Prof. Dr.-Ing. Joachim Böcker ist neuer Dekan der Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik

In der konstituierenden Sitzung des 6. Fakultätsrats der Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik stand die Wahl des neuen Dekanats auf der Tagesordnung. Als neuer Dekan wird ab dem 1. Oktober Professor Dr.-Ing. Joachim Böcker aus dem Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik der Fakultät vorstehen. Darüber hinaus wurden auch die jeweiligen Prodekane gewählt.

Professor Dr.-Ing. Joachim Böcker ist seit Juli 2003 Leiter des Fachgebiets „Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik“ am Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik. Seine Forschungsschwerpunkte liegen unter anderem in den Bereichen Regelung von Drehstrommotoren, hybride und elektrische Fahrzeugantriebe, elektronische Stromversorgungen. Professor Dr. Böcker folgt auf Professor Dr. Franz Josef Rammig.

(Text + Bild: Pressestelle, vollst. Artikel)







Exkursion

Teilnehmer der Exkursion

Das  Fachgebiet  Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik führte am 19. April 2012 eine eintägige Exkursion mit den Studenten des Instituts Elektrotechnik und Informationstechnik zur Firma
SMA Solar Technology in Kassel-Niestetal durch. 

Schwerpunkt dieser Exkursion waren Vorträge über Leistungslektronik sowie ein Rundgang durch die Solarakademie der Firma SMA. Des Weiteren führeten die Stundeten und Studentinnen interessante Gespräche mit Jundingenieuren über die Möglichkeit von Praktika, Masterearbeiten sowie Karieremöglichkeiten bei der Firma SMA.

Das Feedback der teilgenommenen Stundeten und Studentinnen war durchweg sehr positiv.

 


Fachgebiet Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik (LEA) der Universität Paderborn forscht am Antrieb der Zukunft – Testfahrten mit Elektrofahrzeug Ampera

Elektromobilität ist derzeit das zentrale Thema, wenn es um die Fortbewegung der Zukunft geht. Die Antriebstechnologie des Automobils muss sich verändern. Statt Benzin oder Diesel sollen regenerative Energien Fahrzeuge antreiben und somit Schadstoff- und CO2-Emissionen verringern. Dazu muss elektrische Energie in Batterien gespeichert oder es muss mittels Elektrolyse sauberer Wasserstoff erzeugt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen jedoch noch diverse Probleme gelöst werden. Genau daran arbeitet das Fachgebiet Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik (LEA) der Universität Paderborn.

Ein Problem ist der immer noch beschränkte Energieinhalt derzeitiger Lithium-Ionen-Akkus, der gegenüber einem vollen Benzintank sehr knapp bemessen ist. Ein gutes Beispiel ist eines der ersten elektromotorisch angetriebenen Serienfahrzeuge auf dem deutschen Automobilmarkt, der Opel „Ampera“. Das Fachgebiet LEA hat Gelegenheit, das Hybridfahrzeug im Alltagsbetrieb zu erproben.

Laut Hersteller ermöglicht das umgesetzte Hybridkonzept emissionsfreie Fahrten von bis zu 80 Kilometern mit der in der Batterie gespeicherten Energie. Danach wird ein an Bord befindlicher Verbrennungsmotor zugeschaltet, der über einen Generator die Batterie im Fahrbetrieb nachlädt. „80 km elektrische Reichweite klingt zunächst wenig, reicht aber für die meisten Fahrten bereits aus. Künftige elektrische Fahrzeuge werden konventionelle Autos nicht einfach 1:1 ersetzen, sondern auch andere, neue Qualitäten bieten.“, sagt Prof. Dr.-Ing. Joachim Böcker.

Der Leiter des Fachgebiets hält es aber für unumgänglich, die Effizienz nicht allein des elektrischen Antriebs, sondern des gesamten Systems, zu dem zum Beispiel auch das Ladegerät gehört, zu verbessern. LEAs langjährige Kompetenz auf diesem Gebiet – das Fachgebiet kooperiert bereits seit Jahren mit namhaften deutschen Automobilherstellern – sei gefragter denn je.

„Unsere Stärke sehen wir darin, nicht nur die wissenschaftlichen Grundlagen zu beherrschen, sondern durch unsere intensive Zusammenarbeit mit Industriepartnern auch die technischen und ökonomischen Anforderungen und Zwänge sehr genau zu verstehen. Wir müssen zum Beispiel genau abwägen, ob eine Maßnahme, die zwar den Wirkungsgrad verbessert, aber Mehrkosten verursacht, wirklich zu rechtfertigen ist“, so Böcker.

Besonders willkommen sind Verbesserungen, die fast nichts kosten. Gerade dies ist ein Schwerpunkt bei LEA, allein durch eine intelligente, verbesserte Steuerung des Motors oder des Energieflusses im Fahrzeug eine Einsparung zu erreichen. Derartige Steuerungen werden auf Mikroprozessoren realisiert, die verhältnismäßig günstig sind. Bei dieser Arbeit bedienen sich die Wissenschaftler ihrer fundierten Kenntnisse über das elektrische Verhalten des Elektromotors sowie mathematischer Verfahren aus der Systemtheorie und Regelungstechnik. Ob ein Lösungsansatz am Ende zielführend ist, wird zunächst durch ausgiebige Simulationen auf Computern und dann durch Versuche am Motorenprüfstand überprüft.

Doch die Forschungen des Fachgebiets LEA gehen noch weiter. So können durch eine geschickte Auslegung und Bemessung ganzer Antriebsstrukturen in Elektro- und Hybridfahrzeugen sowie durch den Einsatz intelligenter Energiemanagementsysteme weitere Effizienzvorteile erzielt werden. Auch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Arbeiten des Fachgebiets im Rahmen eines interdisziplinären Sonderforschungsbereiches.

Ein Thema, das die Wissenschaftler auch nicht außen vor lassen, ist die grundlegende Frage, wie eine effiziente und zuverlässige Energieversorgung im Zeitalter erneuerbarer Energien sichergestellt werden kann. Die Forschungsarbeiten laufen im Rahmen des Spitzenclusters „it’s OWL“, das von der Universität Paderborn mit initiiert wurde. Besonders den intelligenten Stromnetzen (Smart Grids) fällt dabei eine immer größere Bedeutung zu. Auch hier spielt die Elektromobilität eine große Rolle.

Die in Elektrofahrzeugen eingebauten Energiespeicher könnten künftig als mögliche Puffer für fluktuierende Energieerzeuger wie Wind- und Solarenergie dienen. Auf diese Art und Weise würden Elektrofahrzeuge einerseits zur Stabilisierung der Stromnetze beitragen und andererseits helfen, den Anteil erneuerbarer Energien am Energiemix zu erhöhen.

Joachim Böcker: „Unseren Studentinnen und Studenten bietet sich auf jeden Fall ein vielfältiges und zukunftsweisendes Aufgabenfeld. Sie bekommen die notwendigen theoretischen und praktischen Hilfsmittel an die Hand und sind damit als Elektro-Ingenieure hervorragend für die Zukunft gerüstet.“


 

Versuchsfahrzeug Opel Ampera

Am Montag wurde uns von Herrn Siebert, einem Elektrotechnik-Studenten der Universität Paderborn, im Namen der Adam Opel AG ein nagelneuer Opel Ampera leihweise für Versuchs- und Messfahrten übergeben.

Es handelt sich bei diesem Auto um ein Fahrzeug mit Hybridantrieb, bei dem bei längeren Touren automatisch der Benzinmotor anspringt, der den Stromgenerator antreibt und die Reichweite auf ca. 500 km verlängert. Opel spricht in diesem Zusammenhang von der "E-Rev-Technologie" (Extended-Range Electric Vehicle). Der Generator versorgt dem Elektromotor mit Strom und hält die Batterie auf dem richtigen Ladestand. Der Opel Ampera lässt sich an jeder 230V Steckdose aufladen. Dank Lithium-Ionen-Technologie kann daher problemlos zuhause oder am Arbeitsplatz Strom "getankt" werden. (http://www.opel.de/ampera)

Der Elektromotor hat eine max. Leistung von 111 kW bei einem max. Drehmoment von 370 Nm, während der Benzinmotor 63 kW leistet. Die Lithium-Ionen Batterie besitzt eine Kapazität von 16 kWh und ist in ca. 6 h wieder voll geladen. Die Reichweite mit rein elektrischen Antrieb ist mit 40 - 80 km angegeben. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 160 km/h. (http://www.opel.de/fahrzeuge/modelle/personenwagen/ampera/spezifikationen/antriebssystem.html)



Diskussion intelligenter Betriebsstrategien für Hybridfahrzeuge mit Dr. Javier Solano Martínez vom Femto-ST-Laboratory im Rahmen des Green Talents Wettbewerbs des BMBF

Im Rahmen des Green Talents Wettbewerbs des BMBF besuchte Herr Dr. Javier Solano Martínez am 15. Oktober 2012 das Fachgebiet LEA für einen Erfahrungsaustausch zum Thema Betriebsstrategien für hybride Fahrzeugsysteme mit mehreren Energiespeichern.

Herr Solano Martínez ist Postdoc am Femto-ST Laboratory in Belfort, Frankreich. Als Preisträger des diesjährigen Wettbewerbs ist er Teilnehmer am "Green Talents Forum", einer zweiwöchigen Rundreise zu wichtigen Standorten deutscher Nachhaltigkeitsforschung und -technologien. Dabei führen die internationalen Wissenschaftler aus aller Welt individuelle Fachgespräche mit Experten ihrer Wahl. Am Fachgebiet LEA diskutierte Herr Solano Martínez den Einsatz verschiedener Optimierungsverfahren für den Entwurf innovativer Betriebsstrategien für hybride Fahrzeugsysteme. Thematisiert wurden unter anderem die Anwendung von Type-2-Fuzzy-Logic zur Erstellung kongruenter Regeln aus den Vorgaben mehrerer Experten sowie die am Fachgebiet LEA erforschten stochastischen Optimierungsverfahren.

"Green Talents" ist ein Wettbewerb des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) für junge Forscher aus aller Welt, die sich mit der Thematik nachhaltiger Entwicklung beschäftigen. Die Preisträger werden für ihre kreativen und intelligenten Lösungen in den Bereichen Klimaschutz, nachhaltige Ressourcen- und Landnutzung als auch Energieeffizienz ausgezeichnet.
Weitere Informationen finden sich auf der Webseite des Wettbewerbs: http://www.greentalents.de/

 


Elektrotechnik aus Kindersicht

Seit 1999 gibt es die Möglichkeit für Hochschulangehörige, ihre Kinder während der Ferien betreut zu wissen. Dadurch unterstützt die Universität mit ihrem Angebot ein familienfreundliches Studien- und Arbeitsumfeld. Die Workshops der Kinderferienfreizeit sind nicht nur ein Betreuungsangebot, sondern vielmehr ein Angebot für die Kinder, ihre Neigungen frühzeitig zu erforschen und zu vertiefen. Die angebotenen Workshops sind eine Auswahl aus verschiedenen Instituten.

In diesem Jahr hatten die Workshopteilnehmer die Gelegenheit einen kleinen Einblick in die Elektrotechnik, durch einen Besuch am Fachgebiet für Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik, zu gewinnen. Hier bekamen Sie einen Einblick an welchen aktuellen Themen geforscht wird und welche Projekte Studenten an unserem Fachgebiet bearbeiten. Zusätzlich wurde den Teilnehmern die Möglichkeit geboten innerhalb kleinerer Gruppen einen funktionstüchtigen Gleichstrommotor aufzubauen.

Die Eindrücke des Fachgebietsbesuchs haben die Kinder im Anschluss auf Papier festgehalten, so dass alle Interessierten die Ausstellung vom 2. bis zum 16. November in der Bibliothek sehen können.
 

 
 


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