Das studentische Team der Hochschule Kaiserslautern hat bei der IEEE International Future Energy Challenge 2026 den dritten Platz erreicht. Beim Finale vom 13. bis 17. Juli bei der KU Leuven/EnergyVille in Belgien überzeugte es mit einem selbst entwickelten bidirektionalen Ladegerät für Elektrofahrzeuge. Das kompakte 1-Kilowatt-System kann Energie sowohl in die Fahrzeugbatterie als auch zurück ins Stromnetz übertragen. Der Erfolg verbindet anwendungsnahe Lehre mit Forschung an effizienter Leistungselektronik und zeigt, wie Studierende Lösungen für eine flexiblere Energieversorgung entwickeln.
Die IEEE International Future Energy Challenge (IFEC) ist ein internationaler Studierendenwettbewerb für Leistungselektronik. Die Teams entwickeln dabei nicht nur ein Konzept: Sie legen ein vollständiges leistungselektronisches System aus, bauen es auf, testen es und stellen es einer Fachjury vor. In die Bewertung fließen neben den Messergebnissen unter anderem Kosten, Qualität des Prototyps, Dokumentation, Regelkonformität und Innovationsgehalt ein.
Das studentische Team der Hochschule Kaiserslautern arbeitete in der Forschungsgruppe P3E – Power Electronics, Electronics and EMC des Fachbereichs Angewandte Ingenieurwissenschaften. Zum Team gehörten die Studierenden Jan Forkel, Marko Goergens, Justus Karr, Silja Müller, Florian Orthwein und Joshua van Stek. Fachlich begleitet wurde sie von Prof. Dr.-Ing. Christian Schumann, Kai Franck, M. Sc., und Max Wagner, M. Sc.
Laden in beide Richtungen
Die Wettbewerbsaufgabe 2026 war die Entwicklung eines kostengünstigen bidirektionalen Onboard-Ladegeräts für Elektrofahrzeuge. Ein solches Gerät wandelt beim Laden die Wechselspannung aus dem Stromnetz in die Gleichspannung der Fahrzeugbatterie um. Bidirektional bedeutet, dass die Energie auch in der Gegenrichtung fließen kann – etwa vom Fahrzeug zurück in ein Gebäude oder in das Stromnetz.
Damit können Fahrzeugbatterien künftig zeitweise als mobile Energiespeicher dienen und beispielsweise die Nutzung erneuerbarer Energien unterstützen. Der technische Nutzen stellt sich jedoch nicht allein durch das Ladegerät ein: Er setzt geeignete Fahrzeuge, Netzinfrastruktur, Steuerung und regulatorische Rahmenbedingungen voraus.
Der Wettbewerbsprototyp musste bei 120 und 230 Volt Netzspannung arbeiten, eine Batteriespannung von nominell 400 Volt bedienen und eine Leistung von einem Kilowatt in beide Richtungen übertragen. Hinzu kamen anspruchsvolle Vorgaben für Wirkungsgrad, Leistungsdichte, Kosten, elektrische Sicherheit und störungsarmen Betrieb.
Vom Schaltplan zum getesteten Prototyp
Über mehrere Monate entwickelte das Kaiserslauterer Team das komplette System – von der Auswahl und Simulation der Schaltung über Leiterplatten, magnetische Bauteile und Regelungssoftware bis zur Inbetriebnahme und messtechnischen Prüfung. Dabei mussten elektrische, thermische, mechanische und elektromagnetische Anforderungen gemeinsam betrachtet werden.
Das Ladegerät besteht aus zwei eng aufeinander abgestimmten Leistungsstufen: Eine netzseitige Stufe sorgt für eine saubere Stromaufnahme, eine galvanisch getrennte Gleichspannungsstufe übernimmt die sichere Energieübertragung zur Fahrzeugseite. Schnell schaltende Leistungshalbleiter, planare magnetische Bauteile und eine digitale Regelung helfen, Verluste und Bauvolumen zu begrenzen. Gleichzeitig erhöhen sie die Anforderungen an Schaltungsentwurf, Kühlung und elektromagnetische Verträglichkeit.
Nach dem Halbfinale im März auf der Fachkonferenz APEC in San Antonio qualifizierte sich das Team für die Endrunde. Beim Finale vom 13. bis 17. Juli 2026 bei der KU Leuven/EnergyVille in Belgien wurde der Prototyp nach einem vorgegebenen Prüfplan vermessen und anschließend präsentiert. Dabei erreichte die Hochschule Kaiserslautern den dritten Platz.
„Die Studierenden mussten nicht nur eine gute Idee präsentieren, sondern ein funktionierendes Gerät bauen, vermessen und unter Wettbewerbsbedingungen erklären. Genau diese Verbindung aus wissenschaftlicher Methodik, Systemdenken und praktischer Umsetzung macht den IFEC so wertvoll“, sagt Prof. Dr.-Ing. Christian Schumann, Leiter der Arbeitsgruppe P3E und Betreuer des Teams. „Der dritte Platz ist das Ergebnis vieler Monate konsequenter Entwicklungsarbeit und eines Teams, das Probleme offen analysiert und gemeinsam gelöst hat.“
Erfahrung, die über den Wettbewerb hinauswirkt
Der Erfolg zeigt den Wert projektorientierter Ingenieurausbildung: Die Studierenden mussten technische Entscheidungen begründen, Zielkonflikte zwischen Effizienz, Baugröße, Kosten und Zuverlässigkeit lösen und ihre Ergebnisse international vertreten. Damit erwerben sie Kompetenzen, die in der Entwicklung moderner Energie- und Mobilitätssysteme unmittelbar gefragt sind.
Die im Projekt gewonnenen Erfahrungen fließen in Lehrveranstaltungen, weitere studentische Arbeiten und die Forschung an hocheffizienten leistungselektronischen Systemen an der Hochschule Kaiserslautern ein. Zugleich richtet das Team den Blick bereits auf die nächste International Future Energy Challenge im Jahr 2027.
Weiterführende Informationen
IEEE International Future Energy Challenge: energychallenge.weebly.com
Forschungsgruppe P3E: hs-kl.de/p3e
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Kaiserslautern, 24.07.2026
