SiCuM

Motivation

Die Leistungselektronik ist eine Schlüsseltechnologie für die Energieeffizienz. Leistungselektronik kommt vor allem in Branchen zum Einsatz, in de-nen Deutschland besondere Stärken hat: etwa in der Automobilindustrie, im Energiesektor und im Maschinen- und Anlagenbau. Innovationen auf Basis neuer Halbleitermaterialien bereiten jetzt den Weg zu Leistungselektroniksystemen der nächsten Generation mit gesteigerter Leistung, Effizienz und Robustheit. Darüber hinaus ermöglichen die neuen Halbleitermaterialien besonders kompakte Bauformen und niedrige Verlustleistungen, wodurch gänzlich neue Anwendungsszenarien erschlossen werden.

Ziele und Vorgehen

Im Projekt SiCuM werden Einsatzmöglichkeiten von Bauelementen auf Basis sogenannter
Wide-Band-Gap-(WBG)-Halbleitermaterialien erforscht. Konkret handelt es sich dabei um Siliziumcarbid (SiC), für die Straßenbahn der Zukunft. Ziel ist es, das Potenzial der Halbleiter zu nutzen, um die Leistungselektronik im Gesamtsystem zu verkleinern und effizienter zu gestalten. Die besondere technische Herausforderung liegt in den enormen Belastungen bei Schienenfahrzeugen: So gilt es, ein System zu entwerfen mit dem auch unter häufigen und starken Temperaturschwankungen sowie hoher Umgebungsfeuchte hohe Leistungen zuverlässig geschaltet werden können. Hierfür sind neuartige Aufbautechniken für Leistungsmodule geplant, die unter realitätsnahen Bedingungen getestet werden sollen. 

Innovationen und Perspektiven

Leistungselektronik auf Basis von Siliziumcarbid bietet für Schienenfahrzeuge enormes Potenzial hinsichtlich Einsparungen in Gewicht und Bauraum bei gleichzeitiger Steigerung der Effizienz. Das Vorhaben SiCuM bietet eine sehr gute Perspektive dafür, durch innovative Ansätze die bisher bestehende Markteintrittsbarriere – die noch fehlende Robustheit – zu überwinden.