Základná charakteristika projektu

1. Centrum excelentnosti integrovaného výskumu a využitia progresívnych materiálov a technológií v oblasti automobilovej elektroniky

2. Základná charakteristika projektu

3. Ciele projektu

4. CEIV a využitia progresívnych materiálov a technológií v oblasti automobilovej elektroniky Laboratórium automobilovej elektrotechniky Laboratórium senzorových a komunikačných sietí bezpečného automobilu budúcnosti Technologické laboratórium pre výskum progresívnych materiálov Laboratórium EMC elektronických zariadení a biologických systémov Laboratórium pre modifikáciu a testovanie vlastností progresívnych materiálov Laboratórium modelovania a merania pre automobilovú elektroniku

5. Laboratórium Inteligentných Senzorových a Komunikačných technológii Automobilu • Garantujúce pracovisko: Katedra elektroniky a multimediálnych telekomunikácií • Vedúci laboratória: doc. Ing. Ján Gamec, CSc. Okruhy vedeckých problémov riešených v rámci CENTRA

6. nové optoelektronické metódy prenosu a spracovania signálov v distribuovaných optických senzorových sieťach (DOSS) bezpečného automobilu budúcnosti, aplikácia optického korelátora v distribuovaných dopravných senzorových systémoch (traffic control), opticky napájaný priemyselný senzorový systém fyzikálnych veličín bezpečného automobilu budúcnosti, inteligentné senzorové systémy pre monitorovanie interiéru a exteriéru vozidla s orientáciou na UWB radarové senzory, monokulárne aj binokulárne video senzory, nové metódy číslicového spracovania signálov z inteligentných senzorov, mobilná komunikácia účastníka v automobile s dôrazom na mobilné prístupové siete pre digitálnu televíziu na báze LTE, WiMAX, WiFi a iných moderných sieťových technológií v mobilných prístupových sieťach, bezdrôtové komunikačné MIMO technológie a rekonfigurovateľné bezdrôtové sieťové technológie (Intelligent Vehicular Ad Hoc Networks – InVANET, V2V) . Laboratórium Inteligentných Senzorových a Komunikačných technológii Automobilu

7. Vybrané výsledky výskumu a vývoja

8. Centrum excelentnosti II, Technická univerzita v Hamburgu, Prof. Hermann Rohling -UWB, Technická univerzita v Ilmenau, Dr. Rudolf Zetík - UWB, 2J s.r.o. (Bardejov)– spoločnosť pre vývoj a výrobu antén GSM, GPRS, GPS, Galileo, Glonass a telematické systémy (aj v automobiloch)... Návrh GPS Patch antény Spolupráca s praxou

9. Laboratórium automobilovej elektrotechniky • Garantujúce pracovisko: Katedra elektrotechniky a mechatroniky • Vedúci laboratória: doc. Ing. Michal Girman, CSc. Okruhy vedeckých problémov riešených v rámci CENTRA

10. Laboratórium automobilovej elektrotechniky • Návrh a optimalizácia konštrukcie elektrických motorov z hľadiska účinnosti pomocou nových metód s využitím CAD technológií. • Návrh kompaktných pohonných jednotiek pre vozidlá s elektrickým pohonom: optimalizácia konštrukcie výkonových meničov a motorov z hľadiska oteplenia, účinnosti a minimálnej hmotnosti. • Návrh riadenia pre kompaktné pohony vozidiel s elektrickým pohonom a ich zdrojové sústavy s využitím moderných metód riadenia a umelej inteligencie a komunikačných zberníc v automobile. Pri zdrojových systémoch elektromobilov sa počíta s využitím obnoviteľných zdrojov energie – palivovými článkami. • Návrh metód pre testovanie elektrických pohonov vozidiel a ich zdrojových sústav v laboratórnych podmienkach s využitím technológie Hardware in the Loop. • Návrh vozidla s autonómnym riadením.

11. Okruhy problémov riešených pre prax • Vysokofrekvenčné DC-DC meniče s mäkkým spínaním pre napäťové a prúdové zdroje • Meniče pre obnoviteľné zdroje energie • Meniče pre pohony a palubnú sieť automobilov • Systémy pre manažment batérií • Hardware in the Loop technológie pre mechatronické dynamické systémy a výkonové meniče. Testery magnetickej a tepelnej spúšte ističov vyrobené na KEM TUKE

12. Projekty základného výskumu riešené za posledných 10 rokoch v oblasti výkonovej elektroniky • Vysokofrekvenčné výkonové DC-DC meniče s mäkkým spínaním. Projekt VEGA 1/6110/99, 1999 - 2001, (prof. Dudrik). • Napäťové a prúdové výkonové vysokofrekvenčné zdroje so zníženým elektromagnetickým vyžarovaním. Projekt VEGA 1/9025/02, 2002 – 2004, (prof. Dudrik). • Zvýšenie využitia obnoviteľných zdrojov energie pomocou moderných výkonových meničov a špeciálnych elektrických strojov. Projekt VEGA 1/2178/05, 2005 – 2007, (prof. Dudrik). • Výskum novej generácie vysokofrekvenčných meničov s mäkkým spínaním. Projekt APVV č. 0095-07 (2008-2010). (prof. Dudrik). • Výskum výkonových polovodičových meničov pre priemyselné a spotrebné aplikácie. Projekt VEGA č. 1/0099/09 (2009-2011). (prof. Dudrik). • Výskum výkonových polovodičových meničov s vysokou účinnosťou premeny elektrickej energie. Projekt APVV č. 0185-10 (2011-2014). (prof. Dudrik). • Centrum excelencie výkonových elektronických systémov a materiálov pre ich komponenty. Kód ITMS: 26220120003, (05/2009 - 04/2011). Projekt je financovaný Európskou úniou, ERDF – European regional development fund. Hlavný riešiteľ: Žilinská univerzita, kooperácia: FEI TU Košice, (prof. Dudrik).

13. Projekty aplikovaného výskumu • Testovacie zariadenia pre kontrolu a nastavovanie tepelných a magnetických spúští ističov. • Projekt APVV-20-P03105, FEI-TU Košice, 2005 - 2007 (prof. Dudrik). • Implementácia nových technológií do výroby prúdových chráničov s nadprúdovou ochranou. • Projekt APVV-99-P04705, SEZ Krompachy a.s., 2005 -2007 (kooperácia FEI-TU Košice - prof. Dudrik ). • Výskum a vývoj novej generácie elektrických lineárnych pohonov s vysokou presnosťou polohovania. Projekt APVV-99-031205, EVPÚ, Nová Dubnica, 2006 – 2008 (kooperácia FEI-TU Košice - prof. Dudrik ). • Nový istič do 63 A a zariadenie pre hodinové skúšky ističov. Projekt APVV č. 0287-07 (2008-2010). SEZ Krompachy, kooperácia FEI TU Košice, (prof. Dudrik).

14. Patenty • Dudrik, J.: Obvody na zníženie spínacích strát v krajných stavoch meniča. Slovenský patent č. 283721, 2003. • Dudrik, J.: Prídavný obvod na riadený rozbeh zdroja. Slovenský patent č. 287189, 2010. • Dudrik, J., Lacko, M.: Bezstratový obvod na zníženie vypínacích strát meniča. Slovenský patent č. 287292 , 2010. • Dudrik, J.: Prídavné obvody na dosiahnutie spínania v nule prúdu v nepriamych jednosmerných meničoch so šírkovým riadením. Prihláška patentu č.0144-2007. • Dudrik, J., Ruščin, V., Bodor, M.: Bezstratový obvod na zníženie vypínacích strát v nepriamom jednosmernom meniči s výstupným riadeným usmerňovačom Prihláška patentu č. 00033-2008.

15. Aktivity v oblasti automobilovej techniky • Laboratórium automobilovej elektroniky (LAE) zriadené v roku 2004. Jedná sa o spoločný projekt TUKE a firmy Volkswagen Slovakia, ktorého hlavnými cieľmi bolo: • Zvýšenie kvality vzdelávania v oblasti automobilovej elektroniky a elektrotechniky. • Materiálna a technická základňa pre oboznamovací výskum v oblasti automobilovej elektroniky. • Podpora študentských aktivít a projektov. Laboratórium automobilovej elektroniky na FEI TUKE

16. Základné vybavenie laboratória • MasterBook VW Polo, Škoda Superb • Analyzátor zbernice CAN, LIN, FlexRay CANoe (Vector) • Diagnostický software pre vozidlá koncernu VW • Simulátor dynamiky vozidiel CarSim vrátane real-time verzie CarSim RT, snímačov okolia vozidla (Mechanical Simulation) a rozhraní pre pripojenie k reálnemu vozidlu • Hardware in the Loop (HIL) simulátor RT-Lab (Opal-RT) • Škoda Octavia II, Škoda Superb, Kia ceed • Laboratórne meracie prístroje, osciloskopy • Palivové články • Programy pre optimalizáciu návrhu elektromotorov do vozidiel

17. Podpora študentských projektovElektromobilyvlastnej konštrukcie na súťaži Bosch Electromobile Race 2010 a 2011 (Miskolc, HU)

18. Technologické laboratórium pre integrovaný výskum elektrofyzikálnychvlastností progresívnych materiálov • Garantujúce pracovisko: Katedra technológií v elektronike • Vedúci laboratória: prof. Ing. Juraj Banský, CSc. Okruhy vedeckých problémov riešených v rámci CENTRA

19. Technologické laboratórium pre integrovaný výskum elektrofyzikálnychvlastností progresívnych materiálov • Mikro a nanoštrukturálne analýzy elektrofyzikálnych vlastností materiálov používaných v auotoelektronike. • Spoľahlivosť a životnosť materiálov, komponentov a systémov používaných autoelektronike. • Technológie sieťotlače pre výroby veľmi jemných hrubovrstvových štruktúr a ich aplikácie v montážnych technológiách pre autoelektroniku. • CAD návrhové postupy pre výrobu DPS, HIO a multičipových modulov pre autoelektroniku. • Integrované virtuálne technologické laboratórium pre online vzdelávanie v oblasti materiálov a technológií v autoelektronike.

20. Technologické laboratórium pre integrovaný výskum elektrofyzikálnych vlastností progresívnych materiálov

21. Technologické laboratórium pre integrovaný výskum elektrofyzikálnychvlastností progresívnych materiálov 1. Pracovisko technologických procesov I. vývoj a výroba hrubých, návrh podkladov a realizáciu sieťotlačových procesov, pre výrobu hybridných integrovaných obvodov, vrátane montáže SMD prvkov, viacvrstvových integrovaných štruktúr na báze LTCC, polymérnych hrubovrstvových štruktúr. Kontaktovanie, trimovanie odporov, rezanie substrátov a ďalšie potrebné postupy v závislosti od konštrukcie obvodov. Nanášanie vrstiev – screenprinting, rôzne spôsoby stencilprinting, dispensing, meranie reológie ne-newtonovských kvapalín, bezolovnatých pást a vodivých lepidiel.

22. Technologické laboratórium pre integrovaný výskum elektrofyzikálnychvlastností progresívnych materiálov 2. Pracovisko technologických procesov II. Výroba multičipových modulov, na vyrezávanie LTCC keramických vrstiev multičipových modulov, 3 rozmerné CNC frézovanie a vŕtanie DPS, leptanie DPS, spájkovanie ponorom a pretavením. 3D tvarovaný modul s integrovaným tlakovým senzorom

23. Technologické laboratórium pre integrovaný výskum elektrofyzikálnychvlastností progresívnych materiálov 3. Pracovisko virtuálneho technologického laboratória a CAD – návrhových systémov: CAD návrhy všetkých druhov štruktúr a prvkov s podporou HIOCAD návrhového softvéru, (CAD - návrhový systém AltiumDesigner , CAD - návrhový systém HYDE)

24. Technologické laboratórium pre integrovaný výskum elektrofyzikálnychvlastností progresívnych materiálov 4. Pracovisko diagnostiky a tepelných procesov. Tepelné spracovanie pre výpal vzoriek hrubých vrstiev realizované v priebežných a programovateľných vypaľovacích peciach; pretavovanie spájkovacej pasty v peciach Reflow pre povrchovú montáž (SMT). Pretavovanie v prostredí nasýtených pár. Diagnostické skúšky a skúšky spoľahlivosti - klimatická komora, šoková komora.

25. Technologické laboratórium pre integrovaný výskum elektrofyzikálnychvlastností progresívnych materiálov 5. Pracovisko optickej diagnostiky a kontroly elektronických štruktúr. Mikroskopické analýzy, optická kontrola spojov, príprava metalografických výbrusov, testovanie mechanických vlastností, testovanie prechodových odporov, kontaktovanie.

26. Technologické laboratórium pre integrovaný výskum elektrofyzikálnychvlastností progresívnych materiálov 6. Pracovisko merania. Pracovisko zamerané na merania elektrických a neelektrických veličín precíznymi meracími zariadeniami pre všeobecné aplikácie s podporou nástrojov softvéru LabWin.

27. Vybrané výsledky výskumu a vývoja • AdvancedSolderMaterialsforHighTemperatureapplication-HISOLDFinancovanie: COST MP0602, COST, Trvanie: 2008 – 2011, Koordinátor: prof. Ing. Alena Pietriková, CSc. • Analýza a návrh komplexnej metodiky hodnotenia kvality spojov montážnych prvkov a systémov na báze bezolovnatých spájok, Financovanie: VEGA č. 1/0108/09, Trvanie: 2009 – 2012, koordinátor: prof. Ing. Alena Pietriková, CSc. • Progresívne materiály a konštrukčné riešenia pre technológiu integrácie miniaturizovaných systémov, Financovanie: VEGA č. 1/0076/09Trvanie: 2009 – 2011, Koordinátor: prof. Ing. Stanislav Slosarčík, CSc.

28. Garantujúce pracovisko: Katedra Fyziky Vedúci laboratória: doc. RNDr. Dušan Olčák, CSc. Okruhy vedeckých problémov riešených v rámci CENTRA Laboratórium pre modifikáciu a testovanie vlastností progresívnych materiálov

29. Laboratórium pre modifikáciu a testovanie vlastností progresívnych materiálov • Modifikácia vlastností vybraných magneticky mäkkých feromagnetických materiálov. Štúdium elektrických a magnetických vlastností týchto materiálov s cieľom ich potenciálneho využitia predovšetkým v senzorovej technike. • Modifikácia vlastností už známych polymérnych materiálov za účelom získania materiálov s novými úžitkovými vlastnosťami. Skúmanie súvislostí medzi štruktúrou a vlastnosťami vybraných polymérnych materiálov. • Rozvoj nekomerčných experimentálnych techník pre modifikáciu a testovanie vlastností skúmaných materiálov.

30. Vybrané výsledky výskumu a vývoja Podpora na dobudovanie laboratória zameraného na nukleárnu magnetickú rezonanciu (FCHPT STU Bratislava) , financovanie APVV č.: 2003SP200280203Trvanie: 2010, Koordinátor: doc. RNDr. Dušan Olčák, CSc. Anomálne efekty v reológii polymérových kvapalínFinancovanie: VEGA č. 1/0646/09, Trvanie: 2009 – 2011, Koordinátor: prof. RNDr. Vladimír Lisý, DrSc. Štruktúra amorfných feromagnetických materiálov a ich vybrané magnetické vlastnostiFinancovanie: VEGA č. 1/0136/10, Trvanie: 2010 - 2012Koordinátor: doc. RNDr. Ján Ziman, CSc. • Potenciálna spolupráca s firmami: • Chemosvit, a.s.,Svit • Vývoj polymérnych materiálov pre automobilový priemysel

31. Laboratórium pre modifikáciu a testovanie vlastností progresívnych materiálov • Spolupráca s vedeckovýskumnými pracoviskami na Slovensku a v zahraničí • Spolupráca s vedeckovýskumnými pracoviskami v rámci siete laboratórií CE • Zapojenie sa do aktivít na TU v Košiciach v rámci budovania Technicomu. Laboratóriá: • Laboratórium magnetických meraní (Aplikácie: Meranie kvázistatických a dynamických magnetizačných kriviek meranie rýchlosti pohybu 180o doménových stien vo vzorkách s axiálnou alebo cirkulárnou osou ľahkého magnetovania, meranie pozdĺžnej magnetorezistencie a magnetoimpedancie (pri frekvencii do 1MHz) • Laboratórium jadrovej magnetickej rezonancie - Laboratórium NMR je vybavené multinukleárnym spektrometrom NMR pre tuhé látky (Aplikácie: Materiály organického a anorganického pôvodu, biomateriály, amorfné a kryštalické materiály, materiály vo forme prášku, vlákien, granúl, „bulk“ materiál)

32. Laboratórium modelovania a merania pre automobilovú elektroniku • Garantujúce pracovisko: • Katedra teoretickej elektrotechniky a elektrického merania • Vedúci laboratória: prof. Ing. Dobroslav Kováč, CSc. Okruhy vedeckých problémov riešených v rámci CENTRA

33. Laboratórium modelovania a merania pre automobilovú elektroniku • počítačová simulácia, analýza a meranie obvodov z oblasti automobilovej elektroniky, • popis, modelovania, meranie a optimalizácia parametrov automobilu a jeho komponentov z pohľadu EMC, • expertné a telemetrické merania parametrov automobilovej výroby a prevádzky, • návrh, realizácia a údržba moderných a efektívnych diagnostických a meracích systémov a metód. • vyšetrovanie EMC objektov automobilu pomocou počítačovej simulácie • meranie EMC automobilu a jeho častí ako aj výrobných zariadení • návrh optimálnych technických a technologických riešení • vývoj nových metód eliminácie EMC rušenia • simulácie elektrických výkonových aj nevýkonových obvodov • simulácie elektromagnetických polí v okolí objektov • simulácie multifyzikálnych aplikačných problémov • meranie a vyhodnocovanie prevádzkových parametrov • vývoj nových meracích systémov a metód • energetický manažment automobilu

34. Laboratórium modelovania a merania pre automobilovú elektroniku - Spolupráca s praxou • vývoj smart senzorov s variabilným komunikačným rozhraním • riadenie a meranie v mobilných systémoch s využitím Internetu • diagnostika a štatistické spracovanie dát z mobilných systémov Oblasť simulácií, meraní a energetického manažmentu: • simulácia elektromagnetického poľa snímača sily, • meranie merného odporu medi pre Kovohuty Krompachy, a.s., • energetický manažment: podané 2 patentové prihlášky, Oblasť EMC: • riešenie problému EMC v studenej valcovni VSŽ Košice, • úspešne riešené 3 vedecké projekty, • obhájená 1 doktorandská práca, • podaná 1 patentová prihláška,

35. Laboratórium modelovania a merania pre automobilovú elektroniku - Spolupráca s praxou Oblasť telemetrie: • riešenie problému merania stavu akumulátora automobilu, Podaná patentová prihláška Oblasť údržby, diagnostiky a merania: • vyvinutý elektronický tester riadenia FASE pre Volkswagen, a.s. Slovensko, • navrhnutý a vyvinutý demagnetizátor karosérií pre automobilku SAAB, Magna Styr, Graz, Rakúsko, • navrhnutý merací transformátor prúdu pre ZPA Křižík, a.s., • podané 2 patentové prihlášky

36. Laboratórium EMC elektronických zariadení a biologických systémov • Garantujúce pracovisko: Katedra elektroenergetiky • Vedúci laboratória: prof. Ing. Roman Cimbala, PhD. Okruhy vedeckých problémov riešených v rámci CENTRA

37. Laboratórium EMC elektronických zariadení a biologických systémov • Výskum v oblasti diagnostiky, testovania a vplyvu elektronických zariadení z hľadiska elektromagnetickej kompatibility so zameraním na technické zariadenia a biologické systémy • Transfer poznatkov EMC výskumu a vývoja, návrhu a výroby komponentov, systémov a elektronických modulov pre využitie v elektrotechnike a iných príbuzných vedných odboroch.

38. Vplyv vonkajších polí na riadiace a komunikačné systémy Zariadenia Osobná výbava interferencie Plošné spoje Bezpečnostné systémy Komponenty Poruchy hardvéru Poruchy softvéru Strata funkčnosti Vyžarovanie EM polí Citlivosť na EM polia Kompozitné materiály Radar

39. Elektromobily a ich interakcia s elektroenergetickými sieťami Automatické riadenie siete na úrovni spotreby aj výroby Smart grids, Smart metering

40. EMC biologických systémov Zaoberá sa celkovým „elektromagnetických pozadím“ životného prostredia, prípustnými úrovňami rušivých aj užitočných elektromagnetických signálov (prírodných a umelých) a ich vplyvom na živé organizmy. Výskum je orientovaný na tieto oblasti: dielektrické vlastnosti živej hmoty, špecifické účinky na molekulárnej, tkaninovej, orgánovej a systémovej úrovni, účinky fyziologické, psychopatologické a genetické, dávkovanie, dozimetria, rádiometria, aplikácie terapeutické a diagnostické. Samotné reakcie biologického objektu sa prejavujú aktívnymi adaptačnými mechanizmami, ktoré majú možnosť a schopnosť kompenzácie účinkov, vyvolaných vonkajším pôsobením. Táto kompenzácia môže prebiehať v rozsahu prípustných fyziologických zmien, alebo patologicky a nie je vždy jednoduché stanoviť medzi nimi presnú hranicu.

41. EMC biologických systémov Vplyv neionizujúceho žiarenia na zmenu morfológie červených krviniek bol sledovaný na KEE FEI TU v Košiciach. Boli zistené deformácie červených krviniek (erytrocytov) po definovanom čase pred monitormi počítačov ako aj pri meraniach na rozvodni vvn. Príklady sú uvedené v nasledovnom zobrazení: Kontrolná vzorka krvi po 12 hodinách – erytrocyty – tvar podobný rotačným elipsoidom Vzorka krvi po 12 hodinovej expozícií pred počítačovým monitorom DAEWOO– vyvolalo deformácie na pozorovaných vzorkách – vznik akantocytov

42. Laboratórium EMC elektronických zariadení a biologických systémov • Laboratórium elektromagnetickej kompatibility • Laboratórium techniky vysokých napätí • Laboratórium výbojovej a ionizačnej činnosti • Laboratórium diagnostiky Priemyselní partneri: • Východoslovenská energetika, a.s. Košice • Výskumný ústav jadrových elektrární, a.s. Trnava • Enel, a.s. Bratislava • RWE Mníchov - Dr. Peter Birkner • Ústav experimentálnej fyziky SAV, Košice • Parazitologický ústav SAV - doc. Peťko (Neurobiologický ústav SAV) Košice • Centrum excelentnosti ekológie živočíchov a človeka (PU v Prešove)

43. Ďakujeme za pozornosť