Revolutionäre Leistungselektronik für zukünftige Anwendungen mit hoher Energiedichte und kleinem Bauraum
In diesem BMBF-Verbundvorhaben bearbeitet das Team um Prof. Eisele das Teilvorhaben 'Prüfkörpermethodik und Modulaufbau'. Die Aktivitäten beschäftigen sich mit der Charakterisierung der anorganischen Umhüllmassen. Mitte Dezember 2016 erhielt das FuE-Zentrum den Zuwendungsbescheid.
Den Elektroautos gehört die Zukunft. Verbraucher erwarten aber von Elektroautos denselben Komfort wie bei einem Auto mit Verbrennungsmotor. Um die Akzeptanz eines E-Fahrzeuges in der breiten Bevölkerung zu erhöhen, müssen zukünftig noch weitere Entwicklungen erfolgen, wie höhere Reichweiten, niedrigere Energieverbräuche sowie Kosten-, Gewichts- und Bauraumreduktionen durch Miniaturisierung. Effiziente Leistungselektroniksysteme in Elektrofahrzeugen unterstützen diese Entwicklung hin zu einer nachhaltigen Mobilität.
Durch immer weiter verringerte Bauelemente-Abmessungen und dadurch bedingte Erhöhung der Verlustleistungsdichte moderner Wide Bandgap Halbleiter (WBG, Halbleiter mit breitem Bandabstand) steigt auch der abzudeckende Betriebstemperaturbereich und damit die max. Temperatur (bis zu 300 °C) der Leistungsmodule an. Um einen zuverlässigen Betrieb bei deutlich höheren Schaltfrequenzen und höheren Temperaturen bei geringeren Baugrößen von WBG-Elektroniksystemen nutzen zu können, sind neue Ansätze für die Umhüllung der ungehäusten Halbleiter und der passiven Bauelemente, die Systemintegration sowie ein radikal verbessertes Thermomanagement notwendig.
In diesem Teilvorhaben bringt das Projektteam um Dr. Eisele, Professor am Institut für Mechatronik der FH Kiel, sein Know-how auf dem Gebiet Aufbau- und Verbindungstechnik, sowie des Packagings ein und erweitert durch die Zusammenarbeit mit der Industrie seine Kompetenzen. Das neu erworbene Wissen fließt zukünftig und über die Projektlaufzeit hinaus in die Vorlesungen, Übungen und Thesen, jeweils für Master- und Bachelorstudierende, ein. Damit wird den Studierenden eine höhere Ausbildungsqualität verschafft, als nach Curriculum vorgesehen.
Das BMBF fördert das Teilvorhaben mit Mitteln aus dem Programm „IKT2020 - Forschung für Innovationen“ mit 540.000 Euro. Namhafte Verbundpartner im Projekt sind Robert Bosch GmbH, Danfoss Silicon Power GmbH, Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS, Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG, Hübers Verfahrenstechnik Maschinenbau GmbH und Siemens AG, CT RTC ELE Berlin. Die Zuwendung gilt für den Zeitrum 01.01.2017 bis 31.12.2019.