Wir entwickeln und nutzen einzigartige Werkzeuge zur domänenübergreifenden Optimierung und setzen auf moderne, modellbasierte Entwurfsmethoden, um kundenspezifische Komponenten- und Subsystemmodelle sowie deren Funktionen gezielt zu unterstützen. Die Verifizierung unserer Prototypen erfolgt in unserer hochmodernen Laborinfrastruktur, die mit neuesten Messgeräten und Prüfsystemen ausgestattet ist.
Hauptforschungsthemen:
Fortschrittliches Multi-Domain-Design und -Optimierung für Hochleistungs-Leistungswandler, die die Grenzen moderner Wandlertechnologien durch innovative Designansätze erweitern:
- Multi-Domain-Modellierungstechnologien für Komponenten und Systeme mit erhöhter Genauigkeit
- Multi-Domain- und Multi-Ziel-Optimierungstechnologien für Komponenten und Systeme
- Fortschrittliche Designplattformen zur deutlichen Beschleunigung des Entwicklungsprozesses
- Hochleistungs-Regelalgorithmen sowie schnelle Entwurfs- und Verifizierungsansätze
Hochpräzise multidomänenbezogene Charakterisierung und Modellierung leistungselektronischer Komponenten und Systeme mit dem Ziel, Wandler mit hoher Leistungsdichte durch multikriterielle Optimierung zu entwickeln, ergänzt durch erweiterte Funktionen wie:
- Prognose, Diagnose und Parameterschätzung
- In-situ-Überwachung und Zustandsbewertung zur Optimierung der Wirtschaftlichkeit
- Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit mit direktem Einfluss auf die Gesamtsicherheit
- 3D-Systemintegration unter Einsatz neuartiger Kühltechnologien
Modellbasiertes Design für die EMV in der Leistungselektronik ermöglicht eine ganzheitliche Steuerung des Entwicklungsprozesses – unter Berücksichtigung von Funktionalität, Baugröße und Kosten von Filtern sowie weiterer Einflussfaktoren auf elektromagnetische Störungen (EMI), inklusive gezielter Optimierungen.
- Simulation und Verifizierung leitungsgebundener EMI bis 100 MHz
- Simulation und Verifizierung abgestrahlter EMI bis 300 MHz
- Neuartige EMI-Modellierungstechniken, einschließlich Ansätzen des maschinellen Lernens
- Valide Modellerweiterung auf Systemebene
Nachhaltigkeit in der Leistungselektronik steht bei uns im Zeichen von Zuverlässigkeit, Zustandsüberwachung und multikriterieller Umrichteroptimierung.
- Physikbasierte Fehlermodelle zur präzisen Vorhersage der Beanspruchung von Leistungsbauelementen im Umrichterbetrieb
- Weiterentwicklung von HCM hin zur Schätzung der verbleibenden Nutzungsdauer und zu Selbstheilungsansätzen
- Erweiterte multikriterielle Umrichteroptimierung – über Effizienz, Leistungsdichte und Gerätetechnologie hinaus – für Designs, die Ressourcenverbrauch, Emissionen über den gesamten Lebenszyklus hinweg und Abfall nachhaltig reduzieren
Packaging und Charakterisierung von Leistungsbauelementen unter Einsatz heterogener Integrationstechnologien sowie umfassende elektrische, thermische und thermomechanische Analyse und Prüfung
- Die-Bond- und Sintertechnologien
- Wirebond-freie Verbindungstechnologien
- System-in-Package-Lösungen auf Basis von Fan-Out-Wafer-Level-Packaging
- Zuverlässigkeit von Gehäusen
Fortschrittliche Betriebs- und Regelungsstrategien für Energiewende und Elektrifizierung unterstützen den Übergang von fossilen zu erneuerbaren Energien durch die gezielte Optimierung leistungselektronischer Systeme. Im Fokus stehen modulare Umrichterarchitekturen im MW-Bereich sowie Gleichstrom-Mikronetze, die eine höhere Systemeffizienz ermöglichen.
- Systemsimulationen vernetzter Umrichtersysteme
- Verteilte Regelungsstrategien zur Sicherstellung der Systemstabilität
- Fortschrittliche Betriebsstrategien zur Reduktion von Niederfrequenz-Netzemissionen und zum Umgang mit Fehlerzuständen
- Power Hardware-in-the-Loop (PHiL) sowie Maschinenprüfstände zur Emulation erneuerbarer Energiequellen, ergänzt durch Hardware-Demonstratoren im Labormaßstab zur Verifizierung von Betriebsbedingungen und Schutzmechanismen
