Flytter e-biler ind i hurtigbanen

Forskere har undersøgt siliciumcarbid, et lovende alternativt materiale til halvlederindustrien, i flere år nu. Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration IZM sluttede sig sammen med partnere i SiC Module -projektet for at øge denne type strømhalvleder til industriel fremstilling. Deres indsats går på at øge effektiviteten af ​​drivbaner i elbiler og udvide disse køretøjers rækkevidde.

Elektromobilitet har sine nejstandere, med nogle skeptikere, der peger på begrænsninger som f.eks. elbilers topfart og maksimale rækkevidde. Begge afhænger af den indbyggede effektelektronik, e-mobilitets elektroniske hjerte. Størrelse, vægt og effektivitet er tre make-or-break-faktorer for kraftelektronik beregnet til installation i e-biler. Siliciumcarbid (SiC), et nyt halvledermateriale, markerer alle tre kasser. Det er mere effektivt, men efterlader et mindre fodaftryk end konventionelle halvledere såsom silicium.

Ikke desto mindre, siliciumcarbid findes ikke i nogen e-bil på vejen i dag. Som det står, dette halvledermateriale er stadig begrænset til forskningslaboratorier. For at overføre det fra laboratoriet til fabrikken, SiC -modulprojektet har indregnet alle betingelserne for industriel fremstilling i ligningen fra starten. Modulets design er et eksempel herpå:Forskere ved Fraunhofer IZM baserer det på strukturen af ​​det klassiske printkort, som industrien længe har foretrukket. Dette burde fremskynde udrulningen.

Kortere elledninger, bedre strømstyring

Modulet drager også fordel af de seneste videnskabelige fremskridt. I stedet for at trådbinde halvlederen til pakken, forskerne besluttede at integrere det direkte i kredsløbet med en galvanisk assisteret kobberkontakt for at forkorte ledningerne og optimere strømføringen. Teamet tog også den potentielle kunde med ombord på denne udviklingsindsats. I projektets første år, de udarbejdede et specifikationsark, der angiver det elektriske, termiske og ydelseskrav til modulet og halvlederen. Forskerne arbejdede tæt sammen med brugere, imødekomme deres ønsker, da de bestemte produktspecifikationerne.

Bilproducenter, komponentleverandører og OEM'er var direkte involveret i bestræbelserne på at kortlægge de strømelektroniske modulers størrelse, layout og elektriske kredsløb. Denne kollektiv søgte at få mest muligt ud af den plads, der var tilgængelig i køretøjernes drivlinje. Lars Böttcher, gruppeleder ved Fraunhofer IZM og leder af SiC-delprojektprojektet, siger, "Vi går ud over et generelt bevis på koncept, fordi vi udvikler mere end bare en prototype i dette projekt." Målet er at øge både det nye halvledermateriale siliciumcarbid og indlejringsteknologien til masseproduktion.