FuE-Projekt: Hocheffiziente, langlebige und kompakte Leistungselektronik mit Galliumnitrid-Bauelementen für die Elektromobilität der Zukunft

Motivation
Die Leistungselektronik ist eine Schlüsseltechnologie für die Energieeffizienz. Sie kommt vor allem in Branchen zum Einsatz, in denen 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 sollen die Grundlagen hochdynamischer, kompakter Gleichspannungswandler für das Bordnetz von Elektrofahrzeugen mit höheren Leistungsdichten und geringeren Verlusten erforscht werden. Für dort eingebaute Wandler werden neuartige Schaltkreise und geeignete Regelungsansätze entwickelt, die die Vorteile der neuen Halbleitermaterialien für schnelle Schalter besonders gut ausnutzen. Zur Entwicklung höchstkompakter Komponenten werden die dominanten Einflussgrößen auf Verluste und Entwärmung erforscht und optimiert. Mit einer rechnergestützten Optimierung werden sowohl das Bauvolumen als auch die Störungen durch elektrische oder elektromagnetische Effekte reduziert. Der Nachweis erfolgt durch Aufbau von Ergebnisdemonstratoren und Funktionsmustern.

Innovationen und Perspektiven
Das Projekt wird zu effizienten Komponenten und neuartigen Gerätekonzepten für Wandler in Elektrofahrzeugen führen. Durch die industrielle Umsetzung kann ein wesentlicher Beitrag zu kostengünstigen, effizienten, leichten und kompakten elektrischen Fahrzeugen geleistet werden.

Source: www.elektronikforschung.de

Aus der Metropolregion Nürnberg ist das Fraunhofer IISB beteiligt.