LaSiC
Elektrische Antriebsmaschine mit in das Lagerschild integrierter Siliziumcarbid-Leistungselektronik
Motivation
Innovationen in der Elektronik werden die Effizienz des Antriebssystems von Elektrofahrzeugen und damit auch ihre Reichweite weiter erhöhen. Eine besondere Rolle kommt dabei Siliziumcarbid (SiC)-Halbleitern zu, mit denen die Leistungselektronik, die Energieflüsse im Fahrzeug steuert, kompakter und effizienter werden kann. Intelligente Elektronik zur Ansteuerung und Überwachung wird zudem die Zuverlässigkeit künftiger Antriebe auch im Fehlerfall sicherstellen.
Ziele und Vorgehen
Die Integration von SiC-Leistungselektronik in die Antriebseinheit ermöglicht es, im Elektrofahrzeug Gewicht und Bauraum zu sparen. Voraussetzungen hierfür sind ein kompakter und robuster Schaltungsaufbau sowie ein leistungsfähiges gemeinsames Thermomanagement von Leistungselektronik und Elektromotor. Im Projekt LaSiC sollen hierzu innerhalb eines Wechselrichters, der entlang der Achse eines Elektromotors in das Maschinengehäuse (Lagerschild) eingebracht wird, Leistungselektronikmodul, Treiberschaltungen und Stromsensorik auf der gleichen Kühlebene integriert werden. Neue Ansätze für die Leiterplatten-technik, Isolation und Zwischenkreiskondensatoren sollen dabei einen Betrieb auch bei hohen Temperaturen ermöglichen. Auf diese Weise können die Vorteile der SiC-Halbleiter optimal genutzt werden. Um perspektivisch die Kosten für SiC-Leistungselektronik senken zu können, soll bei der Konzeption der hochintegrierten Antriebseinheit auch ein fertigungsgerechtes Aufbau- und Montagekonzept entwickelt werden.
Innovationen und Perspektiven
Durch die angestrebte Kombination von Innovationen in der Leistungselektronik und Antriebstechnik werden die Effizienzvorteile von SiC-basierten Halbleitern für Elektroantriebe der übernächsten Generation wirtschaftlich nutzbar gemacht und ein energieeffizienterer Betrieb von Elektrofahrzeugen ermöglicht.