Luftstrom - Luftgekühlte Wide-Band-Gap-Leistungselektronik und Mechatronik

Das Projekt „Luftstrom“ erforscht, wie sich Batterien von Elektrofahrzeugen effizienter laden lassen. Es wird dazu beitragen, die Umstellung auf eine klimafreundliche Mobilität zu beschleunigen. Zwölf Partner aus der deutschen Automobil- und deren Zulieferindustrie und der Wissenschaft arbeiten hier in den kommenden drei Jahren zusammen. Durch den Einsatz neuer Leistungshalbleiter soll das Laden verlustärmer und dadurch letztlich annähernd geräuschlos werden.

Elektrofahrzeuge werden vorwiegend über Nacht geladen. Doch beim Laden entsteht im Ladegerät und in Spannungswandlern Wärme, die zum Beispiel über die Lüfter der wassergekühlten Aggregate abgeführt werden muss. Die damit verbundene Geräuschentwicklung kann erheblich sein. Durch die Luftstrom-Forschungsergebnisse werden die elektronischen Leistungskomponenten die Verluste während des Ladens voraussichtlich um 30 Prozent senken. Das bedeutet geringere Abwärme – und geringeren Kühlaufwand; Kühlaggregate werden kompakter und arbeiten leiser. Komponenten, die schon heute nur sehr wenige Verluste erzeugen wie Hilfsspannungsversorgungen, könnten in Zukunft sogar ganz ohne die bisher notwendige, aufwändige Wasserkühlung auskommen – und damit ohne lauten Lüfter.

Der Schlüssel für eine verlustarme Leistungselektronik sind modernste Leistungsschalter auf Basis von Galliumnitrid (GaN) oder Siliziumcarbid (SiC). Das Projekt Luftstrom soll daher auch herausfinden, wie solche Leistungsschalter zuverlässig in Ladegeräten, Spannungswandlern und Wechselrichtern für Nebenaggregate eingesetzt werden können. Die Luftstrom-Forschungsergebnisse werden den Übergang auf luftgekühlte und damit lüfterlose Systeme für zukünftige Elektrofahrzeug- Generationen beschleunigen.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert die Luftstrom- Forschungsarbeiten mit rund 3,9 Millionen Euro. Die Projektleitung hat Infineon Technologies. Projektpartner aus Wissenschaft und Automobil- und deren Zulieferindustrie Im Projekt ist die gesamte automobile Wertschöpfungskette zur Produktion und zum Einsatz dieser neuen Systeme vertreten. Die zwölf Luftstrom-Projektpartner sind AVL Software and Functions GmbH, BMW AG, Daimler AG, Fraunhofer- Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB, Hochschule Ostwestfalen-Lippe, Infineon Technologies AG, Leibniz Universität Hannover, Lenze Drives GmbH, Robert Bosch GmbH, RWTH Aachen University, Siemens AG und Volkswagen AG.