Die Förderung der E-Mobilität ist ein wichtiger Bestandteil der grünen Energiewende. Neben der direkten Rolle bei der Reduzierung von Emissionen spielt die Einführung der E-Mobilität auch eine entscheidende indirekte Rolle als Element der Netzstabilität. E-Mobilität beschleunigt den Übergang zu Wind- und Solarenergieerzeugung und reduziert damit den Einsatz fossiler Brennstoffe im Energiemix.

Das im Juni 2021 gestartete Projekt Energy ECS (Electronics, Components and Systems) reagiert auf diese Bedürfnisse, indem es eine Reihe von ECS-Technologien entwickelt, um die Digitalisierung von E-Mobilitätssystemen zu verbessern. Ziel ist es, europäisches Know-how und Business auf der Basis von Fertigungsfähigkeiten anzubieten, die Hardware, Softwaredienste und Daten kombinieren. Diese Kombination ermöglicht die Interaktion mit anderen Fahrzeugen und intelligenter Mobilitätsinfrastruktur, wie bei der Anbindung an das Stromnetz, intermodaler Transport, autonomes Fahren, Datengenerierung und Fahrzeugen als Dienstleister. Das Projekt arbeitet auch daran, die Herausforderungen, die Elektrofahrzeuge an das Energiesystem stellen, zu entschärfen.

Das Projekt Energy ECS wird auf sechs Anwendungsfälle aufgebaut, die verschiedene Blickwinkel der zukünftigen Mobilität und Energie repräsentieren: Realisierung und Bereitstellung von neuen Logistikmodi, energieunabhängiger intermodaler Transport, Ladetechnologien und -möglichkeiten, Netzstabilität als Antwort auf bidirektionales Laden und Unterstützung für sicheres autonomes Fahren. Bis 2030 sollen die in Energy ECS entwickelten neuen Technologien Umsatz für die beteiligten Unternehmen generieren. Darüber hinaus soll das Projekt den 24 Partnern einen höheren Marktanteil und eine Marktführerschaft ermöglichen. Zu den weiteren erwarteten Auswirkungen gehören Dutzende von neuen Kooperationen, Hunderte von neuen Arbeitsplätzen und zusätzliche Investitionen.

Die Partner repräsentieren ein breites Spektrum an Technologien, wie z.B. Batterie-Ladeelektronik, Netz- und Sensor-Power-Management, Energy Harvesting, Echtzeit-Standortkontrolle und Sensoren. Die Forschung und Entwicklung im Rahmen des Projekts wird auch künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen, immersive Technologien, IoT, Technologien mit extrem niedrigem Stromverbrauch, fortschrittliche Algorithmen und Software einsetzen. Alle Technologien werden mit Blick auf Cybersicherheit und Zuverlässigkeit entwickelt.

"Wir sind stolz darauf, als Teil des Energy ECS-Projekts europäische Innovationen und Technologie-Ökosysteme voranzutreiben. Probleme im Jetzt anzugehen, hilft unserer Gesellschaft beim Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft. Die E-Mobilität ist ein hervorragender Bereich, um den Übergang in der Praxis voranzutreiben. Die Zusammenarbeit in Ökosystemen ist der Weg zu Innovation und gemeinsamen Vorteilen für alle beteiligten Partner", sagt Ari Järvelä, Head of Operations bei TietoEVRY, dem Gesamtprojektkoordinator für Energy ECS.

Das Fraunhofer IZM steuert dazu einen 22 kW bidirektionalen OnBoardCharger (OBC) mit einer Größe im Bereich von 4-5 l bei. Im Vergleich zu kommerziell erhältlichen OBC bedeutet das eine Volumenreduktion um weit mehr als 50%. Die erforderlichen Technologien in Bezug auf Topologien, Komponenten und Herstellung werden erforscht und Prototypen gefertigt. Die Lösungsstrategie besteht in der Anwendung von hohen Pulsfrequenzen, flachen PCB-basierten magnetischen Bauteilen, Packaging-Technologien für eine verbesserte Wärmeabfuhr und einer PCB-basierten Fertigungsstrategie.

Energy ECS ist ein umfangreiches dreijähriges Projekt mit insgesamt 30 Partnern aus acht europäischen Ländern und einem Gesamtbudget von 33 M€. Es wird über das ECSEL Joint Undertaking der EU Horizon 2020, nationale Förderstellen der beteiligten Länder und die Konsortialpartner kofinanziert. Das Projektkonsortium besteht aus 16 kleinen und mittelständischen Unternehmen, acht Großunternehmen und sechs Forschungs- und Technologieorganisationen aus Finnland, Österreich, Deutschland, Irland, Island, Italien, Schweden und der Schweiz. Das Konsortium bringt alle Akteure zusammen, die für die Realisierung der feldtestfähigen Lösungen benötigt werden.

"Die Partner im Konsortium ergänzen sich sehr gut in ihren Fähigkeiten und sind entlang der Wertschöpfungskette für alle Anwendungsfälle gut aufeinander abgestimmt. Die neue kreative Kombination und Kreuzbestäubung von Technologien für die Partner, die oft KMUs sind, ermöglicht eine schnellere Innovation und Wissensgenerierung, die zur Markteroberung genutzt werden kann. Dieses Projekt hat das Potenzial, Europas Position in den Bereichen Smart Grid und Mobilität zu stärken und damit zu den Zielen des Europäischen Green Deals beizutragen", sagt Anton Chichkov, Programmbeauftragter bei ECSEL JU.

Text: Spinverse

Mehr Information:

Prof. Dr.-Ing. Eckart Hoene
Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
Gustav-Meyer-Allee 25
13355 Berlin
Email: eckart.hoene@izm.fraunhofer.de
Telefon +49 30 46403-146

Ksenia Avetisova
TietoEVRY Finland
Email: ksenia.avetisova@tietoevry.com
Telefon: +358 468 114 913