Mikroelektronik

Besonders in mobilen Anwendungen wie der Elektromobilität bietet kompakte und leichte Leistungselektronik große Vorteile. Motivation Die Leistungselektronik ist eine Schlüsseltechnologie für die Energieeffizienz. Leistungselektronik 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 In Elektroautos spielt Leistungselektronik eine zentrale Rolle. Mit neuen Halbleitermaterialien werden hier bereits enorme Fortschritte bei Effizienz und Platzbedarf erzielt. Aktuell stehen vor allem die induktiven Bauelemente (Spulen) einer weiteren Miniaturisierung entgegen. Im Vorhaben werden deshalb neue, hochfrequenztaugliche Spulen für Transformatoren und Filter erforscht. Die Technologie soll anhand eines Schnellladegerätes für zukünftige Elektrofahrzeuge mit erhöhter Batteriespannung demonstriert werden. Dieses soll sehr kompakt (5 l Volumen) und leicht (5 kg) ausgeführt werden, die Leistungsdichte soll sich so in etwa verdreifachen. Damit lässt sich das Gerät leicht entnehmen und einsetzen und muss nur noch bei langen Fahrten mit Bedarf fürs Schnelladen mitgenommen werden. Innovationen und Perspektiven Der Einsatz neuartiger Leistungselektronik mit verbesserten induktiven Bauelementen kann die Systemeigenschaften zukünftiger Produkte deutlich steigern und die Elektromobilität attraktiver machen. Hierbei sind Bauraumbedarf, Kosten und Funktionalität ein Alleinstellungsmerkmal und stär-ken damit den Wirtschaftsstandort Deutschland.