Verlängerung der Lebensdauer der elektronischen Bauteile von Elektrofahrzeugen
Elektronische Bauteile und Systeme (ECS) in herkömmlichen Autos haben eine Lebensdauer von etwa 8 000 Betriebsstunden. Allerdings ist für Elektrofahrzeuge, die derzeit mehrere Stunden Ladezeit benötigen, eine wesentlich längere Lebensdauer erforderlich. Das Projekt ARCHIMEDES(öffnet in neuem Fenster) befasst sich mit der Verlängerung der Lebensdauer von ECS und der Schaffung von Vertrauen in neue Technologien, um die Energiewende im Verkehrswesen und in anderen Branchen zu beschleunigen. Um zu erkennen, wie notwendig länger anhaltende ECS sind, muss man sich nur die Fakten ansehen. Geht man von einem 4-stündigen Ladezyklus pro Tag aus, müsste die Elektronik von Elektrofahrzeugen 32 000 Stunden halten. Wenn diese Fahrzeuge nun auch Teil der Infrastruktur werden, beispielsweise zur Stabilisierung des Stromnetzes, könnte der ECS-Betrieb auf 15 oder sogar mehr Stunden pro Tag steigen, was zu einer erwarteten Lebensdauer von bis zu 120 000 Stunden führen würde. „Die Herausforderung liegt hier in der Test- und Qualifizierungsphase“, erklärt Katrin Al Jezany vom österreichischen Unternehmen für Mobilitätstechnologie AVL List, welches das Projekt koordiniert. „Gegenwärtig dauert es zwei bis drei Jahre, um eine Lebensdauer von 8 000 Stunden zu testen. Eine Ausweitung auf 120 000 Stunden würde eine Testdauer von 45 Jahren bedeuten, was nicht machbar ist.“
Nicht nur Verbraucher
ARCHIMEDES arbeitet an der Weiterentwicklung von Technologien, die die Ressourceneffizienz steigern und die Lebensdauer wichtiger Systeme verlängern. Ziel ist es, Elektrofahrzeuge in verschiedene Ökosysteme zu integrieren, darunter Mobilität, Infrastruktur und Energie. Da Elektrofahrzeuge nicht nur Energie verbrauchen, sondern diese auch speichern und ins Netz zurückspeisen können, haben sie die Fähigkeit, gleichzeitig als Verbraucher und Energiequelle zu fungieren und so zur Stabilität des Stromnetzes beizutragen. Diese Doppelrolle beeinflusst die Art und Weise, wie diese vernetzten Systeme entwickelt und betrieben werden. Seit seinem Start im Mai 2023 hat das Projekt bedeutende Fortschritte gemacht, insbesondere im Hinblick auf seine potenziellen Auswirkungen auf zukünftige Industriestandards. Das Team konzentriert sich gegenwärtig darauf, einen besseren Einblick in die Ausfallmechanismen und die Zuverlässigkeit von Halbleitern mit breiter Bandlücke und Elementen der Lieferkette zu gewinnen. Dazu wurden verschiedene Tests und Simulationen durchgeführt, wobei der Schwerpunkt auf der Gewinnung von Qualitätsdaten für die zu entwickelnden Simulationen und digitalen Zwillinge lag. „Dies ist der Schlüssel zur Verlängerung der erwarteten Lebensdauer von Modulen und Systemen durch Modellierung, anstatt sich ausschließlich auf physische Tests zu verlassen“, bemerkt Al Jezany. „Es ist von entscheidender Bedeutung, dass die den Modellen zugrunde liegenden Annahmen zutreffend sind, dass die Eingabedaten von hoher Qualität sind und dass die Integration verschiedener Modellierungsansätze Validierungsschritte umfasst, um zuverlässige Ergebnisse zu gewährleisten.“ ARCHIMEDES (Trusted lifetime in operation for a circular economy) wird letztlich durch die Integration und intelligente Nutzung erneuerbarer Energien, die Verbesserung der Effizienz der installierten Energiesysteme und die Steigerung der Ladeeffizienz hohe Energiekosten senken. Durch diese Bemühungen unterstützt das Projekt den Aufbau einer umweltfreundlicheren, sichereren und energieunabhängigeren Zukunft für alle. Wenn Sie an einer Vorstellung Ihres Projekts als „Projekt des Monats“ in einer der nächsten Ausgaben interessiert sind, schreiben Sie uns bitte eine E-Mail an editorial@cordis.europa.eu und sagen Sie uns, warum!