhaltigkeit #THWS #Unterfranken #Science #Wissenschaft #Elektromobilität #Batteriefertigung

🌟🎉Herzlichen Glückwunsch an Sebastian Breitfelder zum erfolgreichen Abschluss der Masterarbeit 👨🏼🔬🎓 Das Thema der Masterarbeit lautete „Entwicklung eines quantitativen Messverfahrens für Lithium-Plating bei Akkumulatoren“. Das Verfahren basiert auf der Messung der Mehrausdehnung, die durch die Ablagerung von metallischem Lithium verursacht wird. Hinzu kommt, dass mit dem Verfahren der lokalen Druckmessung die inhomogene Ausdehnung von Pouch- und prismatischen Batterien beobachtet werden kann. Diese beiden Aspekte, also die Messung des Lithium-Plating wie auch die Bestimmung der inhomogenen Ausdehnung, bieten der Industrie ein genaueres Verständnis für die Zellausdehnung. Somit können z.B. die Belastungen für Batteriemodule besser eingeschätzt und diese entsprechend konzipiert werden, um Materialverschleiß zu minimieren. 🚗🔍 🔋 Sebastians Arbeit stellt damit nicht nur einen persönlichen Erfolg dar, sondern auch einen Gewinn für die Industrie und inspiriert zukünftige Anwendungen in der Batterietechnologie. #THWS #TTZEMO #Innovation #Batterietechnologie #Plating #Emobilität #Batterie #Forschung

✨Gute Neuigkeiten für Entwickler von Regelungskonzepten für Antriebssysteme! 🔌 Für Ingenieure, die Regelungskonzepte für PMSMs entwickeln, haben die Wissenschaftler des TTZ eine einfache und effektive Methode zur Fehlererkennung und -handhabung entwickelt, mit dessen Hilfe die Ausfallsicherheit der geregelten Antriebssysteme erheblich verbessert werden kann. Die Forschungsarbeit „Simple Fault-Tolerant Control of a Permanent Magnet Synchronous Motor with Faulty Position Sensor“, die Sebastian Taege bereits auf der IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications in Norwegen vorgestellt hat, steht nun zum Download bereit unter: https://lnkd.in/eVz22ndk Bei der Regelung von Permanentmagnet-Synchronmotoren stellen Sensorausfälle ein enormes Problem dar. Eine neue Methode hilft, die Rotorposition und -geschwindigkeit auf Basis der gemessenen Phasenströme zu berechnen. Ein Vergleich zwischen den gemessenen und geschätzten Signalen ermöglicht es Fehler in der Sensorik zu identifizieren und im Fehlerfall die Schätzwerte anstelle der Messwerte der Regelung zurückzuführen. Nach der Fehlererkennung kann der Motor weiterhin bei mittleren und hohen Geschwindigkeiten betrieben werden, was eine kontrollierte Verlangsamung ermöglicht. Ein großer Vorteil ist ihre Einfachheit: Es braucht im Gegensatz zu anderen Methoden, wie dem Sliding-Mode Beobachter oder dem Model Reference Adaptive System, kein Wissen über nichtlineare Regelungstechnik. Tests zeigen, dass diese Methode unter realen Bedingungen gut funktioniert. 🏆🌟 Wir gratulieren unseren Kollegen zu diesen Erkenntnissen und sind gespannt auf die hieraus entstehenden Einsatzfelder. 🚀🌌 #EMobilität #Antrieb #Regelungstechnik #EMotor #IEEE #Sensor

Mit seinem Paper hat Michael Seefried auch den wirtschaftlichen Aspekt eines Active Balancing Systems beleuchtet. Diese Arbeit stellte er nun auf der VPPC 2024 vor. Herzlichen Glückwunsch Michael! Wir sind gespannt und freuen uns darauf, was Du in unserem Team noch alles erreichen wirst! 💪

🏆🌟Unternehmen aufgepasst: So verhindern optimale Betriebsbedingungen teure Batterieausfälle und steigern die Lebensdauer! 📝💡Neue Studie zeigt den Einfluss der Betriebsbedingungen auf das Streuungsverhalten von Lithium-Ionen-Batterien 🔋📈 Gute Nachrichten für Nutzer von Lithium-Ionen-Batterien: durch die Wahl der richtigen Betriebsbedingungen kann eine ausgeprägte Zelle-zu-Zelle-Streuung vermieden werden. Dies verhindert vorzeitige Ausfälle und steigert somit die Lebensdauer. In seiner Studie „Age-related development of cell-to-cell variation under various operating conditions in commercial NMC/graphite lithium-ion cells“ untersuchte Dr. David Oeser, wie sich die Parameterstreuung zwischen einzelnen Lithium-Ionen-Zellen im Laufe ihres Lebenszyklus verändert. Diese Zelle-zu-Zelle-Streuung kann die Gesamtleistung von Akkupacks, wie sie z.B. in Elektrofahrzeugen und stationären Energiespeichern genutzt werden, erheblich beeinflussen. Dr. Oeser stellte fest, dass schnelles Laden oder moderates Laden bei niedrigen Temperaturen die Variation zwischen den Zellen verstärkt – Ein Prozess, der oft zu einer verminderten Leistung oder Lebensdauer der gesamten Batterie führt. Hierfür wurden kommerzielle NMC/Graphit-Zellen (Samsung SDI ICR18650-26J) unter verschiedenen Lade- und Entladebedingungen bei Umgebungstemperaturen zwischen 0 °C und 40 °C untersucht. Besonders ausgeprägt sind die Risiken bei Betriebsbedingungen nahe der Lithium-Plating-Grenze, die eine erhöhte Variation verursachten. In der Untersuchung zeigte sich auch, dass eine Lagerung von Zellen bei Raumtemperatur und 30% Ladezustand (Auslieferungszustand) über den Testzeitraum von 2 Jahren sogar zu einer leichten Reduktion der Zelle-zu-Zelle-Streuung führte. Die richtige Lagerung von Zellen ist demnach unkritisch bezüglich einer fortschreitenden Parameterstreuung. Die Studie wurde nun veröffentlicht und kann eingesehen werden unter: https://lnkd.in/ehrU2ufM 🏆🌟 Wir gratulieren unserem Kollegen zu diesen Erkenntnissen und sind gespannt auf die hieraus entstehenden Einsatzfelder. 🚗💨 #Elektromobilität #Battery #Forschung #Energiewende #Energiespeicher #lithium