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Induktives Laden: Konzeption und Entwicklung von Prozessen zur automatisierten Produktion induktiver Energieübertragungssysteme (BA/PA/MA)

Ausgangslage:

Mit der fortschreitenden Elektrifizierung der Fahrzeuge steigt auch die Nachfrage nach komfortablen, sicheren und in den Alltag integrierbaren Lademöglichkeiten. Kontaktlose Energieübertragungssysteme ermöglichen Szenarien wie „Road Charging“ und „Opportunity Charging“. Weitere Vorteile sind ein gesteigerter Ladekomfort für den Anwender sowie eine geringere Angriffsfläche für Vandalismus. Folglich ist für die nächsten Jahre eine gesteigerte Nachfrage nach induktiven Energieübertragungssystemen für Elektromobile zu erwarten. Allerdings stehen bislang keine Verfahren zur Verfügung, die eine wirtschaftliche Fertigung induktiver Energieübertragungssysteme in hoher Stückzahl ermöglichen.

Mögliche Aufgabenstellung

Verlegen, Kontaktieren und Isolieren sind die drei wichtigsten Schritte zur Herstellung eines induktiven Energieübertragungssystems. Die Verfahren sollen durch geeignete Maßnahmen für die industrielle Fertigung befähigt werden. Neben praktischen Versuchen ist auch der prototypische Aufbau von Demonstratoren vorgesehen. Mögliche Aufgabenstellungen können sein:

  • Einarbeiten in die Technologien für die kontaktlose Energieübertragung
  • Analyse von verschiedenen Systemaufbauten der Marktbegleiter
  • Adaption bestehender Konzepte aus dem Elektromaschinenbau auf den neuen Anwendungskontext
  • Entwicklung und Konzeption geeigneter Vorrichtungen und Aufbau von Demonstratorsystemen

Hinweise und Bewerbung:

  • Bearbeitung der Aufgaben im studentischem Team
  • Strukturierte und selbstständige Arbeitsweise
  • Bewerbungen bitte per E-Mail mit Lebenslauf und aktueller Fächerübersicht an info@seamless-energy.com

Ansprechpartner:

Maximilian Kneidl

Michael Masuch

Studentische Arbeiten zur Kontaktierung von HF-Litzen im Kontext der Elektromobilität

Ausgangssituation:
Hochfrequenzlitzen (HF-Litzen) bestehen aus einer Vielzahl von gegeneinander elektrisch isolierten Kupferdrähten. Sie werden zunehmend in Gleichstromladesystemen, induktiven Ladesystemen und in der Leistungselektronik zur Reduzierung von Stromverdrängungsverlusten eingesetzt.
Die Herausforderung liegt in der Kontaktierung der HF-Litzen. Aufgrund der hohen Anzahl an Einzeldrähten und der Isolierung müssen die Einzeldrähte schonend abisoliert und durchgängig elektrisch und mechanisch verbunden werden.

Der Umfang der Arbeit umfasst dabei folgende Arbeitsinhalte:
-Literaturrecherche zu aktuellen Standards und Entwicklungen im Bereich der Kontaktierungstechnik von HF-Litzen
– ggfs. Erfahrung mit Simulation (Ansys, Comsol)
– konstruktive Begleitung in CAD Programmen
– Aufstellen von Versuchsplänen
– Durchführung von Versuchen an Ultraschallschweißanlagen u.Ä.
– Messung und Auswertung der Versuchsergebnisse
– ggfs. Simulation

Voraussetzungen zur Bewerbung:
– Kenntnisse in CAD-Software
– handwerkliche Fähigkeiten
– hohe Eigenmotivation, selbständige und strukturierte Arbeitsweise
– Deutsch in Wort und Schrift
– ggfs. Erfahrung mit Simulation (Ansys, Comsol)

Bewerbungen mit Lebenslauf und aktuellem Notenspiegel bitte per E-Mail an:

nico.wieprecht@faps.fau.de

Anfragen werden ausschließlich per Mail beantwortet.

Konzeption, Konstruktion und Umsetzung eines Versuchsaufbaus zur induktiven Kompaktierung von Hochfrequenzlitzen

Ausgangssituation:

Hochfrequenzlitzen (HF-Litzen) bestehen aus mehreren elektrisch voneinander isolierten und gebündelten Drähten und werden bei der Elektrifizierung von Straßen insbesondere in induktiven Ladespulen eingesetzt. Diese ermöglichen die drahtlose Übertragung von Energie unter der Fahrbahn zu einem Elektrofahrzeug.

Eine zentrale Herausforderung bei der Herstellung von Ladespulen ist die Kontaktierung der HF-Litzen. Derzeit ist das Heißcrimpen das in der Industrie etablierte Verfahren. Da es sich beim Heißcrimpen um einen leistungsgeregelten Prozess handelt, ist die tatsächliche Prozesstemperatur unbekannt. Aus diesem Grund soll im Rahmen dieser Arbeit ein Versuchsaufbau konzipiert, konstruiert und aufgebaut werden, der das temperaturgeregelte induktive Kompaktieren von HF-Litzen ermöglicht.

 

Der Umfang der Arbeit umfasst dabei folgende Arbeitsinhalte:

  • Literaturrecherche zu aktuellen Standards und Entwicklungen im Bereich der Kontaktierungstechnik von HF-Litzen
  • Konzeption eines neuen Versuchsaufbaus unter Berücksichtigung der bestehenden Forschungslücken und Herausforderungen
  • Konstruktion des Versuchsaufbaus mittels CAD-Software
  • Auswahl geeigneter Materialien und Komponenten
  • Aufbau und Inbetriebnahme des Versuchsaufbaus im Labormaßstab
  • Durchführung von experimentellen Tests zur Validierung der Funktionalität und Leistungsfähigkeit des Versuchsaufbaus
  • Auswertung der Versuchsergebnisse und Ableitung von Schlussfolgerungen

Experimentelle Untersuchung zur innovativen Pfostentheorie

Nähere Informationen sowie Beginn und Umfang der Arbeit können in einem persönlichen Gespräch diskutiert werden. Eine Konkretisierung des Themas erfolgt nach Absprache.

 

Voraussetzungen zur Bewerbung:

  • Kenntnisse in CAD-Software zur Konstruktion von Versuchsaufbauten
  • Präzise handwerkliche Fähigkeiten und Begeisterung für kreative technische Tätigkeiten
  • Hohe Motivation, Neugierde sowie selbständige und strukturierte Arbeitsweise
  • Deutsch in Wort und Schrift von elementarer Bedeutung

 

Bewerbungen mit Lebenslauf und aktuellem Notenspiegel bitte per E-Mail an:

miriam.eichinger@faps.fau.de

 

Sollten Sie in die engere Auswahl kommen, werden Sie per Mail kontaktiert. Ein Anruf ist nicht notwendig.

Ausarbeitung einer Kontinuierliche Einlegsysteme für induktive Ladepads in elektrifizierten Straßen (BA/PA/MA)

Ausgangslage:

Die Entwicklung innovativer induktiver Ladetechnologien bietet die Möglichkeit, DWPT-Module (dynamic wireless power transfer modules) direkt in die Fahrbahn zu integrieren und somit die Energieversorgung von Elektrofahrzeugen während der Fahrt zu ermöglichen. Entscheidend für die Realisierung eines elektrifizierten Straßennetzes ist die effiziente Integration von DWPT-Segmente während des Straßenbaus. Bei früheren Projekten zur Elektrifizierung von Straßen wurden einzelne Ladeeinheiten manuell oder in begrenztem Umfang automatisiert installiert, was sich bei großen Projekten zur Elektrifizierung von Straßen als äußerst zeitaufwändig erwies. Ein Konzept zur Integration mehrerer DWPT-Segmente in mehrteilige Baugruppen wird derzeit im Rahmen des E|MPOWER-Projekts entwickelt. Das Ziel ist ein hocheffizienter Prozess für den Einsatz von DWPT-Segmenten auf langen Streckenabschnitten.

Mögliche Aufgabenstellungen

Themen aus den Bereichen der automatisierten Produktion von mehrteiligen Baugruppen, der automatisierten Handhabung und Installation von Baugruppen sowie Transport- und Lagerlösungen sind von großem Interesse. Mögliche Aufgabenstellungen können sein:

  • Entwurf und Planung von Fertigungsprozessen, die die Integration von DWPT-Segmenten in Baugruppen unterstützen
  • Entwicklung und Erprobung von Systemen für den automatischen Einbau von mehrteiligen DWPT-Baugruppen
  • Alternative Ansätze für eine effiziente automatisierte Installation von DWPT-Systemen

Nähere Informationen sowie Beginn und Umfang der Arbeit können im Rahmen eines persönlichen Gesprächs diskutiert werden. Eine Konkretisierung des Themas erfolgt nach Absprache der persönlichen Interessen.

Hinweise und Bewerbung:

 

  • Bearbeitung der Aufgaben im studentischem Team für ERS-Forschung
  • Forschungstätigkeiten werden hauptsächlich von FAPS auf AEG (Fürther Str. 246b, Nürnberg) durchgeführt
  • Erfahrung mit CAD-Software (Inventor, Creo, Siemens Plant-Sim, usw.) bevorzugt
  • Bewerbungen bitte per E-Mail mit Lebenslauf und aktueller Fächerübersicht
  • Bewerber, die ihr Interesse bekunden, erhalten weitere Informationen zu möglichen Arbeitsthemen und werden gebeten, eine vorläufige Problemstellung zu formulieren.

Ansprechpartner:

Patrick Ehrlicher

PA/BA/MA – Aufbau einer Applikationsanlage zur Weiterverarbeitung von gedruckten Elektroblechen für Traktionsantriebe

Ausgangssituation:

Im Rahmen des Forschungsprojektes Effiblech werden erstmals Elektrobleche über ein Druckverfahren hergestellt. Der neuartige Prozess fordert auch neue Lösungen in der Weiterverarbeitung der Bleche. Dazu gehören, neben der Handhabung, auch Prozesse zur Applikation der Isolations- und Klebeschichten.

Ziel dieser Arbeit ist es, den Aufbau eines realen Prüfstands zur Applikation von Isolationsstoffen zu unterstützen. Das Prüfstandkonzept sowie ein Großteil der Prüfstandsteile liegen bereits auf Basis diverser Vorarbeiten vor.

 

Aufgabenschwerpunkte:

  • Einarbeiten in den Themenkomplex Elektroblech/Isolation
    • Produkte
    • Technischer Standard
    • Verfahren
  • Praktischer Aufbau des Prüfstands
    • Methodisches Vorgehen
    • Integration der Hardware
    • Reale Umsetzung des vortuellen Modelles
    • Inbetriebnahme und Bewertung

 

Persönliche Voraussetzungen:

  • Interesse an elektrischen Maschinen und Elektromaschinenbau
  • Strukturiertes, lösungsorientiertes und wissenschaftliches Arbeiten
  • Eigenständigkeit
  • Praktische Erfahrung empfehlenswert

 

Weitere Informationen und Details sind bei Nico Wieprecht erhältlich. Eine Bearbeitung ist ab sofort möglich. Bewerbungen senden Sie bitte mit Notenauszug und Lebenslauf per E-Mail oder über das Anfrageformular.

Processing Intelligence for Electric Drives: Konzeption und Entwicklung von Prozessen zur integrativen Fertigung von E-Antrieben für Elektrofahrzeuge (BA / PA / MA)

Ausgangslage:

Getrieben durch den Wandel zur Elektromobilität und die zunehmende Nachfrage nach elektrifizierten Fahrzeugen und Antriebssträngen verändert sich die Entwicklung der elektrischen Antriebstechnik fortlaufend. Zur Reduzierung der Herstellkosten und Erreichung der Wirtschaftlichkeit bedarf es einen hohen Automatisierungsgrad der Produktion bei geringen Ausschussraten. Produktseitig werden zudem eine hohe Leistungsdichte und ein optimaler Wirkungsgrad der elektrischen Antriebsmaschine bei geringem Gewicht und wenig Bauraum gefordert. Im Kern der Entwicklung befindet sich hier unter anderem das Isolationssystem des Stators, das sowohl die gesamte Lebensdauer als auch über dessen Temperaturbelastbarkeit und Spannungsfestigkeit die Leistung des Motors bestimmt.

Mögliche Aufgabenstellungen:

Im Rahmen des Forschungsprojektes soll die Entwicklung einer Methodik zur Ableitung der gesamten Fertigungsprozesskette für eine großserientaugliche Isolierung von Statoren im Spritzgussprozess erarbeitet werden. Diese reicht von der Vortemperierung der Bauteile, über die Entwicklung der Werkzeugtechnik, der optimalen Prozessführung bis hin zur Bauteilanalyse. Mögliche Themen für eine studentische Arbeit können daher sein:

  • Einarbeitung in die Prozesstechnologien zur Fertigung von Hochleistungsantrieben für Elektrofahrzeuge
  • Entwicklung und Konzeption geeigneter Vorrichtungen und Aufbau von Demonstratorsystemen
  • Entwicklung neuartiger Prozesstechnologien zur Produktion von Traktionsantrieben
  • Analyse der Halbzeug- und Produktqualität mittels eigens konzipierten Messaufbauten

Hinweise und Bewerbung:

  • Bearbeitung der Aufgaben im studentischem Team
  • Strukturierte und selbstständige Arbeitsweise
  • Bewerbungen bitte per E-Mail mit Lebenslauf und aktueller Fächerübersicht

 

Induktives Laden: Untersuchung alternativer Spulenstrukturen und Materialien zur Optimierung von IPT-Systemen (BA |PA | MA)

Durch die zunehmende Elektrifizierung der Fahrzeuge steigt der Bedarf an komfortablen Lademöglichkeiten. Insbesondere die begrenzten Reichweiten von Elektrofahrzeugen werden den aktuellen Kundenansprüchen nicht gerecht. Hier eröffnet der Einsatz von induktiven Ladesystemen neben einem komfortableren Ladevorgang neue Lade-Szenarien, wie etwa dem „OnRoad Charging“.

Die produktseitigen Vorteile der Ladesysteme stehen bislang Herausforderungen im Bereich der Automatisierung der Fertigungskonzepte gegenüber.
Elementarer Bestandteil eines Ladesystems sind die Spulenmodule, die die Energieübertragung sicherstellen und einen erheblichen Einfluss auf die Gesamtsystemeffizienz haben.

Zur Optimierung bestehender Ladesysteme sollen neue Materialien und Prozesse zur Herstellung der Spulen untersucht werden. Im Rahmen einer Qualifizierung am Leistungsprüfstand erfolgt die Validierung des neuen Designs unter Betriebsbedingungen.

Aufgabenstellung

  • Erarbeitung der Anforderungen an das Spulendesign und den Prozess induktiver Ladesysteme
  • Analyse der relevanten Produktparameter
  • Aufbau eines Prozessdemonstrators zur Herstellung alternativer Spulenstrukturen
  • Auswertung der Produktqualität
  • Validierung des Systemaufbau im Betriebszustand
  • Gut aufbereitete Dokumentation der Ergebnisse in Form einer studentischen Abschlussarbeit

Anforderungen

  • Systematisches und kreatives Vorgehen
  • Selbstständige Arbeitsweise und Eigeninitiative
  • Gute Kommunikationsfähigkeiten
  • Sehr gute Sprachkenntnisse in Deutsch oder Englisch