SiCnifikant

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. Intelligen-te Elektronik zur Ansteuerung und Überwachung wird zudem die Zuverlässigkeit künftiger Antriebe auch im Fehlerfall sicherstellen.

Ziele und Vorgehen

Im Vorhaben SiCnifikant sollen durch die Verwen-dung von Siliziumcarbid-Chips deutliche Effizienz- und Bauraumvorteile bei Antriebsumrichtern für Elektrofahrzeuge erzielt werden. Hierzu wird im Projekt umfassende Forschung von der Charakterisierung der Halbleiterchips über die Modellierung und Simulation von Komponenten bis hin zur Bewertung der Auswirkungen auf Systemebene durchgeführt. Die neuen Halbleiter ermöglichen aufgrund ihrer Robustheit und ihrer hohen Schaltgeschwindigkeiten eine kompaktere Integration von Leistungselektronik und Elektromotor. Am Ende des Vorhabens sollen innovative Designs für Antriebsumrichter stehen, die die Vorteile der SiC-Halbleiter nutzen, um die Leistungsdichte für Antriebsleistungen von bis zu 250 kW zu optimieren. Die Wirksamkeit der entwickelten Lösungen und Technologien soll anhand von Demonstratoren exemplarisch nachgewiesen werden.

Innovationen und Perspektiven

Perspektivisch ermöglichen die entwickelten Lösungen gegenüber Elektroantrieben vergleichbarer Leistung eine Reichweitenerhöhung um bis zu 5%. Durch die im Projekt angestrebte ganzheitliche Betrachtung werden zudem grundlegende Abhängigkeiten, die sich aus der Nutzung von SiC-Umrichtern im elektrischen Antriebsstrang ergeben, für nachfolgende Entwicklungsprozesse erschlossen. So können Erkenntnisse zur Langzeitstabilität von SiC-Komponenten beispielsweise zur Steigerung der Zuverlässigkeit genutzt werden.