H3Top

Motivation

Intelligente und nachhaltige Mobilität ist ein zentrales Ziel der neuen Hightech-Strategie. Forschungsarbeiten zu innovativen Elektroniksystemen für automatisiertes, vernetztes und elektrisches Fahren leisten hier wesentliche Beiträge. Für einen nachhaltigen Erfolg der Elektromobilität ist es unerlässlich, die Leistungsfähigkeit und die Reichweite von batterieelektrischen Fahrzeugen weiter zu steigern. Der Leistungselektronik und dem Elektromotor kommt hierbei neben der Batterie eine Schlüsselrolle zu. Über eine Erhöhung der Betriebsspannung dieser Komponenten lassen sich die Energieeffizienz des Antriebsstrangs und damit auch die Reichweite deutlich verbessern. Heutige Leistungselektronik erfüllt die hierfür nötigen Anforderungen jedoch noch nicht.

Ziele und Vorgehen

Das Vorhaben H3Top zielt auf neuartige Wechselrichter ab, die in Fahrzeugen mit Betriebsspannungen von 800 Volt eingesetzt werden können. Diese Leistungselektronikkomponenten wandeln die durch die Batterie zur Verfügung gestellte Gleichspannung in Wechselspannung, die zur Energieversorgung des Antriebs genutzt werden kann. Bei ihren Arbeiten greifen die Partner auf eine neuartige Schaltungsarchitektur zurück, die einen effizienten und kompakten Aufbau ermöglicht. Die neuen Schaltungen sollen dabei mit bereits zertifizierten Halbleiterbausteinen realisiert werden, um die Kosten im Rahmen zu halten. Als weitere Ergebnisse werden Verbesserungen hinsichtlich des Gewichts, der Elektromagnetischen Verträglichkeit sowie der Ausfallsicherheit erwartet.

Innovationen und Perspektiven

Im Vorhaben wird ein effizientes Antriebskonzept für hohe Leistungen geschaffen. Eine Spannung von 800 Volt reduziert im Vergleich zu den heute übli-chen 400 Volt die Strombelastung von Leistungselektronik und E-Maschine und ermöglicht eine Verringerung der internen Leistungsverluste um 20%. Die neuen Wechselrichter können perspektivisch sowohl in Personen- als auch in Nutzfahrzeugen eingesetzt werden.