Projekt „CombiPower“: Prototyp für multifunktionale Antriebs- und Ladeeinheit für Elektroautos geplant

Fraunhofer IEE, Combi Power

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Immer wieder ist von rollenden Speichern zu hören. Gemeint sind die Batterien in Elektrofahrzeugen, die nicht nur zum Antrieb der Autos, sondern auch zur Stabilisierung des Stromnetzes genutzt werden könnten, etwa wenn sie überschüssigen Strom aus dem Netz zwischenspeichern und im Bedarfsfall wieder einspeisen. Noch ist diese Bidirektionalität nicht in der Realität angekommen, doch es gibt eine Reihe von Pilot- und Forschungsprojekten dazu.

So startete das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE bereits Ende 2023 das Projekt „CombiPower“. Gemeinsam mit seinen Projektpartnern will es bis September 2026 einen Prototyp entwickeln, der die Vielzahl an Umrichtern in Elektrofahrzeugen künftig überflüssig macht. Es soll eine multifunktionale Lade- und Antriebseinheit entstehen.

„Eine Kombination dieser Umrichter zu einer multifunktionalen Antriebs- und Ladeeinheit hat das Potenzial, das Volumen und Gewicht des Systems zu reduzieren, die Effizienz zu steigern und die Kosten zu minimieren“, sagt Anton Gorodnichev, Projektleiter am Fraunhofer IEE. Dabei wollen die Projektpartner auf SiC-Halbleiter setzen, die eine hohe Schaltfrequenz erreichen. Kombiniert mit einer aktiven Filterung führt dies zu weiteren Volumen- und Gewichtseinsparungen bei den passiven Komponenten, so die Forscher. Konkret wird das Produkt auf Basis von Wide-Bandgap-Halbleitern und mit aktiver EMV-Filterung entwickelt.

Der bidirektionale Aufbau der modularen Lade- und Antriebseinheit soll darüber hinaus die Fahrzeugbatterien für die Netzstabilisierung nutzbar machen. Dazu sei eine netzbildende Regelungsauslegung geplant. Die Technologie solle durch die netzbildenden Eigenschaften das Stromnetz nicht nur stabilisieren, sondern wenn nötig auch wieder aufbauen. Das Fraunhofer IEE nennt dies „Vehicle-to-Grid+“. In Haushalten soll im Notfall auch ein Inselbetrieb ohne aktiven Stromnetzanschluss möglich sein – dies wird als „Vehicle-to-Home+“ bezeichnet. Automatisch damit verbunden sei eine Vehicle-to-Device-Funktionalität.

„Unser Ziel ist es, den Prototypen bis zum Technologiereifegrad 6 zu entwickeln und entsprechend in der Einsatzumgebung zu testen“, sagte Gorodnichev weiter. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Vorhaben mit insgesamt 4,19 Millionen Euro. Betreut wird es von DLR-Projektträgern. Neben dem Fraunhofer IEE gehören Vitesco Technologies als Konsortialführer, die Hochschule Bonn-Rhein-Sieg sowie Sumida Components & Modules GmbH zu den Projektpartnern. ROHM Semiconductor GmbH sei als assoziierter Partner beteiligt.

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