SiCmodul

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

Durch die Verwendung von SiC-Halbleitern und einen hochtemperaturtauglichen Aufbau können Leistungselektroniksysteme in Zukunft deutlich höhere Schaltfrequenzen und Leistungsdichten erreichen. Auch ihre Störanfälligkeit kann reduziert werden. Voraussetzung hierfür ist eine robuste Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT), wie sie in SiCmodul entwickelt werden soll. Im Zentrum des Forschungsvorhabens steht eine skalierbare modulare Leistungselektronik (Antriebsumrichter) für Elektrofahrzeuge, die bei Temperaturen bis 200° C betrieben werden kann. Hierdurch kann der Um-richter unmittelbar am Motor platziert werden, was einen kompakteren und effizienteren Aufbau des Elektroantriebs ermöglicht. Zum Abschluss des Vorhabens werden die Potenziale des Konzepts anhand eines Elektroantriebs validiert und die Zuverlässigkeit mittels Simulationen nachgewiesen.

Innovationen und Perspektiven

Die angestrebte Aufbau- und Verbindungstechnik für Leistungsmodule mit SiC-Halbleitern ermöglicht Antriebsumrichter mit deutlich höherer Leistungsdichte und Elektrofahrzeuge mit kompakteren Antrieben. Das skalierbare Modulkonzept lässt sich in unterschiedliche Leistungsklassen und auf Anwendungen in anderen Bereichen übertragen. Durch die industrielle Umsetzung wird im Erfolgsfall ein wesentlicher Beitrag zu kostengünstigen, effizienten und kompakten Elektrofahrzeugen gewährleistet.