Kompetenzen

Am IEM forschen zehn Labors – mit Kompetenzen und Infrastruktur in drei Forschungsfeldern: «Energiespeicher und Wandler», «Energieversorgung und -verteilung» und «Energieeffiziente Mobilität». Damit neuartige technische Lösungen für die Industrie entstehen können, arbeiten die Labors eng zusammen.

Batterien und Speichersysteme

Die Tätigkeitsbereiche des Labors für Batterien und Speichersysteme reichen von der Charakterisierung und Entwicklung elektrochemischer Energiespeicher- und Wandlersysteme über deren Integration in Photovoltaikanlagen und Verteilungsnetze bis zu ihrem Einsatz in mobilen Anwendungen wie Hybrid- und Elektrofahrzeugen. Zu den wichtigsten Aktivitäten zählen Lebenszyklustests und Qualifizierung von Einzelzellen, Batteriesystemen und Batteriemanagement sowie deren Integration in mobile Anwendungen wie Hybrid- und Elektrofahrzeuge. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung von sicheren Batterie- und Energiemanagement-Systemen.

Photovoltaiksysteme

Die Photovoltaik (PV) wird mit der Energiestrategie 2050 immer wichtiger. Dank langjähriger Forschungstätigkeit verfügt die Berner Fachhochschule über grosses Wissen auf diesem Gebiet. Die wichtigsten Aktivitäten im Labor für Photovoltaiksysteme sind die Langzeitmessung und Qualitätssicherung von PV-Anlagen, das Testen von PV-Wechselrichtern, die Integration der Photovoltaik in Gebäudehüllen sowie die Verbindung von Photovoltaik mit Elektrofahrzeugen, Batterien und «smart use».

Elektrizitätsnetze

Die Stromversorgung wandelt sich: Die Betriebselemente werden immer dynamischer, die Geräte werden nicht-linearer, und flexible Benutzer verlangen immer spezifischere Systeme. Für einen sicheren Betrieb muss man die verschiedenen Netzrückwirkungen der Kundenanlagen kennen und ihre Interaktionen über das Elektrizitätsnetz verstehen.

Mit unserem umfangreichen Messgerätepark machen wir uns ein Bild vom Belastungsverlauf, der Spannungsqualität und dem Schwingungsverhalten in den Verteilnetzen unserer Partner. Mit unseren validierten Modellen von Netzelementen und Kundenanlagen führen wir belastbare Szenarienanalysen durch, leiten daraus Empfehlungen ab und helfen mit, die Stromnetze sicher zu betreiben, besser auszulasten und Netzkosten zu sparen.

Elektrische Maschinen und Antriebssysteme

Das Labor für elektrische Maschinen und Antriebssysteme befasst sich mit allen Komponenten des elektrischen Antriebssystems – von der Auslegung und Konstruktion der elektrischen Maschine über die Entwicklung leistungselektronischer Stellglieder bis zur Regelungselektronik und -software.

Dabei sollen optimal abgestimmte Systeme einen möglichst effizienten und leistungsfähigen Einsatz elektrischer Antriebe in verschiedenen Anwendungen der Energietechnik, Mobilität und Industrie gewährleisten.

Verbrennungsmotoren und Abgastechnik

Das Labor für Verbrennungsmotoren und Abgastechnik ist auf Messungen und F&E von Fahrzeugen auf Rollenprüfständen sowie Verbrennungsmotoren auf Motorenprüfständen spezialisiert. Zurzeit sind drei Rollen- und fünf Motorenprüfstände verfügbar. Für Industrie und Behörden führen wir gesetzliche Messungen und einige Projekte im Bereich «Fahrzeuge und Umwelt» durch.

Leistungselektronik

Die Forschung des Labors für Leistungselektronik beschäftigt sich mit der Entwicklung, Optimierung und Steuerung von Stromrichtern und Stromrichtersystemen. Wir entwickeln Lösungen für mehr Energieeffizienz, Dynamik und Genauigkeit des Systems und weniger Kosten. Mit neuen Konverterstrukturen, kleineren und leichteren Filtern und einem verbesserten Gesamtsystem verringern wir die Umwandlungsverluste. Die dynamische Leistung und Genauigkeit verbessern wir mit Regelungstechniken wie Model Predictive Control (MPC) und Schätz- und Filtertechniken wie Kalman-Filtern.

Fahrzeugmechanik und -sicherheit

Das Labor für Fahrzeugmechanik und -sicherheit kann im Bereich «aktive Sicherheit» sämtliche Fahrversuche durchführen, die für die Entwicklung und die Charakterisierung von Fahrzeugen nötig sind.
Dazu stehen neben den notwendigen Messgeräten eine Prüfstrecke mit Gleitbelägen und einem ISO-zertifizierten Belag für Brems- und Geräuschmessungen, aber auch Hydropulsanlagen für Strukturuntersuchungen zur Verfügung.
Mit einem mobilen Reifenversuchslabor können wir Kenngrössen von PW-Reifen, Fahrbahnen und Schneeketten real messen. Die passive Sicherheit von Ganzfahrzeugen (0 bis 3000 kJ Energie), Komponenten und Fahrzeugrückhaltesystemen sowie die Sicherheit von Schutznetzprüfungen können wir auf verschiedenen Crashanlagen untersuchen.

Hochspannung

Das Labor für Hochspannung kann Strom und Spannung sowohl kontinuierlicher wie auch impulsförmiger Art bis zu 150 kA und bis zu 1 MV erzeugen.
Nötig sind solche Amplituden, um einzelne Komponenten oder ganze Geräte starken elektrischen und magnetischen Feldern auszusetzen und damit deren Betriebstauglichkeit bzw. EMV-Festigkeit nachzuweisen. Für normgerechte entwicklungstechnische Prüfungen verfügt das Labor über Standard-Messinstrumente und spezialisierte sensorische Systeme. 

Wasserstoffsysteme

Forschungsziel des Labors für Wasserstoffsysteme ist, Wasserstoff kostengünstig zu erzeugen, ihn in Brennstoffzellen effizient zu nutzen und Brennstoffzellensysteme mit elektrochemischen Stromspeichern optimal zu kombinieren.
Dank hoher Energieeffizienz, einfachem Aufbau und minimaler Umweltbelastung spielen Wasserstoffsysteme eine wichtige Rolle in künftigen Energiesystemen. Um den Markt zu durchdringen, braucht es jedoch eine massentaugliche und kosteneffektive Herstellung von Brennstoffzellen sowie des Wasserstoffs und seiner Speicher.

Fahrzeugelektronik

Das Labor für Fahrzeugelektronik forscht an der elektrischen, autonomen und vernetzten Mobilität der Zukunft. Dafür nutzt es seine fundierten Kompetenzen in den Bereichen Fahrzeugdatenerfassung, Analyse und Modellierung, die als solide Datengrundlagen für die Entwicklung moderner, elektrischer Antriebssysteme dienen. Ausserdem befassen sich die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen mit den neuesten Trends und Technologien rund um das autonome Fahren und die Fahrzeugkommunikation. Dazu gehören u. a. die Erfassung, Analyse und Simulation von Fahrzeugbetriebsdaten sowie die Erforschung der Anwendungsmöglichkeiten moderner Kommunikations- und Vernetzungstechnologien im Bereich der Mobilität.