Größere Reichweiten und kürzere Ladezeiten von Elektroautos sind das Ziel eines Bundesförderprojekts unter Beteiligung von Forschungspartnern um den Engineering Spezialisten IAV. Dabei entwickeln die Partner Strategien für einen optimierten und kostensenkenden Einsatz von hocheffizientem Siliziumkarbid (SiC), um die Effizienz elektrisch angetriebener Fahrzeuge zu verbessern.

"Wir wollen ungenutzte Potenziale heben, um den Wirkungsgrad von SiC-Halbleitern weiter zu steigern und die Technologie konsequent und optimal auszunutzen", sagt Thomas Orlik, Fachreferent für die Regelung elektrischer Antriebe bei IAV. "Durch eine bessere Ausnutzung der Bauteile lassen sich auch die stetig wachsenden Kosten vernünftig amortisieren."

In sogenannten Umrichtern, die Gleichstrom aus der Batterie in Wechselstrom für den E-Motor umwandeln, sorgt der Einsatz von Siliziumkarbid dafür, dass in der Leistungselektronik deutlich weniger Energie in Form von Wärme verpufft.

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Forschungsprojekt "SiC-Mobil" beabsichtigt, die Leistungsdichte und den Wirkungsgrad von Umrichtern weiter zu erhöhen und so zu mehr Effizienz im mobilen und stationären Bereich der E-Mobilität beizutragen. Erreichen lässt sich dies beispielsweise durch eine kompaktere Dimensionierung von Filter- und Kühlungskomponenten.

Berücksichtigung von Lebensdauereffekten und EMV

Die Partner von IAV in dem dreijährigen Forschungsvorhaben sind die FREQCON GmbH, die BLOCK Transformatoren-Elektronik GmbH, die Breuer Motoren GmbH & Co. KG und die Universität Bremen mit dem Bremer Centrum für Mechatronik (BCM).

Als Tech Solution Provider wird IAV in der Mobilitätswende künftig mehr Verantwortung übernehmen und trägt mit "SiC-Mobil" diesem Ziel Rechnung. Die Berliner Technikschmiede koordiniert das Projekt mit dem Ziel, Betriebsstrategien für SiC-Halbleiter zu optimieren, um Komponenten bei höheren Temperaturen noch effektiver einzusetzen.

Dabei werden Einflussfaktoren auf die Lebensdauer von Leistungshalbleitern berücksichtigt und überwacht. Zugleich werden die Auswirkungen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) in die Entwicklung einbezogen.

"Der Einsatz von SiC führt tendenziell zu mehr elektromagnetischen Störungen", so David Hamann, Teamleiter Engineering & Simulation bei IAV. "Wir sorgen dafür, dass man für eine solche neue Technologie trotzdem die EMV sicherstellen kann, ohne die Vorteile von Siliziumkarbid mit Nachteilen an Bauraum und Gewicht für mögliche Filter wieder zu verlieren."

Quelle: IAV