Mit gemeinsamen Projekten schneller zum Erfolg, oder was passiert eigentlich, wenn mehrere Fraunhofer-Institute an ähnlichen Fragestellungen arbeiten? Die „elektrischen“ Kontakte springen über und können so unsere hohen übertragenen Leistungen schneller realisieren. Wie das genau funktioniert? Wir geben einen kleinen Einblick in die Arbeit im Projekt Electro-Surface wo wir (#Zukunftsfabrik) mit unseren KollegInnen vom Fraunhofer IVI und Fraunhofer IST zusammenarbeiten.

ELECTRO-SURFACE – gemeinsam + vernetzt = schneller zum Erfolg

Wir bei Fraunhofer forschen nicht „einfach so“ vor uns hin! Wir bündeln unsere Kompetenzen und vernetzen uns, um neue Ideen zu finden und diese schneller in die Industrie zu überführen. Eines dieser Vorhaben ist das Projekt Electro-Surface. Hier arbeiten wir mit unseren KollegInnen des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST und des Fraunhofer-Instituts für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI zusammen und widmen uns der der Untersuchung der Berührungsstelle zwischen zwei elektrischen Kontakten im Bereich der Ladetechnik für Elektromobilität.

Warum? Derzeit werden mehrheitlich Stecker-Buchse-Kontakte verwendet, die aufgrund der niedrigen Kontaktkraft einen hohen Übergangswiderstand haben. Um mittels dieser Kontakte die hohen übertragbaren Leistungen für schnelle Ladevorgänge zu realisieren wäre ein sehr großer Bauraum nötig, was nicht praktikabel ist. Deshalb haben wir gemeinsam das interne Forschungsprojekt Electro-Surface ins Leben gerufen. Wir wollen ein neuartiges Stirnkontaktsystem entwickeln, welches eine 20-fach höhere Nennkraft als herkömmliche Stecker-Buchse-Systeme aufweist. Zusätzlich soll der Energiewiderstand durch Mikrostrukturierung reduziert und verschiedene Beschichtungen für den Verschleißschutz untersucht werden.

Wozu machen wir das? Wir wollen das elektrische Laden zukünftig effizienter gestalten, große Leistungen sicher übertragen und die Ladezeit für Elektrofahrzeuge reduzieren.

Als Fraunhofer IWU beteiligen wir uns hierbei an verschiedenen Lösungsansätzen für diese Problemstellung. Eine dieser Lösungsansätze ist unser Wirkstellenprüfstand, den meine Kollegin Tingyan Sun in einem weiteren Blogbeitrag vorgestellt hat. Zusätzlich führen wir verschiedene Untersuchungen der Kontaktstellen durch und wenden verschiedene Simulationstechniken, wie FEM-, System- und Thermo-Elastohydrodynamik-Simulation an. Die KollegInnen vom Fraunhofer IST und vom Fraunhofer IVI widmen sich ebenfalls mit Prüfständen, Simulationen und verschiedenen Untersuchungsmethoden der Kontaktstelle und deren Optimierung. Vor Ort Austausche und bilaterale Abstimmungen sind dabei ein wichtiger Teil unserer Projektarbeit.

Ein solches Projekttreffen fand jetzt mit allen Beteiligten am Fraunhofer IVI in Dresden statt. Hierbei konnten wir uns sehr gut austauschen über unsere neuesten Erkenntnisse, Messungen und die derzeitigen Forschungsfragen und haben zusammen neue Lösungsansätze gefunden. Es wurden verschiedene Ideen (z.B. Materialien, Geometrien und Teststrategien) diskutiert und finalisiert, so dass wir alle mit neuem Input aus dem Treffen heraus gegangen sind.
Ich habe mich sehr über den wissenschaftlichen und warmherzigen Diskurs gefreut. Dieses Projekt ist ein großartiges Beispiel, wie die Kommunikation und Zusammenarbeit innerhalb der Fraunhofer Gesellschaft funktioniert.

Ich bedanke mich nochmal herzlich bei meinen KollegInnen vom Fraunhofer IST, dem Fraunhofer IVI und natürlich vom Fraunhofer IWU für die großartige Zusammenarbeit und freue mich auf das nächste Treffen. Hierbei tauschen wir die dann neu gewonnenen Erkenntnisse der Simulationen und der Messergebnisse nach dem Umbau unseres Teststands aus.

Autor: Dr.-Ing. Menia Beier-Möbius (Gruppenleiterin Nachhaltige Energiesysteme)